A construção de uma estrutura de controle para personagens virtuais é uma das tarefas mais trabalhosas em computação gráfica 3d, pois dependendo do personagem, pode ser necessária uma grande quantidade de ajustes para conseguir bons efeitos e controles no personagem para animação. Quando trabalhamos com personagens bípedes ou que tenham pés articulados como os humanos, um dos tipos de ajuste que os animadores sempre procuram realizar é o do chamado pé reverso. Esse tipo de ajuste é evidentemente focado no controle e articulação dos pés dos personagens, e seu intuito é basicamente o de ajudar na animação.

A imagem abaixo mostra um exemplo da configuração da perna de um personagem usando o Reverse Foot. A imagem foi criada usando o Blender 2.4x e ilustra bem o conceito do pé reverso. Muitos animadores ainda tentam reproduzir a estrutura dos ossos de um personagem, seguindo a sua fisiologia real. Isso está completamente errado, pois mesmo sendo biologicamente correto, o processo de animação não é facilitado com o uso desse tipo de configuração.

Como criar um pé reverso para personagens no Autodesk Maya?

A criação desse tipo de configuração de ossos não é simples em nenhum software 3d, pois é necessária uma grande quantidade de ajustes e constraints, mas no vídeo abaixo que está dividido em duas partes, você vai aprender a criar esse tipo de configuração nos bones do Maya e aplicar os constraints corretos para criar o pé reverso.

O segredo para conseguir criar um pé reverso em qualquer software é visualizar com antecedência o que cada bone vai fazer no conjunto completo do pé. Portanto, é muito importante que você faça uma boa pesquisa por referências sobre o Reverse Foot no próprio Youtube, procurando por exemplos de pés já criados por outros artistas. Nos vídeos apresentados como exemplo desse artigo, o artista segue esse mesmo princípio, mas criando a estrutura com o Maya em mente.

A parte complicada do pé reverso são os bones de controle que precisam ser ajustados para controlar o movimento e a rotação da estrutura. Depois que o Rig está pronto, podemos perceber como é fácil animar um personagem usando esse ajuste do pé reverso.

A modelagem 3d pode ser realizada com as mais variadas técnicas sendo a mais comum e difundida, a baseada em polígonos. Com essa técnica podemos construir modelos 3d que são gerados pelo posicionamento e ajuste de faces que formam um objeto 3d mais complexo, que depois pode ser suavizado e editado para representar formas complexas. Mas, apesar de ser bem conhecido utilizado para vários projetos de visualização, a modelagem poligonal apresenta algumas dificuldades e limitações, principalmente quando o objetivo da modelagem é representar objetos de natureza totalmente curva. Esse tipo de modelagem mais orgânica acaba encontrando uma base mais sólida quando utilizamos técnicas baseadas em superfícies.

Entre as técnicas de modelagem por superfície mais conhecidos está o chamado NURBS. Essa técnica de maneira muito parecida com a modelagem por curvas, mas temos um nível de sofisticação e controle sobre as curvas muito maior. O controle sobre as superfícies é mais aprimorado em alguns softwares como o Rhinoceros 3D, fazendo com que profissionais de design industrial adotem o NURBS como forma de modelar objetos com superfícies complexas como embalagens e outros objetos que demandam grande nível de precisão sobre as curvas.

Como manipular as superfícies NURBS no Autodesk Maya?

Os usuários que tem a disposição do Maya, possuem uma vasta gama de ferramentas para modelar usando NURBS, e as opções do Maya para esse tipo de criação são bem robustas e estáveis. Se você nunca teve a oportunidade de trabalhar com NURBS no Maya, o vídeo abaixo pode ser de grande ajuda.

Nesse tutorial, o autor explica de maneira bem básica como manipular e editar as curvas de uma superfície NURBS no Maya. Os exemplos usados para as explicações não são difíceis de seguir, até pelo fato de não ser criado nenhum elemento 3d no vídeo, apenas figuras geométricas.

A manipulação de estruturas do tipo NURBS não é complicada, e consiste apenas na transformação dos seus pontos de controle. Ao deformar esses pontos de controle, como aparece no vídeo, já podemos perceber como toda a estrutura se deforma e gera uma curva bem suavizada.

A movimentação dos pontos de controle não é suficiente para modelar com NURBS, mas é o primeiro passo antes de partir para a criação de formas mais complexas. Aguarde por mais tutoriais sobre modelagem com NURBS no Maya.

Já mencionei aqui no blog várias vezes que um dos pontos mais interessantes para mim em relação ao Maya é a sua parte de dinâmica que é bem completa. As opções existentes para criar animações baseadas em física são muito boas e estáveis, e oferecem uma gama de opções que outros softwares só pode ser igualada com o uso de plugins externos. Uma dessas áreas que oferece uma grande gama de possibilidades para edição é a criação de fluidos, usando o que é chamado de Pond e Wake. Esses dois elementos funcionam como complementos para um animador que esteja interessado em trabalhar com a simulação de superfícies de líquidos, e precisa gerar perturbações nesse líquido.

Para mostrar como funciona essa ferramenta aos usuários interessados em se aventurar pelo Maya, gravei um tutorial em vídeo que mostra a interação entre esses dois elementos. Os nomes não são muito intuitivos, e na primeira vez que fui utilizar a ferramenta para simular fluidos, acabei ficando um pouco confuso para descobrir a relação que ambos os objetos tinham. Espero que o vídeo ajude os artistas interessados nesse tipo de animação.

O processo é bem simples e consiste na escolha do shelf Dynamics do Maya para que as opções relacionadas ao uso de fluidos fiquem disponíveis, e no menu Fluid Effects, devemos escolher as opções de criação do Pond e do Wake. O Pond é a superfície que representa o líquido e sua forma é quadrada e limitada apenas a região em que o objeto foi criado, funcionando como se fosse o domínio da simulação.

