Blender Cycles com suporte a SSS e Skin Shader

O uso do recurso Sub Surface Scattering é muito importante para a representação de elementos orgânicos em softwares de renderização, pois o seu objetivo é de reproduzir um efeito que acontece no mundo real. A luz quando passa por materiais semi-transparentes acaba se espalhando de maneira peculiar gerando níveis diferentes de iluminação e transparência como na pele humana. As pessoas que já fazem uso do Blender Cycles devem saber que o mesmo não tem suporte para Sub Surface Scattering (SSS), o que por isso a reprodução de materiais semelhantes a pele humana fica prejudicada.

Mas, assim como já comentei aqui no blog várias vezes o Cycles está em desenvolvimento constante, e apesar de ter recursos que ainda devem ser adicionados ao seu leque de opções, os recursos acabam sendo implementados com grande velocidade. E a grande novidade do Cycles nesses últimos dias é exatamente o suporte ao uso de SSS! Sim, provavelmente no Blender 2.67 teremos o suporte ao uso de shaders com SSS!

O simples fato de ter SSS já é interessante, mas isso não é tudo! Um artista já de posse do recurso começou a fazer experimentos com o SSS do Cycles e já conseguiu bons resultados na reprodução de um shader para a pele humana. A imagem a seguir é uma renderização usando o Cycles e o shader:

Blender Cycles Skin Shader

O objetivo desse shader é o de reproduzir o famoso Arnold Skin Shader, e caso você queira fazer o download do modelo 3d e cena usada para o teste, assim como conferir outras imagens renderizadas com o Cycles, é só visitar esse endereço no blenderartists e conferir as informações do Skin Shader para o Cycles.

Por enquanto o SSS ainda não está totalmente implementado e sequer é possível usar GPU para fazer o render, mas provavelmente até o lançamento do Blender 2.67 já será possível usar sua placa de vídeo para renderizar materiais como pele humana e muitos outros!

Aprendendo a usar o Blender Cycles

E para as pessoas que tem curiosidade de saber trabalhar com o Blender para configurar materiais e também a renderizar com o Cycles, recomendo uma visita ao EAD – Allan Brito para conferir os cursos sobre:

Tutorial Blender: Criando um copo com líquido

A renderização de superfícies e materiais que simulam líquidos é um desafio interessante para qualquer artista 3d, pois esse tipo de material agrega vários efeitos óticos avançados, e muita coisa pode atrapalhar a visualização realista desse tipo de objeto. Se o líquido estiver dentro de um recipiente transparente a coisa pode ficar ainda mais complexa, pois a superfície do líquido acaba se mesclando com a do recipiente transparente, e pequenos defeitos aparecem na renderização.

Se você nunca tentou simular esse tipo de material e cena no Blender, encontrei um tutorial em vídeo que pode ser de grande ajuda. No vídeo o autor cria um copo de vidro com uma quantidade de líquido dentro, representando o que seria leite.

O vídeo é bem curto e pode ser acompanhando de maneira muito simples, mesmo por usuários com pouca experiência com Blender, mas com algum conhecimento básico sobre as ferramentas.

A modelagem do copo e do líquido é o segredo para conseguir um bom resultado nesse tipo de situação, e o autor consegue resolver esse problema de maneira engenhosa, por meio de um conjunto de ferramentas do Blender. Primeiro é criado o perfil do copo usando curvas para conseguir arcos mais arredondados para os cantos do copo, que em seguida são convertidos para polígonos. A conversão é necessária para que seja possível usar o Spin e gerar a superfície do copo.

Com a superfície criada o próximo passo é fazer a separação do volume que irá representar posteriormente o volume do líquido, e nesse tutorial esse líquido tem as propriedades de leite.

Uma opção muito útil do Blender e que poucas pessoas conhecem é o separate, acionado no modo de edição com a tecla P. Ao selecionar qualquer parte de um polígono e pressionando essa tecla, podemos criar novas partes de um polígono com base na seleção. Em várias situações de modelagem esse tipo de ferramenta ajuda de maneira significativa a compor novos polígonos!

