Processadores

Tanto a Intel como a AMD já colocaram no mercado processadores que trabalham a 64 bits. Em poucos anos, esse tipo de chip será o padrão. Muita gente sabe que os modelos de 64 bits são melhores que os de 32 bits e este artigo se propõe a mostrar exatamente como e onde ocorre essas melhorias.

Se você vai a uma loja de informática para comprar um computador, o vendedor pode lhe oferecer dois tipos: um com um processador de 64 bits e outro com um processador de 32 bits. "O de 64 bits é mais caro, porém é muito mais rápido e tem melhor desempenho", lhe diz o vendedor. Isso significa que seus jogos rodarão mais rápidos, assim como programas pesados, como AutoCad, Premiere, entre outros, não? Talvez. Vejamos o porquê.

Quando nos referimos a processadores de 16 bits, 32 bits ou 64 bits estamos falando dos bits internos do chip - em poucas palavras, isso representa a quantidade de dados e instruções que o processador consegue trabalhar por vez. Por exemplo, com 16 bits um processador pode manipular um número de valor até 65.535. Se certo número tem valor 100.000, ele terá que fazer a operação em duas partes. No entanto, se um chip trabalha a 32 bits, ele pode manipular números de valor até 4.294.967.296 em uma única operação.

Para calcular esse limite, basta fazer 2 elevado à quantidade de bits internos do processador. Então, qual o limite de um processador de 64 bits? Vamos à conta:

2^64 = 1.84467441 × 10^19

Um valor extremamente alto!

Agora, suponha que você esteja utilizando um editor de textos. É improvável que esse programa chegue a utilizar valores grandes em suas operações. Neste caso, qual a diferença entre utilizar um processador de 32 bits ou 64 bits, sendo que o primeiro será suficiente? Como o editor utiliza valores suportáveis tanto pelos chips de 32 bits quanto pelos de 64 bits, as instruções relacionadas serão processadas ao mesmo tempo (considerando que ambos os chips tenham o mesmo clock).

Por outro lado, aplicações em 3D ou programas como AutoCad requerem boa capacidade para cálculo e aí um processador de 64 bits pode fazer diferença. Suponha que determinadas operações utilizem valores superiores a 4.294.967.296. Um processador de 32 bits terá que realizar cada etapa em duas vezes ou mais, dependendo do valor usado no cálculo. Todavia, um processador de 64 bits fará esse trabalho uma única vez em cada operação.

No entanto, há outros fatores a serem considerados. Um deles é o sistema operacional (SO). O funcionamento do computador está diretamente ligado à relação entre o sistema operacional e o hardware como um todo. O SO é desenvolvido de forma a aproveitar o máximo de recursos da plataforma para o qual é destinado. Assim, o Windows XP ou uma distribuição Linux com um kernel desenvolvido antes do surgimento de processadores de 64 bits são preparados para trabalhar a 32 bits, mas não a 64 bits.

Sistemas Operacionais

Ao se colocar um sistema operacional de 32 bits para rodar em um computador com processador de 64 bits, o primeiro não se adaptará automaticamente e continuará mantendo sua forma de trabalho. Com isso, é necessário o desenvolvimento de sistemas operacionais capazes de rodar a 64 bits.

O Desenvolvimento ou a adaptação de um sistema operacional para trabalhar a 64 bits não é tão trivial assim. Na verdade, é necessário que o SO seja compatível com um processador ou com uma linha de processadores, já que pode haver diferenças entre os tipos existentes. Em outras palavras, o sistema operacional precisa ser compatível com chips da AMD ou com chips da Intel. Se possível, com os dois.

No caso do Windows XP, a Microsoft disponibilizou a versão "Professional x64", compatível com os processadores AMD Athlon 64, AMD Opteron, Intel Xeon (com instruções EM64T) e Intel Pentium 4 (com instruções EM64T). De acordo com a Microsoft, a principal diferença entre essa e as versões de 32 bits (além da compatibilidade com instruções de 64 bits) é o suporte de até 128 GB de memória RAM e 16 TB de memória virtual. Nada mais natural: se a aplicação para o qual o computador é utilizado manipula grande quantidade de dados e valores, de nada adianta ter processamento de 64 bits, mas pouca memória, já que, grossamente falando, os dados teriam que "formar fila" para serem inseridos na memória, comprometendo o desempenho.

O mesmo ocorre com o Linux. Se você visitar o site de alguma distribuição para baixar uma versão do sistema operacional, muito provavelmente encontrará links que apontam para diversas versões. O site do Ubuntu Linux, por exemplo, oferece links para processadores x86 (32 bits), Mac (chips PowerPC) e 64-bit (processadores AMD64 ou EM64T).

Você pode ter se perguntado se é possível utilizar um sistema operacional de 32 bits com um processador de 64 bits e migrar o primeiro para uma versão adequada futuramente. Depende. O processador Intel Itanium é apelidado por alguns de "puro sangue", já que só executa aplicações de 64 bits. Assim, uma versão de 32 bits de um sistema operacional não roda nele. Por outro lado, processadores Athlon 64 são capazes de trabalhar tanto com aplicações de 32 bits quanto de 64 bits, o que o torna interessante para quem pretende usar um SO de 32 bits inicialmente e uma versão de 64 bits no futuro.

AMD64 e EM64T

Ao serem citadas anteriormente, você pode ter se perguntado o que significa as siglas AMD64 e EM64T:

AMD64: originalmente chamado de x86-64, AMD64 (ou AMD64 ISA - Instruction Set Architecture) é o nome da tecnologia de 64 bits desenvolvida pela AMD. Um de seus destaques é o suporte às instruções de 32 bits (Legacy Mode);

EM64T: sigla para Extended Memory 64-bit Technology, o EM64T é tido como a interpretação do AMD64 feita pela Intel. Devido a isso, recebeu de alguns a denominação iADMD64 (o "i" faz referência à primeira letra do nome da Intel).

Softwares

Muitos programas desenvolvidos para um computador que executa uma versão de 32 bits do Windows funcionarão em um computador que executa versões de 64 bits do Windows sem alterações. Porém, em alguns casos, pode haver diferenças de desempenho. Quando um programa de 32 bits utiliza drivers incorporados, os drivers podem não funcionar no ambiente de 64 bits. Se você tiver um computador de 64 bits, será melhor executar programas desenvolvidos para serem executados em um computador de 64 bits.

Vantagens de utilizar sistemas 64 bits

Uma das vantagem de utilizar um sistema 64 bits é que este sistema permite você utilizar mais memória ram. Um exemplo pra deixar bem claro se você tem uma maquina 32 com window xp você pode ter de 256 a 4 gigas de ram no máximo apesar de algumas placas mães aceitarem você por mais memória. Nem o processador vai reconhecer nem o sistema operacional (quer dizer win xp 32 com 8 giga de ram é jogar dinheiro fora).

Agora em uma maquina 64 você pode endereçar memória ram com 24 gigas por exemplo sem problemas.

A Autodesk recomenda que se você trabalha com milhares de elementos em uma cena 3d, utilize máquinas com 64 bits e uma boa quantidade de memória ram. Isto permitirá você ter um melhora de desempenho muito grande.

Vários softwares já estão preparados para se trabalhar com sistema 64 bits como Maya, 3ds Max, entre outros e ofereçem um desempenho melhor de trabalho nesta plataforma que consegue melhorar muito o fluxo de processamento.

Fonte: http://www.infowester.com / http://windows.microsoft.com/pt-BR / http://www.remuszcad.com.brl

Caustic

Caustics é o nome dado ao efeito criado pela luz quando é dirigida por um objeto transparente ou refletida por um objeto polido. Sempre que a luz atravessa um objeto transparente ela muda de direção, porque muda de meio físico que está trafegando. Dependendo da forma do objeto transparente, ele acaba funcionando como uma lente que converge os raios de luz para o mesmo ponto, criando áreas de alto brilho. Isso é visível em qualquer copo de água sobre a mesa. Em objetos opacos também acontece, quando são muito polidos como metais de jóias, por exemplo, este material funciona como um espelho, refletindo perfeitamente os raios de luz e criando áreas de alto brilho próximas do objeto. Também é fácil de perceber numa aliança sobre a mesa ou mesmo num espelho. Os exemplos são muitos e o efeito de Caustics pode ser o que falta para tornar uma cena realista, em determinadas situações é um efeito imprescindível, por exemplo na água de uma piscina, que sempre cria os desenhos luminosos no fundo, isso é Caustics, pode até ser simulado, mas se não tiver na cena, fica estranho, fica com aspecto de 3D do século passado.

Fonte: André Luiz Buttignoli Vieira - www.3d1.com.br

Cel Shading

Cel Shading é um conjunto de técnicas empregadas na renderização de imagens 3D de modo que o resultado final se assemelhe ao de desenhos em 2D. A forma mais simples de se obter esse efeito é empregando contornos escuros nos objetos 3D, texturas simples e uma iluminação mais "chapada", isto é, menos realista e mais próxima da iluminação empregada em desenhos animados.

O primeiro jogo a utilizar este efeito foi o jogo da Sega chamado Jet Grind Radio, desenvolvido pelo estúdio Smilebit para o console Dreamcast em 2000. Depois dele a Sega resolveu usar a tecnologia no seu mascote o Sonic com o jogo Sonic Shuffle no ano de 2000, Sonic foi o primeiro ícone dos video-games a usar essa tecnologia denominada Cel Shading, depois do Sonic vários jogos de várias franquias também seguiram essa técnica, ou para aproximar o jogo das suas origens (desenhos animados, Q) ou para criar um visual mais estilizado e uma roupagem mais jovem, entre eles:

Tv e cinema

Vale lembrar que esse recurso não é usado apenas nos videogames. O cinema e a TV usam com muita freqüência. Filmes como Appleseed e O Gigante de Ferro, são exemplos de uso dessas técnicas de modo bem visível. O robô do Gigante de Ferro não foi desenhado nem uma vez a mão (tirando os estudos pra criação, é claro). Todas as vezes que ele aparece é feito pelo computador "imitando" o desenho feito a mão.

