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Materiais do Mundo RealMateriais do Mundo Realversus Materiais
Virtuaisversus Materiais VirtuaisTTcnicas Essenciais para cnicas
Essenciais para ObtenObteno de Equivalnciao de Equivalncia
Processo de Acabamento VirtualProfessor: Joo Humberto
CameliniEmail/MSN: [email protected]
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Fluxo de Trabalho BFluxo de Trabalho Bsicosico
Modelar o ambienteModelar o ambiente
Atribuir materiais aos objetosAtribuir materiais aos objetos
Adicionar luzesAdicionar luzes
Posicionar cmerasPosicionar cmeras
RenderizarRenderizar a cenaa cena
AnimarAnimar
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Conceitos Conceitos ShaderShader
um pequeno programa que resolve uma parte um pequeno programa
que resolve uma parte especespecfica do processo de fica do
processo de renderizarenderizaoo. Pode ter . Pode ter muitas
finalidades e ser aplicado a diversos muitas finalidades e ser
aplicado a diversos elementos, como luzes, cmeras etc. Como
exemplo, elementos, como luzes, cmeras etc. Como exemplo, existem
existem shadersshaders para simulapara simulao de o de gua de
piscina, gua de piscina, gua de oceano, gua de oceano,
cartooncartoon etc. etc.
Todo Todo ShaderShader tem um fluxo de trabalho bastante tem um
fluxo de trabalho bastante objetivo e especobjetivo e especfico
para o fim a que se destina:fico para o fim a que se destina:
ENTRADA ENTRADA PROCESSAMENTO PROCESSAMENTO SASADADA
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Conceitos Conceitos Ray Ray TracersTracers
So mecanismos de So mecanismos de renderizarenderizaoo que
articulam que articulam diversos diversos shadersshaders para a
obtenpara a obteno de um resultado o de um resultado final. So
exemplos desta tecnologia o final. So exemplos desta tecnologia o
YafarayYafaray, que , que adotado pelo adotado pelo BlenderBlender
e o Mental Ray, utilizado no 3D e o Mental Ray, utilizado no 3D
StudioStudio, al, alm de outros como o m de outros como o
VV--RayRay e o e o POVPOV--RayRay..
Ray Ray TracersTracers possibilitam o cpossibilitam o clculo da
iluminalculo da iluminao o indireta, entretanto consideram que os
raios de luz indireta, entretanto consideram que os raios de luz
saem dos objetos presentes na cena e no das saem dos objetos
presentes na cena e no das fontes diretas de luz, o que torna o
processamento fontes diretas de luz, o que torna o processamento
vivivel para computadores de mvel para computadores de mdio porte.
Utilizando dio porte. Utilizando este artifeste artifcio, apenas os
raios de luz que so viscio, apenas os raios de luz que so visveis
veis para o observador so levados em conta.para o observador so
levados em conta.
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Sa
m
p
l
e
s
d
o
M
e
n
t
a
l
R
a
y
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Conceitos Conceitos Global Global IlluminationIllumination
Termo utilizado na descriTermo utilizado na descrio de uma cena
em que o de uma cena em que todos os aspectos da iluminatodos os
aspectos da iluminao (direta e indireta) o (direta e indireta) so
considerados, deixando a visualizaso considerados, deixando a
visualizao da o da mesma compatmesma compatvel com parmetros fvel
com parmetros fsicos do mundo sicos do mundo real. Existem diversos
real. Existem diversos algoralgortmostmos dispondisponveis no veis
no mercado que realizam este tipo de anmercado que realizam este
tipo de anlise, mas lise, mas basicamente todos conduzem a
resultados basicamente todos conduzem a resultados semelhantes, com
pequenas variasemelhantes, com pequenas variaes dependendo es
dependendo do arsenal de do arsenal de ShadersShaders
dispondisponveis.veis.
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Conceitos Conceitos Principais Tipos de LuzesPrincipais Tipos de
Luzes
Luz direta (Luz direta (directdirect):): Aquela que incide sobre
uma Aquela que incide sobre uma determinada superfdeterminada
superfcie e no sofre rebatimento. cie e no sofre rebatimento. um
tipo meramente teum tipo meramente terico.rico.
Luz difusa (Luz difusa (bouncedbounced):): Consiste na luz
refletida Consiste na luz refletida ao incidir sobre uma superfao
incidir sobre uma superfcie, afetando outras que cie, afetando
outras que estejam na proximidade.estejam na proximidade.
Luz do ambiente (Luz do ambiente (environmentenvironment):): Vem
dos Vem dos objetos de maior escala presentes na cena, como o
objetos de maior escala presentes na cena, como o ccu, por
exemplo.u, por exemplo.
