Suggerimenti sul rendering del vetro per visualizzazioni realistiche

Il vetro è un materiale eccezionale: costituisce una barriera contro gli agenti atmosferici, ma allo stesso tempo ci consente di apprezzare la bellezza che ci circonda, e fornisce la luce e il calore indispensabile nelle stagioni fredde. Denominato vetratura nel contesto architettonico, il vetro è anche esteticamente piacevole per diversi aspetti, tra cui le sue qualità riflettenti.

Creazione di vetri realistici nelle visualizzazioni architettoniche

Il vetro è sempre stato difficile da riprodurre con cura nelle visualizzazioni architettoniche, vuoi perché le caratteristiche cromatiche o riflettenti erano difficili da ricreare, vuoi perché il software e le impostazioni erano troppo complessi per un designer con media esperienza. In passato sviluppatori e designer sono comunque riusciti a superare queste impasse, ma si sono resi conto che il rapporto costi-benefici rispetto al tempo e al budget non era vantaggioso nella maggior parte dei casi.

Con il software di rendering Enscape è tutta un’altra cosa: scoprirai che creare rendering di vetro realistici è davvero semplice. Si tratta di una soluzione moderna in tempo reale basata sulla fisica, a cui puoi accedere con un clic dall’interno di Revit, SketchUp, Rhino, Vectorworks o ArchiCAD. Le impostazioni utente sono semplici e più simili ai comandi di una fotocamera che alla complessa strumentazione di un’astronave. Bastano poche, semplici regolazioni dei “riflessi” per ottenere vetrate di grande effetto nelle visualizzazioni.

Definizione del vetro in Revit

Questo post spiega come applicare la vetratura in un modello Revit per produrre vetri dall'aspetto realistico nelle visualizzazioni architettoniche. L’evoluzione dei materiali Revit ha dato origine a tre opzioni principali per definire il vetro: Generic (Generico), Glazing (Vetratura) e ora Advanced Materials (Materiali avanzati) in Revit 2019.

Capire le differenze tra queste opzioni e l’aspetto che assumono in Enscape è il segreto per ottenere i risultati desiderati in termini di realismo ed estetica. Le immagini riprodotte sopra e sotto mostrano i risultati eccezionali che possiamo ottenere da Enscape con il minimo impegno. Impegno che va dedicato solo alla fase del modello Revit primario, dato che non occorrono attività di esportazione e perfezionamento in un altro formato o copia del modello.

Rendering di interni con magnifiche vetrate (Contenuto di: Dan Stine)

È importante anche sapere che Enscape include una definizione interna di materiale per la vetratura, ovvero il classico rendering basato sulla fisica: ruvidità, speculare (F0), effetto metallico e altre caratteristiche a cui tenta di associare il sistema di materiali di CAD. Al contrario, nell’editor di materiali di Enscape all’interno di SketchUp, Rhino, Revit e ArchiCAD, hai il massimo controllo su tutti i parametri.

Vetro in SketchUp

Come già detto, SketchUp/Rhino, nonché Revit e ArchiCAD, offrono una gamma più ampia di opzioni quando si utilizza Enscape, dato che i materiali nativi sono più limitati perché supportano un solo valore di texture e trasparenza. Ecco perché è disponibile un editor dei materiali di Enscape personalizzato. Questo editor, ovviamente, corrisponde direttamente al motore di rendering. L’approccio è analogo a quello di Apple: l’azienda crea un sistema operativo specifico per il proprio hardware ed elimina così la necessità di intermediari, incognite e tentativi.

Quando si lavora con il vetro in SketchUp, il colore della tinta e la ruvidità del riflesso sono fondamentali. Ecco un esempio in SketchUp che mostra tre diverse condizioni di vetratura e le rispettive impostazioni.

Impostazioni di vetratura in SketchUp

1. Tint Color (Colore tinta): tipica applicazione architettonica; corrisponde alla trasmissione della luce visibile (VLT)

2. Transparency Texture (Texture trasparenza): immagine utilizzata per rappresentare un motivo nel vetro

3. Albedo Color (Colore Albedo): definisce la luce riflessa diffusa, visibile solo se l’opacità è > 1% (trasparenza <99%); simile al vetro smerigliato.

Più il materiale è liscio (ruvidità -> 0%), più sarà in grado di riflettere l’ambiente circostante, mentre una superficie più ruvida diffonde in misura maggiore la luce in entrata.

