Processo de Acabamento Virtual

Materiais do Mundo Real
versus Materiais Virtuais
Técnicas Essenciais para
Obtenção de Equivalência
Fluxo de Trabalho Básico
Modelar o ambiente
Atribuir materiais aos objetos
Adicionar luzes
Posicionar câmeras
Renderizar a cena
Animar
Conceitos Shader
É um pequeno programa que resolve uma parte
específica do processo de renderização. Pode ter
muitas finalidades e ser aplicado a diversos
elementos, como luzes, câmeras etc. Como exemplo,
existem shaders para simulação de água de piscina,
água de oceano, cartoon etc.
Todo Shader tem um fluxo de trabalho bastante
objetivo e específico para o fim a que se destina:
ENTRADA PROCESSAMENTO SAÍDA
Conceitos Ray Tracers
São mecanismos de renderização que articulam
diversos shaders para a obtenção de um resultado
final. São exemplos desta tecnologia o Yafaray, que é
adotado pelo Blender e o Mental Ray, utilizado no 3D
Studio, além de outros como o VV-Ray e o POV
POV--Ray.
Ray Tracers possibilitam o cálculo da iluminação
indireta, entretanto consideram que os raios de luz
saem dos objetos presentes na cena e não das
fontes diretas de luz, o que torna o processamento
viável para computadores de médio porte. Utilizando
este artifício, apenas os raios de luz que são visíveis
para o observador são levados em conta.
Samples do Mental Ray
Conceitos Global Illumination
Termo utilizado na descrição de uma cena em que
todos os aspectos da iluminação (direta e indireta)
são considerados, deixando a visualização da
mesma compatível com parâmetros físicos do mundo
real. Existem diversos algorítmos disponíveis no
mercado que realizam este tipo de análise, mas
basicamente todos conduzem a resultados
semelhantes, com pequenas variações dependendo
do arsenal de Shaders disponíveis.
Conceitos Principais Tipos de Luzes
Luz direta (direct): Aquela que incide sobre uma
determinada superfície e não sofre rebatimento. É
um tipo meramente teórico.
Luz difusa (bounced): Consiste na luz refletida
ao incidir sobre uma superfície, afetando outras que
estejam na proximidade.
Luz do ambiente (environment): Vem dos
objetos de maior escala presentes na cena, como o
céu, por exemplo.
Sombras (Shadows): Ausência de luzes dos
demais tipos citados.
Comportamentos da luz ao incidir sobre um alvo
Cores decorrentes da incidência da luz
Propriedades ópticas que condicionam o realismo
Difusão
Reflexão
Refração
Transparência / Translucidez
Anisotropia
Conceitos Princípio da Interpolação
v1
d1
vp
d2
v2
d3
v3
v1.d1 + v2.d2 + v3.d3
vp =
d1 + d2 + d3
Este princípio é amplamente utilizado na elaboração de algorítmos
matemáticos para reduzir o tempo de processamento de imagens
com baixo comprometimento da qualidade final.
Reflectividade (reflectivity)
Permite mensurar a capacidade que um determinado
material possui em refletir. Quanto maior a
reflectividade, mais o material conseguirá “espelhar”
o ambiente à sua volta.
Rugosidade (roughness)
Indica a rugosidade da superfície e é determinante
para identificar quanto da luz que incide sobre o
objeto se reflete perfeitamente. Quando maior a
rugosidade, menor a reflexão perfeita.
Rugosidade (roughness)
Da mesma forma que ocorre na reflexão, também na
refração é possível controlar a rugosidade do
material. Quanto mais rugoso, maior o efeito
“jateado” obtido no resultado final.
Índice de Refração (IOR)
Este índice controla quanto será desviada a luz
incidente sobre um dado material transparente. Cada
superfície possui características físicas diferentes
exigem ajustes para a obtenção do melhor resultado.
Anisotropia Intensidade e Rotação
A Anisotropia possibilita configurar variações nas
características reflexivas de um material, dependendo
do ponto de vista do observador. Um exemplo clássico
da aplicação desta propriedade está na tela LCD.
Anisotropia
Em muitos casos, a apresentação da imagem renderizada com aparência
uniforme faz com que o observador perceba intuitivamente sua
artificialidade, mesmo que ele não consiga identificar exatamente o porque.
Por esta razão, o processo de criação de imagens foto-realísticas requer um
elevado grau de detalhamento por parte dos profissionais envolvidos.
Anisotropia Ajuste manual usando a curva BRDF*
A reflexão depende do ponto de vista do observador.
* bidirectional reflectance distribution function
Translucidez em superfícies finas
Regula a passagem parcial de luz. Neste exemplo
está apresentado o efeito obtido com a aplicação de
translucidez a uma superfície fina.
Translucidez em superfícies espessas
A mesma propriedade aplicada a um objeto sólido
resulta em claras distorções que se devem à
refração.
Objetos Finos e Espessos
Superfícies autoauto-iluminadas (self illuminated surfaces)
Em ambientes reais é impossível um objeto se
manter neutro, ou seja, a luz que incide sobre ele
certamente afetará a aparência dos vizinhos.
Superfícies autoauto-iluminadas Interações
Neste caso a aparência dos objetos demonstra
claramente a interferência.
Arredondamento de cantos (round corners)
O arredondamento de cantos “vivos” por meio de
recursos de renderização diminui a necessidade de
detalhamento do modelo tridimensional, reduzindo o
tamanho do arquivo e o tempo de processamento da
imagem.
Reflexão Limitar distância e transição de cor
Para dar uma aparência mais real ao projeto, podepodese limitar o alcance da reflexão de uma certa
superfície sobre outros materiais, desta forma evitaevitase a aparência 100% “espelhada”, que é artificial.
Reflexão Interpolação Reflexiva
A nitidez da reflexão pode ser controlada de acordo
com a distância entre o objeto refletido e a superfície
refletora.
Refração Limitar distância de refração
Esta é uma configuração necessária para que o
material simule corretamente a absorção física da
luz. No mundo real, a uma certa espessura o “vidro”
tende a se comportar como um objeto opaco.
Transparência Espessura e volume
A primeira taça tem
aparência maciça e a
segunda parece oca.
A luz, ao passar por um meio
como o ar com névoa, gera um
resultado que elimina a
sensação de uniformidade,
tornando o ambiente mais real.
Transparência Efeitos cáusticos
Este é o efeito obtido pela passagem da luz por
objetos transparentes, como vidro e água, com base
nas suas propriedades de reflexão e refração. O
tempo de processamento da imagem aumenta
consideravelmente, mas há compensação visual.
Transparência Lado reverso invisível
O recurso de ocultar um lado da face é útil para
visualizar o interior do ambiente sem deixar de
considerar todas as interferências existentes.
Efeitos de Relevo (Bump)
Textura original
Textura aplicada
com efeito “bump”
Mapeamento de Materiais
Material sem
mapeamento
Material mapeado
sobre o modelo.
Efeitos Recortes (Cutouts)
Utilização de material como referência de recorte
(cutout) durante o processo de render. Ex: cerca.
Efeitos Depth of Field
Controle do foco da
câmera em função da
profundidade.
Efeitos Contour Shader / Cartoon
Líquidos
Líquidos