OS SEGREDOS DA METRÓPOLE DE MADEIRA


Lascas de madeira transformam-se em arranha-céus neste anúncio do grupo de conservação Robin Wood. Descubra como o artista 3D Christian Sturm usou o V-Ray para 3ds Max para criar a cena.


Todos os dias, uma área florestal maior que a cidade de Nova York é desflorestada. Este facto inquietador ganha vida através deste anúncio da ONG alemã pela conservação Robin Wood, que transforma um tronco de árvore estilhaçado numa grande metrópole.


Este anúncio foi criado pelo grupo PX, um estúdio de efeitos visuais e pós-produção baseado em Hamburg, na Alemanha. Neste guia, o artista 3D Christian Sturm explica-nos cada passo da criação do anúncio, desde o conceito inicial e planeamento até aos recursos e configurações do V-Ray para 3D Max que foram usados para criar lascas de madeira realistas.


 

Sobre o Christian Sturm:

Christian é um artista 3D baseado em Hamburg. Ele já trabalha com 3ds Max desde 2005 e com o V-Ray para 3ds Max desde 2010. Antes de trabalhar em publicidade no grupo PX, ele fazia trailers de jogos e motion graphics enquanto parte de uma pequena equipa. De momento, o seu foco profissional é em imagens de produto e renders automotivos. Enquanto generalista, trabalha em todas as disciplinas do 3D, mas a sua grande paixão encontra-se no storytelling visual.


 

O conceito


O grupo PX foi abordado pela agência thjnk para produzir um pequeno anúncio para a Robin Wood, e ficámos contentes por colaborar. A ideia deles era ilustrar o facto chocante de que, todos os dias, uma área de árvores maior que Nova York estava a ser desbastada.


O anúncio começou com algumas fotografias da Robin Wood, que mostravam um tronco de árvore cortado com uma formação de lascas no topo. “Nós gostávamos que vocês convertessem isto em arranha-céus de madeira” disseram eles. “Deve ter a forma de uma colónia de térmitas mas parecer-se com a cidade de Nova York. É possível renderizar isso?” e claro, a resposta correta é: em 3D tudo é possível! Mas como é que nós construímos uma pequena cidade de madeira e a fazemos parecer que foi esculpida de uma árvore?



Criação das lascas de madeira


Nós começámos por olhar para a mais pequena parte do puzzle: quando uma árvore se parte, as lascas frescas parecem ser de certa forma brilhantes; quase como porcelana ou carne branca de galinha. Numa observação mais próxima, luzes avermelhadas espalham-se por dentro das pontas das lascas. Na natureza este efeito translúcido é muito subtil e mais aparente quando essas lascas são iluminadas por detrás. Descobrimos que o shader mais óbvio para atingir este efeito era o Sub Surface Scattering material da V-Ray, fast SSS2.


Tirámos fotos numa zona de limpeza de árvores para perceber como é que essas formações de lascas se formam, e de que forma as fibras de madeira dentro de um tronco de árvore são completamente diferentes de madeira seca.


As lascas de madeira foram criadas através de uma combinação de técnicas que envolvem a wood pattern Surface Noise do ZBrush e ZBrush Fibers. As figuras resultantes foram ainda mais deformadas e fundidas em grandes bocados de lascas que eventualmente se tornaram parte de uma vasta composição de estruturas de torres. Após as trazer para o 3ds Max, tudo o que foi preciso foi aplicar o material fast SSS2 e experimentar com luzes e configurações do material (cores, scatter radius, specular amount e glossiness), e otimiza-los no IPR do V-Ray para se parecerem com madeira fresca.



Arranha-céus de madeira


O próximo passo foi a escultura. Nós tínhamos liberdade completa para criar o design da arquitetura de lascas e do visual geral da cidade no tronco de árvore. Para evitar termos que transformar edifícios de vidro e metal em lascas de madeira, defendemos a ideia de fazer torres recuadas em blocos ao estilo do livro influente de Hugh Ferris, The Metropolis of Tomorrow. O cliente concordou em usar Manhattan de 1930 enquanto a nossa maior referência. A cinematografia e edição foram-nos igualmente confiadas, e foi aí que a produção da metrópole de madeira começou.


Havia três edifícios de protótipo, que serviram também enquanto objetos de teste. O seu design passou por um refinamento gradual até termos modelos base prontos a renderizar.


Ao ajustar o scatter radius do fast SSS2 para a espessura da geometria, simplificámos a produção do efeito visual lascado e frágil que nós queríamos. O lado negativo deste shader era o seu efeito de smoothing, e portanto muito do detalhe da superfície perdeu-se nas áreas viradas para a camera. Usar um mapa normal ou bump não foi bem sucedido e descobrimos que o displacement nas lascas aumentava o nível de detalhe mas causava também problemas de flipping nas suas falhas e cavidades. Isto é um problema porque as partes traseiras dos objetos com o material fast SSS2 apareciam a preto, e portanto percebemos que as faces invertidas na madeira são um não absoluto.


Tal como as faces invertidas, os buracos e aberturas são problemáticos pois revelam as partes traseiras. Por esta razão, pareceu-nos melhor separar os elementos arquitetónicos e compô-los de paredes finas "à prova de água". Mas juntar modelos da Kitbash não nos garantiria estes pré-requisitos e por isso criamos os nossos próprios modelos com a ajuda do plugin Railclone. Isto ofereceu-nos o potencial de fornecer uma grande variedade de segmentos de parede refinados, além de ser mais rápido e mais limpo do que esculpir recortes de janela para cada edifício.