Nell’esempio della texture di trasparenza si può notare come i pannelli di vetro della ringhiera presentano un motivo. Questo viene definito dal parametro Texture (Texture) che consente di controllare la trasparenza tramite un’immagine 2D: una mappa. Si riferisce al valore di opacità per cui un’area nera (pari a zero) sull’immagine utilizzata genera una parte assolutamente trasparente sulla superficie, mentre un'area bianca appare completamente opaca. Le aree grigie appaiono parzialmente trasparenti, come il vetro. Se carichi un’immagine colorata, Enscape la converte automaticamente in bianco e nero, senza alcuna necessità di un tuo intervento. L’immagine può essere invertita e ridimensionata come mostrato sotto.

Il dispositivo di scorrimento Refractive Index (Indice di rifrazione) determina in base a quale fattore la luce viene distorta quando passa attraverso una superficie trasparente. Lo stesso effetto è riscontrabile osservando un bicchiere d’acqua o un vetro molto spesso. L'aria ha un indice di rifrazione di 1, pertanto i raggi di luce la attraversano in una linea diretta. L’acqua ha un indice di 1,33, mentre l’indice del vetro di una finestra è 1,52. I diamanti, come esempio aggiuntivo, hanno un indice di 2,42: la luce viene distorta in modo significativo. Nel caso della vetratura architettonica, questo valore può essere molto basso o pari a 1 (ovvero nessuna distorsione) per garantire una maggiore efficienza.

Come creare un rendering del vetro in Revit

L’utilizzo di Autodesk Revit consente di ottenere risultati sorprendenti in Enscape. Revit integra comunque un proprio editor di materiali e diversi ombreggiatori che consentono di ottenere risultati simili, con alcune lievi differenze. L’immagine seguente mostra le tre opzioni: Generic (Generico), Glazing (Vetratura) e Advanced (Avanzato)

Materiale in vetro predefinito

Nel modello fornito da Revit, il materiale “Glass” (”Vetro”) è impostato sull’opzione di ombreggiatura Glazing (Vetratura), non Generic (Generico) o Advanced (Avanzato). Tuttavia il valore di Reflectance (Riflessione) è impostato su un livello talmente basso che l’impatto iniziale in Enscape può rivelarsi deludente. L’intervallo di riflessione è visibile in questa immagine di confronto, che mostra un’impostazione 100 a sinistra, 50 al centro e 0 a destra. Il valore predefinito in Revit è pari a 15, più vicino all’esempio sulla destra in cui sembra quasi che non vi sia vetro nel sistema di facciata continua.

Confronto dei valori di riflessione per il materiale per vetratura di Revit

Materiale avanzato

I materiali avanzati di Revit, introdotti in Revit 2019, hanno impostazioni diverse per l’ombreggiatore per vetratura basato sulla fisica. È importante sottolineare come questo materiale per “vetratura” sia diverso dal materiale in “vetro” altrettanto avanzato. A differenza del vetro, nella vetratura la luce non viene rifratta in modo da garantire una maggiore efficienza (come illustrato nella sezione SketchUp precedente). Il risultato in Enscape è una superficie sempre visibile da qualsiasi punto di osservazione e una qualità di riflessione ottimale.

SUGGERIMENTO: al momento questo tipo di materiale NON è consigliato per ottenere risultati ottimali in Enscape. Viene comunque trattato in questa sede in modo che il lettore possa comprenderne meglio le differenze e le limitazioni.

Per ribadire, il materiale PBR di base per Glazing (Vetratura), noto anche come materiale avanzato, è diverso dal materiale Transparent (Trasparente) più accurato a livello fisico (ovvero il vetro) che si utilizzerebbe per un vaso o un oggetto in vetro solido. Piuttosto, la vetratura è ottimizzata per applicazioni architettoniche e non genera rifrazione o riflessione interna. Tra questi inediti materiali avanzati sono disponibili “versioni di base” che consentono di creare nuovi materiali da zero, come mostrato nell’immagine seguente.

Libreria di asset di base per materiali avanzati di Revit 2019

È interessante notare come il nuovo materiale avanzato abbia un valore di trasmissione della luce visibile (T-Vis o VLT). Chiunque debba definire una vetratura o contribuisca a calcolare o analizzare la luce naturale conosce bene questa proprietà fisica del mondo reale.

Anche Revit, Autodesk Lighting Analysis, ElumTools e Insight utilizzano queste informazioni per l’analisi energetica. Nella tabella seguente l’intervallo VLT è pari a 60-90%.

Il colore trasmissivo corrisponde al colore intrinseco delle materie prime utilizzate per creare il vetro. La luce assume questo colore mentre passa attraverso il vetro. Mediante l’uso del ombreggiatore per il materiale avanzato di Revit per la vetratura, quando si inserisce il colore corretto, ad esempio quello tratto dal foglio dati di un produttore, anche il valore VLT (Visible Transmittance) viene calcolato correttamente, come mostrato nell’immagine seguente. Il VLT corrisponde alla quantità totale di luce che passa attraverso il vetro. Importante: l’esempio relativo a Vitro è disponibile qui.

