O uso de tecnologias baseadas em aceleração gráfica suportada por hardware está cada vez mais chegando perto do que já temos em termos de qualidade no render tradicional, que gera animações lineares totalmente montadas usando seqüências de imagens do tipo bitmap. Já existem jogos e projetos que extrapolam um pouco o limiar entre o que consideramos um “render realtime” do que é concebido para exibição como trechos de cinemática não-interativa. Na ·rea de jogos o uso de animações em realtime é comum entre cenas de um jogo, mas fica bem visível a diferença entre o resultado de uma animação criada com base em render de imagens, e a que exibe diretamente polígonos animados. Entre as principais evidências para descobrir esse tipo de material está o antialiasing, que geralmente é mais precário nesse tipo de vídeo.

Qual o limite de realismo para esse tipo de tecnologia? As engines mais sofisticadas como é o caso da CryEngine, permitem trabalhar com efeitos óticos e qualidade de imagem impressionantes quando temos a disposição uma boa placa de vídeo (GPU).

Mas, será possível utilizar hardware que já não é assim novo e ter resultados realistas com render do tipo realtime? A desenvolvedora do jogo Heavy Rain para o PS3 acredita que sim! O estúdio responsável pelo jogo Heavy Rain se chama Quantic Dream e nos últimos meses a sua equipe de desenvolvimento está trabalhando em uma nova engine gráfica que usa o PS3 como base. E mesmo utilizando o hardware do PS3 que já está com mais de 5 anos de idade, a equipe conseguiu criar uma tecnologia impressionante para trabalhar com animações.

O resultado dessa nova engine gráfica para o PS3 permite a equipe do estúdio, trabalhar com a criação e animações e cinemática para jogos baseada em animações realtime, usando apenas o hardware do PS3 e integrar recursos avançados como captura de performance de atores. O processo é semelhante ao que foi usado em Avatar.

Para mostrar o poder dessa nova engine gráfica, a equipe da Quantic Dream produziu um pequeno curta animado que é executado usando apenas o PS3 e render do tipo realtime chamado de Kara. Só para ressaltar, a animação abaixo usa só o hardware do PS3, sendo totalmente realtime!

O resultado é impressionante pela qualidade da imagem e do antialiasing obtido pela animação, e também se considerarmos que todos os movimentos da personagem título foram gerados usando captura de performance.

Essa tecnologia estará em breve dentro dos jogos produzidos pelo estúdio Quantic Dream, e provavelmente será licenciado para uso em outros projetos, assim como acontece com outras engines gráficas de alto nível. Fico imaginando quando o hardware desse tipo de console for atualizado com tecnologias mais recentes.

A iluminação de cenários e ambientes ainda é um dos temas que mais geram dúvidas em artistas 3d iniciantes, principalmente se o ambiente envolver a mistura de elementos com luz natural e artificial. Os renderizadores modernos com algoritmos sofisticados de iluminação global acabam ajudando bastante o processo, mas ainda é comum encontrar pessoas que não sabem bem o que fazer para iluminar ambientes de maneira correta ou mesmo fazer pequenos ajustes em cenários já prontos. Isso é reflexo da falta de experiência e conhecimento sobre assuntos que ajudam muito no trabalho com computação gráfica 3d.

Entre esses assuntos está o conhecimento sobre fotografia que é primordial para usar renderizadores modernos, principalmente os que são baseados em física. Sempre que me perguntam sobre cursos ou conhecimentos importantes para artistas 3d, o primeiro que recomendo é relacionado a fotografia. Como os renderizadores baseados em física utilizam parâmetros e valores reais nos ajustes das suas câmeras, os artistas acabam tendo que lidar com propriedades como:

• ISO
• Shutter
• Exposure
• Film Type

Essas são apenas algumas dessas propriedades presentes na maioria das câmeras. Com o conhecimento sobre o funcionamento desse parâmetros, um artista poderia realizar modificações na iluminação de uma cena, sem modificar nenhum parâmetro relacionado diretamente com luzes da cena.

