Computação Gráfica 3, Resumos de Produção Gráfica

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Computação Gráfica

- Introdução à Modelagem Tridimensional **(3D) e Aplicações;

• Constructive Solid Geometry – Geometria Sólida Construtiva;
• Modelagem por Extrusão;
• Modelagem por Revolução;
• Modelagem com Imagem de Referência – Blueprint;
• Modelagem com Sculpt – Escultura Digital.**

· Aprender sobre as principais técnicas de modelagem tridimen- sional (3D); · Construir modelos de objetos do mundo real, tais como casas, carros, pessoas, mobília etc; · Entender como é possível simular materiais específicos utilizando cores e imagens, a fim de tornar os modelos mais realistas; · Compreender que cada uma das cinco diferentes técnicas de mode- lagem 3D é mais apropriada a uma aplicação específica; · Identificar qual técnica é mais apropriada ao modelo elaborado e que possa tentar combinar essas técnicas, sempre que possível.

OBJETIVO DE APRENDIZADO

Principais Técnicas de Modelagem 3D

Orientações de estudo Para que o conteúdo desta Disciplina seja bem aproveitado e haja maior aplicabilidade na sua formação acadêmica e atuação profissional, siga algumas recomendações básicas:

Assim: Organize seus estudos de maneira que passem a fazer parte da sua rotina. Por exemplo, você poderá determinar um dia e horário fixos como seu “momento do estudo”; Procure se alimentar e se hidratar quando for estudar; lembre-se de que uma alimentação saudável pode proporcionar melhor aproveitamento do estudo; No material de cada Unidade, há leituras indicadas e, entre elas, artigos científicos, livros, vídeos e sites para aprofundar os conhecimentos adquiridos ao longo da Unidade. Além disso, você também encontrará sugestões de conteúdo extra no item Material Complementar, que ampliarão sua interpretação e auxiliarão no pleno entendimento dos temas abordados; Após o contato com o conteúdo proposto, participe dos debates mediados em fóruns de discus- são, pois irão auxiliar a verificar o quanto você absorveu de conhecimento, além de propiciar o contato com seus colegas e tutores, o que se apresenta como rico espaço de troca de ideias e de aprendizagem.

Organize seus estudos de maneira que passem a fazer parte

Mantenha o foco!

Evite se distrair com

as redes sociais.

Mantenha o foco!

Evite se distrair com

as redes sociais.

Determine um

horário fixo

para estudar.

Aproveite as

indicações

de Material

Complementar.

Procure se alimentar e se hidratar quando for estudar; lembre-se de que uma

Não se esqueça

de se alimentar

e de se manter

hidratado.

Aproveite as

Conserve seu

material e local de

estudos sempre

organizados.

Procure manter

contato com seus

colegas e tutores

para trocar ideias!

Isso amplia a

aprendizagem.

Seja original!

Nunca plagie

trabalhos.

UNIDADE Principais Técnicas de Modelagem 3D

Contextualização

Nesta Unidade você aprenderá sobre modelagem tridimensional (3D), conceito que é um dos fundamentos da computação gráfica 3D e se refere a combinar primi- tivas gráficas tridimensionais para formar objetos virtuais/digitais que são modelos aproximados de objetos do mundo real – por isso o nome modelagem é apropriado. Com modelagem 3D é possível modelar objetos como prédios, carros, casas, produtos, partes do corpo humano e uma infinidade de objetos do mundo real. As aplicações da modelagem 3D são diversas, tais como impressão 3D, maquete eletrônica, simulação de materiais e objetos e uma série de aplicações importantes. Assim, por exemplo, se você tivesse que construir um carro de aparência mo- derna e agradável – isto para o seu projeto ser aprovado e ganhar investimentos –, o que seria mais barato, menos perigoso e mais rápido para iniciar tal protótipo? “Construir um carro de verdade ou uma miniatura tridimensional?” Você po- deria se perguntar – afinal, a miniatura 3D poderia ser transportada facilmente e mostrada a outras pessoas, de modo a colher diversas informações, entre as quais, aquelas sobre a aparência do automóvel.

“E para um engenheiro ou arquiteto, não seria melhor colocar ideias em forma

de maquete antes de sair construindo prédios?”

Pois é, maquetes e protótipos tridimensionais têm uma série de vantagens, tais como serem menos perigosos para testes – evitando acidentes –, permi- tirem uma boa visualização da ideia e serem mais baratos que o projeto final

• ou intermediário. Já imaginou construir o protótipo do carro exemplificado, tendo um alto investi- mento para isso e depois o projeto não ser aprovado? O mercado de trabalho oferece muitas vagas a um profissional criativo e bem capacitado, que domine as técnicas de modelagem 3D, de modo que é muito comum os empregadores contratarem modeladores tridimensionais com base em seus portfólios.

