*2 Mestre em Ciência da Computação, UNICAMP,

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1 1 Revista Eletrônica da Faculdade Metodista Granbery - ISSN Curso de Sistemas de Informação 2013 MODELAGEM GRÁFICA COM BLENDER *1 Fillipe Martins Van Keulen *1 Marcos Vinicius Grossi de Mattos *1 Vítor Daniel Rosa Cabral *2 Sérgio Muinhos Barroso Lima Resumo. Os desenvolvedores de software estão cada vez mais interessados no desenvolvimento dos jogos eletrônicos, uma indústria tão próspera quanto a do cinema. Na esteira desse rápido crescimento, surgem as ferramentas de modelagem gráfica, responsáveis pelo principal atrativo dos jogos modernos: a interface gráfica. Neste trabalho, a ferramenta de modelagem gráfica Blender é explorada. PALAVRAS-CHAVE: Blender, jogos eletrônicos, desenvolvimento de jogos, ferramentas para jogos, modelagem gráfica. Abstract. The software developers are even more interested in game development, as prosper as film industry. The graphic modeling tools are moving together, responsible for the most attractive feature of modern games: the visual interface. This work presents the Blender graphic modeling tool. KEY-WORDS: Blender, eletronic games, game development, game tools, graphic modelling. *1 Bacharel em Sistemas de Informação, Faculdade Metodista Granbery, fmvankeulen@gmail.com, venom.marcos@gmail.com, vdrcabral@gmail.com. *2 Mestre em Ciência da Computação, UNICAMP, smblima@granbery.edu.com.

2 2 1 INTRODUÇÃO O Blender é de uma ferramenta completa de computação gráfica, multi-plataforma, e que possibilita trabalhos de modelagem 3D, animações e renderização, podendo ser utilizada de forma sinergética no desenvolvimento de jogos com a Unity 3D 1. Desenvolvida atualmente pela Blender Foundation, a ferramenta pode gerar cenas de alta qualidade gráfica, filmes e animações profissionais, ou até mesmo aplicações interativas, como jogos, em seu módulo Blender Game Engine, o que se apresenta por um diferencial único perante todas as outras suítes 3D disponíveis no mercado. Dirigido a profissionais da área, o Blender é desenvolvido como um Software Open Source, que está disponível sob licença da GNU GPL. 1.1 História da Blender Foundation Em meados de 1988, Ton Rossendaal co-fundou um estúdio de animação Holandês denominado NeoGeo, o qual em pouco tempo se tornou o maior estúdio de animação do país e uns dos mais respeitáveis do continente. Nesta empresa foram criadas algumas produções premiadas para grandes clientes empresariais, como a multinacional Philips, produções estas que foram posteriormente ganhadoras da European Corporate Video Awards, nos anos de 1993 e 1995 (BLENDER, 2012). Após algumas revisões, Ton percebeu que o conjunto de tecnologias e ferramentas 3D utilizadas na NeoGeo eram ultrapassadas e problemáticas. Para se manter e atualizar, portanto era necessário reestruturá-las e reescrevê-las do zero. Por isso, em 1994, deu-se início a ferramenta que foi chamada, mais tarde, de Blender (VELOSO, 2008). Em 1998, Rossendaal fundou a Not a Number (NaN), derivada da NeoGeo, para poder desenvolver e comercializar o Blender. Visando criar e distribuir uma aplicação de objetos 3D compacta, multiplataforma e Open Source, visando produtos e serviços em torno do Blender, a empresa atraiu a atenção do mercado, e o software se tornou um sucesso em modelagem 3D. Após o sucesso empresarial, a NaN passou por dificuldades para sobreviver ao mercado, pois suas ambições e oportunidades não conseguiram acompanhar as capacidades da companhia e a realidade do mercado (BLENDER, 2012). 1 Ferramenta de desenvolvimento de jogos eletrônicos (game engines).

3 3 Lançando o primeiro produto dirigido ao mercado emergente de conteúdo 3D interativo para internet, o Blender Publisherel, a empresa passou por vendas decepcionantes, o que culminou na decisão dos novos investidores por dar como terminadas as atividades da NaN. Temendo o desaparecimento do software e evitar que o mesmo caísse no esquecimento, não tendo recursos para recomeçar uma empresa com uma vasta equipe de programadores, em Março de 2002, Ton Rossendaal fundou uma organização sem fins lucrativos, denominada Blender Foundation (VELOSO, 2008). O Blender Publisherel era inovador e permitia a construção de jogos com complexidade elevada para a época. Possuía vários problemas, como a baixa velocidade em seu motor de jogos e poucas funções para modelagem e renderização. A maior dificuldade encontrada pelos desenvolvedores foi a alta complexidade e dificuldade de uso em meio a sua interface, a qual utilizava de uma GUI 2 obsoleta e com suporte apenas para inglês. O principal objetivo era continuar o projeto como Open Source. Em 2002, o código fonte do software foi liberado. Para tal feito, foi idealizada a campanha Free Blender, para que a empresa arrecadasse fundos para comprar os direitos sobre a propriedade intelectual e o código fonte da suíte 3D. Lançada a campanha e atingindos os valores necessários em poucas semanas, o Blender foi liberado e posto sob licença GNU General Public License (GLP) (VELOSO, 2008). O desenvolvimento do Blender é sustentado, atualmente, por uma equipe de voluntários, liderados por Ton Rossendaal. 1.2 Motivação e Vantagens O Blender, com o seu motor de jogos integrado, apresenta um diferencial único ante todas as suítes 3D disponíveis no mercado (BRITO, 2011). A existência deste módulo interno para desenvolvimentos de jogos, o Blender Game Engine, é uma das grandes vantagens no uso do Blender como plataforma de criação para jogos, pois se pode usar o mesmo software para criar, desenvolver e até publicar algum jogo ou animação interativa. O mesmo não ocorre com outras suítes 3D, as quais necessitam de softwares auxiliares como o Crystal Space e o Ogre para motor do jogo. Este módulo já se trata de um grande motivador e diferencial para interessados em desenvolver jogos e animações interativas, porém não é o único ponto a favor do Blender. Outra grande vantagem é a possibilidade de se criar jogos sem o uso de nenhum código ou 2 Grapchis user interface

