Seminário gratuito sobre animação de fluidos com RealFlow

A criação de animações com base em fluidos é um grande desafio tanto para o artista 3d como para o equipamento usado por ele, pois essa é uma das animações que mais consome recursos computacionais, e estou me referindo apenas ao cálculo da dinâmica do fluido e não da renderização. Já mencionei isso aqui no blog essa semana, mas é importante ressaltar esse ponto de vista, pois você pode muito em breve precisar trabalhar com animações de fluidos. Esse tipo de simulação acaba sendo foco de ferramentas especializadas como é o caso do RealFlow. O software é uma das melhores opções no mercado, para artistas ou estúdios que precisem simular de maneira ultra realista o comportamento de fluidos no computador.

Quer ter uma idéia do nível de realismo que eles conseguem? O vídeo abaixo é um exemplo bem rápido do que podemos fazer com o RealFlow, e com os equipamentos apropriados:

A escolha desse vídeo para ilustrar as capacidades do RealFlow não foi ao acaso, e fiz isso por conhecer as características técnicas da produção como as configurações e tempos de render.

Aqui vão algumas características da cena:

  • 10 milhões de partículas
  • 8 Horas de processamento para criar a malha poligonal
  • Render no Maxwell Render
  • Tempo de render 42 horas
  • Computador com um Dual Xeon Quad Core 2.40 GHz e 12GB de RAM

Isso mostra como custa caro produzir cenas realistas usando fluidos, mas o resultado é espetacular.

Treinamento gratuito sobre o funcionamento do RealFlow para animação

Quer aprender a trabalhar com o RealFlow para criar animações? O vídeo abaixo é um seminário gratuito publicado pela equipe do RealFlowLabs e conta com quase uma hora de vídeo, explicando vários aspectos do software. Em alguns momentos podemos visualizar dados sobre animações em formato de slides, e depois demonstrações práticas usando o RealFlow.

O material é excelente para qualquer pessoa que precise aprender a trabalhar com o software em pouco tempo, pois mostra muitos dos conceitos básicos necessários para criar animações com o RealFlow.

Simulação de oceanos com Realflow

O uso de softwares e técnicas especiais para simular líquidos em grandes superfícies foi problema em quase todos os grandes projetos de animação, ou mesmo efeitos especiais. A solução para grandes estúdios e empresas especializadas em efeitos, era investir em solucoes desenvolvidas internamente e investir grandes quantias nesses softwares. Depois de certo tempo, começaram a surgir soluções baseadas em softwares especializados como o Realflow, fumefx e outros. Mas, ainda era necessário trabalhar com render de superfícies complexas e difíceis de manipular.

Sempre estou procurando informações sobre projetos que utilizam fluidos em larga escala, como forma de pesquisa para minhas aulas. Essa semana encontrei um vídeo que impressiona pela qualidade e complexidade.

O vídeo abaixo é uma animação que foi produzida e renderizada com dois softwares sendo o primeiro o Realflow e o Maxwell Render. O primeiro é especializado em simulacoes de fluidos e gases, e o renderizadores é um dos softwares que utilizam algoritmos baseados em física real para renderizar imagens. O seu sistema de render é semelhante ao LuxRender, Indigo, FryRender e outros softwares.

A simulação consiste na representação de uma embarcação que esta sofrendo bastante, pois a superfície de líquido na qual ele está, apresenta grande turbulência e ventos fortes, fazendo com que ondas atinjam em cheio o navio.

O realismo da simulação já está excelente em termos de animação e elementos. Mas, a renderizacao e finalização aplicada pelo Maxwell Render adiciona outro nível de realismo a cena. Como o render é baseado em física real, a iluminação gerada no vídeo é de boa qualidade, assim como os materiais que são aplicados nas superfícies do cenário, navio e principalmente no fluido que representa o oceano.

Já o segundo vídeo que ilustra esse artigo mostra outra simulação de oceanos gerada usando o Realflow, mas dessa vez o objetivo é bem específico. Esse vídeo faz parte de um making of para o próximo filme da série das Crônicas de Nárnia.

