O tema renderização em tempo real foi um dos destaques em diversas apresentações realizadas na última Siggraph, que mostrou como é que poderemos trabalhar e manipular modelos 3d usando tecnologias baseadas no uso intenso da GPU. Dessa vez foi a Chaos Group que demonstrou a próxima versão do V-Ray RT baseado apenas no uso da GPU para renderização em tempo real. A apresentação da ferramenta foi gravada por uma pessoa da platéia e publicada no Cg Architect de maneira que podemos acompanhar toda a demonstração do V-Ray RT. Para assistir ao vídeo é necessário visitar o endereço indicado no link.

A primeira coisa que você vai reparar ao assistir o vídeo é que o computador usado para renderizar as imagens é extremamente rápido, mostrando a vantagem de possuir um processador com múltiplos núcleos na renderização. No vídeo é possível perceber que existem no total oito threads de renderização gerando a imagem, o que deixa o processo extremamente rápido. Bem, mas voltando ao assunto da renderização em tempo real, o vídeo mostra a manipulação de cenas usando o 3ds Max 2009 para a modelagem e integração com o V-Ray RT que será externo ao 3ds Max. O processo é bem simples quando analizado pela demonstração do vídeo.

O primeiro passo para conseguir usar o V-Ray RT é renderizar a cena usando as ferramentas tradicionais do próprio V-Ray. Depois que a cena estiver renderizada é necessário exportar o material para o formato de arquivo reconhecido pelo V-Ray RT. Isso é feito no vídeo usando uma ferramenta personalizada criada em MAXScript. Com a cena exportada é necessário apenas abrir o render no V-Ray RT e caminhar pela cena com qualidade muito próxima a que foi conseguida no 3ds Max.

Segundo a pessoa que está narrando a apresentação, a placa de vídeo usada para a demonstração é simples e não apresenta nenhum tipo de recurso avançado.

Essa apresentação foi feita com uma ferramenta que ainda está em desenvolvimento, mas que mostra alguns resultados bem expressivos quando comparados com outras opções baseadas em GPU. O único ponto negativo em termos de desempenho, é que não ficou claro o comportamento do V-Ray RT com objetos móveis na cena. Tudo foi feito com pontos de luz e objetos estáticos, sendo movimentada apenas a câmera.

Mesmo assim, a demonstração é bem impressionante. Assim fica fácil apresentar os projetos de visualização arquitetônica para os clientes.

Entre as diversas engines comerciais existentes no mercado para desenvolvedores de jogos, a que oferece as opções e visual mais realista é sem dúvida a CryEngine, usada no jogo Crysis. Essa engine consegue apresentar visuais que se assemelham em muito a renderizações usando iluminação global de ferramentas como o V-Ray e Mental Ray, sendo que o ambiente é um jogo com interação em tempo real. Para mostrar como essa engine está avançando para deixar esse tipo de aplicativo ainda mais realista, quando comparado com ferramentas de renderização tradicional, um artigo foi apresentado na Siggraph apresentando a técnica chamada de Light Propagation Volumes. Se você é estudante e se interessa pela parte teórica da computação gráfica, o material disponível para apresentar a técnica é um prato cheio!

Ao visitar o endereço indicado, será possível encontrar o artigo científico que explica em detalhes o funcionamento da técnica, a apresentação em formato PPT e vídeos com o uso dessa renderização em jogos.

A técnica em si é bem engenhosa e se propõe a acelerar a primeira reflexão dos fótons, que acontece em renderizadores como o V-Ray, Mental Ray e outros. Essa reflexão geralmente é pré-computada e demanda muitos recursos do computador, o que torna inviável o seu uso em aplicativos como jogos. A técnica proposta pela Crytek e já implementada na CryEngine 3 resolve esse problema com o uso do Light Propagation Volumes. Se você acha que a técnica envolve apenas a iluminação difusa gerada pela primeira reflexão em superfícies irregulares, está enganado pois no mesmo artigo são apresentados alguns efeitos óticos possíveis de conseguir com a técnica, como reflexões borradas (Glossy reflections).

Os dois vídeos disponíveis para download são um pouco grandes em comparação com o tempo disponível de material em cada um deles, e mostra a aplicação de grandes quantidades fontes de luz em um ambiente e a demonstração da iluminação global no outro vídeo.