4 4 linguagem de programação, e utilizar apenas configurações dos aspectos da animação na interface do próprio Blender (BRITO, 2011). Outra vantagem existente ao se escolher o Blender é que o mesmo pode ser executado tanto em sistemas Windows, Linux, MAC OS X, quanto em outros sistemas operacionais, pois se trata de um software multiplataforma. Segundo Brito (2011), a velocidade e facilidade com que um jogo pode ser criado ao se utilizar o Blender, faz com que a plataforma seja de muita utilidade para profissionais e também para estúdios envolvidos em grades projetos. Em suma, o Blender pode ser usado para modelagem de objetos em 3D e também em projetos de desenvolvimento de jogos. O Blender foi escolhido para ser utilizado neste projeto, pois, além de ser um software livre e de fácil acesso, é o software mais compatível com a Game Engine Unity 3D (UNITY, 2012), uma das principais game engines do mercado. Sendo recomendado pela própria Unity 3D, o Blender é um software muito utilizado para modelagem de personagens ou objetos que poderão ser exportados e adicionados a cenas criadas na Unity. 1.3 Produtos similares Existem no mercado vários outros motores de jogos gratuitos e de código aberto, como o Blender, para se criar jogos em 3D. Os motores de jogos comerciais, na maioria dos casos são relativamente caros, fato que as fazem optar por versões gratuitas. Portanto, entre as opções de motores de jogos gratuitos mais utilizados no mercado, se encontram: Ogre 3D; Crystal Space 3D; Bullet; Panda 3D; e Game Maker. Estes não são todos de código aberto, mas, dentre eles, os que mais se destacam junto ao Blender são os motores de jogo Ogre 3D e Crystal Space 3D. Ambos estão inclusos na maioria das escolhas de Game Engines gratuitas para se desenvolver jogos em 3D. Para fazer download do software Blender, basta acessar o site da Fundação Blender. Atualmente o software encontra-se na versão 2.64a e possui aproximadamente 27MB de tamanho para sistemas operacionais Windows.

5 5 De acordo com BRITO (2011), os requisitos necessários para usar o Blender são relativamente baixos. Entretanto, para desenvolver jogos e aproveitar todos os recursos oferecidos pela ferramenta, é recomendado utilizar das melhores condições de hardware disponíveis, principalmente quando se trata de placas de vídeo. Portanto, para usar de modo eficiente e trabalhar com objetos complexos, as configurações recomendadas para desempenho otimizado se resumem a: - processador com múltiplos núcleos (dual-core ou quad-core), com 2Ghz ou mais; - 2GB de RAM ou mais; - monitor com resolução de 1920 x 1200 pixels, capaz de exibir cores em 24 bits ou mais; e - placa de vídeo com suporte a Oren GL e 128MB de RAM ou mais. Em desenvolvimento de jogos, a regra é parecida quando se trata de criação de animações; quanto mais hardware melhor, pois alguns fatores como renderização 3 e a visualização de pontos são sensíveis quando se trata de criação de jogos; portanto, o uso de uma boa placa de vídeo faz grande diferença. A escolha do hardware é importante também para os usuários que precisam executar os jogos, pois aplicativos desenvolvidos em hardware robusto acabam ficando com o desempenho comprometido em computadores com menos recursos (BRITO, 2011). 2 A Interface do Blender Grande parte dos softwares encontrados hoje em dia apresenta seus menus e janelas baseados em componentes dos respectivos sistemas operacionais. Entretanto, no Blender encontramos algo totalmente diferenciado, pois o software é fundamentado em OpenGL. A interface do Blender tem, como base, gráficos vetoriais, que permitem altos níveis de personalização e organização de seus menus e janelas. Ao inicializar o software pela primeira vez, encontramos nada mais do que uma interface-padrão, com uma organização de menus e janelas sugerida pelo Blender (Ilustração 1). Porém ao analisá-la com maior profundidade, percebe-se que não há interface fixa, sendo possível organizá-la de acordo com suas necessidades. 3 Ação de desenhar objetos na tela do computador.

6 6 Ilustração 1 - Interface-padrão do Blender Ao executar o Blender em alguns sistemas operacionais, ao ser aberto, o software apresenta uma janela auxiliar (Ilustração 2). Segundo Brito (2011), esta janela tem como função apresentar algumas mensagens de erro e informações sobre o processamento de algumas tarefas, como simulações físicas ou a renderização de animações. A janela auxiliar aparece principalmente em sistemas Windows, mas também pode aparecer em outros sistemas. Ilustração 2 - Janela Auxiliar. O fato de a interface do Blender ser tão flexível é uma enorme vantagem em termos de produção, pois o artista pode personalizar totalmente a organização, inclusive redimensionando menus e outros elementos visuais (BRITO 2011).

