Este é um tutorial básico sobre como usar o Instant Meshes, um programa gratuito e de código aberto que permite fazer retopologia e reduzir a contagem de polígonos de modelos 3D.
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Olá a todos! Este é um tutorial básico sobre como usar o Instant Meshes, um programa gratuito e de código aberto que permite fazer retopologia e reduzir a contagem de polígonos de modelos 3D. Um dos recursos mais interessantes é a capacidade de definir manualmente certos fluxos de topologia para guiar a criação de topologias low-poly.
Para mostrar um exemplo prático, vou usar um modelo 3D obtido por fotogrametria. Reconstruí este modelo com o Meshroom, usando o mesmo fluxo de trabalho que expliquei na minha série básica sobre fotogrametria com Turntable. Como resultado, o modelo tem um número alto de vértices e uma topologia ruim.
O Instant Meshes pode ser baixado como código-fonte para compilar ou como executável pré-compilado a partir do link na descrição. É um programa independente que aceita modelos nos formatos OBJ ou PLY.
Eu limpei um pouco o modelo obtido com a fotogrametria. Agora estou exportando em formato OBJ para poder importá-lo no Instant Meshes.
Após abrir o Instant Meshes, clique no botão Open Mesh para importar o modelo 3D no formato OBJ. Você pode rotacionar a visualização 3D com o botão esquerdo do mouse. O zoom é feito com a roda do mouse. Você pode mover a visão com o botão direito do mouse.
No painel Advanced, há vários modos de visualização disponíveis, que nos permitem, por exemplo, visualizar o modelo em modo Wireframe, exibir os IDs numéricos de vértices e faces, entre outros. Outro botão na parte superior é o Remesh As, onde podemos especificar o tipo de geometria desejado como saída. A opção padrão é Quads, ou seja, apenas faces quadriláteras, e vou manter assim.
O parâmetro Target Vertex Count tem um nome um pouco enganoso, pois ele não representa o número de vértices que a malha final terá. Na verdade, é um parâmetro guia para a densidade da grade que será gerada. Ele serve como um alvo ideal para o algoritmo, e não como um limite estrito ou um resultado garantido. O Instant Meshes sugerirá um valor que não devemos ultrapassar, pois a malha original pode não ter resolução suficiente. O que nos interessa principalmente é uma retopologia com boa simplificação, então talvez seja melhor reduzir o valor sugerido pelo Instant Meshes. Por isso, o programa não é ideal se precisarmos de uma contagem exata de polígonos, mas sempre podemos simplificar a geometria depois no Blender ou em outro programa.
Agora podemos clicar no primeiro dos botões Solve, localizado na seção Orientation Field, para que o Instant Meshes calcule alguns fluxos de topologia iniciais. Após clicar em Solve, os fluxos iniciais aparecerão sobre o objeto. Em alguns casos eles funcionarão bem, como nas pernas ou em partes alongadas, mas em outros será necessário ajustá-los para obter topologias diferentes.
Para inspecionar e modificar a topologia inicial, na seção Orientation Field temos três ferramentas disponíveis que permitem ajustar o fluxo em certas áreas. Nessa mesma seção, também existe um campo chamado Singularities, onde o Instant Meshes nos mostra o número de pontos críticos onde o fluxo de orientação muda abruptamente. Essas singularidades geralmente resultam em vértices com 3, 5 ou mais arestas conectadas.
Vamos usar a primeira ferramenta, chamada Comb, que nos permite definir fluxos personalizados clicando e arrastando sobre a geometria com o botão esquerdo do mouse. Para rotacionar a visualização, você precisará desativar temporariamente a ferramenta Comb e depois reativá-la. As linhas podem ser excluídas clicando no ícone de X ao lado de cada nova linha. Repare como cada traço afeta o número de Singularities, às vezes melhorando e às vezes piorando o resultado.
Para visualizar as Singularities do Orientation Field, podemos ativar a exibição delas na aba Advanced, que vimos brevemente antes. Aqui também é possível ajustar o tamanho dos ícones dessas singularidades. Outra forma de visualizá-las é ativando o botão Attractor, que tem um ícone de ímã. Em todo caso, podemos tentar redefinir as linhas de fluxo usando a ferramenta Comb. O fluxo é recalculado automaticamente, então clicar novamente em Solve não deve causar mudanças visíveis. Lembre-se de que algumas singularidades são praticamente impossíveis de remover, como aquelas em rostos ou, no caso do pequeno lobo nesta estátua, perto das orelhas. Por exemplo, tentei definir um novo fluxo de topologia para corrigir um problema, mas acabei criando duas novas singularidades.
De qualquer forma, o Orientation Field é o primeiro de dois passos. O segundo é o Position Field, onde lidamos com áreas onde a topologia quadriculada apresenta descontinuidades na distribuição dos vértices. Vamos clicar no botão Solve na seção Position Field para começar. Como você pode ver, agora temos as linhas da nova topologia, geradas a partir dos fluxos definidos no Orientation Field. No entanto, mesmo aqui, algumas áreas problemáticas são claramente visíveis. Estas também são chamadas de Singularities.
É fácil identificar algumas singularidades do Position Field, pois geralmente aparecem em áreas onde uma linha termina abruptamente e converge com outro fluxo de arestas. Você pode visualizar as Singularities do Position Field usando a caixa de seleção correspondente na aba Advanced.
Também neste caso, temos uma ferramenta Comb que nos permite ajustar ligeiramente o fluxo para tentar reduzir as singularidades. No entanto, algumas não podem ser removidas. Na melhor das hipóteses, podem ser aproximadas entre si ou movidas para áreas menos visíveis ou menos problemáticas, como superfícies planas ou partes da malha que não precisarão ser animadas.
Depois de terminarmos nossas edições, tudo o que resta é exportar o resultado. Ao clicar em Export Mesh, podemos configurar algumas opções para a geometria final, como Pure Quad Mesh para gerar geometria composta apenas por faces quadrangulares, e aplicar opcionalmente algumas iterações de suavização. Em seguida, precisamos clicar em Extract Mesh, o que fará com que o Instant Meshes gere a geometria final para exportação, e poderemos visualizá-la na visualização 3D. Por fim, é necessário clicar em Save para especificar o nome e o local do arquivo OBJ. Lembre-se de incluir manualmente a extensão .obj, ou o Instant Meshes não salvará o arquivo de saída!
Agora podemos importar o arquivo OBJ no Blender e compará-lo com a versão high-poly original. Imediatamente, notamos que o número de vértices é bem maior do que o valor definido no campo Target Vertex Count no Instant Meshes. Como mencionei antes, esse parâmetro é mais uma referência de densidade do que uma meta exata. A topologia, no entanto, está muito mais limpa do que a do modelo original e permitirá que a gente simplifique ou modifique o modelo com mais facilidade. A aparência está bem facetada, tanto porque todas as arestas estão marcadas como Sharp Edges quanto porque tenho a opção Cavity ativada. Para obter uma aparência mais suave, removo os Sharp Edges no menu Edges no modo Edit e desativo a opção Cavity. A sobreposição com o modelo high-poly está boa, o que significa que poderemos fazer bake do Base Color e do Normal Map com facilidade a partir da versão de alta resolução, mas isso é assunto para outro momento.