No final do tutorial o autor aplica o material que irá representar o leite, e fazendo uso do preset de Subsurface Scattering para o leite, a coisa fica bem rápida de configurar! Com a cena pronta, é possível alterar o tipo de material do líquido para visualizar efeitos diferentes de transparência.

Configurando materiais semi-transparentes no Cinema 4D (SSS)

A configuração de materiais em projetos 3d é uma arte que exige muito treino e prática para conseguir bons resultados. Qualquer artista 3d já deve ter enfrentado situações em que não conseguia resultados satisfatórios em projetos de renderização, por dificuldades em encontrar os melhores ajustes para representar uma superfície. Por isso, a prática da configuração de materiais é muito importante no processo de aprendizado de qualquer ferramenta 3d. Qual o material mais complicado de configurar e usar? Sem sombra de dúvida, os materiais que apresentam algum nível de transparência sempre são os mais difíceis, principalmente quando envolvem Sub Surface Scattering, conhecido também como SSS.

Esse é um fenômeno ótico que acontece em várias superfícies semi-transparentes de natureza orgânica. Basta colocar a sua mão na direção de uma fonte de luz bem forte como o Sol, e você verá o SSS em ação, com níveis diferentes de luz passando pela sua pele. A dificuldade em configurar esse tipo de fenômeno em materiais 3d está relacionado com a relação que esse efeito tem com a luz. Para conseguir representar o SSS bem, o artista precisa ajustar a direção de fontes de luz para direcionar o efeito de transparência em gradiente na direção da câmera.

Caso você queira aprender a configurar esse tipo de efeito no Cinema 4D, assistindo um tutorial em vídeo que encontrei ontem e que aborda muito bem o assunto, pode conferir no link abaixo como configurar SSS no Cinema 4D.

SSS tutorial 001 from rob redman on Vimeo.

No tutorial o autor não trabalha com materiais tão orgânicos, como a pele humana, mas aborda a criação de superfícies transparentes inorgânicas que podem muito bem representar diversos tipos de plásticos ou líquidos.

Repare que durante o tutorial o autor faz diversos experimentos com posicionamento e configuração de pontos de luz, para criar o efeito no objeto 3d. Dependendo do ângulo e direção da luz, o efeito do SSS é alterado significativamente. Os artistas que usam Cinema 4D podem aproveitar o tutorial para aprender o funcionamento do SSS, mas o conceito relacionado com a técnica pode ser aproveitado por todos.

Esse tipo de conhecimento é útil para diversos softwares pois desde o 3ds Max, Maya, Softimage, Blender 3D e outros, permitem trabalhar com SSS. Inclusive renderizadores externos também permitem usar versões otimizadas do SSS com shaders especiais nos materiais. Por exemplo, com o 3ds Max é possível usar SSS em shaders do Mental Ray, V-Ray, FryRender, Maxweel Render e vários outros. Com o Blender 3D também podemos usar SSS junto com o LuxRender e YafaRay usando shaders especiais.

Modelagem 3d orgânica e renderização com o Modo 401

A criação de materiais superfícies em 3d é um processo que pode ser simples de realizar ou complexo, dependendo da natureza da superfície que estamos tentando representar. Sempre que abordo o assunto “materiais e texturas”, nas minhas aulas sobre sempre me questionam sobre o material mais difícil de criar. A melhor reposta para essa pergunta é: superfícies orgânicas. Basta parar um pouco e observar cascas e o interior de frutas e perceber que nesses objetos temos uma mistura complexa de vários efeitos óticos, que vão da semi-transparência de algumas superfícies até mesmo Subsurface Scattering em vários níveis de difusão da luz. É o tipo de material que realmente pode demandar muita configuração até acertar.