Sombras (Sombras (ShadowsShadows):): Ausncia de luzes dos
Ausncia de luzes dos demais tipos citados.demais tipos citados.
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Comportamentos da luz ao incidir sobre um alvoComportamentos da
luz ao incidir sobre um alvo
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Cores decorrentes da incidncia da luzCores decorrentes da
incidncia da luz
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Propriedades Propriedades pticas que condicionam o
realismopticas que condicionam o realismo
DifusoDifuso
ReflexoReflexo
RefraRefraoo
Transparncia / TranslucidezTransparncia / Translucidez
AnisotropiaAnisotropia
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Conceitos Conceitos PrincPrincpio da Interpolapio da
Interpolaoov1
v3
v2
d1
d2
d3
v1.d1 + v2.d2 + v3.d3d1 + d2 + d3vp =
vp
Este princpio amplamente utilizado na elaborao de
algortmosmatemticos para reduzir o tempo de processamento de
imagens com baixo comprometimento da qualidade final.
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ReflectividadeReflectividade ((reflectivityreflectivity))
Permite mensurar a capacidade que um determinado Permite
mensurar a capacidade que um determinado material possui em
refletir. Quanto maior a material possui em refletir. Quanto maior
a reflectividadereflectividade, mais o material conseguir, mais o
material conseguir espelharespelharo ambiente o ambiente sua
volta.sua volta.
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Rugosidade (Rugosidade (roughnessroughness))
Indica a rugosidade da superfIndica a rugosidade da superfcie e
cie e determinante determinante para identificar quanto da luz que
incide sobre o para identificar quanto da luz que incide sobre o
objeto se reflete perfeitamente. Quando maior a objeto se reflete
perfeitamente. Quando maior a rugosidade, menor a reflexo
perfeita.rugosidade, menor a reflexo perfeita.
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Rugosidade (Rugosidade (roughnessroughness))
Da mesma forma que ocorre na reflexo, tambDa mesma forma que
ocorre na reflexo, tambm na m na refrarefrao o posspossvel
controlar a rugosidade do vel controlar a rugosidade do material.
Quanto mais rugoso, maior o efeito material. Quanto mais rugoso,
maior o efeito jateadojateado obtido no resultado final.obtido no
resultado final.
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ndice de Refrandice de Refrao (IOR)o (IOR)
Este Este ndice controla quanto serndice controla quanto ser
desviada a luz desviada a luz incidente sobre um dado material
transparente. Cada incidente sobre um dado material transparente.
Cada superfsuperfcie possui caractercie possui caractersticas
fsticas fsicas diferentes sicas diferentes exigem ajustes para a
obtenexigem ajustes para a obteno do melhor resultado.o do melhor
resultado.
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Anisotropia Anisotropia Intensidade e RotaIntensidade e
Rotaoo
A Anisotropia possibilita configurar variaA Anisotropia
possibilita configurar variaes nas es nas caractercaractersticas
reflexivas de um material, dependendo sticas reflexivas de um
material, dependendo do ponto de vista do observador. Um exemplo
cldo ponto de vista do observador. Um exemplo clssico ssico da
aplicada aplicao desta propriedade esto desta propriedade est na
tela LCD.na tela LCD.
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AnisotropiaAnisotropia
Em muitos casos, a apresentao da imagem renderizada com aparncia
uniforme faz com que o observador perceba intuitivamente sua
artificialidade, mesmo que ele no consiga identificar exatamente o
porque. Por esta razo, o processo de criao de imagens
foto-realsticas requer um elevado grau de detalhamento por parte
dos profissionais envolvidos.
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Anisotropia Anisotropia Ajuste manualAjuste manual usando a
curva BRDF*usando a curva BRDF*
A reflexo depende do ponto de vista do observador.A reflexo
depende do ponto de vista do observador.
* bidirectional reflectance distribution function
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Translucidez em superfTranslucidez em superfcies finascies
finas
Regula a passagem parcial de luz. Neste exemplo Regula a
passagem parcial de luz. Neste exemplo estest apresentado o efeito
obtido com a aplicaapresentado o efeito obtido com a aplicao de o
de translucidez a uma superftranslucidez a uma superfcie fina.cie
fina.
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Translucidez em superfTranslucidez em superfcies espessascies
espessas
A mesma propriedade aplicada a um objeto sA mesma propriedade
aplicada a um objeto slido lido resulta em claras distorresulta em
claras distores que se devem es que se devem refrarefrao.o.