Modificando o ISO das câmeras no Cinema 4D

O vídeo abaixo mostra o resultado dos ajustes e modificações realizados no parâmetro ISO das câmeras físicas do Cinema 4D. Com esse parâmetro ISO podemos deixar o filme a câmera mais sensível a luz. Valores altos de ISO permitem trabalhar com baixa luminosidade, pois registram variações pequenas e fracas de iluminação. Já para ambientes em que existe luz em abundância, o ideal é usar valores baixos de ISO como 100, 200 ou 400.

Esse é um exemplo bem interessante e prático de como podemos fazer ajustes e modificações em uma determinada cena, sem precisar necessariamente modificar a intensidade das luzes ou mesmo adicionar novas fontes de luz na cena. Para quem não conhecia o procedimento, a mudança de comportamento é muito interessante, pois a maioria dos artistas que não conhece essa possibilidade só trabalha pensando em adicionar ou remover pontos de luz, ou no máximo mudar a intensidade das luzes existentes.

A fotografia pode ajudar muito na configuração da iluminação de cenas em 3d!

O uso de sistemas baseados em simulações físicas como o Rigid Body Dynamics é uma das maneiras mais simples que temos de iniciar uma animação básica, pois é necessário apenas configurar o comportamento dos objetos 3d. Depois de configurados os comportamentos, basta iniciar a simulação para conferirmos os objetos caindo e colidindo com outros participantes da simulação, e teremos uma animação configurara da maneira rápida. Mas, os sistemas de simulação física não servem apenas para esse propósito como mostra o pessoal da Maxon em um vídeo muito interessante sobre o uso da ferramenta chamada Collision Deformer do Cinema 4D R13.

Usando o Collision Deformer do Cinema 4D

O procedimento para usar o novo Collision Deformer do Cinema 4D pode ser conferido no vídeo abaixo, que apesar de ser curto, mostra muito bem o processo completo de configuração da ferramenta.

O primeiro passo para usar o Collision Deformer é escolher a opção Collision dentro do painel de deformadores, e fazer com que o mesmo seja filho da geometria que será deformada. Na parte inferior do painel de opções ficará disponível uma opção chamada Colliders, que são os objetos que podem deformar a malha 3d. Selecione o objeto desejado e arraste o mesmo até esse campo, para que o mesmo consiga deformar objetos 3d. Uma das dicas do vídeo consiste na escolha do solver, que pode determinar a maneira com que a deformação acontece.

No tutorial o autor escolhe Inside Stretch, o que faz com que ao deslocar os objetos e causar uma colisão, o resultado será o efeito do modelo 3d sendo esticado. Esse tipo de animação seria trabalhosa de criar sem o uso desse tipo de ferramenta, e o Collision Deformer se mostrou bem rápido para deformar a malha toda. Mesmo sem dados mais concretos sobre a densidade da malha 3d e do computador usado para gravar a simulação, o resultado é bem interessante. Isso transforma a malha em algo muito parecido com tecido.

Esse é apenas um dos recursos recém-adicionados ao Cinema 4D R13 como parte do seu sistema de simulação baseada em física. Assim que tiver mais material sobre as outras ferramentas, publico os vídeos aqui no blog.

O uso da chamada computação na nuvem está em evidência hoje em dia e vários dos serviços que utilizamos corriqueiramente já estão migrando para servidores, e a renderização de grandes projetos não poderia ser diferente. Já existem sites e serviços especializados em renderizar projetos pesados, conhecidos como Render Farms que permitem alugar o tempo de computadores poderosos para acelerar a produção de grandes projetos. Um conceito um pouco diferente de Render Farm está sendo explorado em um projeto experimental da Autodesk junto com a NVIDIA chamada de Pandora. A proposta do projeto é oferecer aos usuários do 3ds Max 2012 uma maneira de enviar suas cenas para os servidores da Autodesk, e ter a cena renderizanda usando GPUs da NVIDIA. O resultado? Você fica livre da fase mais “chata” e que demanda mais poder computacional que é o render.

