Simulação Física

Olá, pessoal.

Ultimamente, o assunto abordado em nossas postagens sobre 3D, tem sido animação. Dando continuidade, hoje falaremos  sobre simulação física. Esta é um tipo de animação que não utiliza keyframes (quadros-chave) e por isso sua aplicação é mais freqüente em jogos de videogame e outras situações que necessitam de um processamento em tempo real.

A simulação física, de maneira genérica, é uma forma de “imitar” o modo como os diversos tipos de corpos se comportam no mundo real, especialmente quando interagem entre si.  São inúmeras as situações que podem ser simuladas por programas de computador, como por exemplo, o choque entre dois corpos rígidos, o choque de um líquido contra uma parede, o movimento de tecidos ou algo que tenha comportamento semelhante, como cabelo.

As simulações físicas realizadas em um programa de computador, como softwares de modelagem e animação 3D, por exemplo, são baseadas em modelos matemáticos, como no caso da simulação dinâmica, que é descrita por uma equação diferencial ou uma equação diferencial parcial. Isso significa que não podemos controlar através de keyframes, o curso desse processo, e sim, através de algoritmos e expressões matemáticas.

Em geral, a essência dessas simulações está na modelagem de contato, que consiste em impedir que os objetos envolvidos se interpenetrem. Para que essa ação tenha eficácia, é necessário buscar no mundo  real quais são as forças responsáveis pelo  evento e, uma vez calculadas, utilizá-las para reproduzir virtualmente o comportamento esperado.

Os resultados são apresentados no monitor, através de sucessivas imagens, com imperceptível diferença de uma dada imagem e sua sucessora.

Segue um vídeo com algumas demonstrações.

Até a próxima.

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Criando Keyframes em 3D

 

Olá, pessoal!

Em animações e produções cinematográficas, os keyframes (quadro-chave) são imagens que determinam os pontos inicial e final de uma transição entre as mesmas, ou seja: na linha do tempo, é marcada  uma imagem em um determinado ponto e outra imagem em outro ponto. Ao avançar o tempo entre uma imagem e outra, a animação acontece.

No ultimo post sobre 3D, falamos em deformadores e outras formas de se colocar objetos em pose. Mas, afinal, qual a finalidade de se colocar objetos em pose?

Exatamente para criar keyframes. Essa é uma das formas de se trabalhar com animação em 3D.

Existem também, as simulações físicas, que são um tipo de animação baseada em um cálculo específico. Isso significa que não podemos controlar cada passo como fazemos com animações desenvolvida através de keyframes. No caso da simulação física, cada vez que executamos a animação, um novo cálculo é realizado e a animação será diferente da anterior ainda que envolva os mesmos elementos e configurações.

Em 3D, o fluxo de trabalho se baseia em transformações de objetos. Isso quer dizer que modificamos os objetos alterando sua forma e assim os deixamos com a aparência desejada.

Essa aparência é o que podemos chamar de pose. Feito isso “fotografamos” e então já temos o primeiro keyframe. Por exemplo: podemos aplicar uma escala em um cubo, diminuindo seu tamanho, em um determinado ponto da timeline inserimos um keyframe do tipo Scale (escala), então já teremos gravado o nosso ponto de partida. Em um outro ponto da timeline (diferente do ponto anterior), aplicamos uma nova escala no cubo, desta vez, aumentando seu tamanho e então inserimos novamente um keyframe também do tipo scale (afinal, estamos trabalhando com escalonamento). Ao executar a animação, teremos um cubo crescendo.

Podemos utilizar outras transformações, como rotação e translação. Além delas, é possível utilizar configuração de parâmetros, entre outras possibilidades de se criar keyframes. Essa é a base para se trabalhar com eles.

Confiram, no vídeo a seguir, como funciona esse processo.

Até a próxima!

Como deformar objetos 3D

Olá, galera! Tudo bom?

 No ultimo post sobre 3D, falamos sobre animação, e mencionamos rapidamente os mecanismos utilizados na criação de quadros-chave em animações 3D.

