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O que é renderização 3D — um guia para visualização 3D


As imagens 3D têm o poder de dar vida a visões cinematográficas e ajudar a planejar com precisão as paisagens urbanas de amanhã. Aqui, o especialista em 3D Ricardo Ortiz explica como funciona.


A renderização 3D está ao nosso redor. De grandes filmes de ação a comerciais de carros e pré-visualizações de edifícios futuros ou designs de produtos, a visualização 3D tornou-se tão difundida e realista que você provavelmente nem sabe que existe.

Nesta peça introdutória, Ricardo Ortiz, da Chaos, explica os fundamentos da renderização 3D, desde os métodos computacionais que criam imagens até as técnicas artísticas que criam ótimos conteúdos gerados por computador (CG) e seus vários usos.


O que é renderização 3D?

Simplificando, a renderização 3D é o processo de usar um computador para gerar uma imagem 2D a partir de uma cena tridimensional digital.

Para gerar uma imagem, são utilizadas metodologias específicas e softwares e hardwares especiais. Portanto, precisamos entender que a renderização 3D é um processo - aquele que constrói a imagem.

© Nikola Arsov

Tipos de renderização 3D

Podemos criar diferentes tipos de imagem renderizada; eles podem ser realistas ou não realistas.

Uma imagem realista pode ser um interior arquitetônico que se parece com uma fotografia, uma imagem de design de produto, como uma peça de mobiliário, ou uma representação automotiva de um carro. Por outro lado, podemos criar uma imagem não realista, como um diagrama do tipo contorno ou uma imagem no estilo cartoon com um visual 2D tradicional. Tecnicamente, podemos visualizar qualquer coisa que possamos imaginar.

Como a renderização 3D é usada?

A renderização 3D é uma técnica essencial para muitas indústrias, incluindo arquitetura, design de produtos, propaganda, video games e efeitos visuais para cinema, TV e animação. 

Em design e arquitetura, os renders permitem que pessoas criativas comuniquem suas ideias de forma clara e transparente. Um render dá a eles a chance de avaliar suas propostas, experimentar materiais, realizar estudos e contextualizar seus projetos no mundo real antes de serem construídos ou fabricados.

Para as indústrias de mídia e entretenimento, a renderização 3D é fundamental para a criação de sequências e animações que contam histórias, seja assistindo a um filme de animação, um drama de época ou uma sequência de ação com explosões, navios do futuro, locais exóticos, ou criaturas extraterrestres. 

Visite nossa incrível galeria para ver o poder da renderização.

Nos últimos anos, a evolução da computação gráfica nessas indústrias substituiu as técnicas tradicionais. Por exemplo, os efeitos especiais estão sendo substituídos por efeitos visuais, o que significa que os dublês não arriscam mais suas vidas em acidentes de carro.

Na publicidade, ouso dizer que 90% dos comerciais automotivos são CG – ou até mais. Na indústria da arquitetura, muitas técnicas tradicionais para criar representações, como modelos em escala, foram substituídas por imagens fotorrealistas para garantir que possamos ver exatamente como algo ficará depois de construído.

Acelerar processos, reduzir custos e a demanda por resultados de melhor qualidade têm ajudado a evolução da tecnologia. O hardware está mais poderoso do que nunca e a mudança para CG foi inevitável.


Como é gerada uma imagem renderizada em 3D?

Dois softwares, com características diferentes, são usados para gerar imagens e animações por computador: motores de renderização e motores de jogos. Os mecanismos de renderização usam uma técnica chamada ray tracing, enquanto os mecanismos de jogo usam uma técnica chamada rasterização - e alguns mecanismos misturam as duas técnicas, mas falaremos sobre isso mais tarde.

Primeiro, vamos falar sobre o processo de ray tracing. O V-Ray usa esta técnica.


O que é ray tracing?

O Ray Tracing gera uma imagem traçando raios de luz de uma câmera através de um plano virtual de pixels e simulando os efeitos de seus encontros com objetos. Para criar os efeitos, diferentes raios devem ser traçados. Por exemplo, para obter sombras, certos raios devem ser traçados, para obter reflexões, outros raios devem ser traçados, e assim por diante.

Esta técnica é usada para criar imagens fotorrealistas. Se tivermos que calcular um grande número de luzes e objetos em nossa cena, isso pode aumentar drasticamente o tempo necessário para renderizar uma imagem. Os artistas 3D devem considerar as implicações de tudo em uma cena, incluindo reflexões, refrações e translucidez, bem como elementos mais complexos, como deslocamento, espalhamento de subsuperfície e instanciação.


O que é rasterização?

Existe outra metodologia muito popular que nos permite obter imagens de forma incrivelmente rápida, mas com a ausência do realismo que o ray tracing oferece. A rasterização é muito comum em mecanismos de jogos, e sua vantagem mais importante é que oferece experiência em tempo real onde os espectadores podem se movimentar e interagir com a cena 3D.

Na rasterização, os objetos na tela são criados a partir de uma malha de triângulos virtuais, que criam modelos 3D de objetos. Nessa malha virtual, os vértices de cada triângulo, conhecidos como vértices, se cruzam com os vértices de outros triângulos com formas e tamanhos diferentes. Cada vértice fornece informações específicas e, reunindo todos esses dados, a forma do objeto é criada. Em seguida, o computador converte os triângulos dos modelos 3D em pixels na tela 2D e nos é apresentada a imagem final.

V-Ray Vision, in V-Ray 5 for SketchUp, makes use of rasterization for quick interactive scene previews.

Como eu disse, essa técnica é muito comum em motores de videogame. Pode se tornar computacionalmente intensivo porque pode haver milhões de polígonos para todos os objetos em uma cena - e muitos milhões de pixels em uma tela.


V-Ray e seu campo

O V-Ray é um software de renderização 3D de ray tracing de alta qualidade e comprovado em produção, oferecendo a mais alta qualidade, potência, velocidade e controle criativo. O V-Ray foi desenvolvido para lidar com os maiores projetos e as cenas mais difíceis. Está totalmente integrado às plataformas 3D mais populares do mercado e apresenta aos usuários um fluxo de trabalho simplificado e criativo.

Durante anos, o V-Ray permitiu que os estúdios criassem imagens e animações fotorrealistas profissionais, possui uma grande comunidade de usuários e é reconhecido por sua grande versatilidade. Recebeu, inclusive, um Academy Sci-Tech Award em 2017 por sua criação de imagens fotorrealistas para a tela grande.



V-Ray, all-in-one

V-Ray para Arquitetura, Engenharia e Construção (SketchUp, Rhino e Revit) combina ray tracing e real-time. V-Ray Vision é uma nova ferramenta baseada em um mecanismo raster que permite que os usuários movam seus modelos, apliquem materiais, configurem luzes e câmeras - tudo em uma visualização ao vivo em tempo real de sua cena. E quando eles estiverem prontos para renderizações de qualidade fotográfica, é fácil usar o V-Ray para criá-los.

Em resumo

A intenção de escrever este pequeno artigo é fornecer informações básicas sobre alguns fundamentos do V-Ray. Na minha opinião, o conhecimento desses aspectos é muito importante para qualquer artista digital que se interesse pelo assunto de renderização. Falar a língua e entender seu contexto nos permitirá dar um passo à frente. Há um oceano de teoria e informações adicionais que você pode pesquisar se se sentir inspirado e apaixonado.

Comece sua jornada de renderização 3D.

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