Tutorial Cinema 4D: Criando iluminação de estúdio

Uma das melhores maneiras de mostrar qualquer tipo de produto ou modelo 3d sem a necessidade de criar contextos ou cenas complexas, é utilizando um cenário semelhante a um estúdio fotográfico, em que tentamos simular um plano de fundo infinito, e o posicionamento das luzes de maneira a mostrar de maneira homogênea os objetos na cena. Sempre repito nas minhas aulas sobre iluminação e render, que esse tipo de configuração deve ser conhecido por qualquer artista 3d, independente do software ou plataforma que é usada para gerar as imagens.

Já faz um tempo que não comento nada sobre o Cinema 4D, e como encontrei um excelente tutorial sobre a criação de iluminação de estúdio para o software, resolvi escrever esse artigo para mostrar como funciona o procedimento.

Como criar iluminação de estúdio no Cinema 4D?

O procedimento para criar um cenário de estúdio é muito parecido em todos os softwares que trabalham com renderização e animação, e consiste no ajuste do cenário, que pode receber um plano dobrado para simular o fundo infinito, e os controles dos materiais e render da cena. O vídeo abaixo mostra como realizar todos esses ajustes no Cinema 4D.

No vídeo o autor ainda adiciona três esferas com reflexões usando efeito Fresnel, que atribuem um nível extra de realismo para a cena. O segredo para o realismo da cena como um todo é a existência dos planos que emitem energia luminosa, parâmetro editado nos materiais do Cinema 4D. A posicionamento de vários desses planos é que consegue realizar a iluminação do estúdio e ainda gera as reflexões visíveis na superfície das esferas nos objetos.

Depois de ajustar os materiais da cena e configurar a iluminação global para renderizar a imagem, o processo de criação da cena está completo. As esferas que foram usadas nesse tutorial podem ser substituídas pelos mais variados objetos, e a renderização aliada ao posicionamento das luzes deve gerar um excelente efeito para apresentar produtos ou modelos 3d com fundo infinito.

Esse é o tipo de configuração que todos os artistas 3d deveriam conhecer, e se você for usuário do Cinema 4D, agora ficará mais fácil trabalhar com iluminação de estúdio, seguindo os passos mostrados nesse tutorial.

Tutorial de iluminação usando o render interno do Blender 3D

Uma das coisas que mostra o conhecimento de uma pessoa sobre iluminação de ambientes em 3D é a possibilidade de trabalhar com distribuição de pontos de luz, para conseguir iluminar uma cena sem o uso de técnicas de iluminação global. Essas técnicas de distribuição da iluminação geralmente envolvem a cópia e posicionamento de diversas luzes no cenário em pontos estratégicos, para conseguir bons efeitos e regularidade na iluminação. Hoje em dia esse tipo de técnica é sumariamente ignorada pela maioria das pessoas, devido ao poder e velocidade de alguns renderizadores com capacidade de usar iluminação global. Basta posicionar alguns poucos pontos de luz e configurar de maneira correta os parâmetros do render e uma imagem realista é gerada em pouco tempo.

Os usuários mais antigos de softwares 3d devem se recordar da época em que os renderizadores necessitavam de algumas horas, independente da tecnologia ou plataforma para gerar uma única imagem em boa resolução.

Ainda credito que essa é a melhor opção para gerar imagens para animação é com esse tipo de técnica, pois a velocidade do render para cada imagem é extremamente curto. Se você for usuário do Blender 3D e quiser aprender uma maneira bem simples de usar esse tipo de iluminação, um tutorial foi publicado no Blenderartists.org e pode ajudar você a usar essa técnica.

