Datos Identificativos 2024/25
Asignatura (*) Materiais e Iluminación Código 616G02017
Titulación
Grao en Creación Dixital, Animación e Videoxogos
Descriptores Ciclo Período Curso Tipo Créditos
Grao 2º cuadrimestre
Primeiro Obrigatoria 6
Idioma
Castelán
Modalidade docente Presencial
Prerrequisitos
Departamento Enxeñaría Civil
Coordinación
Delgado Fernández, Aldán
Correo electrónico
aldan.delgadof@udc.es
Profesorado
Delgado Fernández, Aldán
Correo electrónico
aldan.delgadof@udc.es
Web
Descrición xeral O obxectivo desta asignatura é que os estudantes coñezan o proceso de xeración de imaxes mediante computador (render). O estudante será capaz de analizar as propiedades ópticas dos materiais, para reproducirlas en imaxes sintéticas mediante diversas técnicas de iluminación. Tamén será capaz de aplicar imaxes como textura para controlar as diferentes propiedades dos materiais. Aprenderase a crear e configurar cámaras virtuais para a xeración de imaxes sintéticas emulando o comportamento das cámaras na realidade.

Competencias / Resultados do título
Código Competencias / Resultados do título
A10 CE10 - Conocer las etapas principales del pipeline de una producción de animación o videojuego y su importancia dentro del proceso global.
A11 CE11 - Saber definir las propiedades de los materiales asignados a los objetos de una escena 3D, incluyendo el uso de las técnicas de mapeado de texturas y conocer las diferentes técnicas de iluminación y render para la generación de imágenes por computador utilizadas en animación y videojuegos. Saber evaluar el coste de las diferentes técnicas de iluminación y shading, de cara a la toma de decisiones en una producción.
B1 CB1 - Que os estudantes demostrasen posuir e comprender coñecementos nunha área de estudo que parte da base da educación secundaria xeral, e se atope a un nivel que, se ben se apoia en libros de texto avanzados, inclúe tamén algúns aspectos que implican coñecmentos procedentes da vanguarda do seu campo de estudo
B2 CB2 - Que los estudiantes sepan aplicar sus conocimientos a su trabajo o vocación de una forma profesional y posean las competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y la resolución de problemas dentro de su área de estudio
B3 CB3 - Que los estudiantes tengan la capacidad de reunir e interpretar datos relevantes (normalmente dentro de su área de estudio) para emitir juicios que incluyan una reflexión sobre temas relevantes de índole social, científica o ética
B4 CB4 - Que los estudiantes puedan transmitir información, ideas, problemas y soluciones a un público tanto especializado como no especializado
B5 CB5 - Que los estudiantes hayan desarrollado aquellas habilidades de aprendizaje necesarias para emprender estudios posteriores con un alto grado de autonomía
B6 CG1 - Capacidad de organización y planificación. Especialmente en el planteamiento de trabajos conducentes a la creación de los contenidos audiovisuales digitales que componen una producción de animación o un videojuego.
B7 CG2 - Capacidad de resolver problemas de forma efectiva, principalmente de carácter tecnológico y en el campo de la creación de contenidos digitales interactivos y de animación.
B8 CG3 - Conocimientos informáticos, en especial los relativos al uso de tecnologías y programas de última generación en el campo de estudio.
B9 CG4 - Conocer los procedimientos, destrezas y metodologías necesarios para la adaptación del proceso creativo al medio digital y la producción de obras artísticas a través de tecnologías específicas.
B10 CG5 - Valorar críticamente el conocimiento, la tecnología y la información disponible para su aplicación en la resolución de problemas.
B11 CG6 - Capacidad crítica y autocrítica. Necesaria en todo proceso creativo en el que se busca un compromiso con la calidad del trabajo, los resultados y las soluciones propuestas.
B12 CG7 - Trabajo en equipo. Capacidad de abordar proyectos en colaboración con otros estudiantes, asumiendo roles y cumpliendo compromisos de cara al grupo.
B13 CG8 - Capacidad de aplicar los conocimientos en la práctica, integrando las diferentes partes del programa, relacionándolas y agrupándolas en el desarrollo de productos complejos.
C1 CT1 - Expresarse correctamente, tanto de forma oral como escrita, nas linguas oficiais da comunidade autónoma.
C3 CT3 - Utilizar as ferramentas básicas das tecnoloxías da información e as comunicacións (TIC) necesarias para o exercicio da súa profesión e para a aprendizaxe ao longo da súa vida.
C4 CT4 - Desenvolverse para o exercicio dunha cidadanía respectuosa coa cultura democrática, os dereitos humanos e a perspectiva de xénero.
C6 CT6 - Adquirir habilidades para a vida e hábitos, rutinas e estilos de vida saudables.
C7 CT7 - Desenvolver a capacidade de traballar en equipos interdisciplinares ou transdisciplinares, para ofrecer propostas que contribúan a un desenvolvemento sostible ambiental, económico, político e social.
C8 CT8 - Valorar a importancia que ten a investigación, a innovación e o desenvolvemento tecnolóxico no avance socioeconómico e cultural da sociedade.
C9 CT9 - Ter a capacidade de xestionar tempos e recursos: desenvolver plans, priorizar actividades, identificar as críticas, establecer prazos e cumprilos.

