Introdução ao Blender
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Este post tem a finalidade de mostrar as principais ferramentas para render. É uma introdução e um guia rápido para começar a trabalhar com render pelo Maya Software. O Maya possui 4 renderizadores:
Para visualizar na viewport o enquadramento correto da cena, habilite o Resolution Gate:
O tamanho final do render, mostrado no Resolution Gate, é configurado dentro do Render Settings, grupo Image Size:
O Render Settings também pode ser acessado através do menu Window > Rendering Editors > Render Settings.
Para visualizar a imagem na Render View, basta clicar no botão Render the current frame (renderizar frame atual). Isso fará com que a Render View seja aberta e o render comece no mesmo instante. Se você clicar no botão Open Render View, esta será aberta, porém, sem gerar render. Se nenhum render tiver sido feito antes, a Render View mostrará uma imagem preta, caso contrário, ela mostrará o(s) último(s) render(s) feito(s). Para renderizar a partir da Render View, basta clicar em Redo Previous Render (veja mais abaixo):
Por padrão, algumas informações são mostradas embaixo da imagem renderizada:
Para salvar a imagem gerada na Render View, acesse o menu da Render View: File > Save Image…
Para escolher qual vista será renderizada na Render View, acesse o menu da Render View: Render > Render > escolha vista . O mesmo pode ser feito com o Snapshot: Render > Snapshot > escolha vista.
Por padrão, o renderizador usado no Maya é o Maya Software. Se você tentar renderizar uma imagem cujas luzes projetam sombras do tipo Raytrace ou que tenham materiais no qual o valor do campo Reflectivity seja maior que 0 (zero), deve-se habilitar a engine Raytrace, no Render Settings. Caso contrário, sombras Raytrace não serão geradas, assim como os reflexos dos materiais, pois os reflexos reais são Raytrace. Para habilitar a engine Raytrace, acesse o Render Settings > Maya Software > Raytracing Quality e habilite a opção Raytracing:
Para renderizar animações, deve-se usar o Batch Render (modo Rendering > Render > Batch Render ):
Porém, antes, é necessário fazer algumas configurações no Render Settings:
Grupo File Output
File name prefix: nome base do arquivo de imagem que será gerada.
Image format: tipo de arquivo de imagem. Em animação, renderiza-se sequência de imagens, uma para cada frame.
Frame/Animation ext: define como será a nomenclatura dos arquivos que serão gerados. Por exemplo, se o nome definido em File name prefix tiver sido casa, a opção do Frame/Animation ext for name#.ext, e Image Format for TGA, então, os arquivos se chamarão casa1.tga, casa2.tga, casa3.tga e assim por diante (name = nome do arquivo; # = número do frame e ext = extensão do arquivo).
Frame padding: define quantos dígitos haverão na nomenclatura do frame. Por exemplo, no valor padrão (1), a nomenclatura fica casa1.tga, casa2.tga, etc. Com valor 3, fica casa001.tga, casa002.tga, etc.
Grupo Frame Range
Nota: se o campo Frame/Animation ext estiver com o valor padrão name (Single Frame) ou name.ext (Single Frame), o grupo Frame Range estará desabilitado.
Start Frame: define o início da renderização da animação, ou seja, a partir de qual frame a animação deve ser renderizada.
End Frame: define o final da renderização da animação, ou seja, até que frame a animação deve ser renderizada.
Grupo Renderable Cameras
Renderable camera: define a vista que será renderizada.
A cor de fundo (background) está atrelada à câmera. Ou seja, se houver mais de uma câmera, cada uma pode gerar uma cor diferente para o fundo. Para alterar esse atributo, selecione a câmera (pode ser pelo Outliner – Window > Outliner, ou pelo ícone da viewport). No Attribute Editor, procure pelo grupo Environment e altere o valor de Background Color:
Abaixo, segue um render com a cor de fundo alterada para azul:
Por último, para aumentar a qualidade do render no Maya Software, acesse Render Settings > Maya Software > Anti-aliasing Quality e configure os campos Quality e Edge anti-aliasing, usando os presets existentes. Quanto melhor a qualidade, maior o tempo de render:
Mais uma vez, esse post é só uma introdução e um guia rápido, sendo assim, só os principais atributos foram mostrados. Posts futuros discutirão essas mesmas áreas de forma mais profunda e abordarão outras áreas que não foram mostradas aqui. Qualquer dúvida, entre em contato.
