MODELANDO COM SPLINES E PATCHES, E NÃO POLÍGONOS
Um dos pontos diferenciais do Animation Master é a sua característica de modelar utilizando Patches e não Polígonos.
Patches são formados por splines interconectadas que, seguindo algumas regras básicas, permitem gerar modelos 3D complexos com uma enorme flexibi-lidade. A princípio a modelagem através de Patches pode parecer um pouco confusa (principalmente quando esta-mos acostumados a utilizar a mode-lagem tradicional por polígonos) mas o
modelo 3D gerado no final realmente vale a pena! Isto porque a quantidade de pontos de controle necessários para definirmos uma superfície curva com Patches é significativamente me-nor que a quantidade de vértices de polígonos necessários para definir a mesma superfície. A figura 1 mostra o mesmo modelo definido em Patches e em Polígonos. O Modelo em Patches possui apenas 208 patches enquanto o modelo em polígonos (formato 3DS) é composto por uma malha de 3036 polígonos e, mesmo assim, não irá atin-gir a definição que o modelo em Pat-ches apresenta.
Animation Master
Parte 2
Modelando Personagens Orgânicos no AM
Figura 4
Figura 3 Figura 2 Figuras 1A e 1B
Apesar da grande maioria de programas 3D trabalharem com polígonos e este tipo de modelagem ser mais facilmente implementada pelos programadores, está, na realidade, na modelagem baseada em Patches (definidas por Splines ou NURBS) o futuro para onde os programas 3D devem caminhar. (figura 1 Patches Vs. Polígonos)
Os Patches são definidos por splines que são criadas a par-tir de alguns “pontos de controle” (ou CPs) e conectadas entre si diretamente na janela de modelagem. O programa irá inter-pretar as superfícies a partir das regiões fechadas (ou patches) formadas por estas splines. A versatilidade deste tipo de mo-delagem vem do fato que ajustando um único ponto de con-trole de uma curva spline modifica-se toda uma superfície.
A primeira impressão que se tem quando começamos a modelar com Splines é a de que existem poucas ferramentas. Entretanto esta sensação logo desaparece quando começamos a explorar toda a potencialidade deste tipo de modelagem. Logo você perceberá que, a partir de simples ferramentas de criação de splines, poderá definir patches que irão compor vir-tualmente qualquer superfície que imaginar.
REGRAS BÁSICAS DE MODELAGEM COM PATCHES Como comentamos, os Patches são definidos a partir de splines. Entretanto, nem toda combinação de curvas splines irá gerar uma superfície. Um Patch “válido” irá renderizar como uma superfície e um Patch “não válido” não irá renderizar (ou irá renderizar como um buraco caso esteja dentro de uma superfície válida e conectada a esta.
A modelagem baseada por patches segue algumas regras básicas e simples:
• Qualquer combinação fechada de 3 ou 4 pontos de controle irá definir um patch DESDE QUE não estejam todas sobre a mesma spline.
• Patches definidos por 5 pontos não são válidos como super-fície, MESMO QUE sejam identificados e validados individual-mente.
• Extrusão e Revolução (Sweep) de uma spline irá gerar sem-pre patches válidos na lateral gerada pela extrusão ou sweep.
29 www.digitaldesigner.com.br Figuras 5A e 5B Figuras 8 e 9 Figuras 6 e 7 Figura 10
• Se você adicionar um ponto de controle a mais em um Patch de 3 ou 4 pontos este se tornará imediatamente um furo den-tro da superfície em que se encontrar.
• Você poderá unir um CP de uma spline a uma lateral livre (sem nenhum CP) de outra spline. Chamamos isto de Hooks.
A figura 2 mostra alguns patches válidos (com superfície) e inválidos (furos sem superfície).
AS FERRAMENTAS QUE VOCÊ IRÁ UTILIZAR
Basicamente, para modelar com Patches tudo que você precisa são ferramentas para criação/edição de splines e algu-mas ferramentas básicas de modelagem como extrusão e sweep. Estas ferramentas estão disponíveis na Barra de Ferramentas do AM (figura 3).
MODELANDO COM PATCHES
Existem basicamente 3 formas de gerarmos modelos através de Patches:
• Criando-se cada spline, uma a uma, e conectando-as entre si. • Partindo-se de uma forma 3D (primitiva ou não) gerada a partir de uma extrusão ou Revolução.
