Técnicas mais usadas em modelagem 3D para filmes e jogos

Introdução às Técnicas de Modelagem 3D

As técnicas mais comuns usadas no processo de modelagem 3D são as seguintes:

1. Modelagem de caixa / subdivisão (Box / Subdivision Modeling):

A modelagem de caixa é uma técnica de modelagem poligonal na qual o artista começa com um objeto geométrico primitivo (cubo, esfera, cilindro, etc.) e depois aperfeiçoa sua forma até que a aparência desejada seja alcançada.

‘Modeladores Box’ muitas vezes trabalham em estágios, começando com uma malha de baixa resolução, refinando a forma e, em seguida, subdivisão da malha para suavizar as bordas duras e adicionar detalhes. O processo de subdivisão e refinação é repetido até que a malha contenha detalhes poligonais suficientes para transmitir adequadamente o conceito pretendido.

A modelagem em caixas (box modeling) é provavelmente a forma mais comum de modelagem poligonal e é freqüentemente usada em conjunto com técnicas de modelagem de bordas (que discutiremos a seguir).

2. Modelagem Edge / Contour:

A modelagem Edge é outra técnica poligonal, embora fundamentalmente diferente de sua modelagem em caixa. Na modelagem de bordas (edge), em vez de começar com uma forma primitiva e refinação, o modelo é essencialmente construído peça por peça, colocando loops de faces poligonais ao longo de contornos proeminentes e, em seguida, preencher quaisquer lacunas entre eles.

Isso pode soar desnecessariamente complicado, mas certas malhas são difíceis de completar através da modelagem de caixas sozinho, sendo o rosto humano um bom exemplo. Para modelar adequadamente uma face requer uma gestão muito rigorosa do fluxo de borda e da topologia, e a precisão proporcionada pela modelagem de contorno pode ser inestimável. Em vez de tentar moldar um soquete de olho bem definido de um cubo poligonal sólido (o que é confuso e contra-intuitivo), é muito mais fácil construir um contorno do olho e, em seguida, modelar o resto a partir daí. Uma vez que os principais marcos (olhos, lábios, nariz etc.) são modelados, o resto tende a cair no lugar quase automaticamente.

3. NURBS / Modelação de Spline:

NURBS é uma técnica de modelagem usada mais fortemente para modelagem automotiva e industrial. Em contraste com a geometria poligonal, uma malha NURBS não tem rostos, arestas ou vértices. Em vez disso, os modelos NURBS são compostos de superfícies suavemente interpretadas, criadas por “lofting” uma malha entre duas ou mais curvas Bezier (também conhecido como splines).

Curvas NURBS são criadas com uma ferramenta que funciona de forma muito semelhante ao pincel MS Paint ou Adobe Illustrator. A curva é desenhada no espaço 3D e editada movendo uma série de identificadores chamados CVs (vértices de controle). Para modelar uma superfície NURBS, o artista coloca curvas ao longo de contornos proeminentes, e o software interpola automaticamente o espaço entre as curvas.

Alternativamente, uma superfície NURBS pode ser criada girando uma curva de perfil em torno de um eixo central. Esta é uma técnica de modelagem comum (e muito rápida) para objetos que são radiais na natureza – copos de vinho, vasos, placas, etc.

4. Escultura Digital:

A indústria de tecnologia gosta de falar sobre certos avanços que eles chamam de tecnologias disruptivas. Inovações tecnológicas que mudam a forma como pensamos em conseguir uma determinada tarefa. O automóvel mudou a maneira que nós começamos ao redor. A internet mudou a forma como acessamos as informações e nos comunicamos. Esculpir digitalmente é uma tecnologia disruptiva no sentido de que é ajudado livre modeladores das limitações meticulosa de topologia e fluxo de borda e lhes permite intuitivamente criar modelos 3D de uma forma muito semelhante à escultura digital clay.

Na escultura digital, as malhas são criadas organicamente, usando uma tablet (por ex. Wacom) para moldar e modelar o modelo quase exatamente como um escultor usaria escovas de ancinho em um pedaço real de argila. A escultura digital levou a modelagem de personagens e criaturas a um novo nível, tornando o processo mais rápido, mais eficiente e permitindo que os artistas trabalhem com malhas de alta resolução contendo milhões de polígonos. As malhas esculpidas são conhecidas por níveis previamente impensáveis de detalhes de superfície e uma estética natural (mesmo espontânea).

5. Modelagem Procedural:

A palavra procedural em computação gráfica refere-se a qualquer coisa gerada algoritmicamente, em vez de ser criada manualmente pela mão de um artista. Na modelagem procedural, cenas ou objetos são criados com base em regras ou parâmetros definíveis pelo usuário.

No ambiente popular os pacotes de modelagem Vue, Bryce, e Terragen, paisagens inteiras podem ser geradas pela definição e modificação de parâmetros ambientais como densidade foliar e escala de elevação, ou escolhendo de paisagem apresenta como deserto, alpino, costeiro, etc.

A modelagem procedural é freqüentemente usada para construções orgânicas, como árvores e folhagens, onde há variação e complexidade quase infinitas que seriam muito demoradas (ou impossíveis) para um artista capturar à mão. O software SpeedTree usa um algoritmo recursivo / fractal baseado para gerar árvores únicas e arbustos que podem ser tweaked através de configurações editáveis para a altura do tronco, densidade de ramificação, ângulo, ondulação e dúzias, senão centenas de outras opções. Já o CityEngine usa técnicas semelhantes para gerar cityscapes procedurais.

6. Modelagem Baseada em Imagem:

A modelagem baseada em imagem é um processo pelo qual objetos 3D transformáveis são derivados algorítmicamente de um conjunto de imagens bidimensionais estáticas. A modelagem baseada em imagens é frequentemente utilizada em situações em que as restrições de tempo ou orçamentais não permitem a criação manual de um ativo 3D totalmente finalizado.

Talvez o exemplo mais famoso de modelagem baseada em imagem tenha sido no filme Matrix, onde a equipe não tinha tempo nem recursos para modelar conjuntos 3D completos. Eles filmaram sequências de ação com arrays de câmera de 360 graus e usaram um algoritmo interpretativo para permitir o movimento de câmera 3D “virtual” através de conjuntos tradicionais do mundo real.

7. Digitalização 3D:

A Digitalização 3D é um método de digitalização de objetos do mundo real quando é necessário um nível incrivelmente alto de foto-realismo. Um objeto do mundo real (ou mesmo ator) é digitalizado, analisado, e os dados brutos (normalmente uma nuvem de ponto x, y, z) são usados para gerar uma malha poligonal ou NURBS precisa. A digitalização é freqüentemente usada quando uma representação digital de um ator do mundo real é necessária.

Antes de se preocupar com os scanners 3D que substituem os modeladores tradicionais, considere por um momento que a maior parte dos objetos modelados para a indústria do entretenimento não têm equivalente no mundo real. Até começar a ver os navios espaciais, alienígenas e personagens de desenhos animados correndo, é seguro assumir que a posição do modelador na indústria de CG é provavelmente segura.

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Fonte: Life Wire