Em outras produções, acontece de elementos mais distantes ou menos importantes na cena, serem feitos dessa forma.

A quarta temporada do anime Initial D tem as suas cenas de corrida feitas totalmente em cel-shading. desde os cenários e backgrounds até o design dos carros. Há uma integração bem harmônica entre os personagens feitos à mão e os carros feitos no computador. Outras animações japonesas também usam cel-shading com frequência para fazer naves e robôs.

Seriados como Futurama e Clone Wars, tem todas as naves feitas nessa técnica e elas aparecem junto com personagens que ainda são feitos a mão. Em princípio, o objetivo nesses casos seria de ter uma integração entre o que foi feito a mão e o que foi feito no computador.

Mas, nem sempre funciona, pois a maioria os produtores não resistem e colocam sempre a animação das naves (3d) de modo muito fluido e suave (já que pra um computador é muito fácil fazer isso), em oposição a animação dos personagens (a mão) que é sempre limitada (o custo e o prazo de uma animação fluida e suave feita a mão é sempre muito elevado ).

Chroma Key

É uma técnica de efeito visual que consiste em colocar uma imagem sobre uma outra através do anulamento de uma cor padrão, como por exemplo o verde ou o azul.

É uma técnica de processamento de imagens cujo objetivo é eliminar o fundo de uma imagem para isolar os personagens ou objetos de interesse que posteriormente são combinados com uma outra imagem de fundo.

O efeito ou técnica Chroma Key é utilizado em vídeos em que se deseja substituir o fundo por algum outro vídeo ou foto. Você já deve ter visto nos telejornais quando vão anunciar a previsão do tempo, atrás da pessoa que apresenta há um mapa do local, para fazer esse efeito foi utilizada a técnica Chroma Key ou Keying, na qual se filma em um fundo de cor sólida, geralmente azul e verde e hoje se usam até o vermelho, e depois se substitui essa cor.

A parte principal é fotografada ou filmada contrastando em um fundo de apenas uma cor ou pequenas faixas de cores, normalmente azul ou verde. Quando o sinal cromático programado corresponde à(s) cor(es) do fundo, o sinal do fundo alternativo é colocado num sinal composto e transmitido, sobrepondo o fundo original. Quando o sinal cromático programado é diferente do fundo, esse é transmitido em sua forma orginal.

Exemplos

Num exemplo conhecido, previsões do tempo televisionadas, o apresentador é filmado em frente a uma parede ou superfície plana, pintada geralmente de verde ou azul. O fundo é removido eletronicamente, e reposto com o mapa do tempo no qual o apresentador aponta (vendo de relance por monitores fora da área de filmagem). O apresentador não pode estar vestido com nenhuma roupa de cor parecida com a do fundo, ou parte da roupa pode ser escondida junto com o fundo.

Há ainda muitos filmes que utilizam boa parte da técnica aplicada na chroma key. Os efeitos especiais com cabos, por exemplo, são feitos em um fundo azul ou verde, mas estes fundos servem apenas para aplicar a transparência em softwares especiais, onde ali pode-se colocar imagens ou animações em computador.

Sensibilidade às cores

A técnica de chroma key melhorou muito desde suas primeiras aplicações. Mas ela ainda é instável devido a mudanças na luminosidade do fundo, como sombras e reflexos. A parte mais difícil de usar o azul ou o verde são as sombras, porque em um pequeno trecho da tela a sombra pode escurecer o fundo, tornando aquela cor de fundo uma cor mais escura, portanto reconhecida como outra tonalidade, dificultando o software a reconhecer o fundo.

O azul é preferido para mapas do tempo e efeitos especiais de filmes porque é uma cor complementar a da pele humana e conseqüentemente é fácil de aplicar a chroma key. Porém, em muitos casos o verde é preferido porque câmeras digitais retêm mais detalhes no canal de cor verde e ele necessita de menos luz do que o azul. Embora essas cores sejam as mais utilizadas, atualmente pode-se usar qualquer cor. Ocasionalmente um fundo magenta pode ser usado.

Fonte: http://zecomblog.blogspot.com

Dispersão da Luz

EA dispersão na óptica é o fenômeno que causa a separação de uma onda em várias componentes espectrais com diferentes freqüências, por causa da dependência da velocidade da onda com sua freqüência, ao se mudar a densidade do meio, ondas de diferentes freqüências irão tomar diversos ângulos na refração. Há dois tipos de fonte de dispersão material (influenciada pela densidade do meio) e por dispersão no guia de ondas, que por causa das soluções do modo transverso para ondas confinadas lateralmente em um guia de ondas finito, normalmente dependendo da freqüência das ondas (tamanho relativo da onda, do comprimento de onda e do guia de ondas).

DOF - Deph of Field / Profundidade de Campo

Lentes de câmeras do mundo Real e a esfera que está em seus olhos, transmitem a luz através de uma lente (que, no caso dos olhos é a córnea), que guia a luz, e uma íris que limita a quantidade de luz, para focar a Imagem no Filme, sensores CCD/Cmos, ou a retina. Pelo fato da Interação entre a lente e a íris, objetos que se encontram a uma certa distância estão no foco; e objetos no plano frontal e plano de fundo estão fora de foco. Nós chamamos esta distância como sendo a sua profundidade, ou distância “Z” a partir da câmera ou os olhos.

A Luz que vem para as lentes (no mundo real), vem em um certo ângulo, a partir de alguma direção. O que você vê depende de sua perspectiva; se você chegar mais perto, os diferentes ângulos da cena são revelados. Para fazer figuras “achatadas”, como um desenho arquitetural ou plotagem, o método conhecido se chama vista ou renderização ortográfica. A vista Perspectiva simula a luz chegando em um determinado ângulo para as lentes a partir do campo de visão, e a Ortográfica simula a luz chegando diretamente a uma espécie de chapa infinitamente grande de retina lisa.

Dependendo do diâmetro da Íris, existe um campo (de distância) aonde os Objetos estão no foco,. Em câmeras, o diâmetro da íris é controlado por um fator chamado de “f-stop”. Dito de outra maneira existe um campo de visão que você vê da esquerda para a direita, para cima e para baixo. Em um certo campo de amplitude, ou "depth" (profundidade) de distância de seus olhos, as coisas estão no foco. Por exemplo, de noite, você pode ser capaz de focar os seus olhos em objetos que estão distantes até 10 a 15 pés (de 3 a 5 metros). Qualquer coisa mais próxima que 10 ou mais distante que 15 pés estará borrada. Portanto, a sua "Depth of field" (Profundidade de Campo) é de 5 pés ( 2 metros).

Quanto mais larga a íris, menor a Profundidade de Campo. Isto é porque, durante o dia, você poder focar em um campo de coisas que estão bem mais distantes de você. Em filmes, existe uma pessoa cuja profissão é medir a distância a partir da câmera até o nariz do ator, para assegurar que o foco esteja configurado de maneira perfeita.

Quanto mais um Objeto está fora de seu campo de profundidade (o valor perfeito para esta profundidade é chamado de plano focal), mais borrado ele estará. De fato, o campo de profundidade é o campo (entre a maior e menor distância) em ambos os lados do plano focal no qual o fator de borramento dos Objetos é considerado baixo o suficiente para ser imperceptível. Nos softwares 3d, esta distância é chamada de Dof ou "Depth of Field" (Profundidade de Campo). e . Alternativamente, podemos fazer com que a câmera fique automaticamente focada em um Objeto, sem ter as distorções das câmeras reais. Lembre-se que as câmeras 3d não tem distorções, a menos que você as configure para isso.

Falloff

Fakeosity

Existem dois grupos grandes que abordaremos:

- Radiosity e GI: traçamento de raios automáticos. Atrás dos bastidores há uma grande diferença entre simulações que foram utilizadas o Radiosity e GI, porém as duas técnicas procuram chegar sempre ao mesmo resultado.

- Fakeosity ou GI Falso: consiste em reproduzir manualmente a difusão da luz ao longo do cenário. Também é utilizado traçamento de raios para calcular a iluminação básica, mas nenhum processo avançado é suportado, como por exemplo a iluminação indireta causada por raios secundários, você deverá fazer isto manualmente.

E é este o primeiro passo de nossa jornada, Fakeosity.

Fakeosity (Fake - Falso; osity - de Radiosity) dá o nome a técnica de criação manual da distribuição da luz pelo cenário. Dentro desta técnica, há várias subcategorias:

- Skydome: cria-se uma cúpula de luzes ao redor do cenário.
- Lightring: anéis de luzes distribuidos pelo cenário.
- Híbrido: junção de todas as técnicas em um mesmo cenário, tendo como complemento a utilização livre de luzes em várias posições diferentes. Tudo dependerá dos objetos encontrados no cenário.

Técnica Skydome: como escrito acima, ela consinste em utilizar uma cúpula de luzes para criar uma iluminação global no cenário. Geralmente esta técnica é utilizada em cenas exteriores com prédios ou casas.

Fonte: http://imasters.uol.com.br/artigo/1562/ - Filipe Deschamps

FBX

O formato FBX tem vindo a ser desenvolvido e aperfeiçoado pela Autodesk desde há alguns anos. Este formato que vai agora na versão 2011 tem vindo a tornar-se cada vez mais versátil e universal dado que sendo um código aberto, permite a adopção por outras marcas de software que o integram nas suas plataformas.

O FBX permite assim aos criadores de conteúdos 3D uma colaboração perfeita entre si, uma vez que podem utilizar diferentes aplicações partilhando e integrando as suas criações sem limites de compatibilidade.

Vantagens de utilização de ficheiros *.FBX
Este formato permite guardar um leque alargado de definições relacionadas com um projecto 3D, para além da geometria e mapeamentos, também a informação referente a posições de câmaras, animações de objectos, iluminação, estruturas de bones, pode ser exportada assim como a sua animação.

