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Demo en vivo

Tutorial 18: Iluminación 3D — Ambient, Directional, Point y Spot 🟡

Nivel: Intermedio
Tiempo estimado: 20 minutos
Qué aprenderás: Agregar luces al scene graph de Oroya usando el componente Light. Dominar los 4 tipos de luz: Ambient, Directional, Point y Spot, incluyendo sombras y configuración avanzada.

Sistema de iluminación de Oroya

El sistema de luces es agnóstico — se define en @joroya/core y el renderer Three.js las convierte automáticamente a luces WebGL:

graph LR
    A["Light (Core)"] --> B["ThreeRenderer"]
    B --> C["THREE.AmbientLight"]
    B --> D["THREE.DirectionalLight"]
    B --> E["THREE.PointLight"]
    B --> F["THREE.SpotLight"]

Tipo	Analogía	Dirección	Posición importa
Ambient	Luz de un día nublado	Todas	No
Directional	El sol	Paralela	No (sí la rotación)
Point	Un foco/bombilla	Radial	Sí
Spot	Una linterna	Cónica	Sí

Paso 1: Setup de la escena

import {
  Scene, Node, Camera, CameraType,
  createBox, createSphere, Material,
  Light, LightType,
} from '@joroya/core';
import { ThreeRenderer } from '@joroya/renderer-three';

const scene = new Scene();

// Cámara
const cam = new Node('camera');
cam.addComponent(new Camera({
  type: CameraType.Perspective,
  fov: 60,
  aspect: window.innerWidth / window.innerHeight,
  near: 0.1,
  far: 100,
}));
cam.transform.position = { x: 0, y: 4, z: 8 };
scene.add(cam);

// Suelo para recibir sombras
const ground = new Node('ground');
ground.addComponent(createBox(20, 0.1, 20));
ground.addComponent(new Material({ color: { r: 0.3, g: 0.3, b: 0.35 } }));
ground.transform.position.y = -1;
scene.add(ground);

// Esfera central
const sphere = new Node('sphere');
sphere.addComponent(createSphere(1, 32, 32));
sphere.addComponent(new Material({ color: { r: 0.9, g: 0.2, b: 0.3 } }));
sphere.transform.position.y = 0.5;
scene.add(sphere);

Paso 2: Ambient Light — Iluminación base

La luz ambient ilumina todo uniformemente — no tiene dirección ni posición. Sirve como iluminación base para que nada quede completamente negro:

const ambientNode = new Node('ambient-light');
ambientNode.addComponent(new Light({
  type: LightType.Ambient,
  color: { r: 0.4, g: 0.4, b: 0.5 },
  intensity: 0.5,
}));
scene.add(ambientNode);

Propiedades

Propiedad	Tipo	Default	Descripción
`color`	`{ r, g, b }`	Blanco	Color de la luz (RGB 0-1)
`intensity`	`number`	1	Brillo de la luz

Tip: Usa una intensidad baja (0.3-0.5) y un color ligeramente azulado para simular iluminación ambiental realista.

Paso 3: Directional Light — Luz del sol

Emite rayos paralelos en una dirección, como el sol. Ideal para iluminación principal de escenas exteriores:

const sunNode = new Node('sun');
sunNode.addComponent(new Light({
  type: LightType.Directional,
  color: { r: 1.0, g: 0.95, b: 0.8 },
  intensity: 1.2,
  castShadow: true,
  target: { x: 0, y: 0, z: 0 }, // Apunta al origen
}));
// La posición del nodo determina la dirección de la luz
sunNode.transform.position = { x: 5, y: 8, z: 3 };
scene.add(sunNode);

Propiedades

Propiedad	Tipo	Default	Descripción
`color`	`{ r, g, b }`	Blanco	Color de la luz
`intensity`	`number`	1	Brillo
`castShadow`	`boolean`	`false`	¿Genera sombras?
`target`	`{ x, y, z }`	Origen	Punto al que apunta

¿Cómo funciona la dirección?

La dirección se calcula como: posición del nodo → target. Si el sol está en (5, 8, 3) y apunta al (0, 0, 0), los rayos van de arriba-derecha hacia abajo-izquierda.

