Daniel Bauer falou sobre a criação de um
modelo realista
de dentes e shaders
subdérmicos no
ZBrush ,
Toolbag e
Substance Painter .
Recursos
Comecei meu projeto coletando referências no Google, Pinterest e Youtube.
Hoje você pode encontrar uma enorme abundância de recursos e o problema é filtrar essa quantidade de informações. Eu uso o PureRef para organizar meus recursos. Nessas placas, os detalhes técnicos podem ser armazenados, por exemplo, dimensões anatômicas ou valores de refletância e imagens dos dentes. No início, não havia CGI no meu quadro, porque tentei me inspirar em exemplos da vida real.
Dica :
salve algumas fotos com polarização cruzada. Você pode aprender muito observando cores puras.Escultura
Para esculpir os principais volumes, usei o
ZBrush . Não aderi estritamente ao formulário, porque queria que a imagem fosse bem lida à distância. Muitas vezes, alienou bastante o modelo para testá-lo. Para obter um resultado satisfatório, a malha teve que passar por muitas iterações. A propósito, você pode usar o modo "transparente" do ZBrush e comparar sua escultura com digitalizações em 3D no
Sketchfab .
Garanta o tamanho correto dos dentes e raízes, porque o observador notará imediatamente que as proporções não são respeitadas. Trabalho com um baixo nível de subdivisão há muito tempo. Quanto mais trabalho em projetos pessoais, mais compreendo a importância desse hábito.
Dica : Use um sombreador de contorno ou material preto para verificar constantemente as silhuetas do modelo.Usei a linha de transposição ZBrush para medir cada dente e levá-los ao tamanho certo. Muitas pessoas têm dificuldade com as unidades ZBrush, então eu vou lhe dar conselhos:
- Adicione um objeto auxiliar de tamanho único à cena, transfira-o com GoZ para o pacote 3D, dimensione-o para 10 mm e retorne-o ao ZBrush através do GoZ.
- Agora arraste a linha de transposição de um lado do cubo para o outro e defina a escala como 1 unidade. Então você pode usar a linha de transposição, que lê os valores exatos.
Eu esculpi cada dente individualmente e isso me dá controle completo sobre o cozimento na
bolsa de ferramentas ou no
pintor de substâncias . Se cada ferramenta (sub-ferramenta) for armazenada separadamente, isso proporciona flexibilidade se você precisar modificar o dente. Quando percebi como os dentes humanos são realmente complicados, esse método me permitiu ouvir o feedback de outros artistas e eliminar as deficiências das formas sem problemas. Na primeira passagem, alguns detalhes são exagerados, enquanto outros estão ausentes:
Dica : devido às especificidades das unidades de implementação (subdivisões, SD), quando você retornar ao nível 1, a malha SD pode ser compactada. Isso levou a um efeito indesejável, porque meus dentes, gengivas e malha de mistura deveriam se misturar perfeitamente. Escrevi uma macro que salvou o alvo morph da malha antes de cada comando subdividir e restaurou seu volume original.Eu usei essa macro como meu principal comando subdivide, vinculado a CTRL + D. O script pode ser baixado
aqui .
Tendo terminado a escultura básica, precisamos pensar na topologia. Uma boa topologia pode suportar escultura, glitter e animação.
A suavidade dos polígonos dos dentes e gengivas ajuda a manter a mistura de todas as formas complexas.
Você sempre precisa manter um equilíbrio entre baixo poli e o número de arestas de referência. Desde o primeiro nível de SD, eu me esforcei para criar uma silhueta clara dos dentes:
Aqui estão alguns bons recursos de topologia:
Tendo terminado a topologia e a escultura, importo malhas dizimadas para o Marmoset Toolbag. Isso ajuda a ter uma idéia geral da aparência do modelo em diferentes modelos de iluminação.
Comece a usar o Toolbag ou o Keyshot o mais cedo possível para encontrar as áreas que estavam faltando na fase de pesquisa. Além disso, observar os resultados ajuda a se mover na direção certa.
