Computação Gráfica
Aula de laboratório 02 - Materiais
Valdemir Carrara
Programas: Pov e Moray
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Esta aula irá abordar a preparação e o uso de materiais no Pov / Moray. Algumas
texturas e materiais básicos serão elaborados, que poderão ser utilizados em
diversos objetos com pequenas alterações.
Os seguintes materiais serão modelados:
- plástico
- vidro
- metal
- madeira
- mármore
Para visualizar estes materiais, será feito uma cena contendo uma mesa com
tampo de vidro e pés de mármore, um vaso de material plástico, algumas
esferas de metal e uma pirâmide de madeira. Estes objetos podem ser
construídos facilmente com os objetos disponíveis no Moray.
Serão inicialmente construídos os pés da mesa (cilindros), e depois os demais.
No editor de objetos do Moray,
- Criar
- um cilindro com
- escala de 1, 1, 4
- translação de -4, 0, 0
- um cilindro com
- escala de 1, 1, 4
- translação de 4, 0, 0
- um objeto CSG com nome pes_da_mesa e
- iserir os dois cilindros no objeto CSG
- selecionar união
- Criar:
- um cubo com nome tampo_da_mesa com
- escala de 8, 4, 0.05
- translação de 0, 0, 4.05
- Criar:
- um objeto Taper com o nome piramide_de_madeira e com
- escala de 1, 1, 1.2
- rotação de 180, 0, 0
- translação de -4.6, -1.8, 5.3
- Criar:
- uma esfera com
- escala de 0.2, 0.2, 0.2
- translação de 1, -2.1, 4.3
- uma esfera com
- escala de 0.2, 0.2, 0.2
- translação de 1.4, -2.7, 4.3
- uma esfera com
- escala de 0.2, 0.2, 0.2
- translação de 1.8, -2.1, 4.3
- uma esfera com
- escala de 0.6, 0.6, 0.6
- translação de 1.4, -2.3, 4.9
- um objeto CSG com o nome de esferas_de_
metal
- inserir as 4 esferas no objeto CSG e selecionar união.
- Criar:
- um objeto Rotat (Rotational Sweep) com o nome vaso_de_plastico
- na tela de edição (Edit), adicionar mais 3 pontos na figura da direita:
- selecionar o botão Add e clicar com o mouse no primeiro segmento de reta
- repetir o processo para incluir os outros dois pontos no segundo e terceiro
segmentos
- selecionar o vértice inferior, pressionando a tecla Shift, o botão esquerdo
do mouse e arrastando o mouse de forma que o retângulo envolva o vértice
- ajustar as coordenadas do ponto (Coordinates of Selected Points) para 0 e
-1
- acionar o botão Unmark All
- repetir o processo com o segundo ponto, ajustar a coordenada para 0.8, -1 e
desmarcar o vértice.
- ajustar as coordenadas do terceiro vértice em 1, -0.4
- ajustar as coordenadas do quarto vértice em 1.2, 0.2
- ajustar as coordenadas do quinto vértice em 0.7, 0.7
- ajustar as coordenadas do sexto vértice em 0.7, 1.3
- ajustar as coordenadas do sétimo vértice em 0.9, 2.0
- em Spline Type, selecionar Glyph
- na tela de modificação (Modify) adotar
- escala de 0.5, 0.5, 0.6
- translação de -2.1, 2.1, 4.7
- Criar:
- um plano (Plane) de nome piso_de_lajota
A cena está agora completa, faltando apenas criar uma câmera e a iluminação,
caso ainda não tenham sido criadas automaticamente pelo Moray. Deve-se então
providenciar os materiais para os objetos. Os materiais serão criados em ordem
crescente de dificuldade. Na tela de edição de materiais (F8 ou Tools / Material
Editor) deve-se:
- Criar um material com textura normal (Material / Create / Standard Texture)
e com nome mat_plastico
- selecionar com o mouse a textura normal ([standard texture]) e adicionar
(Add, no menu) um pigmento.
- adicionar uma cor sólida (solid color)
- ajustar a cor do plástico (por exemplo, 0.8 em vermelho, 0.2 em verde e 0.2
em azul)
- selecionar com o mouse a textura normal novamente, e adicionar um acabamento
superficial (finish)
- Criar um novo material, com textura normal e com nome mat_metal
- adicionar pigmento e cor sólida (ver material mat_plastico)
- alterar a luminosidade (Lum) para 0.2
- selecionar a textura normal e inserir um acabamento
- ajustar a reflexão ambiente em 0.2 e
difusa em 0.4
- ajustar o "brilhança" (Brilliance) em 2
- ajustar Phong e Phong Size em 0.4 e 4
- ajustar Specular e Roughness em 0.4 e 0.005
- selecionar reflexão (Reflection)
- ajustar o coeficiente de reflexão especular em 0.5
- Criar um material, com textura normal e com nome mat_vidro
- adicionar pigmento e cor sólida (ver material mat_plastico)
- alterar as cores para 0, 0.6, 0
- ajustar a transparência (Trans) em 0.9
- selecionar a textura normal e inserir um acabamento
- ajustar a reflexão ambiente em 0.2 e
difusa em 0.4
- ajustar Phong e Phong Size em 0.3 e 5
- ajustar Specular e Roughness em 0.4 e 0.002
- selecionar reflexão (Reflection)
- ajustar o coeficiente de reflexão especular em 0.1
- selecionar o material mat_vidro e inserior interior
- ajustar o índice de refração (IOR - index of refraction) em 1.4
- Criar um material, com textura normal e com nome mat_madeira
- adicionar pigmento e um padrão de mapa de cores (colormap pattern), tipo
madeira (wood)
- selecionar a cor preta (acima do botão Copy) e alterar as cores para 0.6,
0.3, 0.1 em vermelho, verde e azul.