7 7 2.1 Janelas, Menus, Painéis e Cabeçalho Ao se trabalhar com o software, pode-se perceber que o mesmo é separado por janelas, menus e painéis; entretanto, o mais importante entre os elementos são as janelas. Portanto o Blender é visivelmente dividido em janelas, existindo uma janela específica para cada tarefa ou função. As principais janelas encontradas em sua interface e suas respectivas funções se resumem a seguir: 3D View: Trata-se da janela mais importante para a criação. Nela podemos modelar objetos e visualizar os elementos em 3D (Ilustração 3) Ilustração 3-3D View. Properties Window: Janela onde estão disponíveis os painéis do Blender que agrupam ferramentas organizadas em campos próprios para algumas tarefas específicas, como modificadores e configuração de materiais (Ilustração 4).

8 8 Ilustração 4 - Properties Window. Timeline: Janela responsável por organizar a duração e configurar animações. Todas as operações que envolvam animações estão diretamente relacionadas a esta janela (Ilustração 5). Ilustração 5 Timeline. Outliner: Nesta janela podemos visualizar as diversas opções de cena editadas em forma de lista. Esta lista permite controlar a visualização, a edição e a hierarquia dos objetos (Ilustração 6).

9 9 Ilustração 6 Outliner. Graph Editor: Diversas animações necessitam de interações e ajustes complexos, que podem ser executados com o uso de curvas. Nesta janela está disponibilizada uma interface completa para este tipo de atributo, permitindo o ajuste de tempo e parâmetros de animações através de curvas (Ilustração 7). Ilustração 7 - Graph Editor. UV Image Editor: Esta janela poderá ser usada para organizar e configurar texturas e cores referentes aos modelos em 3D após serem criados (Ilustração 8).

10 10 Ilustração 8 - UV Image Editor. User Preferences: Nesta janela estão disponíveis as várias opções relacionadas ao modo como o Blender funciona. Estas opções podem ser modificadas e ajustadas do modo que o usuário desejar (Ilustração 9). Ilustração 9 - User Preferences. Nesta lista foram descritas apenas algumas das várias janelas presentes no software. Em algum dos casos, as janelas não estão disponíveis na interface-padrão, como é o caso das janelas Graph Editor, UV Image Editor e User Preferences. Para acessá-las deve-se utilizar o seletor de janelas que está disponível no canto inferior esquerdo de cada janela, como mostra a Ilustração 10. Este seletor de janelas sempre estará disponível no cabeçalho. O tamanho de qualquer janela pode ser redimensionado da forma que o usuário preferir.

11 11 Ilustração 10 - Seletor de janelas. As janelas existentes na interface do Blender podem ser organizadas através de uniões e/ou junções, podendo ser posicionadas de qualquer forma, da melhor maneira possível, visando uma melhor eficiência com o desenvolvimento dos jogos ou modelagem de objetos. Para realizar estas uniões ou junções, deve-se usar o ícone nas bordas das janelas, que podem criar divisões horizontais ou verticais. Posicionando o mouse no ícone localizado na borda superior direita da Janela 3D View e arrastando-o com o botão pressionado, a divisão será feita sempre no sentido oposto à divisão. Ao arrastá-lo horizontalmente, a divisão será feita na vertical, e se arrastá-lo verticalmente, a divisão será feita na horizontal. A Ilustração 11 exemplifica como é possível conseguir a divisão da janela.

12 12 Ilustração 11 - Divisões de janelas. Antes e depois da divisão da esquerda para a direita respectivamente. Para realizar a união de janelas, deve-se escolher janelas que compartilhem bordas com a mesma dimensão, pois a união de janelas só é possível para aquelas que possuem o mesmo tamanho. Para tal fato, deve-se utilizar do mesmo ícone localizado no canto superior direito da janela desejada e arrastá-la em direção à janela a que se deseja unir. Nestes casos, a janela selecionada e arrastada sempre irá se sobrepor à janela que for selecionada para a união. A Ilustração 12 é um exemplo de união de janelas: Ilustração 12 - União de janelas. De acordo com Brito (2011), a vantagem em organizar as janelas em ambiente de produção de jogos é simplesmente o ganho em eficiência, isto é, ganho de produtividade, pois, através de múltiplas interações entre objetos, configurações avançadas e modelagem são facilitadas com o recurso de divisão de janelas.

13 13 Outra parte nada menos importante sobre as janelas, são cabeçalhos. O Header, ou cabeçalho, está sempre presente na parte inferior ou superior de uma janela e é essencial, pois serve para organizar e acessar informações sobre visualização e edição dos objetos selecionados. Assim como as demais partes da interface do software, a posição e visualização do Header podem ser manipuladas de várias maneiras. Segundo Brito (2011), para o cabeçalho cada janela, é possível visualizar opções de navegação e acesso a várias partes específicas dos menus e painéis do Blender. E na janela de botões, é possível encontrar opções de acesso aos mais variados menus e opções para modelagem e manipulação de cenários e animação. A Ilustração 13 demonstra a localização dos cabeçalhos na interface do Blender. Ilustração 13 - Posição dos cabeçalhos. 2.2 Atalhos de teclado e Navegação 3D O trabalho de modelagem e edição no Blender é fortemente embasado no uso de atalhos de teclado, que têm as mais variadas funções. Cada uma das janelas do Blender apresenta atalhos de teclado próprios, que podem ser compartilhados entre diferentes janelas. (BRITO, 2011) A navegação em 3D no Blender é totalmente baseada em atalhos de teclado e manipulações dos botões do mouse. Segundo BRITO (2011), esses atalhos e comandos são