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O procedimento é bem simples e envolve apenas a duplicação de uma luz do tipo Spot usando um modelo 3d bem subdividido e com o DupliVerts. É exatamente a mesma técnica já conhecida dos antigos manuais do Blender 3d, que mostram como se cria um domo de luz. A iluminação gerada com esse tipo de técnica não é tão realista como a que se pode conseguir com renderizadores como o YafaRay ou LuxRender, mas o objetivo aqui é velocidade de render e não qualidade máxima. Mesmo com imagens mais simples, uma animação que exige o render de 2000 frames ou mais, pode ser gerada de maneira bem rápida.

A técnica é conhecida como Fakeosity por alguns artistas e exige mais conhecimento artístico do que técnico para conseguir bons resultados. Como forma de estudar iluminação, é um excelente exercício.

Qual o melhor renderizador externo para o Blender 3D?

Os artistas e profissionais que almejam trabalhar com a visualização de projetos arquitetônicos ou produtos usando softwares como o Blender 3D, passam pelo mesmo tipo de dúvida que os artistas do 3ds Max, Maya e outros. A quantidade de renderizadores externos disponíveis para cada ferramenta é grande, sendo muitas vezes motivo de impasse na finalização de um projeto. Na semana passada um artigo na BlenderNation, mencionou um estudo realizado por um artista chamado Gupta, em que diversas opções de renderização para o Blender 3D foram testadas, comparando qualidade e tempo de render.

O artigo em si pode ser copiado e os resultados ajudam um pouco na escolha de opções como o YafaRay e LuxRender. Qual o melhor entre eles? E o Kerkythea? Sunflow? Todos eles são excelentes renderizadores, mas em minha opinião você deveria se restringir ao uso do LuxRender e YafaRay para seus projetos no Blender 3D.

House View 1

Assim como acontece com as comparações entre ferramentas como o V-Ray e Maxwell Render, que tem propósitos e maneiras de manipular a renderização bem diferentes, o mesmo acontece com o YafaRay e LuxRender com a separação entre renderizadores do tipo biased e unbiased. Qual a diferença?

  • YafaRay – Biased: O renderizador YafaRay é conhecido como biased por usar algoritmos que simulam a maneira com que a luz se comporta no mundo real. Esses truques podem em algumas vezes sacrificar a qualidade e realismo das imagens, em prol da velocidade e eficiência do render. O que podem gerar imagens de maneira mais rápida, mas com um nível de realismo um pouco menor.
  • LuxRender – Unbiased: Aqui temos um renderizador do tipo Unbiased que usa algoritmos que simulam o comportamento real da luz no mundo real. O resultado é um render extremamente realista e com representação de materiais e reflexões fiéis ao que acontece no mundo real também. O problema é que esse realismo exige um alto preço que é o tempo de render mais longo.

Nesse caso a melhor opção é integrar ambas as ferramentas no seu processo de produção, escolhendo cada uma das opções de acordo com as necessidades de cada projeto. Por exemplo, um projeto que exija a criação de imagens internas com alto nível de realismo são adequadas para renderização com o LuxRender. Já os projetos de imagens externas são excelentes para render com o YafaRay, pois o balanço entre qualidade e tempo de render é o melhor nesse tipo de projeto.

Nova técnica para simular iluminação global na renderização em tempo real

Entre as diversas engines comerciais existentes no mercado para desenvolvedores de jogos, a que oferece as opções e visual mais realista é sem dúvida a CryEngine, usada no jogo Crysis. Essa engine consegue apresentar visuais que se assemelham em muito a renderizações usando iluminação global de ferramentas como o V-Ray e Mental Ray, sendo que o ambiente é um jogo com interação em tempo real. Para mostrar como essa engine está avançando para deixar esse tipo de aplicativo ainda mais realista, quando comparado com ferramentas de renderização tradicional, um artigo foi apresentado na Siggraph apresentando a técnica chamada de Light Propagation Volumes. Se você é estudante e se interessa pela parte teórica da computação gráfica, o material disponível para apresentar a técnica é um prato cheio!

Ao visitar o endereço indicado, será possível encontrar o artigo científico que explica em detalhes o funcionamento da técnica, a apresentação em formato PPT e vídeos com o uso dessa renderização em jogos.

