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Black 5. Proceso 3D y texturas

Foro de ámbito general para temas de RailWorks / Train Simulator 2012, y compatibilidad con Rail Simulator.

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Black 5. Proceso 3D y texturas

Notapor BCN Término » Vie Oct 28, 2005 6:36 pm

Kuju nos ofrece interesantes datos sobre la creación de la Black 5.

http://www.railsimulator.com/making_black5.htm

Aparte de comentarnos que ha sido básico documentarse ccon planos y centenares de fotografias, aspecto éste que es del más absoluto sentido común, nos comentan que tardaron cosa de un mes en realizar el modelo de la locomotora, y algo menos el del tender.

Pero lo que más nos tiene que interesar es lo siguiente:

Han trabajado con 3D studio, el modelo de la locomotora tiene 20.000 poligonos y el del tender 7000. La maquina usa dos hojas de texturas de 1024 y el tender una tercera del mismo tamaño. Un par de hojas más pequeñas para ruedas, ventanas y rotulaciones. A partir de las texturas se han creado mapas simples y especulares, combinados con reflejos y un sombreado suave que ayudan a integrar el modelo en la luz del motor gráfico.

Todo ello nos da pistas muy valiosas para empezar a orientar esfuerzos hacia una posible exportación de modelos existentes, o para la creación de modelos especificamente para Rail Simulator.

Comparemos pues la Black 5 con la flying Scotsman.

20000 poligonos contra 2769 de la Scotsman
2 hojas de 1024 más 2 de reducida resulución para rodaje contra 4 de 256 de la Scotsman. Aparte hay que tener encuenta efectos como reflejos etc..

Si tenemos en cuenta que se han creado modelos para train simularor triplicando como minimo el peso poligonal de la Scotsman, podemos adivinar que, como minimo, podremos crear modelos de 40000 poligonos para Rail Simulator.

Todos estos datos no hacen más que aumentar el optimismo hacia este nuevo simulador.

Un saludo.

BCN Término.

Alex Reyes
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Notapor brill » Vie Oct 28, 2005 7:09 pm

Hola,

A ver, para comparar:

La Bonita,
<img src="http://www.trensim.com/foro/files/20051023_001c_872.jpg">
<img src="http://www.trensim.com/foro/files/20051023_003c_495.jpg">
en este momento, gasta:

Shapes:

Locomotora:
Cuerpo principal: 9678 triángulos
Bogie delantero: 1334 triángulos
Bissel trasero: 1474 triángulos
Freight anim: 3890 triángulos
Total: 16376 triángulos

Ténder: 9390 triángulos

Hojas de textura:

Locomotora:
1 hoja de 64 x 64
4 hojas de 256 x 256
12 hojas de 512 x 512

Ténder:
1 hoja de 64 x 64 compartida con la locomotora
1 hoja de 256 x 256 compartida con la locomotora
5 hojas de 512 x 512

Mas o menos... :?

Saludos,
Última edición por brill el Vie Oct 28, 2005 7:33 pm, editado 1 vez en total
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Notapor Victor » Vie Oct 28, 2005 7:25 pm

'Of the main textures, also normal and specular maps are generated. Combined with cube map reflections and the earlier mentioned soft shadows, they really help the train model to come to life in-game.' (Extraído de www.railsimulator.com)

Aparte de las texturas principales, también se han creado mapas normales y especulares. Combinados con los reflejos mapeados de los cubos y las antes mencionadas 'sombras suaves', ayudan al modelo del tren a ser muy reales.

Bueno,

En esta traducción libre, recordad lo que dicen los italianos: Traduttore tradittore! interpreto lo que es verdaderamente la esencia de salto cualitativo entre el viejo simulador y el nuevo.

La suerte para nosotros no viene dada de otro modo que no se verá afectado el flujo de trabajo empleado hasta ahora, es más, el tope impuesto por el rendimiento pasa de estar mucho más alto que hoy día.

No olvidemos que independientemente de la genialidad de los programadores con respecto al motor de render en tiempo real, los procesadores han evolucionado mucho, con lo que no es lo mismo programar para procesadores de hace cinco años que de hoy día...