Portfólio: é um repositório com amostras do trabalho realizado, podendo conter ima-

gens, vídeos, modelos 3D e tudo que possa demonstrar que o profissional tem experiên-

cia com modelagem tridimensional e que o seu trabalho é de qualidade.

Explor

Então, estude as técnicas de modelagem, pratique bastante e comece a construir o seu portfólio!

UNIDADE Principais Técnicas de Modelagem 3D

Esses modelos são simples para que você aprenda mais fácil, afinal, se iniciás- semos com um exemplo complexo, este seria difícil e demorado para aprender o processo de composição.

Podemos ver o mesmo carrinho por outro ângulo, pois basta mudar a posição da câmera ou adicionar uma câmera virtual e tirar uma fotografia – renderizar a imagem. Iniciemos, então, a aprendizagem das técnicas de modelagem!

Constructive Solid Geometry –

Geometria Sólida Construtiva

Esta técnica também é chamada de geometria sólida binária/booleana, pois permite a criação de objetos 3D a partir da combinação de elementos tridimen- sionais. As operações que permitem essas combinações de objetos são a união, subtração e intersecção (RAPPOPORT; SPITZY, 1997) – a Figura 4 demonstra as operações booleanas aplicadas em objetos 3D:

Figura 4 – Operações booleanas de modelagem de Geometria Sólido-Construtiva (CSG) Fonte: Acervo do conteudista A soma junta duas formas, sendo a união de dois objetos. O resultado dessa soma é um novo objeto, que pode ser combinado novamente com outra forma.

A intersecção é a obtenção das partes que são comuns nas duas formas – são somente as partes que se tocam –; ademais, as partes que são comuns nas duas formas geram um novo objeto. Por fim, a subtração é a diferença entre as duas formas – são as partes que não se tocam. Para realizar esse tipo de modelagem no Blender 3D , utilize o modificador denominado Boolean.

Inicie o Blender e coloque um cubo e uma esfera na tela para que fiquem tal como mostrado na Figura 5. Selecione a esfera – com o botão direito do mouse

• e vá ao ícone de uma chave de boca – ferramenta –, clicando em Add Modifier e selecionando Boolean.

Figura 5 – Operações booleanas de modelagem CSG Fonte: Acervo do conteudista Faça, então, a configuração mostrada na Figura 6:

Figura 6 – Adição do modificador Boolean Fonte: Acervo do conteudista Em Operation selecione Intersect e, em Object , escolha Cube ; significa que você optou pela esfera como pri- meiro objeto da operação booleana de intersecção e agora seleciona o cubo como segundo objeto da operação.

Em seguida, clique em Apply para aplicar, de modo que o cubo continua- rá como era, mas o primeiro objeto – a esfera – será modificado tal como se vê na Figura 7 – considere usar rota- ção e translação para vê-la melhor de- pois de aplicar a operação booleana.

Figura 7 – Forma resultante da modelagem CSG Fonte: Acervo do conteudista

Explor^ “Esse resultado da união não parece um lápis?”

Se quiséssemos modelar um lápis, poderíamos utilizar esse objeto, restando apenas aplicar uma textura. Ademais, com um pouco mais de trabalho, consegui- ríamos deixá-lo parecido com um foguete, tal como mostra a Figura 10:

Figura 10 – Forma que pode ser utilizada para representar o modelo de lápis ou foguete cartunesco Fonte: Acervo do conteudista

Vejamos a operação de subtração para que você deixe esse objeto formado pela união do cone e cilindro na aparência de um foguete semelhante ao da Figura 12.

Figuras 11 e 12 – Formas de um lápis e um foguete Fonte: opengameart.org e iStock/Getty Images

Faça uma cópia do lápis – botões CTRL + C e CTRL + V – e o coloque na cena, mais atrás.

Agora, adicione um plano e apli- que uma escala, movendo-o para próximo do cubo, de modo que fique semelhante à Figura 13. Então, apli- que a operação de subtração com o modificador Boolean.

Figura 13 – Aplicação da operação de subtração Fonte: Acervo do conteudista

UNIDADE Principais Técnicas de Modelagem 3D

A forma resultante – com contorno laranja – dessa operação booleana de subtração deve ficar tal como a mos- trada na Figura 14 – repare que essa forma já foi copiada quatro vezes com as aplicações de rotação, translação e escala para formar as partes que dei- xariam o objeto anterior mais parecido ao foguete.

