O chamado rigging é a técnica que usamos para fazer a configuração dos objetos que devem deformar os modelos 3d dentro de qualquer software. A manipulação e configuração desse Rigging é demasiadamente complexo, mas é apenas o primeiro estágio de um processo bem mais complexo e trabalhoso que é a configuração de personagens para animação. Depois que o processo de Rigging está completo, precisamos fazer a ligação da estrutura de ossos ao modelo 3d que é conhecido como Skinning. Esse processo também apresenta similaridades em vários softwares, sendo comum encontrar opções que fazem a pintura da influência diretamente nos modelos.

Esse processo tem fundamental importância devido a necessidade de determinar até que ponto o movimento de um osso deve deformar a malha 3d, para que possamos criar partes dos modelos 3d que deformam muito e outras em pouca proporção. Por exemplo, áreas que são suscetíveis a grandes deformações como cotovelos e joelhos devem receber atenção especial para evitar que os vértices se sobreponham no momento em que a animação acontece.

Para os usuários do 3dsmax que nunca usaram esse tipo de recurso, a Autodesk publicou no seu canal do Youtube dois vídeos explicativos sobre o funcionando do processo de Skinning do 3dsmax com o modificador Skin:

Os vídeos apresentam o processo de configuração de um braço humanoide para animação, e podem servir como exemplo para animadores e artistas trabalharem em outras partes dos objetos 3d além dos braços, pois a técnica é exatamente a mesma para todas as partes dos personagens.

Esse é o modificador que faz o processo de ligação entre os ossos e a malha virtual. Para fazer esses tipo de ajuste precisamos selecionar o osso que terá a influência ajustada na lista do modificador e adicionar ou remover o peso que o mesmo exerce sobre cada vértice do objeto. Nesse ponto a topologia do modelo 3d tem papel fundamental no desenvolvimento de personagens, pois pode facilitar ou transformar o processo de Skinning em um verdadeiro pesadelo para o animador, demandando inclusive a retopologia de várias partes do objeto para enquadrar melhor a animação.

Para os que ainda não se aventuraram na área de animação de personagens, essa pode ser a oportunidade que estava faltando.

A escolha de hardware para computação gráfica é sempre um dos assuntos que gera a maioria quantidade de dúvidas para artistas, pois envolve conhecimentos que não são comuns do nosso cotidiano. Na verdade, o que as pessoas querem é um computador que ofereça um equilíbrio entre desempenho e custo. Nessa hora é que entram as dúvidas sobre a escolha de componentes como placas de vídeo, processadores e a adoção de tecnologias novas como a CUDA da NVidia. Já publiquei diversos artigos sobre o assunto, e hoje vou complementar as dicas sobre hardware para computação gráfica com uma entrevista que fiz com o Paulo Seabra que é diretor de tecnologia da First Place, empresa especializada em hardware para computação gráfica profissional e gamers.

O Paulo gentilmente respondeu algumas perguntas sobre o tema, que podem ajudar muitas pessoas a escolher um computador para aplicações 3d.

Antes de começar com as perguntas, um mini-currículo sobre o nosso entrevistado:

Paulo Seabra é diretor de tecnologia da First Place, empresa que oferece soluções de alto desempenho para o público profissional e gamer. Nessa entrevista abordamos os principais aspectos que fazem a diferença na hora de comprar um computador otimizado para computação gráfica.

Nos fale um pouco da experiência da First Place na área de hardware para computação gráfica.

A First Place está no mercado a 6 anos vendendo computadores de alta performance e uma parcela expressiva dos nossos clientes adquire esses desktops profissionais para uso em modelagem e render e posteriormente nos trazem o feedback dos resultados reais nas aplicações, isso permitiu entender melhor as necessidades desse público e em qual plataforma o desempenho é superior, com isso as configurações foram ficando cada vez mais afinadas para produzir um equipamento que pudesse entregar o trabalho de render no menor tempo possível.

Como um computador destinado a trabalhos com computação gráfica de diferencia de PCs comuns? Existem requisitos especiais?

Não dá para pensar em computação gráfica pesada rodando em um hardware que não atenda alguns preceitos básicos. O equilíbrio entre todos os componentes é fundamental e começa por um gabinete robusto e bem arejado, passa por placas de vídeo que tenham suporte à tecnologias importantes de computação paralela como o CUDA™ e suporte ao OpenGL™ nas versões mais recentes, barramentos de memória velozes e dimensionados em quantidade correta e por fim termina em um excelente suporte e garantia ao usuário. Não dá pra imaginar que um PC vendido magazine que num eventual problema tenha que ficar 30 dias parado na assistência técnica seja uma opção de Workstation.