Caso você queira ter uma boa idéia de como criar esse tipo de material em softwares 3d, encontrei nos últimos dias um excelente tutorial em vídeo que mostra como é possível criar o modelo 3d de um morando morango no Modo 401. O objetivo do autor desse tutorial foi a criação do modelo 3d de um morando morango usando apenas as opções de modelagem poligonal do Modo, sem o uso de opções como mapas de displacement ou bump. O modelo 3d criado foi um exercício, que é parte do aprendizado do Modo 401 pelo artista.

MODO 401 Strawberry modelling Tutorial from andy probst on Vimeo.

Na primeira parte do tutorial o autor explica a composição geral da cena e como foi que diversas primitivas geométricas acabaram criando o modelo 3d do morango. Tudo na cena foi derivado de alguma forma de objetos como esferas, cubos ou planos.

A última parte do tutorial é destinada a explicar o procedimento para criar o material da superfície, que usa uma série de configurações e ajustes para conseguir o efeito da casca orgânica. Nesse ponto é inevitável usar gradientes e mapas de displacement para conseguir a irregularidade característica das superfícies orgânicas.

Para os usuários do Modo 401, esse tutorial é uma excelente introdução ao uso do editor de materiais e ferramentas de modelagem poligonal simples. Se você nunca usou o Modo, pode conhecer um pouco mais da sua interface e ferramentas assistindo esse vídeo. A configuração desse tipo de material é mais difícil de transpor para outros softwares 3d, pois é necessário ajustar os valores dos materiais e também da iluminação. Mas, é um desafio bem interessante!

Tutorial renderização com LightWave 3D: Criando o material red wax do ZBrush

O Subsurface Scattering é uma técnica avançada de renderização, que faz com que a energia luminosa se espalhe em superfícies semi-transparentes como a pele humana e materiais como cera. A maioria das superfícies e objetos com texturas mais orgânicas apresenta o subsurface scattering em algum nível. Antigamente esse efeito era muito difícil de conseguir, e apenas ferramentas especializadas podiam gerar o efeito. Hoje, a maioria dos softwares 3d apresenta esse tipo de recurso, pois o algoritmo necessário para a sua implementação nesses softwares já foi publicado e estudado em vários trabalhos acadêmicos. No caso de softwares como o Blender 3D, basta a vontade de um desenvolvedor para que o código seja transportado para a ferramenta.

Os softwares mais comerciais precisam oferece um diferencial, para não aproveitar apenas os resultados do trabalho acadêmico de algum estudante universitário. Por isso é que a maioria das empresas como a Autodesk, investe em novos e melhorados algoritmos, pois a corrida é para oferecer o render mais rápido. Em uma das últimas atualizações do LightWave, a Newtek disponibilizou algumas melhorias nas configurações do Subsurface Scattering do software.

No tutorial abaixo, um artista 3d tenta reproduzir um material específico usando os shaders disponíveis no LightWave 9.5. O exercício realizado pelo artista no tutorial é interessante, pois o mesmo está tentando reproduzir o efeito de um material com subsurface scattering. Para fazer o download, visite esse link que leva para uma página nos fóruns da Newtek, em que é possível encontrar o link para o tutorial (arquivo MOV com 30MB).

tutorial-lightwave-sss

O material que o artista gostaria de reproduzir é o famoso Red Wax do Zbrush, que é o material padrão do software. Se você já visualizou alguma imagem ou tutorial de modelagem no ZBrush, deve ter visto esse material. Ele tem um aspecto de cêra vermelha, que é uma mistura de material reflexivo com altos índices de subsurface scattering.

Mesmo que você não seja usuário do LightWave, o tutorial é muito útil para mostrar alguns dos principais parâmetros de configuração dos materiais que usam Subsurface Scattering. Por exemplo, caso você nunca tenha visualizado os efeitos das mudanças em configurações como a iluminação que é exibida na parte posterior do modelo, recomendo conferir o vídeo.