Datos Identificativos 2022/23
Asignatura (*) Materiales e Iluminación Código 616G02017
Titulación
Grao en Creación Dixital, Animación e Videoxogos
Descriptores Ciclo Periodo Curso Tipo Créditos
Grado 2º cuatrimestre
Primero Obligatoria 6
Idioma
Castellano
Modalidad docente Presencial
Prerrequisitos
Departamento Enxeñaría Civil
Coordinador/a
Taibo Pena, Francisco Javier
Correo electrónico
javier.taibo@udc.es
Profesorado
Taibo Pena, Francisco Javier
Correo electrónico
javier.taibo@udc.es
Web
Descripción general 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 del título
Código Competencias del 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 los estudiantes hayan demostrado poseer y comprender conocimientos en un área de estudio que parte de la base de la educación secundaria general, y se suele encontrar a un nivel que, si bien se apoya en libros de texto avanzados, incluye también algunos aspectos que implican conocimientos procedentes de la vanguardia de su campo de estudio
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, en las lenguas oficiales de la comunidad autónoma.
C3 CT3 - Utilizar las herramientas básicas de las tecnologías de la información y las comunicaciones (TIC) necesarias para el ejercicio de su profesión y para el aprendizaje a lo largo de su vida.
C4 CT4 - Desarrollarse para el ejercicio de una ciudadanía respetuosa con la cultura democrática, los derechos humanos y la perspectiva de género.
C6 CT6 - Adquirir habilidades para la vida y hábitos, rutinas y estilos de vida saludables.
C7 CT7 - Desarrollar la capacidad de trabajar en equipos interdisciplinares o transdisciplinares, para ofrecer propuestas que contribuyan a un desarrollo sostenible ambiental, económico, político y social.
C8 CT8 - Valorar la importancia que tiene la investigación, la innovación y el desarrollo tecnológico en el avance socioeconómico y cultural de la sociedad.
C9 CT9 - Tener la capacidad de gestionar tiempos y recursos: desarrollar planes, priorizar actividades, identificar las críticas, establecer plazos y cumplirlos.

Resultados de aprendizaje
Resultados de aprendizaje Competencias del título
Saber definir las propiedades de los materiales de superficies en 3D simulando diferentes aspectos, tanto buscando el 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 el uso de texturas de diferentes tipos para controlar las propiedades de los materiales A10
A11
B1
B2
B3
B4
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B9
B10
B11
B12
B13
C1
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C4
C6
C7
C8
C9
Saber iluminar una escena 3D en diferentes situaciones y con diversos fines estéticos, tanto de forma realista como no realista, en render off-line como en tiempo real A10
A11
B1
B2
B3
B4
B5
B6
B7
B8
B9
B10
B11
B12
B13
C1
C3
C4
C6
C7
C8
C9
Tener la capacidad de evaluar diferentes técnicas de iluminación, shading y texturizado en cuanto a su rendimiento, calidad y coste en tiempo de render, de cara a la toma de decisiones en una producción, o su adecuación a un motor de tiempo real A10
A11
B1
B2
B3
B4
B5
B6
B7
B8
B9
B10
B11
B12
B13
C1
C3
C4
C6
C7
C8
C9

