Manipulando superfícies NURBS no Autodesk Maya

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.

Tutorial Blender: Modelagem 3d com curvas

A modelagem 3d por subdivisão é uma das técnicas mais comuns e fáceis de ensinar para as pessoas que estão aprendendo a trabalhar com modelagem. A simplicidade da técnica está diretamente relacionada a segmentação em blocos das formas 3d, em que o artista pode ir aos poucos adicionando pequenos elementos como faces e arestas para construir os objetos aos poucos. Por outro lado, as técnicas que trabalham com curvas como NURBS ou Splines acabam adicionando um nível extra de dificuldade ao processo de modelagem, pois o artista precisa vislumbrar o modelo 3d completo para conseguir criar os objetos com curvas. Esse é um dos motivos que faz com que muitas pessoas acabem evitando técnicas de modelagem como as curvas.

Mesmo sendo evitadas por muitas pessoas, a modelagem usando curvas ainda é muito útil para criar alguns tipos de objetos. Quer ter uma idéia dos tipos de objetos que podem ser criados? Os vídeos abaixo mostram diversos exemplos de modelagem 3d com curvas no Blender 3d, e ainda apresentam as técnicas e procedimentos necessários para criar esses modelos no Blender.

Para assistir o conjunto completo de tutoriais, visite as outras partes do tutorial:

Como a modelagem 3d usando curvas não é simples de deduzir pelas ferramentas e tipos opções disponíveis, isso não é exclusividade do Blender, pois as ferramentas que usam curvas não são intuitivas. Por exemplo, ainda lembro das minhas aulas de 3ds Max em que mostro o funcionamento de opções como o Loft para a modelagem de objetos usando perfis. Além da opção do Loft não estar associada com as curvas no painel de criação, ainda é necessário deduzir o tipo de objeto que pode ser criado.

O exemplo do Loft é uma excelente demonstração de como usar a modelagem com curvas. Caso algum objeto possa usar linhas para definir um perfil simétrico, pode ser criado com ferramentas de modelagem com curvas de maneira relativamente simples. No Blender essa opção se chama BevOb. Entre os objetos que se enquadram nessa categoria temos vasos, copos e diversos tipos de ferramentas. Ainda é possível modelar cabos, mangueiras e outros elementos tubulares.

Assista aos vídeos e reproduza os exemplos demonstrados para colocar em prática esse tipo de modelagem.

Modelagem 3d para arquitetura com o Cinema 4D e Sweep NURBS

A técnica mais usada para modelagem de especializada em arquitetura é a poligonal ou a derivação da subdivisão chamada de edge modeling. O uso de curvas ou técnicas como o NURBS, acaba sendo restrita a modelagem de móveis e objetos que precisem das ferramentas avançadas de modelagem para superfícies. Um dos softwares que possuem grande quantidade de ferramentas especializadas em curvas NURBS é o Cinema 4D que não aparece aqui no blog já faz certo tempo. Essa semana encontrei um tutorial de modelagem para arquitetura muito interessante com o Cinema 4D, fazendo uso de curvas NURBS para criar paredes.
O tutorial de modelagem para arquitetura pode ser visualizado nesse endereço, sendo que o tutorial é composto por um conjunto de imagens representando os passos da modelagem.

O autor do tutorial usa uma ferramenta poderosa do Cinema 4D para criar as paredes com base em curvas, mas o texto do tutorial não explica o funcionamento da chamada Sweep NURBS. Apesar do nome um pouco estranho, você muito provavelmente já usou essa ferramenta em outros softwares, mas com outro nome. Com o Sweep NURBS do Cinema 4D é possível fazer um extrude usando duas curvas, sendo que uma delas funciona como caminho do extrude e a outro é o perfil usado no extrude. O resulto é semelhante ao Loft do 3ds Max ou o BevOb do Blender 3D.

Depois que as paredes estão criadas usando a técnica do Sweep NURBS, o autor usa operações Booleanas para trabalhar a abertura de portas e janelas no modelo 3d.

A técnica usada para criar o modelo 3d é bem diferente do que estamos acostumados a trabalhar com softwares de modelagem poligonal. O resultado desse tipo de criação em ferramentas como o Blender 3D seria uma série de triângulos, marcando as superfícies dos objetos. Até mesmo no 3ds Max a topologia do objeto 3d começaria a ficar complicada com o acumulo de modificadores e objetos. Para usuários do Cinema 4D que nunca usaram o Sweep NURBS é a oportunidade de aplicar a técnica em modelagem geométrica, mas para os outros artistas o tutorial é um desafio interessante, pois propõe a criação de topologia geométrica usando curvas, algo pouco comum.