Paso 4: Point Light — Bombilla / Foco

Emite luz en todas las direcciones desde un punto. Simula bombillas, velas, fogatas:

const bulbNode = new Node('point-light');
bulbNode.addComponent(new Light({
  type: LightType.Point,
  color: { r: 1.0, g: 0.8, b: 0.3 }, // Tono cálido
  intensity: 2.0,
  distance: 15,     // Alcance máximo
  decay: 2,         // Caída físicamente correcta
  castShadow: true,
}));
bulbNode.transform.position = { x: -2, y: 3, z: 1 };
scene.add(bulbNode);

// Indicador visual de dónde está la luz
const bulbVisual = new Node('bulb-visual');
bulbVisual.addComponent(createSphere(0.1, 16, 16));
bulbVisual.addComponent(new Material({
  color: { r: 1, g: 0.8, b: 0.3 },
  emissive: { r: 1, g: 0.8, b: 0.3 },
}));
bulbNode.add(bulbVisual); // Hijo del nodo de la luz

Propiedades

Propiedad	Tipo	Default	Descripción
`color`	`{ r, g, b }`	Blanco	Color
`intensity`	`number`	1	Brillo
`distance`	`number`	0 (infinito)	Alcance máximo
`decay`	`number`	2	Velocidad de atenuación
`castShadow`	`boolean`	`false`	¿Sombras?

¿Qué hace `decay`?

decay: 0 → Intensidad constante (no realista)
decay: 1 → Atenuación lineal
decay: 2 → Atenuación cuadrática (físicamente correcta)

Paso 5: Spot Light — Linterna / Foco de teatro

Emite luz en forma de cono desde un punto hacia un target. Perfecto para efectos dramáticos:

const spotNode = new Node('spot-light');
spotNode.addComponent(new Light({
  type: LightType.Spot,
  color: { r: 0.5, g: 0.8, b: 1.0 },
  intensity: 3.0,
  distance: 20,
  angle: Math.PI / 6,    // 30° de apertura del cono
  penumbra: 0.3,         // 30% de borde suave
  decay: 2,
  castShadow: true,
  target: { x: 0, y: 0, z: 0 },
}));
spotNode.transform.position = { x: 3, y: 6, z: 2 };
scene.add(spotNode);

Propiedades exclusivas del Spot

Propiedad	Tipo	Default	Descripción
`angle`	`number`	π/3 (~60°)	Ángulo de apertura del cono (radianes)
`penumbra`	`number`	0	Porcentaje de borde suave (0 = borde duro, 1 = todo difuso)

Visualización del cono

        💡 Spot position
       / | \
      /  |  \      ← angle define la apertura
     /   |   \
    / ···|··· \    ← penumbra define el borde suave
   /  ···|···  \
  /____.target____\

Paso 6: Combinando luces

Una escena realista usa múltiples luces combinadas:

// Luz ambient (base, para que nada quede negro)
const ambient = new Node('ambient');
ambient.addComponent(new Light({
  type: LightType.Ambient,
  color: { r: 0.15, g: 0.15, b: 0.25 },
  intensity: 1.0,
}));
scene.add(ambient);

// Luz directional (sol, iluminación principal)
const sun = new Node('sun');
sun.addComponent(new Light({
  type: LightType.Directional,
  color: { r: 1.0, g: 0.95, b: 0.8 },
  intensity: 1.0,
  castShadow: true,
}));
sun.transform.position = { x: 5, y: 10, z: 5 };
scene.add(sun);

// Luz point (acento cálido)
const warmAccent = new Node('warm');
warmAccent.addComponent(new Light({
  type: LightType.Point,
  color: { r: 1.0, g: 0.6, b: 0.2 },
  intensity: 1.5,
  distance: 10,
}));
warmAccent.transform.position = { x: -3, y: 2, z: 0 };
scene.add(warmAccent);

// Luz spot (efecto dramático)
const spotlight = new Node('spot');
spotlight.addComponent(new Light({
  type: LightType.Spot,
  color: { r: 0.4, g: 0.7, b: 1.0 },
  intensity: 2.0,
  angle: Math.PI / 8,
  penumbra: 0.5,
  target: { x: 0, y: 0, z: 0 },
}));
spotlight.transform.position = { x: 3, y: 5, z: 3 };
scene.add(spotlight);

Paso 7: Animar luces

Las luces son nodos normales del scene graph — puedes animar su posición, intensidad o color:

const renderer = new ThreeRenderer({
  canvas: document.getElementById('canvas') as HTMLCanvasElement,
  width: window.innerWidth,
  height: window.innerHeight,
});
renderer.mount(scene);

let time = 0;

function animate() {
  time += 0.02;

  // Orbitar la point light alrededor del centro
  bulbNode.transform.position = {
    x: Math.cos(time) * 4,
    y: 3 + Math.sin(time * 2) * 0.5,
    z: Math.sin(time) * 4,
  };
  bulbNode.transform.updateLocalMatrix();

  renderer.render();
  requestAnimationFrame(animate);
}
animate();

