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COMPUTAÇÃO GRÁFICA ECOMPUTAÇÃO GRÁFICA E MODELAGEM 3DMODELAGEM 3D Me. Cristiano Marçal Toniolo IN IC IAR introdução Introdução Nesta unidade, você será levado(a) a conhecer os conceitos básicos sobre modelagem 3D para Computação Grá�ca, e verá que cada um desses conceitos pode ser aplicado no mercado de trabalho. Além disso, irá saber quais as diferenças entre os processos de modelagem de personagens e os objetos relacionados a jogos para a indústria, bem como os tipos de modelagem mais utilizados e, por �m, aprenderá como identi�car a realidade virtual dos processos de pré-renderização. Com esses conceitos, você estará apto(a) a entrar no mundo da modelagem 3D e suas aplicações, vendo que, embora um tanto quanto trabalhoso e complexo, o resultado fará com que, cada vez mais, você adquira interesse por esse ramo de atividade que cresce a cada dia, ainda mais com a internet, com os dispositivos móveis e com os consoles de jogos para televisão. Bons estudos! A Computação Grá�ca é uma área da Computação que está relacionada ao desenvolvimento de personagens, imagens e cenários para uso comercial e em jogos. Nesta unidade, você aprenderá os conceitos básicos e usará um software para modelagem de personagens. Modelagem 3D A modelagem 3D foi criada para que possamos criar personagens e objeto que sejam mais realistas do que os que eram criados em jogos e animações em 2D. Essa modelagem permite o uso de profundidade e, assim, podemos ver o personagem em diferentes visões e por todos os ângulos. Dessa forma, você verá agora quais os processos e os tipos de modelagem 3D mais utilizados. Processos de Modelagem para Jogos Os jogos podem ser modelados em 2D e em 3D, sendo que em 2D a interação passa pelos planos cartesianos x e y. Já no modelo em 3D, a interação com o jogo passa pelos planos xy e xz, ou seja, temos mais dois pontos do plano cartesiano, fato que nos dá a percepção de profundidade. Dessa forma, o processo de criação de objetos para os Computação Grá�caComputação Grá�ca percepção de profundidade. Dessa forma, o processo de criação de objetos para os jogos 3D, ou a modelagem desses objetos, passa por uma série de características, as quais iremos veri�car na sequência. Quando falamos em modelagem para jogos, estamos nos referindo ao processo de criação, que passa por uma série de fases. Dessa forma, podemos pensar que o processo de modelar objetos para jogos deve ser o mesmo de modelar objetos em material sintético, o que permite dar volume a tais objetos, só que em ambiente virtual, certo? Errado! No mercado de produção de jogos, os pro�ssionais e os processos de produção são divididos para que os pro�ssionais possam trabalhar naquilo em que têm mais a�nidade, ou seja, um determinado pro�ssional gosta de trabalhar com criação de personagens; o outro, com o cenário. Um exemplo disso é a criação de um personagem que tem poderes espetaculares e armas que ainda não conhecemos na realidade. Tal criação é realizada por um pro�ssional que irá estruturar a cidade ou o cenário no qual esse personagem irá lutar contra seus inimigos. Basicamente, as etapas para o processo de produção de jogos são as seguintes: a. Criação dos elementos que irão compor o ambiente; b. Concept dos elementos; c. Render (processo de renderização no 3D); e d. Processo de pós-produção em projetos 3D. Vamos à de�nição de cada etapa: a. Criação dos elementos que irão compor o ambiente: nesta etapa, pensa-se em como os elementos que farão parte do ambiente serão criados. Aqui, podemos citar a criação de móveis para ocupação de espaço, de casas que farão parte do ambiente, de personagens que receberão animação posteriormente etc. Isso tudo usando os tipos de modelagem disponíveis para o pro�ssional, que são o Hard Surface e o Organic. Sobre o Hard Surface, podemos dizer que são objetos “duros” que irão pertencer à cena ou ao ambiente, como as cadeiras, as estruturas dos prédios, os robôs, dentre outros. Já o tipo Organic caracteriza-se pelos objetos que têm componentes orgânicos, como as pessoas, as árvores, os terrenos etc. (LEVINSKI, on-line). b. Concept dos elementos: podemos dizer que esta etapa é a que permite, a partir de elementos em 2D, fazer a modelagem de um objeto 3D. Aqui, o pro�ssional usa um storyboard, ou uma única imagem em 2D, para que possa dar início à modelagem. c. Render: o processo de renderização permite que se possa inserir, dentro de um projeto, toda a parte de iluminação para determinada cena. Assim, usamos a técnica de renderização para que essa cena se transforme em uma imagem real, que será usada no jogo ou no projeto industrial ou comercial usada no jogo ou no projeto industrial ou comercial. d. Processo de pós-produção em projetos 3D: como em qualquer área, às vezes, após a entrega do projeto, existe a necessidade de alguns ajustes serem feitos, para que o cliente �que completamente satisfeito com o trabalho. Esta é a fase em que isso acontece, na qual podemos fazer as alterações necessárias para a entrega de�nitiva. Tais alterações ocorrem a partir de pequenos detalhes que