Como funciona o processo de Ray tracing e Photon Mapping?

Depois de algum tempo usando ferramentas gráficas, principalmente com tanta freqüência como eu uso, seria normal que me interessasse pelos mecanismos que fazem as coisas acontecerem. Principalmente no meu caso, em que preciso ministrar aulas sobre esses softwares, explicar a função de um botão é fácil. Mas contextualizar a lógica matemática e códigos por trás dele é mais complicado. Apesar de vários artistas 3d, torcerem o nariz para esse tipo de explicação, conhecer a fundo o código fonte desses processos pode ajudar, na personalização de ferramentas.

Sendo o Blender, uma ferramenta que disponibiliza o código fonte, para qualquer pessoa consultar e eventualmente alterar. Seria utópico, imaginar que alguém sem experiência em programação iria abrir o código fonte do Blender e automaticamente, entender e alterar as suas funcionalidades.

Mas, para quem está interessado em aprender ou ter um conhecimento básico, sobre como funcionam processos como o Ray tracing, e até mesmo programar um protótipo de software, usando a base matemática do Ray tracing, existe o processing.

Recebo várias mensagens de estudantes que gostariam de usar o Blender, como tema para os seus trabalhos de graduação. Como alguns desses alunos, tinham dificuldades em identificar e usar códigos escritos em C. Para facilitar a vida desses alunos, estava pesquisando por algo mais simples e que pudesse ser usado para fins de pesquisa, foi quando encontrei o processing, que é uma linguagem e ambiente de desenvolvimento, direcionada para artistas e pessoas sem experiência com programação. Não entendeu? Pois visite esse exemplo, em que um estudante chamado Grant Schindler.

Processing - Cornell Box

Ele conseguiu recriar um ambiente interativo, usando um Cornell Box com um ponto de luz e duas esferas. O ambiente é uma simulação interativa, então é possível alterar em tempo real a posição das esferas e do ponto de luz. E por incrível que pareça, a renderização é muito rápida! Tudo isso com apenas 150 linhas de código. Esse sistema ganhou mais um usuário, Ray tracing com photon mapping em 150 linhas? Ainda mais com possibilidade de interação em tempo real? Já estou com o processing aqui, que por sinal é de código aberto. Ele é gratuito!

Aproveite o trabalho do Grant Schindler, para estudar o código fonte, que está comentado e organizado, para aprender como funciona um sistema de Ray tracing com photon mapping simplificado.

Esse é um ótimo exemplo de trabalho acadêmico, realizado com o processing. O estudante usou um artigo científico como base, para implementar o sistema. As possibilidades na simulação 3d em tempo real são muito boas, sem mencionar os usos acadêmicos. Já estou estudando a ferramenta/linguagem e assim que for possível, publico um tutorial.

Quero aproveitar o artigo, para agradecer aos estudantes que usaram o livro Blender 3d – Guia do Usuário em seus trabalhos científicos com Blender. Se você está nessa situação, gostaria de pedir que me informasse sobre a referência ao livro ou ao site. Assim posso adicionar as informações no meu currículo Lattes. Quem trabalha com pesquisa, sabe o quanto esse tipo de referência é importante.

Entrevista com José Fernando Reinicke

Como havia prometido durante a última semana, hoje estou publicando a entrevista que fiz por e-mail, com José Fernando Reinicke, autor de recém lançado livro Modelando personagens com o Blender 3D. No artigo que publiquei na última semana, fiz uma breve análise sobre o livro com base no sumário. Com a entrevista, você poderá conhecer um pouco mais sobre o autor e como é o trabalho dele com o Blender 3D.

Para ilustrar a entrevista, o Reinicke gentilmente cedeu alguns dos seus trabalhos de modelagem, assim você pode conhecer ainda mais o trabalho dele. As imagens ilustram bem a habilidade e qualidade da modelagem do autor, o que deixa o livro sobre modelagem de personagens com Blender, ainda mais interessante. Estou aguardando ansioso pela minha cópia!

Quero agradecer ao Reinicke novamente pela gentileza em responder as perguntas. Espero que com essa pequena entrevista, a comunidade de usuários brasileiros de Blender, possa conhecer melhor o seu trabalho e os motivos que o levaram a escrever um livro sobre Blender.

Reinicke 01

1. Como é a sua experiência de trabalho com o Blender? Quando você começou a usar o Blender?

Minha experiência de trabalho com o Blender é a melhor possível e mais recente do que se imagina. Possuo um bom conhecimento em CG, principalmente na área de modelagem de personagens, mas que vem de longos anos como usuário de 3DS Max que é também um excelente software 3D. Comecei a usar o Blender quando vi pela primeira vez o anúncio do livro Blender 3D – Guia do Usuário, e comprei o mesmo pela internet. Portanto é bem nova minha experiência. Hoje, o Blender é para mim o melhor software para a modelagem de personagens, seja pela versatilidade e eficiência de suas ferramentas ou, pelo que considero um ponto muito importante, que é a rapidez e a facilidade com que consegui transportar todo o conhecimento adquirido de outro programa para dentro dele.