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A técnica em si é bem engenhosa e se propõe a acelerar a primeira reflexão dos fótons, que acontece em renderizadores como o V-Ray, Mental Ray e outros. Essa reflexão geralmente é pré-computada e demanda muitos recursos do computador, o que torna inviável o seu uso em aplicativos como jogos. A técnica proposta pela Crytek e já implementada na CryEngine 3 resolve esse problema com o uso do Light Propagation Volumes. Se você acha que a técnica envolve apenas a iluminação difusa gerada pela primeira reflexão em superfícies irregulares, está enganado pois no mesmo artigo são apresentados alguns efeitos óticos possíveis de conseguir com a técnica, como reflexões borradas (Glossy reflections).

Os dois vídeos disponíveis para download são um pouco grandes em comparação com o tempo disponível de material em cada um deles, e mostra a aplicação de grandes quantidades fontes de luz em um ambiente e a demonstração da iluminação global no outro vídeo.

Mesmo que você não entenda o material apresentado na apresentação em PPT ou no artigo científico que está em inglês, e aborda muita matemática relacionada com a geração dessas imagens, ainda vale o download ao menos dos vídeos para que possamos ter uma idéia de como será num futuro breve, a renderização em tempo real na maioria dos softwares. Outro ponto interessante é que o artigo científico faz uma breve introdução teórica sobre a renderização em tempo real, que pode ser útil para quem está fazendo pesquisa na área.

Hoje a aplicação direta dessa tecnologia são os jogos, mas é provável que a mesma tecnologia seja usada para apresentar produtos e criar animações interativas também.

Tutorial e guia sobre termos e técnicas de iluminação global com o Cinema 4D

Os diversos tutoriais e guias sobre renderização, usando técnicas de iluminação global são uma grande ajuda para qualquer artista 3d que precise melhorar a iluminação dos seus projetos. Mas, apesar da ajuda a maioria dos tutoriais se limita a explicar os procedimentos para configurar uma cena, e não explicam o funcionamento ou os conceitos usados por cada um desses recursos, para gerar essa iluminação. Apesar de o resultado final ficar realista, ainda acredito que é muito importante conhecer as diferenças entre aspectos mais teóricos da iluminação.

Por exemplo, você saberia explicar as diferenças entre os métodos de iluminação Path Tracing e Photon Mapping? Ou melhor, Irradiance Cache? Esses são termos bem comuns de encontrar nos painéis de configuração de softwares e renderizadores, como o V-Ray, Mental Ray, YafaRay e LuxRender. Se você quiser aprender um pouco mais sobre o funcionamento desses métodos de renderização e ainda conhecer o funcionamento do Cinema 4D para renderizar com essas técnicas, existe um tutorial de renderização com iluminação global no Cinema 4D dividido em três partes, que explica os conceitos de duas técnicas importantes na iluminação global: Quasi Monte Carlo e Irradiance Cache.

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A primeira parte do tutorial fala basicamente da técnica conhecida pela sigla QMC, que é muito usada nas configurações do V-Ray para gerar iluminação. Além da explicação teórica de como funciona o método e também de uma excelente explicação sobre outros parâmetros de configuração do render, ainda é possível visualizar diversos exemplos com imagens renderizadas com os parâmetros descritos no texto.

Já a segunda e terceira partes do tutorial são focados no método chamado Irradiance Cache que está presente em diversos softwares também. Esse é um poderoso método para reduzir o tempo de processamento das cenas que usam iluminação global. Com ele é possível armazenar boa parte das informações de distribuição da luz em arquivos externos a cena, o que faz com que o tempo de renderização para cenas com animação seja reduzido drasticamente. No tutorial é possível acompanhar o processo de configuração de diversas cenas de exemplo com o uso de Irradiance Cache em conjunto com o Quasi Monte Carlo também.