Essa superfície do Pond pode ser perturbada pelo objeto Wake que é um tipo de campo de força que está por padrão habilitado para realizar colisões com o Pond. O segredo para gerar animações usando o Wake para gerar ondulações no líquido, é adicionar os Keyframes de maneira a deslocar o Wake sobre a superfície do Pond.

O resultado é que são geradas ondulações que correspondem a velocidade e deslocamentos do Wake sobre a superfície.

Ainda é possível fazer diversos ajustes nas características do Pond para conseguir efeitos diferentes para animação, resultando em outros tipos de ondulação. Sem mencionar as diversas opções disponíveis para fazer objetos boiando sobre o Pond e muito mais! Mas, isso é assunto para outro tutorial.

A criação de personagens para animação já é algo bem complexo quando abordamos do ponto de vista do processo de rigging e depois skinning, e para aumentar um pouco mais a complexidade desse tipo de tarefa basta modificar a morfologia do personagem. Nesse tipo de personagem, a grande maioria dos tutoriais e documentação trabalha com estruturas voltadas para bípedes, que são mais simples de criar pois soam naturais para nós que estamos acostumados a interagir e ver bípedes de maneira bem regular. Mas, quando o personagem muda de estrutura para quatro ou mais pernas/patas a coisa começa a complicar.

A configuração do personagem começa a ser mais difícil e até mesmo a dinâmica do movimento não pode ser planejada com um simples olhar no espelho. É preciso se preparar mais e procurar referências em vídeos.

Para os usuários do Maya existe um script gratuito desenvolvido por um artista chamado Ingo que adiciona um Rig automático em personagens quadrúpedes. O nome da ferramenta é Quadruped Rigger, e o seu funcionamento é relativamente simples se compararmos com o trabalho necessário para criar esse tipo de Rig. O vídeo abaixo é uma excelente demonstração de como funciona a ferramenta:

No vídeo, podemos perceber como o artista começa selecionando um modelo 3d representando o personagem quadrúpede, e depois adiona o script. É necessário adicionar um nome para o esqueleto, e depois ajustar detalhes do personagem como a quantidade de articulações para a espinha, pescoço e outras partes flexíveis do personagem.

Depois que todos esses detalhes estiverem bem definidos, basta pressionar o botão Create Skeleton que fica no painel de configuração do plugin para que a mágica aconteça.

O script consegue criar a estrutura básica do personagem, mas ainda é preciso fazer diversos ajustes para posicionar os ossos no local correto. Por exemplo, o vídeo mostra que as pernas do cavalo são criadas de maneira correta, mas deslocadas em relação a posição em que as pernas do modelo 3d estão posicionadas. O artista precisou fazer pequenos ajustes na posição dos bones para configurar as pernas no modelo 3d. Sem mencionar que apenas um conjunto de pernas é criado, sendo necessário trabalhar para criar o outro conjunto.

Para quem trabalha com animação de personagens no Maya, esse tipo de script é de grande utilidade!

As animações baseadas em física são uma excelente forma de começar a trabalhar com animação 3d, pois uma pessoa que não tenha muita experiência com animação pode gerar movimentos em objetos sem a necessidade de entender keyframes ou outros conceitos básicos de animação 3d. Isso é uma vantagem em cursos rápidos e quando precisamos gerar movimentos secundários em grandes projetos. Mas, o desafio de trabalhar com esse tipo de animação é conhecer os detalhes e ferramentas disponíveis para gerar animações do tipo Rigid Body e Soft Body. Já mostrei aqui no blog como trabalhar com animações do tipo Rigid Body no 3ds Max, Maya e Blender. Hoje o assunto ainda será o uso desse tipo de animação, mas usando um cosntraint muito interessante do Maya chamado de Hinge. Esse mesmo constraint está disponível em outros softwares, e o funcionamento é bem semelhante. Portanto, o entendimento desse constraint no Maya, deve ajudar você a compreender o conceito geral nos outros softwares também.

O princípio básico de funcionamento é bem simples, e o constraint Hinge consegue “travar” a rotação de um objeto em apenas um eixo. Isso é muito útil quando queremos criar simulações com dobradiças, placas móveis e gangorras. Nesse tutorial utilizo esse constraint do Maya junto com as ferramentas de Rigid Body para criar uma animação semelhante a uma gangorra, em que um objeto utiliza o seu peso de um lado para lançar outro para cima.

No caso desse tipo de animação, o constraint Hinge tem papel fundamental na criação do conjunto, pois é ele quem fará com que a prancha representando a gangorra rotacione apenas em volta de um eixo.

O processo inicia com a criação dos objetos que compõe a cena, sendo tudo formado apenas por:

• Um plano
• Três cubos poligonals
• Um campo de força do tipo gravidade

Nessa cena precisamos determinar que o plano é um rigid body do tipo passivo, e os outros objetos todos são do tipo ativo. Isso determina que o plano irá permanecer fixo na cena, mas irá colidir com os outros objetos ativos. Já a gravidade deve ser ligada em todos os outros objetos, menos no plano. O segredo para conseguir o efeito demonstrado no tutorial é o uso do constraint Hinge no cubo que representa a prancha.

Depois que tudo está configurado, basta modificar um pouco as massas dos objetos para redistribuir os pesos de maneira a fazer com que o cubo mais pesado, consiga lançar o outro mais leve a uma altura bem maior. Esse é o tipo de animação que permite bolar inúmeros sistemas complexos, para gerar movimento apenas com base em física.