Mesmo que você não entenda o material apresentado na apresentação em PPT ou no artigo científico que está em inglês, e aborda muita matemática relacionada com a geração dessas imagens, ainda vale o download ao menos dos vídeos para que possamos ter uma idéia de como será num futuro breve, a renderização em tempo real na maioria dos softwares. Outro ponto interessante é que o artigo científico faz uma breve introdução teórica sobre a renderização em tempo real, que pode ser útil para quem está fazendo pesquisa na área.

Hoje a aplicação direta dessa tecnologia são os jogos, mas é provável que a mesma tecnologia seja usada para apresentar produtos e criar animações interativas também.

Na semana passada a fundação Blender surpreendeu a todos quando anunciou que o Blender 3D 2.50 deve ser lançado na conferência Blender em outubro desse ano, o que me fez errar a previsão de lançamento da ferramenta em apenas seis meses! Essa foi uma excelente notícia para todos que estavam aguardando ansiosamente por alguma notícia ou comunicado sobre a data em que essa nova versão reformulada do Blender seria lançada. Entre as diversas novidades que estão previstas para o Blender 2.50, está um sistema que deve ajudar na simulação de fumaça em 3d, para eliminar parcialmente os truques necessários para trabalhar com esse tipo de animação no Blender.

O sistema é bem rápido e ágil na criação de fumaça em 3d, podendo funcionar como apoio para diversos tipos de animação. Como estou estudando a fundo essas mudanças no Blender 3D 2.50, resolvi gravar um pequeno tutorial em vídeo mostrando o funcionamento do sistema chamado Smoke do Blender, para que você possa se preparar e usar as simulações de fumaça nos seus projetos quando essa versão do Blender for lançada.

Em termos de funcionamento o sistema Smoke do Blender é bem parecido com o Fluid, pois é necessário configurar no mínimo dois objetos para que a simulação funcione:

• Um objeto deve ser o Domain
• Um objeto deve ser configurado como Inflow da fumaça

A diferença é que no Inflow precisamos associar um sistema de partículas ao objeto, que serve como guia para a fumaça. Apesar de a fumaça possuir controles para a gravidade e outros elementos, muito do que se refere à dinâmica dos objetos na simulação é controlado pelo sistema de partículas. Como é possível perceber no vídeo, o tutorial usa dois elementos bem simples para simular a fumaça que são um cubo configurado como Domain e um plano subdividido que funciona como emissor das partículas e da fumaça.

Um aspecto interessante em relação ao tutorial e que não apareceu no vídeo, é que podemos fazer alterações nas configurações da fumaça e em tempo real essas alterações são exibidas na 3D View.

Se você quiser fazer alguns testes com a versão do Blender 3D 2.50 usada para esse tutorial, o download pode ser feito nesse endereço, apenas para Windows. Todas as versões de teste mais recentes do Blender 2.50 já acompanham o Smoke, portanto é só visitar o graphical.org e escolher uma versão apropriada para o seu sistema operacional.

Uma boa parte dos artistas 3d que começam a trabalhar com desenho assistido por computador e posteriormente se interessam por modelagem e animação 3d, começam usando o AutoCAD. Essas pessoas já começam a trabalhar com modelagem e animação na vantagem de conhecer os fundamentos do desenho técnico e trabalhar com a leitura e manipulação de projeções e vistas ortogonais. Em minha opinião o conhecimento de ferramentas de CAD é importante para pessoas que precisem trabalhar com visualização de projetos, até mesmo design industrial exige conhecimento de ferramentas de CAD como o SolidWorks e Rhino, que trabalham com processos de desenho semelhantes ao do AutoCAD.

Por essa razão é que sempre recomendo para meus alunos o estudo do AutoCAD, que ainda é a ferramenta de desenho em CAD mais usada no Brasil. Outras ferramentas como o VectorWorks e ArchiCAD são importantes também, mas o mercado para o AutoCAD ainda é muito forte. Nesse último final de semana encontrei na web uma série de tutoriais publicados para os alunos do curso de Arquitetura da Carnige Mellon, uma Universidade Americana com o intuito de ensinar os fundamentos do AutoCAD 2D e 3D para arquitetura. Todos os tutoriais estão baseados em vídeo e podem ser acessados de maneira totalmente gratuita.

