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5 motivos para seu render 3D parecer fake

Esta é uma tradução livre do incrível artigo “5 Reasons why your 3D renders look fake“, escrito por Darren Thomas. Darren é parceiro da The Image Faculty em Copenhagen.

A tecnologia só pode te levar até certo ponto

Toda a tecnologia do mundo não vai te ajudar a chegar em imagens fotorealistas se você não entender alguns princípios básicos. Apesar dos softwares 3D já terem avançado muito no campo do fotorealismo, na melhor das hipóteses, eles, sozinhos, só vão te entregar 80% do resultado. Os outros vinte 20% é o que difere uma imagem que se parece “quase” real, e uma que é realmente convincente.

Para o criador e o cliente

Se você é criador de imagens em 3D, você sabe que precisa combinar vários aspectos de uma cena para chegar a uma imagem realmente fotoreal.

Isso é um pouco mais difícil se você é o cliente que está demandando um trabalho em 3D e sente que o resultado não está perfeito. O que não está certo? Tentar solucionar o problema pode ser frustrante e demorado. Esta lista serve tanto para o cliente quanto para o criador. Use-a como um guia para avaliar o seu trabalho e você vai evitar muitos erros comuns.

A boa notícia é que simples observações podem melhorar muito a qualidade do seu trabalho. Seguir estas regras básicas vão te ajudar a chegar em resultados de cair o queixo.

1. Precisamos falar sobre bordas “afiadas” (sharp edges)

Computadores são ótimos em perfeição. O mundo real é imperfeito.

Isso é especialmente verdade quando falamos das bordas dos objetos. Crie um cubo em qualquer software 3D e ele será matematicamente perfeito. Cada superfície terá exatamente o ângulo de noventa graus. Todas as bordas se encontram perfeitamente.

Bordas secas são irrealistas e desagradáveis aos olhos

Objetos no mundo real não são matematicamente perfeitos. É fisicamente impossível que duas superfícies se encontrem perfeitamente no ângulo certo e tenham uma borda totalmente reta. Se você olhar para o encontro de dois planos, você sempre vai ver uma curva, alguns defeitos e rugosidades.

Bordas arredondadas dão mais realismos e são mais agradáveis aos olhos
Observe os objetos ao seu redor e repare nas diferentes bordas que podem existir

Este pequeno arredondamento é importantíssimo para algo ser convincente. Isso se deve à reflexão de luz que estas arestas promovem. Elas ajudam a definir os planos, dividir as superfícies e adiciona volume para o objeto.

Sempre se lembre de adicionar um pequeno chanfro (bevel) mesmo se a sua intenção for fazer uma superfície super afiada. Isso é especialmente importante se você estiver mostrando o objeto em um close.

O problema de lidar com arquivos de CAD

Aqui na “The Image Faculty” nós lidamos muito com modelos em CAD. Na maioria das vezes eles não possuem chanfros. A maioria dos motores de render tem a função de criar a aparência de bordas arredondadas no próprio render. Isso pode economizar muito tempo e aumenta muito o realismo sem precisar alterar o modelo.

Observe as bordas secas deste modelo CAD
Este mesmo modelo com bordas arredondadas

Você pode ir além e adicionar algumas irregularidades nas bordas. Motores de render populares como Arnold e Vray têm suas próprias técnicas para fazer isso.

Resumindo, sempre preste atenção às suas bordas e adicione cantos arredondados.

2. Atenção às sombras

Muitas vezes, o tipo e a característica das bordas das sombras são ignoradas pelos criadores de 3D. Com a grande variedade de luzes disponíveis, fica muito fácil fazer escolhas que quebrem o realismo da cena.

Estes princípios se aplicam tanto para cenas pré-renderizadas quanto para renderização em tempo real. Porém, por causa de limitações técnicas dos motores de render em tempo real, neles você poderá ter menos controle sobre as luzes.

Algumas sombras dão um sinal de que aquela não é uma imagem real. Sombras com bordas muito duras ou que não possuem degradê ou mudança de tonalidade, por exemplo.

Estas sombras são mais características de fotos com flash do que de luz solar

Sombras no mundo real são raramente “duras”. As sombras ficam mais suaves à medida que se afastam do objeto de origem e, quanto mais distante, mais ela sofre influência da iluminação ambiente. Isso vai afetar sua cor e intensidade. Geralmente, a intensidade (escuridão da sombra) diminui ao se afastar do objeto.