Reinicke 02 - Blender 3D

2. Como surgiu a idéia de escrever um livro sobre Blender?

A idéia surgiu da necessidade. Primeiramente a minha, em aprender como funcionavam as ferramentas de modelagem no Blender. Isto foi se solidificando com a rapidez com que aprendi a modelar no programa e mais tarde, quando percebi a necessidade de outros usuários em encontrar um material mais completo e específico sobre o assunto, em português. Então decidi escrever o livro.

3. Qual o público alvo do livro Modelando Personagens com o Blender 3D? Como os usuários iniciantes e avançados podem se beneficiar com o livro?

O livro é dirigido a todas as pessoas que tem o desejo real de conhecer e/ou se aprofundar um pouco mais na modelagem de personagens dentro do Blender. O único requisito para um bom aproveitamento no acompanhamento dos exercícios do livro, é o básico: interface, navegação e manipulação de objetos. O livro tem como objetivo maior a descrição de todo o processo levando o leitor e usuário a desenvolver uma metodologia própria para uma modelagem com mais consciência e menos adivinhação. Apesar de gostar bastante dos modelos criados para os exercícios do livro, o resultado estético tem um papel secundário em todo o processo.

Reinicke 03 - Blender 3D

4. Quais as principais técnicas abordadas no livro?

Basicamente são as técnicas de Box Modeling e Poly Modeling. O livro se divide em três partes: A primeira parte é uma brincadeira que mescla essas duas técnicas e visa um primeiro contato do leitor com as ferramentas, mostrando inclusive o funcionamento de ferramentas alternativas na modelagem, como Retopo e uma pequena introdução ao Sculpt Mode. A segunda parte apresenta a modelagem de um personagem de corpo inteiro por meio de subdivisões de superfície, utilizando como base uma geometria primitiva do programa. E a terceira parte do livro, que é minha técnica preferida, descreve a criação de uma cabeça humana em estilo mais realista, utilizando a modelagem por extrusão, construindo a malha polígono por polígono.

Reinicke 04 - Blender 3D

5. Um artista que use Blender como ferramenta de modelagem, tem alguma vantagem competitiva?

Todas. Acho que neste caso, a competitividade está totalmente relacionada á resultados, mais especificamente á qualidade final do trabalho. Um pintor não utiliza determinado tipo de tinta, simplesmente pela beleza de sua embalagem, mas sim pela percepção de que aquele determinado material lhe proporciona resultados satisfatórios. A licença de um software custar 3 ou 4 mil dólares, não traz nenhuma garantia de qualidade. Pode-se atingir os mesmos resultados com um software gratuito, por exemplo… como o Blender.

6. Qual mensagem você deixaria para os usuários de Blender, interessados em ler o seu livro?

Vejo pessoas desistindo de aprender modelagem, um dia antes de aprenderem a modelar… A mensagem que deixo, não só aos usuários interessados em ler o meu livro, mas a todos os interessados em aprender cada vez mais sobre esta poderosa ferramenta 3D que é o Blender, se resume na palavra “persistência”.

Red câmera: Equipamento profissional para filmar em 2540p

Um dos principais assuntos aqui do Blog é a produção e efeitos para vídeos, que são realizados em vários softwares e ferramentas sofisticadas. Mas, para que esses softwares possam fazer parte da mágica, eles precisam de material capturado, ou filmado em resoluções compatíveis. Nos últimos anos várias soluções de câmeras e ferramentas próprias para vídeo digital apareceram, sendo uma delas as câmeras RED. Essa câmera consegue capturar imagens em resoluções absurdamente altas! Um cineasta que está usando esse tipo de câmera para filmar, nesse momento, é o Peter Jackson. O seu próximo filme, chamado Crossing the line.

Ainda não faz idéia da qualidade da câmera? Para ajudar a entender, farei uma comparação com o que temos hoje em termos de vídeo HD. Todos devem estar cientes das resoluções de vídeo chamadas de 720p e 1080p, que correspondem respectivamente a vídeo HD (1280 x 720 pixels) e Full HD(1920 x 1080 pixels), pois pasme que a RED câmera pode filmar material no que é chamado de 2540p (4520 x 2540 pixels)! Isso mesmo, aquela TV de LCD Full HD que você comprou, não consegue exibir o material filmado com essa câmera! Para ter uma idéia melhor sobre as comparações de vídeo digital, veja essa imagem.

Mas tudo bem, eu não escrevi o artigo para menosprezar a sua TV, mas sim para indicar dois vídeos que ensinam como funciona esse tipo de Câmera, para a pós-produção! Se você trabalha com vídeo digital ou estuda cinema, deve estar interessado em saber como funciona a câmera, quais os tipos de arquivos que ela gera. Lembra do Fxguide TV? Eu geralmente comento os programas que eles lançam por aqui, pois os últimos dois episódios falam sobre essas câmeras.

