Trabalho Final PCM

Modelação do Cavalo e aplicação de Texturas

ANIMAÇÃO 3D
TUTORIAL

Modelação do Tabuleiro de Xadrez

Neste tutorial será explicado como pode criar todas as peças do jogo de xadrez usando algumas das várias ferramentas e técnicas de modelação.

Neste tutorial para além de aprender as peças do jogo de xadrez vai também obter conhecimentos sobre como:

• Criar e editar objectos do tipo spline
• Usar o Lathe modifier para criar objectos 3D
• Usar o Face extrusion para criar uma geometria
• Usar objectos Boolean compound
• Usar imagens de fundo no viewport
• Usar o Surface modifier

Modelação do cavalo

Nesta lição, vamos criar o cavalo usando splines e o Surface modifier. O Surface modifier cria uma superfície 3D de um conjunto de intercepções de splines. A modelação do cavalo confronta-nos com um desafio especial, pois devido ao seu contorno único é necessário que este seja esculpido cuidadosamente.
O Surface modifier é a técnica ideal para este tipo de modelação.

Técnicas e funcionalidades abrangidas por esta lição:

• Construção de uma spline cage
• Refinamento e conexão de vértices da spline com novos segmentos.
• Aplicação e ajustamento do Surface modifier.
• Uso do Symmetry modifier.
• Extruding patches usando o Edit Patch modifier.

Desenhar o contorno do cavalo:

1. Maximizar o viewport com a perspectiva Front seleccionada, pressionado ALT+W.
2. No painel Create clicamos em Shapes e em seguida em Line.
3. No painel Creation, em Creation Method rollout, atribuímos a ambos, Initial Type e Drag Type a opção Smooth.
4. Clicamos para criar o contorno para o cavalo, ignorando por agora a juba do cavalo. Tenha também em conta que esta técnica não requer um grande nível de detalhe, por isso tente usar um número mínimo de vértices, que irá ajustar mais a frente
5. Terminamos a spline clicando no ponto inicial.
6. Vamos até ao painel Modify e seleccionamos Vertex na Modify list.
7. Ajustamos a posição dos vértices em volta da forma do cavalo.
8. Para os vértices assinalados na imagem seguinte, atribuímos a propriedade Bezier Corner da lista que surge quando se clica com o botão direito do rato.
9. Usamos a ferramenta Select and Move para ajustar os vértices
10. Começamos por adicionar detalhe onde a cabeça intercepta o pescoço. No painel Modify, ainda com o Vertex seleccionado vamos até Geometry rollout, activamos a opção connect e em seguida clicamos no botão Refine. Relembro que a opção refine adiciona vértices à spline. Se a opção Connect está activada, todos os vértices inseridos serão conectados por segmentos pela ordem que foram criados.
11. Clique no vértice Bezier Corner que intercepta a cabeça e a frente do pescoço e surgirá uma caixa de diálogo: Esta caixa informa que já existe um vértice onde foi clicado. É dada a opção de refine, que permite adicionar um vértice muito próximo do que já existe, ou pode-se simplesmente usar o vértice existente e conecta-lo a outros que se irão inserir. Geralmente, usamos o método Connect Only quando esta mensagem aparece.
12. Clicamos em “Do not show this message again option” e em Connect Only.
13. Clicamos no ponto à direita da parte de trás da cabeça, e no botão direito para terminar o comando. Isto irá criar um segmento adicional que liga os dois vértices. Repita o procedimento mais duas vezes como apresentado nas imagens que se seguem.
14. Usamos Refine/Connect para adicionar uma linha vertical que vai desde o pescoço à cabeça, e continuamos o processo até parecer semelhante ao das figuras que se seguem
15. Apagamos os vértices que não são necessários através da sua selecção (Relembro que deve ter a opção Vertex seleccionada na Modify list) e pressionamos a tecla Delete.
16. Vamos agora refinar o aspecto começando por verificar se ainda estamos com a opção Vertex seleccionada.
17. Vamos até ao Selection rollout, activamos Area Selection e deixamos o valor a 0.1, isto assegura que quando é seleccionado um vértice, todos os vértices que estão dentro da distância especificada no threshold são seleccionados também
18. Usamos a ferramenta Select And Move para recolocar os vértices de modo a obter um bom fluxo para os segmentos.

