Cloth é um mecanismo avançado de simulação de tecido que permite criar trajes realistas para seus personagens e outras criações. O Cloth é projetado para trabalhar em combinação com as ferramentas de modelagem no 3ds Max e pode transformar praticamente qualquer objeto 3D em roupas; ele também permite criar peças de vestuário a partir do zero.
Antes de começar a trabalhar com o Cloth, recomendamos que você leia esta visão geral. Ela fornece informações básicas sobre a tecnologia de simulação de tecidos para que você possa começar a ter ideia sobre como exatamente o Cloth funciona. Ela fornecerá uma melhor compreensão geral de como configurar cenas no Cloth, a forma como a ferramenta se comporta e o conjunto de controles avançados que você poderá ter à sua disposição.
Como um artista e criador, você pode utilizar esse conhecimento para ajustar como o Cloth irá afetar e interagir com suas cenas, e como aproveitar melhor as vantagens deste software.
Tecnologia de simulação de tecidos
Simulação de tecido é o processo de replicar o movimento e a deformação de uma peça de tecido ou roupa para imitar como reagiria no mundo real. Para fazer a simulação de tecidos funcionar, primeiro é necessário um objeto de tecido, como uma toalha de mesa ou calças. Em seguida, será necessário algo para o tecido interagir. Pode ser um objeto de colisão, como a superfície de uma mesa ou a perna do personagem, ou uma força, como vento ou gravidade.
Limitações
Enquanto o Cloth foi projetado para ajudá-lo a criar roupas para os seus modelos, você deve ficar ciente de que, por sua própria natureza, a simulação de tecidos é apenas uma aproximação de como os tecidos reais devem reagir em determinadas circunstâncias; este sistema realmente tem algumas limitações.
Um dos aspectos mais importantes de se trabalhar com o Cloth é a quantidade de tempo que ele leva para criar uma simulação. Se você estiver tentando criar uma simulação totalmente correta em termos físicos, poderá ter problemas. Mesmo com um computador rápido, a dinâmica de um tecido nesse nível de precisão (e os detalhes geométricos) pode levar uma eternidade. Portanto, você deverá aprender a dimensionar suas simulações a um nível aceitável. Isso não significa que não é possível obter roupas realistas; mas é preciso estar disposto a fazer algumas escolhas.
Escolhas
Para criar uma simulação realista, é necessário equilibrar tempo com qualidade e precisão. Quanto mais tempo você tiver, mais precisão e qualidade sua simulação poderá ter. Não há razão para criar um modelo com 10.000 polígonos se é possível definir a forma de maneira parecida com apenas 3.000. A mesma regra aplica-se para simulações de tecidos.
Forças internas e externas
Ao simular um tecido, diferentes forças entram em questão. Algumas forças internas, como dobrar, esticar e cortar permitem que o tecido seja deformado de uma maneira realista. Forças externas, tais como gravidade, vento e colisões fazem com que os tecidos interajam com seu ambiente. Para obter uma simulação de boa aparência, a maioria ou todas essas coisas precisam ser levadas em consideração. Sem essas forças, um pedaço de tecido permanecerá plano e sem vida.
Detecção de colisões
Ao colocar uma camisa ou calça em um personagem, não é desejável que nenhuma parte do corpo se sobressaia através do tecido. O resultado desejado é que a peça de vestuário deforme-se em torno da malha (ao invés de atravessá-la) sem intersecções. Isso é feito por meio da detecção de colisões; com o Cloth, você dirá ao sistema de simulação quais objetos deverão agir como tecidos e quais deverão agir como objetos de colisão.
Basicamente, antenas virtuais são enviadas a partir dos vértices dos objetos de tecido para ver se há outros objetos que possam colidir com eles. Quando uma das antenas atingir algo, a simulação saberá que deverá deformar o tecido. É importante lembrar que uma malha de tecido com mais vértices tem mais antenas e pode fazer um melhor trabalho de detecção de colisão. Isso é importante, porque se você estiver trabalhando com um personagem com grandes polígonos (objeto de colisão), será necessário aumentar a densidade do tecido ou, então, a malha com grandes polígonos irá atravessar o objeto de tecido com polígonos pequenos. O motivo é que não há antenas suficientes para detectar todos os detalhes no objeto de colisão.
A alternativa para isso é adicionar uma ou mais malhas do proxy de polígonos pequenos para o personagem, de modo que não seja necessária uma alta densidade de objetos de tecido que poderão tornar a simulação mais lenta. Na seção seguinte, explicaremos um pouco mais a densidade de malha.
Por fim, se estiver simulando objetos de tecido com movimentos rápidos, talvez seja necessário aumentar o valor da densidade para obter o benefício de mais antenas. Talvez seja necessário ajustar também o tamanho do passo para verificar com mais frequência os objetos de colisão no caminho.