Projeto Pandora renderiza cenas do 3ds Max 2012 na nuvem

O vídeo abaixo mostra como funciona hoje o sistema de render do projeto Pandora:

A demonstração apresenta a integração do sistema com o 3ds Max, em que o o artista pode selecionar no painel de render do 3ds Max a opção de usar serviços remotos de render e acessar o painel de controle do Pandora. Depois de acionar o serviço e entrar com o seu usuário e senha, o 3ds Max envia a cena para os servidores da Autodesk.

Uma coisa que não ficou clara em relação ao vídeo e que podem ser impedimentos para a velocidade do envio, é o upload de texturas. Quem já trabalhou com arquivos destinados a impressão e que tenham texturas em alta resolução, sabe que esses arquivos algumas vezes podem passar facilmente da centena de megas. Será que a velocidade de upload é impedimento para o uso do Pandora? Geralmente as taxas de upload são bem mais baixas do que o download em conexões de banda larga.

O artista consegue acessar a sua cena renderizada no painel de controle do Pandora, e fazer ajustes na imagem e até mesmo modificar a visão da câmera. Quando a imagem estiver finalizada, basta salvar o resultado como um arquivo de imagem.

Esse é um tipo de serviço que deve evoluir bastante ainda, mas é promissor por aproveitar o uso de GPUs e não CPUs como é o caso da maioria das Render Farms. Será que veremos outras opções semelhantes para outros softwares 3d?

A escolha de um hardware especializado para trabalhar com renderização e edição de material gráfico pesado pode ser decisivo, principalmente para artistas que precisam manter prazos de entrega em dia, independente da demanda dos projetos. Nesse tipo de situação o investimento no conjunto GPU, CPU e memória podem realmente fazer a diferença. A NVIDIA anunciou no último dia 14 uma tecnologia que promete ajudar ainda mais no trabalho de modelagem 3d, render e visualização. A tecnologia se chama NVIDIA Maximus e pelo que está sendo demonstrado em vídeos, o resultado é realmente impressionante. Mas, para nós pagadores de altos impostos brasileiros a tecnologia Maximus é um investimento relativamente alto.

Nova tecnologia para render por GPUs

Para entender as nossas dificuldades, precisamos entender exatamente o que faz essa nova tecnologia proporciona. A tecnologia consegue direcionar o poder computacional de um conjunto de placas da NVIDIA formados por um modelo Quadro e outro Tesla de maneira que podemos isolar tarefas específicas em apenas um desses dispositivos. Por exemplo, podemos abrir um software 3d como o 3ds Max e acionar a renderização de uma cena usando uma Tesla, e em paralelo continuar usando outros softwares de visualização como o Inventor que irá usar a placa Quadro. O resultado é a multitarefa efetiva no mesmo dispositivo.

O vídeo abaixo mostra um exemplo da tecnologia sendo usada na prática:

Apesar de ser interessante, o problema do custo dessas placas é um impedimento forte para quem quiser seguir esse caminho. O principal problema é a placa Tesla que nos EUA custa pelo menos 1.500 dólares nos seus modelos mais “baratos”. Ao converter esse valor para o nosso mercado nacional e contabilizando os nossos famosos impostos, o resultado seria o custo equivalente ao de 2 ou 3 workstations funcionando com Quadros.

Uma workstation poderosa ou várias medianas?

A tecnologia é promissora e mostra como estamos avançando na direção da renderização cada vez mais rápida com base em GPUs, mas ainde é muito cedo para dizer se esse modelo será usado até mesmo por grandes estúdios. Se você não tem problema de espaço para adicionar novas workstations ao seu “parque” de renderização, será que vale realmente o investimento em uma Tesla?