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DISPLACE, BUMP E NORMAL MAP

Displace, Bump e Normal Map são métodos de mapeamento que alteram a superfície de uma malha. Eles são muito usados para simular detalhes que seriam muito difíceis e até impossíveis de serem feitos a partir de técnicas tradicionais de modelagem. Todos esse métodos usam texturas como referência e se diferem no modo  como calculam as deformações.

Nesse tutorial você vai conhecer cada um desses métodos de mapeamento e vai estar apto a escolher o que mais se adapta ao seu projeto. Aprenderá ainda a gerar um normal map dentro do próprio Blender ou usando o editor de imagens de código aberto Gimp.

Displace Map

O Displace é um modo de mapeamento que desloca os vértices de uma malha a partir das informações de cores de uma textura. Esta textura deve conter uma escala monocromática de cores que varia do branco puro ao preto total, onde o branco significa deslocamento máximo e o preto nenhum deslocamento. Cores intermediárias (em escalas de cinza) determinam deslocamentos que dependem da intensidade do cinza. Esse método necessita que a malha tenha um número considerável de vértices.

Podemos aplicar displacement map de duas maneiras: a partir dos parâmetros de influência da textura ou através de modificador. Usando essa técnica pelos parâmetros de influência da textura, o resultado só poderá ser visto através da renderização e o resultado do Material Preview é completamente diferente de seu resultado final. Já o modificador, permite que tenhamos maiores possibilidades de configurações e a possibilidade de animações que seriam bastante complexas se realizadas manualmente. O parâmetro de influência também permite animação, mas estamos limitados a apenas um parâmetro e além do mais, ficaremos à mercê da tentativa e erro, pois, como dito antes, só podemos ver o resultado após a renderização. Vamos ver como usar os dois modos de displace:

Usando displace  a partir dos parâmetros de textura.

  1. Abra o Blender e apague o cubo padrão. Tecle Shift+A, selecione a opção Mesh e no menu que se abre tecle em Plane para adicionar um plano a cena.
  2. Como visto acima, este método se vale de uma boa quantidade de vértice para que ele os desloque usando a textura como referência. Vamos subdividir o plano, para isso, com ele selecionado, tecle Tab para entrar no modo de edição e em seguida tecle W. No menu flutuante Specials, clique em Subdivide para subdividir o plano. Em seguida tecle F6 e em Number of Cuts aumente o número para 10 e saia do modo de edição.
  3. Para poder aplicar uma textura ao objeto precisamos, inicialmente, de um material. Para tanto, clique no botão do painel de materiais na janela Properties e clique em New.
  4. Agora clique no botão do painel Textures e clique em New para adicionar uma nova textura. A textura adicionada é uma textura procedural do tipo Clouds em tons de cinza. Não precisamos alterar nenhum parâmetro da textura para esse tutorial, exceto os parâmetros de influência.
  5. Dirija-se à aba Influence e desmarque a opção Color na seção Diffuse. Logo abaixo, na mesma aba, temos a seção Geometry onde podemos afetar a geometria usando a textura. Para usar o deslocamento de vértices marque a opção Displace.
  6. Observe que não há nenhuma alteração visível na viewport, para ver o resultado tecle F12 para renderizar a cena.
  7. A extensão de valores desse parâmetro varia de -1 até 1. Você pode animar essa opção da seguinte maneira: posicione o marcador de tempo no frame 1 e com o cursor do mouse em cima do parâmetro Displace, tecle I para inserir um quadro-chave. Note que sua cor muda para amarelo indicando que ele possui um quadro-chave naquele quadro. Mude novamente o indicador de tempo da Timeline no frame 30 e novamente posicione o cursor acima do parâmetro teclando I. Tecle Ctrl+F12 para renderizar a animação e ver o resultado. Assim que renderizar o quadro 30 tecle Esc para parar a renderização ou altere o valor de End na Timeline para 30 antes de iniciar a renderização.
Displace a partir do modificador Displace
  1. Tecle Ctrl+N e tecle Enter para iniciar uma nova cena. Tecle Shift+A, selecione a opção Mesh e no menu que se abre clique em Plane para adicionar um plano a cena. Entre no modo de edição e subdivida o plano como no exemplo anterior.
  2. Com o plano selecionado, clique no botão Object Modifiers, na janela Properties, e em seguida, na aba Modifiers clique em Add Modifiers. No menu drop-down, na seção Deform, selecione a opção Displace.
  3. Na seção texture do modificador clique no botão New para adicionar uma nova textura. Note que o resultado pode ser visto imediatamente na 3D view.
  4. Mude a opção Direction para Z. Na opção Strength você pode quantificar o resultado da deformação.
  5. Você pode animar o parâmetro Strength da mesma maneira como visto para o parâmetro de influência da textura.
Você pode ver nesse exemplo que o uso do modificador é muito vantajoso se comparado ao método anterior, exceto em situações em que o objeto esteja mais distante da câmera e sua cena tenha atingido um alto nível de complexidade, o primeiro será o mais recomendado.
Bump Map