Además, se han incluído una serie de parámetros que sí afectan de manera directa a nuestro trabajo como creadores de material, y precisamente es el mapa especular.

Este mapa especular es el que nos va a marcar la diferencia entre un modelo realista o no. El mapa especular es el que aporta información con respecto al rebote de luz, es decir. Al igual que el mapa alpha, trabaja con escala de grises, y la información que da es si refleja más o menos la luz en función de la luminosidad intrínseca del mapa. Por ejemplo las zonas más oscuras reflejarán menos, de modo que combinadas con una correcto mapa de color, puede dar la sensación de zona totalmente cubierta de suciedad, independientemente de el mapeado cúbico de la superficie donde incida la luz. Habría que ver qué porcentaje de reflectividad de luz está asignado al mapeado cúbico, o la propia naturaleza de la superficie y qué porcentaje se lleva el mapeado especular.

En cualquier caso será interesante saber si los programas de modelado como Train Sim Modeler y parecidos poseen la herramienta 'smooth' o suavizado de superficie, haciendo muchísimo más fácil el modelado de contornos suaves como puede ser el de un morro de S-102 o S-103, y a partir de ahí, crear un equilibrado mapa de color y un contrastado (y trabajado) mapa especular para crear esos brillos tan 'hi-tech'.

Detalle... No existen en la realidad ni los bordes o cantos perfectos ni las superficies perfectas, el modo que en 3D se recrean es o con mapas de bump, con mapas de alpha o en el caso de las superficies, con mapeados especulares de cierta 'irregularidad' para recrear brillos.

Dicho lo dicho. Se abre la temporada de creación de grandes modelos como los que hasta ahora se han hecho. No olvidemos que en TrenSim se ha puesto el listón muy, pero que muy alto.

Saludos.
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Notapor Marc » Vie Oct 28, 2005 10:27 pm

Una pequeña reflexión:

The basic shape in then created and gradually detailed until complete, always keeping an eye on the polycount. The model is then unwrapped after which textures are created.


La forma básica es creada y gradualmente detallada hasta completarse, siempre teniendo en cuenta el número de polígonos. El modelo entonces se desenvuelve* y las texturas son creadas.

* 'Unwrap' es un término usado en 3D Studio Max y se refiere a la proyección del modelo encima de la hoja de texturas.


Para mi éste es un tema clave que debemos tener en cuenta para crear modelos de esta calidad: la generación de las texturas a partir del propio modelo 3D, entendiendose siempre éste como lo que da volumen a la textura y no como modelo en si. En cierto modo también forma parte del "método Brill". :wink:
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Notapor Victor » Vie Oct 28, 2005 11:20 pm

Perdona que te matice...

Realmente 'unwrap' quiere decir extender, en este contexto. Es decir, una vez finalizado el modelo, debemos extender la 'piel' o superficie que está desarrollada en lsa tres dimensiones, en dos dimensiones. El mejor símil es la transformación de la Tierra en un mapamundi, es decir, la Tierra es un objeto 3D y un mapamundi es un objeto 2D, pero para representar la Tierra en 2D debemos deformar un poco la imagen, sobretodo en según que tipo de proyecciones en los polos.

De hecho hay una problemática con respeto a la proyección 2D de una superfície 3D, y es que una esfera es infinita, mientras que su representación 2D, visible en cualquier mapamundi, es finita, obviamente hay un problema.

En cualquier caso, la idea consiste en eso, para texturizar una esfera como si fuese la Tierra, o un tren de manera real, extender la 'piel' o superficie, y dibujar sobre las guías creadas, que no son más que los edges o bordes de las faces o caras, de modo que una vez hecho el dibujo o la composición fotográfica, tengamos un archivo que aplicaremos directamente al modelo y encajará a la perfección.

Como comentario: estaría bien diferenciar entre texturas y mapas.

Una textura es un conjunto de mapas que aplicados sobre un objeto obtienes tras el render, una imagen 3D finalizada.

Los mapas más básicos son el de color, es decir, aquel archivo de imagen que contiene sólo información de color, un valor RGB para cada píxel. Luego hay otra serie de mapas, como pueden ser el de relieve (bump), de transparencia (alpha), especular (specular) y muchísimos otros.

