Escolhendo a Técnica Certa de Modelagem 3D: Guia para Designers

A modelagem 3D pode ser definida simplesmente como criar um objeto digital tridimensional. Como visto em inúmeros blockbusters de Hollywood, jogos de computador e indústrias de impressão digital mundial, não há dúvida de que há um aumento na Modelagem 3D.

O aumento na modelagem 3D significa que está ficando mais fácil, certo? Bem, não realmente. A modelagem 3D é bastante complexa.

Designers e artistas 3D estão incorporando diferentes tipos de modelagem 3D para ganhar espaço na indústria altamente competitiva.

Iniciantes e profissionais estão abraçando a modelagem 3D em VR (realidade virtual) e AR (realidade aumentada), Design de Jogos, Impressão 3D, Renderização Arquitetônica, Marketing de Produto, Animação e até filmes.

Este post buscará responder a questão das melhores técnicas de modelagem 3D, então vamos prosseguir!

História da Modelagem 3D

Um grande avanço na indústria de modelagem foi testemunhado quando sistemas de design assistido por computador (CAD) foram lançados comercialmente nos anos 1960.

Em 1963, Ivan Sutherland, o cérebro por trás do Sketchpad, introduziu o "Robot Draftsman", que tinha uma interface revolucionária. Isso significava que computadores poderiam ser úteis em engenharia e também potencialmente na interação por designers e artistas.

No ano seguinte, IBM e General Motors criaram o DAC 1 (Design Augmented Computer) visando acelerar a fabricação de veículos. O lançamento foi positivo.

Em 1968, Sutherland e David Evans fundaram a primeira empresa de gráficos 3D. "Evans and Sutherland" focavam principalmente em produção de hardware para rodar os sistemas, mas depois começou a produzir software para esses sistemas.

O Que É Modelagem 3D?

A modelagem 3D é descrita como uma técnica em gráficos computacionais que produz uma representação digital tridimensional de qualquer objeto ou superfície usando software em espaço virtual. A modelagem 3D pode ser feita manual ou automaticamente usando software assistido por computador.

A modelagem 3D é usada majoritariamente em jogos, engenharia, anúncios comerciais, ilustrações e renderização arquitetônica.

Modelos extremamente detalhados com formas complexas (jogos e animação) podem ser exportados para outros softwares para refinamento, enquanto algumas situações permitem artistas renderizar imagens 2D em processo chamado renderização 3D.

Qual É o Propósito da Modelagem 3D?

Além do papel óbvio de converter objetos em forma digital, a modelagem 3D tem vários propósitos tanto em nível pessoal quanto organizacional.

1. Apresentação de produto - A modelagem 3D ajuda equipes de design a apresentar seu produto realisticamente. Clientes em potencial podem avaliar o produto de diferentes ângulos.
2. Flexibilidade - Recursos e designs podem ser adicionados/removidos com o apertar de um botão.
3. Mais eficiência e qualidade. Combinar esboços à mão e efeitos 3D garante menos retrabalho e tempo reduzido entre conceito e produto final.
4. Bom para aprovação de projeto e marketing. Pequenos detalhes são muito convincentes. Diferente do 2D, a imagem vívida do 3D fica na mente dos prospects por muito tempo.
5. Características realistas (móveis, decoração, vistas convincentes, tintas de parede) são uma bênção para designers de interiores.

Quais São os Principais Tipos de Modelagem 3D?

Modelagem Primitiva

A modelagem primitiva usa formas básicas para criar os objetos digitais desejados. Combina formas pré-existentes utilizando processadores booleanos básicos para produzir diferentes formas e contornos através de subtração e/ou combinação.

Modelagem Poligonal

Ao incorporar as dimensões X, Y e Z para definir formas e superfícies, a modelagem poligonal usa a teoria de malha poligonal como guia.

Uma malha de arame é usada para obter as formas desejadas, e é usada principalmente em renderização scanline. A modelagem poligonal pode ser desafiadora para iniciantes.

Modelagem Racional B-Spline

A modelagem Racional B-Spline está entre os tipos mais comuns de modelagem 3D. Baseada em combinar e ajustar formas geométricas, este método é mais fácil de aprender e dominar e é popular entre pessoas de vários backgrounds.

Non-Uniform Rational Basis Spline (NURBS)

O método de modelagem NURBS se destaca como ELEGANTE e é baseado em equações matemáticas. Sua funcionalidade independente fornece flexibilidade enquanto garante que designers possam adicionar intervenção humana para alcançar a forma desejada.

Modelagem de Superfície

A modelagem de superfície se enquadra nos métodos de Design Assistido por Computador (CAD) e é um passo adiante na definição de diferentes superfícies. Software de modelagem calcula a superfície suave e usa pontos de controle e painéis de controle em casos de planos tangenciais.