O Bump Map é um método de mapeamento que simula rugosidade e imperfeições em uma superfície, e assim como o Displace, também utiliza um mapa monocromático. Esse método não precisa que o objeto contenha um elevado número vértices. Ele pode ser percebido em uma face facilmente. Uma desvantagem deste método é que, quanto mais acentua-se o grau de visão de uma câmera sobre uma superfície, mais fica perceptível que é apenas uma simulação. Em objetos sem volume, abertos ou com ângulos entre faces que formam quinas acentuadas fica perceptível as desvantagens quando se olha para as bordas ou cantos. É um excelente método para se usar em objetos que não estão próximos da câmera.

Para usar o método de Bump Map faça o seguinte:

  1. Se a cena anterior estiver aberta, tecle Ctrl+N e tecle Enter para criar uma nova cena. Apague o cubo padrão e adicione um plano. A seguir adicione um material.
  2. Vá até o painel Textures e adicione uma nova textura.
  3. Dirija-se à aba Influence e desmarque a opção Color na seção Diffuse. Logo abaixo, na mesma aba, na seção Geometry marque a opção Normal e renderize a cena para ver o resultado.
  4. A extensão do valor Normal varia de -5 até 5. Valores abaixo de zero fazem com que a parte branca do mapa tenha um deslocamento no sentido negativo, o oposto inverte o sentido para a direção positiva.

Normal Map

O Normal Map é uma variação de Bump Map que também necessita de um mapa para simular saliências em uma superfície através dos cálculos das normais de uma geometria. Esse mapeamento, diferentemente dos anteriores, utiliza um mapa em RGB onde o R, G e o B correspondem, respectivamente, ao X,Y e Z da normal a ser utilizada no cálculo da iluminação do modelo. Esse mapa pode ser gerado no próprio programa usando uma geometria em Hi-poly, para usar essas coordenadas em uma geometria com poucos polígonos ou pode ser gerada através de programas de edição de imagem como o Gimp.

Se você quiser usar o Gimp para gerar as texturas com base nas normais, você pode baixar o programa e o plugin nos links que se seguem abaixo:

Gimp

Plugin 

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HDRI ou HDR que é um acrônimo para High Dynamic Range (traduzindo seria Alto alcance dinâmico) é um formato de imagem que concentra a variação de luminosidade de um ambiente. Nesse tipo de imagem podemos concentrar a variação de luminosidade de várias imagens de um mesmo ambiente em uma única imagem, podendo assim controlar essa variação entre o menor e o maior valor. É daí que vem o alcance dinâmico, que praticamente é a quantidade de luz em diferentes intensidades.

Esse tipo de imagem consegue gravar, além das informações de cores, as informações de variação de luminosidade. Para se obter uma iluminação de ambiente realista, podemos mapear o ambiente com uma imagem do tipo HDR. O Blender permite usar essa imagens para mapear o ambiente e obter uma iluminação convincente, sem a necessidade de nenhum tipo de luz do programa e de maneira rápida.

Neste tutorial aprenderemos como configurar o Blender para usar imagens HDR.

  1. Abra uma cena na qual você deseja aplicar a iluminação de uma imagem HDR. Caso não tenha, crie uma cena como na imagem abaixo e aplique um material na Suzanne com os parâmetros definidos na segunda imagem. Aplique ainda um modificador Subdivision Surface e suavize a malha clicando em Smooth, na seção Shading da Shelf Tools (atalho T) .
  2. Exclua qualquer lâmpada que esteja na cena.
  3. Com cena devidamente construída, clique no painel Textures na janela Properties.
  4. Agora devemos escolher o tipo de dados da textura, para tanto clique no segundo botão (World) para criarmos uma textura para o ambiente.
  5. Selecione um slot de textura – aqui selecionamos o primeiro – e clique em New. Em Type selecione Image or Movie.
  6. Agora devemos abrir uma imagem em HDR para mapear o nosso ambiente. Para isso, na aba Image, clique em New. Navegue até a pasta onde sua imagem está arquivada e clique em Open Image. Se não tiver uma imagem deste tipo você pode estar baixando clicando no link do site openfootage.
  7. Ainda no painel de texturas role até a aba Mapping e em Coordinates selecione o tipo AngMap.
  8. No mesmo painel, vá até a aba Influence e ative a opção Horizon.
  9. Mude para o painel World. Na aba World ative a opção Real Sky. Ative a opção Environment Lighting e altere o tipo de Environment Color para Sky Texture.
  10. Na aba Gather aumente o número de Samples para 15. Renderize sua cena.