Até agora apenas tivemos a construir tudo usando o viewport Front. Contudo toda a colecção de segmentos está contida no mesmo plano.

Nos próximos passos vamos começar a modelar o aspecto para um volume em 3D

1. Se o viewport com a perspectiva Front estiver maximizado, pressionamos ALT+W para regressar ao aspecto inicial.
2. Clicamos em Zoom Extents All, para que a nossa forma fique visível nos quatro viewports.
3. Usando a ferramenta de selecção e a tecla CTRL, seleccionamos todos os vértices internos, incluído os dois mais ao centro no segmento que constitui a base de pescoço.

No viewport com a perspectiva Top movemos os vértices seleccionados para baixo sobre o eixo Y (eixo verde)

Continuamos a ajustar a posição dos vértices interiores para dar ao volume uma forma mais agradável. Tente não mover os vértices à volta do perímetro pois serão necessários para usar a técnica de espelho mais tarde.



Vamos agora ajustar algumas tangentes

1. Seleccionamos todos os vértices ao longo da parte traseira do pescoço, excepto o primeiro do topo.
2. Efectuamos um clique com o botão direito no viewport e convertemos os vértices seleccionados para Bezier Corner.
3. Definimos o ângulo das tangentes para uma posição mais vertical. Dica: se tentar mover a tangente e notar que alguma das direcções não é permitida pressione F8 para restringir os movimentos ao plano XY
4. Repita este procedimento nos dois vértices perto da boca, e os que delimitam a parte da frente do pescoço.
5. Repetimos o procedimento para os vértices que delimitam a parte superior da cabeça, e usamos o viewport Front para tornar as tangentes horizontais.

Testar o Surface Modifier

Mais a frente iremos criar um efeito de espelho para criar o outro lado da cabeça do cavalo, mas antes disso temos que verificar se o Surface modifier funciona correctamente. O Surface modifier coloca uma superfície 3D sobre cada conjunto de polígonos com três (ou quatro) lados formados pela spline.
Os polígonos devem ser completamente fechados de modo a que o Surface modifier consiga criar uma superfície 3D.
Através do teste do Surface modifier podemos corrigir qualquer “buraco” na superfície antes de aplicar o efeito de espelho.

1. Com Line01 seleccionada, saímos do modo Vertex e seleccionamos Surface em vez de Modifier List.
2. No Parameters rollout, activamos ou desactivamos a opção Flip Normals até o cavalo ser apresentado com na ilustração seguinte.
3. Clicamos em Vertex no painel Modifier. Activamos o Show End Result para que se possa trabalhar com a spline e ver o efeito do Surface modifier simultaneamente.
4. No viewport com a perspective Front, seleccionamos o vértice no pescoço onde se vê menos volume nos músculos e com o clique direito convertamo-lo para Bezier Corner.
5. No viewport Top, ajustamos os indicadores para um V invertido e afiado. Isto irá ajudar a simular o tom dos músculos do pescado. Mantemos o olho no viewport Perspective como referência.

Experimente outros ângulos neste e nos outros vértices de modo a moldar um bom aspecto para o pescoço. Pode usar também esta técnica em outras partes do corpo como no nariz e na cabeça.


Moldar a juba:

1. Ajustamos o viewport Perspective de modo a visualizar melhor a parte detrás do pescoço.
2. Usando o Connect/Refine começamos no vértice no topo da cabeça e trabalhamos bem toda a linha como ilustrado na imagem que se segue. Não se preocupe se a superfície desaparecer temporariamente, pois ela voltará a aparecer assim que terminar o comando. Isto acontece porque está a introduzir mais vértices o que cria uma área com mais de quatro vértices. Mas assim que terminar o resultado é recalculado e apresentado novamente correctamente.
3. Saímos do modo Vertex e clicamos em Surface modifier para ir para o topo da stack.