El mapa alpha es un mapeado que simplemente requiere información de luminosidad, con lo que una imagen en escala de grises es suficiente.

Estaba pensando hablar en las Jornadas de Córdoba sobre compresión de imágenes, hablar sobre las tablas de cuantización y demás para explicar un poco diversos métodos que nos pueden ser útiles para comprimir archivos de imágenes sin perder mucha información, también hablar de nuevos archivos que van a salir y revolucionar el mercado, como en su día lo hizo JPEG.

Pero tal vez esté mejor hablar de ciertos métodos de trabajo en 3D. En cualquier caso si os resulta de vuestro interés solo hay que decirlo.

Saludos.
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Notapor javierfl » Sab Oct 29, 2005 1:01 am

Creo que nos es de interés todo lo que propones... :D

Saludos:

Javier.-
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Notapor javierav » Sab Oct 29, 2005 12:54 pm

Holas.

Victor escribió:Estaba pensando hablar en las Jornadas de Córdoba sobre compresión de imágenes, hablar sobre las tablas de cuantización y demás para explicar un poco diversos métodos que nos pueden ser útiles para comprimir archivos de imágenes sin perder mucha información, también hablar de nuevos archivos que van a salir y revolucionar el mercado, como en su día lo hizo JPEG.

Pero tal vez esté mejor hablar de ciertos métodos de trabajo en 3D. En cualquier caso si os resulta de vuestro interés solo hay que decirlo.

#-o Pues yo creo que si que va a ser de nuestro interés... :mrgreen:

Será un placer contar con una ponencia de este tipo en las jornadas. :wink:

Saludos.
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Notapor Raúl González » Sab Oct 29, 2005 3:27 pm

También podemos comparar las Black 5 del Rail Simulator con la "Black 5" del MSTS 2.

http://www.gamershell.com/screenpop.php?id=52835

Desde luego, o es que las capturas del fiasco del MSTS 2 están tomadas en un ordenador con una tarjeta gráfica de gama baja o es que el Rail Simulator es realmente potente. Si no fijaros en la mujer que se ve en la estación de tren y compararla con el maquinista del Rail Simulator.

Duele hasta la vista comparar la locomotora del MSTS2 con la del RS.

Por cierto, "La Bonita" te está quedando de fabula.
Última edición por Raúl González el Dom Oct 30, 2005 9:38 pm, editado 1 vez en total
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Notapor Music224 » Sab Oct 29, 2005 6:01 pm

Pues sería muy interesante una ponencia de los temas que comenta Victor......

Saludos.
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Notapor Josep » Dom Oct 30, 2005 1:24 pm

Holas,

El término "unwrap UVW" (desajustar UVW) se refiere a un modificador de Gmax/3ds max que permite establecer el mapeado por caras.

Se basa en seleccionar caras y aplicarles el mismo mapeado. Este hecho permite ajustar los vértices de la malla a la textura, para "encajar" los diferentes elementos de la textura en la malla del modelo.

Os adjunto una muestra del desajuste del mapeado de la 340 para ajustar la malla a la textura, utilizando esta técnica. (En síntesis, seleccionamos las caras, aplicamos el modificador, y movemos/escalamos los vértices para hacerlos coincidir con la malla).

Saludos.

Josep
Adjuntos
unwrapuvw.jpg
Ejemplo de desajuste de mapeado con la herramienta UNwrap UVW, común de Gmax y 3ds max
unwrapuvw.jpg (95.61 KiB) Visto 17311 veces
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Notapor Josep » Dom Oct 30, 2005 1:37 pm

Holas,

En cuanto al tema de la compresión de texturas, deberemos esperar a las concreciones técnicas de las texturas que admita el nuevo simulador. Como suele ocurrir, muchos juegos adoptan formatos gráficos nuevos, especiales para el juego (ACE de MSTS, BMP especial para FS, etc).