14 14 otimizados para computadores que disponham de mouse com três botões e teclado numérico. Além disso, alguns atalhos são otimizados também para a navegação em ambientes 3D, permitindo que se possa ajustar e visualizar um cenário ou modelo de vários ângulos diferentes. 2.3 Cursor 3D Um dos conceitos mais importantes em termos de manipulação e criação de objetos no Blender é o chamado Cursor 3D, que é o objeto semelhante a um pequeno alvo que aparece na 3D View (BRITO 2011). A principal função deste cursor 3D é marcar o local no qual os objetos são criados e também serve como referência para operações que envolvam edições de elementos, como alinhamento e posicionamento. O cursor 3D é essencial e fundamental para qualquer projeto de modelagem que envolvam níveis mínimos de precisão. Para alterar a sua posição, basta clicar em qualquer lugar da 3D View com o botão esquerdo do mouse. A Ilustração 14 mostra o cursor 3D diante da 3D View. Ilustração 14 - Cursor 3D. Segundo BRITO (2011), para que o cursor 3D seja utilizado de maneira a ajudar na modelagem e posicionamento dos objetos, precisamos usar a opção chamada Snap, que é acionada com as teclas SHIFT + S. Assim que acionada, um pequeno menu pop-up aparecerá

15 15 com as opções do Snap, para que o cursor 3D seja devidamente posicionado ou para que qualquer objeto seja deslocado para a posição do cursor. As opções do Snap são organizadas da seguinte forma: Selection to Grid: Esta opção move qualquer objeto selecionado para uma das posições da malha do Grid. Esta malha do Grid é composta por várias linhas perpendiculares, que marcam o plano da 3DView. Selection to Cursor: Nesta opção, qualquer objeto selecionado será movido para o local em que está o cursor 3D. Cursor to Selection: Alinha o cursor 3D com o objeto selecionado. Cursor to Center: Esta opção move qualquer objeto selecionado para o centro original deste objeto. Opção útil quando o centro dos objetos está separado da estrutura do modelo. Cursor to Grid: Alinha o cursor 3D com as linhas do Grid. Cursor to Active: Alinha o cursor 3D com o objeto ativo, caso mais de um deles esteja selecionado. As três primeiras opções Selection to Grid, Selection to Cursor e Cursor to Selection, devem ser acionadas apenas com objetos selecionados, enquanto as três últimas, Cursor to Center, Cursor to Grid e Cursor to Active, são usadas mais especificamente para alinhar o cursor a outros objetos. 2.4 Modos de Trabalho A maneira com que os objetos são editados e trabalhados no Blender envolve o uso e alternância entre diferentes tipos de modos. Esses modos agrupam diferentes tipos de ferramentas e opções para cada determinado tipo de tarefa (BRITO 2011). Na interface do Blender, existem modos para cada tipo específico de animação, modelagem, escultura e manipulação de objetos. Cada um destes módulos é essencial e importante para cada parte do desenvolvimento de um jogo nesta ferramenta. Para alternar os modos de trabalho existentes no Blender, basta utilizar o seletor de modos existente no cabeçalho da 3D View, como demonstra a ilustração 15.

16 16 Ilustração 15 - Seletor de Modos do Blender. Os modos mais importantes no Blender são: ObjectMode: modo default do Blender que, ao ser iniciado, é o primeiro modo a ser visualizado pelo usuário. É o modo-padrão, onde é possível manipular modelos 3D e outros objetos, como luzes e câmaras. EditMode: neste modo, é possível editar os objetos em níveis em que podemos acessar seus sub-objetos. Pode-se editar todos os elementos do modelo 3D como vértices, arestas e faces, o que faz deste modo o principal para a Modelagem 3D. SculptMode: em casos em que é necessário trabalhar com escultura digital, este modo é uma maneira de elaborar modelos 3D, mais detalhados usando o mouse como ferramenta. Textura Paint: modo que permite adicionar imagens com textura para os modelos 3D ou pintar texturas procedurais que não são geradas por meio de imagens. Texturas procedurais são perfeitas para ambiente de jogos, pois exigem muito menos recursos computacionais. Este modo é muito utilizado na simulação interativa dos jogos. Segundo BRITO (2011), a função específica dos modos de trabalho é reduzir a quantidade de informações na interface do Blender, pois, ao alternar entre os modos de trabalho, a maioria dos menus e painéis da janela são alterados para opções específicas do modo em si. Os modos mais importantes em uma hierarquia de modos são o Object e o Edit, os quais consomem cerca de setenta por cento de todo esforço de criação e configuração de um jogo. Por serem os modos de trabalho mais importantes, existe um atalho de teclado específico para alternar entre os dois modos, a tecla TAB. Sempre que for necessário trocar entre os dois modos, pode-se usar esta tecla de atalho ou utilizar o seletor de modos.

17 Objetos De acordo com BRITO (2001), uma convenção utilizada no Blender difere da maioria das utilizadas nos softwares 3D, resumindo-se à utilização do botão direito do mouse. Enquanto na maioria dos softwares o botão direito é usado para acessar menus ou ferramentas especiais, no Blender o botão direito é exclusivo aos objetos 3D. A seleção dos objetos é realizada através do mouse e de algumas teclas de atalho apropriadas. Os atalhos referentes à janela de seleção e ao pincel podem ser utilizados para selecionar múltiplos objetos de maneira rápida, o que viabiliza e agiliza o processo de edição em cenas mais complexas. Segundo BRITO (2011), é preciso tomar cuidado com os modos de visualização no Blender, pois caso o modo de visualização esteja marcado como Wireflame ou Solid, mas com os objetos visíveis na parte posterior do modelo 3D, podemos, sem querer, selecionar as partes frontal e posterior de um objeto 3D ao mesmo tempo, ou até mesmo selecionar mais de uma face do objeto. Os modos de visualização de objetos podem ser alterados com a tecla Z. Selecionar mais partes de um objeto, quando o objetivo da edição é apenas trabalhar com uma de suas faces, pode ser um problema. Por isso, sempre se deve utilizar os comandos de seleção através de janelas, com o botão Limit Selection to Visible acionado, conforme a ilustração 16. Ilustração 16 - Ocultando a geometria das faces não selecionadas.