Acho mais fácil entender primeiro o que é aliasing: é aquele “serrilhado” que aparece entre os pixels, principalmente, quando existe uma linha inclinada e manchas provenientes da falta de suavização entre pixels que ficam em toda a parte da imagem. Anti-aliasing, á a suavização desses pixels. Por isso, as configurações que controlam a qualidade do anti-aliasing do Mental Ray, suavizarão também os efeitos de reflexão borrada, sombra derivada de luz tipo area e até o efeito gerado pelo Final Gather (não mostrarei isso neste tutorial). A baixa ou incorreta configuração do anti-aliasing, numa animação, pode criar “flickerings”, ou seja, haverão áreas que ficarão “piscando” de um frame para outro.
OBS.: mesmo sendo este um tutorial de Maya, os conceitos passados aqui devem ajudar usuários de 3ds Max e Softimage também, pois o Mental Ray é o mesmo.
Logo, saber configurar o Anti-Aliasing é muito importante para a qualidade final do render. Lembrando que, quanto mais qualidade, maior o tempo de render.
Os atributos que controlam a qualidade do anti-aliasing no Mental Ray, estão dentro do Render Settings: Window > Rendering Editors > Render Settings > aba Quality > grupo Anti-Alising Quality.
Sampling Mode
Permite configurar a quantidade de “sampleamento” do anti-aliasing. Quanto mais samples (amostras) por pixel, melhor será a fusão dos pixels, gerando a suavização dessas áreas. Os atributos Min Sample Level e Max Sample Level, definem a faixa de níveis em que deve acontecer o sampleamento (do valor mínimo ao valor máximo).
Funciona assim: se o valor mínimo (Min Sample Level) for -1 e o valor máximo (Max Sample Level) for 2, significa que os pixels que puderem ser suavizados usando nível -1, serão suavizados nesse nível. Os que precisarem de um nível maior, serão suavizados em níveis maiores que -1, não ultrapassando o nível 2 (definido como valor máximo).
OBS: O atributo Min Sample Level é influenciado pelo atributo Anti-aliasing Contrast (ver mais abaixo). O valor configurado é o nível mínimo de samples garantido, porém dependendo do valor de Anti-aliasing Contrast, o Mental Ray pode aumentar o nível mínimo de samples (definido em Min Sample Level). Valores negativos são denominados Infra-Sampling e, positivos, Super Sampling.
Normalmente, valores -2 (Min) e 2 (Max) são uma boa configuração para renders finais. Mas se houverem falhas em objetos muito finos, como a tela de uma grade, por exemplo, então será necessário aumentar o valor de Min Sample Level.
Existem três opções no Sampling Mode. O que muda entre elas é a relação do valor de Min Sample Level e Max Sample Level, se usa ou não o atributo Anti-aliasing Contrast e a relação com o atributo Filter (ver mais abaixo):
Fixed Sampling: usa um número fixo de samples, ou seja, os valores de Min e Max Sample Level são sempre iguais (Exact). Esse modo ignora o atributo Anti-alising Contrast e habilita os atributos do grupo Multi-Pixel Filtering.
Adaptive Sampling (modo padrão): só é possível ajustar o valor de Max Sample Level. O valor de Min Sample Level é ajustado automaticamente. A relação entre esses valores é sempre de dois níveis. Exemplo: se ajustar o Max para 2, o Min será 0 (zero). Se o Max for 1, o Min será -1, e assim por diante. Esse modo trabalha junto com Anti-aliasing Contrast e só usa os atributos do grupo Multi-Pixel Filtering a partir do nível 1 de Max Sample Level.
Custom Sampling: permite configurar valores independentes para Min e Max Sample Level, mantendo o modo Adaptive Sampling (exceto se os dois valores forem iguais, resultando no modo Fixed). Em geral, a relação entre os valores de Min e Max não deve ser maior que 3 níveis. Esse modo trabalha junto com o Anti-aliasing Contrast e só usa os atributos do grupo Multi-Pixel Filtering a partir dos níveis -1 e 0 (zero) de Min e Max Sample Level, respectivamente.
