Aplicando Texturas. Maya. Shading Groups. por Gustavo L. Braga

Transcrição

1 Maya por Gustavo L. Braga Aplicando Texturas Quando criamos uma animação em 3d temos diversas etapas a serem cumpridas até termos a animação renderizada. A criação e aplicação de texturas nos objetos é dependendo da linguagem escolhida a etapa mais complexa e demorada. Quando a realidade da cena é um objetivo a tarefa se torna ainda mais árdua e as vezes até tediosa. Neste artigo veremos as diversas maneiras existentes no Maya de se criar e manipular texturas. Além disto veremos também como utilizar softwares de pintura em conjunto com o Maya para a criação de mapa de texturas específicos. Shading Groups Quando trabalhamos com o mapeamento de texturas o primeiro passo é entender a organização do Maya com relação ao agrupamento e ligação dos atributos que definem a aparência final do objeto. Para criarmos a aparência da superfície utilizamos Shading Groups. Podemos definir Shading Groups como uma rede de conexões entre nodos (sendo estes nodos texturas, nodos de posicionamento, superficies, luzes e atributos de render). Na figura 1 temos um exemplo de Shading Group, nela temos o Shading Group blinn1sg que contém um material (blinn1) conectado ao seu atributo Surface Material. Este material é aplicado nas superfícies (nurbssphere- Shape1 e nurbsconeshape1) sendo estas informações passadas aos sets renderpartition e lightlinker1 que operam respectivamente sobre a aparencia do render e a ligação das luzes as superfícies. Um Shading Group tem 3 atributos mapeáveis: Surface Material, Volume Material e o Displacement Material. O Surface Material determina o material que as superfícies contidas neste shading group recebem este atributo pode ser mapeado a um dos tipos de materiais para superfícies. Já o Volume Material é usado geralmente para determinar volumes gasosos utilizado em certos tipos de partículas ou para regiões de neblina(fog). Temos por último o atributo de Displacement Material que é utilizado para modificar o formato das superfícies contidas neste shading group. Na Figura 1 - Exemplo de Shading Group Figura 2 - Janela para criação de Materiais Figura 3 - Curva sendo posicionada em um espaço UV 50

2 figura 1 à direita temos o attribute editor do Shading Group blinn1sg aberto onde podemos ver os seus três atributos. Materiais Para definirmos qual a aparência de um Shading Group devemos ligá-lo a um material através do atributo Surface Material. Podemos conectar um material já existente a um Shading Group arrastando o mesmo até o atributo Surface Material. Normalmente isto não é necessário já que quando criamos um material é criado automaticamente um Shading Group que o contém. O Maya permite a criação de nove tipos de materiais diferentes: blinn, phong, phonge, lambert, anisotropic, layered shader, shading map, surface shader e use background (veja a figura 2). Blinn é utilizado para a criação de metais e objetos brilhantes. Já o phong e o phonge são utilizados para a criação de plásticos e vidros, o phonge difere do phong apenas na nomenclatura dos seus atributos que é idêntica ao do antigo Explore. O material Lambert é utilizado para elementos foscos, como por exemplo madeira. Anisotropic é utilizado para materiais anisotrópicos (reagem de uma forma diferente segundo a direção de propagação de um determinado fenômeno físico, como por exemplo a a luz) podemos citar como exemplos de materiais anisotrópicos o cabelo e alguns tipos de tecidos. Utilizamos o Layered Shader para conseguir um novo material através da sobreposição de materiais já existentes. É muito utilizado para se adicionar sujeira a um material já existente. O material Shading Map é utilizado para a criação de efeitos não fotorealisticos como por exemplo cartoon shading. O Surface Shader é utilizado quando necessitamos ter um controle preciso sobre a cor, transparencia ou opacidade da máscara do material. Este tipo de material não faz nenhum tipo de cálculo para ajustar estes parâmetros a cena, todo cálculo que normalmente afeta um material é ignorado pelo Surface Shader. Por último, temos o Use Background que utiliza a cor de fundo para aplicar aos objetos, tornando-os assim "transparentes". Este material é utilizado como artíficio quando queremos renderizar somente as sombras dos objetos. Espaço UV Quando trabalhamos com relação a posicionamento em superfícies temos um espaço bidimensional U ev. Mesmo uma superfície NURBS estando em um espaço tridimensional o posicionamento nela é medida em um espaço bidimensional. Na figura 3 temos uma curva na superfície sendo posicionada, repare que o manipulador de translação tem apenas duas direções. Para sabermos qual é a direção U e qual é a V em uma superfície mudamos o modo para Component Mode (F8) e procuramos o símbolo de um quadrado que marca o início da superfície, ao lado temos as letras U e V cada uma indicando a sua direção na superfície. Veja o exemplo na figura 4. Texture Maps No Maya existem três tipos básicos de mapa de texturas: 2D Textures, 3D Textures e Environment Textures. 2D Textures são texturas bidimensionais que simulam vários tipos de materiais, usando uma imagem (arquivo) ou um algoritmo computacional para criação da textura (texturas procedurais). As 2D Textures podem ser divididas em três: "Normal", "As projection" e "As stencil". Para as texturas comuns (Normal) o Maya aplica o mapa de textura de acordo com as características da superfície. O tipo As projection é usado para criar projeções, o Maya aplica o mapa de textura à superfície projetando a textura 2d em um espaço 3d - este mapa de textura é projetado independentemente das características da superfície. O tipo As stencil permite o colocação de uma imagem em uma superfície e ainda o manipulamento de tamanho, e de algumas

