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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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!

Animação

Olá pessoal, tudo bom?

 Hoje, vamos falar um pouco sobre animação.

 Animação é basicamente a exibição de imagens seguindo uma sequência em função do tempo. Esse processo está presente em praticamente todas as modalidades de animações produzidas até hoje. Do stop motion à animação 3D. Todas passam por suas respectivas etapas de produção e por fim, têm seus quadros prontos para serem exibidos sob essa condição. O que muda entre um tipo e outro de animação é a forma como essas imagens (quadros), são construídas.

A animação começou por volta de 1832 com a utilização de brinquedos ópticos para produzir imagens animadas. Desde então, a técnica de exibir imagens em sequência na produção de animações continua sendo a essência dessa arte.

Inicialmente, esses quadros eram produzidos através de pinturas a lápis ou pincel, em telas transparentes, em seguida eram fotografados e posteriormente exibidos em sequência. Agora, com os avanços da informática, são utilizados softwares próprios para tal. Dentre os programas de animação disponíveis hoje, estão os que trabalham com duas dimensões e os que oferecem suporte para a criação de animações em três dimensões.

Esses programas possuem um recurso conhecido como Timeline (linha do tempo). É nela que são criados os Key Frames (quadros-chave), e a partir daí, eles passam por um processo automático de interpolação e são exibidos em seguida gerando a animação.

Atualmente, esses quadros são produzidos digitalmente, e, na maioria das vezes no próprio software de animação ou em um software de ilustração, para posteriormente serem exportados para um software de animação. Já uma animação em 3D, as imagens são geradas de forma particular, especialmente quando se trata de personagens. Diferentemente dos quadros em 2D, que são pintados ou desenhados, em 3D, os objetos da cena são colocados em pose.

Exploraremos esse método nos próximos posts.

No vídeo a seguir, vocês podem conferir métodos antigos de animação.

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.

Iluminação em 3D

Olá, pessoal.

Hoje, falaremos um pouco sobre iluminação em 3D.

Iluminação, é algo complexo que se estende às mais variadas áreas artísticas, que vão de ilustrar uma tela a iluminar um palco para uma apresentação musical ou teatral. Uma parte considerável de produções artísticas envolve iluminação. Em Computação Gráfica não é diferente. Para criarmos uma cena em 3D, também precisamos iluminá-la. Para isso, os programas de modelagem e animação em 3D disponibilizam, além de lâmpadas, recursos para simular iluminação global, reflexos, sombras, radiosidade, entre outros.

É comum esses programas disponibilizarem lâmpadas do tipo ponto, que produzem uma iluminação uniforme em todas as direções; do tipo sol, que simulam a luz solar com mais intensidade em uma direção específica e do tipo spot, que diferentemente das citadas anteriormente, emitem luz em forma de cone, apontando em uma única direção.

Existem outros tipos de lâmpadas, que variam de programa para programa. Independentemente do tipo, todas elas podem ser configuradas quanto a sua cor, intensidade, posição, e etc.

Configurar a iluminação de um cenário em 3D, requer uma observação mais apurada do comportamento da luz no mundo real, pois, no mundo virtual, a luz cessa ao atingir um objeto, deixando de se propagar; enquanto que no mundo real, ela atinge os objetos que a reflete espalhando-a por todo o ambiente. Conseguir esse efeito em 3D envolve muitos testes, várias lâmpadas e alguns recursos, como iluminação HDR (High Dynamic Range) e ambient occlusion (oclusão de ambiente).

Cada cena, exige uma estratégia diferente. Algumas dependem de técnicas já desenvolvidas para apresentar um resultado satisfatório. Outras requerem testes, até atingir o aspesto desejado. A depender da quantidade de objetos existentes na cena, da sua disposição no espaço, dos materiais aplicados em suas superfícies, as lâmpadas podem ser configuradas de diversas maneiras diferentes, quanto ao tipo, posição, cor, intensidade e direção.

Nos próximos textos, abordaremos com mais detalhes algumas técnicas aqui citadas.

O vídeo a seguir, mostra como montar e configurar uma iluminação de três pontos, que é a iluminação utilizada em estúdios fotográficos e em alguns cenários de telenovelas.

Até a próxima!

Criando relevo com imagens – Mapas de Impacto

Olá, pessoal.

Se observarmos atentamente as superfícies à nossa volta, muitas delas apresentam as mais variadas rugosidades e deformações, se tornando muito difícil e, em algumas situações, impossível, modelarmos em 3D.

Exemplo disso, são os poros da pele humana, a rugosidade da casca de uma laranja, o relevo de uma rua de paralelepípedo, entre outros.

Como trabalhamos com polígonos e a manipulação de pontos, se fôssemos criar esse relevo com vértices, seria necessário um para cada elevação, a malha ficaria com excesso de vértices, tornando impossível a manipulação do arquivo. Para resolver esse problema, surgiram os bump maps também conhecidos como mapas de impacto.

Os programas de 3D são munidos de recursos próprios para a realização desses efeitos. O processo é baseado na utilização das informações de cores dos mapas (imagens) para produzir perturbações nos pixels do objeto que está sendo renderizado. A texturização de um muro de tijolos é um exemplo muito interessante, que contribui consideravelmente com o entendimento. Nesse caso, são utilizadas duas imagens iguais, uma colorida e outra preta e branca. Essas imagens são aplicadas ao objeto e configuradas em seus respectivos canais. A colorida no canal de cor e a preta e branca no canal Bump Map.

A imagem colorida dará a cor à superfície, e a imagem preta e branca contém as informações de relevo. Toda a parte clara terá altura e toda a parte escura terá profundidade.

O vídeo a seguir mostra todo o processo. Vale destacar que a narração está em inglês.

Até a próxima!