O modo Custom Sampling é a forma manual de se configurar o sampleamento, enquanto as outras duas funcionam como pré-configurações (modos automáticos).Number os Samples: mostra a quantidade de amostras por pixel que está sendo usada na suavização da imagem. Os valores dos atributos Min e Max Sample Level, demonstram os níveis. Enquanto os níveis vão de -2 à 4, o número de samples varia de 1/16 à 256 amostras por pixel.
Abaixo, seguem alguns testes mostrando diferentes configurações versus o tempo de render. Todas foram renderizadas em 800×600 pixels. Os materiais da cena são todos mia_material _x:
Perceba que a partir de um determinado nível, a suavização das linhas retas não dá tanta diferença (ou nenhuma) de um configuração para outra. O que não suaviza totalmente são as áreas borradas da sombra e do reflexo do cromado. A única imagem que suavizou tudo 100% foi a que está usando o modo Fixed no nível 4. Com essa configuração, a imagem está perfeita (em termos de anti-aliasing), usando 256 samples por pixel na imagem inteira (nível máximo). Porém, o tempo de render foi de absurdos 16 minutos e 46 segundos! Muito tempo para uma imagem simples como essa… O Mental Ray gastou tempo usando 256 amostras em pixels que não precisavam de tudo isso, como nas áreas com cor chapada. Valeu a pena somente na sombra e reflexo. Porém, tanto a sombra tipo area quanto o reflexo borrado, possuem seus próprios atributos de controle de samples. Não preciso delegar unicamente ao Sampling Mode que faça isso. O tempo de render vai ser menor e com boa qualidade se eu baixar as configurações do Sampling Mode e aumentar o sampleamento da sombra e reflexo:
Observando as imagens acima, com uma configuração suficiente e mais baixa que a Fixed em nível 4, e aumentando a qualidade da sombra e reflexo do material cromado, obtive uma boa imagem que levou 8 segundos para renderizar… Lembrando que ainda não utilizei o Contrast e nem o Filter, ainda.
O Contrast controla a intensidade do sampleamento, aumentando a quantidade de amostras a partir do valor determinado em Min Sample Level até o valor máximo configurado em Max Sample Level. É como se ele aumentasse a densidade das amostras. Quanto menor o valor do Contarst, melhor a qualidade da imagem.
A ação do Contrast é mais fácil de visualizar usando a opção Diagnose samples (ver abaixo).
Diagnose SamplesMostra a localização e a densidade dos supersamples na imagem em tons de cinza. É útil para visualizar o sampleamento quando se está configurando o Sampling Mode e o Contrast.A imagem abaixo mostra o comparativo entre as configurações do Contrast e a visualização do sampleamento. A qualidade da sombra e do reflexo está com 8:
Note que quanto maior a qualidade do Contrast, maior a suavização da sombra e do reflexo, mostrando mais uma vez, que sabendo lidar com os atributos, pode-se chegar numa imagem de alta qualidade, gastando menos tempo de render. As imagens do Diagnose Samples mostram com clareza a localização dos supersamples, a densidade e o contraste, que quanto maior, maior a qualidade imposta pelo atributo Contrast.
Filter
A função do Filter é mesclar os pixels vizinhos, ajudando a suavizar a imagem. Existem 5 tipos de filtros diferentes. A melhor maneira de saber qual filtro usar é testando, mas abaixo seguem algumas dicas para ajudar na escolha:
Segue um comparativo entre os filtros:
Filter Size
Controla o tamanho do filtro usado para mesclar cada pixel. Quanto maior o valor, mais informações são tomadas dos pixels vizinhos e mais borrada será a imagem final. O valor mínimo recomendado é 1,1.
OBS.: tanto o Filter quanto o Filter Size só serão habilitados se o Min e o Max Sample Level tiverem, no mínimo, valores de -1 e 0 (zero), respectivamente.
Comparativo entre valores do Filter Size usando filtro Mitchell:
Jitter
Reduz o aparecimentos de artefatos (manchas ou defeitos), redistribuindo as amostras localizadas nos cantos dos pixels.Sample LockQuando habilitado, essa opção se certifica de que as amostras de sub-pixel ocorram no mesmo lugar dentro de cada pixel, o que ajuda a reduzir problemas de flickering em animações. Só desligue essa opção caso você esteja tendo problemas no sampleamento do tipo padrão moiré.
1 – Entender o que cada atributo faz é importante, pois dependendo da imagem ou animação, as configurações finais podem ser diferentes.