Na escolha de um computador, qual o componente deve ter atenção especial na configuração para computação gráfica? É melhor investir em processamento ou memória?

Com a forte implementação da tecnologia CUDA™ da NVidia™ a placa de vídeo assumiu um papel de destaque no correto dimensionamento de uma configuração para CG, com o CUDA™ consegue-se dividir grande parte da carga que era exclusiva do processador com a placa de vídeo então em escala de importância temos igualmente disposta a tríade: placa de vídeo, processador e memória e imediatamente abaixo temos os HD´s que geralmente formam o “gargalo” do PC no acesso de dados, isso não costuma ser problema durante a renderização mas na hora de carregar um projeto grande ter dois HD´s em RAID 0 ou um SSD (Disco sólido) faz toda diferença, inclusive os SSD estão cada vez mais rápidos e acessíveis sendo mais que nunca um item a se considerar em uma máquina nova.

A tecnologia CUDA™ existe também em placas voltadas ao público “gamer”, as famosas GeForce. É possível usar placas para jogos em aplicações profissionais?

Não é nada recomendável utilizar uma placa de vídeo para jogos em CG, a linha Quadro™ tem o hardware, software e drivers extensamente otimizado junto aos desenvolvedores dos principais aplicativos de render, essas otimizações fazem o canal direto entre os stream-processors da placa de vídeo e o pacote de instruções a ser trabalhado proporcionando uma velocidade de trabalho geralmente duas vezes maior com uso da placa correta, é uma diferença estrondosa, até para a linha Adobe e tratamento simples de imagem o resultado é muito interessante nas Quadro™. Curiosamente o inverso também é verdadeiro, rodar games com placas de vídeo profissionais costuma ser decepcionante.

Na sua experiência com hardware para computação gráfica, é melhor que os usuários adquiram equipamentos completos, ou adquiram as peças de maneira independente? Quais as vantagens e desvantagens em ambos os métodos?

Uma máquina nova tem sempre a vantagem de ser equilibrada, de pouco adianta comprar uma excelente Nvidia Quadro 4000™ para instalar em um PC que ainda usa barramento DDR2 e processador de dois núcleos, a placa de vídeo de forma alguma dará 100% de rendimento; assim como a simples troca do processador durante um upgrade não garante mais que 20% de performance geral pois todo os outros sub-sistemas estarão defasados. A troca de todo o PC a cada dois anos geralmente garante um resultado de performance 60% superior em todas aplicações e isso sim é realmente expressivo na produtividade. Na ponta do lápis é o melhor método. Acredito que o upgrade pode ser vantajoso apenas para ganhar armazenamento adicionar HD´s por exemplo para aumentar o espaço disponível é válido, agora capacidade de processamento exige um investimento que dure ao menos 2 anos e depois aquele equipamento deve ser alocado pra outra função que não a computação gráfica.

Os componentes de um computador de alta performance demandam muito das fontes. Quais cuidados um usuário precisa ter ao selecionar uma fonte para um computador novo ou depois de upgrades?

A fonte é o mais simples e mais crítico de todos itens do computador, todos os componentes de um equipamento para CG tem um consumo nominal muito mais elevado que um PC simples principalmente durante uma renderização, isso demanda energia de qualidade, estável e sem transientes que deve ser provida pela fonte em diversas linhas de voltagens, se esse componente não for bem dimensionado qualquer outro investimento dentro do PC poderá ser perdido, é assustadora a quantidade de fabricantes de baixa qualidade que populam o mercado brasileiro então começamos por escolher um fabricante reconhecido como Corsair, OCZ ou Zalman e depois é indispensável fazer o calculo correto da demanda em Watts para os componentes do PC, em muitos casos para CG uma fonte de 700 Watts é necessária para manter uma boa margem de segurança.

Qual a diferença entre as chamadas fontes reais e as “comuns“? Elas são melhores para computadores de alta performance.

Uma boa fonte é melhor apenas no sentido de assegurar o correto funcionamento da máquina, elas não mudam o desempenho do computador para melhor. As fontes de “watts reais” não são nada além do que toda fonte deveria ser: um produto homologado para prover aquela quantidade de energia especificada no rótulo, as “fontes comuns” ou “fontes nominais” estampam um número fantasioso e entregam 10 vezes menos, não são indicadas nem para o mais básicos dos PC´s em virtude da completa falta de segurança do projeto elétrico.