Você pode configurar os ajustes da imagem, como brilho, contraste, saturação, níveis de cor na aba Colors do painel Textures. Pode alterar o deslocamento, que funciona como uma rotação tridimensional da imagem nos parâmetros de Offset e a escala da imagem  no mesmo painel, na aba Mapping. Na aba World do painel de mesmo nome, você pode fazer o controle da exposição e a extenção das cores.

Então é isso aí. Esse é mais um tutorial da blenderP3D que visa lhe ajudar em suas produções em 3D no Blender ou ser mais uma alternativa em seus projetos. Esperamos ter ajudado e qualquer dúvidas poste nos comentários.

Sucesso!

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Abaixo daremos dicas rápidas de algumas ferramentas e atalhos que podem fazer a diferença em sua produtividade.

1 – Mudando o sistema de medida – a unidade de medida padrão do Blender é a BU (Blender unit) que é uma medida genérica usada pelo programa. Usando a grade do programa como referência, temos que cada quadrado formado pelas intersecção das linhas equivale a uma BU. Para mudar o sistema de medidas para o sistema métrico, vá até o painel Scene na janela Properties , vá até a seção Unit e clique em Metric.

2 – Ativando a visualização do comprimento das aresta, dos ângulos de arestas concorrentes adjacentes e das áreas da faces – tecle N na viewport para abrir as propriedades da 3D view. Na aba Mesh Display, seção Numerics ative as opções Edge legth, Face Angles e Face Area para ativar, respectivamente, a visualização do comprimento das aresta, dos ângulos de arestas concorrentes e das áreas da faces. Detalhe: para que esteja ativo o Mesh Display é necessário que o objeto esteja no modo de edição.

3 – Snap during transform é uma ferramenta de precisão que pode ser ativada usando Shift+Tab o clicando em seu respectivo ícone na header da 3d view. Esta ferramenta pode ser essencial em modelagem de maquetes e modelos mecânicos. Ela faz com que o objeto ou subobjeto seja atraído pelo elemento especificado na janela pop-up de seleção Snap Element. Seu tipos são:

  • Increment (padrão) – usa o grid como referência.
  • Vertex – usa vértices como ponto de precisão.
  • Edges – as arestas são usadas como referência.
  • Face –  usas faces como referência para a precisão.

Esse três últimos possuem uma seleção de alvo na caixa de seleção Snap Target.

  • Closest – usa o objeto mais próximo do ponto de precisão para alinhar.
  • Center – usa o centro da seleção.
  • Median – usa o ponto médio da seleção como ponto precisão.
  • Active – usa o último (sub)objeto como ponto de precisão.
  • Volume – usa o volume de um modelo como precisão.

4 – Quando desativado o Snap during transform, você pode ativá-lo instantaneamente segurando Ctrl e fazer algum tipo de transformação (rotacionar, escalonar ou rotacionar). Você pode deixar ativo o tipo que mais utiliza escolhendo uma das cinco opções do menu Snap Element (citado acima).

5 – Usando Snap during transform podemos ainda fazer retopologias de modelos. Selecione a opção Face e ative a opção Project individual elements on the surface of other objects para usar outro objeto como referência. Para a nova topologia você pode utilizar um plano para começar a “remodelagem”.

6 –  Existe uma função que pode ser usada com o Snap during transform onde vértices são fundidos quando se aproximam de outros vértices automaticamente. Especificamos no Snap during transform o tipo de elemento para snap como Vertex e clicamos em Mesh>>AutoMerge Editing para ativar a ferramenta.

7 – Podemos usar o centro para alinhar objetos. Por exemplo, para por um cubo  em cima do outro podemos selecionar um cubo; entrar no modo de seleção; selecionar um vértice da base; teclar Shift+S, opção Cursor to select; voltar ao modo de objeto e teclar Shift+Ctrl+Alt+C, opção Origin to 3D Cursor; selecione o cubo seguinte, entre no modo de edição e selecione um vértice do topo e em seguida tecle Shift+S, opção Cursor to select; volte ao modo de objeto e selecione o cubo anterior; tecle Shift+S e escolha a opção Selection to Cursor.

8 – Você pode criar atalhos para algumas ferramentas e opções de menus clicando com o botão direito do mouse, selecionando a opção Add Shortcut e em seguida teclando a tecla ou combinação de teclas desejada.

9 – Você pode extrapolar a posição do mouse na viewport ou na alteração de valores na utilização dos valores de rolagem, podendo ser muito útil em rotações, escalas e posicionamento sem que seja necessário reativar as ferramentas por causa do limite da tela. Para tal tecle Ctrl+Alt+U, clique no painel Input e vã até a seção mouse. Ative a opção Continuous Grab.