• Ou ainda uma combinação das 2 formas acima. MODELANDO UMA MÁSCARA COM PATCHES
Vamos modelar agora uma máscara a partir de uma ima-gem de referência criando, uma a uma, as splines e conectan-do-as para gerar os patches.
• NOTA: Poderíamos gerar a máscara a partir de uma primiti-va (esfera, cilindro, etc.) gerada com Sweep ou Extrusão. Isto talvez seria mais prático na geração de personagens tipo Toons mas para uma máscara que tenha a finalidade de simular a realidade de um rosto humano isto acabaria gerando splines iniciais a mais ou a menos do que necessário, gerando um tra-balho extra considerável para adequação destas splines à necessidade do modelo.
• NOTA: Você poderá obter os arquivos utilizados neste tutori-al no endereço: www.cadtec.com/am/tutoritutori-al2
CARREGANDO A IMAGEM REFERÊNCIA DO MODELO O AM nos permite carregar uma ou mais imagens como referência para modelagem. Este recurso se chama Rotoscopia. 1 Vamos aplicar duas Imagens de Referência do modelo -uma Frontal e outra Lateral.
• Abra uma nova janela para o modelo utilizando File/New/Model. • Caso a Janela da Estrutura do Projeto (Project Workspace) não esteja aberta, selecione View/ Project Workspace para abri-la. • No Project Workspace clique botão-direito (ou com Cmd no Mac) sobre o ícone do modelo (Model 1) e selecione New/ Rotoscope...
• Clique no botão Browse e selecione a imagem Frontal do Modelo.
• Selecione a imagem importada e na de Paleta de Pro-priedades desabilite a opção “Pickable” e selecione View em “Front”. Defina a Vista da Janela em Front.
• Crie uma nova Janela Window/New Window e coloque esta em Vista Left.
• Repita o processo anterior para Importar a Imagem Lateral do Modelo.
• Selecione a Imagem Importada e na de Paleta de Propriedades desabilite a opção “Pickable” e selecione View em “Left”. Defina a Vista desta segunda Janela em Left.
No final deverá haver duas janelas de trabalho, uma com a vista Frontal do modelo e outra com a Lateral (Left) (figura 4). AGORA MÃOS A OBRA !
CRIANDO AS SPLINES
2 - Utilizando a ferramenta Add Lock desenhe os ovais que irão definir, na vista frontal, o contorno do rosto, dos olhos e da boca. Cada clique irá definir um novo ponto de controle na
Spline, ESC irá encerrar a criação da Spline (figura 5a). Nesta etapa preocupe-se apenas com a quantidade de CPs que você considera adequada para a boca e para os olhos do personagem (mantenha os mesmos pontos de controle para ambos os olhos.) • IMPORTANTE: Para unir o CP final com o inicial: Arraste (com a ferramenta de seleção) um CP até o outro e clique o botão direito do mouse (PC), ou pressione a tecla “~” (Mac)
3 - Gere mais resolução aos contornos dos olhos e da boca criando novos contornos idênticos aos já criados (figura 5b). Poderíamos fazer isto criando uma a uma cada nova spline, entretanto existe uma forma mas fácil de de fazer isto (e já obter os patches válidos interconectando cada contorno gera-do): utilizando a ferramenta de Extrusão. Para isto adote o seguinte procedimento:
• Selecione toda a spline que forma o contorno do olho (use o atalho “,”)
• Extrude (E) a spline, posicione a spline extrudada sobre a original e amplie-a usando o modo de escala da ferramenta de seleção (o cursor irá indicar o modo de escala quando você posicioná-lo sobre um dos CPs da Spline selecionada).
4 - Esta é a etapa na qual iremos criar as curvas longitudi-nais e radiais da máscara (figura 6). Sem dúvida, esta etapa é a que demandará mais trabalho e atenção. Utilizando as fer-ramentas de criação e edição de splines, você irá gerar as splines e interconectá-las. Lembre-se das seguintes regras e você não terá muitas dificuldades:
• Uma spline nunca pode atravessar sobre outra sem ter um CP de conexão entre as duas. Para efetuar a conexão entre duas splines arraste a CP de uma sobre o CP da outra e, mantendo o botão pressionado, clique Botão Direito (PC) ou pressione a tecla “~” (Mac).