Na Arquitectura/Visualização, a inserção do formato FBX permite exportar projectos de Revit Architecture 2011 com toda a informação de texturas e mapeamentos,  câmaras, iluminação e geometria com 3ds Max Design 2011, evitando todo o trabalho necessário quando se inseria um ficheiro DWG num projecto de Max.
A exportação por parte do Revit Architecture 2009 neste formato, permite também que software de marcas concorrentes, apesar de terem menor grau de precisão uma vez que não têm a qualidade dos mapas ProMaterials, possam importar os projectos de  forma mais simples.

A àrea de Media&Entertainment da Autodesk inclui produtos como Maya 2011, 3ds Max 2011, Mudbox 2011, Motion Builder 2011, que permitem a partilha e integração de projectos entre as diferentes aplicações de forma simples, eficaz e extremamente funcional através da exportação/importação em FBX.

O Autodesk® FBX® tem ainda uma série de conversores directos que permitem transformar ficheiros 3ds, obj, ... em FBX de forma directa, tal como um plugin para o Quicktime 7 da Apple que torna possivel a leitura de ficheiros FBX nesta aplicação.

Em resumo, a implementação do Autodesk® FBX® no processo de trabalho de uma empresa permite a partilha de forma simples, funcional e eficaz dos projectos entre os diferentes aplicativos garantindo assim a qualidade e fiabilidade da exportação/importação entre si. É ainda importante referir que o Autodesk® FBX® já é um dos standards de importação/exportação de inúmeras marcas de software de animação e modelação.

Fonte: http://www.lusocuanza.com

FOV - Field of View / Campo de Visão

O "Campo de Visão" (Field of View) varia de acordo com o tamanho as lentes. Com as câmeras, uma lente de 35mm é como um tamanho padrão por que a figura que ele imita é do tamanho que os olhos enxergam as figuras e portanto elas podem ser tiradas/tomadas bem aproximadamente . No Blender, utilize as configurações de Camera para alterar o tamanho das lentes (35mm é o padrão). Uma lente mais longa tirando/tomando uma figura mais distantemente possui o mesmo campo de visão, mas possui uma perspectiva diferente da visão que muitos diretores amam por que ela “condensa” a cena e suaviza a varredura, já que está bem distante da ação:

Dentro da Computação Gráfica(CG), não há lentes físicas ou íris, portanto "depth-of-field" (Profundidade de Campo) (DOF) é infinita e todos os Objetos estão sempre em foco. Contudo, por razões artísticas, nós queremos que o nosso personagem principal esteja em foco, e qualquer coisa que não pertença a esse foco esteja um pouco borrada, para que nossos expectadores não foquem em coisas que os distraiam e que pertençam ao pano de fundo da Cena. Também, é mais fácil de discernir os atores principais quando eles estão em foco e quaisquer outras coisas não. Então temos que criar o efeito, ou Efeito de Profundidade de Campo, para compor as nossas Imagens e executar o seu pós processamento para conseguir resultados que pareçam realísticos.

FPS - Frame por segundo

Em inglês Frames per Second, descreve o número de frames ou a taxa de quadros mostradas ou gravadas em cada segundo de um filme. Vídeo em tempo real, como vemos na TV, usa 30 fps no sistema NTSC e 25 fps no sistema PAL.

Obs.: fps difere de ims (imagens por segundo) no fato de um frame ser composto por 2 imagens.

As fps de um equipamento podem ser para visualização ou para gravação, assim verifique sempre a quantidade de fps ou Frame Rate do equipamento. Os gravadores podem fazer mais ou menos fps dependendo da resolução, se diminuirmos a resoluação para metade podemos ter o dobro dos fps.

Quanto mais fps melhor embora acima de 30 não se note praticamente a diferença, mas se for pouco causa aquele efeito de webcam, uma imagem depois outra, causando o efeito de lag. Nos games geralmente usa-se taxas semelhantes aos dos vídeos, em torno de 30 fps.

Fresnel

Difração (português brasileiro) ou difracção (português europeu) é um fenômeno que ocorre com as ondas quando elas passam por um orifício ou contornam um objeto cuja dimensão é da mesma ordem de grandeza que o seu comprimento de onda.

Como este desvio na trajetória da onda, causado pela difração, depende diretamente do comprimento de onda, este fenômeno é usado para dividir, em seus componentes, ondas vindas de fontes que produzem vários comprimentos de onda.

Para a luz visível, usa-se uma rede de difração, formada por uma superfície reflectiva ou transparente em que se marcam vários sulcos, bem próximos uns dos outros (décimos ou centésimos de milímetro, pois o comprimento de onda da luz é da ordem de 5.10−7m - o metro dividido em 10 milhões de partes). Exemplos destas redes e suas propriedades: quando se olha um tecido de trama fina contra uma lâmpada distante, quando olhamos o reflexo num CD ou quando olhamos a Lua através de uma nuvem, vemos faixas ou halos coloridos, devido à difração da luz por pequenos obstáculos (a trama, os sulcos do CD ou as gotículas de água na nuvem).

A difração acontece facilmente nas ondas sonoras, pois são ondas com comprimento de onda grande (variam de 2 cm a 20m). Conseguimos ouvir alguém falar mesmo que não possamos ver a pessoa, pois as ondas sonoras contornam as superfícies.

Pode-se dividir a difração em dois tipos especiais que são:

G-Buffer

Permite marcar um objeto como destino para aplicar um efeito especial em função do canal G-buffer. Se aplica um ID que não seja 0 a um objeto, construindo desta forma um canal de G-buffer que pode se associar com um efeito especial. Esta opção destaca o gráfico ou o elemento geométrico da cena e o prepara para receber materiais e efeitos na composição ou pós-produção.

GI -Global Illumination

Iluminação é uma parte muito importante na criação de imagens em programas 3D, é combinando uma boa iluminação e bons materiais que se consegue obter uma imagem foto-realística.

As luzes virtuais em 3D não se comportam da mesma forma que as luzes reais. No mundo 3D o raio de luz “morre” quando atinge um objeto, isso deixa as sombras totalmente pretas num ambiente com apenas uma luz, enquanto que no mundo real, o raio de luz ricocheteia pelo ambiente diversas vezes até perder intensidade e “morrer”. A luz refletida pelas paredes e objetos ao redor ajudam a iluminar a cena, esse efeito é chamado radiosidade, sendo assim, é comum usar diversas luzes virtuais em 3D para simular a ação de uma única luz real, lançando mão de técnicas que permitem melhorar a iluminação.

No mundo real a luz não é apenas refletida, ela reflete o espectro na cor da superfície que incide: um objeto é azul porque quando a luz incide sobre ele, reflete o espectro azul; é vermelho porque reflete o espectro vermelho; uma sala com três paredes brancas e uma vermelha vai refletir o espectro vermelho da luz, mesclando um pouco a cor vermelha nas paredes brancas, esse efeito é um componente da radiosidade chamado Color Blend, é difícil de perceber a olho nu se não tem um olho bem treinado, mas em fotografias é notado claramente.

Em cenas simples não é difícil simular este efeito usando técnicas de iluminação, mas em cenas complexas fica bem mais difícil e depende de muita habilidade do artista.

Com o avanço da tecnologia, surgiram programas de Render capazes de calcular estes efeitos e muitos outros, eles permitem obter um resultado foto-realístico e também simular com precisão física um projeto de iluminação real, já que é possível usar apenas uma luz virtual para simular a ação de uma luz real, pois calculam os ricochetes dos raios luminosos e os demais efeitos gerados pela luz.

Entre estes renderizadores, o Mental Ray é um dos mais antigos e considerado um dos melhores do mundo. Usado na maioria dos filmes vistos nos cinemas nos últimos anos, tem capacidades ilimitadas graças a sua linguagem de Shader, que são rotinas usadas pelo programa na hora da renderização. A conexão com o 3DS Max existe desde a versão 3, mas apenas no 3DS Max 6 houve a integração total, aceitando o uso de seus Shaders diretamente no Material Editor, permitindo usufruir de todo o poder deste renderizador maravilhoso, na criação de imagens e animações com qualidade cinematográfica.

Fonte: André Luiz Buttignoli Vieira - www.3d1.com.br

GPU -Graphics Processing Unit

Uma placa de vídeo é composta por diversos circuitos e elementos eletrônicos, porém seu papel mais importante é de comportar um processador produzido especificamente para realizar cálculos e tarefas relacionadas ao processamento de gráficos em tempo real. Este tipo de processador é chamado de Graphics Processing Unit, também conhecido como GPU.

O posicionamento físico de um processador gráfico varia, sendo possível o acoplamento a placas de vídeo ou a placas-mãe. Normalmente, o GPU integrado a uma placa de vídeo é completamente especializado em sua tarefa, e é desenvolvido com as tecnologias mais avançadas disponíveis no mercado. Aqueles que são posicionados em uma placa-mãe são normalmente de uma qualidade menor, para viabilizar o custo de produção da peça como um todo.

Existem diversos fabricantes de GPUs no mercado hoje em dia. Os três maiores são a Intel, a NVIDIA e a ATI. A Intel, porém, produz processadores gráficos mais direcionados para aplicações de baixo custo, integrados a placas-mãe, enquanto que a NVIDIA e a ATI produzem suas GPUs e enviam para diversas outras empresas que desenvolvem a estrutura das placas de vídeo que comportarão os processadores.

A GPU adequada para cada usuário depende muito da maneira com que ele utilizará a capacidade de processamento gráfico de seu computador. Jogadores devem pensar nos processadores de alto desempenho da NVIDIA ou da ATI, enquanto computadores empresariais ou de pessoas que não têm interesse em jogos estarão equipados de maneira adequada com uma GPU integrada à sua placa mãe.

Halo Luminoso

Um halo é um anel de luz que rodeia um objeto, um fenômeno óptico.