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Objetos Finos e EspessosObjetos Finos e Espessos
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SuperfSuperfcies autocies auto--iluminadas (iluminadas (selfself
illuminatedilluminated surfacessurfaces))
Em ambientes reais Em ambientes reais impossimpossvel um objeto
se vel um objeto se manter neutro, ou seja, a luz que incide sobre
ele manter neutro, ou seja, a luz que incide sobre ele certamente
afetarcertamente afetar a aparncia dos vizinhos.a aparncia dos
vizinhos.
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SuperfSuperfcies autocies auto--iluminadas iluminadas
InteraInteraeses
Neste caso a aparncia dos objetos demonstra Neste caso a
aparncia dos objetos demonstra claramente a interferncia.claramente
a interferncia.
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Arredondamento de cantos (round Arredondamento de cantos (round
cornerscorners))
O arredondamento de cantos O arredondamento de cantos vivosvivos
por meio de por meio de recursos de recursos de
renderizarenderizaoo diminui a necessidade de diminui a necessidade
de detalhamento do modelo tridimensional, reduzindo o detalhamento
do modelo tridimensional, reduzindo o tamanho do arquivo e o tempo
de processamento da tamanho do arquivo e o tempo de processamento
da imagem.imagem.
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Reflexo Reflexo Limitar distncia e transiLimitar distncia e
transio de coro de cor
Para dar uma aparncia mais real ao projeto, podePara dar uma
aparncia mais real ao projeto, pode--se limitar o alcance da
reflexo de uma certa se limitar o alcance da reflexo de uma certa
superfsuperfcie sobre outros materiais, desta forma evitacie sobre
outros materiais, desta forma evita--se a aparncia 100% se a
aparncia 100% espelhadaespelhada, que , que
artificial.artificial.
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Reflexo Reflexo InterpolaInterpolao Reflexivao Reflexiva
A nitidez da reflexo pode ser controlada de acordo A nitidez da
reflexo pode ser controlada de acordo com a distncia entre o objeto
refletido e a superfcom a distncia entre o objeto refletido e a
superfcie cie refletora.refletora.
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RefraRefrao o Limitar distncia de refraLimitar distncia de
refraoo
Esta Esta uma configurauma configurao necesso necessria para que
o ria para que o material simule corretamente a absormaterial
simule corretamente a absoro fo fsica da sica da luz. No mundo
real, a uma certa espessura o luz. No mundo real, a uma certa
espessura o vidrovidrotende a se comportar como um objeto
opaco.tende a se comportar como um objeto opaco.
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Transparncia Transparncia Espessura e volumeEspessura e
volume
A primeira taA primeira taa tem a tem aparncia maciaparncia
macia e a a e a segunda parece oca. segunda parece oca. A luz, ao
passar por um meio A luz, ao passar por um meio
como o ar com ncomo o ar com nvoa, gera um voa, gera um
resultado que elimina a resultado que elimina a sensasensao de
uniformidade, o de uniformidade, tornando o ambiente mais
real.tornando o ambiente mais real.
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Transparncia Transparncia Efeitos cEfeitos custicosusticos
Este Este o efeito obtido pela passagem da luz por o efeito
obtido pela passagem da luz por objetos transparentes, como vidro e
objetos transparentes, como vidro e gua, com base gua, com base nas
suas propriedades de reflexo e refranas suas propriedades de
reflexo e refrao. O o. O tempo de processamento da imagem aumenta
tempo de processamento da imagem aumenta consideravelmente, mas
hconsideravelmente, mas h compensacompensao visual.o visual.
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Transparncia Transparncia Lado reverso invisLado reverso
invisvelvel
O recurso de ocultar um lado da face O recurso de ocultar um
lado da face til para til para visualizar o interior do ambiente
sem deixar de visualizar o interior do ambiente sem deixar de
considerar todas as interferncias existentes.considerar todas as
interferncias existentes.
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Efeitos de Relevo (Efeitos de Relevo (BumpBump))
Textura originalTextura original
Textura aplicada Textura aplicada com efeito com efeito
bumpbump
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Mapeamento de MateriaisMapeamento de Materiais
Material sem Material sem mapeamentomapeamento
Material mapeado Material mapeado sobre o modelo.sobre o
modelo.
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Efeitos Efeitos Recortes (Recortes (CutoutsCutouts))
UtilizaUtilizao de material como referncia de recorte o de
material como referncia de recorte ((cutoutcutout) durante o
processo de render. Ex: cerca.) durante o processo de render. Ex:
cerca.
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Efeitos Efeitos DepthDepth ofof FieldField
Controle do foco da Controle do foco da cmera em funcmera em
funo da o da profundidade.profundidade.
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Efeitos Efeitos ContourContour ShaderShader / /
CartoonCartoon
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LLquidosquidos
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LLquidosquidos