Processo de modelagem 3d para personagens

A criação de personagens virtuais pode demandar uma grande quantidade de trabalho dos artistas e pessoas envolvidas com o design, principalmente quando é preciso entregar material em alta resolução, oriundo de sistemas de escultura digital como é o caso de softwares como ZBrush ou Mudbox. Mas, qual é o melhor processo de modelagem? Como podemos aperfeiçoar a criação desse tipo de personagem? Bem, a verdade é que não existe uma maneira certa ou errada de produzir esse tipo de material, mas sim uma série de recomendações e técnicas usadas por vários artistas e que tem se provado muito eficiente na modelagem.

Cada artista acaba tendo a sua própria técnica para criar modelos 3d. Um usuários dos fóruns da CGSociety publicou uma descrição do seu método de modelagem 3d para personagens, que pode ajudar outros usuários iniciantes com dúvidas sobre como começar esse tipo de projeto. Como o material está em inglês, resolvi fazer a tradução, mesmo que de maneira resumida.

modelagem-processo-personagem.jpg

O processo todo é dividido em seis etapas:

  • Criação do modelo base com poucos polígonos: Aqui o objetivo é criar um modelo 3d básico usando apenas ferramentas de modelagem poligonal.
  • Modelagem de objetos orgânicos: Se for necessário adicionar objetos orgânicos ao modelo 3d, isso é feito com as opções de modelagem de softwares de escultura.
  • Escultura de partes do modelo usando ferramentas como o ZBrush: Na escultura propriamente dita o artista adiciona elementos que seria difíceis de criar com modelagem poligonal.
  • Adição de detalhes usando ferramentas de escultura: Depois da escultura chega o momento de adicionar detalhes ao objeto 3d.
  • Retopologia: Com a malha toda esculpida é preciso alterar a topologia do modelo para deixar o mesmo com a malha mais organizada, ou preparada para receber animação.
  • Criação de mapeamento para texturas e detalhes nos materiais: O último passo é a preparação para render com a criação de mapas e imagens que devem compor o visual do personagem.

Esse é o processo usado pelo artista e que pode ser usado como base para a criação de outros modelos. Algumas coisas são praticamente obrigatórias quando usamos escultura, como é o caso da retopologia, pois a malha do modelo 3d fica muito bagunçada e pode criar artefatos no momento em que o objeto for deformado em animação.

Surface Sketching ajuda na modelagem orgânica com Blender

A modelagem orgânica de objetos é sem sombra de dúvidas o tipo de criação em 3d que exige mais disciplina e habilidades artísticas. Se o objeto da modelagem ainda precisar passar por softwares ou ambientes de escultura digital, a necessidade de algum tipo de habilidade ou experiência com escultura é ainda maior. Uma das ferramentas usadas para facilitar a criação de versões e correções em modelos 3d orgânicos é a chamada retopologia, presente em boa parte dos softwares 3d que trabalham com modelagem orgânica. A retopologia pode funcionar de várias maneiras, sendo a mais comum a interseção de superfícies com modelos 3d prontos, que geram novos objetos 3d com estrutura mais organizada.

Um artista e usuário do Blender conhecido como Eclectiel, desenvolveu um pequeno script que deve ajudar significativamente o trabalho de retopologia, e também de modelagem orgânica com o Blender 2.50. A ferramenta se chama Surface Sketching e como o nome mesmo diz, o seu objetivo é desenhar superfícies em 3d de maneira automatizada. O script aproveita as opções de desenho existentes no Grease Pencil do Blender, especializado em desenhar sobre objetos na 3D View, fazendo a ligação entre as linhas e criando superfícies em 3d.

Depois que as linhas são desenhadas sobre a 3D View ou sobre outros modelos 3d, podemos acionar um pequeno botão chamado Add Surface, que cria superfícies 3d baseadas em Meshes ligando as linhas. Bem, explicar com palavras é uma coisa, melhor mesmo é visualizar a ferramenta em funcionamento:

Surface Sketching for Blender (timelapse demo) from Blend_Ideas on Vimeo.