Para finalizar a entrevista, você tem alguma recomendação de computador mais generalista para a área de computação gráfica 3d? Se o usuário quiser o topo de linha em performance, existem opções no Brasil para adquirir esses equipamentos?

A First Place tem trabalhado para oferecer esse tipo de solução que sempre foi escassa no Brasil, equipamentos de ponta com preço realista não costumam ser encontrados com facilidade e que ofereçam bons serviços de suporte fica ainda mais difícil, atualmente o Core i7 Render é nossa opção para quem quer trabalhar com CG e se surpreender com o resultado, porém temos opções mais avançadas como o Core i7 Harvest que integra o que há de melhor em hardware para CG, lembro ainda que essas configurações servem como base e podem ser 100% customizadas pelo nosso site e isso também pode ser feito juntamente aos nossos consultores que vão ajudar a encontrar o melhor custo benefício para sua necessidade.

A criação de objetos em 3d não é exclusividade de ferramentas como o Blender e 3dsmax, e pode muito bem ter origem em outros softwares que oferecem ambientes e recursos necessários para gerar objetos tridimensionais. Esse é o caso do AutoCAD que permite a criação de modelos 3d relativamente complexos, e que atendem as necessidades de muitos usuários oriundos do desenho técnico. Nos últimos dez anos a modelagem de objetos 3d no AutoCAD melhorou muito e se equipara em muitos pontos ao que temos em ferramentas especializadas. Ainda me recordo da época em que não era possível trabalhar com modelagem de objetos usando o modo Shade, apenas com a visualização em Wireframe.

Depois do lançamento do AutoCAD 2000 no final dos anos 90 isso mudou e vêem evoluindo até hoje.

Se você é usuários do AutoCAD e ainda não enveredou para a modelagem 3d no software, encontrei uma ótima referência sobre o uso da ferramenta para a parte de 3d, que é um guia sobre os comandos do AutoCAD 3D. O material não está em vídeo, mas organizado em uma série de lições totalizando 17 artigos que abrangem desde a explicação da visão isométrica até a renderização.

Uma coisa interessante sobre o guia é o foco nas explicações sobre os comandos do AutoCAD, e como podemos criar elementos 3d usando esses valores. Essa é ao mesmo tempo uma das vantagens do AutoCAD e também um dos grandes entraves para que usuários iniciantes aprendam o funcionamento da ferramenta. Sempre que tenho a oportunidade de ministrar cursos sobre o AutoCAD, percebo que a dificuldade dos alunos é com o domínio dos comandos, que faz com que a grande maioria recorra as barras de ferramenta.

Mas, mesmo evitando a linha de comandos com os ícones, ainda é necessário recorrer a essa parte do software para informar valores e confirmar algumas operações.

Na lição 16 é possível acompanhar a modelagem completa de uma pequena edificação que aplica na prática todos os conceitos abordados nas outras áreas do material. Mesmo que você não consulte o resto do guia, recomendo a leitura da lição 16.

Com o guia, você terá ao menos uma boa lista documentada de comandos e as suas respectivas funções no AutoCAD para gerar modelos 3d.

Uma das leituras que aproveitei no mês de Janeiro foi o lançamento da PacktPub chamado de Blender 2.5 Lighting and Rendering, que está trazendo uma série de livros sobre o Blender, dedicados a versão 2.5 sendo esse focado apenas em iluminação e render. Um dos aspectos interessantes dessa obra é que o autor trabalha apenas com o render interno do Blender, que recebeu muitas melhorias na versão 2.5 e permite trabalhar com efeitos avançados e que atendem a maioria dos projetos de animação. Apesar de ainda preferir o uso de renderizadores avançados como YafaRay, LuxRender ou Indigo os exemplos abordados no livro ajudam muito no entendimento de como funciona a iluminação com o Blender.

O livro que revisei está no formato eletrônico que apresenta uma vantagem significativa em relação ao material impresso, que é a disposição de ilustrações em cores.

O material é muito bom e tira proveito das ferramentas do Blender para ensinar boas técnicas de iluminação para cenários e outros tipos de projetos, sempre aproveitando o que há de melhor em termos de opções para cada contexto.

