Maya e mental ray: Fazendo objetos emitirem luz própria

O uso de materiais que emitem luz própria é útil em várias ocasiões em projetos que envolvem elementos 3d, que podem ajudar na iluminação de uma cena ou mesmo reproduzir efeitos como luzes de neon. Dependendo do software que escolhemos para realizar a image, o processo pode ser relativamente simples ou complicado. No caso do Maya e do mental ray é preciso fazer uso dos shaders específicos para o renderizar esse tipo de efeito. Esse procedimento pode ser realizado no Hypershade do Maya, que é um tipo de editor de materiais baseados em nós, permitindo fazer combinações complexas de materiais e efeitos para obter materiais únicos.

Para quem está aprendendo a trabalhar com o Maya, o conhecimento de ferramentas como o Hypershade é fundamental para conseguir realizar operações com materiais. Um artista que usa Maya, elaborou um tutorial em vídeo muito interessante que mostra o processo de configuração de materiais que emitem luz, para renderização com o mental ray.

O vídeo simula o efeito de barras de neon:

Self Illuminating Objects with Mental Ray from Alex Villabon on Vimeo.

No vídeo podemos acompanhar todo o procedimento de configuração do material no Hypershade, e a escolha dos chamados mental ray nodes, que são os shaders específicos do mental ray que podem ser selecionados para a cena dentro do Hypershade. Nessa janela, os materiais prontos ficam na parte superior da janela, enquanto a parte inferior é destinada a receber as ligações e relacionamentos com nós.

O efeito apresentado no tutorial é realizado como uso do nó chamado de mia_light_surface que é próprio para realizar esse tipo de configuração. Nos parâmetros do material como Intensity, Fg contrib e Refl contrib podemos ajustar como o efeito de neon se espalha pela cena.

Depois de ajustar o material nos objetos, aparece a parte que é a mais complicada para a maioria dos usuários que é o ajuste do render no mental ray, principalmente no que se refere ao Final Gather.

Esse tutorial serve para usuários do Maya que nunca usaram o mental ray para renderizar, e também para os artistas que estão aprendendo a usar o Maya e gostariam de adicionar o efeito de neon ao seu conjunto de recursos para renderização.

Tutorial 3ds Max e Mental Ray: Configurando reflexões e materiais do tipo gelo

Na configuração de materiais e superfícies com características únicas em relação a interação com a luz, como metais reflexivos e líquidos uma parte relativamente importante que é omitida por artistas menos experientes é a reflexão dos desses materiais. Boa parte do efeito conseguido pela superfície de líquidos e materiais é derivada de reflexões geradas por objetos que estão ao redor da superfície. Por isso é que muitas vezes é interessante usar mapas do tipo HDRI para iluminar esse tipo de ambiente, pois as reflexões geradas pelo HDRI já ajudam muito na criação de materiais reflexivos.

Um excelente exemplo de como é possível criar objetos com materiais semelhantes a gelo pode ser visualizado no tutorial abaixo, que usa o 3ds Max para gerar o efeito, mas que pode servir de guia para artistas que usam outras ferramentas. O princípio é o mesmo para todos os softwares. No tutorial o artista começa com a modelagem de uma pedra de gelo, aplicando modificadores e ferramentas para deformar um cubo.

Depois que o modelo 3d está finalizado é hora de trabalhar na configuração do material. Para facilitar a configuração do material o artista usa um tipo especial de material do 3ds Max chamado de Arch & Design que disponibiliza vários modelos prontos para uso, com materiais comuns em projetos de arquitetura e design.

Nesse caso ele escolheu um modelo que representa de maneira realista água e superfícies com reflexão. Mas, ao renderizar a cena a surpresa é que a imagem representa de maneira muito pobre o que seria a reflexão necessária para trabalhar o material do tipo gelo.