Resultados de aprendizaxe
Resultados de aprendizaxe Competencias / Resultados do título
Saber definir as propiedades dos materiais de superficies en 3D simulando diferentes aspectos, tanto buscando o realismo como resultados estilizados A10
A11
B1
B2
B3
B4
B5
B6
B7
B8
B9
B10
B11
B12
B13
C1
C3
C4
C6
C7
C8
C9
Dominar o uso de texturas de diferentes tipos para controlar as propiedades dos materiais A10
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Saber iluminar unha escena 3D en diferentes situacións e con diversos fins estéticos, tanto de forma realista como non realista, en render off-line como en tempo real A10
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B11
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C1
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C8
C9
Ter a capacidade de evaluar diferentes técnicas de iluminación, shading e texturizado en canto ao seu rendemento, calidade e coste en tempo de render, de cara á toma de decisións nunha producción, ou a súa adecuación a un motor de tempo real A10
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C4
C6
C7
C8
C9

Contidos
Temas Subtemas
O proceso de shading. Iluminación directa Interacción luz-obxeto. Modelos básicos de iluminación.
Propiedades dos materiais
Fontes de luz
Texturas Tipos de texturas
Aplicacións das texturas
Simulación de detalles xeométricos mediante texturas
PBR Materiais físicamente correctos
Reflexión, transmisión, dispersión e absorción
BRDF
Workflows PBR. Metalness/roughness, specular/glossiness
Metais e dieléctricos
Xestión de cor e imaxe dixital Principios físicos da cor
Espazos de cor
Representación dixital da información
Rango dinámico
Corrección gamma
Formatos de imaxe
Workflow lineal
ACES
Principios de iluminación Obxetivos da iluminación
Características da luz
Tipos de luces
Modelar ca luz
Iluminación en tres puntos
Esquemas de iluminación clásicos
Ray tracing Algoritmo de ray tracing
Tipos de raios
Reflexións, refraccións e sombras
Profundidade dos raios
Render Técnicas de render. Render off-line e render en tempo real
Path tracing
Aliasing y antialiasing
Capas e pases de render (AOVs)
Técnicas de eliminación de ruido (denoising)
Cámara Funcionamento dunha cámara
Parámetros das cámaras reais
Cámaras en CGI
Profundidade de campo
Desenfoque por movemento
Sombras Importancia das sombras
Técnicas de cálculo de sombras en CGI. Ray tracing e depth shadow maps
Iluminación global Simulación dos distintos comportamentos da luz
Interreflexións difusas
Cáusticas
A ecuación de render
Subsurface scattering (SSS). BRDF, BTDF, BSDF, BSSRDF
Ambient occlusion
Final gathering
Photon mapping

Planificación
Metodoloxías / probas Competencias / Resultados Horas lectivas (presenciais e virtuais) Horas traballo autónomo Horas totais
Sesión maxistral A10 A11 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B10 B11 B12 B13 C1 C3 C4 C6 C7 C8 C9 24 24 48
Obradoiro A10 A11 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B10 B11 B12 B13 C1 C3 C4 C6 C7 C8 C9 25 50 75
Proba de resposta múltiple A10 A11 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B10 B11 B13 C1 C3 C9 1 0 1
Presentación oral A10 A11 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B10 B11 B12 B13 C1 C3 C4 C6 C7 C8 C9 1 24 25
 