A variação da borda da sombra sugere uma iluminação vinda de longe, ideal para a luz do sol

Portanto, como evitar estes erros? Primeiramente, parte da culpa é do histórico de luzes disponíveis nos programas, que, em sua maioria, são luzes que não existem no mundo real.

Evite usar estes tipos de luz

Existem dois tipos de luzes que você deve evitar ou usar com muita precaução.

Point light / Omni lights – Emite luz em todas as direções a partir de um ponto específico no espaço. Isso significa que elas geram luzes não realistas e sombras inconvenientes.

Ambient light – Esta fonte de luz ou setagem de render tem o efeito visual de elevar os tons escuros e médios de sua imagem. A intenção é dar a aparência de haver mais rebatimentos de luz na sua cena. Mas isso, na maioria das vezes, dá uma aparência irreal e “lavada”. É melhor aumentar o número de global illumination bounces ou adicionar mais luz na cena.

Permaneça enraizado na realidade

Estas luzes são melhores representantes do que temos no mundo real, e por isso, elas produzem resultados mais convincentes.

Area Lights – São superfícies que emitem luz. Como uma janela do mundo real ou uma softbox de fotografia. Area Lights produzem uma sombra natural com bordas desfocadas e que se dissipam com a distância. Elas também possuem o benefício de serem visíveis nas superfícies reflexivas. Na maioria dos casos este é um efeito desejado e vai adicionar realismo à imagem.

Dome Lights / Skylights – Simulam uma enorme fonte de luz como o céu. Quando as usamos junto com imagens HDRI (High Dynamic Range Images – luzes baseadas em imagem), as ajudam a criar condições realistas de luz. Esta é uma boa base para se trabalhar com luz e te oferece a oportunidade de controlar a direção das sombras.

Lembre-se desta regra simples: fontes de luz grandes como Area Lights e Dome Lights vão criar sombras suaves. Fontes pequenas de luz, como spotlights criam sombras duras.

Se você observar a realidade e escolher as luzes com sabedoria, você vai aumentar o realismo das suas sombras e criar uma imagem mais convincente.

3. Adicione um pouco de caos

Assim como seu software 3D vai criar um cubo perfeito, ele também produz superfícies perfeitamente retas. Este é o inimigo do realismo. Você precisa adicionar imperfeições mesmo nas superfícies que se pretendem limpas e lisas, como uma parede nova pintada no interior de uma casa.

Mesmo superfícies muito limpas apresentam variações visuais. Isto pode ser feito com a luz, adicionando sujeiras, arranhões ou criando superfícies rugosas que vão gerar áreas mais claras e escuras.

Adicione ruídos

O objetivo é adicionar rapidamente imperfeições sutís na sua superfície. A forma mais simples de fazer isso é adicionando noise patterns. Você pode aplicá-los na cor ou no bump map dos materiais.

Sua ferramenta de render vai te disponibilizar vários noise patterns para aplicar de diferentes maneiras. Tenta adicionar estes ruídos às suas cores e texturas. Ajuste a escala para que o ruído não fique muito aparente. O objetivo é adicionar irregularidades para que você não tenha grandes áreas de cores chapadas na superfície. Se sua parede está sendo iluminada de um certo ângulo, a aplicações de ruídos vai adicionar ondulações. Isso vai adicionar profundidade e deixar a imagem mais interessante.

Adicionar um shader liso na parede, faz a superfície parecer perfeita
Uma pequena irregularidade adicionada adiciona realismo
A combinação com uma irregularidade um pouco maior quebra ainda mais o chapado da cor e adiciona escala à superfície
Visualização da irregularidade. Note que está escalado no eixo Y para criar ruídos verticais

Pegue leve

Este é um efeito que você deve mais que “sentir” do que ver. Então, tome cuidado para não exagerar no noise. Chegue a um ponto em que o noise ficou bem evidente, e então, reduza-o 20%.

Você ficará surpreso da enorme diferença que isso pode fazer. É um detalhe pequeno mas que tem muito impacto no resultado final, especialmente em cenas interiores que possuem grandes superfícies retas.

4. Foque na lente focal

Aqui vai uma rápida pergunta. Qual é a lente focal padrão da câmera no seu software 3D?

Não é um crime não saber isso. Porém, se você não entender o efeito que a lente focal tem na sua imagem, isso será uma barreira para criar imagens fotorealistas.

