domingo, 16 de marzo de 2014

Wolvi 3d


He aquí un pequeño resumen del proceso de la creación del Wolvi 3d. Espero que os disfrutéis.



1. REFERENCIAS: Como en todo proceso creativo es bueno arrancar haciendo un poco de investigación. Viendo trabajos de otros artistas o bocetando algunas ideas propias. De este paso debe salir una idea, una dirección hacia la cual nos dirigimos. Este es un buen paso donde la experimentación tiene lugar y también es un buen momento para descartar cosas sin arrepentirnos.
Cabe aclarar que muchas veces se realiza un proceso más complejo de diseño del personaje, donde se dibujan las vistas del personajes de forma detallada (frente y perfil) para su posterior modelado 3d, pero en este caso. Pero en este caso fue algo más azaroso y experimental, habían ciertas direcciones (tenia que ser cute y SD) pero ningún anclaje absoluto.

Algunas referencias utilizadas


2. MODELADO: En esta etapa se modela la base geométrica del personaje. En este caso fue realizado en el software 3ds max 2014. Comenzamos por la cabeza y luego el resto. Es recomendable hacer una primera pasada por todo el modelo (lo que se llama Blocking) ,donde definimos proporciones y volúmenes generales. En otras iteraciones, vamos refinando el modelo. Es recomendable no dedicarse mucho a una sola parte, mejor tener el todo e ir introduciendo detalles poco a poco.

Nota: el modelo tiene colores en los polígonos, no es una textura (una imagen png u otro formato), simplemente para pre-visualizar mejor las partes del personaje.
En algunas imágenes se va a notar que el personaje tiene mas resolución, simplemente porque se le agregó una subdivisión automática para visualizarlo mas suave. (para poder hacer algún render en alta calidad). Pero finalmente el modelo queda con los polígonos básicos.





 Nótese que las manos y las garras no son finales, pero es necesario para ver el todo del personaje.
 Modelo Final con colores de polígonos.


  Modelo Final gris.
Renderizado con Vray




El modelado, incluyendo con colores de polígonos básicos no nos termina de dar una idea de cómo puede llegar a quedar el personaje finalmente. Por eso es bueno hacer renders con iluminación. La luz modela, la luz da volumen y de esta manera podemos visualizar la volumetría del personaje en todo su esplendor. Y también este sub-paso nos deja imágenes bonitas para mostrar.

El modelo final tiene 5062 Triángulos.

3. UV'S: Las coordenadas UV básicamente es la proyección de nuestros polígonos que están en un espacio 3d (dónde cada vértice se define por un valor de posición de x.y.z) a un espacio 2d, donde simplemente tenemos 2 coordenadas (x.y pero para diferenciar los sistemas se los denomina u(x)-v(y)) Y por qué hacemos esta proyección? simple, porque las texturas las vamos a pintar en un formato 2d, en programas con el Photoshop, donde una imagen bitmap tiene un ancho y un alto en pixeles, o sea 2 coordenadas. Entonces, si vamos a pintar la textura usando PS es necesario primero generar las coordenadas UV. 

Aquí un ejemplo de cómo se traduce una cara en 3d a coordenadas UVs. Normalmente se le dice proyección o Mapeo UV, ya que vamos mapeando cada vértice en 3d a un espacio 2d.



Los UV siempre se ven como el modelo aplastado. En este caso al ser un personaje simétrico simplemente se hace solamente la mitad. Esto acelera el proceso de texturización ya que solo se pinta mitad del modelo y automáticamente se espeja. (nótese que sólo hay una mano en las UVs).


RECOMENDACION:
Tanto 3ds Max como otros soft 3d traen buenas herramientas para hacer UVs, pero en este caso se uso una herramienta externa llamada "UV Layout" que permite hacer UVs  de manera muy rápida con excelentes resultados.  



Existen conectores para el Max que nos permiten ir y venir entre el programa sin necesidad de exportar ningún archivo. En caso que no usemos estos conectores, vamos a tener que exportar el modelo en formato OBJ.

Links para el conector de 3ds Max. La versión para Maya ya viene incluida en el Uvlayout.



4. COLOR-POLIGONO: Como se mencionó anteriormente ponerle color a los polígonos nos da una idea de volumen del personaje, define bien cada parte y además nos va a servir para generar la base de nuestra textura. Simplemente se crean materiales de diferentes colores y se los va asignando a grupos de polígonos.

Aquí vemos que se creó un material por color, pero finalmente va a terminar todo en 1 solo material.
5. BAKE-TEXTURA-BASE: En el paso anterior asignamos colores a nuestra geometría por medio de varios materiales aplicados. Ahora lo que vamos a realizar es pasar esos colores a una imagen. Este proceso se llama Bake (más adelante vamos a ver las posibilidades de este proceso).

 Este es el resultado de Bake del color base. Notese que coincide con las coordenadas UVs.
Lo que se hace ahora es aplicar esta textura en un nuevo material, esto nos va a dar que el personaje tenga los diferentes colores pero en un solo material. El modelo va a salir plano, no va a tener volumen, porque no lo estamos viendo iluminado, simplemente el color base-plano aplicado.

