¿Qué son los materiales PBR?
marzo 28, 2023

Materiales PBR (Physically Based Rendering) es una tecnología de renderizado 3D que interpreta los colores y las texturas de los materiales aplicados en la escena como sucedería en la realidad, acorde con las leyes físicas de la luz.

El color y la textura de las cosas ayudan a nuestro cerebro a descifrar cómo son realmente y por eso los materiales muy realistas son parte fundamental de los renders 3D. El color de un objeto es fruto de la combinación de diferentes elementos y esta descomposición es lo que nos proporcionan los materiales PBR

En este artículo vamos a detallar como funcionan los materiales PBR y sus mapas para que puedas sacarle el máximo partido a tus proyectos. En este artículo puedes leer más sobre el resto de novedades de Lumion 2023.

 

¿Cómo funcionan los materiales PBR?

 

Un material PBR contiene información detallada de los diferentes aspectos que lo componen, lo podemos descomponer en lo que llamamos mapas.

Materiales PBR mapas

Se trata por tanto de materiales muy detallados, realistas y altamente configurables. Detallado porque tiene relieve, sombras y luces, desplazamiento, zonas más o menos brillantes y todo tipo de detalles que lo definen. Realista porque se comporta frente a la luz como lo haría el material en la realidad. Y configurable porque la composición de diferentes mapas permite hacer ajustes muy precisos de cada uno de los aspectos de estos materiales PBR.

  • El detalle del material lo aporta el mapa de textura.
  • El color mayoritario del material lo define el mapa de normales.
  • El desplazamiento de la geometría que lo forma lo define el mapa de desplazamiento.
  • La cantidad de reflexión de la luz se regula con el mapa de reflexión.
  • Las imperfeciones de la superficie del material PBR aparece en el mapa de rugosidad. 
  • Además hay otros tipos de ajustes que pueden aportar al material transparencia, envejecimiento,…

Es importante valorar la cantidad de mapas que necesitamos para un material, ya que no todos los tipos de materiales necesitan todos sus mapas.

 

¿Qué significa trabajar con materiales PBR?

 

Cuando un software de renderizado 3D te ofrece un flujo trabajo con materiales PBR completo, esto significa que puedes definir cada una de tus texturas con al menos 6 mapas diferentes.

Tanto si creamos el material a partir de una imagen como si lo descargamos de una página de materiales, podemos utilizar varios mapas para crear materiales PBR únicos y muy realistas.

materiales PBR trazado de rayos

Render realizado con Lumion 2023

 

¿Cuáles son los mapas PBR?

 

A continuación vamos a ver qué información del material aporta cada uno de sus mapas, para que así puedas decidir cómo utilizarlos a la hora de aplicar materiales y texturas a la escena 3D.

Mapa de textura (Texture) : 

mapa de textura

Este mapa aporta la información sobre el color general del material, sería el equivalente a una fotografía hecha al propio material en la realidad.

También se puede llamar mapa difuso o Albedo, (Albedo significa que es una versión del color plano, sin luces ni sombras de la textura).

Mapa Normal (Relief):

mapa normales

Crea el efecto de relieve sobre el material, sin que existan polígonos reales. La forma en que trabaja este mapa es asociando 3 colores a las diferentes orientaciones de la superficie, de esta manera el motor de render interpreta el volumen y lo traduce en zonas de más luz o de más sombra.

Mapa de rugosidad (Roughness): 

mapa rugosidad

Se utiliza para dar distintos tipos de desgaste al material, puede utilizarse para pequeños detalles o arañazos, suciedad, roturas… 

Mapa reflexión (Reflectivity):

mapa de reflexión

Indica cuánto se refleja la luz sobre la superficie del material. Si el material PBR refleja la luz en todas sus partes por igual este mapa será de un color plano, pero si hay algunas zonas más brillantes que otras, el mapa tendrá una escala de grises donde las zonas blancas del mapa indican mucha reflexión y las oscuras indican poca reflexión.

Mapa de metalizado (Metalness): 

mapa de metalizado 2

Determina si un material es metálico o no, este mapa se suele utilizar en materiales completamente metálicos por lo que es un color negro plano, sin embargo, puede ser que estemos trabajando con materiales PBR con unas partes más metálicas que otras, como una malla metálica o un conglomerado de piedras con partículas metálicas, en ese caso, de nuevo en escala de grises se determinará qué partes son más metalizadas que el resto.

Mapa de Emisividad (Emisive Strength):

mapa de emisividad

Cuando tenemos un material emisivo y la emisión no es regular en toda la superficie, podemos cargar un mapa que actúe de forma similar a una máscara y definir qué partes del material emiten luz y qué partes no.

Mapa de desplazamiento (Displacement):

mapa de desplazamiento

Al contrario que el mapa de normales, este mapa sí que genera un movimiento en los puntos de la imagen, se aplica en materiales con muchos polígonos y gran definición, este mapa no hace un efecto óptico como el mapa de normales sino que desplaza puntos de la malla y modifica polígonos reales, es uno de los mapas que aporta más realismo.

Mapa de opacidad (Opacity):

Para materiales con partes transparentes o semitransparentes se puede utilizar un mapa en escala de grises siendo el blanco completamente transparente y el negro nada transparente.

Otros efectos que se pueden aplicar a los materiales PBR si es necesario.

Mapa de brillo:

Este valor se puede confundir con el de reflexión, sin embargo muestra aspectos diferentes, si bien el mapa de reflexión define cuanto refleja el material la luz, el de brillo define cómo de nítido es el reflejo sobre las superficies.

Ambient Occlusion: 

Este efecto genera pequeñas sombras y luces que se crean en las zonas que no están iluminadas directamente. En el caso de utilizar motores de render con tecnología de trazado de rayos no es necesario utilizar este mapa, ya que estos cálculos se realizan de manera automática con los rebotes de luz.

Dispersión de la luz:

Con este ajuste se puede regular la cantidad de luz que atraviesa un material PBR cuando está iluminado, hace que las formas sean permeables a la luz, especialmente en sus bordes.

rendering soft shadows RTX

Render realizado con Lumion 2023

 

¿Dónde descargar materiales PBR gratis?

 

Ahora que has visto todas las posibilidades que este flujo de trabajo completo te ofrece, seguro que tienes ganas de probarlo. Se pueden crear mapas a partir de una imagen de un material real con una herramienta de edición de imágenes, sin embargo existen numerosas bibliotecas de materiales PBR donde se pueden descargar los mapas ya creados para aplicarlos directamente.

En nuestro foro oficial puedes encontrar un apartado con muchas direcciones donde descargar materiales PBR y texturas PBR con todos sus mapas.

El material de ejemplo que hemos utilizado para ilustrar este artículo pertenece a la biblioteca de esta página web.

Conclusiones sobre los materiales PBR

 

materiales PBR render 3d

Renderizado con Lumion 2023

Cuándo puedes utilizar todos estos mapas a la hora de crear materiales para tus renders 3D se abre ante ti un gran abanico de posibilidades, ya que la personalización de materiales y el flujo de trabajo con materiales PBR es completo.

No importa si quieres mejorar uno de los materiales de la biblioteca o si prefieres crear los tuyos propios desde cero. Con la nueva versión Lumion 2023 todas las opciones a tu alcance. Si aún no lo has probado, puedes solicitar una prueba gratuita para profesionales aquí

Si tienes una versión anterior de Lumion y lo que has leido en este artículo no te ayuda, puedes ver este otro artículo que publicamos hace un tiempo donde encontrarás todos los detalles sobre los materiales de Lumion en versiones anteriores a Lumion 2023.