Olá, estudante! Seja bem-vindo a este nosso décimo encontro de conteúdos da disciplina de computação gráfica! 

Após compreendermos um pouco mais sobre a composição visual e o design gráfico, itens da lição anterior, em que abordamos os princípios da composição, suas correspondentes funções nos trabalhos gráficos e indicação de utilização, agora, estudaremos sobre os softwares para modelagem gráfica. Aqui o objetivo será lhe capacitar para que você tenha clara compreensão da importância desses softwares. Estes, por sua vez, promovem a modelagem, em especial, no contexto de computação gráfica, de modo a oferecer conhecimentos específicos que vão ao encontro de trabalhos realizados por profissionais da área. Esses trabalhos contribuem com o desenvolvimento de sistemas cada vez melhores e com maior qualidade.

O foco desta lição é proporcionar habilidades técnicas que venham a contribuir com a futura prática profissional. Guiarei você nessa exploração dos conceitos de modelagem gráfica, dando maior ênfase em aplicações. Evidenciaremos como essas habilidades são aplicáveis em diversos setores da indústria, como o de jogos e simulações virtuais, design industrial e o cinema. Buscamos que você, cada vez mais, expanda uma visão detalhada do seguimento da computação gráfica e se sinta motivado a perceber a relevância prática desses conhecimentos, de modo a estar, ainda mais, preparado para as dinâmicas que poderá encontrar em futuras oportunidades profissionais.

O conjunto de softwares de modelagem gráfica desempenham papel relevante na atualidade, não se limitando à tecnologia em si, mas também influenciando áreas, como a cultura dos jovens. No entanto, quando entramos nessa temática, começam a surgir alguns assuntos que se estendem para além da mera manipulação de polígonos e pixels. A exemplo, um dos maiores desafios se encontra na ética envolvida quanto à criação e manipulação de imagens digitais.

Seja no desenvolvimento de ambientes virtuais ou de simulações, você poderá se deparar com questões éticas, como a maneira como lidar com a criação de personagens que, de alguma maneira, influenciam a percepção social de grupos, seja pelo gênero, seja pela etnia, seja pela cultura, ou então com relação à acessibilidade e inclusão, em que as modernas ferramentas de modelagem gráfica podem acabar gerando barreiras para aqueles sem conhecimento ou domínio técnico específico.

Não somente, nossa problematização com essa temática envolve, também, aspectos econômicos e políticos, como a alta demanda por conteúdo visual de elevada qualidade, que vem impulsionando as indústrias de publicidade e de entretenimento. Isso, embora possa ser visto apenas como algo positivo, também, impacta diretamente no grau de concorrência e pressão entre os profissionais do ramo, para entregarem projetos em tempos curtos e alcançando os elevados padrões da indústria.

Pensando nesses desafios, esta lição se propõe a também a capacitar você a refletir sobre o impacto social, ético e econômico dos softwares de modelagem gráfica, de modo a estimular a consciência para que possa aplicar seus conhecimentos e suas habilidades com responsabilidade, contribuindo para o avanço sustentável e ético desse campo tão vasto que é a computação gráfica.

Vamos exercitar a imaginação por um instante? Com o seu cérebro em potência máxima, convido-o a imaginar uma empresa de desenvolvimento de jogos> Vamos pensar em um nome diferente, que tal LabeduPlay? Parece razoável, não é mesmo?

Pensemos então que a empresa LabeduPlay está em fase final de lançar um novo game, o ZTE X., um jogo pensado em uma dinâmica de primeira pessoa, com ambiente virtual impecável, com elevado grau de realismo e que promete proporcionar uma experiência jamais vista no mercado dos games. Com isso, toda a equipe de modelagem gráfica da LabeduPlay está enfrentando cronogramas curtos, muita exigência e outros desafios para atender às expectativas dos usuários e superar as questões técnicas.

Esse jogo exige uma atenção meticulosa aos detalhes, desde a iluminação realista em todas as cenas até a textura das superfícies mais simples. Todos os objetos, incluindo os detalhes e as vestimentas do personagem, as árvores, as ruas e similares, requerem alta precisão na modelagem para que o cenário virtual seja satisfatório. E aí está o grande dilema da LabeduPlay: como manter a eficiência de renderização (processo de gerar uma imagem final ou sequência de imagens a partir de um modelo tridimensional (3D) ou de dados 2D) sem comprometer a qualidade visual?

A LabeduPlay e seus envolvidos no projeto sabem que a qualidade dos gráficos influencia diretamente na experiência do jogador. Desse modo, os modeladores foram em busca de técnicas inovadoras de mapeamento UV (as coordenadas bidimensionais que são atribuídas a cada ponto em um modelo 3D), para aplicação de texturas de alta resolução em modelos em três dimensões, e implementaram novas formas de renderização que preservam o elevado grau de qualidade sem impactar tanto o desempenho.