Os halos se formam a 5-10 quilómetros (3-6 milhas), na troposfera superior. A forma e a orientação particulares dos cristais são responsáveis para o tipo de halo observado. A luz é reflectida e refractada pelos cristais de gelo e pode dividir em cores por causa da dispersão, semelhante ao arco-íris.

No caso da criação deste efeito em 3d, implica em usar shaders especiais que produzem o efeito nas superfícies luminosas, que refletem a luz direta ao observador. No 3ds Max, este efeito pode ser criado utilizando-se os shaders Glow e Glare.

HDRI - High Dynamic Range Image

High Dynamic Range Image, ou HDRI (extensão .hdr), são imagens que guardam as informações de luminosidade de seus pixels, destacando áreas que recebem maior ou menor quantidade de luz. São normalmente utilizadas no mapeamento(revestimento) de objetos tridimensionais, em softwares como o 3D Studio Max, Maya, Blender,Radiance, LightWave, SoftImage XSI, etc. Por seu aspecto realista, geralmente são utilizadas para simular superfícies polidas ou reflexivas, diferente das imagens LDR (Low Dynamic Range, como bmp,jpg,gif entre outras), que armazenam apenas informações de cor.

As fotos “comuns” que tiramos em JPEG são tiradas com profundidade de cor de 8-bit por canal. Isso quer dizer que são processadas cores de 0 a 255, do preto ao branco, em cada canal (normalmente os canais RGB, ou Adobe RGB ou sRGB, ou seja, normalmente são três canais). Arquivos com profundidade de cor de 16-bit possuem mais fidelidade de cores (inclusive do preto e do branco) pois contém mais informações de cor em cada canal. O “intervalo” entre as imagens de 8-bit e 16-bit é chamado de Dynamic Range – muitos mais detalhes e fidelidade de cores são encontrados nas imagens de 16-bit, simplesmente porque existe mais informações sobre a luminosidade de cada pixel quando temos um intervalo maior de valores de luminosidade em cada canal.

É assim que criamos as tais das fotografias HDR – juntamos fotos com uma profundidade de cor de 8-bit com diversas exposições para criar imagens de 16-bit e assim chegamos a um resultado de uma imagem com muita, mas muita, informação de cor. E isso é bom. E isso nos dá controle. E isso nos faz poder criar fotos maravilhosas.

Em um monitor comum nem conseguimos ver tamanha profundidade de cores, e na realidade o arquivo HDR não pode ser salvo e visto normalmente. Por isso depois de criar o arquivo em HDR nós transformamos a imagem novamente em JPG e com 8-bit, mas aí ela já está com a “aparência” desejada – ou seja, já aproveitamos a profundidade de cor para pegar os detalhes que queremos na foto e podemos transformá-la novamente em 8-bit.

Quando editamos uma foto, no Photoshop por exemplo, estamos destruindo as informações de cores dela. Por isso HDR não é feita com uma foto só – pois assim não resultaria em uma imagem de qualidade.

Na cena que vamos fotografar normalmente existem sombras e luzes.

Sabe porque esse tipo de foto é legal? Pois uma boa HDR faz a cena parecer real, quase podemos tocar.

Nossos olhos funcionam como uma câmera, mas muito melhor. Quando olhamos uma paisagem no geral conseguimos ver o céu e todo o resto da cena. Quando olhamos uma pessoa conseguimos ver tanto os detalhes de sua pele quanto os detalhes do local que está atrás dela. As câmeras não têm essa versatilidade e em uma foto normalmente não conseguimos reproduzir o que estamos vendo.

É aí que entra a HDR – tentando reproduzir a qualidade dos nossos olhos que (ainda) não está nas câmeras. =)

Nos próximos artigos vamos aprender os cuidados a tomar e como fazer, passo a passo, uma foto em HDR.

Fonte: http://www.dicasdefotografia.com.br/o-que-e-hdr-por-que-usar-essa-tecnica

Holografia sensível ao toque

A interface usada por Tom Cruise em Minority Report, por exemplo, passou da categoria “efeito especial impossível” para “tecnologia emergente”. E sim, muitas outras tecnologias similares à do filme já foram desenvolvidas e demonstradas, mas o que é interessante sobre essa em particular é que ela não depende de uma superfície plana para funcionar.

A holografia é criada usando um espelho côncavo e uma tela de LCD. A interação com esses objetos holográficos, antes inexistente, se tornou possível através de um sistema de feedback que utiliza ondas de ultra-som para causar a impressão de toque na mão da pessoa que está usando a interface.

Batizada de “Holografia Tocável” (aparentemente não havia nome melhor), essa tecnologia foi desenvolvida por uma equipe liderada por Hiroyuki Shinoda, da universidade de Tóquio. Segure seu queixo e assista abaixo ao vídeo da demonstração gravado antes da conferência.

Fonte: http://tecnoblog.net/tag/siggraph

IOR - Index of Refraction

Na verdade a luz sempre penetra nos objetos, pode penetrar muito pouco, ai é um material opaco. Pode penetrar um pouco mais e não atravessar, ai é um material com SSS. Pode penetrar bastante e até atravessar, mas com muita dificuldade sem deixar ver o que está do outro lado, ai é um material translúcido.
E pode atravessar perfeitamente deixando ver o que tem do outro lado, ai é um material transparente.

Tudo refrata, até materiais opacos, porque depende da espessura do material. Pra medir IOR em laboratório os cientistas tiram uma fatia bem fina do material e com isso eles testam o índice de refração. Por isso que ouro tem IOR, qualquer metal tem IOR, mármore, qualquer objeto.

Imagina só um maço de folhas sulfite. Se colocar contra a luz é opaco, mas se tirar só uma folha e colocar contra a luz é translúcido.
Tudo que é fino deixa passar a luz, mesmo aço, ai dá para os cientistas medirem o IOR perfeitamente.

Material IOR Value

Vacuum 1.0 (exactly)
Air 1.0003
Water 1.333
Glass 1.5 (clear glass) to 1.7
Diamond 2.417
Carbon Dioxide, Liquid 1.200
Ice 1.309
Acetone 1.360
Ethyl Alcohol 1.360
Sugar Solution 30% 1.380
Alcohol 1.329
Flourite 1.434
Quartz, Fused 1.460
Calspar2 1.486
Sugar Solution 80% 1.490
Glass, Zinc Crown 1.517
Glass, Crown 1.520
Sodium Chloride 1.530
Sodium Chloride (Salt) 1 1.544
Polystyrene 1.550
Quartz 2 1.553
Emerald 1.570
Glass, Light Flint 1.575
Lapis Lazuli 1.610
Topaz 1.610
Carbon Bisulfide 1.630
Quartz 1 1.644
Sodium Chloride (Salt) 2 1.644
Glass, Heavy Flint 1.650
Methylene Iodide 1.740
Ruby 1.770
Sapphire 1.770
Glass, Heaviest Flint 1.890
Crystal 2.000
Chromium Oxide 2.705
Copper Oxide 2.705
Amorphous Selenium 2.920
Iodine Crystal 3.340

Para quem quiser acessar a tabela completa com a lista de todos os materiais, no F1 User Reference do próprio 3d Max tem à disposição.

Contribuição: Marcola - participante avançado do forum da 3d1

IRay

O uso de softwares e ferramentas destinadas a fazer renderização em tempo real está cada vez mais comum em projetos que envolvem a visualização em tempo real. Já existem soluções baseadas tanto no uso de CPU como o V-Ray RT que funciona dentro do 3ds Max, assim como processos baseados em GPU como o FryRender RT. Existem diferentes métodos de tratar os renderizadores em tempo real, como é o caso do FryRender RT que precisa pré-computar a visualização da iluminação para permitir interação entre os objetos. Um desses renderizadores que foi apresentado na última Siggraph é o iray, software desenvolvido pela mesma empresa que elaborou o Mental Ray.

Na Siggraph 2009 o software foi apresentado apenas na área da feira, sem divulgação de vídeos ou mais material na internet. Essa semana, o pessoal da Mental Images divulgou um vídeo de demonstração em que apresenta um pouco mais do iray com cenas de arquitetura e design voltado para produtos.

Em termos de qualidade e recursos, o iray é semelhante ao V-Ray RT em que a maior carga do processamento é baseada em CPU, mas de acordo com a apresentação é possível usar a GPU para melhorar um pouco o desempenho da simulação. Como não é necessário fazer nenhum tipo de processamento prévio como no FryRender RT a alteração e velocidade da interação dependem unicamente da qualidade do hardware. Por outro lado, basta assistir ao vídeo para comprovar que existe um pequeno atraso na atualização das telas e movimento da câmera.

Uma ferramenta muito interessante do iray é um pincel interativo que faz o acabamento de partes da visualização, permitindo que o artista faça a visualização com mais detalhes de partes do projeto. Isso pode ajudar muito em apresentações de projetos, para esclarecer eventuais dúvidas das pessoas que acompanham a visualização.

Se você ainda não conferiu nenhum dos vídeo ou demonstrações do V-Ray RT, existem alguns vídeo muito interessantes sobre o renderizador, disponíveis no recém inaugurado canal da Chaos Group no Youtube, com demos do V-Ray RT. Com o avanço dos processadores em velocidade e quantidade de núcleos, cada vez mais usaremos esse tipo de tecnologia para quem sabe projetar diretamente em ambientes já renderizados.

Luz Fotométrica

O uso de luzes fotométricas é extremamente importante para qualquer artista interessado em desenvolver projetos e renderizações realistas, independente do software ou renderizador utilizado. Para quem não sabe ou nunca trabalhou com esse tipo de arquivo, uma luz fotométrica armazena em arquivos com extensão “ies”, os dados em formato de texto de como uma fonte de luz se comporta. Portanto, podemos associar esse tipo de dado em fontes de luzes virtuais, para fazer com que as mesmas se comportem exatamente como as suas referências no mundo real. É o mais próximo que temos em termos de fidelidade entre a iluminação real e a virtual.