O segredo mesmo para conseguir o efeito aparece no final do tutorial, em que o artista configura o plano de fundo do 3ds Max com uma cor bem clara e depois associa um shader especial chamado Environment Probe/Chrome Ball. Esse shader consegue simular de maneira realista a maneira um ambiente que gera reflexões próprias para objetos como água e líquidos que recebem reflexões geradas pelo ambiente. Isso é associado a um mapa especial que é responsável pelos reflexos do material.

Com esse shader aplicado é possível perceber a diferença no render final gerado pelo artista, e como esse tipo de detalhe faz a percepção do material mudar significativamente.

Renderizando em arame no Mental Ray e 3ds Max

A criação de um bom portfólio é fundamental para qualquer artistas 3d que precise demonstrar o seu trabalho para estúdios ou para conseguir um possível emprego em empresas especializadas. O portfólio deve apresentar apenas os melhores trabalhos do artista de maneira clara e que demonstre as suas qualidades técnicas como possível integrante da equipe do estúdio. Por exemplo, na modelagem 3d para personagens um dos fatores que determinam se o artista é habilidoso ou não no software 3d e também na modelagem em si, é a organização da topologia do modelo 3d.

Para mostrar esse tipo de organização em portfólios, é possível renderizar duas versões dos modelos 3d que são apresentados no material. Um desses modelos é mostrado com todas as características e detalhes atribuídos ao objeto como texturas e materiais. Outra versão dos modelos 3d apresentados devem ser renderizados com a malha 3d do modelo bem visíveis. Isso deixa aparente as deformações do modelo 3d em animações e mostra para qualquer pessoa as suas habilidades ou deficiências em termos de organização da topologia.

Sempre que recebo algum tipo de portfólio para analisar, solicito ao artista esse tipo de informação da topologia dos modelos 3d para avaliar melhor o trabalho.

Se você for usuário do 3ds Max, o vídeo abaixo mostra de maneira bem rápida o que é necessário para conseguir criar um material que deixe aparente a malha do modelo 3d. O tutorial usa os materiais do Mental Ray para conseguir exibir nos modelos 3d a estrutura em arame.

O truque é relativamente simples e consiste na criação de um material do tipo Compound que pode misturar diversos materiais em apenas um slot, e fazer com que um desses materiais tenha a opção Wire habilitada no painel de controle dos materiais. E basicamente é isso que precisamos fazer para conseguir esse tipo de material. Assim que acionamos a renderização da cena com os materiais aplicados nos modelos 3d, o mesmo é representado com um material com cor sólida que está presente na lista do material Compound e o material em arame.

Repare que fica muito mais fácil de perceber a topologia dos modelos 3d com o uso desse tipo de recurso. O uso desse material é muito indicado para quem está se preparando para elaborar o seu próprio portfólio.

Como simular objetos emitindo luz no Mental Ray

Nos projetos que envolvem a visualização de projetos arquitetônicos, um dos itens que mais precisamos simular em ambientes internos é a emissão de energia luminosa por objetos. Basta que a sua imagem apresente algum tipo de luminária, para que seja necessário fazer um efeito tipo glow em objetos para simular uma lâmpada ou spot. Dependendo do software e também do renderizador escolhido, essa pode ser uma tarefa simples ou complicada de realizar. Se você for usuário do 3ds Max e Mental Ray, o tutorial indicado nesse artigo mostra de maneira bem simples, como usar luzes fotométricas para simular a iluminação de um ambiente simples com spots de luz.

Nesse exemplo, o artista usa uma cena extremamente simples, formada apenas por um cubo com dois Utah Teapot e spots, para gerar o efeito.

O vídeo mostra a criação de uma luz bem pequena, que a princípio não poderia preencher a área da luz spot e criar o efeito. A fonte de luz escolhida é uma do tipo Free Light, representada apenas por um pequeno ponto de luz. Por isso, o autor do tutorial faz alguns procedimentos para ajustar a forma da luz. Duas coisas que são feitas:

  • Alteração da forma da luz para o formato de uma esfera.
  • Ligar a opção Light Shape Visible in Rendering. Essa opção faz com que a forma da luz seja representada no render, como se realmente fosse uma lâmpada.