Pois bem, nesse post, falaremos sobre algumas formas de colocar um objeto em pose. Objetos podem ser colocados em pose simplesmente alterando sua posição, ou seu tamanho, ou sua rotação ou todos ao mesmo tempo. Existem também, outros aspectos de um objeto que podem ser animados, como por exemplo, os materiais e seus atributos, os componetes de uma malha, entre outros.

Alguns objetos, devido a sua complexa geometria, precisam ser submetidos a deformadores para serem animados. Bons exemplos disso, são modelos que possuem formas de organismos vivos, como personagens bípedes, quadrúpedes, personagens que simulam insetos, etc.

Os programas de modelagem e animação em 3D oferecem uma gama de deformadores que auxiliam na animação de personagens complexos, e, entre os mais utilizados está o rigging (cordame). O rigging representa um conjunto de deformadores que na maioria das vezes funciona como um esqueleto, onde cada “osso” fica responsável por movimentar uma parte do modelo. É importante que essas pequenas peças ou “ossos” estejam conectados adequadamente para que não ocorram deformações indesejadas.

Essas peças são interligadas seguindo uma hierarquia e obedecendo rigorosamente às condições impostas pelos constraints (restrições), de maneira a simular uma máquina que corresponda ao que se quer animar. Vale destacar que as possibilidades de combinações, tanto de constraints quanto de configurações de parâmetros são infinitas, uma vez que o “esqueleto” pode variar de personagem para personagem.

Após montar todo o “esqueleto”, o mesmo deve ser ligado ao personagem. É exatamente essa ligação que vai determinar que o rig (equipamento) deforme a malha. Além de ligar o modelo ao rig é necessário configurar a influência dessas “peças” em pontos estratégicos para garantir uma deformação satisfatória.

Confiram no vídeo, dois exemplos de riggings espetaculares.

 

 

Até a próxima!

Videotutoriais – Blender

Captura de tela - 30-01-2014 - 16:14:22

Olá, pessoal!

Vocês já devem ter visto alguns textos sobre modelagem e animação em 3D aqui no blog. Em geral, ao publicarmos nossos textos, costumamos recomendar vídeos sobre produção em 3D, e, na maioria dos vídeos que recomendamos, o software utilizado é o Blender, que também já mencionamos em nossos posts.

Pois bem, estamos iniciando uma série de videotutoriais sobre o Blender, que auxiliará o usuário na utilização dessa ferramenta tão poderosa. Inicialmente, mostraremos como fazer o download do Blender, falaremos sobre as aplicações de um programa de produção em 3D e a constituição de uma cena. Em seguida apresentaremos os objetos tridimensionais e suas transformações básicas. Trabalharemos também com polígonos e as principais ferramentas de modelagem poligonal. Por fim, desenvolveremos um modelo para exercitar os recursos apresentados nos tutoriais anteriores.

Caso tenha interesse em saber um pouco mais, sugerimos que dê uma olhada nos vídeos. Esses tutoriais trazem um conteúdo básico de maneira genérica, pra que o usuário tenha autonomia para construir seu próprio estilo de trabalho. Contamos com comentários e sugestões para os próximos tutoriais.

Links para acesso direto:

– Youtube –

– AEW –

– PW –

Mapas de reflexão da luz

Olá, pessoal.

Nos últimos textos, abordamos temas referentes à iluminação, contudo, ainda não falamos sobre mapas de reflexão da luz, que na verdade, deveriam estar na discussão sobre texturas, mas os seus efeitos vão muito além das cores.

Quando o assunto é iluminação, vale destacar uma técnica extremamente eficaz no que diz respeito ao processamento e tempo de renderização, que é a aplicação de texturas em camadas. Com essa ação, o usuário deve criar uma estrutura de texturização baseada em canais, em que cada um desses canais, guardará uma imagem de textura responsável por diferentes atributos do material. Isso é muito útil, pois possibilita que o usuário tenha controle de cada parâmetro individualmente. Dessa forma, é possível ter um canal específico só para cor, outro só para reflexão da luz, outro só para relevo, e assim por diante.

Entre tantas texturas que um material envolve, destacaremos os mapas de reflexão da luz, também conhecidos como mapas especulares. Essas texturas possuem um aspecto bem característico, com nuances mais claras, exatamente nas regiões em que se quer mais reflexo.