Atención personalizada 1 0 1
 
*Os datos que aparecen na táboa de planificación son de carácter orientativo, considerando a heteroxeneidade do alumnado

Metodoloxías
Metodoloxías Descrición
Sesión maxistral Exposición oral complementada co uso de medios audiovisuais e la introducción de algunhas preguntas dirixidas aos estudantes, coa finalidade de transmitir coñecementos e facilitar a aprendizaxe.
Obradoiro Traballo de laboratorio, resolución de problemas aplicando os conceptos estudados na teoría sobre un software de creación de contidos dixitais en 3D
Proba de resposta múltiple Exame teórico
Presentación oral Presentación dun traballo desenvolvido na asignatura

Atención personalizada
Metodoloxías
Obradoiro
Presentación oral
Descrición
As titorías complementarán os obradoiros, clases teóricas e os traballos personais, de forma que se poidan resolver as dudas e dificultades que surxiran durante as clases, o estudo ou o traballo non presencial. Estas titorías poderanse realizar tanto de forma individual como en pequenos grupos.

Avaliación
Metodoloxías Competencias / Resultados Descrición Cualificación
Obradoiro A10 A11 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B10 B11 B12 B13 C1 C3 C4 C6 C7 C8 C9 Exercicios prácticos (avaliación continua) 50
Proba de resposta múltiple A10 A11 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B10 B11 B13 C1 C3 C9 Exame teórico 30
Presentación oral A10 A11 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B10 B11 B12 B13 C1 C3 C4 C6 C7 C8 C9 Presentación do traballo grupal 20
 
Observacións avaliación

A avaliación da materia comporase de tres bloques, cos seguintes pesos na nota final:

  • Traballos prácticos: 50
  • Exame teórico: 30
  • Presentación oral: 20

A proba teórica realizarase na data oficial do exame da materia.

Os traballos prácticos entregaranse nos plazos correspondentes que se indiquen en clase e se publiquen nas tarefas de Moodle. A presentación oral realizarase dentro das clases na data e modo que se indicará en clase con antelación suficiente.

Na segunda oportunidade e na oportunidade adiantada, os bloques de traballos prácticos e presentación oral sustituiranse por unha proba práctica a realizar no laboratorio na data oficial do exame.

Todos os aspectos relacionados con “dispensa académica”, “dedicación ao estudo”, “permanencia” e “fraude académica” rexeranse de acordo coa normativa académica vixente da UDC.


Fontes de información
Bibliografía básica Jeremy Birn (2013). Digital Lighting and Rendering, 3rd Edition. New Riders
Owen Demers (2002). Digital Texturing and Painting. New Riders
John Alton (2013). Painting with light. University of California Press
Matt Pharr, Wenzel Jakob, Greg Humphreys (2017). Physically Based Rendering. From Theory to Implementation. Third Edition. Morgan Kaufmann
Tomas Akenine-Möller, Eric Haines, Naty Hoffman, Angelo Pesce, Sebastien Hillaire, Michat Iwanicki (2018). Real Time Rendering, Fourth Edition. A K Peters/CRC Press

Bibliografía complementaria Virginia Wissler (2012). Illuminated Pixels: The Why, What, and How of Digital Lighting. Cengage Learning PTR
Jeremy Cantor, Pepe Valencia (2004). Inspired 3D Short Film Production. Thomson Course Technology
Alberto Rodriguez (2010). Proyectos de Animación 3D. Anaya Multimedia
Isaac V. Kerlow (2004). The Art of 3D Computer Animation and Effects. John Wiley & Sons, Inc.
Autodesk Maya Press (2007). The Art of Maya: An Introduction to 3D Computer Graphics. Sybex


Recomendacións
Materias que se recomenda ter cursado previamente
Modelaxe 1/616G02015

Materias que se recomenda cursar simultaneamente
Animación 1/616G02018

Materias que continúan o temario
Técnicas Avanzadas de Render/616G02024
Shading/616G02027
Proxecto de Animación/616G02021
Postprodución 3D e Efectos Visuais/616G02022

Observacións


(*)A Guía docente é o documento onde se visualiza a proposta académica da UDC. Este documento é público e non se pode modificar, salvo casos excepcionais baixo a revisión do órgano competente dacordo coa normativa vixente que establece o proceso de elaboración de guías