Modelagem 3d aeronáutica com Alias Studio

A modelagem 3d de objetos com perfil mais industrial é bem diferente da que estamos acostumados para projetos que abordam apenas visualização. Entre as principais diferenças é a da escala e fidelidade nas curvas e formas do objeto, pois nos projetos que são apenas visualizados isso não é importante, ficando apenas a cargo do artista mostrar as proporções corretas na imagem. Já nos casos em que o mesmo objeto deve ser usado para produção em larga escala e com detalhes milimétricos, a fidelidade com que reproduzimos as curvas podem determinar o sucesso ou fracasso do projeto. Sim, pois o planejamento errado do objeto 3d resulta na calibração errada das máquinas, acarretando a criação de objetos com formato diferente do planejado.

O vídeo abaixo é uma demonstração detalhada de como funciona um dos softwares usados para fazer esse tipo de planejamento industrial, nesse caso o Alias Studio que funciona de maneira parecida como Maya, apresentando inclusive diversas semelhanças na interface. No vídeo é possível acompanhar o processo de modelagem 3d usando curvas do nariz de um avião comercial de passageiros.

Essa técnica de modelagem é totalmente diferente das variações que estamos acostumados a usar na subdivisão, em que os modelos 3d são criados com base em primitivas geométricas e depois editados e suavizados até chegar na forma final. Apesar de parecer mais simples de trabalhar, esse tipo de modelagem envolve diversos problemas na manipulação e ajuste das curvas, pois o modelo 3d já é criado com curvas. O nome das curvas usadas pelo artista no vídeo é CV Curves que é muito semelhante a ferramenta NURBS. Existem diversos softwares como o próprio Maya que apresentam esse mesmo modelo de curva disponível para modelagem.

Se a ferramenta dispor apenas de curvas do tipo Spline, o processo de modelagem adotado precisará ser bem diferente pois o funcionamento das Splines difere bastante das curvas NURBS.

Além do Alias Studio que é usado para design de produtos, outro software bem famoso nessa área é o Rhino 3D que é conhecido também como Rhinoceros. Ele funciona como uma mistura do AutoCAD com o 3ds Max, permitindo trabalhar com curvas complexas em NURBS e precisão absoluta por dispor de uma linha de comando, para informar parâmetros e valores para as ferramentas de modelagem.

Tutorial de modelagem e renderização com AutoCAD 2010, Rhino 3D e 3ds Max para arquitetura

O processo de criação de maquetes eletrônicas e modelos para arquitetura envolve o uso de diversos softwares e ferramentas, que podem muito bem trabalhar em conjunto para gerar os modelos 3d e imagens para os arquitetos e profissionais ligados a visualização de projetos da melhor forma possível. Como já tive oportunidade de acompanhar a maneira como diversas pessoas trabalham, fica complicado afirmar que existe uma maneira certa ou errada de produzir esse tipo de imagem, pois são bem diferentes metodologias de criação. Por exemplo, muita gente gosta de começar os modelos 3d com um projeto 2d no AutoCAD para depois passar para ferramentas como o 3ds Max e fazer a parte da modelagem 3d, configurar luzes e renderizar. Outras pessoas já partem do AutoCAD para o SketchUp e trabalham a renderização em ferramentas como o Maxwell Render.

Também temos as soluções prontas de projeto 2d e render, como o ArchiCAD e o VectorWorks para projetos de arquitetura. Nesse final de semana encontrei uma pequena série com quatro vídeos mostrando uma seqüência de modelagem bem extensa, abordando o uso de três ferramentas diferentes para elaborar um projeto. Os vídeos mostram o design de um projeto em 2d no AutoCAD 2010 que é posteriormente exportado para o Rhino 3D, para a modelagem da maquete com base no desenho 2D e posteriormente a configuração da iluminação usando o 3ds Max e o Mental Ray.

Esses são os vídeos:

Pode parecer um processo de produção um tanto quanto longo, mas o Rhino 3D é um poderoso e flexível modelador em 3d baseado em curvas. A criação de geometria em 3D nele segue procedimentos e técnicas muito semelhantes ao AutoCAD, mas com a liberdade de criação das curvas NURBS. Nesse projeto em particular isso não se justifica, mas é perfeitamente aceitável. Se você nunca visualizou esse tipo de objeto sendo modelado no Rhino 3D, é uma excelente oportunidade para conhecer um pouco mais da ferramenta. A vantagem nesse caso é o uso de ferramentas avançadas de modelagem, com a possibilidade de usar precisão absoluta nos elementos 3D.

Caso o seu interesse seja na configuração da iluminação, aproveite o último vídeo que mostra a configuração rápida da iluminação para um projeto desenvolvido no 3ds Max usando Mental Ray. A parte de desenho 2d no AutoCAD 2010 é simples, mas ainda assim interessante para os que não tem contato com desenho técnico.