Eu queria apresentar o modelo em um ambiente em tempo real, então criei uma malha de transição
para a implementação de dentes misturados com gengivas. Caso contrário, a dispersão da subsuperfície no espaço da tela leva a transições abruptas. Vou falar sobre como eu aumentei o nível de detalhe nesta malha de mistura.
No ZBrush, você pode desenhar tubos finos nas cavidades que indicarão o acúmulo de saliva. Nós os usamos apenas para assar. Assim, obtemos uma malha de mistura côncava bem ajustada mais um mapa normal semelhante a uma forma convexa. Isso será útil em um renderizador em tempo real, porque nas cavidades temos belos reflexos, como mostrado nesta imagem:
Varredura UV
Você pode importar malhas para o
3ds Max ou outro pacote similar para criar um padrão plano e uma textura de layout. Eu queria manter a varredura UDIM para ter um modelo pronto para produção em diferentes plataformas. Transferi minhas ferramentas do 3ds Max pelo GoZ para indicar as costuras dos cortes e, em seguida, realizei uma operação de remoção rápida e empacotamento. Ele então retornou tudo via GoZ de volta ao ZBrush para tirar proveito de sua poderosa ferramenta "usar a aparência existente". Isso é muito importante se você deseja exportar mapas de deslocamento do ZBrush.
Dica : Você pode aprender muito sobre digitalizações com Tim Bergholz .Coloração e deslocamento de textura
Após criar uma varredura, você pode carregar o modelo no
Substance Painter para colori-lo.
Para criar mapas de albedo, eu gosto de usar máscaras processuais e desenhadas à mão. A idéia de projetar fotografias com polarização cruzada parece atraente, mas elas limitam você se você deseja alterar veias ou vasos sanguíneos para outro projeto. Você pode aprender muito sobre valores de cores e camadas de tecido criando tudo manualmente. Pode não ser um albedo ideal, mas, a longo prazo, esse trabalho será recompensado com você.
Em um estágio inicial, eu constantemente tinha o Toolbag funcionando com todos os meus shaders. Como as gengivas refletem muita luz, ocultando as informações do albedo, exagerei nas cores:
Para obter uma sensação de superfície molhada no Toolbag, criei um mapa de rugosidade. Inclui alterações muito pequenas em diferentes camadas. Para alcançar o resultado desejado, refiz tudo várias vezes. A aparência das gengivas varia muito, por isso é importante consultar as referências.
Para a maioria das cáries, usei um valor de rugosidade ligeiramente mais forte, mas excluí as cavidades dentárias nas quais os valores de rugosidade são mais baixos. Continuei a configurar este cartão, mesmo no processo de escrever o artigo, por isso recebi novas críticas. Gosto de concluir projetos, mas para melhorar minhas habilidades, preciso ser crítico comigo mesmo e estar aberto a novas idéias.
Dica : Crie uma cor cinza escuro em todos os conjuntos de texturas e alterne o modo de mesclagem para “substituir” para verificar imediatamente o comportamento do mapa de rugosidade sob várias condições de iluminação.Primeiro, selecione um sombreador separado para esse conjunto de texturas. Os resultados ideais são obtidos com o shader “metal / rough-with-alpha-test”. Para outros conjuntos de texturas, aplique um shader de pele.
Adicione um canal de opacidade às "Configurações do conjunto de texturas" e crie uma camada de preenchimento na parte inferior da pilha de camadas com normais neutros e informações zeradas sobre a opacidade.
Agora você pode começar a desenhar em cima da máscara de opacidade (para maior clareza, usei vermelho).
Eu tive que trabalhar duro para obter o resultado perfeito, mas a corrida nesse estágio reduzirá bastante a qualidade geral da renderização.
Dica : você pode exportar sua máscara através do menu de conjunto de texturas ou simplesmente clicando com o botão direito do mouse na pilha de máscaras e selecionando “Exportar máscara para arquivo”.Mapas de deslocamento que eu exportei do ZBrush.
Possui uma função conveniente que analisa instrumentos e alinha o mapa de deslocamento para cobrir todos os valores altos e baixos. Usei o
Multi Map Exporter para combinar ferramentas individuais com seus ladrilhos UV, usando as seguintes opções:
Shader
Para cada conjunto de texturas, criei meu shader no Marmoset Toolbag. Isso me permitiu usar diferentes opções de shader para a língua, dentes e gengivas.