são percebidos pelo cliente e, a partir desse olhar, realizamos o projeto em de�nitivo. Todo pro�ssional de modelagem 3D deve ter a capacidade de criar elementos para jogos ou para um projeto publicitário de uma empresa, usando criatividade e imaginação, pois os pedidos dos clientes são cada vez mais complexos e, na maioria das vezes, necessitam de recursos bem mais so�sticados do que simples criação de elementos em 2D. Algumas vezes, você, aluno(a), pode pensar que é complicado modelar em 3D. Isso pode ser verdade se não notarmos que a modelagem 3D parte de primitivas geométricas que podem ser modeladas até se chegar ao objetivo �nal desejado. Assim, alguns processos - que serão estudados com mais profundidade posteriormente - que podem nos ajudar a modelar objetos, de forma a criar personagens ou elementos em 3D, são: as geometrias NURBS, que têm suas vantagens e desvantagens; a geometria Polygon; e, por �m, a geometria Subdivision Surface. Para modelar alguns objetos durante a disciplina, iremos utilizar alguns softwares de uso livre que poderão ser baixados na internet e instalados em seu computador, tais como o Blender ou o Unity 3D. Como é a Modelagem na Indústria O processo de modelagem 3D na indústria parte do princípio de que os pro�ssionais também estão divididos em áreas de conhecimento, e cada um deles executa uma parte do processo de desenvolvimento de um projeto. Começando com o levantamento dos requisitos do objeto a ser modelado, normalmente, na indústria, não se usa o termo storyboard, mas sim o termo “esboço”. O esboço pode ser realizado à mão livre, para que o objeto ganhe forma e dê uma ideia de como será �nalizado. Na �gura a seguir, temos uma noção de como é feito o esboço de um objeto a ser modelado. Figura 1.1 - Esboço na fase inicial do Projeto de Cadeira de Rodas Fonte: Pereira (on-line). A partir desse momento, o próximo passo será a aprovação do projeto e sua modelagem começa em softwares computacionais especí�cos para engenharia, como o AutoCad e o Revit; e para a indústria da construção civil, como o SolidWorks, que permite modelar e também fazer simulações com o objeto modelado. Lembre-se de que todos esses softwares têm, nos dias de hoje, a capacidade de adicionar texturas e fazer render dos objetos. Porém, no caso de não haver essa possibilidade, podemos usar o Blender, o Maya ou o 3D Studio Max para adicionar texturas e, assim, �nalizar o projeto. Outra situação que pode ocorrer é a criação de animações para vender um determinada produto industrial. Atualmente, o SolidWorks permite que sejam realizadas animações nos projetos desenvolvidos dentro dele; assim, o cliente poderá visualizar o resultado �nal antes mesmo de o produto estar pronto realmente. Há casos em que podemos até realizar visitas virtuais em um projeto de um apartamento usando realidade aumentada ou realidade virtual.A seguir, temos a imagem de um modelo de motocicleta modelado no SolidWorks 2019, última versão do aplicativo. Podemos notar que, na indústria, existe uma grande diferença no processo de modelagem de produtos. Além disso, os pro�ssionais se dividem em engenheiros (mecânicos, civis, de produção, elétricos), designers de produtos, projetistas, desenhistas projetistas e desenhistas, isso falando somente da parte de projetos, bem como os pro�ssionais que realizam a execução do projeto �nalizado em chão de fábrica. Quando se trata de jogos, o processo é diferente, como veremos nas outras unidades. Render em Tempo Real Renderização é o processo de incorporar iluminação em um projeto 3D, basicamente. Segundo o site AutoDesk (CONCEITOS…, 2011, on-line), o objetivo �nal de renderizar é “[...] criar uma imagem foto-realista com qualidade de apresentação que ilustre sua visão, porém serão criadas muitas renderizações antes de atingir este objetivo”. Já para o site ControleNet (O QUE É…, s./d., on-line): Renderização é o processamento para combinação de um material bruto digitalizado como imagens, vídeos ou áudio e os recursos incorporados ao software como transições, legendas e efeitos. Esse processo transforma um ou mais arquivos num único resultado �nal, uni�cando esses elementos com objetivo de melhorar a experiência do usuário. Figura 1.2 - Modelo de uma motocicleta no SolidWorks em realidade aumentada Fonte: Blanco (2018, on-line). j p Dessa forma, o processo de incluir elementos para compor um personagem ou uma imagem é chamado de renderização ou render. Quanto à renderização em tempo real, é o processo de render enquanto o jogo ou o objeto é usado. No caso dos jogos, renderiza-se no momento em que o jogo está funcionando. O site ControleNet (O QUE É…, s./d., on-line) de�ne renderização em tempo real da seguinte forma: [...] a renderização em tempo real processa as informações em alta velocidade e apresenta para o usuário, de uma forma quase que instantânea, seus cenários grá�cos durante a partida. Por se tratar de um ambiente não controlado onde o jogador tem a liberdade de escolher o que fazer durante o jogo, as imagens devem ser renderizadas (criadas) de forma automática e em tempo real, de acordo com cada