- selecionar a cor branca e alterar para 0.7, 0.4 e 0.2
- inserir (botão Add) uma nova cor
- copiar a cor da direita na cor central: pressionar o botão Copy, selecionar
a cor da direita e selecionar a cor do centro.
- ajustar a posição da cor do centro: selecionar a cor do centro, e alterar
sua posição (seta branca logo acima) para o valor 0.3, ou então pela caixa de
texto Color Position logo abaixo.
- selecionar pigmento e adicionar um ruído aleatório (noise modifiers)
- alterar a turbulência uniforme para 0.05
- alterar o formato da onda (Wavetype) para senosoidal (sine)
- selecionar a textura normal e acrescentar acabamento
- alterar reflexão ambiente para 0.2 e
difusa para 0.4
- alterar Phong e Phong Size para 0.4 e 40
- ajustar Specular e Roughness em 0.2 e 0.05
- selecionar reflexão (Reflection) e ajustar o coeficiente de reflexão
especular em 0.05
- selecionar a textura normal e acrescentar transformação
- alterar a escala para 0.2, 0.2 e 0.2
- alterar a rotação para 5, 7, e 0
- Criar um material, com textura normal e com nome mat_marmore
- adicionar pigmento e um padrão de mapa de cores tipo ágata (agate)
- inserir (Add) duas novas cores e espaçá-las igualmente (botão Space Evenly)
- alterar a primeira cor para 0.5, 0.5, 0.5, em vermelho, verde e azul
- alterar a segunda cor para 0.6, 0.5, 0.5
- alterar a terceira cor para 0.5, 0.5, 0.6
- alterar a quarta cor para 0.6, 0.6, 0.7
- selecionar o pigmento e acrescentar transformação
- alterar a escala para 0.5, 0.5 e 0.5
- selecionar a textura normal e acrescentar acabamento
- alterar reflexão ambiente para 0.3 e
difusa para 0.5
- ajustar Specular e Roughness em 0.3 e 0.01
- selecionar reflexão (Reflection) e ajustar o coeficiente de reflexão
especular em 0.05
- Criar um material, com textura de padrão de blocos (Block Pattern Texture) e
com nome mat_piso
- selecionar o padrão de blocos ([checker texture]) e alterar o tipo para
padrão tijolo (brick).
- alterar o tamanho do tijolo para 2, 2 e 2 nas direções x, y e z
- alterar a espessura da argamassa (mortar) para 0.02
- adicionar uma textura normal, um pigmento a esta textura e uma cor
sólida
- ajustar a luminosidade para 0.2
- selecionar a textura de tijolos, e acrescentar uma nova textura normal, um
pigmento, e um padrão de mapa de cores do tipo ágata
- acrescentar 4 novas cores (Add) e espaçá-las igualmente
- ajustar a luminosidades das cores na seguinte ordem: 0.8, 0.9, 0.7, 0.9,
0.8 e 1.0
- selecionar a segunda textura normal e acrescentar acabamento
- selecionar a textura de tijolos e acrescentar uma transformação
- alterar a escala para 2, 2, e 2
- alterar a rotação para 90, 0, e 0
Neste ponto, todos os materiais estão prontos para a serem utilizados. Fechar
então o editor de materiais, selecionar o objeto pes_da_mesa, abrir o editor de
materiais, selecionar o material mat_marmore e atribuir o material ao objeto
(botão Assign). Repetir o processo para os demais objetos: as esferas_de_metal
com o mat_metal, a piramide_de_madeira com o mat_madeira, o tampo_da_mesa com o
mat_vidro, o vaso_de_plastico com o mat_plastico e o piso_de_lajota.
Resta agora acertar a iluminação e o posicionamento da câmera. A câmera será
osicionada em um local que permita a visualização de todos os objetos da mesa.
Sugere-se a posição -22, 5 e 10, e apontamento (Look At) em 0, -1 e 4. A
abertura (Field Of View) deve ser de 20o. A iluminação deve ser melhorada pela
introdução de mais luzes, já que apenas uma luz não produz um realismo
satisfatório. Deve-se criar então duas fontes de luz pontual (três no total),
que serão posicionadas à esquerda, à direita e acima da câmera. Contudo, a
utilização de muitas fontes de luz faz com que a imagem resultante fique muito
brilhante, a ponto de ofuscar ou saturar certas partes. Assim, deve-se reduzir
a intensidade de cada fonte de luz para 70% de seu valor. Para isso deve-se
selecionar a luz e ajustar a intensidade (M, em Point Light Parameters) em 0.7:
- Criar:
- luz pontual (Lights / Point) na
- posição de -10, 20 e 20
- intensidade (M) de 0.7
- luz pontual
- posição de -10, -20 e 20
- intensidade de 0.7
- ajustar a posição da luz previamente criada pelo Moray ou então criar uma
nova na
- posição de -30, 7 e 20
- intensidade de 0.7
E a agora basta gerar a imagem.
Durante a construção da cena, é necessário verificar a evolução do processo,
para corrigir eventuais falhas na modelagem, no posicionamento e na atribuição
de materiais aos objetos. Em geral, para que a elaboração (rendering) da cena
seja rápido, adota-se uma resolução baixa, da ordem de 320 x 240 (em Render /
Render Options / Output Settings / Resolution). Quando for necessário gerar a
imagem final, deve-se aumentar a resolução para 800 x 600, aplicar
anti-pseudonímia (anti-aliasing) e, eventualmente, radiosidade.
Se a cena estiver correta, o resultado deve ser semelhante ao mostrado na
imagem abaixo.

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