2 – Faça sempre testes de render para saber qual a melhor configuração usar para obter boa qualidade e menor tempo de render.
3 – O tamanho final da imagem interfere nas configurações. Por exemplo, num objeto gradeado, quanto maior a imagem, menos necessidade de aumentar o valor de Min Sample Level, para eliminar possíveis falhas de render, comumente corriqueiros em objetos muito finos.
4 – Em animações, normalmente, é necessário maior qualidade de anti-aliasing, para evitar flickering. Faça testes de render em alguns frames para certificar que a configuração está adequada.
Um abraço,
Antes de continuar, se você não sabe o que é Linear Work Flow (LWF), leia o artigo sobre o assunto: O que é Linear Work Flow?
Existem algumas formas diferentes de se trabalhar com LWF no Maya. Lembrem-se de habilitar o Mental Ray como renderizador.
Como estamos usando o Mental Ray, é melhor trabalhar com o shader mia_Material_x por ter características físicas reais.
Abaixo, segue o cenário que estou usando de teste, a configuração da luz e um render.
Método 01 – Correção de Gamma via Controle de Exposição da luz
Nesse método, a correção do Gamma é feita adicionando um shader de exposição no slot Lens Shader da câmera. Para simplificar o processo, optei por usar o mia_exposure_simple, que, como o próprio nome já diz, é mais simples. O shader mia_exposure_photographic é mais completo, possuindo atributos de uma câmera real. Esse tipo de shader controla a exposição da luz na imagem, tendo controles para clarear, escurecer e trabalhar o contraste do render. Note, na imagem abaixo, que um dos parâmetros do shader de exposição é o Gamma. Seu valor padrão é 2.2, permitindo assim, que o gamma da imagem seja corrigido para 2.2.
Veja uma comparação entre a imagem sem correção de Gamma (figura da esquerda) e a imagem com correção de Gamma (figura da direita).
Esse método corrige a luminosidade da imagem, mas não faz o de-gamma das cores dos materiais, deixando-os com a aparência de “lavados”. Esse de-gamma deve ser feito manualmente, conectando o shader gammaCorrect no slot de cor do material e alterando a cor preta padrão do shader para a cor atual do material. Não esqueça de alterar o valor 1, nos três campos (esses campos não tem rótulo, mas são respectivamente valores de R, G e B) para 0.455, que é o inverso de 2.2. Isso é o de-gamma.
Abaixo, segue o comparativo da imagem sem de-gamma nos materiais, e com de-gamma nos materiais.
Agora, vamos incrementar o cenário com uma esfera que englobe toda a cena. Nela, eu apliquei um shader Surface com uma textura HDR. No piso, apliquei uma textura sRGB. Habilitei o Final Gathering para fazer com que a imagem HDR emita luz. Estou mantendo o material das esferinhas com de-gamma, mas na textura do piso não. Como é uma textura sRGB, ela já tem gamma 2.2. Note que a textura tem um tom mais escuro e no render ficou mais clara. Isso porque o gamma da imagem (2.2) se somou ao gamma que apliquei no render (2.2) através do shader de exposição.
Para corrigir a aparência da textura do piso, é necessário fazer o de-gamma, da mesma forma que eu fiz com o material laranja das esferinhas. Porém, como a textura já está conectada no material, mostro abaixo como desconectar, inserir o shader gammaCorrect e reconectar tudo, através do Hipershade (Window > Rendering Editors > Hipershade).
Abaixo, mais comparativo: render da esquerda sem de-gamma no piso, render da direita com de-gamma no piso.
Não há necessidade de fazer de-gamma da imagem HDR pois ela é Linear, não possuindo adição de gamma.
Método 02 – Correção de Gamma através do Framebuffer
Outra forma de corrigir o Gamma, no Maya, é através do gamma no Framebuffer (Window > Rendering Editors > Render Settings > Quality > Framebuffer). A vantagem é que não precisa fazer de-gamma nas cores dos materiais, nem nas texturas sRGB. Porém, aqui existe uma particularidade. Veja a imagem abaixo:
No teste acima, não há shader de exposição. Ao fazer a correção trocando o valor de 1 para 2.2, no atributo Gamma, a imagem escurece ao invés de clarear. A documentação do Maya diz que o comportamento do Gamma no mental ray, através do Quality > Framebuffer é reverso, pois ele remove toda correção de Gamma existente para assegurar que a imagem gerada seja realmente Linear, antes de computar o render. Logo, valores altos de gamma escurecem a imagem e valores baixos clareiam a imagem.