Esse caso que acabamos de imaginar juntos demonstra parte de como podem ser os desafios para os profissionais da área e de como lidar com essas dificuldades. A busca por equilibrar o realismo com as limitações de poder de processamento e recursos pode ser uma alternativa, junto à inovação. 

Espero que esse case o ajude a refletir um pouco sobre a rotina de trabalho desses profissionais e que compreenda que, por trás daquele jogo cheio de efeitos e visuais deslumbrantes, foram precisos bastante trabalho e decisões, a cada nova etapa, para garantir uma experiência visual completa.

Estudante! Aperte os cintos, pois chegou o momento de exploraremos os pilares essenciais dos softwares de modelagem gráfica, em que compreenderemos seus fundamentos e suas aplicações! Por meio da definição de Ebert (2003), podemos relembrar que a modelagem tridimensional pode ser compreendida como a tarefa de criação de modelos, sejam objetos, pessoas ou mesmo ambientes inteiros, em três dimensões. Ela se torna uma ferramenta de poder relevante por seu vasto leque de aplicações, incluindo campos da engenharia e do entretenimento, além do design e da tecnologia em geral.

Dessa forma, podemos compreender a modelagem de três dimensões como uma habilidade importante, sendo na criação de elementos, personagens, objetos ou ambientes complexos, como jogos, simuladores e filmes. A seguir, abordaremos, mais detalhadamente, pontos fundamentais na modelagem gráfica. Começaremos reforçando que há várias técnicas de modelagem em 3D e que cada uma possui suas características, seus prós e seus contras. Para nosso estudo, abordaremos as três principais: a modelagem poligonal, a modelagem NURBS e a modelagem de subdivisão.

Tratando-se dessa temática, não podemos nos esquecer de abordar os algoritmos de renderização. Para tal compreensão dos algoritmos, o autor Nielsen (2017) nos apresenta que os algoritmos, especialmente voltados à renderização, podem ser ferramentas poderosas na criação de designs inovadores, tornando prática a criação de texturas, padrões e, até mesmo, conteúdo em forma de textos. Com os avanços tecnológicos, os algoritmos estão possibilitando criar designs que, dificilmente, seria possível ser criados manualmente.

Renderização e Iluminação

A renderização pode ser compreendida como o processo de transformar imagens tridimensionais em imagens bidimensionais. Para tal, diversos algoritmos são utilizados para que se obtenha um bom resultado e agrade os olhos dos espectadores.  Embora já estudamos sobre a renderização em nossas lições anteriores, vale ressaltar que, nessa temática, a renderização e iluminação são elementos fundamentais, para gerar imagens em três dimensões de maneira realista, e desempenham papel relevante na qualidade visual do projeto.

A iluminação, como comentado, possui papel relevante na percepção visual. A seguir, conheceremos algumas técnicas de iluminação conhecidas que auxiliam na transformação de modelos 3D em representações visualmente de elevada qualidade. Vejamos:

Que tal praticarmos um pouco agora?  Vamos comigo nessa?

Para esta lição trouxe uma ferramenta on-line que possibilita que você pratique, de maneira simples e prática, os conhecimentos adquiridos e que possa compreender como eles se relacionam na prática! A ferramenta indicada para a prática de hoje é o TinkerCAD, uma solução on-line e ótima para iniciantes, pois, com sua interface intuitiva, traz simplicidade à modelagem tridimensional, e você poderá criar objetos simples e até alguns mais elaborados, basta explorar os conceitos fundamentais de modelagem e, o melhor, tudo isso sem precisar instalar nada em seu computador, pois é inteiramente on-line.

Para iniciar, basta acessar o site oficial do TinkerCAD, disponível em: tinkercad.com, e realizar o cadastro gratuito e já poderá desbravar a ferramenta. Inicialmente, é importante explorar as funções, as opções e o comando e se ambientar, como toda ferramenta on-line. Sugiro que comece treinando com o objetivo de ilustrar algo que você goste, como um carro, uma paisagem, um lago talvez, enfim, fique à vontade e dê asas à sua imaginação. Porém espero que capriche e busque colocar a maior quantidade de detalhes possível. Combinado?

Desejo uma excelente prática para você e não se esqueça, praticar os conceitos e debater os temas e resultados entre os colegas são as melhores formas de fixar o conhecimento e compreender, de fato, como a teoria e a prática se relacionam em nossa disciplina da Computação Gráfica!