ação. Também existe a renderização chamada de o�-line ou pré-renderização, que tem como característica realizar os cálculos para fazer o render na CPU do computador, sendo mais usada para projetos de arquitetura, industriais e outros que não necessitam de tempo real para processamento. Está renderizado e pronto! Veremos o resultado sem a necessidade de interação com o computador. Tipos de Modelagem e Suas Características Quando falamos em tipos de modelagem, podemos citar dois que são os mais utilizados e que aparecem na grande maioria dos softwares de modelagem. São eles: a modelagem NURBS e a modelagem poligonal. A modelagem NURBS vem da sigla Non-Uniform Rational Basis Spline (linha de base racional não uniforme), com seu surgimento em 1950, e sua característica é representar matematicamente curvas complexas (ANDALÓ, 2015). Outra característica é ter sua curva constante, não havendo a necessidade de vários segmentos para que seja desenhada ou modelada uma curva, devido à realização de cálculos matemáticos. A �gura a seguir mostra um carro renderizado com modelagem NURBS. Figura 1.3 - Carro modelado com curvas NURBS, no qual se vê a malha gerada Fonte: Andaló (2015, p. 21). Quando se fala em modelagem NURBS, seu ponto fraco é a complexidade para modelar um objeto; porém, como podemos ver na Figura 1.3, o resultado é muito bom. “Na computação grá�ca 3D, modelagem poligonal é uma abordagem para a modelagem de objetos que representam ou aproximam suas superfícies utilizando polígonos” (MOTA, 2011, on-line). Esse tipo de modelagem é feito usando uma malha (mesh), na qual, por meio do vértice, da aresta e da face, temos os componentes para alterar, realizando a modelagem de objetos e personagens em softwares como o Blender e o Unity. Na �gura a seguir, mostramos uma modelagem no Blender, usando polígonos. Podemos veri�car, na �gura anterior, que existem os vértices (pontos) que, em alguns detalhes, estão destacados, as arestas e as faces, para que a modelagem �que cada vez mais realística. Dessa forma, vimos, nesta seção, os dois tipos de modelagem mais usados no mundo, tanto por pro�ssionais que estão começando quanto por grandes estúdios de modelagem e animação. Realidade Virtual Renderizada A realidade virtual é uma técnica computacional que permite ver objetos virtuais por meio de dispositivos, mesmo esses objetos não estando no local. Assim, esse tipo de técnica permite que, por meio de uma tag posicionada em um determinado local, possamos, com um dispositivo como o smartphone, ver o objeto assim que a câmera do dispositivo atingir a tag. Agora, imagine esse mesmo conceito de realidade virtual com ângulos de até 360º! Pois bem, podemos realizar o uso da realidade virtual usando a técnica de giro de 360º, para a qual necessitamos muito do processamento do equipamento, pois sua renderização é feita no momento da navegação pela cena ou pelo objeto. Para isso, segundo Machado (s./d., on-line), “renderizando seus projetos em 360 graus e fazendo uso dessa tecnologia, você pode ter melhor feedback de seu cliente e entregar melhor compreensão de projeto”. Isso porque, quando o cliente vê o que está esperando, de forma a interagir com o objeto, �ca mais fácil atingir nosso objetivo. Caso o cliente não goste de algum detalhe, podemos realizar as mudanças e renderizar novamente. Alguns itens devem ser veri�cados antes de se realizar a renderização 360º, como: veri�cação das proporções da imagem, pois se não nos atentarmos a isso, nossa imagem pode �car distorcida; tamanho da imagem, que, nesse caso, tem a ver com a velocidade, para que o processo de renderização aconteça sem prejuízos para quem está vendo e para o processamento pelo computador (normalmente, usa-se o tamanho de até 2 megabytes); e ferramenta de render 360 que pode ser usada e que permita encontrar os recursos necessários para esse tipo de renderização, com a qual possamos con�gurar a câmera e ter uma grande quantidade de recursos e �ltros. Na �gura a seguir podemos notar a renderização de uma realidade virtual em 360º Figura 1.4 - Modelagem poligonal usando o Blender Fonte: Brito (2013, on-line). Na �gura a seguir, podemos notar a renderização de uma realidade virtual em 360º. Processos Pré-Renderizados Os processos pré-renderizados, como já mencionado de forma breve, são aqueles processos nos quais o render de um objeto ou uma imagem é realizado antes, pois não existe a necessidade de se fazer renderização em tempo real. Tais processos são usados na indústria com os softwares de modelagem que nos permitem realizar os projetos, modelando os objetos, as cenas ou as imagens e, no �nal, entregar tudo renderizado para o cliente. Softwares como Blender, 3D Studio Max, Maya, Revit, SolidWorks, AutoCad, dentre outros, nos permitem esse tipo de renderização, pois os projetos que normalmente são realizados na indústria são de peças, equipamentos e projetos de arquitetura, os quais precisam de renderização apenas para mostrar como será o resultado �nal e para que possamos ter uma ideia de como �cam os materiais e as luzes quando �nalizarmos o projeto real. Segundo Rodrigues (2017, on-line), “a renderização o�-line é usada em situações em que a velocidade é menos problemática, onde os cálculos normalmente são executados em CPUs multi-core em vez de hardwares grá�cos dedicados”. Como podemos notar, o problema da renderização em tempo real pode estar relacionado com o poder de processamento de seu computador. Dessa forma, podemos realizar os dois tipos de renderização, dependendo do objetivo do projeto, Figura 1.5 - Imagem com realidade virtual renderizada em 360º Fonte: Machado (s./d., on-line). p p ç , p j p j , ou seja, se vamosrenderizar para jogos, renderização em tempo real; mas, se vamos renderizar para projetos industriais, optemos pela pré-renderização. atividade atividade Neste tópico, você aprendeu os conceitos básicos sobre modelagem NURBS e por polígonos. Essas técnicas de modelagem são as mais usadas por todos os pro�ssionais e estão disponíveis em todos os programas. Uma dessas técnicas é mais utilizada do que a outra. Qual das alternativas a seguir apresenta a técnica mais usada? a) NURBS é mais utilizada porque sua complexidade de uso deixa os pro�ssionais mais curiosos em relação aos recursos. b) A técnica dos Polígonos é mais utilizada devido ao fato de trabalhar juntamente com as curvas NURBS. c) NURBS é a mais utilizada devido ao fato de que podemos realizar modelagem como se fossem polígonos. d) A técnica dos Polígonos, devido à sua facilidade de uso e modelagem, alterando objetos por meio de vértices, arestas e faces. e) A técnica dos Polígonos, porque com eles parece que estamos utilizando curvas NURBS de forma mais simpli�cada. Neste tópico, você aprenderá como começar a usar o software de modelagem Blender e seus principais recursos. Modelagem 2.5D A modelagem 2.5D rende uma grande discussão entre os pro�ssionais do mercado de modelagem, pois, para cada um, existe uma de�nição diferente. Alguns dizem que esse tipo de modelagem é um misto entre a modelagem 2D e a modelagem 3D; mas, para outros, essa modelagem ocorre por meio de uma câmera somente, fazendo com que se tenha pouca rotação. Ainda assim, podemos dizer que a modelagem 2.5D pode ser entendida como sendo o uso de uma perspectiva isométrica �xa, na qual se dá a impressão de volume dos personagens; porém, pode-se dizer, também, que existem projetos que usam um fundo �xo com os movimentos para cima e para os lados, tendo modelos de personagens com um pouco de volume 3D. Um exemplo de software que usa o modelo 3D juntamente com o 2,5D é o ZBrush 4R8, da empresa Biomech, que tem licença paga e é usado por muitas empresas de Software Software de Modelagemde Modelagem BlenderBlender p , q ç p g p p modelagem e criação 3D, animações e �lmes. Os autores aqui apresentados, em seus exemplos, somente explicam as modelagens em 2D para a criação de mapas UV, por exemplo, e 3D para a criação de cenas e personagens para jogos ou animações. Interface do Programa Nesta seção, iremos apresentar o software Blender, que nos permite usar a grande maioria dos recursos que você estudará no decorrer do curso e com uma licença open source, ou seja, gratuita. O Blender foi desenvolvido pela empresa NeoGeo em 1988, a qual teve um rápido crescimento no mercado de modelagem de personagens e animações. Já no ano 2000, foi lançada a versão 2.0 do Blender com mais de 250 mil usuários e, somente a partir de 2002, foi criada a versão gratuita do Blender, que tem uma comunidade ativa e que sempre está lançando versões cada vez mais so�sticadas do programa (SOUZA, 2016). Vamos acompanhar o processo de instalação do programa nas �guras a seguir. saiba mais Saiba mais No site o�cial do software Blender, ao clicarmos no menu download ou no meio da tela, onde encontramos um botão com a opção da versão mais estável do programa, iniciamos a transferência de seu instalador para nosso computador. ACESSAR http://www.blender.org/ A tela de download do Blender pode ser vista na Figura 1.7, que mostra a versão para Windows. Caso seu sistema operacional seja outro, podemos clicar no link que permite baixar os instaladores de outros sistemas operacionais. Após realizarmos o download, clicamos duas vezes no ícone do instalador e passamos para o processo de instalação do programa. Figura 1.6 - Tela inicial do website o�cial do software Blender, na qual podemos ver as opções de download Fonte: Blender (2002, on-line). Figura 1.7 - Tela de download do Blender, versão para Windows Fonte: Blender (2002, on-line). Esse processo é bem simples e não requer con�gurações extras. Assim, aceitando todas as opções que o programa nos sugere, iremos instalá-lo com sucesso. Após clicar duas vezes sobre o ícone do instalador, surge a tela que é apresentada na Figura 1.9. Clicamos no botão “Next” e a próxima tela que se apresenta é a que nos diz respeito à Licença de Usuário, que, no caso do Blender é gratuita. Devemos aceitar os termos de licença e clicar novamente no botão “Next”. Figura 1.8 - Ícone do instalador do Blender para Windows Fonte: Blender (2002, on-line). Figura 1.9 - Tela de boas-vindas da instalação do Blender Fonte: Blender (2002, on-line). Seguindo com