Então, para termos a imagem correta com esse método, é necessário colocar o valor inverso de 2.2, ou seja, 0.455.
E se quisermos usar um shader de exposição para controlar a exposição da luz no render? Não tem problema. É só lembrar de baixar o valor do Gamma do shader de exposição para 1, caso contrário, ao render ficará 2 vezes mais claro, por causa da soma dos Gammas, como mostrado abaixo:
Método 03 – Correção de Gamma através do Color Management
A partir do Maya 2011, foi acrescentado o Color Management, na guia Commom do Render Settings (Window > Rendering Editors > Render Settings). Abaixo seguem os primeiros comparativos entre as configurações deste método:
A correção do gamma acontece quando “Default Input Profile” está como “Linear sRGB” e “Default Output Profile” está como “sRGB“, o que siginifica que os dados (texturas HDR, sRGB, cor de materiais, luz) entram (input) como Linear e saem (Output) com correção de gamma 2.2 (sRGB).
Abaixo, mais um comparativo mostrando o piso sem de-gamma e com de-gamma.
Com esse método, assim como o primeiro, é necessário fazer o de-gamma das cores e texturas sRGB.
Lembre-se que quando usar um shader de exposição, altere o valor do atributo Gamma para 1, para não aplicar o gamma 2.2 duas vezes na imagem:
Método 04 – Correção de Gamma através do View Color Management (Render View)
Com esse último método, a correção de gamma é feita, em tempo real, na janela de render (Render View). Para acessá-lo, clique em Display, na barra de ferramentas da Render View (Display > Color Management…):
A configuração que aplica a correção de gamma é a mesma do Color management do Render Settings com algumas configurações a mais:
Após fazer os ajustes em tempo real da imagem, é possível salvar o render de duas formas: com essas alterações ou sem as alterações (RAW). Para isso, acesse as opções de salvamento (barra de ferramentas do Render View – File > Save Image):
Por que essa opção de salvar a imagem sem a correção de gamma? Porque a correção de gamma pode ser feita em softwares de pós-produção, também. Mas esse é um outro assunto.
Conclusão
Os 4 métodos acima farão a correção de gamma, porém, nos meus testes, o resultado entre eles não foi idêntico, como mostrado abaixo. Os renders foram salvos a partir do BatchRender (módulo Rendering > Render > Batch Render):
Listo aqui o resumo das características que notei em cada um:
Método 01
Método 02
Método 03
Método 04
Muito provavelmente, existem outras características ligadas a pós-produção. Pretendo falar disso numa outra ocasião, quando abordar Render Layers e Pós-Produção.
Observação a respeito do node gammaCorrect
Só para esclarecer, ao usar o node gammaCorrect para fazer o de-gamma na cor de um material, ele escurecerá e alterará o tom da cor escolhida. Isso acontece para fazer a compensação da aplicação do Gamma 2.2 duas vezes na cor do material. Se o node for desconectado, a cor que permanecerá no slot Color é a cor do de-gamma. Na prática, ao renderizar essa imagem, não muda nada, pois a cor foi alterada para fazer o de-gamma. Porém, se houver necessidade de alterar a cor vai ficar difícil usando essa referência. As opções são, caso o de-gamma seja necessário:
O assunto é confuso? Um pouco… Não me envergonho em dizer que também estou aprendendo mais sobre ele. Porém, havendo dúvidas, mande um comentário.
Abraço,
Para inserir luzes numa cena, acesse Create > Lights e escolha uma das luzes existentes:
Abaixo, segue uma tabela com os tipos de luzes e seus principais atributos comuns e específicos:
Descrição das luzes
Obs.: os testes abaixo foram todos renderizados com o Maya Software e sombra Raytrace. Existe uma tendência de aparecerem manchas nas áreas sombreadas dos objetos quando se usa sombras Raytrace e Maya Software para renderizar. Esse defeito é chamado de “Terminator Effect”. Para resolvê-lo, basta aumentar a resolução da malha. Se for uma superfície NURBS, deve-se aumentar o Tesselation. Se for um objeto poligonal, deve-se aumentar a quantidade de polígonos. Nos meus testes, usando sombra Depth Map (veja mais abaixo) não ocorreu o Terminator Effect. Com Mental Ray (falarei sobre ele mais tarde) e sombra Raytrace, isso também não ocorreu, o que é uma boa notícia.