3 Figura 4 - Localizando a direção U e V em uma superfície Figura 5 - Exemplo de posicionamento de textura Figura 6 - Exemplo com repetição e rotação em UV tecnicas para máscaramento - normalmente é utilizado para simulação de adesivos na superfície. 3D Textures são, como o próprio nome já diz, mapa de texturas tridimensionais criadas para simular materiais sólidos (como por exemplo: madeira e mármore) sendo que todas estas texturas são procedurais. Environment Textures simulam ambientes usando para isto uma série de imagens (Env Ball, Env Cube e Env Sphere) ou texturas procedurais (Env Chrome e Env Sky). Normalmente utilizamos uma Environment Texture no atributo Background Color de uma câmera para simular um fundo para a cena, ou ao atributo Reflected Color de um material para simular reflexões de um ambiente. UV Maps Quando criamos um mapa de textura 2d também é criado um nodo de posicionamento, este nodo vai indicar como será posicionada a textura na superfície. Na figura 1 temos o exemplo do nodo place2dtexture1 que está posicionando a textura grid1. Um nodo de posicionamento 2d tem os seguintes atributos: Coverage, Translate Frame, Rotate Frame que são usados para controlar a posição, tamanho e rotação da textura na superfície. E os atributos Mirror, Stagger, Wrap U, Wrap V, Repeat UV, Offset, Rotate UV, Noise UV para controlar como será a repetição da textura na superfície. Na figura 5 temos Coverage U e V igual a 1 e Repeat U e V igual a 2, desta forma a textura cobrirá toda a superfície e terá uma repetição de 2 em ambas as direções. Já na figura 6 temos os atributos Coverage U e V em 0.5 e o Translate Frame em acarretando na imagem cobrir apenas metade da superfície e ser deslocada em 0.25 nas duas direções (ficando desta forma centralizada). Já a repetição da textura foi aumentada para 4 (através dos atributos Repeat U e V) e a textura foi rotacionada 45 graus (atributo RotateUV). Repare que nos locais onde a textura não cobriu a superfície temos a cor cinza. Esta cor é definida no atributo Default Color da textura grid1. Projection Maps Podemos comparar o funcionamento dos Projection Maps com os projetores de slides. O posiocionamento do mapa de textura na superfície depende da posição que a projeção está em relação à superfície. Quando criamos um mapa de textura com a opção as projection ligada além dos nodos da textura e de posicionamento, são criados mais dois nodos, o nodo de projeção e um nodo de posicionamento da projeção no ambiente 3D. Na figura 7 temos um exemplo com o nodo de projection1 (nodo de projeção) e o nodo place3dtexture1 (nodo de posicionamento da projeção). A função de cada um dos nodos de posicionamento é bem distinta. O nodo de posicionamento 3D (projeção) contém valores de posicionamento, escala e rotação da projeção em X Y e Z. Já o nodo de posicionamento 2D (mapa de textura) tem os valores de posição, tamanho e rotação da textura dentro do nodo de projeção. Texture Reference Object Quando trabalhamos com projeções podemos ter alguns problemas devido à maneira como elas funcionam. Como a textura é projetada na superfície, quando existe uma deformação na superfície a projeção não se modifica. Caso exista alguma animação é necessário agrupar o nodo de projeção junto à superfície, caso contrário, o mapa de textura vai mover-se no objeto. Como o trabalho com projeções em muitos casos facilita o processo de texturização existem dois métodos para não termos os problemas descritos acima. O primeiro seria converter a projeção para uma textura sólida. O outro método é a criação de um objeto de referência para o posicionamento da textura e o comportamento das deformações. O primeiro método é bastante conhecido e existe na maioria dos softwares 3D. Já a criação de um objeto de referência é uma outra forma de solucionar o problema e consiste basicamente da criação de uma cópia da superfí- 52