a instalação, vemos, na Figura 1.11, a tela na qual podemos customizar o que queremos que seja instalado do Blender no computador. Dessa forma, é possível escolher entre a instalação do Blender somente ou do Blender Player, que é um ambiente que nos permite jogar usando somente os arquivos do jogo em questão, não entrando no ambiente de modelagem do Blender. Dessa forma, �ca menos complicada a jogabilidade com o ambiente. Na tela, podemos, também, trocar as pastas de instalação do Blender para uma pasta que no agrade. Normalmente, deixamos o endereço padrão. Clicamos, então, que no botão “Next”. Figura 1.10 - Tela de aceitação dos termos de licença do Blender Fonte: Blender (2002, on-line). Figura 1.11 - Tela de customização da instalação do Blender A próxima tela mostra o botão “Install”, que permite que a instalação seja iniciada realmente. Depois de o software estar instalado, iremos encontrar o seguinte ícone na área de trabalho: Fonte: Blender (2002, on-line). Figura 1.12 - Tela de início da instalação do Blender Fonte: Blender (2002, on-line). Figura 1.13 - Tela do processo de instalação Fonte: Blender (2002, on-line). Clicando duas vezes no ícone, iremos entrar no programa. Surgirá, então, a seguinte tela: Podemos notar, então, que a instalação do Blender não requer muito segredo e é bem rápida. Dessa forma, a seguir, iremos começar a aprender alguns comandos do Blender, para que possamos realizar modelagens simples. Comandos para Modelagem Figura 1.14 - Ícone de início do programa de modelagem Blender Fonte: Blender (2002, on-line). Figura 1.15 - Tela inicial do Blender com a tela de Splash, que mostra a versão do programa Fonte: Blender (2002, on-line). Agora, vamos aprender como usar os principais comandos do Blender para modelar personagens e objetos. Depois da instalação do Blender, vimos a tela principal do programa e podemos notar que ela parece ser bem complexa, mas isso ocorre só no começo, e depois os processos �uem de forma mais tranquila. Primeiramente, vamos falar da tela principal, que é conhecida como interface principal do Blender e tem como características os elementos de interface tais como Window, Screen, Areas, Editors, Regions, (Tabs), Panels e Controls (BLENDER 2.79 MANUAL, on- line). Na Figura 1.16, vemos a tela padrão do Blender, que é dividida em cinco partes, as quais iremos detalhar a seguir. Observe que cada uma das cinco partes está numerada na �gura. Nessa tela, podemos ver na parte superior, marcado com o número 1, o que chamamos de Janela de Informações, na qual observamos os dados da tela, os dados da cena em que estamos, qual engine estamos utilizando etc. O número 2 indica a Janela de Visualização em 3D, na qual realizamos a maior parte da modelagem de objetos e personagens. No número 3, vemos a Linha do Tempo, que está relacionada com criação de cenas e animações no Blender. O número 4 nos traz a tela chamada Esquematizador de Dados, que elenca quais recursos estamos usando em um projeto de forma hierárquica, e também mostra quais recursos estão ativos e quais estão ocultos; dessa forma, podemos isolar alguns deles, quando houver a necessidade de trabalhar pontos especí�cos de projetos mais complexos. Por �m, no número 5 temos a Janela de Propriedades, que é onde podemos alterar as propriedades dos ili d j i d í i d i Figura 1.16 - Tela padrão doBlender Fonte: Adaptada de Blender 2.79 Manual (on-line). componentes utilizados nos projetos, a partir de suas características, de uma maneira simples e rápida. Na Figura 1.17, temos a tela que mostra os componentes do editor do Blender. Nessa tela, a cores irão nos guiar no entendimento de cada área (amarelo: região principal; verde: cabeçalho; azul: estante de ferramentas; roxo: painel de operador; e vermelho: painéis de propriedades) (BLENDER 2.79 MANUAL, on-line). Funções Mais Importantes Nesta seção, daremos início ao estudo das principais funções que o programa de modelagem Blender nos oferece; dessa forma, teremos alguns pequenos exemplos práticos para testar tais comandos. Para conseguirmos executar os comandos, devemos alterar o modo de interação do Blender para “Edit Mode”, clicando no menu, conforme a Figura 1.18. Figura 1.17 - Componentes do editor do Blender Fonte: Blender 2.79 Manual (on-line). O Blender nos permite o uso do mouse para selecionar e para con�rmar as ações. Para isso, na janela de visualização 3D, façamos o seguinte: 1. Se quisermos selecionar objetos, usamos o botão direito do mouse. 2. Se quisermos con�rmar uma ação, usamos o botão esquerdo do mouse 3. SHIFT + botão esquerdo do mouse para selecionar mais de um objeto Figura 1.18 - Alterando o modo de edição para “Edit Mode” Fonte: Blender (2002, on-line). Figura 1.19 - Selecionando o vértice do cubo com o botão direito do mouse Fonte: Blender (2002, on-line). Figura 1.20 - Con�rmando as ações com o botão esquerdo do mouse Fonte: Blender (2002, on-line). 4. CTRL + botão direito do mouse, seleção em laço. Neste comando, será criado um laço que permite selecionar mais de um item do objeto de uma só vez. 5. Digitando a letra A, selecionamos tudo ou removemos a seleção. 