Domínios inteligentes para simulação de fumaça no Blender

A simulação de fumaça no Blender, ou qualquer software que suporte esse tipo de animação, consome quantidades consideráveis de processamento em qualquer computador. Para utilizar esse tipo de recurso em animações que precisam mostrar detalhes ou realismo nas imagens, é necessário possuir equipamento capaz de manipular grandes quantidades de informação. A boa notícia é que a simulação é totalmente pré-processada, fazendo com que apenas a parte do cálculo seja mais demorada, e depois a reprodução da animação possa ser realizada de maneira mais rápida. A parte ruim é que isso ainda precisa ser renderizado, e nesse ponto não existe escapatória.

Para tentar reduzir essa alta demanda por poder computacional, a maioria dos softwares que trabalham com simulações baseadas em física utilizam o conceito do chamado domínio. Esse domínio é o volume no espaço 3d em que a fumaça, líquido ou partícula deve ser representada como parte desse tipo de simulação.

No Blender, o domínio pode ser baseado em objetos poligonais como cubos. Quando o emissor da fumaça está em movimento, o uso desse tipo de domínio fica mais complicado, pois precisamos criar um domínio suficientemente grande para comportar todo o movimento do emissor, e isso demanda mais espaço para realizar cálculos e gravar o movimento da fumaça/líquido ou partícula. Já pensou se fosse possível criar um domínio “inteligente” que fosse pequeno e se adaptasse ao movimento do emissor das partículas, fumaça ou líquido? Isso está para acontecer no Blender com o recurso ainda experimental Adaptive Domain. O vídeo abaixo mostra um exemplo do seu uso, em que o domínio usado para representar partículas e fumaça acaba se adaptando ao movimento do emissor:

Esse recurso deve ajudar de maneira significativa na redução do consumo de recursos computacionais, principalmente no estágio do cálculo da simulação (Bake).

Como faço para encontrar o recurso no meu Blender? Você ainda não encontra o Adaptive Domain no Blender, pois a ferramenta ainda está em desenvolvimento, e o vídeo apenas mostra os primeiros resultados obtidos com essa nova opção para animação. O autor desse recurso se chama Miikah e assim que versões de teste, ou novidades sobre o recurso foram divulgadas, publico aqui no Blog.

Agora você já pode fazer aquela cena épica de luta com muitos efeitos baseados em física!

Aprenda a criar o rastro de um cometa no 3ds Max com partículas

O trabalho com partículas em 3d é sempre desafiador devido a quantidade enorme de parâmetros que precisamos conhecer para conseguir ajustar o movimento, interação e dinâmica geral das partículas. Esse é um tipo de elemento que compartilha algumas informações básicas como emissor, tipo de partícula e outras características, mas no geral é preciso estudar bem cada software para usar as suas partículas. É bem diferente do processo de modelagem 3d que é bem genérico e permite migrar para outros softwares de modelagem 3d sem grandes problemas.

Se você é usuário do 3ds Max 2012 e gostaria de aprender a configurar um sistema de partículas que consiga simular a cauda de um cometa ou meteoro, o tutorial abaixo será de grande ajuda! No vídeo, o autor mostra como criar esse tipo de animação e ainda utiliza um software especializado em renderizar partículas chamado Krakatoa. Esse software consegue produzir vídeos e animações usando partículas que estão entre os mais impressionantes em beleza plástica (sempre quis usar essa palavra aqui no blog).

O vídeo não tem narração, apenas alguns comentários e procedimentos descritos em texto ao longo do procedimento. Portanto, abra o seu 3ds Max e comece a seguir as recomendações do autor.

O objetivo do tutorial é fazer com que uma esfera que é a emissora das partículas, descreva uma trajetória que segue a curva criada pelo artista. Essa curva é deformada para que o movimento da esfera seja o mais irregular possível. Depois de adicionar a curva e a esfera, o artista também coloca no centro da esfera, e alinhado com a esfera uma luz do tipo Omni, para criar o efeito de iluminação necessário ao emissor das partículas.