Antes de configurar os shaders e deslocamentos do SSS, é importante definir a escala da cena corretamente. O Toolbag possui os controles deslizantes “Scale” e “Scale-Center”, e eu os usei para enfatizar o efeito de deslocamento:
O Toolbag possui um bom sombreador de subsuperfície que, se você tiver mapas de alta qualidade, pode produzir excelentes resultados. Para adicionar variação ao mapa normal cozido, usei o mapa normal detalhado. Por sua natureza, os dentes parecem translúcidos, e um bom mapa de translucidez ajuda muito a alcançar esse efeito. Fiz um mapa de espessura no Substance Painter e mudei para atender às minhas necessidades.
Aqui estão as opções para o meu shader tooth:
Shader model
Acredito que a coisa mais importante no shader dental é o modelo de reflexão, para o qual selecionei o parâmetro “Refractive”. O índice de refração determina o quanto o caminho do feixe é distorcido ou refratado quando entra no material. É muito importante dar aos materiais a aparência correta. Tendo estudado a questão, descobri que a dentina IOR é igual a 1,540.
Para enfatizar a refletividade reduzida nas cavidades, adicionei um mapa de cavidades ao shader e movi o controle deslizante "cavidade especular" para 0,4. Deixei o controle deslizante Cavidade Difusa em zero, porque meu mapa de Albedo já continha um preenchimento de cavidade vermelho.
Aqui está uma comparação entre modelos refratados e especulares:
Dica : Confira as explicações de Joe Wilson e Lee Denowald sobre o modelo de imagem em espelho:O valor fisicamente correto da reflexão especular para a pele é aproximadamente igual a 0,028. Isso se tornou um bom ponto de referência para mim.
Para gengivas, aumentei esse valor para 0,07. Aqui você precisa aderir a valores baixos, caso contrário, o shader pode criar um efeito de metal. Um pouco de Fresnel pode dar resultados convincentes.
Não se empolgue com valores Fresnel muito grandes em materiais molhados, pois isso pode causar problemas com superfícies voltadas para o outro lado da câmera.
Dica : aqui você pode aprender sobre técnicas realísticas de renderização de skin em tempo real.Você pode usar diferentes modos de transparência para criar saliva convincente na Bolsa de Ferramentas.
Para uma mistura perfeita entre dentes e gengivas, usei o método Refraction with Dithering. Aqui estão as opções de sombreador:
O resultado obtido após o uso das técnicas descritas:
Conclusão
- É muito importante usar recursos que inicialmente não parecem óbvios. A digitalização de dados é útil para o estudo da anatomia.
- Permita tempo suficiente para a etapa de modelagem e verifique se a malha é bem lida e tem uma estrutura sólida em seu núcleo.
- Inscreva-se em blogs sobre sua área de especialização. Encontre pessoas afins e comunique-se com elas!
Foi um projeto muito emocionante. Ele ainda tem algumas arestas, mas se tornou um excelente processo de aprendizado em anatomia e materiais.
Um modelo simplificado para seus projetos pode ser baixado
aqui .
Obrigado pela leitura! Espero que este artigo tenha sido útil para você.
Sobre o autor
Meu nome é
Daniel Bauer , sou um artista 3D e sou especializado em modelagem orgânica. Comecei minha carreira em um pequeno estúdio de animação 2D, onde me familiarizei com a magia da modelagem 3D. A carreira me levou a resolver problemas como sombreamento e modelagem de CGI na indústria automotiva. No meu tempo livre, eu gostava de me dedicar à modelagem de produtos orgânicos e continuar a fazê-lo até hoje.
Enquanto estudava anatomia, descobri que nossos dentes influenciam a maneira como as outras pessoas nos percebem. O que começou como um estudo gradualmente me levou ao projeto apresentado no artigo.
Escrevi este artigo para mostrar como resolvi as tarefas do projeto, além de compartilhar dicas úteis.