6. Digitando a letra B, selecionamos em janela. 7. Digitando a letra C, selecionamos em círculo. Também podemos usar os comandos para alterar a escala dos objetos, como podemos ver nesta outra lista: 1. Letra G, usada para movimentar partes de objetos. 2. Letra R, usada para podermos girar um objeto. 3. Letra S, usada para escalonar um objeto. 4. Letra G seguida de X, Y ou Z, para movimentar em um dos três eixos. 5. Letra R seguida de S, Y, ou Z, para girar somente em um dos três eixos. 6. Letra S seguida de X, Y, ou Z, para escalonar somente em um dos três eixos. Figura 1.21 - Usando o SHIFT + botão esquerdo do mouse para mais de uma seleção Fonte: Blender (2002, on-line). 7. ALT + G, R ou S, para remover um dos três primeiros comandos. 8. SHIFT + R, para refazer a última ação. 9. ESC, para cancelar uma ação. Podemos observar as ferramentas para o modo de edição do Blender que mais são usadas na lista a seguir: 1. Letra E, comando extrude, usada para mudar o formato de um objeto, esticando partes dele para a direção desejada. 2. ALT + E, acesso ao menu do extrude. atividade atividade Usando os comandos de edição e manipulação de objetos no Blender, edite o cubo para que resulte no objeto da �gura a seguir. Use sua criatividade para chegar no resultado e assinale a alternativa que apresenta os comandos utilizados: a) Os comandos utilizados foram Copy e Paste. b) O comando utilizado foi somente o Extrude (E). c) O comando utilizado foi somente o Scale (S). d) Os comandos utilizados foram o Scale (S) e o Extrude (E) em conjunto. e) Os comandos utilizados foram comandos de transformação. Fonte: Blender (2002, on-line). A modelagem 3D é usada para podermos criar projetos realísticos dentro do computador. Tais projetos podem ser realizados por um dos seguintes pro�ssionais: artista, engenheiro, escultor ou técnico. Isso vai depender do que esses pro�ssionais estão preocupados em modelar; se é a forma, a expressividade ou a topologia, para que se possa dar a devida e�ciência a seus modelos (RABIN, 2012). A forma como o objeto a ser modelado deve ser capturado pode variar de acordo com cada autor e também com cada pro�ssional. A técnica mais frequente é o uso de uma referência externa, de um desenho ou de um “sketch”, como base de fundo para a modelagem. Pode, também, ser usado um objeto digitalizado, uma vez que alguns autores dizem que este dá mais realismo para o objeto. O Blender permite que todas essas técnicas possam ser utilizadas para a modelagem de objetos 3D. Como sugere Rabin (2012), “embora existam muitos métodos e tipos de modelagem, a modelagem de polígonos nos jogos de hoje é a principal”. Outra técnica que é absorvida pelo programa e que pode ser usada de forma simples, apenas com os comandos corretos para o processo de modelagem, é o processo de modelagem, que nos permite usar polígonos ou objetos poligonais, os quais podem ser modelados com o uso de cortes e extrusões até se chegar ao objeto ou modelo Modelagem 3DModelagem 3D ser modelados com o uso de cortes e extrusões, até se chegar ao objeto ou modelo desejado, lembrando a modelagem em argila ou a escultura em mármore. O que o você, pro�ssional de modelagem 3D, necessita saber é quais os comandos que serão usados. Para isso, dá-se o nome de box modeling, ou modelagem por caixa, quando, a partir de uma caixa poligonal, iniciamos o processo de modelagem, conforme explicado anteriormente. Para entendermos melhor esse processo, iremos agora modelar um dado usando o programa Blender e seus comandos. Quando acessar o Blender, mude o modo de visualização para “Edit Mode”. Para isso, clique no menu ou use a tecla TAB na janela de edição 3D. Você pode notar que nosso cubo já está selecionado; assim, o próximo passo é subdividi-lo em partes, para gerar um dado. Para isso, digite a tecla W e escolha “Subdivide”, para que apareça a seguinte janela: Figura 1.22 - a. Caixa de con�guração do comando subdivide; b. Objeto selecionado dividido ao meio por padrão Fonte: Blender (2002, on-line). Note que na caixa de con�guração temos a opção “Number of Cuts”, ou número de cortes. Devemos digitar 4 e apertar ENTER. Veja o resultado na Figura 1.23: Figura 1.23 - “Number of Cuts” con�gurado para 4 cortes Fonte: Blender (2002, on-line). Isso é realizado para que possamos localizar onde serão inseridos os pontos de numeração do dado. Vamos mudar o modo de seleção para selecionar as faces do objeto. Para isso, podemos usar as teclas de atalhos CTRL + Tab. Para começar, digite a tecla A para tirar a seleção de todo o objeto e, com a tecla SHIFT pressionada, clique nos espaços que serão usados para criar os números de cada face do dado. A seguinte regra é usada para criar os números nos locais exatos, para que tenhamos um dado correto: sempre a soma dos lados opostos resulta em 7; por exemplo, lado 5 com lado 2 resulta em 7. A Figura 1.26 mostra o resultado, lembrando que, para rotacionar o objeto, clicamos com a roda central do mouse e giramos o objeto. Agora, iremos continuar o processo de modelagem. Para isso, faremos uma extrusão, Figura 1.24 - Mudando a seleção