Partículas e Textura Magic – Cascata de luz

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‘It’s… magic!’

Olá. Nesse post vamos dar uma olhada no ótimo sistema de partículas disponibilizado no Blender 3D. Vamos criar uma animação simples para simular uma cascata de luz usando a aparentemente desinteressante textura Magic.

A apresentação é um pouco longa, portanto não hesite em ler um pedaço e voltar mais tarde para completar o tutorial.

O foco deste post é dar uma ligeira introdução ao sistema de partículas do Blender, que permite você criar efeitos de animação avançados bastante impressionantes. Com o sistema de partículas você pode modelar grama, capim, pêlos de animais, cabelos, chuva, flocos de neve, fogo, fumaça e muitas outras coisas que não seriam possíveis usando os conceitos básicos de modelagem com manipulação de vértices, arestas e faces. Pronto para embarcar nessa primeira aventura ao mundo das partículas? Então vamos lá!

1) Preparando a cena
A primeira coisa que precisamos fazer é organizar a nossa cena.

A minha proposta é montar uma cena muito simples com apenas um plano e uma câmera. Vamos fazer essa cena bem ‘magrinha’ para podermos concentrar a nossa atenção no uso do sistema de partículas sem outros elementos que possam causar distração e complicações desnecessárias.

Sendo assim, começando com uma vista 3D limpa, adicione na vista superior um plano na origem dos eixos coordenados e uma câmera apontada para o plano. Veja as dicas abaixo.

Para colocar o cursor na origem dos eixos pressione SHIFT+CKEY, e adicione o plano usando SHIFT+AKEY e Add->Mesh->Plane. Posicione a câmera em (-6, -14, 9) e use TrackTo para apontá-la para o plano. Não é necessário incluir nenhuma lâmpada, porque as partículas que vamos usar (halos) já emitem luz própria, como se fossem pequenos vagalumes. Para completar, elimine a iluminação ambiente mudando a cor do World para preto. Se quiser poupar tempo, baixe o arquivo .blend pronto (sem o sistema de partículas) direto do Mediafire.

2) Criando o sistema de partículas
Para criar um sistema de emissão de partículas é necessário ter um objeto emissor de partículas. Em nosso caso esse objeto é o plano que colocamos na origem. É a partir dele que as partículas serão emitidas. Para começar selecione o plano.

Pressione F7 para abrir o painel de botões Object e clique no botão de partículas. No painel Particle System clique em Add New para criar um novo sistema de partículas para o objeto plano. Veja na Imagem 1 as indicações dos botões.

Imagem 1: Selecione os botões de partículas como mostra a parte inferior da figura e crie um novo sistema de partículas para o plano clicando em Add New.

Assim que você cria o sistema de partículas são apresentados diversos outros painéis que, à primeira vista podem assustar um pouco. Mas vamos com calma. Usaremos apenas alguns desses botões para criar a nossa cascata e explicarei cada um deles passo a passo.

Ao criar um sistema de partículas para um objeto são apresentados diversos painéis que controlam vários aspectos do movimento e da aparência das partículas:

• Physics
• Visualization
• Extras & Children
• Particle System & Bake

Destes, vamos trabalhar apenas com alguns controles de Physics e Particle System, visto que o nosso sistema é bem simples.

Imagem 2: (a) observe as partículas na vista 3D usando ALT+AKEY ou (b) renderize a animação para ver os halos

Sem precisar ajustar nada, o sistema de partículas já está em funcionamento. Para ver o que o Blender já criou por conta própria você pode pressionar ALT+AKEY em uma vista 3D e observar as partículas sendo criadas e destruídas na superfície do plano. As partículas são mostradas como pequenos pontos pretos (ou brancos caso o objeto esteja selecionado) como mostra a Imagem 2a. Ao trabalhar com partículas é sempre interessante estar no modo Wireframe. Como você já sabe, para alternar entre modo sólido e wireframe use a tecla ZKEY.

Se você quiser ver a animação desse sistema de partículas com os halos, use o atalho CTRL+F12 para renderizar a animação. O que você vê (Imagem 2b) são as partículas sendo criadas sobre a superfície do plano onde cada partícula é um halo (uma luzinha) de cor branca que não faz muita coisa além de nascer e morrer. Depois de renderizar você pode ver a animação completa usando o atalho CTRL+F11.

Imagem 3: Partículas com velocidade inicial na direção do vetor normal ao plano (vista frontal)

Agora vamos tornar o nosso sistema mais interessante dando uma velocidade inicial para as partículas, na direção do vetor normal, isto é, perpendicular à superfície do plano.

Para definir uma velocidade inicial para as partículas do sistema, vá no painel Physics e ajuste o valor de Normal para 1.400. Use ALT+AKEY em uma vista 3D e observe como as partículas nascem no plano e se movimentam perpendicularmente para cima até morrerem, como mostra a Imagem 3. É interessante notar a facilidade com que podemos ajustar a movimento de TODAS as partículas do sistema controlando apenas UM único valor. Essa, na verdade, é a grande vantagem do sistema de partículas: controlar uma ‘família’ inteira de objetos com controles que afetam todos os objetos dessa família de forma global.