Vetratura definita con il materiale avanzato di Revit 2019 – Ombreggiatore per “vetratura” speciale

L’immagine seguente mostra i risultati della definizione di questo materiale nell’ambito di Enscape. Il colore trasmissivo è perfettamente visibile all’interno del vetro e produce un risultato eccezionale. L’unico grande limite di questo materiale in Enscape è al momento l’effetto di smerigliatura che appare sul vetro quando riceve la luce diretta del sole.

Esempio di rendering utilizzando il materiale avanzato per “vetratura” di Revit

Materiale generico

I materiali generici di Revit offrono molte opzioni per controllare i vari aspetti di un materiale in Revit, come mostrato nell’immagine seguente.

Tabella che mette a confronto le opzioni di regolazione per i materiali basati sulla fisica e generici di Revit

Nel foglio dati del produttore riportato qui sotto, il colore e la riflessione del vetro possono essere associati direttamente. Suggerimento: per ricavare il valore RGB del colore, utilizza uno strumento contagocce in un’app di grafica. Il VLT può essere convertito in una percentuale delle 255 sfumature di grigio di Revit; pertanto, 255 x VLT = valore RGB (immetti il risultato per tutti e tre). Tale risultato si ottiene utilizzando il parametro Tint (Tinta).

Impostazione di un materiale generico in linea con i dati del prodotto reale

Risultato del rendering creato utilizzando il materiale generico per rappresentare una vetratura reale

SUGGERIMENTO: quando usi un colore invece di un valore RGB dalla scala di grigi, modifica il valore della luminanza nella finestra di dialogo dei colori di Revit per regolare il valore VLT. Questo articolo su ElumTools spiega come associare un valore RGB a un valore VLT reale.

Ecco un altro esempio in cui viene utilizzato un valore VLT molto inferiore dalla linea di prodotti del produttore.

Una variante dell’esempio precedente che utilizza un valore VLT più scuro

Risultato del rendering creato utilizzando il materiale generico per rappresentare la vetratura architettonica del mondo reale

Riflessione della luce visibile (Visible Light Reflectance, VLR)

I valori regolabili con i dispositivi di scorrimento della riflettività in Revit non costituiscono una relazione 1:1 per la percentuale VLR inclusa nei fogli dati del produttore, ma piuttosto un sottoinsieme dell’intervallo che è comunque fisicamente plausibile. Questo significa che per un “valore predefinito” di specularità pari al 50% si presuppone un’associazione al valore fisico effettivo del 4% di luce riflessa (a un angolo di 0° che chiameremo F0). La specularità massima (dispositivo di scorrimento al 100%) viene associata al valore fisico pari al 12%, che è effettivamente già superiore al valore massimo plausibile per i materiali in vetro puro documentati nella letteratura del periodo. Inoltre, per i materiali che offrono 2 dispositivi di scorrimento in Revit (diretto e obliquo), Enscape utilizza il valore medio di entrambi i dispositivi di scorrimento.

Materiale per vetratura

Infine, una breve panoramica sul materiale per la vetratura di Revit. Seguendo la stessa procedura illustrata in relazione ai dati di prodotto del mondo reale, scopriamo che i risultati ottenuti sono simili. Anche qui il valore VLT della vetratura dipende dalla tinta.

Impostazione di un materiale per vetratura in linea con i dati di prodotto del mondo reale

Risultato del rendering creato utilizzando il materiale per vetratura per rappresentare una vetratura reale

Pertanto, gli ultimi due modi dei tre a disposizione per creare il rendering del vetro in Enscape sono i migliori per ottenere risultati realistici.

Conclusione

Sono ancora molti gli argomenti da affrontare in relazione al vetro negli edifici o anche negli oggetti. Tuttavia, le informazioni illustrate in questo articolo dovrebbero essere abbastanza complete per ottenere i risultati straordinari illustrati e altre varianti mediante la regolazione delle relative impostazioni. Ricorda che tenendo Enscape aperto su un secondo monitor, molte di queste impostazioni vengono visualizzate in tempo reale semplificando notevolmente il processo.

Dato che il vetro è un elemento architettonico così importante, è incredibile riuscire a ottenere risultati così straordinari in un motore di rendering in tempo reale che include un link live ai nostri ambienti di modellazione 3D preferiti costituisce un risultato straordinario.

Come ulteriore fonte di ispirazione, non dimenticarti di vedere la Enscape pagina di presentazione per vedere cosa stanno facendo gli altri clienti. Se non hai ancora provato Enscape, scarica la prova gratuitaoggi stesso e provala con Revit, SketchUp, Rhino, ArchiCAD e/o Vectorworks. Se sei uno studente, assicurati di utilizzare una licenza didattica gratuita.