No vídeo podemos conferir diversos exemplos de como é possível integrar material gerado com o Realflow com filmagens reais, e o uso de referências para conseguir gerar o comportamento correto do fluido para os efeitos. Até pouco tempo atrás, esse tipo de animação seria gerada usando miniaturas ou montagens em animação manual.

Simulação de fluidos com o Phoenix FD

Na chamada animação procedural existem diversas vertentes, sendo que uma das mais interessantes de se trabalhar é a que tenta reproduzir fenômenos físicos. Por exemplo, as animações com simulações de Rigid Bodies ou mesmo fluidos. Esse é um tipo bem específico de animação e que envolve uma quantidade bem razoável de parâmetros e opções para que possa ser reproduzida da maneira como um roteiro exige. As animações que simulam fluidos estão entre as mais complexas, devido a sua quantidade de parâmetros e a grande demanda por poder computacional para gerar animações com a riqueza de detalhes necessária para simular de maneira realista. A área é tão complexa, que despontam softwares e ferramentas específicas para esse tipo de tarefa como costumo mencionar aqui no blog.

Um novo software se propõe a ajudar nesse tipo de simulação e ele foi criado pelos mesmos desenvolvedores do já bastante conhecido renderizador V-Ray. Essa ferramenta que simula fluidos é o Phoenix FD, que junto com outros softwares da mesma categoria como o Real Flow ou Fume FX. Para ajudar na divulgação dessa nova ferramenta o Chaosgroup divulgou vários vídeos mostrando como o Phoenix FD funciona, e para a nossa sorte, todos eles estão disponíveis de maneira gratuita no canal da empresa no Youtube.

Esse primeiro vídeo mostra o funcionamento básico do Phoenix FD integrado ao 3dsmax:

O funcionamento do Phoenix FD é muito semelhante ao que já encontramos em outros softwares, pois é necessário criar um domínio para limitar a área em que o fluido será simulado. No vídeo acima o autor tenta criar um efeito de fogo, pois em termos físicos o comportamento de líquidos e gases é exatamente o mesmo, fazendo com que o software que cria fluidos também gere efeitos de fogo ou fumaça.

Outros vídeos mostram algumas das simulações de fluidos criados com o software, e que mostram um pouco do que ele pode fazer em prol de artistas que trabalham com muitos projetos nessa área. O primeiro vídeo mostra uma série de ondas quebrando:

Depois temos tipos diferentes de fluidos como é o caso de leite:

Para quem não tem a disposição um sistema de fluidos como é o caso de ferramentas como o Blender ou o Maya, esse tipo de software acaba sendo a única solução para conseguir criar simulações realistas com fluidos. Um dos mercados que demanda aplicações e animações com esse tipo de qualidade é o de publicidade, em que precisamos elaborar demonstrações de produtos com fluidos de maneira bem freqüente. A maioria dos fluidos que vemos nesse tipo de produção já são totalmente virtuais.

Simulação de fluidos baseada em GPU com PhysX

As simulações físicas sempre foram um problema para projetos que envolvem computação gráfica 3d, seja com o uso de partículas que estão disponíveis em ferramentas 3d já faz um bom tempo, até mesmo as mais recentes como o uso de fluidos e roupas. Entre essas últimas opções a simulação de fluidos oferece um dos maiores, se não for o maior, em termos de complexidade e capacidade de processamento. Desde os primórdios da computação gráfica as pessoas evitam trabalhar com grandes superfícies de líquido, pois é muito era muito complicado conseguir realismo e qualidade nesse tipo de solução. Para ter uma idéia disso é só conferir vídeos ou filmes mais antigos, como é o caso de Titanic. As cenas que mostram o navio com enquadramento mais aberto e no alto mar deixam claro que fizeram o melhor para aquela época.