• Para facilitar o trabalho mais adiante procure fazer as curvas seguirem as curvas faciais da imagem de referência no fundo. • Procure distribuir as splines de forma homogênea.
• Seja simétrico na quantidade de splines que você está geran-do em ambos os lageran-dos.
Antes de prosseguir verifique se todos os patches que definem as superfícies da face são patches válidos. Para isto mude o modo de visualização para “Shaded Wireframe”. Caso sua máscara pos-sua patches inválidos você terá “buracos” em pos-sua máscara (figu-ra 7). Neste caso reveja estes patches verificando se todas as splines que definem o patch possuem seus CPs interconectados ou se não possuem mais do que 4 CPs em sua definição. O resultado final das superfícies resultantes deverá ser algo parecido com a figura 8.
5 - Antes de partirmos para a vista lateral e ajustar a tridi-mensionalidade da face, vamos criar mais duas splines circulares na vista frontal. Uma para gerar mais pontos para detalhamen-to da testa e outra para a definição da parte superior dos olhos. • A circular que passa pela testa pode ser gerada facilmente através da extrusão da spline mais externa (que define o con-torno do rosto).
• A circular que definirá a parte superior dos olhos poderá pas-sar pela parte inferior dos olhos. A fig. 9 mostra a face frontal completa com as duas splines criadas.
AJUSTANDO A TRIDIMENSIONALIDADE DA MÁSCARA Agora vamos trabalhar a tridimensionalidade dos pontos. Para isto teremos que selecionar os CPs na vista Frontal e ajustá-los na vista Lateral (Left) usando a imagem lateral de referência do modelo. Para realizar este trabalho é muito importante que você mantenha as duas vistas abertas. • IMPORTANTE: Antes de prosseguir verifique se a imagem de referência está na escala e posicionada adequadamente com relação à spline que você já criou na vista Frontal. Uma dica é pegar pontos conhecidos na vista frontal, selecioná-los e então reposicionar a imagem de fundo na vista lateral de acordo com os pontos selecionados.
ALGUMAS DICAS PARA REALIZAR ESTE TRABALHO: • Para restringir o movimento do CP nos eixos X, Y ou Z use os atalhos “1”, “2” e “3” respectivamente.
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• Quando for ajustar a profundidade de um ou mais pontos, lembre-se sempre de também selecionar os CPs correspon-dentes do lado direito da face (que não são vistos na sua imagem de referência
do modelo) caso contrário você perderá totalmente a simetria do seu modelo. • Para evitar confusão de splines na janela de modelagem, selecione a spline com a qual deseja trabalhar (selecione um CP da
spline e use o atalho “,” para selecionar toda a spline) e então use a ferramenta Hide para esconder as outras splines. • De tempos em tempos procure ren-derizar o trecho em que você está tra-balhando para ir observando se você não está gerando “vincos” indesejados nas superfícies. Para corrigir vincos refaça uma ou mais splines que definam o patch que apresenta o vinco.
SIGA OS SEGUINTES PASSOS: 6 - Primeiro ajuste a linha meridional central da face de acordo com os con-tornos da vista lateral e aprofunde um pouco mais a spline de contorno da máscara (figura 10).
7 - Agora ajuste a profundidade da segunda spline de contorno (uma antes da spline externa). Ajuste cada trecho da spline de acordo com a imagem late-ral (figura 11).
8 - Vamos trabalhar agora na região dos olhos, ajuste primeiro as curvas mais afastadas que contornam a cavi-dade ocular até chegar ao contorno dos olhos propriamente ditos (figuras 12 e 13).
9 - Trabalhe agora o nariz e, final-mente, a boca (figura 14).
10 - Se necessário, faça alguns ajustes nas Splines. A figura 15 nos mos-tra a versão final das Splines de sua máscara.
No final você terá uma máscara 3D gerada a partir de seu modelo como mostrado na figura 16.
Salve seu modelo para que possa utilizá-lo posteriormente.
No próximo tutorial você aprenderá a aplicar materiais e mapeá-los no Anim-ation Master. Até Lá!
David Oliveira é diretor da CAD Technology Sistemas. Contate-o através do seu e-mail:
david@cadtec.com
* Este tutorial se baseia em alguns conceitos extraídos do artigo “Skylark” (por Jeffrey Lew).
Figura 16 Figura 15