Como fica claro pelo vídeo o processo de criação de superfícies 3d, seja para retopologia ou para modelagem 3d mesmo, fica muito simplificada. Basta criar algumas linhas e deixar que o script faça as ligações entre os objetos. Além da facilidade em criar modelos 3d com esse tipo de ferramenta, o que chama a atenção no script é a elegância com que as superfícies são criadas. Repare que em momento algum são adicionadas faces triangulares ou arestas cruzadas na superfície. O resultado é sempre uma malha regular e bem organizada.

Caso você queira fazer o download da ferramenta do Surface Sketching para o Blender 2.50, visite esse endereço. Será necessário usar uma versão de testes do Blender 2.50 superior a Rev 27974 que é posterior a ao Blender 2.50 Alpha 2. Essas versões são encontradas no graphicall.org.

Tutorial 3ds Max: Como usar o ShapeMerge para cortar modelos 3d?

Um artista 3d precisa lidar com diversas situações e pequenos detalhes no processo de modelagem que podem dificultar, ou servir de aprendizado para aplicação de novas técnicas ou ferramentas. Entre os desafios que geralmente afligem o artista 3d está o corte em modelos 3d já criados, que envolve a criação de geometria regular como quadrados e círculos sobre superfícies curvas, que são difíceis de trabalhar com ferramentas regulares da modelagem por subdivisão. As opções de retopologia são excelentes nesse tipo de situação, mas dependendo do software utilizado é possível encontrar ferramentas ainda mais especializadas.

No 3ds Max existe uma opção chamada de ShapeMerge que ajuda significativamente nesse tipo de situação. O que essa ferramenta faz é bem simples, e pode ser descrito como a projeção direta de uma superfície 2d sobre um modelo 3d, qualquer que seja a sua forma. Caso você seja usuário do 3ds Max e nunca tenha usado essa ferramenta, o vídeo abaixo mostra em detalhes como é possível adicionar novas formas no modelo 3d de um terreno, com bom nível de detalhamento como asfalto, meio fio e grama. Qualquer tipo de intervenção nesse modelo seria extremamente complicada, devido a topologia irregular do modelo 3d, mas com o ShapeMerge a tarefa fica bem simples.

Repare que no tutorial, o autor cria um quadrado posicionado um pouco acima da forma principal do terreno. Depois ele seleciona o modelo 3d do terreno e aplica do ShapeMerge, localizado junto de outras ferramentas bem comuns do 3ds Max como o Loft. Basta determinar qual será o objeto usado para projetar a forma e a ferramenta automaticamente adiciona as formas necessárias.

O mais interessante é que podemos aplicar modificadores e deformar a forma criada como referência, e as mesmas transformações são reproduzidas no modelo 3d. Repare que o autor do tutorial aplica um Edit Poly ao quadrado, e quando esse objeto é deformado a forma resultante se atualiza na projeção também. Para os casos em que ferramentas de retopologia não estão disponíveis, o ShapeMerge pode ajudar muito na criação de modelos 3d derivados de partes específicas de objetos maiores, como o terreno mostrado no tutorial.

As aplicações para modelagem 3d voltada para arquitetura são ainda mais nítidas, com a possibilidade de criar formas compostas com apenas um modelo 3d.

Tutorial de retopologia para modelagem com o Blender 3D

O trabalho de modelagem 3d desenvolvido em softwares como o Blender 3D, 3ds Max e outros que suportam o uso de ferramentas ou técnicas baseadas na modelagem poligonal, sempre é um desafio para pessoas sem o costume de trabalhar com vértices, arestas ou planos. Boa parte das técnicas de modelagem poligonal consiste no uso de ferramentas ou artifícios para vencer pequenas dificuldades. Por exemplo, para conseguir abrir um buraco em forma de círculo em uma face 3d no Blender, precisamos usar o cursor 3D alinhado na posição centra desse buraco, para depois criar um mesh circle na posição do cursor. Os lados do círculo devem ser equivalentes a quantidade de arestas que o circunda, para que seja possível conectar os vértices.