Imagem 4: Use Random para adicionar uma componente aleatória ao movimento das partículas

Se você olhar o movimento das partículas em uma vista ortogonal (frontal, lateral, superior) verá que elas sobem ‘reto’ verticalmente na direção positiva do eixo Z e isso não é lá muito interessante. Podemos colocar um pouco de ‘tempero’ nesse movimento usando o valor Random do painel Physics, o qual adiciona um elemento aleatório à direção inicial do movimento. Ajuste o valor de Random para 0.5 e observe como o movimento das partículas se torna menos uniforme e bem mais interessante. Agora, além de subir, as partículas também se deslocam um pouco no plano X-Y como mostra a Imagem 4.

Observação: use o atalho ALT+AKEY sempre que fizer alguma alteração no movimento das partículas. É a melhor forma para observar como está ficando o resultado. Deixe para renderizar a animação apenas mais tarde quando estiver tratando de outros detalhes, visto que este processo é bem mais lento.

Imagem 5: Partículas sob a ação da 'gravidade'. A cascata de luz está pronta!

Para finalizar a criação da nossa cascata básica (iremos incrementá-la nas seções a seguir), vamos dar um pouco de aceleração negativa para o sistema. Isso vai fazer com que as partículas nasçam, subam com a velocidade inicial que definimos antes e depois comecem a descer sob o efeito da aceleração. Essa aceleração para baixo vai funcionar como uma “força da gravidade” e servirá para dar o efeito de cascata que estamos buscando.

Para definir a força da gravidade do nosso sistema, ainda no painel Physics ajuste o valor de AccZ para -2.5, isto é, uma acelaração ‘para baixo’ (negativa). Pressione ALT+AKEY e observe como agora as partículas sobem e logo em seguida descem sob a ação dessa gravidade (Imagem 5).

Variando o valor AccZ você pode controlar o quão rápido as partículas caem para formar a cascata. Faça algumas experiências com esse valor para sentir como o controle funciona. Visualize as alterações na vista 3D frontal (NUM1).

Renderize os 100 primeiros frames da sua animação com CTRL+F12 e observe como está bonita a cascata de luz.

3) Dando cor à nossa cascata
A nossa cascata já está bem legal, mas todos os halos são brancos e não é possível percebê-los de forma independente. Vamos dar um pouco de cor à nossa cascata usando a interessante textura procedural “Magic”.

Inicialmente crie um material para o plano. Pressione F5 para abrir os botões de material e clique em Add New no painel Links and Pipeline. Deixe todos os ajustes nos valores padrão e pressione F6 para ir direto para os botões de textura. No painel Texture clique em Add New para adicionar uma nova textura conforme mostra a Imagem 6.

Imagem 6: No painel Texture clique em Add New para criar uma textura para o nosso plano emissor de partículas

Na lista de seleção Texture Type você deve escolher o tipo de textura procedural que você deseja. Selecione Magic. A textura Magic cria padrões de cores interessantes que não se prestam bem para cobrir objetos uniformemente, mas é uma ótima textura para dar cores aleatórias a um sistema de partículas. Você pode variar o padrão de cores ajustando os dois controles disponíveis: Depth e Turbulence. Para o meu sistema de partículas eu ajustei esse valores em 0 e 1.00 respectivamente conforme mostra a Imagem 7 abaixo. Você pode e deve experimentar diferentes valores e ficar com aquele que parecer mais interessante. Renderize a sua animação pressionando CTRL+F12 e veja como ficou legal a cascata de luz. O trabalho está pronto!

Imagem 7: Ajuste dos controles da textura Magic

Fique à vontade para experimentar bastante com essa textura pois é através da experimentação que você começa a pegar o ‘feeling’ de como usar uma textura. Trabalhe com os valores de Depth e Turbulence e também com os ajustes de fixação da textura sobre o objeto usando os controles disponíveis nos painéis Map To e Map Input nos botões de Material. Você também pode criar mais de uma textura Magic e empilhá-las para criar efeitos ainda mais interessantes com os halos da cascata. Alterando os valores de SizeX e SizeY você pode aumentar ou diminuir a variação de cores dos halos tornando a cascata mais (ou menos) colorida. As possibilidade são muitas. A regra é experimentar, experimentar e experimentar.

Falamos várias vezes do ‘nascimento’ e ‘morte’ das partículas, e para tentar deixar esse assunto mais claro vamos dar uma olhada no painel Particle System. Há vários controles neste painel, mas vamos olhar apenas aqueles que estão no grupo Basic: (Amount, Sta, End, Life, Rand) e que dizem respeito à quantidade de partículas do sistema e ao tempo de vida destas partículas.