Quando a técnica é usada em conjunto com renderizadores poderosos, como a maioria dos renders do tipo Unbiased (Maxwell Render, LuxRender, FryRender, Indigo Renderer e outros). Softwares como Sketchup e Revit também fazem uso deste sistema avançado de iluminação.

Um dos primeiros passos para a luz fotométrica receber o arquivo IES, que fará com que a mesma adote as características físicas descritas no arquivo IES, é necessário configurar a luz e posicioná-la de acordo com seu projeto 3d.

Depois de feito isso, basta configurar o render sem nenhum tipo de iluminação além das luzes fotométricas do próprio Mental Ray ou V-Ray, e teremos uma imagem realista e com valores corretos das luzes.

Esse procedimento é útil para todos os artistas 3d, principalmente se você trabalha com renderização de interiores para arquitetura. Como eventualmente um dos pontos de luz do ambiente deve estar acionado, para auxiliar na iluminação, a escolha de luzes fotométricas pode ajudar a criar o efeito desejado.

Fonte: http://www.allanbrito.com

Matte-Shadow

O material Matte/Shadow é um recurso poderoso em composição 3D, ele funciona como uma máscara, que permite ver a imagem de fundo em vez do objeto, também gera a sombra sobre o fundo Alpha, para compor depois num software mais adequado, como o Combustion por exemplo. É preciso saber alinhar perfeitamente os objetos 3d sobre a foto da composição para se criar um bom resultado. Depois de pronto, a impressão que se tem é que tanto a iluminação que foi gerada no programa 3d, quanto a harmonia de cores, foram feitas em um único local. A tudo isso dá-se o nome de composição; juntou-se vários elementos diferentes de várias fontes diferentes, para criar uma única imagem.

Mel - Linguagem de programação interna do Maya

Talvez o mais extraordinário contributo que MAYA traz para o animador é a de uma linguagem interna. Feita à medida para animação, modelagem, renderização, aplicações e tarefas afins. Permite que o usuário experiente personalize seu potencial usando linguagem de programação para otimizar e melhorar suas produções 3d.

Não existe até o momento muitas literaturas que ensinam e comentam desta ferramenta, mas, ela permite ilimitadas possibilidades e potencialidades para os utilizadores.

Com o lançamento do Maya 8.5 artistas 3d ganharam mais controle criativo com a nova simulação quadro unificado e MAYA python scripts.

Mental Ray

Mental Ray é um Renderizador (motor que dá acabemento, após modelagem, animação e/ou texturização em projetos diversos) desenvolvido por Mental Images (Berlim, Alemanha, utilizados em sofwares de modelagem 3d, como 3ds Max, Maya, SoftImage XSI, etc. É um dos únicos renderizadores quase que fisicamente corretos.

A Mental Images foi comprada em dezembro de 2007 pela Nvidia. Como o nome implica, ele suporta ray tracing para gerar imagens. Suas características de fotorealismo são comparadas ao RenderMan, utilizado pela Pixar, sobre as quais esta detém algumas vantagens e desvantagens. Por exemplo, recursos como GI (iluminação global) foram apoiados pelo mental ray longo antes de poderem ser encontradas em RenderMan. Mental ray tem sido utilizada em vários filmes, incluindo Hulk, The Matrix Reloaded & Revolutions, Star Wars Episódio II: Ataque dos Clones, O Dia Depois de Amanhã e ultimamente no Poseidon.

A principal característica do mental ray é a realização de alto desempenho através de paralelismo de ambos os multiprocessadores, conhecidas como renderfarm, onde varios computadores processam o mesmo arquivo ao mesmo tempo.

Todos já vimos os filmes da Pixar®, e ficamos pensando “Minha nossa! Que realismo!”. Uma peça chave para esse realismo vem do estudo que os produtores da Pixar® Animation Studios fizeram no assunto Ambient Occlusion. Os engenheiros de software da Pixar® criaram um renderizador especial para as produções da empresa: o RenderMan® que trabalha com agilidade esse recurso.

O mental Ray® foi produzido pela Mental Studios, que disponibiliza o software junto com o 3D Studio Max® e outros programas da área.

O Mental Ray® foi criado com o propósito de gerar renderizações capazes de simular perfeitamente efeitos de luz, reflexões, caustica, utilizar shaders especiais como o SSS skin que simula a pele humana e um outro recurso especial que se chama scatter que traz mais realismo neste shader, mas nosso assunto é occlusion.

MOCAP - Motion Captura

O conceito de Animação é antigo, tendo sido pela primeira vez utilizado pelo cartunista Winsor McKey, em 1911. Winsor conseguiu obter o movimento de um personagem desenhando-o em múltiplos pedaços de papel, que eram visualizados segundo uma certa taxa de amostragem.

A evolução das técnicas de animação se deu vagarosamente até a utilização de computadores como ferramenta de desenho. Para produzir o desenho animado "Branca de Neve e os Sete Anões", os estúdios Walt Disney precisaram desenhar cerca 250.000 quadros, o que tornava impraticável produções desse tipo. Foi nos estúdios Disney que surgiram técnicas como keyframing, que ainda são utilizadas nos modernos sistemas de animação.

O uso de computadores facilita bastante o processo de criação de animações pois todo o trabalho de interpolação entre os quadros-chave de uma animação é realizado automaticamente. Os animadores profissionais têm à disposição todo um conjunto de técnicas de animação como keyframing, simulação e cinemática. No entanto, certos tipos de movimentos encontrados no mundo real são extremamente complexos para serem representados por meio destas técnicas, devido ao seu alto grau de complexidade. Técnicas como keyframing e cinemática são impraticáveis para representar movimentos como o caminhar humano, devido à enorme quantidade de articulações existentes; e o uso de simulação numérica ainda é computacionalmente caro. A solução encontrada foi capturar os movimentos dos objetos reais e então inserí-los no modelo tridimensional criado no computador.

Antes de aparecer pela primeira vez em produtos comerciais, em 1993, uma das poucas formas de capturar movimentos para gerar animações era através de um processo chamado rotoscoping, que consistia em desenhar o movimento dos personagens animados sobre imagens de atores reais realizando o movimento desejado, gerando assim animações bidimensionais. O uso de rotoscoping para a geração de animações 3D era limitado, uma vez que os animadores trabalhavam apenas com imagens 2D e não possuiam nenhuma informação tridimensional.

Uma outra forma criativa e inteligente de representar movimentos humanos no computador foi desenvolvida no laboratório de computação gráfica do Instituto de Tecnologia da Universidade de Nova Iorque. A técnica consistia em refletir na tela do computador imagens de um dançarino real, que serviriam de guia para a animação de um ator sintético no computador, utilizando técnicas de cinemática tradicional e keyframing. A reflexão da imagem na tela era feita através de um espelho especial.

Evolução da técnica de rotoscoping, Motion Capture, também conhecida como Performance Animation, consiste em capturar a posição e/ou orientação de objetos reais através de processos óticos ou magnéticos. O conjunto de dados capturados contendo a informação sobre os movimentos é inserido e mapeado nos modelos 3D dos objetos no computador. Esta tecnologia é recente e ainda possui algumas limitações, porém atualmente sua utilização é ampla, e vai desde filmes como o Toy Story da Pixar, até jogos de computador como o Virtua Fighter, da Sega.

Neste texto usaremos a palavra Motion Capture ou sua abreviação MC, para representar o processo de captura em geral. O termo Performance Animation é geralmente utilizado para designar o processo onde os dados capturados do ator são utilizados diretamente (em tempo real) na animação como, por exemplo, o personagem animado Moxy, da Cartoon Network.

É importante ressaltar que, apesar de ser amplamente utilizada para a captura de movimentos humanos, Motion Capture pode ser utilizada para capturar o movimento de praticamente qualquer objeto existente no nosso mundo. Neste trabalho, daremos ênfase a movimentos capturados de seres humanos.

Sistemas de Motion Capture

Nesta seção faremos uma discussão sobre o estágio atual da tecnologia e dos equipamentos utilizados no processo de captura dos movimentos. Podemos dividir os sistemas de Motion Capture em quatro categorias: acústicos, mecânicos, óticos e magnéticos. Atualmente, os sistemas mais utilizados são os baseados nas tecnologias ótica e magnética, e serão o alvo principal de nosso estudo.

Normal Mapping

Normal map ou Normal mapping é uma variante da técnica conhecida como bump mapping. É utilizada para simular o relevo em uma superfície, calculando o ângulo das sombras numa textura e, conseqüentemente, propiciando a impressão de maior de profundidade.

Normal Maps (Mapas para modificar a visualização Normal da Face) e Bump Maps (Mapas para criar ressaltos aparentes na face), ambos servem para o mesmo propósito: eles simulam a impressão de uma superfície 3D detalhada, pela modificação do sombreamento da superfície como se a superfície possuísse um monte de pequenos ângulos, ao invés de ser completamente achatada. Pelo fato de ser somente uma Modificação do sombreamento de cada Pixel, isto não vai fazer com que a superfície provoque/lance sombras e não irá obstruir outros Objetos. Caso o ângulo da Câmera seja muito horizontal a superfície, você irá notar que a superfície não é realmente formatada.

Ambos as técnicas de bump maps e normal maps funcionam pela modificação do ângulo da normal (a direção que está apontando perpendicularmente a partir de uma face), o que influencia como o Pixel é Sombreado. Ainda que os termos normal map e bump map são muitas vezes utilizados de maneira sinônima, existem certas diferenças:

Normal maps dentro do Blender guardam uma normal como segue:

Pelo fato das Normais sempre apontarem para o visualizador, o valores negativos de Z não são guardados ( eles seriam invisíveis de qualquer maneira ). Dentro do Blender nós guardamos um campo completo do Azul, ainda que algumas outras implementações também mapeiem as cores azuis (128-255) para (0.0 - 1.0). A última convenção é utilizada no jogo Doom 3 por exemplo.