Código completo

import {
  Scene, Node, Camera, CameraType,
  createBox, createSphere, Material,
  Light, LightType,
} from '@joroya/core';
import { ThreeRenderer } from '@joroya/renderer-three';

const scene = new Scene();

// Cámara
const cam = new Node('camera');
cam.addComponent(new Camera({
  type: CameraType.Perspective,
  fov: 60,
  aspect: window.innerWidth / window.innerHeight,
  near: 0.1,
  far: 100,
}));
cam.transform.position = { x: 0, y: 4, z: 8 };
scene.add(cam);

// Suelo
const ground = new Node('ground');
ground.addComponent(createBox(20, 0.1, 20));
ground.addComponent(new Material({ color: { r: 0.3, g: 0.3, b: 0.35 } }));
ground.transform.position.y = -1;
scene.add(ground);

// Esfera central
const sphere = new Node('sphere');
sphere.addComponent(createSphere(1, 32, 32));
sphere.addComponent(new Material({ color: { r: 0.9, g: 0.2, b: 0.3 } }));
sphere.transform.position.y = 0.5;
scene.add(sphere);

// Cubos decorativos
for (let i = 0; i < 4; i++) {
  const angle = (i / 4) * Math.PI * 2;
  const box = new Node(`box-${i}`);
  box.addComponent(createBox(0.8, 0.8, 0.8));
  box.addComponent(new Material({
    color: { r: 0.4 + i * 0.15, g: 0.5, b: 0.8 - i * 0.1 },
  }));
  box.transform.position = {
    x: Math.cos(angle) * 3,
    y: 0,
    z: Math.sin(angle) * 3,
  };
  scene.add(box);
}

// Ambient
const ambient = new Node('ambient');
ambient.addComponent(new Light({
  type: LightType.Ambient,
  intensity: 0.4,
  color: { r: 0.2, g: 0.2, b: 0.3 },
}));
scene.add(ambient);

// Directional (sol)
const sun = new Node('sun');
sun.addComponent(new Light({
  type: LightType.Directional,
  intensity: 1.0,
  color: { r: 1.0, g: 0.95, b: 0.8 },
  castShadow: true,
}));
sun.transform.position = { x: 5, y: 8, z: 3 };
scene.add(sun);

// Point (cálida)
const point = new Node('point');
point.addComponent(new Light({
  type: LightType.Point,
  intensity: 2.0,
  color: { r: 1.0, g: 0.6, b: 0.2 },
  distance: 12,
  decay: 2,
}));
point.transform.position = { x: -3, y: 3, z: 0 };
scene.add(point);

// Spot
const spot = new Node('spot');
spot.addComponent(new Light({
  type: LightType.Spot,
  intensity: 3.0,
  color: { r: 0.4, g: 0.7, b: 1.0 },
  angle: Math.PI / 6,
  penumbra: 0.4,
  target: { x: 0, y: 0, z: 0 },
}));
spot.transform.position = { x: 3, y: 6, z: 2 };
scene.add(spot);

// Renderer
const renderer = new ThreeRenderer({
  canvas: document.getElementById('canvas') as HTMLCanvasElement,
  width: window.innerWidth,
  height: window.innerHeight,
});
renderer.mount(scene);

let time = 0;
function animate() {
  time += 0.02;

  // Orbitar la point light
  point.transform.position = {
    x: Math.cos(time) * 4,
    y: 3 + Math.sin(time * 2) * 0.5,
    z: Math.sin(time) * 4,
  };
  point.transform.updateLocalMatrix();

  renderer.render();
  requestAnimationFrame(animate);
}
animate();

Siguiente tutorial

➡️ Tutorial 19: Animaciones suaves con Cubic Spline — interpolación avanzada para movimientos naturales.

Tutorial 18: Iluminación 3D — Ambient, Directional, Point y Spot 🟡

Sistema de iluminación de Oroya

Paso 1: Setup de la escena

Paso 2: Ambient Light — Iluminación base

Propiedades

Paso 3: Directional Light — Luz del sol

Propiedades

¿Cómo funciona la dirección?

Paso 4: Point Light — Bombilla / Foco

Propiedades

¿Qué hace decay?

Paso 5: Spot Light — Linterna / Foco de teatro

Propiedades exclusivas del Spot

Visualización del cono

Paso 6: Combinando luces

Paso 7: Animar luces

Código completo

Siguiente tutorial

¿Qué hace `decay`?