O primeiro valor (Amount) ajusta o número total de partículas que serão criadas para o sistema, independentemente do tempo que você deseja usar esse sistema de partículas. É como se fosse o combustível desse sistema de partículas – depois que esse número de partículas for atingido, nenhuma outra partícula será criada. Por exemplo, se você definir uma quantidade de 5 para Amount, o sistema gerará 5 partículas e nada mais. Essas cinco partículas subirão com a velocidade inicial definida por você, cairão sob o efeito da gravidade e morrerão. Nada mais acontecerá. Experimente para ver como funciona. Mude o valor para um número bem pequeno e observe o resultado na vista 3D. É interessante notar que as cinco partículas ficarão espalhadas por todo o tempo da animação, mas isso pode ser alterado facilmente modificando os valores de Sta e End como veremos a seguir.

Os valores Sta e End dizem respeito a frames. O primeiro é o número do frame quando o sistema começará a emitir partículas e o segundo valor indica o frame em que o sistema parará de emitir partículas. Por exemplo, mantendo o número anterior de 5 partículas, se você modificar o valor de End para 5, então serão emitidas uma partícula a cada frame durante os primeiros cinco frames da animação.

O valor Life indica durante quantos frames a partícula ficará ‘viva’. É o quanto dura a vida da partícula. Por exemplo, se Life tiver um valor 10, uma partícula que for emitida no frame 6, morrerá (i.e. desaparecerá) no frame 16.

O último valor Rand serve para criar uma variação no tempo de vida de cada partícula. Por exemplo, se Life tiver um valor 10 e você ajustar Rand para um valor diferente de zero, algumas partículas viverão 10 frames, outras viverão 13, outras viverão 7 frames, etc.

Você deve ter percebido que a nossa cascata está um pouco ‘curta’ demais, isto é, as partículas morrem cedo demais e para uma cascata o efeito deixa um pouco a desejar. Facilmente podemos melhorar isso apenas aumentando o valor de Life das partículas para 100 (se você não alterou nada o valor atualmente deve ser 50). Mude esse valor e renderize a sua animação mais uma vez. Uma cascata mais longa fica bem melhor, não?

4) Extrapolando os conceitos
Agora que já aprendemos bastante sobre o sistema de partículas do Blender 3D e criamos com sucesso uma cascata de luz formada de halos coloridos, vamos extrapolar e incrementar a nossa cena adicionando um outro objeto emissor que vai reutilizar o sistema de partículas já criado.

Imagem 8: Adicionando uma icosfera como segundo objeto emissor

Na vista 3D use SHIFT+AKEY para abrir o menu flutuante e clique em Add->Mesh->Icosphere. Simplesmente aceite os valores padrão sugeridos pelo Blender (Subdivision =2; Radius =1.0). Posicione essa esfera acima do plano como mostra a Image 8.

Com a esfera selecionada, vá até os botões de partículas (veja na Imagem 1) e ao invés de clicar em Add New, simplesmente selecione o sistema de partículas que criamos antes (se você não mudou nada o nome ainda deve ser PA: PSys). Ao fazer isso você está criando um link do sistema de partículas com a icosfera e tornando esse objeto um novo objeto emissor. Se você usar ALT+AKEY na vista 3D ou renderizar a animação com CTRL+F12 verá que a cascata ficou muito mais ‘encorpada’ com a presença da esfera. Na verdade, você pode adicionar quantos objetos quiser reutilizando o mesmo sistema de partículas. Veja o render abaixo onde adicionei mais três pequenas esferas ao redor do plano todas reutilizando o mesmo sistema de partículas. Legal, não é mesmo?

Imagem 9: Adicione mais objetos e reutilize o mesmo sistema de partículas

Mesmo que um objeto possua um sistema de partículas você ainda pode movê-lo, rotacioná-lo e alterar o seu tamanho como qualquer outro objeto. Por exemplo, você poderia pegar o nosso plano emissor básico e esticá-lo ao longo do eixo X para fazer uma cascata longa. Ou, no caso das esferas do render acima, poderíamos rotacionar as esferas de forma que a sequência dos halos fosse diferente para cada objeto sem precisar modificar nenhum valor do sistema de partículas, o que de outra forma só poderia ser feito se os sistemas fossem independentes.

Parabéns! Foi um post longo mas espero que tenha ajudado você a se sentir mais confortável no que diz respeito ao sistema de partículas. Aprendemos a criar um sistema de partículas, dar velocidade inicial às partículas, definir uma aceleração, adicionar uma característica aleatória ao movimento das partículas para não deixar a animação tão uniforme e vimos como reaproveitar um mesmo sistema de partículas para vários objetos. Apesar disso, o que fizemos aqui foi apenas uma ‘pontinha’ do imenso iceberg que é o sistema de partículas.

Dê uma olhada na documentação oficial no BlenderWIKI e divirta-se. Busque tutoriais e experimente bastante. Lentamente você vai aprendendo novas técnicas e logo, logo estará usando o sistema de partículas em todo o seu esplendor com muita facilidade.

Abraços e até a próxima!