Hoje existem soluções avançadas para esse tipo de trabalho como é o caso do Fume FX que consegue atribuir realismo impressionante para animações com fluidos e partículas. Mas, para usar esse tipo de ferramenta é necessário fazer o pré-processamento de muita coisa. Seria muito mais interessante aproveitar o poder de uma GPU para acelerar esse tipo de simulação. Foi exatamente isso que o pesquisador da Nvidia chamado Matthias Fischer e que já teve um artigo científico recomendado aqui no blog, acabou de publicar com o seu estudo chamado “Real-time Simulation of Large Bodies of Water with Small Scale Details” que seria algo como simulações de larga escala de superfícies líquidas com pequenos detalhes.

O artigo pretende mostrar como o uso da tecnologia PhysX da Nvidia pode ajudar a simular grande superfícies de água com o uso de GPU. Para fazer o download do artigo e de um vídeo com a demonstração da técnica, visite o endereço indicado no link com o título do artigo.

simulacao-3d-fluidos-physx.jpg

No vídeo podemos acompanhar uma pequena simulação usando como personagem uma lancha que percorre diversos trechos com grande movimentação de água. O interessante do vídeo e perceber a quantidade de detalhes e partículas geradas pelo movimento da lancha, que são geradas usando basicamente sistemas de partículas secundários.

Para os estudantes e acadêmicos interessados em realizar projetos de conclusão de curso ou monografias sobre computação gráfica 3d, o artigo completo é uma rica fonte de informação e referências. Para ter idéia da qualidade desse estudo, recomendo o download do vídeo, pois apenas com a visualização das animações é que podemos perceber a qualidade da técnica.

Tutorial 3ds Max e Krakatoa para animação avançada

O uso de sistemas de animação baseados em física real pode ter diversas aplicações na industria de filmes e até mesmo comerciais para tv. Uma das coisas que mais surpreende as pessoas nas minhas aulas, são os vídeos com demonstrações das aplicações no mercado publicitário de softwares 3d que aparentemente não tinham relação alguma com vídeos simples, como o comercial de barras de chocolate ou doces. Sim, você já parou para pensar que aquele chocolate que escorre sobre um biscoito em perfeita sincronia com o movimento da câmera pode ser 3D? Esse é um conjunto poderoso de animação envolvendo simulações físicas avançadas com partículas e fluidos.

Para exemplificar esse tipo de animação e mostrar como a tecnologia hoje pode ajudar na produção de qualquer tipo de animação, assista ao vídeo abaixo:

Cream layers Realflow viscosity from pixelpro on Vimeo.

Apenas no final do vídeo, quando visualizamos uma breve demonstração de como esse tipo de animação foi realizada é que percebemos na totalidade que todo o processo é virtual.

Os softwares usados para criar essa animação são o 3ds Max e o Krakatoa. Esse último é um dos sistemas de partículas mais avançados disponíveis para o 3ds Max, responsável por animações ao mesmo tempo complexas e muito bonitas. Quer aprender como ele funciona, e ainda criar a animação apresentada no primeiro vídeo?

O autor do vídeo com essa animação usando chocolate foi muito gentil em produzir um pequeno tutorial mostrando como foi o processo de criação desse material, claro que seria demais colocar o processo completo em vídeo, principalmente se considerarmos que o tutorial tem apenas 10 minutos. Mas, ainda é possível aprender um pouco de como foi criada essa animação no 3ds Max.

Krakatoa KCM Color By Vortisity \ Velocity Tutorial from pixelpro on Vimeo.

A criação do material começa de maneira externa ao 3ds Max, mas logo que a seqüência de animação básica está criada o autor usa o Krakatoa para importar a animação e começar a trabalhar nela. Depois que um material preliminar está aplicado ao objeto, o mesmo abre o Krakatoa MagmaFlow Editor que é o tema principal do tutorial, para controlar o fluxo do chocolate. A ferramenta tem como objetivo simular fluidos densos como lava vulcânica, mas nesse caso serve perfeitamente para trabalhar com chocolate.

O tutorial não apresenta áudio, portanto basta prestar bastante atenção nas ações do autor do vídeo, o que não é difícil com o tutorial em FullHD (1920 x 1080). No final do vídeo você saberá um pouco mais sobre o Krakatoa e ainda ficará com vontade de comer chocolate!