Visão geral do design de roupas e modelos
Tradicionalmente, modelos de costura são cortados de pedaços de tecidos planos e costurados juntos. O lugar onde um pedaço de tecido é costurado sobre outro é chamado de junção. Geralmente, os modelos são simétricos, onde o lado esquerdo da peça coincide com o lado direito.
Saia
O modelo mais simples é uma saia com duas partes, tendo uma forma similar na parte frontal e traseira. A forma traseira é um pouco maior do que a frontal, levando em consideração os quadris e as nádegas.
As formas são costuradas na lateral para formar uma saia simples.
A borda inferior de uma peça de vestuário é chamada de bainha. Na modelo da saia, a linha da cintura e a bainha são levemente curvadas. Quando uma pessoa coloca uma saia, a curva aplaina-se na cintura, enquanto a saia cai em dobras na bainha. Como tanto a linha da cintura quanto a bainha são curvas, a saia cai com o mesmo comprimento de todos os lados.
Camisa
Um modelo de camisa é um pouco mais complicado. Um simples modelo de camiseta é composto de duas partes, uma frontal e outra traseira. A gola na parte posterior é maior do que a gola frontal. Você costura as junções até as laterais e nos ombros, deixando o buraco do braço aberto.
Também é possível adicionar mangas à camisa. O modelo de manga é em forma de sino.
Talvez não seja muito óbvio como esse padrão é convertido em uma manga. A grande corcova do sino ajusta-se ao ombro para fornecer espaço durante a movimentação.
Calças
Um modelo de calça tem uma forma curva na parte superior para acomodar os quadris. A borda reta maior é a costura de fora, enquanto a menor é a costura de dentro. A curva próxima da parte superior ajusta-se em torno da barriga ou das nádegas e na área do cavalo.
Cada peça é cortada duas vezes. As duas peças frontais são costuradas ao longo do cavalo e as duas partes posteriores são costuradas da mesma forma. Em seguida, a parte frontal é anexada à parte posterior nas costuras exteriores e interiores.
Dardos
Dardos são buracos em forma de diamante situados dentro de um painel ou cortes em forma de V em uma borda de um painel de vestuário (veja a figura abaixo), que, quando fechados, fazem com que a peça de vestuário assuma uma forma curva.
Os dardos são utilizados para compor uma parte comum do vestuário cotidiano feminino, especialmente blusas e vestidos. No entanto, dardos não são necessários em trajes folgados ou em roupas ajustáveis. Hoje, eles são usados principalmente em trajes formais e feitos sob medida.
Design das roupas e técnicas
Uma forma de criar roupas é compor um padrão e colocá-lo junto ao Garment Maker. O Garment Maker é um modificador utilizado para costurar, compor painéis de pano e definir densidades de tecidos. Você pode usar o Garment Maker para criar modelos de costura em um layout tradicional e plano ou em layouts visuais 3D fáceis de usar.
No mundo real, as roupas são feitas cortando-se formas de peças de tecidos e costurando-as com linha. O Garment Maker imita essa situação. Primeiro você deve criar um modelo que defina as formas dos painéis. Modelos de roupas normalmente usam formas que não encontramos todos os dias. Aqueles que não possuem experiência no design de roupas podem ter dificuldade para criar estas formas a partir do zero. Convém começar com um modelo feito por outra pessoa. O tecido inclui uma variedade de modelos para camisas, calças, paletós e assim por diante. Também é possível comprar um software que gera esses modelos no formato DXF.
Um programa que faz isso é PatternMaker, disponível no endereço https://www.microsoft.com/pt-br/. Quando quiser ir além da edição dos modelos incluídos no Cloth, é sempre útil utilizar tais aplicativos para ajudar a criar modelos e se familiarizar com o processo.
Modelo de camisa e camisa costurada com o Garment Maker
Modelagem de roupas
O Garment Maker é uma ferramenta útil para juntar modelos e ajustar costuras, mas também é possível obter bons resultados ao realizar a modelagem com as ferramentas padrão do 3ds Max e utilizando o Cloth no topo das malhas. É possível criar roupas com polígonos, retalhos ou NURBS.
Prós e contras
Ao projetar roupas, o Garment Maker é, geralmente, a melhor maneira de prosseguir. Ele permite definir as costuras, a resistência das junções, as pregas e outros parâmetros de vestuário que não podem ser definidos com roupas modeladas por meio de outros métodos. Os métodos permitem definir partes separadas da sua roupa com diferentes tecidos, mas o Garment Maker oferece maior controle sobre isso. A vantagem de usar roupas modeladas é que pode ser uma configuração mais rápida com métodos familiares e uma ótima maneira de reutilizar modelos de roupas antigos. O uso de roupas com modelos de polígonos pode resultar em vincos e dobras excessivamente regulares. O Garment Maker utiliza uma malha Delaunay, que tende a evitar esse problema. No entanto, a triangulação irregular pode resultar em artefatos de renderização para roupas de baixa resolução e, por isso, recomenda-se aplicar o Modificador HSDS depois do Cloth em trajes criados com o Garment Maker e subdividir todos os triângulos uma vez.