NTSC e PAL - Padrões de cores televisivas

Estes são sistemas de transmissão e padrões de cores adotados pelas TVs. São padroes de cores e o sistema adotado no Brasil é o PAL. O NTSC é o sistema adotado pelos americanos e muitos paises europeus mas a França adota o SECAM.
A grande diferença do PAL pAra o NTSC é que o americano produz linhas horizontais e verticais ao mesmo tempo enquanto o Pal produz primeiro as verticais e depois as horizontais o que gera alguma perda de qualidade.

Na década de 60 houve uma polêmica muito grande, no Brasil, com relação a escolha de um desses sistemas. O NTSC - National Television System Committee, adotado pelos Estados Unidos e o PAL-M - Phase Alternation Modulation, adotado pela Alemanha. O NTSC, na época, apresentava uma instabilidade de cores muito grande, já o PAL-M, como surgiu depois do NTSC, já entrou no mercado com o problema da instabilidade resolvido. Os alemães adaptaram um componente, chamado Linha de Atraso.

A diferença entre eles além do sistema de cores é a velocidade de quadros por segundo que no NTSC é de 29qps.

Se voce comprar uma TV que só tenha entrada NTSC a imagem ficará preto e branco.

O ideal de gravar DVD é NTSC pois a maioria dos aparelhos suporta esse padrão.

O sistema NTSC apresenta 525 linhas de resolução, das quais 480 são a imagem visível e as outras 45 são as VBI (do inglês – Vertical Blanking Interval), que servem para estabelecer o tempo que o feixe de electrons necessita para se reposicionar, do final de um frame para o início do próximo frame.
Este formato de vídeo transmite 60 meios-frames por segundo (mais exactamente 59,94), ou seja, apresenta 29,97 fps (ou quadros) por segundo. (fps, do inglês, Frames per second – frames por segundo). A varredura é por isso, intercalada.

O sistema PAL tem uma melhor qualidade de imagem, já que dispõe de um maior número de linhas de varrimento. O sistema PAL apresenta mais 100 linhas de resolução, comparativamente ao sistema NTSC, ou seja, 625 linhas de resolução. Em contra-partida, e para fazer face ao tipo de corrente alternada que é usada na Europa, de 50Hz (50 ciclos por segundo), tem um varrimento de 50 meios-frames por segundo, ou mais exactamente, 25 frames por segundo, tornando a imagem por vezes um pouco “tremida”, apesar da sua qualidade muito acima do sistema NTSC.

OpenGL

OpenGL é uma biblioteca de rotinas gráficas de modelagem, manipulação de objetos e exibição tridimensional que permite a criação de aplicações que usam Computação Gráfica. Seus recursos permitem ao usuário criar objetos gráficos com qualidade, de modo rápido, além de incluir recursos avançados de animação, tratamento de imagens e texturas é possível ter visualização em vários ângulos.

A biblioteca OpenGL foi introduzida em 1992 pela Silicon Graphics, no intuito de conceber uma API (Interface de Programação de Aplicação) gráfica independente de dispositivos de exibição. Com isto, seria estabelecida uma ponte entre o processo de modelagem geométrica de objetos, situadas em um nível de abstração mais elevado, e as rotinas de exibição e de processamento de imagens implementadas em dispositivos (hardware) e sistemas operacionais específicos. As função utilizada pelo OpenGL para desenhar um ponto na tela, por exemplo, possui os mesmos nome e parâmetros em todos os sistemas operacionais nos quais OpenGL foi implementada, e produz o mesmo efeito de exibição em cada um destes sistemas. 

Diante das funcionalidades providas pelo OpenGL, tal biblioteca tem se tornado um padrão amplamente utilizado na indústria de desenvolvimento de aplicações. Este fato tem sido adotado também pela facilidade de aprendizado, pela estabilidade das rotinas e pelos resultados visuais consistentes para qualquer sistema de exibição concordante com este padrão. Diversos jogos, aplicações científicas e comerciais tem utilizado OpenGL como ferramenta de apresentação de recursos visuais, principalmente com a adoção deste padrão por parte dos fabricantes de placas de vídeo destinadas aos consumidores domésticos. 
Todas as rotinas do OpenGL são implementadas na linguagem C, tornando fácil sua utilização em qualquer programa escrito em C ou C++.

Fonte: http://www.inf.ufsc.br/~awangenh/CG/opengl.html

Panda 3d

Panda3D é um motor de jogo 3D para Microsoft Windows, Linux, e Mac OS X. O núcleo do motor é escrito em C++ e foi desenvolvido para ser usado com Python. Porém, também pode ser usado com C++. O Panda3D utiliza um grafo de cena para gerenciar os objetos no espaço virtual.

Panda3D foi desenvolvido pela Disney para seu jogo multiplayer online, Toontown. Ele foi lançado como código aberto em 2002. Porém, devido a erros no design da velha licença, versões anteriores a 28 de maio de 2008 não são consideradas software livre. Apesar disso, essas versões antigas podem ser usadas legalmente para desenvolver ambos jogos comercias e não-comerciais, sem qualquer custo financeiro.Panda3D é agora desenvolvido juntamente pela Disney e Carnegie Mellon University's Entertainment Technology Center, e está disponível sob uma versão modificada da licença BSD.

O Panda3D faz uso de bibliotecas de terceiros, cujas licenças não são software livre, incluindo FMOD, FFTW, e ARToolKit.

O nome “Panda3D” foi anteriormente um acrônimo para “Platform Agnostic Networked Display Architecture” (que significa: “Arquitetura de Exibição Conectada para Plataforma de Agnóstico”).Entretanto, desde que essa frase perdeu seu significado, a palavra "Panda3D" é raramente referido como um acrônimo.

O Panda3D possui também recursos não relacionados com a renderização:

Pipeline

Termo usado para exemplificar o ciclo de algum aprendizado, a execução de algum processo ou etapa ou algum mecanismo usado para explicar o funcionamento de alguma coisa, como hardware, aprendizagem de um ciclo longo de modelagem, de criação de escultura ou outro.  

Raytracing

Raytracing é a técnica de renderização de uma cena que calcula a imagem desta cena simulando a forma como os raios de luz percorrem o seu caminho no mundo real. Ela é utilizada nos mais variados ambientes e bibliotecas gráficas, inclusive em OpenGL. Para tornar o processamento factível, a técnica de Raytracing opera este processo de trás para frente. 

No mundo real, os raios de luz são emitidos a partir de uma fonte de luz, de acordo com as características desta fonte de luz, e iluminam os objetos da cena. A luz é então refletida por estes objetos pode ainda  passar através de objetos transparentes e semitransparentes.  Esta luz refletida então atinge os olhos do observador ou a lente de uma câmera. Como a esmagadora maioria dos raios de luz nunca atinge um observador, implementar uma simulação exatamente desta forma é impraticável em termos da quantidade de processamento desnecessário envolvido. 

Programas de Raytracing, como POV-Ray e RADIANCE, e componentes de renderização de bibliotecas como OpenGL, iniciam com a "área de captura" de sua câmera simulada, definida pelo recorte do Plano de Projeção dado pelo Window e traçam os raios de luz de volta para dentro da cena. Assim apenas a intensidade e qualidade dos raios de luz que iriam incidir sobre a Window são calculados. O usuário especifica a localização do plano de projeção, fontes de luz e objetos da cena, assim como as propriedades de textura de superfície dos objetos (vide modelo de Phong), seus interiores (quando transparentes) e, em casos avançados, quaisquer meios atmosféricos como névoa, turbidez e fogo. 

Para cada pixel na imagem final, um ou mais raios de luz é disparado da câmera simulada para dentro da cena para vermos se intercepta algum objeto desta através da utilização de um algoritmo da família de algoritmos denominada zBuffering ou Buffer de Profundidade. Estes "raios de visada" originam-se do observador virtual, representado pelo modelo de câmera, e passam através da Window para representar a imagem final. Utilizamos a resolução da Viewport para nos dar a informação de quantos "pontos de incidência de raios de luz" teremos sobre a Window e assim parametrizar o nosso algoritmo de Conversão de Varredura, que gerará os pixels finais da imagem. 

Toda vez que um objeto é atingido por um raio de luz, a cor da superfície do objeto naquele local é calculada. Para este fim, são enviados raios de volta a cada uma das fontes de luz da cena para determinar a quantidade de luz incidindo sobre a superfície a partir daquela fonte.  Estes "raios umbrais" são testados para saber se aquele ponto está na sombra do ponto de vista daquela fonte de luz ou não. Se a superfície for translúcida, transparente, reflectiva ou espelhada, novos raios são disparados e traçados para se calcular  a contribuição das luzes refratada e refletida para a cor final da superfície do objeto naquele ponto. 

Se desejarmos efeitos adicionais como reflecção interdifusa (radiosidade), efeitos atmosféricos e luzes de área, será necessário disparar uma quantidade bastante grande de raios adicionais para cada pixel para que se possa calcular a contribuição destes efeitos ao aspecto final da cena. Isto é realizado pelo Método da Radiosidade, explanado no capítulo correspondente deste material de ensino.

O que são Raytracers ?

Raytracers são programas de simulação de iluminação que sintetizam imagens a partir de modelos geométricos tridimensionais de espaços físicos utilizando a técnica de raytracing. O processo de raytracing tipicamente não é um processo rápido, mas pode produzir imagens de qualidade extremamente alta com reflexões, sombras e perspectiva realísticas, além de muitos outros efeitos.  O modelo o mundo constitui os dados de entrada e  descreve a forma, tamanho, localização e composição de cada superfície deste mundo. Um modelo pode conter vários milhares de superfícies e é muitas vezes produzido por um programa de CAD separado ou por um programa de análise de imagens e reconstrução 3D, como no caso do nosso exemplo da cabeça reconstruída a partir de uma tomografia computadorizada.  Além de conjuntos de polígonos planares, formados por triângulos, quadriláteros ou polígonos arbitrários, a maioria dos raytracers permite a modelagem direta de objetos como paralelepípedos, esferas e cones. Em alguns casos, Programas geradores podem ser utilizados para a criação interativa de estruturas e formas complexas a partir dessas primitivas e sua posterior exportação na linguagem de definição de cena de algum raytracer. Alguns exemplos são caixas de diversas formas, prismas e sólidos de revolução como vasos, garrafas e outras formas com simetria axial.  Um utilitário de transformação pode permitir a duplicação de objetos e a construção hierárquica de uma cena.