A modelagem de superfície tem capacidade de criar representações visuais de superfícies complexas que não são possíveis em situações reais. O método é um pouco complexo e requer altos níveis de treinamento.

Modelagem Wireframe (Arame)

A modelagem wireframe representa o mundo real através das formas de uma rede de vértices. Uma única face tem mínimo de 3 vértices, e cada vértice deve aparecer pelo menos uma vez. A modelagem wireframe requer necessidades computacionais mais altas e treinamento formal.

Modelagem Sólida

A modelagem sólida funciona incorporando formas brutas como esferas, prismas em forma de n e cubos. Designers começam com esboços 2D de modelos sólidos e expandem para entregar figuras 3D.

A modelagem sólida é útil quando objetos complexos com superfícies planas e raios consistentes são necessários. É bastante amigável e não requer treinamento extensivo. Tem baixos requisitos computacionais devido a baixo número de triângulos.

7 Técnicas Avançadas de Modelagem 3D Disponíveis

Os tipos de modelagem 3D discutidos abaixo não dependem fortemente dos modelos, mas do propósito da peça do modelo.

1. Escultura 3D (3D Sculpting) – A escultura 3D tornou-se popular entre artistas 3D. Pode esculpir múltiplos níveis de detalhe renderizando objetos hiper-detalhados e indistinguíveis. A escultura requer habilidade incrível que leva tempo para dominar.
2. Modelagem Poligonal (Polygon Modeling) – A modelagem poligonal é a técnica mais comumente usada e mais versátil por um bom motivo. É adequada para criar dimensões precisas e pode ser combinada com escultura 3D para produzir resultados magníficos.
   90% do software de modelagem é adequado a esta técnica. Uma camada extra na geometria original dos objetos limita a malha poligonal de um objeto low poly subdividido.
3. Visualização de Tecido (Fabric Visualization) – Visualizar fotorrealisticamente é difícil devido às várias texturas e fundações de ajuste dos objetos. Programas como o Marvelous Designer têm diferentes templates e bancos de dados de todos os couros e tecidos já projetados, simulando até os designs mais intrincados já produzidos.
4. Modelagem Spline – Também conhecida como técnica de modelagem NURBS, a modelagem spline é conhecida por criar superfícies curvas a partir de pontos de controle, criando links entre múltiplas curvas em vez de arestas. NURBS prospera no manuseio de modelos com múltiplas partes modulares como mesas, armários, gavetas, etc.
5. Modelagem Processual (Procedural Modeling) – A modelagem processual visa maximizar a automação. Resulta em objetos com aparência orgânica. A origem de um modelo vem de diretrizes pré-existentes e não de formas e conceitos imaginados.
   A modelagem processual é algorítmica por natureza e ligada a sombreamento. O Houdini 3D suite é exemplo de software comum usado nesta técnica.
6. Escaneamento 3D (3D Scanning) – Embora ainda em desenvolvimento, o escaneamento 3D está entre as técnicas mais não-ortodoxas da indústria. Designers escaneiam fotos usando software e criam o objeto em 3D via algoritmos.
   No entanto, estes algoritmos usados nesta técnica são propensos a bugs e imperfeitos.
7. Modelagem Box (Box Modeling) – A modelagem box enfatiza manipulação de formas inteiras de objetos de uma vez. Ferramentas clássicas criam formas a partir de objetos primitivos como esferas e cubos. Formas low poly são bastante mecânicas já que controlamos vértices e faces individuais. Funciona melhor com visualizações arquitetônicas de superfícies duras e produtos feitos pelo homem. Quando acoplada com modelagem de superfície de subdivisão e ferramentas como extrusão, criação de loop cuts e chanfro, geometria simples torna-se cage-like.

Outras Técnicas

Simulação

Simulação é usada principalmente para outros objetos como oceanos, simulação de tecido, fogo e fumaça, fluidos, corpo mole e simulação de física como colisão de carro. Computadores calculam o que acontece por frame conforme configurações com diferentes objetos físicos e parâmetros interagem ao longo do tempo.

Kit Bashing

Kit Bashing é usado principalmente ao detalhar objetos feitos com outras técnicas de modelagem.

Fotogrametria

A fotogrametria utiliza câmeras que tiram fotos de todos os ângulos possíveis em condições de iluminação uniforme e as alimenta em um programa que interpreta e gera um modelo 3D.

Como esta técnica é próxima do realismo, texturas e mapas UV também podem ser gerados. Um mapa UV requer limpeza extensiva devido ao ambiente circundante. Nova malha e retopologia são usadas para recriar os mapas.

Modelagem Booleana

Comece, corte ou adicione para criar uma forma simples. A modelagem booleana usa diferença, interseção e união para reduzir tempo gasto imitando.