4 Object e depois posicione o objeto criado em relação à projeção. A partir deste momento o posicionamento do objeto de referência em relação à projeção é o que define a forma final da textura, já o posicionamento da superfície inicial não tem mais nenhuma importância. Pintando Texturas Figura 7 - Shading Group com nodo de projeção ligado ao atributo Color do Material Figura 8 - Superfície mapeada com uma textura de marcação Figura 9 - Posicionamento da projeção para o mapeamento das superfícies cie (com o mesmo nome da superficie mais o sufixo _reference) que será usada como referência para cálculos de deformação e animação. Para criar um objeto de referência selecione a superfície que terá um objeto de referência e execute o comando Shading>Create Texture Reference Com a combinação das técnicas descritas acima e com o uso correto dos mapas de texturas pré-definidos no Maya é possível conseguir texturas adequadas para muitos casos. Mas dependendo da situação existe a necessidade de termos um tipo de mapa de textura bem definida e que normalmente conseguimos através do uso do scanner e/ou através de algum software de pintura. É possível importar uma imagem através do mapa de textura file mas dependendo do objeto e do tipo de mapa o posicionamento correto pode ser um processo bem demorado. Existem algumas maneiras de tornar este processo mais rápido. Abaixo veremos duas técnicas simples que podem ser utilizadas na maioria dos casos. A primeira maneira é mapear o objeto de interesse com um mapa de textura de marcação. Normalmente estas texturas de marcação são grids coloridos e numerados por quadrante. Após a colocação da textura de marcação na superfície, é renderizado um quadro para se ter noção do posicionamento. O próximo passo é carregar a textura de posicionamento em um software de pintura (por exemplo o Photoshop) deixando-o em um layer para referência e pintando a textura em outro. Após isto é só carregar a textura pintada para o lugar do mapa de marcação. Na figura 8 temos um exemplo de superfície mapeada com um mapa de marcação. Este processo pode ser usado sem problemas tanto em projeções como no mapeamento UV. O outro método consiste em pintar a textura sobre um snapshot da projeção. Para isto acontecer primeiramente, deve-se criar um novo Shading Group para as superfícies que

5 Figura 10 - Imagem de referência para a pintura da textura no Photoshop devem ter seu mapa de textura pintados separadamente. Em seguida deve-se mapear o atributo Color do Material com um mapa de textura do tipo file (opção as projection deve estar ligada) e posicionar a projeção para que cubra com um pouco de sobra todas as superfícies (veja o exemplo na figura 9). O próximo passo é exportar a imagem para um software de pintura. Para isto ajuste o tipo de imagem que será exportado no atributo Image Format no Render Globals (Window>Render Globals), após isto, com o painél que queremos exportar a imagem selecionado, abra a caixa de diálogo do comando Playblast (Window>Playblast... ). Ajuste as opções Start Time e End Time para 1, Viewer para fcheck, Scale para 1, Save to File para ligado, Movie File com o nome do arquivo e execute o Playblast. Já no software de pintura carregue e dê um crop na imagem para que ela fique do tamanho da projeção (quadrado verde). Lembre-se que dependendo da posição de câmera em relação ao objeto pintado o tamanho da textura poderá ser insuficiente para uma boa definição, por isto é bom testar logo no inicio da pintura para ver se o tamanho da imagem final não comprometerá o resultado. Veja a figura depois do crop já em inicio de fase de pintura figura 10. Depois de pintar o mapa de textura é so entrar com o nome da imagem no atributo Image Name no mapa de textura file da projeção. Programas para Paint em 3D Existem programas específicos para a pintura de objetos 3d. Entre os compatíveis com o Maya, o que tem o melhor desempenho é o Studio Paint 3D. Produzido pela Alias wavefront é um software muito poderoso e fácil de utilizar, tanto com objetos 3D como com imagens. Quando instalado cria mais um menu no Maya chamado Studio Paint onde é possivel exportar superficies para serem texturizadas no Studio Paint através de um esquema Copy/Paste. É possível pintar qualquer atributo texturizável no Studio Paint (cor, transparência, bump e etc...) e até os atributos criados pelo usuário. O seu ponto forte é ter 100% de compatibilidade com o Maya e desta forma o usuário não precisa ficar convertendo arquivo de um formato para o outro. Ainda para estações SGI existe o Amazon Paint da Interactive Effects que é um software um pouco mais simples e é necessário exportar as cenas para obj e depois importar como file os mapas de textura para o Maya. Na plataforma NT existem alguns programas em fase Beta, o mais promissor deles é sem dúvida é o Deep Paint 3D da Right Emisphere que promete ser um competidor a altura para o Studio Paint 3D. Conclusão A criação de texturas é um processo que demanda um grande conhecimento artístico e um bocado de experimentação. No Maya o artista encontra diversas ferramentas para tornar esta tarefa um pouco mais fácil. Com a utilização em conjunto de um software para pintura de mapas de textura o trabalho é facilitado e alguns resultados podem ser alcançados mais rapidamente. Para a próxima versão do Maya a Alias wavefront está prometendo diversas melhorias para esta área do Maya. Vamos esperar para ver! ustavo L. Braga é diretor técnico na Amazing Graphics do Brasil, empresa de computação gráfica e efeitos especiais. Você pode encontrá-lo através do gustavo@amazinggraphics.com.br 54