para faces Fonte: Blender (2002, on-line). Figura 1.25 - Selecionando múltiplas faces com o mouse Fonte: Blender (2002, on-line). mas não mudaremos o formato do objeto. Tecle E, selecione “Extrude Individual” no lado esquerdo da janela 3D e tecle ENTER. A seleção da opção é vista na Figura 1.26. Viu como é simples até aqui? Continuando, vamos executar o seguinte comando: alterar o “Pivot Point”, ou Ponto de Fixação do objeto, para “Individual Origins”, conforme a Figura 1.27. Aqui, mostramos para o Blender que queremos alterar as dimensões do objeto a partir dos seus lados, e não do centro, conforme o padrão. Vamos diminuir um pouco o tamanho das faces. Para isso, digite S; depois, digite 0.8 para 80% e tecle ENTER. Iremos veri�car que as bordas da face foram diminuídas em 80%, conforme podemos notar na Figura 1.28. Figura 1.26 - Comando “Extrude Individual” Fonte: Blender (2002, on-line). Figura 1.27 - Comando “Pivot Point” com a opção “Individual Origins” Fonte: Blender (2002, on-line). Estamos quasechegando ao �nal. Agora, iremos fazer a seguinte con�guração: criaremos os buracos do dado. Para isso, utilize o comando de extrusão. Escolha “Extrude Individual” e, depois, digite -0.2, teclando ENTER para �nalizar. O resultado pode ser visto Figura 1.29. Saindo do “Edit Mode”, iremos agora para o “Object Mode”, clicando no menu ou usando a tecla Tab. Clique, agora, no menu de edição que se localiza no lado direito da tela; depois, em “Modi�er”; e, em seguida, em “Add Modi�er”, conforme a Figura 1.30. Feito isso, na Figura 1.31, iremos realizar as con�gurações necessárias. Figura 1.28 - a. Valor de 0.8 digitado no comando de escalonamento; b. Objeto alterado Fonte: Blender (2002, on-line). Figura 1.29 - Extrudando os furos do dado Fonte: Blender (2002, on-line). Nosso dado está quase pronto! No tópico seguinte, iremos arredondar os cantos e adicionar textura ao dado, para que ele �que mais realista. Iremos, também, falar dos conceitos de modelagem com mapeamento. Figura 1.30 - Selecionando o menu “Modi�er” e, depois, o “Add Modi�er” Fonte: Blender (2002, on-line). Figura 1.31 - Usando o comando “Subsurf” para arredondar os furos do dado Fonte: Blender (2002, on-line). atividade atividade Partindo do cubo, modele um castelo. Como você realizaria esse processo? Assinale, a seguir, a alternativa que apresenta o(s) processo(s) utilizado(s): a) Utilizamos somente o comando de extrusão. b) Selecionando vértices, arestas e faces, para depois usar os comandos de extrusão e escalonamento, modelando o castelo. c) Utilizamos somente a seleção de arestas e faces, pois os outros comandos não serão necessários. d) Utilizamos os comandos de extrusão e escalonamento, antes da seleção de vértices, arestas e faces. e) Cada pro�ssional sabe o que usar, incluindo ou não o uso do Blender. A modelagem por mapeamento UV tem como característica a decomposição de um objeto em moldes, para que estes sejam exportados, a �m de se colocar texturas ou componentes extras que o software de modelagem não nos permite. Dessa forma, podemos editar tais moldes em qualquer software de edição de imagens, como o Photoshop, o Gimp, dentre outros, e voltar para o software de modelagem, montando o molde no objeto novamente. Explicando melhor, é como se fosse tirado uma capa do objeto, colocássemos enfeites nessa capa e, depois, voltássemos a capa para o objeto. Segundo Pacheco (2018), “[...] o processo de mapeamento UV (texturização UV, como muitos falam) é algo bastante simples, que requer apenas um certo nível de atenção aos detalhes e paciência para editar imagens”. O que o autor quer dizer é que o processo em si é rápido de ser feito, mas devemos tomar cuidado no momento da segmentação do objeto para o mapeamento. Nesse caso em especí�co, não devemos detalhar muito o objeto, devido ao fato de �car mais complexo para mapear. Um bom exemplo disso é mostrado na Figura 1.32, em que é realizado o processo de mapeamento UV. Modelagem por MapeamentoModelagem por Mapeamento UVUV Agora, vamos aprender como executar o processo de mapeamento UV no Blender. Para isso, abra um novo arquivo e, no canto inferior esquerdo, clique na ranhura e arraste para a direita, para abrir uma segunda janela de visualização 3D, conforme a Figura 1.33. Feito isso, tecle T para que a barra de ferramentas da segunda janela �que oculta. Seguindo o processo, iremos entrar na janela “UV Image Editor”, clicando no menu de editores atuais, conforme a Figura 1.34: Figura 1.32 - Processo de mapeamento UV genérico Fonte: Blender (2002, on-line). Figura 1.33 - a. Ranhura para abrir uma nova janela; b. Nova janela executada com barra de ferramentas oculta Fonte: Blender (2002, on-line). A tela que aparece é toda quadriculada e é onde será mostrado o mapa UV do objeto. Agora, vamos entrar no modo de edição de objetos. Depois, tecle A para desmarcar todas as seleções, clique no menu “Edge Select” e selecione arestas. Com a tecla SHIFT pressionada, selecione as seguintes arestas do cubo, conforme a Figura 1.35. Nota-se que selecionamos as arestas 1, 2 e 3 do lado esquerdo, a aresta superior do fundo