Além das aulas para o AutoCAD, ainda é possível encontrar um curso introdutório ao 3ds Max no mesmo endereço. Como as aulas do 3ds Max estão meio antigas, todas foram produzidas para a versão 6 do software, não me empolguei muito para assistir, mas podem ser úteis se você tiver interesse em conhecer a ferramenta.

Se você quiser começar pelo AutoCAD, recomendo assistir ao conteúdo relacionado com o desenho 2D antes de partir para a modelagem. Entre os temas abordados no curso sobre AutoCAD 2D encontramos:

• Introdução a interface
• Comandos básicos de desenho
• Usando o Grid e Snap do AutoCAD
• Plotagem
• Entidades de desenho
• Gerenciando Layers
• Polylines
• Modo de Layout para impressão

No total a parte de desenho 2D é bem mais completa que a modelagem 3D, perfazendo um total de 40 capítulos. A parte relacionada com o AutoCAD 3D está dividida em 23 capítulos que abordam temas como:

• Tipos de objetos 3d suportados pelo AutoCAD
• Modelagem usando sólidos
• Modelagem usando Superfícies
• Aplicação de materiais
• Renderização
• Luzes
• Cenas

Para acessar o curso gratuito de AutoCAD 2D e 3D visite esse endereço, e acesse os links na parte superior esquerda da interface. No mesmo endereço é possível fazer o download de duas apostilas em PDF com as referências e orientações escritas do curso, tanto para o módulo 2D como 3D.

O material foi otimizado para visualização apenas no Internet Explorer, o que pode fazer com que pessoas usando Linux ou Mac Os não consigam abrir os vídeos. No meu caso, não consegui abrir o material no Mac Os usando o Firefox, só usando o Windows emulado pelo VMWare Fusion.

Apesar de ser um tema relativamente simples, a modelagem e texturização de uma pedra realista pode ser um desafio e tanto, principalmente se você não tem muita intimidade com a manipulação e ajuste de texturas nos softwares 3d. Esse é o segredo para representar objetos dessa natureza em 3d, até pelo fato da sua topologia e morfologia serem bem simples, o resultado final acaba dependendo muito do manejo das texturas. No Blender 3D não é diferente e o artista precisa de muita habilidade e imagens de boa qualidade para conseguir representar as texturas de uma rocha, para ambientes de renderização em tempo real.

Se você nunca tentou criar algo semelhante no Blender 3D, o tutorial abaixo é uma excelente demonstração de como editar texturas no GIMP para melhorar a representação de objetos no Blender 3D. O vídeo é bem detalhado e longo, com aproximadamente 45 minutos de duração, perfazendo o processo completo.

[Tutorial] Realtime Stone with detail maps in Blender from Pelle Johnsen on Vimeo.

No vídeo podemos acompanhar o processo de modelagem para esse objeto que é bem simples, nada mais que um sólido geométrico que é deformado para parecer uma pedra. Assim que o modelo 3d está criado, o autor aplica um mapeamento de texturas UV para organizar o posicionamento da textura sobre o modelo 3d. O uso do GIMP no tutorial tem como objetivo fazer ajustes no tamanho e organização da imagem, para que a textura se alinhe da melhor forma possível com o modelo 3d.

Apenas a textura aplicada ao objeto não é suficiente para representar as deformações existentes na superfície de uma pedra. Esse tipo de deformação é simulada com a inclusão de um modificador do tipo Displace usando a textura.

Repare que logo depois de adicionar o modificador no objeto, a textura acaba gerando grandes deformações no modelo 3d resultando na criação de pontas. Sempre que for necessário deformar objetos 3d com base em texturas, principalmente quando a resolução dos modelos 3d demandar boa qualidade em visões próximas a câmera, a melhor opção é o Displace. Em outros softwares 3d essa opção está disponível também, mas não como um modificador, mas como mapeamento nos materiais.

O tutorial ajuda muito os artistas interessados em trabalhar com desenvolvimento de jogos ou animação interativa, usando a Game Engine do Blender e os recursos avançados de visualização.