Todas as câmeras de programas 3D imitam os controles de câmeras do mundo real

Fotógrafos e diretores de fotografia tomam muito cuidado ao escolher a lente certa para a composição que eles pretendem fazer. Este é um aspecto que muitos artistas 3D negligenciam. É muito mais fácil apenas escolher a lente padrão do programa e trabalhar com ela.

As regras do jogo

É extremamente importante ter um entendimento básico dos princípios de composição e lente focal. Isso tem um efeito dramático na sua cena.

É muito comum ver renders em 3D que usam câmeras que não respeitam a realidade. Sua câmera 3D virtual produz uma imagem matematicamente perfeita, enquanto câmeras reais produzem algumas imperfeições.

Problemas comuns são câmeras super-wide que não produzem distorções, imagens macro sem profundidade de campo.

Todos estes controles estão disponíveis nos programas de 3D. Mas você deve saber que estas distorções e profundidade de campo normalmente estão desligadas por padrão. Enquanto na vida real, não há escolha, elas estarão presentes naturalmente.

Você deve pegar uma câmera fotográfica de verdade (de preferência uma DSLR) e experimentar como uma lente real funciona. Estude os resultados do uso de diferentes tipos de lente. Você vai aprender muito mais com a experiência do que lendo teorias.

5. Adicione uma camada de realismo

Ok, vamos fazer uma distinção importante. Quando discutimos fotorealismo, é óbvio dizer que nosso objetivo é alcançar um resultado baseado na realidade.

Porém, na verdade, existem duas realidades que podemos considerar. A primeira é a que vemos com nossos olhos e nosso cérebro e a outra é sobre o que uma câmera vê. A grande maioria das mídias visuais que consumimos foram produzidas pelas lentes de câmeras. Se conseguimos replicar as características destas lentes em nosso render 3D, isso vai fazer uma grande diferença no realismo da imagem.

Destacando luz e brilho

Os maiores brilhos da sua cena estarão vindo de fontes de luz e de suas reflexões em superfícies brilhantes. As câmeras e suas lentes lidam com esses brilhos da melhor forma que podem. As lentes criam certos artefatos ao lidar com essas áreas de luz. Os efeitos colaterais são estas manchas criadas na imagem. Estas aberrações visuais são parte do nosso vocabulário visual e, portanto, ao replicá-las, criamos fotorealismo em uma imagem.

É recomendado que estes efeitos sejam adicionados na pós-produção, na parte de retoque. Veja aqui um exemplo de como adicionar esses detalhes em um render 3D. O mesmo princípio pode ser aplicado em animações.

A imagem de cima é um render cru. Na imagem abaixo, alguns raios de luz foram adicionados para imitar o que veríamos em uma fotografia

Adicionando granulado fotorealista

Filmes fotográficos tradicionais produzem imagens com certo granulado. As câmeras digitais modernas também o fazem, mas são considerados menos agradáveis visualmente. Câmeras 3D não produzem granulado. Como este efeito vai contra a perfeição matemática do 3D, podemos adicionar um toque analógico às imagens adicionando grão.

Existem duas maneira de adicionar granulado a imagem na pós-produção. Pode ser gerado de maneira procedural num programa como Photoshop ou Nuke. A vantagem desta maneira é ser flexível, ajustável e pode ser finalizada nos canais RGB da imagem.

Se você quer realmente ser autêntico, é possível adicionar alguns filmes escaneados que contém grão. Você pode aplicar com o modo de mesclagem overlay, por exemplo. Este método não é tão ajustável como o método procedural, mas é rápido e eficaz.

Granulado aplicado (pode ser difícil de ver por causa da compressão da imagem)

Não cometa o erro de aplicar uma única camada estática de granulado no topo de uma animação 3D, isso vai parecer totalmente falso. Ao invés disso, use uma sequência de granulados variáveis.

O poder de efeitos ópticos

Estes tipos de efeito são considerados efeitos ópticos, causados pela interação da luz com a mecânica das câmeras e lentes. Apesar de serem características unicamente geradas por câmeras, elas vão adicionar uma camada de realismo ao seu trabalho.

Lute contra a perfeição

Você provavelmente reparou que há um ponto em comum entre todos estas dicas. O mundo real é bagunçado, diferente da precisão do mundo do 3D e da computação gráfica. Alcançar este nível de convencimento em suas imagens e animações em 3D requer à adição de imperfeição.

Observando o mundo real e tomando consciência dos seus detalhes, vai te ajudar a criar imagens realistas.

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