10 – Para utilizar o ponteiro do mouse como referência para aplicar o zoom,  tecle Ctrl+Alt+U, clique no painel Interface e em seguinda, na seção View Maipulation ative a opção Zoom To Mouse Position.

11 – Para fazer com que as rotações de visualização de um modelo (ponto de vista) aconteçam em torno do objeto selecionado, tecle Ctrl+Alt+U, clique no painel Interface e em seguinda, na seção View Maipulation ative a opção Rotate Aroud Selection.

12 – Utiliza o Blender de laptops e não tem teclado numérico?  tecle Ctrl+Alt+U, clique no painel Input e em seguinda ative a opção Emulate Numpad. Os números do teclado alfanumérico terão as mesmas funcionalidades do teclado numérico.

13 – Para utilizar o Blender em dois monitores você pode ir no menu View>>Duplicate Area into New Window de algumas janelas e na nova janela que se abre você pode clicar no seu cabeçalho, arrastar para o segundo monitor e fazer as modificações de layout que lhe forem convenientes.

14 – Teclando N ou T na viewport, temos respectivamente os atalhos para as barras de ferramentas Properties e Shelf tools. Posicionando o mouse acima delas e teclando F5, você pode alterar em qual lado elas estarão posicionadas, trocando de lado ou deixando as duas  em um mesmo lugar.

15 – Selecionando um vértice, segurando Ctrl e teclando em “+” no teclado numérico ou em “-“, você amplia ou diminui a seleção dos vértices ao redor do vértice selecionado.

16 – Para fazer a seleção de uma malha completa e separada dentro de um objeto, selecione um vértice/aresta/face e tecle Ctrl+L. Outra maneira seria de colocar o ponteiro do mouse em cima de uma malha e teclar L.

17 – Segurando Ctrl, clicando, segurando e arrastando o mouse, temos o modo de seleção Lasso, onde os elementos que estiverem dentro do desenho da seleção serão selecionados.

18Ctrl+I inverte uma seleção.

19 – Teclando Del no teclado numérico, dentro da 3D view, o Blender centraliza e dá um zoom na seleção. Em subobjetos ele apenas centraliza à seleção.

20 – O botão Home tem a mesma função do botão Del, exceto que ele considera todos os objetos da cena.

21 – Tecle nos botões Shift+B para criar um zoom de área.

22 – Temos uma opção para criar sistemas de orientação do usuário definidos através da orientação de um objeto ou de uma entidade de seleção de um objeto. Para tal, selecione um objeto (no Object Mode) ou um vétice/aresta/face (modo de edição) e tecle N. Encontre a aba Transform Orientations e clique em create e nomeie a nova orientação na aba name. No cabeçalho da 3D view, em Orientation selecione a nova orientação. Para apagar o sistema de orientação clique em Delete na mesma aba  da barra properties.

23 – Para rotações em 3 dimensões tecle R duas vezes. Esse modo de rotação é chamado Trackball.

24 – Para repetir comandos de transformação na mesma proporção que a última ação, tecle Shift+R. Por exemplo: tecle esta combinação para repetir uma rotação dr 15 graus em um (sub)objeto.

25 – Tecle F3 na viewport para abrir o uma lista com o histórico de ações.

26 – Se ao adicionar um objeto e os parâmetros do menu Add que surge na Shelf Tools desaparecerem, tecle F6 que um menu flutuante aparecerá com os parâmetros de inserção do objeto caso não tenha feita nenhuma outra alteração na cena.  Esse mesmo atalho seve para abrir um menu flutuante com outras opções dependendo da última ação realizada no programa.

27 – Para usar mesa digitalizadora nos modos de pintura (Weight, Texture e Vertex paint) ou no módulo de escultura (Sculpt Mode) habilite o botão de sensibilidade de pressão nas opções de pindel (Brush).

28 –  Para aplicar o constraint Track-to a um objeto, selecione primeiro o objeto que receberá o constraint e em seguida o objeto que será o alvo, feito isso tecle Ctrl+T e selecione a segunda opção do menu que se abre.

29 – Para aplicar Subdivision Surface via teclado Tecle Ctrl+1/2/3/4/5 do teclado alfanumérico. O número escolhido representa o grau de subdivisão de visualização na viewport. O valor de render será o padrão, 2.

30 – Para alterar interativamente a posição da câmera tecle N para abrir o menu Properties e na aba View ative a opção Lock Camera to View. Entre na visão de câmera e manipule a viewport normalmente como se estivesse em outro  ponto de vista com os comandos de pan, rotate e zoom.

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