Modelo de Funcionamento de Alto Nível de um Raytracer

Cada raytracer possue particularidades de implementação que o tornam diferente de outras implementações, mas alguns princípios básicos se repetem ao longo de todos eles. Estes são:

Para exemplificar o modo de funcionamento de um raytracer vamos aqui descrever os módulos do raytracer RADIANCE. RADIANCE foi desenvolvido como uma ferramenta de auxílio à pesquisa e ao projeto arquitetônico voltada à previsão da distribuição de radiação visível em espaços iluminados e toma como entrada um modelo geométrico tridimensional do ambiente físico e produz um mapa dos valores de radiância espectral sob a forma de uma imagem a cores.  A figura abaixo mostra o seu diagrama de blocos. Nós vamos explicar os componentes importantes do modelo e que servem de exemplo para funcionalidades similares em outras implementações.

Render Elements

Recurso usado para gerar vários canais de imagens para ter mais controle e facilidade na hora de tratar a imagem no Photoshop ou num programa de composição e pós-produção. O 3DS Max oferece vários canais de um objeto, como: diffuse, luz, sombra, specular, self, e cabe a cada pessoa julgar quais canais serão necessários levando em conta as características da cena e o controle que ela deseja ter sobre isso.

Outra utilidade muito interessante é quando acontece de você resolver mudar algo na cena, como luz, cor, textura, após o render ou mesmo diante de uma necessidade do próprio cliente, para visualizar cores diferentes em uma parede, materiais em um piso, etc... Caso não tenha usado o Render Elements, a pessoa tem que renderizar tudo novamente, mas com o uso dessa técnica, podemos modificar absolutamente a cena em um programa de específico, como Photoshop, Combustion, After Effects ou outros sem precisar perder horas de render. Inclusive podendo aplicar todos os filtros a estes canais de composição, criando mais detalhes na imagem ou vídeo final. Se for uma animação, você poderá compor sem problemas elementos específicos da sua cena 3d, para controlar cada item no editor de vídeo, gerando resultados sem flickers (batimentos no vídeo).


Fonte: http://ortega-tutoriais.blogspot.com - Paulo Ortega

RenderMan - Algoritmo de Superfícies Visíveis baseado em Buffer de Profundidade

É uma API desenvolvida pela Pixar para descrever cenas tri-dimensionais e convertê-las em imagens digitais de alta qualidade. Ela especifica um protocolo de comunicação (ou interface) entre os programas de modelagem e os renderizadores capazes de produzir imagens de qualidade fotorealística. RenderMan também é parte do nome de um pacote de software de renderização desenvolvido pela Pixar, que implementa esta API. Normalmente é utilizado para criar efeitos visuais digitais para filmes recentes de Hollywood, como The Lord of the Rings: The Fellowship of the Ring. Mas o renderizador da Pixar não é o único a seguir a especificação, existem alternativas.

Renderman Interface Specification foi o nome utilizado para o programa dos estúdios da Pixar, na resposta à evolução tecnológica digital na animação.
Com a divisão da Lucasfilms, a Graphics Group que em 1986 acabaria comprada por Steve Jobs (co-fundador da Apple Inc), por 10 milhões de Dólares, ter-lhe-á mudado o nome para Pixar que tem origem espanhola e significará ”fazer pixels”. Cria a Pixar image computer e o CAPS, software que permite uma fácil coloração a computador da tradicional animação. Contudo o seu sucesso foi escasso e em 1991, após demissões em massa, assina um contrato com a Disney de 26 milhões de dólares em troca de 3 longas metragens animadas. O sucesso de Toy Story – Os Rivais (1995) foi tal que ambas as companhias assinaram um outro contrato de 10 anos ou 5 filmes onde ambas dividem custos e lucros de produção. Mas após diversos desentendimentos tanto pessoais como profissionais entre Jobs e Michael Eisner (Disney), estes, ditariam que Cars (2006) seria o último trabalho de união das duas companhias. Porém em Janeiro de 2006 um novo acordo é estabelecido tendo a Disney comprado a Pixar por 7,4 bilhões de dólares, tornando Jobs o maior accionista da Disney.
Tal como o nome indica, ” renderização do homem” é a tentativa de representação objectiva do real mas em animação 3-D, criando aquele efeito de profundidade que até a data não era possível. Renderman foi de tal modo inovador que permite aos seus utilizadores uma noção de quantidade, movimento, profundidade, brilho, entre outros, directamente através da imagem real de uma câmera, com opções de controlo literalmente instantâneas.
Um exelente exemplo disso é a facilidade na renderização de pêlo e cabelo. O primeiro caso foi o de Sulley em Monstros e Companhia onde o peludo monstro contava com 2.320.413 pêlos animados que com o uso de Renderman DSO (Dynamically Shared Object) distribui o cabelo por toda a personagem que lê a informação prestada pelo simulador e lhe atribúi uma espécie de ”pele”, que é chamada de ”builder” que é nada mais nada menos que toda a informação sobre cada um dos pêlos na qual se inclui cor, tamanho, movimento e outras caracteristicas unicas.
O sucesso do programa é tal que nos últimos anos a Pixar encarregou-se da remasterização de vários clássicos do cinema tais como O Abismo (1989) ou Exterminador Implacável II (1991).

Render Pass

Passes (passos) são as etapas criadas durante o processo de render que combinadas, geram a imagem final que vemos. No cinema e em muitas outras áreas os passos do render são utilizados pra diversos fins, como: fazer renders de imagens grandes, dividindo a imagem em pedaços menores para facilitar a composição. Com este recurso você pode escolher o(s) elemento(s) que deseja renderizar da sua cena, permitindo desta forma que a cena toda não seja muito demorada no render final. Usando passes, você conseguirá fazer renders complexos, renderizando por partes e não por elementos como o Render Elements, que são recursos distintos.

RGBA - Red / Green / Blue / Alpha

Como sabemos, as cores se expressam em valores RGB.

Agora queremos falar de uma nova notação, que não é simplesmente uma maneira nova de expressar o mesmo, e sim uma maneira que nos permite definir cores por meio de valores adicionais. Trata-se da notação RGBA.

A notação RGBA é uma maneira de especificar cores na qual se definem quatro valores. Os três primeiros são os bem conhecidos canais RGB (vermelho, verde e azul) e o quarto parâmetro é o canal Alpha, que não é mais que o grau de transparência ou opacidade da cor. O canal Alpha é um valor entre zero e um, sendo 0 totalmente transparente e 1 totalmente opaco.

No mundo do desenho talvez já tenhamos visto outros formatos ou sistemas que suportam cores com canal Alpha e por isso pode ser que já estejamos familiarizados com este parâmetro. O formato de imagem PNG, que tanto gostamos por suportar transparência que se vê corretamente em todos os fundos possíveis, implementa justamente este canal alpha na definição da cor para conseguir uma transparência ideal.

Agora, por meio das cores em RGBA, poderemos aplicar novas transparências às cores, abrindo novas possibilidades aos designers sem a necessidade de se complicar com pequenos truques como o uso de imagens de fundo semitransparentes em PNG, etc. Ademais, como as cores RGBA se podem aplicar a qualquer elemento que suporte atribuição de cor, as aplicações aumentam ainda mais.

Notação de cor RGBA

Para definir uma cor RGBA, se devem especificar quatro valores, da seguinte maneira:

rgba(255, 125, 0, 0.5);

Os três primeiros valores são números em sistema decimal, que correspondem com os valores de vermelho, verde e azul. Sempre têm que ser números entre 0 e 255.

O quarto valor é um número entre 0 e 1. Por exemplo, 0 seria totalmente transparente, 1 seria totalmente opaco e 0.5 seria uma transparência ao 50%, ou seja, metade opaco e metade transparente.

Fonte: http://www.criarweb.com/artigos/cores-rgba-em-css3.html

Rigging

É o processo de preparar o personagem depois de modelado para a animação, precisando incluir nele um esqueleto e configurá-lo perfeitamente com as juntas e locais de articulações do modelo para que a movimentação fique perfeita.

Você poderá riggar tudo o que quiser no mundo 3d, desde quindastes, tratores, carros, objetos inanimados, como é o caso de uma Teapot até um personagem, mas estas etapas precisam de um planejamento para saber como se deseja a movimentação das partes do modelo 3d.

Dependendo do tipo de animação que ser (estilo cartoon ou realista), o rigging será mais fácil ou mais complexo, podendo levar horas ou dias para ser finalizado. O rigger, é um profissional responsável somente pelas etapas de riggar um personagem em uma equipe e depois passar o objeto riggado ao animador, mesmo que este deseje apenas poses em não uma animação completa. A setagem de um personagem nas etapas de rigging depende de um profundo conhecimento deste profissional na área e seus olhos precisam ser hábeis na questão de comportamentos humanos e de vários personagem. Cada trabalho oferece um desafio, mas ganha-se muita técnica também.

Um ótimo parque de referências para este profissional, são as animações das centenas de filmes que temos hoje no dia-a-dia em nossas tvs.

Rotoscopia

Rotoscopia é um processo que consiste em redesenhar quadros (frames) de um vídeo. Animar, desenhar seguindo uma referência filmada. As imagens em questão podem servir de referência e o autor pode também, “fantasiar” em cima desta, ex: Colocar uma armadura num personagem, colocar uma nova roupa, deixar apenas a silhueta.