Como as nossas paredes do Railclone estavam vinculadas a splines, as fachadas podiam ser configuradas de modo a seguirem uma forma irregular. Isto ajudou-nos a misturar as fachadas com os elementos das lascas tipo penhasco, que já tínhamos modelado no ZBrush. Os Plugins Spline Dynamics foram ótimos para criar splines com segmentos iguais e atribuir IDs de splines de forma confortável para o Railclone. Os IDs dos segmentos dos splines foram então configurados de acordo com o tipo de segmento de parede para cada peça específica da fachada (janela de canto, janela em arco, janela dupla, dormer ou coluna, e por aí a diante). Além disso, algumas fibras pequenas e flocos foram espalhados por toda a superfície.


Para reforçar os padrões da madeira, utilizámos algumas soluções de composição mais práticas. Combinámos a sharp Lighting Pass ou o V-Ray Dirt Pass em áreas onde as superfícies apareciam demasiado suaves no render. Adicionámos também, de forma subtil, alguns padrões de madeira bitmap nestas áreas, que eram simplesmente mapeados com uma projeção tri-planar. Ao adicionar estes bitmaps no render pass das texturas extra do material, em vez do seu canal diffuse, foi possível regular a sua intensidade na pós-produção a aplicá-los de forma seletiva - primariamente nas paredes de fachadas que estavam mais suavizadas.


Nós raramente usamos este método quando renderizamos assets em exteriores foto-realísticos que mostram um ambiente em escala humana mas, neste caso, funcionou bem com o look abstrato que estávamos a tentar alcançar. Conseguimos assim evitar ter que passar pelo processo do UV mapping e fazer baking de mapas para displacement e podemos também preocupar-nos menos com os tempos de renderização.



Para cada um dos edifícios, todas as fachadas e bocados de lascas foram exportados para um V-Ray Proxy, para que o V-Ray tratasse cada edifício enquanto objeto individual. Isto foi importante para otimizar os recursos de hardware.


O lado menos bom dos proxys é que só permitem um Object ID por edifício. Primeiro, parecia que isto nos iria limitar a utilização de RGB-Multimattes. No entanto, o V-Ray MultiSubTex foi uma boa solução alternativa, pois é baseado em Mat IDs em vez de Object IDs. Desta forma é possível extrair máscaras RGB perfeitamente limpas para elementos ou face selection dentro de um objeto (renderizando o MultiSubTex como uma V-Ray ExtraTex). Ajustes de pós-produção seletivos podem depois ser feitos aos edifícios quando necessário - neste caso separadamente às fachadas, fibras e elementos de lascas.


 "A quantidade potencial de V-Ray proxys que o sistema conseguia aguentar parecia quase ilimitada."
 Christian Sturm

Construir uma cidade minúscula


O kit de construção acabou por ter um total de 30 arranha-céus individuais de madeira com contagens de polígonos entre 2 a 6 milhões cada. Em algumas cenas, O V-Ray renderizou centenas de cópias deles. A quantidade potencial de V-Ray proxys que o sistema conseguia aguentar parecia quase ilimitada. Para configurar o layout da cidade no viewport do 3ds Max, utilizei modelos de baixa resolução. Ao exportar a geometria para os V-Ray proxys, provou ser uma boa ideia equilibrar cuidadosamente o "Max Preview Faces” nas configurações do V-Ray mesh export. Isto criou uma geometria reduzida (mas legível) que serviu de modelo orientador bastante útil para uma performance mais fluída no viewport.


O terreno foi maioritariamente modelado em ZBrush para conseguirmos uma superfície de um padrão de árvore trabalhado com uma motosserra. Outras partes consistiram em materiais scaneados combinados com detritos de madeira espalhados por cima, utilizando o Forest Pack.



A cena final


O ambiente da última foto, que mostra o tronco de árvore cortado, foi composto de modelos scaneados da riquíssima biblioteca de madeira Quixel. Aqui, para obter um modelo base texturizado no viewport de cada asset utilizamos uma versão não renderizável low LOD de cada asset Quixel na cena. Cada um continha o link da sua respetiva versão high-poly, tornando-se essencialmente num V-Ray proxy renderizável definido para “box mode”. A razão para isto é que o V-Ray Proxy Preview Mesh criado pelo V-Ray mesh exporter actualmente não suporta UVs e então o viewport mesh preview não nos mostra as texturas. Isto foi uma solução bastante tediosa - mas foi a melhor maneira que eu encontrei para construir a cena de forma confortável.


Luz e composição


Tentámos manter a luminosidade das cenas minimalista e limitá-las a HDRIs de exterior ou então simplesmente V-Ray Sun and Sky. Descobrimos que o maior controlo de raios solares projetado num ambiente de nevoeiro podia ser alcançado através do V-Ray sunlight, e portanto nalgumas cenas misturámos duas configurações de luz na pós-produção. O atmospheric render pass ajudou com isso.


Eu diverti-me imenso a fazer a composição no After Effects, a adicionar destroços voadores com o Trapcode Particular, a aplicar correções de cores seletivas e ajustes na aparência, tais como Depth Blur e Macro Lens Effects.


É claro, teria sido bom ter mais tempo para correções e optimizações no final. Mas chegámos a um ponto em que os clientes estavam felizes com a sequência e então o projeto foi finalizado.


Muitos agradecimentos a Steffen Bruenner, Oliver Kossatz, Dimitri Saenko, Marck Busch e ao Paul Carrera pelas suas contribuições criativas, feedback e conselhos técnicos. Estou satisfeito por estar no Grupo PX enquanto parte de uma equipa de alto nível de especialistas em CG de imagem e animação, retoques criativos e prepress. Estou muito agradecido pela oportunidade de trabalhar neste projecto, o qual requereu imensas habilidades e técnicas novas.




Traduzido por Maria Duarte

Artigo original em inglês