Abaixo a lista de capítulos do livro traduzidos, e com uma breve explicação sobre o conteúdo:

1. Teoria da cor e iluminação no Blender: O ponto de partida do livro mostra como funciona o sistema de iluminação do Blender, e apresenta as teorias e conceitos necessários para compreender a iluminação.
2. Iluminação para cenas externas: Aqui já temos a aplicação prática da iluminação em cenários externos com o uso de luzes para gerar sombras e adicionar cores com base na luz.
3. Técnicas para iluminação baseada no ambiente: Nesse capítulo o autor explica as ferramentas de iluminação baseadas no ambiente como é o caso do Ambient Occlusion, explicando o funcionamento dos parâmetros da ferramenta.
4. Materiais para cenas externas: Junto com a iluminação, precisamos fazer ajustes nos materiais dos objetos para conseguir bons efeitos em projetos de render ou animação. Esse capítulo aborda o uso dos Shaders do Blender para utilização em cenas externas.
5. Iluminação para ambientes internos: A iluminação de ambientes internos exige uma abordagem diferente, que é a realizada nesse capítulo em que o autor explica técnicas como a utilização dos Render Layers para ajudar na iluminação.
6. Mapeamento UV e texturas: Objetos em menor escala exigem o uso de técnicas mais precisas de texturização. O autor aborda o uso do mapeamento UV para posicionamento de texturas nesse capítulo.
7. Materiais e texturas para ambientes internos: Com os conceitos de mapeamento UV bem definidos, o próximo passo é ajustar essas texturas para projetos de render interno.
8. Mesclando iluminação interna e externa: Quando temos projetos que mesclam ambientes internos e externos, a abordagem e preparação da cena também muda. Esse é o objetivo desse capítulo que mostra como integrar as técnicas apresentadas em capítulos anteriores nesse contexto híbrido.
9. Materiais e texturas para iluminação mesclada: Assim como a iluminação, o uso de materiais e texturas também precisa de adaptação em projetos híbridos. O autor explica como realizar essa adaptação nesse capítulo.

Durante o livro o autor faz menção a aplicação prática dos exemplos diversas vezes, facilitando a sua utilização em praticamente qualquer projeto. Se você procurava um livro sobre iluminação, sem o uso de GI ou técnicas avançadas, trazendo mais para a parte artística, recomendo a leitura desse material!

Um dos artigos publicados aqui no blog ontem mencionava a importância e dificuldade em se aprender o processo de rigging, e como o uso de referencias de artistas que já tenham o domínio do conteúdo podem ajudar. Entre esses recursos para o aprendizado que podemos usar estão os personagens prontos, que podem passar por análise baseada em engenharia reversa, permitindo um tipo de análise bem mais profunda para animadores iniciantes. No Blender 2.49 tínhamos diversos exemplos de personagens prontos para animação como o próprio Mancandy, um dos mais famosos personagens do Blender.

Mas, o ecossistema de personagens prontos para animação na versão 2.5 do Blender ainda não contava com grande número de participantes. Na verdade, que eu conheça ainda não tivemos nenhum participante até alguns dias atrás com o lançamento do Norman, que é um Rig gratuito para animação com o Blender 2.5.

O personagem foi criado pelo artista alemão Ivo Grigull e pode ser copiado diretamente no seu blog pessoal. O artista elaborou um ótimo guia sobre o funcionamento do Norman e junto dele ainda dá uma verdadeira aula sobre procedimentos para animação 3d básica com o Blender nos vídeos abaixo:

Character animation in Blender 2.5 with the Norman Rig – Video Manual from Ivo Grigull on Vimeo.

Addendum: Adding custom variants of the Norman Rig from Ivo Grigull on Vimeo.

Os vídeos funcionam muito bem para quem nunca teve a oportunidade de trabalhar com animação no Blender, e já demonstram a aplicação do Norman nesses conceitos. A lista de tópicos abordados no vídeo é bem extensa:

• Introdução
• Navegação em 3d e transformações
• Copiando Add-ons
• Preferências do Blender
• Adicionando Norman na cena do Blender
• Ferramentas fundamentais de animação
• Propriedades disponíveis no painel do personagem
• Interpolação de movimento com o Breakdowner
• Criando Motion Paths para trajetórias em arcos
• Constraints simples para animação
• Planejando com o Grease Pencil
• Gerenciando poses
• Espelhamento e simetria de bones
• Render rápido com OpenGL
• A barra de ferramentas do artista Ivo Grigull
• Marcadores na Timeline
• Redimensionando o personagem Norman
• O editor de curvas
• O dopesheet
• Mais informações sobre a interface
• Mais informações sobre o Norman

Toda essa lista foi compilada do índice do próprio vídeo e também pelas minhas observações que fiz ao assistir o material. O personagem deve ser de grande ajuda para qualquer pessoa estudando a sério animação de personagens, e demonstra muitas das técnicas que trabalhos de alto nível como Sintel empregaram na sua produção.

Material mais que recomendado!