Nos programas de modelagem e animação em 3D, existem parâmetros que podem ser configurados para receber esse tipo de imagem, assim suas informações serão usadas para gerar variadas intensidades de brilho no objeto ao qual o material está aplicado.

Essa é uma das grandes estratégias utilizadas no desenvolvimento gráfico dos games. Sua aplicação vai de personagens aos grandes cenários que compõem de maneira rica e complexa a maioria dos games atuais. As texturas de especularidade e reflexividade é que tornam possível o processamento e tamanho realismo.

O vídeo a seguir, mostra como utilizar a técnica

Até mais.

Mapeamento de textura

Olá, pessoal!

Como já foi mencionado em textos anteriores, a texturização é uma alternativa muito útil na simulação de superfícies e consiste no uso de imagens que serão fixadas à superfície do objeto semelhante a um embrulho de presente.

Em 3D, podemos modelar qualquer forma, da mais simples à mais complexa, sendo que a deformação do objeto influencia consideravelmente na texturização. Ou seja, cada forma modelada exige uma maneira diferente de dispor a imagem sobre sua superfície.

O mapeamento de textura é um recurso utilizado para melhor posicionar essas imagens em qualquer tipo de superfície. Existem vários tipos de mapeamentos, entre os mais utilizados está o mapeamento baseado em coordenadas  UV.

Quando imaginamos forrar um cubo, não é difícil deduzir quais procedimentos seguir; mas, e se, por exemplo, quiséssemos forrar um rosto? Ou uma esfera? Considerando as formas arredondadas desses modelos, forrá-los com um pedaço de papel já não seria tão simples assim. O que o mapeamento faz é cortar, abrir e planificar o objeto, facilitando arrumar a imagem sobre a malha.

Com ele, é possível dividir o modelo em várias partes, gerando um mapa, o qual servirá como um guia, para, a partir dele, criarmos uma textura personalizada em um editor de imagem. Dessa forma, é possível ilustrar qualquer objeto do jeito que o usuário desejar.

Confiram no vídeo a seguir como funciona o recurso.

Até breve!

Brilho e reflexo no 3D

Olá, pessoal!

Sabia que as malhas e superfícies, quando criadas em um programa de modelagem e animação em 3D não apresentam cor nem características de reflexão ou brilho? Para isso, os programas de 3D possuem uma infinidade de parâmetros voltados para elaboração dos mais complexos tipos de materiais, como madeira, metal, vidro, pele humana, entre outros.

Trabalhar com materiais exige uma percepção apurada quanto ao comportamento das superfícies que são submetidas à luz. Sabemos que, a depender de suas características, podem apresentar os mais variados tipos de brilhos e reflexos.

Podemos dividir a configuração de materiais em duas etapas básicas: a que trabalha a cor da superfície e a que se dedica a tratar do brilho emitido por elas. Nos programas de modelagem e animação em 3D, essas características são configuradas nos campos relacionados à reflexão difusa e reflexão especular respectivamente.

 textMaterial Sem material                                                                                  Com material

Para o tratamento de cor, além da paleta de cores básicas, existem também as texturas procedurais e as texturas baseadas em imagem, sendo que essas últimas utilizam uma imagem projetada no objeto visando simular as mais diversas superfícies, como concreto, cerâmica, estampas de tecidos e etc.

Existe ainda uma gama de parâmetros que podem incrementar ainda mais os materiais, entre eles estão shading (sombreamento), transparency (transparência), mirror (espelhamento) e muito mais.

Os materiais são imprescindíveis numa produção em 3D, sem eles teríamos um ambiente totalmente cinza e sem vida.

A configuração de cada material, demanda tempo e requer a manipulação de muitos parâmetros. Vivemos em um mundo com uma infinidade de tipos e comportamentos de diferentes superfícies, tornando-se impossível descrever como se cria em 3D cada uma delas. Recomenda-se muitos testes até que se chegue a um resultado satisfatório.

Segue, abaixo um vídeo em que o usuário configura um material com alta reflexividade.

Até mais!