Modelar pensando en la forma (Retopología 101)

Modelar pensando en la forma (Retopología 101)

Modelar bien es modelar con cabeza. Existen algunas consideraciones que siempre debemos tener en cuenta para que nuestro modelo sea correcto para cualquier tipo de proceso de producción.

 

Ya habíamos mencionado  en una entrada anterior del blog de escola espai, algunas reglas fundamentales para poder modelar bien.

 

http://www.espai.es/blog/2014/01/10-ideas-para-modelar-bien/

 

Dentro de esas reglas, la tercera era la topología.  Se podría reducir a que debes modelar simulando que envuelves a tu modelo con un papel cuadriculado. Si la cuadrícula se acopla bien, entonces es una malla válida.

Si nuestra malla es relativamente convencional o normal no tenemos ningún problema.

 

La dificultad se encuentra en visualizar algo que sea mucho más complejo. Un ejemplo claro es el de los personajes humanos para videojuegos.

 

Los modelos son anatómicamente más complejos y se ciñen más a la forma del objeto en detalle.

 

Un modelo de persona de un juego de los de antes sería así.

0002malemesh_opt

Este modelo es un ejemplo de lo que debería hacer nuestra cuadrícula.

Pero la cosa cambia si queremos darle más carácter.

003malestyle

Esta es una versión estilizada de un cuerpo, pero vemos que ahora la cuadrícula es más dificil de visualizar porque al tomar en cuenta la anatomía (grupos musculares y variación de volumen y forma en las articulaciones) nuestras líneas ya no marchan de la misma forma.

Con la llegada de las herramientas de modelado de alta resolución poligonal (Mudbox, zbrush).

Los artistas que tenían dificultades a la hora de expresar sus modelos, se han visto liberados porque en este tipo de herramientas se hace uso de la geometría como si se tratase de arcilla para moldear.

En estos programas se pueden manejas millones de polígonos que se reorganizan y reestructuran para dar forma a absolutamente todo sin restricciones. Sólo que esto conlleva considerar algunas reglas previas y también tener en cuenta algunas consecuencias.

Las reglas previas son.

1.- Se debe partir de una base de baja resolución polional (low poly). Esto sería el equivalente a bloquear el volumen inicial.

3.- Esta malla debería contener mapas de coordenadas

4.-   Sigue vigente la regla de cuadrados para la malla base.

5.- Asegurar «loops» en las zonas importantes.

6.- Tener siempre en cuenta que el resultado del «esculpido» se traduce en detalle para la versión «low poly» en forma de mapas de difuso, normales, etc.

Además, una geometría base debe ser relativamente escasa de polígonos porque por cada iteración que realicemos hay que recordar que se cuadruplica en número. Si se quiere llegar a una cantidad excesiva pero si ideal para el «esculpido». Una cifra segura de referencia serían los 3000000 de polígonos (tres millones)

EJ:

base de 1000 polígonos => 1 iteración = 4000 => 2 iteraciones = 16000  => 3 iteraciones = 84000, Etc.

Si la base fuera de muchos más polígonos el crecimiento sería más exagerado.

Entonces se presenta la necesidad de conciliar esta nueva tecnología y normas con las que ya conocemos. La fórmula final estará compuesta por respetar dos principios básicos.

1.- Tratar de limitar lo menos posible la libertad creativa

2.- Mantener el objetivo de resolución poligonal y las reglas de construcción de polígonos.

Sobre el segundo punto podemos establecer algunos números orientativos.

a) para videojuegos unos 8000 polígonos (ultima generación)

b) para producción (no es que haya un límite, pero que sea manejable) hasta 70000 polígonos.

Para ejemplificar el caso tenemos a nuestro objeto de prueba:

001framenbasemesh

Para mejor comprensión de lo que sucede con nuestro ejemplo, sólo nos referiremos a la malla principal (gris) y no a sus componentes complementarios (Bufanda, ojos, Nariz.)

La malla de la izquierda es la inicial generada a partir de una caja. el total de polígonos es de 752. El de la derecha es con una iteración de meshsmooth y 3008 polígonos. Esta será nuestra base ideal.

Pasamos al mudbox y con tres millones de polígonos logramos esto:

https://www.youtube.com/watch?v=CRRf9DL1Jg8&feature=youtu.be

La cantidad de detalles que se pueden lograr son infinitas con esta cantidad de polígonos así que el resultado es sólo una prueba. De todas formas no es para viable el resultado porque una malla con esa densidad no podrá convivir con casi nada en una escena.

Mudbox posee actualmente herramientas que permiten reducir el resultado a algo más aceptable. Obtenemos un millón de polígonos.

mudcap_optA la izquierda la malla optimizada

Aquí entra el concepto de retopología.

En las dos imágenes siguientes observamos que del modelo inicial al final existen muchas variaciones en la forma (topología). La retopología será ese conjunto de operaciones que nos permitan obtener una malla de baja densidad poligonal que pueda responder mejor a las nuevas curvaturas y formas del modelo de alta. Se trata de remodelar el modelo de baja «calcando» de la malla de alta como si tuviéramos una plantilla.

El proceso es más largo pero de esta forma se puede obtener una ventaja de libertad creativa sin descuidar el aspecto técnico.

Mudbox cuenta con una herramienta de retopología  que hace bastante bien el trabajo si lo que se busca es una resultado rápido y «sucio».

El resultado de 5000 polígonos de la captura siguiente es resultado de esa herramienta de retopología automática.

0005mesh 0006wired

Como podemos ver en la segunda imagen, la malla de la derecha hace énfasis en el detalle de cada parte y aumenta la resolución en esas zonas.

zooom

Las ventajas son:

1.- Es automático. Solución de un sólo botón

2.- Resuelve la geometría siempre en quads

Las desventajas son

1.- Hay control limitado en los loops y en la disposición de polígonos

2.- Requiere una máquina con bastante RAM para poder procesar mallas complejas.

Entonces es donde entra en juego el pack de herramientas de MAX. Bajo el nombre de PolyDraw de la nueva barra que conocíamos como «Graphite modelling tools»

polydraw

Con estas herramientas y un poco de práctica se puede hacer la retopología de todo lo que se quiera. No sólo de las mallas de alta que hayamos creado con la forma ya mencionada, sino incluso información de scaners 3D o fotogramtetría.

La comparativa de los dos resultados.

resultado resultado02

Con una cantidad más que aceptable de menos de 50000 polígonos (ideal para producción) logramos tener un modelo que tienen una malla ideal para recibir todo el detalle de nuestro modelo de tres millones.

En ambos casos el UVW map debe rehacerse.

retopofiles

 

 

panelpolydraw_opt

 

 

Una vez que estamos ahí nos valemos de las variadas formas de crear geometría. He subrayado algunas de las zonas más básicas.

La zona en rojo es la que se encarga de designar al modelo sobre el que se va a copiar.

La zona en amarillo es un grupo de comandos para mover rotar y escalar los componentes de mi nueva malla siempre pegados a la malla de alta.

La zona en verde es el equivalente al comando extruir pero se encarga de que siempre se extruya sobre la malla.

La zona en azul es de la herramienta que e permite dibujar   líneas guía sobre la malla de alta. Cuando estas guías forman un quad, de forma automática se crea el polígono

La ultima zona en celeste me permite «pintar» polígonos por donde recorra el ratón.

Estas herramientas son el nexo definitivo entre la creatividad y la funcionalidad de los modelos 3D.

Se necesita un poco de paciencia, pero vale mucho la pena.

Aleks

 

 

2Comentarios

  • Weimar Manios
    07/02/2018

    Excelente post compañero!! gracias

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