Textura Bake aplicada al modelo

El próximo paso es hacer un Bake avanzado para hacer una base de textura con un poco más de volumen. Lo que hacemos es iluminar nuestro modelo, con una distribución homogénea de las luces, para evitar una dirección especifica y que nos delate el efecto de iluminación.
Para este modelo se utilizó Vray. La escena estaba configurada con 4 luces Vray con una intensidad de 0,25 dispuestas en cruz. También se activo el skylight y como motores de GI se utilizo Irradiance map y Light Cache.
Dentro de 3ds Max el proceso de Bake se hacer por el comando "Render to Texture" y se usó el Element de "Vray Complete Map". Recomendable siempre utilizar los elementos propios de cada motor de render.
Configuración para el Bake avanzado.





 Resultado del bake avanzado aplicado (al superponer Uvs algunos errores del Bake van a tener que ser corregidos en PS)


AMBIENT OCCLUSION: Es otra técnica que se utiliza para dar volumen a los objetos y también lo podemos utilizar para realzar las texturas. El AO genera un gradiente de grises que marca los volúmenes de las geometrías.



Efecto AO aplicado.

Una vez teniendo esta base ya es más fácil comenzar a hacer la textura, usando Photoshop agregamos todos los detalles necesarios para completarla.






 7. RIGGING: Es el proceso donde generáramos la estructura para poder animar a nuestro personaje u objeto, seria una especie de esqueleto virtual con ciertas configuraciones para poder desarrollar ciertos tipos de movimientos. Es muy importante que el RIGGIN esté definido de forma inteligente ya que un mal RIGGING puede costar la calidad de la animación o hacer muy tediosa la tarea de animar.
En este caso se utilizó la herramienta CAT, que realiza RIGGS de forma procedural, o sea, de manera automática.  Esta herramienta tiene cosas muy buenas y otras no tanto, lo más recomendable es hacer nuestros propios esqueletos con nuestras propias necesidad, ya que muchas veces estas herramientas generan cosas extras innecesarias.


RIGGING aplicado


RECOMENDACION: El sistema CAT por defecto no tiene un estado de "Binding Pose", por ende podemos sin querer modificar la pose inicial y perderla. Para evitar este inconveniente, una vez que definimos nuestro esqueleto es recomendable guardar la definición del esqueleto para que en el momento que cometamos un error, podamos volver a este estado.


POSE T: Notaran que en general los personajes en 3d se modelan con los brazos abiertos. Normalmente a esta pose se la llama "T" o "Binding Pose". Esta pose nos ayuda en el próximo paso que es el "skinning" donde aplicamos el esqueleto a la geometría.



 8. SKINNING: Este proceso consta de asignar el esqueleto a nuestra geometría. El modelo del personaje está construido por polígonos, aristas y vértices. En este caso lo que nos interesa son los vértices. Cuando hacemos el proceso de skinning asignamos relaciones entre vértices y huesos ya que cuando animamos, movemos los huesos y estos a su vez mueven a los vértices, al modelo.


Veamos el siguiente ejemplo:
Podemos decir que los vértices tiene una influencia con respecto a los huesos que va desde 0 a 100%
0 significa que cuando un hueso se mueve el vértice no va a responder a su movimiento. Cuando la influencia es de 100% el vértice va a seguir al hueso en su totalidad. Podemos tener casos intermedios donde 1 vértice puede ser influenciado por varios huesos. En general pasa en las parte de las articulaciones, como el codo en el siguiente ejemplo.
Para cerrar la idea, el trabajo del Sknning es asignar esos porcentajes de influencias entre huesos y vértices.
Cabe destacar que una buena topología en la geometría y conocimiento anatómico agiliza este proceso de skinning.




9. ANIMACION: Una vez que ya tenemos todos los vértices asignados a los huesos, podemos comenzar la tarea de animar.  Aquí hay que ser creativo y disfrutar.







Respecto al Proceso:
El proceso de creación de personajes es lineal hasta cierto puto. Hay cosas que no se pueden hacer sin tener el paso previo, por ejemplo si quiero pintar una textura, necesito si o si tener las proyecciones UVs. Pero, por ejemplo el Riggin puede ir haciendo en paralelo una vez que la geometría está definida. Se pueden contemplar ciertos ajuste, siempre que el  modelo no cambia radicalmente, por ejemplo que pase de tener 2 brazos a tener 2 tentáculos, los comportamientos de dichas extremidades requieren estructuras diferentes para ser animadas.
Para concluir, como no sabemos el resultado final hasta que probamos el personaje animandose con la textura, lo mejor es trabajar iteradamente y no casarse con ninguna etapa, estar atento a los posibles problemas, pero saber que en algunos casos hay que volver atrás y perder trabajo(con la experiencia vamos ajustando esta parte). Pero podríamos pasar de la etapa de baking avanzado a la de Rigging y Sknning y una vez comprobado que todo funciona adecuadamente hacemos los retoques finales a la textura. 


MODELO FINALIZADO







BONUS TRACK VARIOS





Por Ultimo les dejo un FBX del modelo con una textura en 256*. Compartir el conocimiento es lo que nos hace crecer.





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