Os objetos são configurados usando controladores do tipo Path para que todos sigam a curva. O emissor das partículas é ajustado para que o tempo de vida das partículas e a sua direção sejam compatíveis com o movimento do objeto, e consequentemente passar a impressão de que estamos visualizando um cometa ou algo parecido.

No final a cena é renderizada com o Krakatoa que nesse exemplo não está conseguindo bons resultados, mas isso foi devido ao tempo do tutorial que acabou de maneira abrupta.

Se desconsiderarmos o evento em que o computador do autor desse tutorial travou no meio do processo, o vídeo é um ótimo exemplo de como podemos gerar movimentos semelhantes a cometas ou meteoros usando as partículas do 3ds Max.

Tutorial Maya 2011: Animação com partículas e Goals

A animação usando partículas é sempre assunto para projetos que envolvem grandes quantidades de objetos em movimento, ou então para situações em que precisamos trabalhar com simulações físicas. A escolha do software para trabalhar com esse tipo de animação é de fundamental importância para o sucesso de qualquer iniciativa, pois nesse tipo de animação a quantidade de parâmetros e opções é que determina a facilidade com que o movimento é ajustado. Como estou preparando muito material para minhas aulas com o Maya, resolvi gravar um pequeno tutorial em vídeo mostrando como trabalhar com uma ferramenta extremamente interessante das partículas no Maya.

O vídeo abaixo mostra como trabalhar com uma opção chamada de Goal, que nada mais é que determinar que as partículas precisam perseguir um determinado objeto. Esse é o vídeo:

O primeiro passo para trabalhar com esse tipo de ferramenta é, evidentemente, adicionar um sistema de partículas na viewport do Maya. Isso é feito com a seleção do Shelf Dynamics e no menu Particles escolhemos a opção Create Emitter. Isso adiciona um emissor de partículas na viewport que podemos usar para interagir com outros objetos.

Um aspecto importante da gestão de partículas no Maya, é que as partículas e os emissores são objetos completamente diferentes. No vídeo isso é bem ressaltado, mostrando que para trabalhar com interações relacionadas com partículas é necessário selecionar as partículas e não o emissor. O truque para fazer isso é avançar um pouco a timeline para conseguir clicar sobre os pontos que representam as partículas. Nesse caso não foi feita nenhuma alteração no emissor, resultando em emissão do tipo omni. As partículas são emitidas para todos os lados.

Para criar um Goal é preciso adicionar um objeto qualquer a cena a depois selecionar primeiro as partículas, e depois o objeto. No mesmo menu Particles encontramos a opção Goal, que ao ser acionada com os objetos selecionados na ordem indicada, faz com que as partículas sigam o objeto 3d. A força com que as partículas perseguem esse objeto é controlada usando o Goal Weight.

Essa é uma opção extremamente interessante para adicionar dinamismo as animações com partículas, pois os alvos das partículas podem ser animados e criar movimentos caóticos na cena.

Blender usando nós para editar animação e dados

Os softwares que trabalham com modelagem 3d e animação acabam precisando gerenciar projetos com grande quantidade de dados, e complexos esquemas de duplicação e outros elementos. Com o tempo, esses projetos acabam ficando difíceis de organizar e atualizar. Isso é bem simples de perceber quando temos grande número de modificadores aplicados no mesmo objeto, junto com materiais e texturas. Uma simples alteração em qualquer modificador, acaba demandando alterações nos materiais e mapeamento UV. Como resolver esse tipo de problema?

Uma solução interessante é o uso de sistemas baseados em nós, como é o caso do Houdini 3D que já permite trabalhar basicamente com esses objetos para organizar e gerenciar toda a cena. Sim, podemos criar elementos e inclusive fazer a gestão de modificadores e outros elementos. É uma das soluções mais poderosas em termos de combinação de fatores e possibilidade. Se você usou o sistema para criar materiais, texturas ou composição no Blender sabe o poder dos nós.