Aplicar o efeito de espelho:

1. Se ainda não o fez, seleccione o Surface modifier na Modifier stack
2. Da Modifier list escolhemos Symmetry.
3. Em Parameters rollout definimos Mirror Axis para Z. Terá como resultado algo parecido à ilustração
4. Seleccionamos Surface modifier na Modifier stack. E em Modifier list escolhemos Edit Patch. Este procedimento insere um Edit Patch Modifier acima de Surface modifier e abaixo de Symmetry Modifier.
5. Se necessário, desactive Show End Result. Agora deve ser capaz de ver apenas metade do cavalo em todos os viewports.
6. Em Selection rollout no Patch modifier, escolha o botão Patch.
7. No viewport Perspective, seleccione os patches que dão forma à juba do cavalo.
8. No Geometry rollout vamos até ao grupo Extrude & Bevel e clicamos no botão Extrude.
9. Colocamos o cursor perto dos patches seleccionados no viewport Perspective e depois clicamos e arrastamos para remover os patches. Mantenha o olho no viewport Front como referência.
10. No Selection rollout, trocamos de Patch para Vertex e activamos o Show End Results. Terá que ajustar a posição do vértice para dar ao Symmetry modifier alguma ajuda.
11. No viewport Front, usamos o region selection para seleccionar todos os vértices na extremidade exterior da juba. Usamos o CTRL se necessário.
12. No viewport Top, movemos os vértices seleccionados até que eles se interceptem ao longo da linha de espelho. Mantenha atenção nos outros viewports para ver se Symmetry modifier funcionou bem na união dos ligamentos. Nota: Isto é um modo simples de ajustar a linha de espelho. Idealmente é desejável mover os vértices individualmente ou em grupos enquanto ao mesmo tempo se ajustam as tangentes para obter excelentes resultados.
13. Ajustamos as posições dos vértices e tangentes no viewport Front de modo a seguir a imagem de referência e criar uma juba agradável.

Criar a base da peça:

Apesar da base poder ser construída como parte da mesma superfície spline, é mais fácil construir esta como um objecto separado e depois juntar ambos num mesmo objecto.

Aplicação da Textura

Vamos agora adicionar textura as pecas

1. Seleccionamos as peças e pressionamos M.
2. Em Shader Basic Parameters seleccionamos Blinn.
3. Em Map rollout atribuímos a Difuse Color a textura “wood.gif” e a Reflection a textura “white.jpg” ou “black.jpg” dependendo se a peça é branca ou preta. Definimos reflection amount para 25 em ambos os casos.
4. Em Blinn Basic Parameters definimos o valor de Specular Level para 50 e o valor de Glossiness para 80.

Como resultado devemos obter algo como na imagem que se segue.

Modelação do peão, torre e bispo

Modelação do peão

Nesta lição, vamos criar um peão para o nosso jogo de xadrez. Para isso vamos desenhar o contorno da peça e aplicar o Lathe modifier para completar a geometria.

Nesta lição vai obter conhecimentos sobre as seguintes funcionalidades e técnicas:

• Usar um spline para desenhar o contorno de um objecto, assim como uma pequena introdução à edição de splines. A spline é uma curva que é interpolada entre dois pontos, e dois ou mais vectores tangentes.
• Editar os vértices e extremidades da forma para um melhor controlo do desenho da spline.
• Usar o Lathe modifier para transformar um contorno 2D num modelo 3D.

Vamos começar carregar uma imagem de referência no viewport, facilitando assim o desenho do contorno da peça.

1. Comecemos por arrastar a imagem para o viewport com a perspectiva Front.
2. Para assegurar que a imagem não fica distorcida vamos a: Views → Viewport Background (ALT+B) e alteramos o aspecto para Match Bitmap.
3. Na mesma caixa de diálogo activamos também o Lock Zoom/Pan e confirmam-se as alterações
4. Pressionamos a tecla G para remover a grelha visto que esta não é necessária para esta

Agora já estamos prontos para começar a desenhar. Vamos agora desenhar o contorno da peça:

1. Comecemos por fazer zoom da peça para o centro do viewport.
2. No painel Create, clicamos em Shapes, e depois em Line.
3. Definimos as propriedades Type e Drag Type em Creation Method para Corner. Isto assegurará que o segmento de linha será linear.
4. No viewport clicamos num ponto perto do centro da parte superior da peça, e com a tecla SHIFT pressionada (o que restringe a linha ao eixo vertical) clicamos em seguida num ponto da base da peça.
5. Com o SHIFT ainda pressionado clicamos no ponto mais à direita da base da peça.
6. Desta posição, vamos clicar em mais alguns pontos ao longo do lado direito da peça até ao ponto inicial. Nesta fase não é necessária grande precisão. Para terminar a spline clicamos no ponto inicial.
7. Ao aparecer uma janela a perguntar “Close spline” clicamos Yes
   

Vamos agora aperfeiçoar o contorno da peça através da edição da spline:

1. Com a spline seleccionada vamos ao painel Modify e seleccionamos Vertex.
2. Seleccionamos Select And Move de modo a podermos ajustar os pontos. Agora ao clicarmos nos pontos é possível desloca-los para uma posição mais adequada.
3. Agora vamos activar a opção Fillet no painel Modify. Com esta opção vamos conseguir de um modo muito simples arredondar os vértices.
4. Seleccionamos o vértice, e arrastando o rato para cima ou para baixo, obtemos um vértice mais, ou menos suave. Esta opção funciona também com múltiplas selecções de vértices.
5. Em geral nos casos em que o vértice não representa uma extremidade é recomendado tornar o vértice suave deixando assim de se notar uma irregularidade na curva. Para isso seleccione o vértice e seleccione a propriedade Smooth. Este resultado tem grande impacto quando se aplica o Lathe modifier. Na imagem seguinte podemos ver um dos possíveis resultados da não aplicação desta propriedade a um vértice.
6. Em algumas situações pode ser necessário introduzir mais vértices para obter melhores resultados. Para isso vá até ao painel Modify e em Geometry clique em Refine. Agora basta clicar na zona onde deseja criar o novo vértice.
7. A cabeça da peça merece cuidados especiais. Se tiver apenas um vértice na parte inferior da esfera use o Refine para adicionar outro vértice. Seleccione ambos os vértices e com o clique direito converta-os para Bezier Corner.
8. Use Select And Move para ajustar melhor as posições dos vértices de modo a obter uma melhor curvatura para a base da cabeça da peça.
9. Seleccione o primeiro vértice e converta-o para Bezier Corner. Ajuste-o de modo a igualar a curvatura na imagem referenciada. Relembro que este passo é muito importante porque caso não tenha o devido cuidado ficará com um peão de cabeça quase oval.
10. Por fim no painel Modify seleccionamos Line para sair deste sub-nível de detalhe.

Vamos agora usar o Lathe modifier para transformar um contorno 2D num modelo.

1. Seleccionamos a spline e no painel Modify seleccionamos em Modifier List, a opção Lathe. O resultado que irá ver é provavelmente um resultado que não estava a espera, o que se deve ao facto de o eixo de revolução, por default, é baseado no ponto pivô da spline em vez do lado esquerdo do desenho.
2. Nos parâmetros do Lathe modifier procure Align group, clique em Min e aumente o número de segmentos para 32.
3. Por fim, nos parâmetros do Lathe modifier active Weld Core. Esta opção combina todos os vértices do centro do modelo em apenas um.

Modelação do bispo

Nesta lição vamos criar o bispo do jogo de xadrez. O bispo é modelado quase do mesmo modo que o peão. A diferença é que o bispo apresenta um corte na cabeça. Para obter esse resultado vamos usar objectos Boolean.

Neste tutorial vai usar as funcionalidades e técnicas:

• Usar formas spline para desenhar o contorno de um objecto.
• Usar Lathe modifier para transformar um contorno 2D em um modelo 3D.
• Usar o Boolean para subtrair geometrias.

Vamos começar carregar uma imagem de referência no viewport, e efectuar os mesmos paços que na modelagem do peão, ignorando o corte na cabeça no bispo.