do cubo e do lado oposto. Temos as mesmas posições, nas quais selecionamos mais três arestas, no total de sete arestas selecionadas, em que será realizado o corte das arestas para criar o molde. Após isso, clique no menu lateral e selecione “Mark Seam”, que destaca as arestas para o corte. Por �m, pressione a letra A para selecionar Figura 1.34 - Selecionando o editor “UV Image Editor” Fonte: Blender (2002, on-line). Figura 1.35 - Selecionando as arestas que irão ser cortadas para criar o molde UV Fonte: Adaptada de Blender (2002, on-line). Seam , que destaca as arestas para o corte. Por �m, pressione a letra A para selecionar todo o objeto e, depois, clique em “Unwrap”. Pronto, molde realizado! Só falta exportá- lo para outro programa de edição de imagem. Na Figura 1.37, vemos o mapeamento UV realizado. Agora, vamos exportá-lo para edição fora do Blender. Abaixo da janela de edição de mapeamento UV, temos o menu UVs. Clique nele e, depois, na opção “Export UV Layout”. Selecione o diretório (pasta) que deseja exportar e dê o nome que achar necessário. O Blender exportará no formato .png. Figura 1.36 - a. Comando “Mark Seam” aplicado; b. Objeto todo selecionado Fonte: Blender (2002, on-line). Figura 1.37 - Resultado �nal do mapeamento UV de um cubo Fonte: Blender (2002, on-line). reflita re�ita Pensando em um jogo qualquer, podemos dizer que, quando o jogo é criado em 3D, tem maior possibilidade de interatividade, sendo mais interesse do que um jogo criado em 2D. Pense e re�ita se você concorda (ANDALÓ, 2015). saiba mais Saiba mais Procure em sites, livros, revistas e outras fontes uma de�nição para modelagem digital e porque ela é diferente ou se assemelha à modelagem 3D. Tente entender quais as suas características e porque deveríamos pensar mais nesse tipo de modelagem. ASS I T IR saiba mais Saiba mais Esta unidade teve por �nalidade cobrir os conceitos iniciais da modelagem em 3D, e foi escolhido o programa Blender para o aprendizado dos conceitos na prática e, também, por ser gratuito e usado em várias empresas de edição e animação 3D. Nas próximas unidades, iremos nos aprofundar cada vez mais nesses conceitos e na utilização do Blender como ferramenta de trabalho. atividade atividade Para gerar o mapeamento UV, qual o segundo passo que você executa durante o processo? a) Abrir o editor de imagem UV. b) Exportar o layout. c) Selecionar as arestas que serão cortadas. d) Selecionar todo o objeto. e) Usar o comando “Mark Seam”. indicações Material Complementar LIVRO Produção 3D com Blender para Arquitetura e Personagens Pedro Bastos Editora: FCA ISBN: 9789727226528 Comentário: Este livro apresenta o processo de modelagem 3D, partindo para o Blender e suas ferramentas de modelagem 3D, dentro do processo de modelagem e, por �m, aplica os conceitos em dois projetos práticos, sendo um para arquitetura e outro para animação de personagens 3D. FILME Como fazer animações com o Blender Ano: 2017 Comentário: Este pequeno �lme mostra exemplos de como criar animações com o Blender para mostrar para você, aluno(a), que esse é um software que tem mais utilidades além da de criar somente modelos em 3D. Aliás, o Blender é o software que estamos usando no decorrer das aulas. TRA ILER conclusão Conclusão Prezado(a) aluno(a), nesta unidade foi realizado um levantamento dos conceitos mais importantes na modelagem 3D. Vimos que as duas técnicas mais utilizadas foram a modelagem poligonal e a modelagem por curvas NURBS. A primeira é a mais usada no mundo, devido à sua facilidade de uso e manipulação. Também utilizamos um dos principais programas do mercado de modelagem, chamado Blender, como ferramenta de trabalho, por ser gratuito, usado em várias empresas e projetos e por ter todas as ferramentas que nosso conteúdo irá abordar durante todas as unidades.referências Referências Bibliográ�cas ANDALÓ, F. Modelagem e animação 2D e 3D para jogos . São Paulo: Érica, 2015. BLANCO, D. SolidWorks 2019: focado em melhorar sua produtividade. SolidWorks Brasil , 03 out. 2018. Disponível em: < https://blogs.solidworks.com/solidworksbrasil/2018/10/solidworks-2019-focado-em- melhorar-sua-produtividade.html >. Acesso em: 14 mar. 2019. BLENDER 2.79 Manual. Introdução. Blender . [s./d.] Disponível em: < https://docs.blender.org/manual/pt/2.79/interface/window_system/introduction.html https://blogs.solidworks.com/solidworksbrasil/2018/10/solidworks-2019-focado-em-melhorar-sua-produtividade.html https://docs.blender.org/manual/pt/2.79/interface/window_system/introduction.html p g p y >. Acesso em: 15 mar. 2019. BLENDER. Free & Open Source 3D creation. Free to use for any purpose, forever. Blender , 2002. Disponível em: < https://www.blender.org/ >. Acesso em: 14 mar. 2019. BRITO, A. Curso sobre técnicas de modelagem 3d com Blender. Allan Brito , 09 jul. 2013. 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Disponível em: < https://www.vivaolinux.com.br/dica/-A-historia-do-Blender-e-seu-criador >. Acesso em: 14 mar. 2019. IMPRIMIR https://www.cafecg.com.br/dicas/o-que-e-renderizacao https://www.vivaolinux.com.br/dica/-A-historia-do-Blender-e-seu-criador