Apague essa forma resultante e o cubo da cena, deixando apenas o “lápis”, “pe- daço de maçã” e “foguete”.

Figura 14 – Forma aproximada de uma parte específica do modelo de um foguete cartunesco Fonte: Acervo do conteudista

Modelagem por Extrusão

Esta técnica é também chamada de arrasto, mas o seu nome correto é extru- são – em inglês, extrude. Consiste em selecionar um objeto e o arrastar – em um alongamento – para formar outro objeto mais extenso (MIYAMOTO; MEDEIROS FILHO; SARTORI, 2008). A Figura 15 esquematiza a ideia geral desta técnica:

Extrusão

Geratriz

Curva Geradora

Figura 15 – Técnica de modelagem por extrusão Fonte: ic.uff.br Em amarelo temos o objeto gerador, chamado também de curva geradora – na prática pode ser um vértice, uma edge ou a face de algum objeto. Já a reta, denominada geratriz, indica o sentido que o arrasto será feito. Assim, altere o modo de trabalho para Edite Mode e escolha a seleção de faces – basta clicar em um cubo com o lado esquerdo laranja que surgirá no Edit Mode. A Figura 16 ilustra como escolher o Edit Mode e o recurso de seleção de faces:

UNIDADE Principais Técnicas de Modelagem 3D

A seleção permanecerá sobre a face mais externa da extrusão que você acabou de fazer. Então, pressione a tecla E – sem arrastar o mouse –; pressione a tecla S e mova o mouse para escalonar a face escolhida. Você terá o resultado da Figura 19:

Figura 19 – Escalonando uma face específica da esfera Fonte: Acervo do conteudista

Com essa face selecionada, pressione E e arraste a forma – você terá o resultado da Figura 20:

Figura 20 – Extrusão de uma face específica da esfera em combinação ao escalonamento Fonte: Acervo do conteudista

Importante!

Entendeu como é possível modelar com extrusão? Note que esse caso foi modelado de

forma semelhante ao castelo apresentado na Figura 1, ou seja, constituindo um cubo na

tela e aplicando duas subdivisões; em seguida, foram selecionadas as faces desejadas ao

cubo para fazer a extrusão.

Em Síntese

Modelagem por Revolução

A modelagem de um sólido por revolução se refere a pegar uma curva e rotacio- ná-la em torno de um eixo específico. (DANTAS; MATHIAS, 2017)

Adicione um plano na cena e alinhe o seu centro ao meio da tela – é importante que você o centralize totalmente. Use as visões ortogonais, bastando apertar o botão 5 do teclado numérico e depois o 3 , a fim de ter a visão direita ortogonal, alinhando o centro do plano ao meio da tela – origem.

Figura 21 – Visão direita em modo ortogonal de câmera Fonte: Acervo do conteudista Na Figura 21 falta descer um pouco o plano para alinhá-lo ao eixo y. Assim, mude para a visão de frente, clicando no botão 1 do teclado numérico.

Figura 22 – Visão frontal em modo ortogonal de câmera Fonte: Acervo do conteudista Já na Figura 22 resta trazer o plano mais para a esquerda a fim de alinhá-lo no eixo z. Logo, mude para a visão de cima, pressionando o botão 7 do teclado numérico e obtenha a seguinte visão:

Mude para o modo de edição – Edite Mode – e selecione três vértices do plano, deixando somente um sem seleção.

Figura 28 – Três vértices selecionados do plano Fonte: Acervo do conteudista Então, tecle o botão delete e escolha a opção Vertices.

Figura 29 – Opção para deletar vértices Fonte: Acervo do conteudista

Sobrará o vértice do canto e o centro do plano, tal como mostra a Figura 30:

Figura 30 – Pontos restantes do plano Fonte: Acervo do conteudista

UNIDADE Principais Técnicas de Modelagem 3D

Coloque o vértice preto próximo ao laranja, centro do plano original – use as visões ortogonais para facilitar. Se tudo der certo, você terá esta visão:

Figura 31 – Pontos aproximados com a translação Fonte: Acervo do conteudista Mude para a visão de frente para que fique tal como mostrado na Figura 32:

Figura 32 – Visão frontal em modo ortogonal de câmera Fonte: Acervo do conteudista Pressione E para fazer extrusões nos pontos, veja:

Figura 33 – Aplicando extrusão no ponto Fonte: Acervo do conteudista