18 18 A seleção dos objetos no Blender pode ser feita também através da janela Outliner, que contém a lista de todos os objetos presentes na cena. No momento que a janela é acionada, podemos trabalhar com uma visualização em forma de organograma, que mostra as relações entre os objetos (BRITO, 2011). Quando a janela está neste modo, é possível selecionar os objetos simplesmente clicando sobre seus respectivos nomes, que estão presentes na lista. Caso os nomes dos objetos estejam de acordo com o momento de sua criação, é possível alterá-los através do clique sobre o nome em conjunto com a tecla CTRL pressionada. Através desta janela, além de selecionar objetos, podemos também acionar várias opções interessantes de gerenciamento de objetos e os ícones localizados à direita do nome dos objetos permitem acionar ou restringir ações específicas para cada objeto da cena. A ilustração 17 mostra a janela Outliner, e os ícones, de acordo com a visualização são: Olho: este ícone permite ocultar e mostrar um objeto na 3D View. Alternando entre Ativado/Desativado, caso a cena ou jogo seja muito complexo em termos de vértices e objetos, ocultar alguns destes objetos durante o trabalho pode ajudar na visualização geral de partes que precisam de edição. Cursor: neste ícone é possível restringir a edição dos objetos da 3D View. Com esta opção não selecionada, não será possível selecionar este objeto na 3D View, caso que pode ser muito útil quando se possui um modelo 3D ou cenário pronto e queremos protegê-los de edições acidentais. Cenário: este ícone, quando ativado, impede que um objeto apareça na renderização de uma cena, o que pode não ser muito interessante em projeto de jogos. Ilustração 17 - Configurando o Outliner.

19 19 A criação de objetos no Blender pode ser realizada de duas maneiras, através da caixa de criação ou o menu Add, que está localizado na parte superior da interface do Blender. A caixa de criação pode ser acionada através do atalho SHIFT + A, apresentando um pop-up com uma série de opções para a criação de objetos, como mostra a ilustração 18. Nesta opção, é possível escolher entre vários tipos diferentes de objetos para se adicionar na 3D View. No menu Add, localizado na barra de menus, é possível encontrar as mesmas opções de criação de objetos, como também mostra a ilustração 18. Ilustração 18 - Opções de criação. À esquerda, o menu Add acessado através do atalho SHIFT + A, e, à direita, o menu Add acessado através da barra de menus. As principais opções de criação disponíveis no menu Add são: Mesh: neste item, estão agrupados os tipos de objetos mais importantes de geometria que são utilizados em projetos de jogos. Nesta opção é possível encontrar opções para criar cubos, esferas, cones, prismas e outros. Com estas primitivas formas geométricas, é possível aplicar a ferramenta de transformação para transformar geometrias simples em estruturas complexas, como personagens ou cenários. Curve: objetos que demandam formas suaves, ou mesmo opções para criar cabos ou canos em cenários, são utilizados com as curvas. Surface (NURBS): opção de modelagem semelhante a de curvas, aplicada a objetos de natureza orgânica ou que também demandam formas mais suaves. Text: É a opção para adicionar textos na forma de geometria nos cenários 3D. Caso seja necessário utilizar textos em cenários ou menus de jogos, esta é a melhor opção.

20 20 Lamp: Opção que adiciona pontos de luz ao cenário. Camera: No Blender, apenas uma opção de câmera está disponível, sendo esta a opção para conseguir criá-las. Empty: Este tipo de objeto não aparece nas interações ou renderização, porém tem a função de ajudar no processo de modelagem e manipulação de objetos 3D, servindo de auxílio em operações que demandam objetos extras. 2.6 Camadas Segundo BRITO (2011), a separação em camadas é uma ferramenta útil para organizar os objetos dentro de uma cena complexa. O gerenciador de camadas está localizado no cabeçalho da 3D View, como mostra a ilustração 19, e é formado por uma série de botões que podem ligar/desligar a visualização das camadas. O círculo nesses botões indica camadas que possuem objetos. Para ligar ou desligar mais de uma camada ao mesmo tempo, basta selecionar múltiplas camadas, mantendo a tecla SHIFT pressionada. Para atribuir um objeto a uma camada específica, basta utilizar a tecla M. 2.7 Transformações Ilustração 19 - Gerenciador de camadas. As transformações em 3D, que são aplicadas após um objeto ser criado, se resumem a três operações simples e básicas: translação, rotação e escala. Cada um destas transformações possui uma tecla de atalho; também podem ser acessadas através do Manipulador 3D, existente no cabeçalho da 3D e que acompanha todos os objetos existentes na 3D View, como mostra a ilustração 20. Para BRITO (2011), mesmo que pareça ser mais fácil utilizar o Manipulador 3D para transformações, o uso das teclas de atalho são muito importantes, pois,

21 21 além de precisão, todas as operações que demandam deste tipo de transformação são utilizadas, na maioria das vezes, com o uso de teclas de atalho. O uso do manipulador é simples e funciona basicamente com o clicar e arrastar do mouse sobre as setas, arcos ou alças de escala (BRITO, 2011). Um dos atalhos úteis para controlar o manipulador de transformação é o CTRL + Barra de espaço, pelo qual é possível ocultar ou mostrar o manipulador, como mostra a ilustração 20, caso que é possível com todos os ícones existentes no cabeçalho da 3D View. Ilustração 20 - Ícones de Transformação. Utilizando a tecla G, podemos movimentar objetos, faces, arestas ou vértices livremente através da 3D View. Já a tecla R pode ser usada para rotacionar o objeto sobre seu próprio eixo, enquanto a tecla S é usada para escalonar, isto é, redimensionar o objeto selecionado. Essas teclas podem ser utilizadas em conjunto com as teclas X, Y e Z para realizar transformações restritas a cada eixo específico do plano cartesiano, através do uso de coordenadas globais. A combinação destas teclas pode gerar diferentes efeitos de transformação; para isto, basta alterar a ordem e assim conseguir mais transformações de acordo com as necessidades de edição durante o projeto (BRITO, 2011).