Esse é o procedimento, descrito de maneira rápida e simplificada, funcionando muito bem para superfícies planas. Mas, quando a topologia do modelo 3d envolve superfícies curvas, a técnica passa a não ser mais tão eficaz. Na verdade, ela não tem nenhum tipo de utilidade, pois o círculo não acompanha a curvatura da superfície.

Qual a solução?

Para resolver esse tipo de problema, podemos usar as ferramentas de retopologia do Blender 3D, que podem reformular um modelo 3d com base no desenho ou “referência” de outro elemento em 3d. Existe um tutorial de modelagem 3d que mostra exatamente essa técnica, ele pode ser assistido nesse endereço. O autor do tutorial aborda o uso das ferramentas de retopologia para esse tipo de tarefa. O vídeo está em inglês, mas é fácil seguir os passos do tutorial se você já tem alguma experiência com modelagem no Blender 3D.

tutorial-modelagem-3d-poligonal-blender3d-retopologia.jpg

O procedimento é muito parecido com o descrito no primeiro parágrafo desse artigo, mas envolve a adaptação da topologia do modelo 3d do círculo a forma curva de um objeto. De uma maneira ou de outra, ainda é necessário criar o círculo com o mesmo número de vértices que a área do objeto.

Depois que o círculo estiver criado, precisamos posicionar a visualização na vista frontal e acionar a retopologia. Basta mover o objeto com a tecla G para que o mesmo se adapte na superfície curva do objeto 3d. Com o círculo devidamente adaptado, podemos excluir as faces indesejadas do modelo original e criar as faces ao redor do círculo. O resultado final é muito bom.

Tutorial Modo 401: Como fazer retopologia de modelos 3D

A retopologia de modelos 3d é uma técnica poderosa para conseguir manipular e adaptar modelos mais complexos, com o objetivo de transferir esse mesmo modelo com grande número de polígonos para outra versão mais simples, que se adapte aos mais exigentes motores de jogos. Essa é uma técnica muito usada em ferramentas de escultura para trabalhar com a topologia de objetos mais orgânicos. Mas, ainda existe outra situação em que pode ser necessário trabalhar com a retopologia de objetos 3d, principalmente quando uma determinada ferramenta precisa manipular objetos criados em outros softwares. Por exemplo, se um modelo 3d criado em ferramentas baseadas em modelagem via NURBS como o Rhino 3D, for exportado para plataformas mais baseadas em modelagem poligonal, será necessário fazer adaptações no modelo.

Caso esse tipo de adaptação não seja realizado, o resultado é o aparecimento de pequenos problemas na superfície do modelo 3d. O funcionamento da técnica é bem simples, e pode ser realizado sem maiores problemas. O modelo 3d com alta quantidade de polígonos é usado como base, para que outra modelagem seja realizada sobre esse mesmo objeto. Como as curvas e superfícies já estão criadas, a modelagem aproveitar a topologia do objeto original para criar outro modelo.

Quer ver um exemplo de como isso funciona no Modo 401? Nesse link é possível encontrar um tutorial de retopologia para o Modo 401, lidando com modelos 3d oriundos de softwares de CAD.

Modo 302

O modelo em si é parte de um automóvel e foi criado em um sistema totalmente baseado em curvas NURBS. Assim que ele é importado para dentro do Modo, o que acontece é que o software converte as curvas para triângulos, o que é muito difícil de manipular em ferramentas de modelagem. O artista consegue redesenhar a topologia do modelo 3d sobre o objeto, criando uma nova estrutura para o modelo 3d, usando apenas faces quadradas.

Nesse tutorial é possível acompanhar o uso de ferramentas de modelagem poderosas do Modo 401, como a adaptação de geometria em superfícies orgânicas. Não deixe de conferir a segunda parte do tutorial, que está acessível por um pequeno link no final do texto.

Mesmo que você não use o Modo, o tutorial vai ajudar a entender a vantagem em aplicar retopologia em objetos 3d complexos e orgânicos. O modelo 3d resultante da técnica é bem limpo e com topologia organizada.