Esquerda: malha Delaunay do Garment Maker
Direita: malha quadrada modelada
Como o Cloth funciona
O Cloth existe dentro do 3ds Max como um par de modificadores: Garment Maker e Cloth. Entre esses dois, você pode transformar praticamente qualquer objeto 3D em um objeto de tecido ou criar roupas com um método mais tradicional de modelos 2D e, em seguida, costurar os painéis. No entanto, antes de saber as especificações dos dois modificadores, é útil discutir como se planejar previamente para utilizar o Cloth. Isso inclui como a geometria afeta o comportamento do Cloth e também a densidade das malhas utilizadas como tecido.
Efeito de geometria no Cloth
O ideal é que a forma como o tecido é modelado não afete o seu comportamento. Na prática, no entanto, a natureza da geometria do tecido afeta a simulação. Antes de tudo, a densidade da malha define quão boa as dobras são para poderem se desenvolver. Se você criar um plano com somente nove vértices, ao modelá-lo sobre uma esfera, você não irá obter uma dobra muito detalhada.
Além disso, existe a natureza das bordas na malha. A dobra pode ocorrer somente em bordas entre triângulos, de modo que a regularidade ou irregularidade da malha também dita a deformação resultante. Por exemplo, um plano cujas bordas da hipotenusa do triângulo são alinhadas resultará em um tecido com dobras alinhadas ao longo das bordas. O Garment Maker cria malhas com um layout irregular (mas com tamanhos iguais e triângulos quase equiláteros) capaz de evitar essa tendência de dobra. No entanto, isso também pode resultar em artefatos de renderização com vestuários de baixa resolução, por isso é aconselhável aplicar o modificador HSDS após aplicar o modificador Cloth em trajes criados com o Garment Maker e subdividir todos os triângulos uma vez.
Esquerda: uma camisa de baixa densidade
Direita: A mesma camisa com HSDS aplicada, acima do Cloth na pilha modificadora
O tipo de geometria com que você trabalha pode ter um grande impacto na reação do tecido. Você provavelmente está acostumado a utilizar polígonos triangulares e quadrilaterais para modelagem. O Garment Maker utiliza uma subdivisão de malha Delaunay que promove deformação não uniforme. Ao usar polígonos quadrados para a simulação de tecidos, seja cuidadoso ao obter resultados uniformes ou simétricos.
Esquerda: uma malha quadrada
Direita: uma malha Delaunay
Densidade da malha do tecido
É importante pensar sobre quão densa sua malha tem que ser para obter o resultado desejado. Criar uma malha densa demais retardará o sistema, enquanto uma malha em resolução muito baixa pode não fornecer as dobras ou detalhes que você deseja visualizar.
Por exemplo, se você aplicar um modificador de dobra em um cilindro com apenas alguns segmentos de altura, o resultado será angular e não suavizado. Por outro lado, se você criar o cilindro com 1.000 segmentos de altura, estará desperdiçando recursos. O mesmo é válido para o Cloth. É preciso encontrar um equilíbrio entre o nível de detalhe e o desempenho que seja apropriado para sua cena.
Malhas de baixa, média e alta densidade e a maneira como são deformadas
Notas sobre o modificador HSDS
Utilizar o modificador HSDS para adicionar detalhes ao seu modelo pode ser uma solução eficaz que permite simular com uma malha de baixa resolução e, ainda, obter resultados de alta qualidade. No entanto, se você decidir usar o modificador HSDS na parte superior dos seus trajes do Cloth, é possível que você deseje aplicar o modificador Editar malha abaixo dele para soldar os vértices ao longo das junções. Isso impede que a malha seja separada na costura, já que ela é subdividida.
Acima é mostrado como a pilha modificadora deve parecer ao usar o HSDS. O modificador intermediário Editar malha é utilizado para soldar os vértices das bordas do painel. Se você desejar preservar os vincos da costura, deverá aplicar os modificadores Seleção de malha e Suave para selecionar novamente os painéis e aplicar diferentes grupos de suavização no traje.
Software de criação de modelos
Abaixo segue uma lista de softwares tradicionais de criação de modelos que você pode usar para criar modelos e importá-los no 3ds Max e utilizar com o Cloth. Depois de assegurar que a sua conexão de internet está ativa, clique nos nomes dos softwares para exibir os websites dos criadores.