Para alavancar ainda mais o uso desse tipo de elemento no Blender, um desenvolvedor está trabalhando na expansão dos nós do Blender para que os mesmos possam ser usados em objetos ou animação. O vídeo abaixo mostra uma demonstração do sistema em ação:

Data set processing from Lukas Toenne on Vimeo.

Podemos acompanhar dois exemplos no vídeo que são a manipulação de um Grid sendo animado com um modificador do tipo Wave. Depois disso temos um sistema de partículas também sendo controlado com campos de força aproveitando os nós.

Esse tipo de solução deve permitir inúmeras combinações para animação e criação de cenas complexas.

Imagine a gestão de efeitos especiais com grande quantidade de parâmetros como as partículas, combinados com outros elementos. Isso deve permitir que possamos criar animações complexas de maneira mais rápida, dependendo apenas da sua criatividade e organização dos nós.

Junto com outros projetos ainda experimentais do Blender, esse tipo de melhoria deve fazer com que versões futuras do Blender fiquem ainda mais atraentes para artistas 3d interessados em trabalhar com grandes projetos. Ainda é cedo para dizer quando esse tipo de ferramenta estará disponível e estável para a maioria dos artistas e usuários, mas já é animador saber que algo assim está sendo criado.

Criando flechas animadas usando partículas no Softimage XSI ICE

O sistema de partículas de um software 3d é uma das partes mais versáteis e úteis em termos de animação, qualquer que seja o software usado. Nos softwares que já permitem o controle procedural das partículas como o Softimage XSI e o Houdini, as possibilidades de configuração e animação com esses sistemas são ainda maiores. Quando um projeto de animação requer que o artista crie cenas em que múltiplos objetos estão se movendo no cenário, como um conjunto de flechas disparadas na mesma direção, o sistema de partículas pode ajudar em muito.

No tutorial abaixo é possível acompanhar o procedimento e passos necessários para criar uma animação usando partículas, que simulam várias flechas em movimento. A animação que o artista do vídeo está criando é um pouco mais complicada, pois são flechas flamejantes e que interagem com efeitos atmosféricos. O vídeo está em alta resolução e dividido em duas partes.

A primeira parte do vídeo mostra o artista configurando o sistema de partículas para que o mesmo use instâncias de um modelo 3d no cenário, nesse caso o modelo 3d de uma flecha. Você vai perceber que a maioria das opções e ajustes usados no Softimage XSI estão presentes em outros softwares, como os ajustes do objeto emissor e os controles para velocidade, quantidade e força das partículas. Boa parte do processo é ajustada usando nós, o que deixa a fase de ajuste bem diferente para quem não está acostumado.

Mesmo assim, é interessante acompanhar a interação visual dos parâmetros resultando na animação das partículas.

XSI 7 ICE : Flaming Arrows Part 1 from Steven Caron on Vimeo.

A segunda parte do tutorial é dedicada ao ajuste e criação dos efeitos que acompanham o sistema de partículas. Nesse caso, as flechas que são animadas pelo Softimage deixam um pequeno rastro ao configurar o seu movimento ao longo da trajetória. Isso é efeito adicionando elementos como fumaça e interação com luzes no ambiente.

XSI 7 ICE : Flaming Arrows Part 2 from Steven Caron on Vimeo.

Se você não está acostumado com o uso de sistemas baseados em nós, a organização desse tipo de animação e efeito usando esse tipo de recurso pode parecer mais confuso e difícil que o velho menu cheio de parâmetros. Mas, com esse tipo de recurso, é possível ter uma interface mais limpa e que use apenas os nós com parâmetros usados na cena. Sem mencionar o fato que tudo é procedural, e pode abranger uma quantidade quase ilimitada de combinações para criar efeitos.

Mesmo que você não entenda a narração em inglês, é possível entender o que está acontecendo no vídeo se os nomes dos nós usados forem associados ao que acontece na cena. Para isso, qualquer experiência com softwares 3d é necessária.