Assim que a cena é representada, podemos visualizar de maneira clara a fonte de luz sendo renderizada na parte de dentro do modelo 3d que representa a luz. Isso simula de maneira bem eficiente a criação de uma lâmpada. Depois de configurar a luz, basta copiar a fonte de luz junto com o modelo 3d para que a sua cena fique com os objetos.

Esse tipo de técnica pode ajudar muito os artistas e profissionais interessados em trabalhar com renderização de projetos arquitetônicos, pois como já havia comentado no inicio do artigo, algumas vezes é necessário mostrar a forma da fonte de luz. Principalmente se você precisar criar versões noturnas de uma mesma cena, o que hoje está se tornando cada vez mais comum.

Script para iluminação realista do Mental Ray no Autodesk Maya

Entre os diversos renderizadores existentes no mercado de computação gráfica, o Mental Ray é conhecido pela sua capacidade de gerar renders incrivelmente realistas e ao mesmo tempo, ser um dos softwares mais difíceis de dominar. Devido a sua complexidade e variedade de opções, em algumas situações o manejo e manipulação dos seus parâmetros pode ser um verdadeiro desafio para qualquer artista 3d. Nesse ponto, qualquer ajuda no processo de configuração e ajuste nas suas cenas é muito interessante. Se você é usuário do Maya 2008 ou Maya 2009, existe uma ferramenta que pode ser de grande ajuda, chamada de Fast Mental Ray.

O Fast Mental Ray é uma ferramenta totalmente gratuita que promete acelerar o processo de configuração de materiais, luzes e câmeras no Mental Ray. Isso é feito com o uso de diversos menus a painéis personalizados que o script cria dentro do próprio Maya.

fast-mental-ray-maya-2009.jpg

Assim que o plugin é instalado, podemos alterar os parâmetros e opções em cinco áreas diferentes:

  • Environment: Essas opções permitem determinar a localização geográfica do modelo 3d, para que a luz do sol possa ser direcionada com informações corretas. Ainda é possível determinar uma data e hora, para que a posição da luz solar seja a mais precisa possível.
  • Render presets: O ideal para um artista 3d é configurar as suas cenas de acordo com os requisitos do projeto, mas algumas vezes os prazos e dificuldades técnicas no desenrolar da modelagem, acabam deixando pouco tempo para testar o render. Nesse caso, o Fast Mental Ray tem uma grande gama de opções já prontas de renderização como tamanho, qualidade, uso de iluminação global entre outros.
  • Camera: Para gerar iluminações realistas, o uso de câmeras com parâmetros e opções reais é muito importante. Nessa área do script é possível configurar aspectos como a exposição, ISO, velocidade do obturador entre outros.
  • Area Light: Se a sua cena é um ambiente interno, podemos criar uma luz do tipo área para simular aberturas de janelas de maneira rápida com essa opção.
  • Photometric Light: Por último, uma opção para criar luzes fotométricas que correspondem a luzes reais. Com esse tipo de iluminação é possível trabalhar com imagens realistas correspondendo de maneira fiel, ao que seria a iluminação criada no mundo real.

Essas são apenas as opções de render, pois ainda é possível usar vários shaders prontos, para acelerar a produção e ajuste de cenas, usando materiais do próprio Mental Ray.

Se você é usuário do Maya e trabalha muito com iluminação de cenários virtuais, esse plugin pode ajudar muito na configuração de dos seus projetos, principalmente se você ainda não tiver proficiência no render com o Mental Ray.

Para fazer o download o Fast Mental Ray, visite esse endereço. As instruções e documentação disponíveis estão em Francês. Mas, nada que uma tradução automática do Google não resolva, ao menos para começar a usar a ferramenta. Os menus e painéis do Fast Mental Ray estão em inglês mesmo.