22 22 É possível também utilizar-se de uma terceira tecla para transformar os objetos usando coordenadas locais. Estas coordenadas não são alteradas nas transformações dos objetos e por isso são úteis em várias ocasiões, como na criação de personagens 3D, por exemplo, na qual conforme o personagem se movimenta, o eixo permanece o mesmo. O conjunto de teclas para isso também se encontra na tabela abaixo. Para cada uma das três ações, é possível utilizar uma combinação com os três eixos do plano cartesiano, e nem todas as combinações foram listadas na tabela de atalhos acima. Cada uma das combinações é muito útil durante a modelagem de objetos, principalmente nos projetos de jogos onde o uso de coordenadas locais são muito aplicadas. Segundo BRITO (2011), um ótimo exemplo de uso da transformação de objetos utilizando coordenadas locais é a transformação de câmeras, pois toda vez que uma câmera é criada, o seu eixo Z local está apontando para a direção para qual o foco da câmera está direcionado. Desta forma, para aplicar um zoom na câmera, fazendo com que esta se aproxime do objeto, foco do seu enquadramento, pode-se utilizar a combinação de teclas G + Z + Z para aproximar ou afastar a câmera sem perder o valioso enquadramento. 3 Câmeras As câmeras são objetos dos mais importantes em qualquer projeto de animação ou jogos, pois são com elas que se pode definir as partes dos cenários que devem ser visíveis na execução do aplicativo (BRITO, 2011). Ao criar um objeto do tipo câmera, é possível alterar a visualização da 3D View para a visão da câmera através da tecla 0 do teclado numérico. Pode-se fazer alterações na câmera, usando os comandos de transformação ou a combinação de teclas, para que a câmara assuma a visão configurada na 3D View, caso a visão da câmera não esteja de acordo com o enquadramento desejado. Este conjunto de teclas é acionado através do CRTL + ALT + 0, sendo que o 0 é o correspondente ao do teclado numérico. De acordo com BRITO (2011), o objetivo deste atalho é deslocar a câmera para a visualização atual na 3D View, para facilitar o processo de edição dos cenários ou objetos mais complexos. Na ilustração 21, tem-se um exemplo de ajuste da câmera.

23 23 Ilustração 21 - Ajuste da Câmera. Uma das maneiras de se trabalhar com ajustes no enquadramento da câmera é selecioná-la, clicando em sua borda, quando estamos com a visão de câmera ativada (tecla 0 no teclado numérico), e usar as teclas de transformação G, R e S. E, de acordo com BRITO (2011), o perfeito enquadramento das câmeras é importante, pois é com elas que podemos direcionar a visualização de elementos, podendo as mesmas serem ajustadas e configuradas de várias maneiras em um aplicativo ou jogo. 4 Renderização A renderização de objetos ou cenários 3D consiste na criação de imagens a partir da geometria criada na 3D View (BRITO, 2011). A renderização no Blender pode ser feita através da tecla F12 ou com os botões Image e Animation no campo Render, que aparece no painel Render (ilustração 22). O botão é acompanhado por várias outras opções de configuração de tamanho e aparência da renderização, e, na parte inferior do painel, é possível encontrar as opções de resolução da imagem no campo Dimensions, assim como os diversos outros formatos de imagem disponíveis no campo Output. Todas as imagens renderizadas no Blender sempre mostram a visão da câmera que está ativa, por isso é essencial e indispensável à existência de no mínimo uma câmera no cenário para que a renderização seja concretizada e, caso não exista uma câmera, uma mensagem de erro é apresentada e a renderização gera uma imagem vazia (BRITO, 2011).

24 24 Ilustração 22 - Opções de Renderização. Entre as opções de configuração existentes para a renderização, encontra-se o Anti- Aliasing, o qual controla a suavidade com que as bordas dos objetos serão criadas na imagem. Valores altos de Anti-Aliasing geram imagens com bordas bem definidas, e valores baixos resultam em imagens com bordas serrilhadas e quanto maior for a qualidade da imagem, mais demorado será o processo e o tempo de renderização. Sempre que a renderização é ativada, por padrão será aberta a janela UV/Image Editor, que exibirá o resultado da renderização e, para descartá-la, pode-se pressionar a tecla Esc para voltar a visualizar a 3D View. Quando a imagem estiver finalizada, é possível salvála em formato de imagem através da tecla F13 e, depois de pressionada, será apresentada uma janela que permite escolher o nome e local nos quais o arquivo será gravado. Para a criação de arquivos de vídeo, estão disponíveis os tipos de vídeo AVI ou MOV, que são escolhidos através do uso da tecla Animation. E segundo BRITO (2011), a criação de animações depende da configuração da quantidade de quadros usados para a animação, que é feita no mesmo campo Dimension, ao lado das opções de resolução (ilustração 23).

