Baking En Blender

PROYECTO FIN DE CARRERA PLAN 2000 ETSIS TELECOMUNICACIÓN TEMA: Tecnologías de creación de imágenes 3D TÍTULO: Baking en Blender AUTOR: Angel Lobo Aránguez TUTOR: Enrique Rendón Angulo Vº Bº. DEPARTAMENTO: TEORÍA DE LA SEÑAL Y COMUNICACIONES Miembros del Tribunal Calificador: PRESIDENTE: Javier Corredor López VOCAL: Enrique Rendón Angulo VOCAL SECRETARIO: Martina Eckert DIRECTOR: Fecha de lectura: Calificación El Secretario, RESUMEN DEL PROYECTO: El proyecto Baking en Blender pretende englobar de forma práctica algunos de los aspectos más importantes y novedosos de las tecnologías existentes de creación de imágenes generadas por ordenador (CGI). El renderizado o generación de imágenes 3D por ordenador requiere equipos con una elevada potencia de cálculo así como un gran tiempo de representación en función del detalle de los modelos 3D que se van a generar a pesar de que el hardware de aceleración gráfica hace interactiva la representación en tiempo real de modelos cada vez más complejos. Existen técnicas para conseguir imágenes de muy alta calidad subjetiva sin necesidad de utilizar modelos 3D con geometrías de gran detalle. Estos procesos se basan en el cálculo previo de imágenes 2D que equivalen al aspecto de modelos de alta calidad bajo distintas condiciones físicas como iluminación, colores, brillos, sombras, transparencias, reflexiones, refracciones, etc. para aplicarlas después en otras versiones de los mismos modelos con una geometría más simple, lo que logra reducir drásticamente el tiempo de cálculo requerido para su representación sin apenas afectar a la calidad subjetiva del resultado final. Esta técnica es conocida con el nombre de baking (horneado en inglés) por utilizar medios ya procesados para agilizar los cálculos en tiempo real y será el objetivo principal de este proyecto junto con algunas de las tecnologías más innovadoras en el ámbito de la creación de imágenes 3D. Resumen El proyecto Baking en Blender engloba de forma práctica algunos de los aspectos más importantes y novedosos de las tecnologías existentes de creación de imágenes generadas por ordenador (CGI). El renderizado o generación de imágenes 3D por ordenador requiere equipos con una elevada potencia de cálculo así como un gran tiempo de representación en función del detalle de los modelos 3D que se van a generar a pesar de que el hardware de aceleración gráfica hace interactiva la representación en tiempo real de modelos cada vez más complejos. Existen técnicas para conseguir imágenes de muy alta calidad subjetiva sin necesidad de utilizar modelos 3D con geometrías de gran detalle. Estos procesos se basan en el cálculo previo de imágenes 2D que equivalen al aspecto de modelos de alta calidad bajo distintas condiciones físicas como iluminación, colores, brillos, sombras, transparencias, reflexiones, refracciones, etc. para aplicarlas después en otras versiones de los mismos modelos con una geometría más simple, lo que logra reducir drásticamente el tiempo de cálculo requerido para su representación sin apenas afectar a la calidad subjetiva del resultado final. Esta técnica es conocida con el nombre de baking (horneado en inglés) por utilizar medios ya procesados para agilizar los cálculos en tiempo real y será el objetivo principal de este proyecto junto con algunas de las tecnologías más innovadoras en el ámbito de la creación de imágenes 3D. Abstract The generation or the so called rendering of 3D images demands high computational power and long rendering times when 3D models have high level of detail. Although graphics hardware acceleration achieves real time interactivity for increasingly complex 3D models, it is not sufficient for some applications. This report's main objective is to present some of the most important and innovative aspects of current computer-generated imagery technologies (CGI) in a practical way. The software used for it will be Blender, a free and open source 3D design suite. The main purpose is to present several techniques to achieve high quality images without the need of including very high geometry detail in 3D models. Some of these procedures are based on the generation of previous 2D images in advance. These images when used as textures are equivalent in appearance to high quality 3D models. They represent different physical conditions such as lighting, color, brightness, shadow, transparency, reflectivity and refractivity. They are applied to a simpler geometry version of the high quality model from which they are generated. This drastically reduces the required computing time in the rendering process, preserving most of its original visual detail and thus producing high quality results. This main technique is called baking due to the use of precalculated (baked) data for the purpose of speeding up graphics calculations and achieving real time rendering. Baking is the focus of this report, though all techniques implied in the process are presented: general graphics techniques, generation of detail, retopology and UV unwrapping. Índice Introducción ................................................................................................................................ 9 Objetivos ................................................................................................................................... 11 Método y fases del trabajo .................................................................................................... 11 Primera fase ............................................................................................................... 11 Segunda fase .............................................................................................................. 11 Tercera fase ................................................................................................................ 11 Medios utilizados .................................................................................................................. 12 Hardware .................................................................................................................... 12 Software ..................................................................................................................... 12 CAPÍTULO 1 Creación de imágenes 3D ................................................................................ 13 1. Creación de imágenes 3D ................................................................................................. 14 1.1. Modelado ................................................................................................................... 15 1.1.1. Terminología y conceptos del proceso de modelado.......................................... 16 1.1.2. Geometría poligonal ........................................................................................... 18 1.1.3. Geometría de superficies NURBS ...................................................................... 19 1.1.4. Geometría de superficies de subdivisión ............................................................ 21 1.1.5. Optimización del proceso de modelado.............................................................. 23 1.2. Texturizado ................................................................................................................ 24 1.2.1. Terminología y conceptos del proceso de texturizado ....................................... 24 1.2.2. Métodos de creación de texturas ........................................................................ 32 1.2.3. Optimización del proceso de texturizado ........................................................... 34 1.3. Iluminación ................................................................................................................ 35 1.3.1. Tipos de fuentes de iluminación ......................................................................... 35 1.3.2. Optimización del proceso de iluminación .......................................................... 36 1.4. Renderizado ............................................................................................................... 37 1.4.1. Flujo de trabajo del proceso de renderizado ....................................................... 38 1.4.2. Optimización del proceso de renderizado .......................................................... 39 1.5. Composición .............................................................................................................. 40 1.6. Claves de la creación de imágenes 3D con Blender .................................................. 42 5 1.7. Contenido interactivo del Capítulo 1......................................................................... 51 1.7.1. Vídeos ................................................................................................................ 51 1.7.2. Archivos de ejemplo .......................................................................................... 51 CAPÍTULO 2 Generación de detalle visual ........................................................................... 53 2. Generación de detalle visual ............................................................................................ 54 2.1. Escultura .................................................................................................................... 55 2.1.1. Uso del modo de escultura ................................................................................. 55 2.1.2. Opciones del modo de escultura ........................................................................ 57 2.2. Modificadores ...........................................................................................................

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