1. Depois de criado o bispo em 3D, fazemos zoom de modo a focar a cabeça do bispo.
2. Vamos até ao menu Create escolhemos Standard Primitives e depois Box.
3. No viewport com a perspectiva Front desenhamos a base da caixa na cabeça do bispo. Nesta fase não é necessário ter preocupações com as dimensões.
4. Uma vez definida a base move-se o rato de modo a definir a altura.
5. Agora vamos definir as dimensões. Para isso vamos até ao painel Modify e definimos as seguintes dimensões para a caixa: Length=15.0, Width=2.0, Height=50.0
6. Seleccionamos Select and Rotate (CTRL+R) e rodamos a caixa de modo a que fique alinhada com o corte na imagem de referência. Caso necessite de mover a caixa use o Select and Move (CTRL+W).
7. Usando a perspectiva de cima movemos a caixa ao longo do eixo Y até conseguirmos ver ambos os lados do bispo.

Para criar o corte na cabeça do bispo vamos utilizar a operação Boolean.

1. Seleccionamos o bispo em qualquer viewport.
2. No menu Create seleccionamos Compound Objects e escolhemos a opção Boolean.
3. 3. No painel Pick Boolean clicamos em Pick Operand B e em seguida clicamos na caixa em qualquer um dos viewports.

Quando se efectua uma operação Boolean, o primeiro objecto seleccionado (neste caso o bispo) é reconhecido como o Operand A e o segundo objecto seleccionado (neste caso a caixa) é reconhecido com Operand B. Depois é possível escolher o tipo de operação a efectuar, quer seja uma união, uma intercepção ou uma subtracção.

Modelação da torre

Nesta lição vamos criar a torre do jogo de xadrez. A torre é modelada quase do mesmo modo que o peão. A diferença é que não desenhamos a muralha na parte superior Esta peça requer um pouco mais que o Lathe modifier, pois a parte superior da torre tem que ser modelada recorrendo ao uso de uma técnica diferente.

Funcionalidades e técnicas abrangidas nesta lição:

• Face extrusion para alterar a geometria.
• Alisamento em grupos para melhores resultados.

Procedimento:

1. Criamos a peça sem a parte da muralha com os mesmos procedimentos usados no peão.
2. Com a peça ainda seleccionada, vamos painel Modify e escolhemos Edit Poly da Modifier List.
3. No Selection rollout, clicamos em Polygon
4. Tentamos seleccionar a parte superior da peça. Deste procedimento resulta a selecção de uma fracção da área da parte superior: 1/36 para ser exacto.
5. No Selection rollout, clique no botão Vertex
6. Seleccione o vértice na parte central do topo da torre.
7. Com a tecla CTRL pressionada clicamos outra vez no botão Polygon no Selection rollout. Como resultado vai-se obter a selecção automática de todos os polígonos ligados ao vértice.
8. Pressionamos F4 para activar o Edges Faces, se necessário. O que permite ver o sombreado do objecto e a sua geometria subadjacente
9. No Edit Polygon rollout, clique em Settings, o quadrado perto do botão Inset.
10. Na caixa de dialogo que aparece, definimos o Inset Amount para 4.0, com a opção Group seleccionada no Inset Type, e clicamos ok.
11. Abrimos o painel Modify, se necessário, e no Selection rollout, verificamos se está no nível Polygon.
12. Usamos a ferramenta de selecção representada pelo símbolo igual ao cursor do rato, para seleccionar os polígonos adjacentes no anel exterior que iram formar a muralha. Seleccionamos quatro e deixamos um espaçamento de dois como representado nas figuras que se seguem.
13. No Edit Polygons rollout clicamos no botão Settings perto de Extrude. Na caixa de dialogo definimos o valor de Extrusion Height para 4.5, e clicamos ok para guardar as preferências.
14. No Selection rollout, clicamos no botão Polygon para sair e pressionamos F4 para terminar o modo Edged Faces.
15. Verificamos se o objecto ainda está seleccionado, e se ainda está no painel Modify escolha Smooth da Modifier list.
16. No Parameters rollout, active Auto Smooth e deixe o Threshold com o valor default 30.0. Qualquer duas faces adjacentes que tenham um ângulo inferior a esse valor iram fazer parte do mesmo grupo de alisamento e nenhuma extremidade será apresentada entres

Modelação das restantes peças

A modelação das peças restantes é feita de modo análogo usando as técnicas já aprendidas.