25 25 Ilustração 23 - Menus de Animação. Na opção Frame Range, deve-se escolher a quantidade de quadros que será utilizada para renderizar o projeto. O Start determina o quadro inicial e o End, o final. Com o Frame Rate, pode-se escolher a quantidade de quadros usados para cada segundo no campo FPS (BRITO, 2011). Esta opção será pouco utilizada neste trabalho, pois o objetivo aqui é utilizar o Blender para a Modelagem de objetos. 5 Exemplos de utilização do Blender No trabalho corrente, o Blender foi utilizado para modelar e criar os objetos, os quais serão usados em um jogo ilustrativo. Nesta etapa, será descrito a principal funcionalidade do Blender: a modelagem de objetos 3D através do uso de modificadores. Os objetos criados para o projeto serão listados e exemplificados nos tópicos abaixo Modelagem 3D Um dos pontos que demandam maior atenção e cuidados por parte dos artistas responsáveis pela criação de jogos, sem dúvidas é a modelagem 3D. Este processo de modelagem 3D, destinado a jogos digitais, segue o padrão de qualquer outro projeto no que diz respeito ao uso de técnicas e procedimentos. Ao planejar a tipologia e o resultado final da modelagem, deve-se levar em conta que os mesmos poderão ser executados nas mais

26 26 diferentes configurações de hardware existentes, portanto, a principal preocupação para com esta estrutura da modelagem e para com a composição de elementos é a contagem total de polígonos. Segundo BRITO (2011), dependendo da quantidade de fases existentes no conjunto total do projeto, o hardware que o executa pode apresentar dificuldades em manter a execução do aplicativo com a mesma quantidade de quadros, e o resultado disto será o congelamento da execução. No processo de modelagem, quanto maior for a quantidade de polígonos existentes na estrutura de um objeto, mais apresentável será seu visual. Entretanto, a performance é totalmente comprometida por esta mesma quantidade de polígonos. A escolha da plataforma e a configuração mínima de hardware são muito importantes no projeto de desenvolvimento de jogos e, independente disso, o ideal é sempre tentar reduzir e minimizar ao máximo a quantidade de polígonos e detalhes na estrutura de um objeto. Para contornar este problema, em que precisamos reduzir drasticamente a quantidade de faces de um objeto, poderemos partir para a representação de detalhes através do artifício visual, por meio de texturas, o que será relatado mais à frente no trabalho. Para auxiliar neste problema, em relação à quantidade de polígonos que cada projeto possui, o Blender informa o quantitativo de faces e vértices existentes em sua interface. Na ilustração 23, na parte superior direito da interface do software, encontramos a quantidade de polígonos existentes. Ilustração 23 - Quantidade de faces e vértices da cena.

27 Modelagem Poligonal A técnica utilizada para modelagem de objetos no Blender é chamada de Modelagem poligonal e consiste na manipulação de elementos chamados Mesh. Esta técnica se resume à criação de modelos que são formados apenas por três elementos básicos: vértices, arestas e faces. O processo, em si, consiste na criação de formas geométricas primitivas que, em conjunto, podem criar objetos bem mais complexos. O primeiro elemento do projeto a ser demonstrado aqui será a Fazenda do personagem principal. A ilustração 24 mostra a fazenda em seu processo final; e, à esquerda da 3D View, está localizada a gama de opções encontradas na barra de ferramentas de Mesh. De acordo com BRITO (2011), os objetos podem ser criados com outras técnicas de modelagem, entretanto, para aperfeiçoar o desempenho, o ideal é converter todos os elementos para o tipo Mesh, através do atalho ALT + C. Ilustração 24 - À esquerda a Barra de ferramentas para Mesh e a direita a Fazenda. 5.3 Materiais e Texturas Quando a modelagem e a construção do objeto desejado estão finalizados, pode-se partir para o segundo estágio fundamental da modelagem em desenvolvimento de jogos e animações: a atribuição de materiais e texturas. São estes materiais que determinam a aparência de um objeto em um jogo. Segundo BRITO (2011), no Blender os materiais assumem não só a aparência, mas também as propriedades físicas, através da simulação, fazendo com que os objetos ajam de acordo com suas características físicas.

28 28 O método para se aplicar materiais em objetos no Blender é simples e baseia-se apenas na seleção do objeto, no acesso ao painel de propriedades onde se encontram os materiais e na seleção e aplicação do material ao respectivo objeto. A ilustração 25 mostra a localização do painel e a organização das opções. Ilustração 25 - Painel de Materiais. O uso de materiais em si não é suficiente para reproduzir a diversidade de superfícies e objetos apenas com cores, portanto é necessário recorrer ao uso de texturas. De acordo com BRITO (2011), as texturas no Blender são usadas para este propósito, simular qualquer tipo de superfície, assim como ocorre em outros softwares 3D. Existem dois tipos de texturas: a textura Procedural e a Bitmap. A Procedural é um tipo de textura gerada por algoritmo e seu resultado é muito eficiente no ponto de vista computacional, mas pecando em qualidade visual. Já a textura do tipo Bitmap utiliza uma imagem para simular superfícies, sendo mais pesada, porém com resultado artístico muito melhor. Entre os dois tipos, a textura adotada neste trabalho é a do tipo Bitmap. Para utilizar esse tipo de textura no projeto, deve-se acessar o painel de texturas, localizado na janela de propriedades, e selecionar o tipo de textura a ser utilizada. A ilustração 26 demonstra o painel de texturas.