Os testes abaixo estão mostrando o Terminator Effect, pois eu já havia gerado as imagens e não havia descoberto como resolver esse problema. E, usando a Ambient Light, nem mesmo aumentando o número de polígonos da esfera, o defeito sumiu completamente. Por isso, resolvi deixar as imagens como estão e postar o problema e solução acima.
Obs2.: as imagens abaixo que ilustram o resultado das luzes estão usando sombra Raytrace. Logo, os atributos Light Radius, Light Angle e Light Rays pertencem a sombra Ray Trace.
Ambient Light: Funciona de duas maneiras, parte dela ilumina diretamente e a outra parte ilumina toda a cena de forma infinita. Pode ser usada para simular uma combinação de luz direta e luz indireta, ou seja, iluminação gerada pela reflexão da luz num ambiente, por exemplo.
Directional Light: Emite luz apenas numa direção. Não importa a sua posição na cena, mas sim, a direção na qual está apontando, pois seus raios são emitidos a partir do infinito e de forma paralela. Toda a cena é iluminada.
Pode ser usada para simular um ponto de luz muito distante, como o sol, visto da Terra.
Point Light: Emite luz em todas as direções a partir de sua posição na cena. Pode ser usada para simular uma lâmpada incandescente ou uma estrela, por exemplo.
Spot Light: Emite luz através da limitação de um cone, cuja abertura pode ser configurada de acordo com sua necessidade. É possível, também, projetar uma imagem usando esse tipo de luz.
Pode ser usada para simular uma lanterna ou projetor.
Area Light: são fontes de luz bidimensionais e de área retangular. Essa área pode ser alterada através da ferramenta scale (R), alterando suas dimensões e a forma de iluminar. A sombra formada por esse tipo de luz, depende das dimensões dessa área.
Comparada às outras luzes, ela pode levar mais tempo para renderizar, mas produz iluminação e sombra de melhor qualidade.
Area lights são fisicamente corretas, dispensando o uso de Decay (veja mais abaixo). Quanto mais longe a area light estiver do objeto iluminado, mais a iluminação enfraquece, como ocorre com o atributo Decay.
Pode ser usada para simular claridade entrando por uma janela ou uma luminária de forma retangular.
Volume Light: Ilumina apenas o que estiver dentro da sua área. Para aumentar essa área, use a ferramenta scale (R).
A maior vantagem dessa luz é poder visualizar a luz e outros efeitos dentro dos limites de seu volume. A atenuação da luz é feita através de um gráfico de gradiente, dispensando o atributo Decay e dando maior controle sobre esse efeitos gerados por esse gráfico. Usando cores nesse gradiente é bem útil quando se habilita o efeito de Fog.
Essa luz também pode ser usada com valor negativo na intensidade para remover ou diminuir uma área iluminada ou para clarear sombras de outras luzes.
Decay
Decay é a atenuação da luz. Na realidade, a luz perde intensidade com a distância. Ou seja, objetos que estejam mais perto da fonte de luz, serão mais iluminados que objetos que estejam distantes. Sem decay, a intensidade da luz não se altera com a distância. Essa é a configuração padrão das luzes.
Existem 3 tipos de atenuação:
Emit Diffuse e Emit Specular
Por padrão, esses dois atributos estão habilitados.
Tipos de sombras
A maioria das luzes podem projetar dois tipos distintos de sombra: Ray Trace e Depth Map.
A sombra Ray Trace é definida pelo traçamento dos raios de luz. Ela simula a sombra de forma mais correta, interpreta transparência e é mais demorada para renderizar, quando se usa o Maya Software.
A sombra Depth Map é definida por um mapa de bits que é montado no momento da projeção da sombra. Sua qualidade depende da resolução desse mapa de bits. Ela não interpreta transparência e é mais rápida para renderizar, quando se usa o Maya Software.
Quanto maior o valor do atributo Resolution, mais definida é a sombra. Quanto maior o valor em Filter Size, mais borrada é a borda da sombra.