Contenidos
Tema Subtema
El proceso de shading. Iluminación directa Interacción luz-objeto. Modelos básicos de iluminación
Propiedades de los materiales
Fuentes de luz
Texturas Tipos de texturas
Aplicaciones de las texturas
Simulación de detalles geométricos mediante texturas
PBR Materiales físicamente correctos
Reflexión, transmisión, dispersión y absorción
BRDF
Workflows PBR. Metalness/roughness, specular/glossiness
Metales y dieléctricos
Gestión de color e imagen digital Principios físicos del color
Espacios de color
Representación digital de la información
Rango dinámico
Corrección gamma
Formatos de imagen
Workflow lineal
ACES
Principios de iluminación Objetivos de la iluminación
Características de la luz
Tipos de luces
Modelar con la luz
Iluminación en tres puntos
Esquemas de iluminación clásicos
Ray tracing Algoritmo de ray tracing
Tipos de rayos
Reflexiones, refracciones y sombras
Profundidad de los rayos
Render Técnicas de render. Render off-line y render en tempo real
Path tracing
Aliasing y antialiasing
Capas y pases de render (AOVs)
Técnicas de eliminación de ruido (denoising)
Cámara Funcionamiento de una cámara
Parámetros de las cámaras reales
Cámaras en CGI
Profundidad de campo
Desenfoque por movimiento
Sombras Importancia de las sombras
Técnicas de cálculo de sombras en CGI. Ray tracing y depth shadow maps
Iluminación global Simulación de los distintos comportamientos da luz
Interreflexiones difusas
Cáusticas
La ecuación de render
Subsurface scattering (SSS). BRDF, BTDF, BSDF, BSSRDF
Ambient occlusion
Final gathering
Photon mapping

Planificación
Metodologías / pruebas Competéncias Horas presenciales Horas no presenciales / trabajo autónomo Horas totales
Sesión magistral 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
Taller 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
Prueba de respuesta 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
 
(*)Los datos que aparecen en la tabla de planificación són de carácter orientativo, considerando la heterogeneidad de los alumnos

Metodologías
Metodologías Descripción
Sesión magistral Exposición oral complementada con el uso de medios audiovisuales y la introducción de algunas preguntas dirigidas a los estudiantes, con la finalidad de transmitir conocimientos y facilitar el aprendizaje.
Taller Trabajo de laboratorio, resolución de problemas aplicando los conceptos estudiados en teoría sobre un software de creación de contenidos digitales en 3D
Prueba de respuesta múltiple Examen teórico
Presentación oral Presentación de un trabajo desarrollado en la asignatura

Atención personalizada
Metodologías
Taller
Presentación oral
Descripción
Las tutorías complementarán los talleres, clases teóricas y los trabajos personales, de forma que se puedan resolver las dudas y dificultades que hayan surgido durante las clases, el estudio o el trabajo no presencial. Estas tutorías se podrán realizar tanto de forma individual como en pequeños grupos.

Evaluación
Metodologías Competéncias Descripción Calificación
Taller A10 A11 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B10 B11 B12 B13 C1 C3 C4 C6 C7 C8 C9 Ejercicios prácticos (evaluación continua) 50
Prueba de respuesta múltiple A10 A11 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B10 B11 B13 C1 C3 C9 Examen 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 Trabajo final de la asignatura 20
 
Observaciones evaluación

La evaluación de la asignatura se compondrá de tres bloques, con los siguientes pesos en la nota final:

  • Trabajos prácticos: 50
  • Examen teórico: 30
  • Presentación oral: 20

La prueba teórica se realizara en la fecha oficial del examen de la asignatura.

Los trabajos prácticos se entregarán en los plazos correspondientes que se indiquen en clase y se publiquen en las tareas de Moodle. La presentación oral se realizara dentro de las clases en la fecha y modo que se indicará en clase con antelación suficiente.

En la segunda oportunidad, los bloques de trabajos prácticos y presentación oral se sustituirán por una prueba práctica a realizar en el laboratorio en la fecha oficial del examen.

La realización fraudulenta de las pruebas o actividades de evaluación, una vez comprobada, implicará directamente la calificación de suspenso "0" en la materia en la convocatoria correspondiente, invalidando así cualquier calificación obtenida en todas las actividades de evaluación de cara a la convocatoria extraordinaria.


Fuentes de información
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

Complementária 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


Recomendaciones
Asignaturas que se recomienda haber cursado previamente
Modelado 1/616G02015

Asignaturas que se recomienda cursar simultáneamente
Animación 1/616G02018

Asignaturas que continúan el temario
Técnicas Avanzadas de Render/616G02024
Shading/616G02027
Proyecto de Animación/616G02021
Postproducción 3D y Efectos Visuales/616G02022

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