29 29 Ilustração 26 - Painel de Texturas. A aplicação de uma textura com base em imagem envolve três passos: a escolha do arquivo que representa a textura, a existência de um material associado ao objeto e a escolha do tipo de mapeamento do objeto (BRITO, 2011). O primeiro passo após já possuir a textura que será incorporada, é selecionar o objeto e atribuir um material ao mesmo. Com o material aplicado, pode-se acionar o painel de texturas, e no seletor de tipos, escolher a opção Image or Movie. Abrindo o arquivo na opção Open, a imagem será posicionada na parte superior do painel. No Blender, pode-se selecionar arquivos com extensão JPG, PNG, ou qualquer outro que tenha como base mapas de pixels. Devido ao fato do motor de jogos só conseguir exibir texturas com base em imagens quando as mesmas possuem coordenadas por meio de UV s, um mapeamento especial deve ser realizado para se obter sucesso. 5.4 Texturas UV As chamadas texturas UV são as texturas que utilizam um mapa UV para serem distribuídas sobre a superfície dos modelos 3D (BRITO, 2011). Para conseguir esta distribuição, é necessário planificar o volume do objeto 3D, usando um processo chamado Unwrap. Antes de inicializar o mapeamento UV, é necessário acessar o layout otimizado para esse tipo de tarefa no Blender. Para isso, deve-se dividir a

30 30 janela em duas, e selecionar em uma delas a janela do tipo UV/Image Editor. Para simplificar o processo, na aba de menus, ao lado do Help, existe o seletor de Screenlay-out, onde podemos selecionar a opção UV Editing, que trocará a interface para edição de Texturas, pois, para trabalhar mapeamento UV, é necessário trabalhar com ambas as janelas simultaneamente. A Ilustração 27 demonstra a divisão de janelas no modo UV Editing. Ilustração 27 - Modo de layout em UV Editing FONTE: (Elaborada pelo autor) O mapeamento UV começa quando as faces do objeto e seus respectivos vértices que receberão a textura estão selecionados. Após a seleção, basta pressionar a tecla U para acessar o menu de opções do UV Mapping, que possui as seguintes opções: Unwrap: planificação simples, que espalha os planos na janela UV/Image Editor; Cube Projection: faz a projeção dos planos, considerando que o objeto tem o formato de um cubo; CylinderProjection: planifica as faces, com base em um volume cilíndrico; SphereProjection: projeta as faces, com base em uma esfera; Project FromView: faz a projeção, usando como referência a visão do Objeto na 3D View; Project FromView (bounds): também projeta com base na 3D View, mas expande a planificação até as bordas da janela UV/Image Editor; Reset: remove a planificação do objeto, voltando para o seu estado inicial; Follow Active Quads: tenta organizar o modelo, com base na topologia dos objetos; e

31 31 3D. Smart Project: faz a projeção de maneira automática, com base na análise do modelo Neste projeto, para a adição de texturas na Fazenda, foi utilizada a opção Project FromView (bounds) na maioria dos casos, pois se tratando de superfícies planas, projetar as faces no UV/ Image Editor e customizar através de escalonamentos e posicionamentos das faces, foi o método mais prático e eficaz encontrado para conseguir o resultado esperado 5.5 Modificadores Segundo BRITO (2011), os modificadores são ferramentas que auxiliam em diversas tarefas na criação de objetos no Blender e têm papel fundamental na modelagem para jogos. Estes modificadores são responsáveis por transformações físicas nos objetos, ficando armazenados em forma de lista, as quais vão somando os efeitos e transformações ocorridas. A ordem na qual os modificadores são organizados nessa lista determina o efeito final dos objetos. A ilustração 28 demonstra o menu com a lista de modificadores encontrados no Software, que são acessados através do header da Properties Window. Ilustração 28 - Lista de modificadores. Ao utilizar modificadores de objetos, um dos requerimentos para o processo é o modo de trabalho selecionado. Para tal evento, é necessário estar com o Objectmode selecionado, pois as modificações são realizadas em cima do objeto trabalhado, não podendo ser utilizadas para faces, arestas ou vértices que se encontram no Editmode. Caso se tente aplicar algum

32 modificador, estando no Editmode, uma mensagem de erro é apresentada e a transformação não é efetuada CONSIDERAÇÕES FINAIS A modelagem 3D está em alta no mercado de jogos, e é uma parte essencial para a construção de qualquer jogo. O Blender é um software de código de aberto, e é uma das melhores ou até a melhor opção existente no mercado para este tipo de necessidade. Possui uma interface não intuitiva, o que pode dificultar o aprendizado quando não se possui um manual em mãos. Entretanto o convívio com a ferramenta possibilita uma boa experiência em relação ao mundo 3D. Este trabalho abordou o uso do software Blender, detalhando-se brevemente a Interface do software e a construção dos modelos. Usado para modelar os itens principais de jogos eletrônicos, o Blender foi essencial no uso em conjunto com a game engine Unity 3D, tendo em vista que o Software Unity 3D não é capaz de modelar objetos complexos, o que faz do Blender um software recomendado pela própria Unity. O Blender possui uma interface complexa, o que exige do usuário algumas horas de manipulação para assimilar o funcionamento do mesmo. Como extensões futuras, este trabalho estimula a exploração e a comparação com outras ferramentas de modelagem gráfica, bem como a sua integração com ambientes de desenvolvimento de jogos, as chamadas game engines. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS BLENDER. Manual. In: Blender Foundation, 2.4, 2012, Amsterdam.Disponível em: < Acesso em: 29/08/2012. BRITO, Allan. Blender 3D: Jogos e Animações Interativas. Primeira Edição São Paulo: Novatec Editora, p. SANTOS, Felipe M. Blender Game Engine: Uma Introdução. In: Viva o Linux, 2009, São Paulo. Disponível em: < Acesso em: 19 de setembro de UNITY, Technologies. Unity 3D. Unity Technologies, Disponível em: < >. Acesso em: 28 de novembro de 2012.

33 VELOSO, BRYAN. O que é Blender? In: Wordpress, Disponível em: < Acesso em: 19 de setembro de