Podemos inclusive utilizar o Corel Draw para criarmos um modelo de rotoscopia. Por que o Corel Draw? Se você desenhar apenas os contornos, você pode facilmente copiar e colar essa imagem para o Flash sem maiores complicações, sem preenchimento sim, pois ao copiar e colar com gradientes do Corel para o Flash fica uma bagunça danada. Usar o Corel é uma opção para quem tem mais intimidade ou controle dos nós neste.

Na verdade, se a intenção é gerar um swf, você pode desenhar diretamente no Flash. Você importa um arquivo avi ou mpeg para o Flash (você vai responder que sim quando uma janela perguntar “se você deseja que o número de quadros seja automaticamente inseridos na linha do tempo”) e, em outra camada, escolhe quadros-chave para redesenhar.

Exemplos famosos:

"Waking Life"

Como exemplo de rotoscopia, temos o filme "Waking Life", filme que foi feito com um câmera digital e com personagens e cenários reais e, por cima de cada quadro do video, foi ilustrado, transformando o filme em um desenho. Foi desenvolvido pelo software especial de "Rotoscoping RotoShop"

Fonte: Erika Pessanha - / erikapessanha_rj@yahoo.com.br

Shader

Shaders são componentes para criar determinados efeitos em materiais, luzes, câmeras e na renderização com o Mental Ray ou outro renderizar..

Siggraph

A SIGGRAPH é uma conferência que ocorre desde 1974 e usa uma sigla cujo significado é interessante: Special Interest Group on GRAPHics and Interactive Techniques, que pode ser traduzido para Grupo Especial de Interesse em Técnicas Gráficas e Interativas. É nessa conferência anual que milhares de profissionais da área de tecnologia de todo o mundo demonstram novos meios de interação e quebram paradigmas de interface ao mesmo tempo. Às vezes, até copiam efeitos especiais de filmes.

Soft Shadow

Efeitos de sombreamento enriquecem muito uma cena produzida por computador, tornando-a mais realista, viva e esteticamente agradável, pois aproximam muito o resultado gráfico da realidade que está sendo simulada. Muito embora não seja plausível realmente produzir todas as interações ondulatórias extremamente complexas da luz real, a simulação de alguns efeitos reais torna uma cena modelada em 3D muito mais atraente.

Porém, devido ao fato de que a luz não funciona em uma cena simulada da mesma forma que se comportaria na vida real, o sombreamento não corresponde ao que seria esperado de uma cena realista, pois apresenta uma silhueta grosseira, sem uma transição confortável da luz para a penumbra e, eventualmente, para a escuridão fechada. Existe apenas uma diferenciação imediata entre área sombreada e luz.

Uma das técnicas desenvolvidas para otimizar a representação de cenas tridimensionais realistas é a aplicação de sombras suaves, as chamadas soft shadows ou sombras do tipo área. O algoritmo que a tecnologia emprega substitui o padrão, pois em vez de definir áreas sombreadas ou iluminadas, cria uma transição suave e detalhada entre luz e sombra, diminuindo o choque visual entre as duas áreas.

A implementação da tecnologia não é inteiramente simples, pois exige um nível alto de poder de processamento gráfico e, portanto, até recentemente poucos games traziam a possibilidade de suavização de sombras em tempo real. O processo já era aplicado em filmes animados em 3D, por exemplo, pois cada frame poderia ser gerado de maneira independente, durante a produção. A resposta imediata necessária para jogos ainda não era plausível.

Hoje em dia, a maior parte dos games com uma ênfase forte no desenvolvimento de seu aspecto gráfico traz esta tecnologia como uma parte essencial de seu processamento visual, desenvolvida em tempo real pelas poderosas placas de vídeo disponíveis no mercado. Então, se seu PC agüenta o tranco, vale a pena aproveitar esta nova possibilidade, e aprimorar a sua diversão com ambientes mais belos e realistas.

Em 3d, estas sombras são geradas por luzes que produzem este tipo de efeito, aumentando o tempo de render para poder ter uma imagem satisfatória no final.

Fonte: http://www.baixaki.com.br

Unibiased Render

Os sistemas Unbiased, são sistemas de render que simulam com precisão o comportamento da luz de forma a produzir imagens com a qualidade do mundo real.

Você deve primeiramente saber o resultado que se quer alcançar, para então escolher o sistema de render. Caso você escolha um sistema Unbiased, veja quanto tempo disponivel você tem, já que estes sistemas, geralmente, são extremamente demorados.

Zbuffer - Algoritmo de Superfícies Visíveis baseado em Buffer de Profundidade

Para que possamos realizar a representação acurada e realista de um modelo tridimensional complexo, em uma cena contendo vários objetos diferentes, é necessário que aquelas superfícies normalmente invisíveis de um determinado ângulo ou ponto no mundo sejam também renderizadas invisíveis no computador.  Este problema é normalmente chamado de problema de superfície visível (visible-surface problem), quando nosso objetivo é determinar quais superfícies de um objeto são visíveis de um determinado ângulo, ou problema de superfície oculta (hidden-surface problem), quando nosso objetivo é determinar quais superfícies estão invisíveis neste momento. Ele foi um problema fundamental abordado pela pesquisa em Computação Gráfica durante muito tempo. Para ilustrar o que são os efeitos desejados de um método dessa família de algoritmos, basta observar os dois desenhos abaixo mostrando a mesma estrutura, uma vez em modelo de arame e outra em modelo de sólidos/superfícies. A figura da direita nos fornece de imediato muito mais informação sobre as posições relativas dos objetos na cena do que o modelo de arame da esquerda. 

De todos os algoritmos para determinação de superfície visível, o buffer de profundidade ou zBuffer é talvez o método mais simples e com certeza o mais amplamente utilizado. Em função disso, vamos nos limitar a descrever este método neste texto.

O princípio de funcionamento do algoritmo é muito simples: Para todo pixel na Viewport nós mantemos um registro da profundidade (em termos de coordenada z) do objeto na cena que estiver mais próximo, além de um registro da intensidade, cor, etc, que deveria ser utilizada ao se mostrar este ponto em particular na tela do computador. Toda vez que um novo polígono é processado, um valor de z e de intensidade são calculados para cada pixel que estiver dentro dos limites do polígono. Se o valor de coordenada z obtido para oaquele polígono for inferior ao valor de z armazenado para aquele pixel no buffer, então este objeto está mais próximo do que algum objeto anteriormente renderizado naquela posição e vai ocultar aquele objeto. Neste caso, substituímos o valor armazenado naquela posição do buffer por este novo valor. 

Se não for realizado nenhum cálculo de radiosidade ou outra técnica de raytracing mais avançada, após o processamento de todos os polígonos da cena, o buffer de intensidade/cor resultante representará exatamento os valores dos pixels da Viewport e pode ser visualizado sem mais nenhuma transformação.

O Método z-Buffer

O algoritmo z-Buffer trabalha em Coordenadas de Vídeo ou Viewport (espaço de dispositivo) e pode ser implementado facilmente como uma extensão/modificação de um algoritmo de conversão por varredura. Uma versão simples de um algoritmo deste tipo vimos no capítulo anterior.  O z-Buffer ou Buffer de Profundidade, estrutura de dados da qual o método tira seu nome, é uma matriz  n x n  na qual o elemento (i,j)  corresponde ao pixel (i,j). Esta matriz contém o valor de z em Coordenadas do Mundo (espaço de imagem) do objeto correntemente visível  naquele pixel. Além disso, existe outra matriz n x n cujos elementos correspondem à cor ou intensidade luminosa que é para ser atribuída àquele pixel. 

Vamos mostrar a operação do z-Buffer considerando um exemplo bidimensional com uma viewport-linha unidimensional com resolução de 8x1 pixels e com polígonos representados como segmentos de retas, tal qual sugere. É um exemplo extremamente simplista, pois elimina o significado do eixo y, mas os passos a serem executados são praticamente idênticos à execução do algoritmo para três dimensões e dessa forma ficará mais fácil para o leitor compreender. 

Mapeamento da Profundidade dos Objetos na Cena

O próximo passo é mapear, pixel a pixel, a profundidade de cada objeto da cena que se encontra atrás daquele pixel. Tome cada um dos polígonos, execute a conversão por varredura e, durante esta conversão, execute os passos seguintes:

Passo 2 - Determinação da ordem de ocultação. Para todos os polígonos da cena, determine para cada pixel (i,j) que intercepta o polígono, se o valor z em Coordenadas do Mundo (eixo z do desenho acima) deste polígono na posição do pixel é maior do que o valor z armazenado no z-Buffer. Se for maior, calcule a cor e outros valores associados a este pixel e os insira na entrada (i,j) da matriz de cor e insira o valor z do polígono naquele ponto na posição (i,j) do z-Buffer. Senão, não faça nada.

Uma vez que todo polígono pode ser dividido em um conjunto de trapézios (se aceitarmos o triângulo como um trapézio degenerado de topo zero) , basta-nos considerar o algoritmo do zBuffer sobre trapézios. Para tanto podemos diretamente modificar o algoritmo de renderização descrito no capítulo sobre Conversão por Varredura deste texto ou então um dos algoritmos de rasterização mais avançados encontrados nas  para criar  na íntegra o algoritmo de zBuffer descrito acima. Pode-se utilizar diretamente os procedimentos de rasterização e de atualização de vídeo implementados pelo algoritmo de conversão que for ser utilizado.

Toques para Quem quer ir mais Fundo

Um bom livro para você ler e aprofundar este assunto é a segunda edição do Interactive Computer Graphics de Foley, van Damm e outros. Veja a seção de bibliografia deste texto para a referência detalhada. Não perca tempo procurando a primeira edição deste livro, que este assunto não é abordado nela. 

Na Internet, de longe, a melhor fonte de informação séria e confiável neste assunto são as On-Line Computer Graphics Notes, mantidas por professores e estudantes do Computr Graphics Group, Computer Science Department, na UC Davis.

Fonte: http://www.inf.ufsc.br/~awangenh/CG/raytracing/zbuffering/index.html