Fluxograma de trabaho com a Red Camera

Nos dois últimos episódios do videocast (22 e 23), eles explicam em detalhes o funcionamento dessa câmera, inclusive abrem arquivos filmados em HD com ela. Para quem tem curiosidade sobre edição de vídeo, o material é imperdível!

Outro vídeo interessante é a demonstração da tecnologia, feia para um grupo de usuários do Final Cut da Apple. O vídeo não está na resolução nativa da câmera RED, mas a informação é interessante!

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Nele a equipe que trabalhou na câmera descreve como foi o processo de produção e desenvolvimento do equipamento.

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Tutoriais sobre After Effects

Certa vez estava ministrando aulas de After Effects para uma turma interessada apenas em modelagem 3d e animação, mas achava que conhecer o After Effects não iria adicionar muita coisa ao seu trabalho. Eles tinham a idéia errônea de que outra pessoa faria a composição efeitos. Se você está nessa situação, achando que a melhor saída é se especializar em apenas uma área, me permita fazer uma revelação a você. O mercado de artistas digitais no Brasil exige que você conheça um pouco sobre tudo! Por motivos financeiros, várias empresas evitam a contratação ou terceirização de serviços como edição de vídeo. A obrigação de fazer isso recai sobre os artistas envolvidos no projeto, que já estão “na casa”.

Essa é uma demanda de mercado, mas ainda existe outro motivo para que um artista 3d conheça o After Effects, ou outra ferramenta de composição como o Shake. Ao saber como essas ferramentas funcionam, você pode produzir animações e vídeos, nas ferramentas 3d que você usa já pensando em facilitar o processo de pós-produção.

Além de ser um diferencial para a empregabilidade da área, será uma vantagem para quem trabalha como freelancer, pois poderá produzir material de maneira otimizada para agências e estúdios de animação.

Já publiquei alguns tutoriais sobre After Effects aqui, mas o ideal mesmo é ter uma referência com muitos tutoriais e dicas. Para quem está interessado em realmente estudar After Effects, recomendo uma visita a lista de artigos e tutoriais do Creative Cow, uma das maiores comunidades para edição e efeitos em vídeo do mundo.

Tutoriais de after effects

Depois que você visitar o web site, poderá conferir mais de 40 tutoriais, classificados por artista. Vá com calma e reserve algum tempo para visitar todos! Alguns dos artigos são baseados em versões mais antigas do After Effects, mas nem por isso deixam de ser interessantes.

Aproveite os tutoriais que abordam motion design, que é uma das técnicas mais trabalhosas e requisitas por estúdios e emissoras de TV. O que faz um motion designer? Ele cria aquelas vinhetas com gráficos animados, usando vários recursos de animação e efeitos do after para criar gráficos em movimento.

A técnica é um pouco trabalhosa, mas o resultado é muito legal.

Integração do Blender com V-Ray?

Pressione ESC e pare o render! É isso mesmo que você leu no título, um usuário do Blender está trabalhando em um Script, para integrar o Blender com o V-Ray. O Blender já conta com um script que permite fazer uma integração básica com o Mental Ray, mas o V-Ray é inédito. Mas antes que você se anime muito, devo dizer que o projeto ainda é experimental e a versão do V-Ray utilizada é um tanto quanto peculiar. Para usar essa opção é necessário possuir uma versão Demo do V-Ray Standalone, que faz parte do projeto do ChaosGroup (Desenvolvedores do V-Ray) para o Maya.

Blender e V-Ray

Pode parecer simples, mas é um pouco trabalhoso fazer a integração funcionar, mas eu garanto que funciona! Quer saber como é? Visite essa página nos fóruns do Blender Artists que o usuário Afacelis fez uma lista dos procedimentos necessários para usar o Script, inclusive como conseguir legalmente uma cópia do DEMO, para o V-Ray Standalone para o Maya. Essa cópia limita o tamanho do render para 640×480 no máximo.

Para saber mais informações sobre a integração e conferir mais exemplos da sua aplicação, visite o endereço do desenvolvedor do Script para mais informações. Lá você encontra o Script para download também. Eles estão trabalhando na documentação do script, que ainda não está completa, mas já ajuda muito, explicando alguns dos parâmetros de configuração.

Para quem já usou o Blendigo, o Script é muito parecido, mas com as opções direcionadas ao uso do V-Ray. Essas são algumas das telas do Script, depois que ele é instalado:

Interface do Script V-Ray

Interface do Script V-Ray GI

Existem opções de configuração para vários aspectos do V-Ray, de maneira muito semelhante ao que acontece com o painel de configuração do 3ds Max.

Agora vem a parte mais interessante, o autor do Script pretende migrar essa integração, de um simples Script, para uma ferramenta nativa do Blender, escrita totalmente em C. Isso mesmo, em alguma data no futuro, você poderá escolher no próprio Blender 3D sem a utilização de Scripts a opção de renderizar os seus trabalhos com o V-Ray.