Modelo 3D humano realista: cabelo e dentes
Um modelo 3D humano realista requer cabelo e dentes credíveis. A parte dos dentes é a mais fácil, mas o cabelo exige que se tenha em conta muitas coisas. O nosso artista 3D sénior Jēkabs Jaunarājs explica o que são estes aspectos.
Anteriormente, falámos sobre modelação dos olhos e criação de texturas de pele. Neste blogue, vamos abordar o cabelo e os dentes, e a experiência de modelação dos dois distingue-os claramente. Quando modelei a Alina, o meu modelo 3D humano realista, utilizei apenas um modelo 3D de dentes existente criado para a Anatomy.app. Criar o cabelo foi uma tarefa muito maior.
Modelo 3D de cabelo
Para criar um modelo realista de cabelo humano em 3D, é necessário fazer várias coisas. Para obter uma boa base, primeiro é necessário:
- Guias para o cabelo;
- Textura de densidade.
Depois, é necessário acrescentar alguma aleatoriedade com o seguinte:
- Modificadores adicionais;
- Aglomeração;
- Ruído global.
Para além disso, é necessário:
- Reconhecer que existem muitos tipos diferentes de cabelo;
- Escolha um shader adequado.
Geometria de pêlos pequenos.
Mais imagens na ArtStation de Jēkabs.
Guias de modelação do cabelo
Todos os tipos de cabelo devem ser baseados em guias esculpidas para seguir a direção natural do crescimento do cabelo. Os diferentes tipos de cabelo incluem os cabelos da cabeça, as sobrancelhas e os pequenos pêlos que cobrem o rosto.
Todas as guias de cabelo esculpidas para o modelo 3D da Alina.
Mais imagens na ArtStation de Jēkabs.
Talvez não seja tão óbvio à primeira vista, mas o cabelo do couro cabeludo e a penugem de pêssego na testa têm muito em comum. Cada tipo de cabelo é diferente e requer uma abordagem individual, mas todos estes diferentes tipos de cabelo em todo o corpo partilham um um único fluxo de direção de crescimento. A única exceção são provavelmente as pestanas.
Direção do crescimento do cabelo - vista frontal, lateral e traseira.
Textura da densidade do cabelo
Utilizei uma textura de densidade de cabelo para criar transições suaves ao longo da linha do cabelo. Uma área com cabelo deve ter um parâmetro de densidade com um valor de 1, e sem cabelo - um valor de 0. A transição de um para o outro não é linear, e utilizei muitas referências para aperfeiçoar o gradiente.
Guias de sobrancelhas esculpidas para o modelo 3D da Alina e o mapa de densidade das sobrancelhas.
É uma regra básica de modelação 3D ter em conta as partes do modelo 3D que são visíveis e as que não são. Por exemplo, se o penteado esconder a testa e as têmporas, como no modelo 3D da Alina, pode poupar tempo se trabalhar menos nestas áreas da textura da densidade do cabelo.
Também é necessário fazer uma textura de densidade semelhante e guias individuais para as sobrancelhas.
Sobrancelhas e pestanas terminadas.
Isto cobre o básico: o mapa de densidade regula a colocação do cabelo e as guias mostram a direção em que o cabelo vai. Agora, vamos acrescentar um pouco de aleatoriedade e caos a estes princípios básicos.
Adição de modificadores adicionais
A adição de modificadores adicionais ao cabelo é vital se quiser evitar criar algo que se assemelhe a um capacete. O cabelo representado com linhas perfeitas parece mecânico e incorreto porque, na realidade, cada cabelo cresce à sua maneira.
Aglomeração de cabelo
Outra coisa que pode fazer para tornar o cabelo mais realista é adicionar aglomerados. O cabelo tende a colar-se, criando tufos de cabelo de vários tamanhos.
Alguns testes de cabelo para o modelo 3D da Alina.
Não se aplica apenas aos cabelos da cabeça. Se estudarmos as sobrancelhas com atenção, verificamos que até elas têm alguns tufos de pêlos que se colam uns aos outros.
Adicionar ruído global
Finalmente, para um maior caos, adicione algum ruído global. Haverá sempre uma percentagem de cabelo que se perde, o que é contrário à aglomeração.
Existem também alguns cabelos soltos, e é essencial incluí-los. O objetivo é evitar uma fronteira rígida entre o cabelo e o ar que o rodeia.
A adição de ruído é um processo de tentativa e erro em que se experimentam diferentes modificadores e se vê qual a combinação que fica melhor.
Sombreador de cabelo
A última coisa a considerar é o shader que utiliza para o cabelo. Normalmente, quando atribui materiais às suas malhas, pega num shader padrão, ajusta os seus parâmetros e adiciona texturas, se necessário.
Mas não podemos utilizar texturas para o cabelo porque é um tipo diferente de geometria sem um mapa UV. Além disso, o cabelo necessita de alguns parâmetros específicos para obter o aspeto correto.
O modelo 3D da Alina com o cabelo acabado.
Mais imagens na ArtStation de Jēkabs.
Na vida real, o cabelo tem uma cor quando olhado diretamente e outra diferente quando visto de um ângulo. Os parâmetros e o sombreador que escolheres para o cabelo devem responder a esse facto. Para o meu modelo 3D, optei por utilizar o shader de cabelo Arnold, uma vez que me permite trabalhar diretamente com parâmetros como a melanina, a sua vermelhidão e aleatoriedade.
As pestanas são diferentes
As pestanas são mais fáceis de fazer do que outros tipos de pelo porque não é necessário criar guias ou uma textura de densidade para elas. Basta adicioná-las uma a uma ao longo da pálpebra.
Há ainda aspectos a ter em conta. Por exemplo, as pestanas superiores são mais compridas e mais espessas, enquanto as inferiores são mais pequenas e mais finas. Tal como os outros cabelos, nem sempre ficam direitos e também formam tufos.
Um olho com pestanas.
Mais imagens na ArtStation de Jēkabs.
Uma coisa extra que fiz para as pestanas foi tornar as raízes mais grossas e as pontas mais finas. Não é, de forma alguma, um padrão da indústria, mas se quiser um modelo 3D humano totalmente realista, pode brincar com isso.
Outros tipos de pêlos que podem ser adicionados para dar realismo são os pêlos do nariz e das orelhas.
Dentes 3D
Não há muito a dizer sobre os dentes 3D para além de que é necessário seguir boas referências. A escolha de um material adequado é essencial para que os dentes não pareçam falsos.
Quando pensamos em dentes, imaginamo-los brancos ou amarelados, mas descobri que se tornam muito mais realistas se adicionarmos um pouco do tom azul claro ao material.
Os dentes de Alina apresentam um pouco da tonalidade azul clara.
Mais imagens na ArtStation de Jēkabs.
Os artistas criam frequentemente as suas bibliotecas de recursos, como modelos 3D reutilizáveis de olhos e dentes. Por exemplo, o modelo 3D da Alina apresenta os dentes que eu tinha criado anteriormente para a anatomy.app. Adicionei os dentes ao modelo da Alina e adaptei-os. Desenvolver uma biblioteca de recursos é uma boa prática, porque é possível utilizar o mesmo recurso e adaptá-lo a vários modelos.
Dentes da Anatomy.app utilizados no modelo 3D da Alina.
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