Estudio de los materiales en entornos 3D con render en tiempo real para la creación en artes digitales

Abstract

OBJETIVOS: Generar las bases para la creación de una guía de iniciación al desarrollo de entornos 3D con renderizado en tiempo real partiendo del estudio y análisis de materiales dinámicos desde una perspectiva del conocimiento en Artes, con la intención de mejorar y ampliar los procesos de creación de este tipo de contenido. OBJETIVOS SECUNDARIOS 1.- A través del análisis de la literatura científica relacionada con la creación en entornos con render real-time, establecer un contexto histórico que justifique un punto de partida desde los entornos interactivos con renderizado en tiempo real. 2.- Explorar y analizar los componentes y parámetros que intervienen actualmente en el proceso de creación de imágenes en entornos virtuales. 3.- Experimentar con los mapas de texturas necesarios para la configuración de materiales PBR (Physically Based Rendering) y definir sus características en su aplicación. 4.- Analizar, ordenar e interpretar los resultados obtenidos en base a parámetros artísticos tras el estudio y la experimentación previa con texturas y materiales. 5.- Realizar una práctica en la que se apliquen materiales PBR sobre un objeto 3D con diferentes finalidades y efectos que evidencien su versatilidad y utilidad en su aplicación.

METODOLOGÍA: Cuando tratamos con entornos con renderizado en tiempo real, estamos hablando de imágenes renderizadas cuyo contenido mostrado es trabajo de artistas y hay una serie de procesos que deben ser tratados para comprender este tipo de proyectos. Se han recopilado, estudiado y analizado los diferentes elementos que intervienen en el proceso de creación de una imagen obtenida en base a un entorno con renderizado en tiempo real. Nos centraremos en los materiales PBR y realizaremos un proceso experimental en el que se estudiarán y analizarán los componentes y parámetros que definen los mapas de texturas que componen dichos materiales. Los resultados serán tratados desde una perspectiva técnica enmarcada en el campo de las artes. Esto servirá como base objetiva que permitirá reproducir los resultados por aquellos que se acerquen a este ámbito. Además, se aportarán experimentos y pruebas que profundicen en los aspectos estudiados para la obtención de resultados más concretos. Para realizar dicho estudio se procederá utilizando una metodología cualitativa, ya que la información recopilada, a pesar de estar basada, en ciertos casos, en datos cuantificables, se traducen en resultados que facilitan la comprensión de la materia, la visualización de efectos y la comparación entre ellos.

CONCLUSIONES: Este trabajo indaga y explora las posibilidades creativas digitales en el contexto de las herramientas tecnológicas de aplicación en los entornos con renderizado en tiempo real. Esta investigación facilita el uso y la formación sobre estas herramientas en el campo de las artes, y da un enfoque artístico a la terminología técnica que impera en este sector. Ponemos de relieve la importancia y potencial de los materiales PBR y su aplicación en el ámbito artístico. Se ha estudiado, trabajado y analizado la situación actual de los avances en el sector utilizando una visión técnica desde una perspectiva artística, desglosando la terminología específica que el artista digital debe manejar en este campo. Se han expuesto de forma precisa los múltiples componentes de los materiales PBR y se ha estudiado su funcionamiento gráfico y visual. Se han contextualizado los resultados obtenidos durante la experimentación, que ubica este trabajo en su contexto actual de las artes digitales proporcionando un esquema desglosado de fácil referencia para el uso de los diferentes mapas y su función en el shader para la generación de materiales PBR.

OBJETIVES: Generate the foundations for creating a beginner's guide to developing real-time rendered 3D environments based on the study and analysis of dynamic materials from an Arts perspective, with the intention of improving and expanding the creation processes of this type of content. SECONDARY OBJECTIVES Establish a historical context through the analysis of scientific literature related to creation in real-time rendered environments, justifying a starting point from interactive environments with real-time rendering. Explore and analyze the components and parameters currently involved in the image creation process in virtual environments. Experiment with the necessary texture maps for configuring Physically Based Rendering (PBR) materials and define their characteristics in application. Analyze, organize, and interpret the results obtained based on artistic parameters after studying and experimenting with textures and materials. Conduct a practice session applying PBR materials to a 3D object with different purposes and effects to showcase their versatility and usefulness in application.

METHODOLOGY: When dealing with real-time rendering environments, we are referring to rendered images where the displayed content is the work of artists, and there are various processes that need to be addressed to understand this type of projects. Different elements involved in the creation process of an image obtained from a real-time rendering environment have been collected, studied, and analyzed. We will focus on PBR materials and conduct an experimental process to study and analyze the components and parameters that define the texture maps composing these materials. The results will be approached from a technical perspective within the field of arts. This will serve as an objective basis for reproducing the results for those who approach this field. Additionally, experiments and tests will be provided to delve deeper into the aspects studied for obtaining more concrete results. A qualitative methodology will be used to conduct this study since the collected information, despite being based, in certain cases, on quantifiable data, translates into results that facilitate understanding of the subject, visualization of effects, and comparison among them.

CONCLUSIONS: This work delves into and explores the digital creative possibilities within the context of technological tools applied in real-time rendering environments. This research facilitates the use and training of these tools in the field of arts and provides an artistic approach to the prevailing technical terminology in this sector. We emphasize the importance and potential of PBR materials and their application in the artistic domain. The current state of advancements in the sector has been studied, worked on, and analyzed using a technical perspective from an artistic point of view, breaking down the specific terminology that digital artists must handle in this field. The multiple components of PBR materials have been precisely presented, and their graphical and visual functioning has been studied. The obtained results have been contextualized during the experimentation, placing this work within the current context of digital arts. A detailed breakdown has been provided for easy reference regarding the use of different maps and their function in the shader for the generation of PBR materials.