Como Criar um Modelo 3D?

Designers e artistas 3D abraçaram duas maneiras principais de criar modelos 3D. Primeiro, pegando um objeto de situação real e transformando em modelo digital usando escâner 3D, e segundo, usando software e dados geométricos para construir modelos sólidos.

Escaneamento 3D

O escaneamento 3D permite designers criar cópia digital de objeto, pessoa ou ambiente real. Frequentemente usado como complemento a fluxo de trabalho pré-existente, inspeção, retoques ou edição. O escaneamento 3D varia baseado em tecnologia do escâner e construção. Smartphones mais recentes têm capacidades 3D embutidas para escanear.

Modelagem 3D

A modelagem 3D usa software especializado para projetar modelos do zero.

Software CAD

Software CAD é usado principalmente em design e documentação técnica, substituindo documentação manual por automatizada. Software CAD auxilia visualização de conceito de forma fotorrealista.

Recursos CAD incluem recursos de gestão de mudanças, ferramentas de documentação de design, métodos de design e interface de usuário moderna.

Escultura Digital

A escultura digital é usada principalmente para criar modelos hiper-realistas com superfícies suaves e orgânicas. Manipula a malha poligonal torcendo, empurrando, puxando ou adicionando geometria extra para imitar estrutura orgânica. A escultura digital é demorada e requer habilidade meticulosa para criar objeto esculpido excelente.

Escultura de Formas Orgânicas

O conceito de escultura de formas orgânicas é bastante similar à escultura em argila. Escaneamentos orgânicos podem ser reparados usando fotogrametria para adicionar toque natural aos objetos. Ex: amassados e arranhões.

Como Começar na Modelagem 3D?

A modelagem 3D tem sua parcela de concepções errôneas sobre barreiras de entrada. Um laptop com processador decente e boa placa de vídeo é tudo que você precisa para começar sua jornada no mundo virtual.

Opções de software gratuito como Blender também oferecem ferramentas de qualidade.

Perguntas Frequentes

Qual É o Papel de um Designer 3D?

O trabalho principal de um designer 3D é criar modelos baseados nas instruções e requisitos do cliente. Designers utilizam combinação de técnicas de desenho à mão, vários softwares e técnicas de modelagem 3D computacional para criar o produto final.

Desenho à mão ou uso de programas mais avançados podem ser combinados para alcançar o resultado desejado. Designers também devem participar de pitches de conceito para clientes potenciais.

Quais São os Softwares de Modelagem 3D Mais Amigáveis?

Cinema 4D – Com recursos massivamente personalizáveis e intuitivos, o Cinema 4D é, arguivelmente, o software de modelagem 3D mais amigável para iniciantes, permitindo usuários ajustá-lo às suas necessidades.

Z Brush – O Z Brush tem ampla gama de ferramentas de modelagem 2D e 3D. Destaca-se com recursos sobrepostos que minimizam sobrecarga do processador.

Blender – O Blender foi criado inicialmente para artistas e pequenas equipes, e é um programa gratuito e open-source com ampla variedade de ferramentas.

Qual É o Software de Modelagem 3D Mais Fácil de Aprender?

Para escolher o melhor software para suas necessidades, identifique as habilidades de modelagem que você possui. Para iniciantes, mais fácil o tipo de software 3D, melhor.

Tinker CAD – O Tinker CAD é um software GRATUITO e popular com recursos muito intuitivos. Guia o usuário nos fundamentos além de ser rápido e fácil.

Vectary – Como plataforma baseada em arrastar e soltar, o Vectary suporta renderização usando ferramentas inspiradas em design de jogos, design gráfico e design de produto.

Morphi – Designers confortáveis com tablet em vez de computador acharão isso uma bênção. O Morphi é fácil de aprender e tem enorme banco de dados de modelos funcionais.

Como o CAD Crowd Pode Ajudar Você?

A plataforma CAD Crowd forneceu um caminho onde indivíduos e corporações podem contratar designers 3D para lidar com parte de suas cargas de trabalho de modelagem por uma taxa. Concursos de design e revisões de submissão podem ser postados globalmente.

Conclusão

Os diferentes tipos de técnicas de modelagem 3D são destinados a criar objetos e resultados digitais fotorrealistas. Tudo se resume aos designers e seu conjunto de habilidades.

Uma combinação de dois ou mais tipos de modelagem 3D garante excelentes resultados baseados no objeto.

Modeladores 3D têm um arsenal de ferramentas para escolher a fim de alcançar resultados desejados. Cabe a você encontrar as ferramentas certas que atendam suas necessidades. Lembre-se, mais capaz uma técnica é, mais complexa é para aprender.