Un juego moderno debe permitir a los desarrolladores utilizar en los modelos el trabajo e implementación de los siguientes elementos:

- mapa de textura (aplicada como color o bitmap) en el canal apropiado el objeto (difusa, en entornos max)
- mapa de opacidad (preferiblemente incluido como canal en el mapa de la textura)
- mapa de relieve (bump)
- mapa de brillos (aunque no absolutamente necesario si el motor del juego perimte cálculos de anisotropía en los brillos, es decir, no brillos generales sino con posibilidad de ajuste según el ángulo de incidencia de la luz)
- mapa de reflexión (no necesario si el motor gráfico admite ya un mapeado cúbico como mínimo, que puede reflejar el ambiente. No solamente debe reflejar el ambiente, sin que también los objetos cercanos al modelo, aunque desenfocados)

Saludos.

Josep
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Notapor Victor » Dom Oct 30, 2005 5:21 pm

Hola Josep,

Interesante debate el que inicias. Si me permites lo continuaré. Los brillos anisotrópicos son, como bien dices, los dependientes de la dirección de la luz incidente. Sin embargo, en el día a día personalmente no utilizo mapeados de brillos anisotrópicos a no ser que sea una superficie que lo requiera muy específicamente.

Además, por todos es conocido la dificultad, es decir el esfuerzo que un procesador debe dedicar para renderizar correctamente brillos anisotrópicos. Yo personalmente no estoy inmerso en la industria de los juegos, en particular, y los renderizados en tiempo real, en general, pero creo que todavía no se utilizan brillos anisotrópicos entendidos como material específico.

Cierto es que con un adecuado suavizado de superficies y un correcto mapeado de especulares(specular) y de difusos (diffuse) se pueden obtener modelos de gran realismo siempre y cuando el renderizado tenga cierta aproximación a la radiosidad que se da en la vida real.

En cualquier caso, cuando hablaba de compresión de texturas, no me refería a las 're-escrituras' que MSTS o FS haga de los archivos que hemos utilizado, si no de las tablas de cuantización que se utilizan en los diferentes formatos de archivo y los que se utilizarán en futuros formatos como JPEG 2000.

Saludos.
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Notapor Josep » Dom Oct 30, 2005 6:28 pm

Victor,

Un tema son los estánderes "de facto" en la codificación de la imagen digital (véase .jpg, .tga, .png, .tif) y otro tema muy diferente son las codificacioens de las imágenes que se utilizan en los juegos.

Normalmente los juegos crean su popio formato, por lo que los formatos estándares solamente los utilizamos para trabajar, y deben ser convertidos con utilidades diseñadas para cada juego. Como ejemplo, la conversión a .ace que debemos hacer desde .tga o .bmp

Por eso me parece que sin conocer exactamente cuál es el formato que admitirá el motor del nuevo juego, cualquier disquisición al respecto será meramente conjetural, sin que pueda servir de referencia.

Por oro lado, los brillos deben ser calculados por el motor del juego, sin que debamos colocar mapa de los mismos (si determinamos con un mapa, no será posible el cálculo según la dirección de la luz). Prefiero la posibilidad de determinar como mínimo dos niveles de brillos (mejor 3...), sin utilizar un mapa. Por ejemplo: brilllo general difuso, tipo metálico. Otro, brillo general no metálico. Otro, brillo tipo plástico, con una zona pequeña de incidencia de la luz.

Saludos!

Josep
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Notapor Victor » Dom Oct 30, 2005 6:38 pm

Josep,

Cuando hablo de compresión, insisto, no me refiero a la de un juego en concreto, me refiero a la genérica del archivo, ese conocimiento no es sólo válido para modelar y texturizar trenes, también es útil para saber qué hace exactamente tu cámara de fotos cuando te graba el archivo.

En cuanto al tema brillos, no creo que a nadie se le ocurra mapear brillos directamente, en cualquier caso se harían imitándolos desde el mapa de color, cuando hablo de mapear brillos, hablo de lo que yo hago cuando hago 3D fotorealista, y es mapear un archivo de imagen en escala de grises que en función de la información de blanco o negro, absorbe o rebota la luz que incide sobre ese mapa. De hecho la distinción básica entre Lambert, Blinn y Phong está hecha en ell 'diffuse' y el 'specular' básicamente, amén de otros muchos parámetros que les infieren su particular idiosincrasia.

Saludos.
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Notapor Josep » Lun Oct 31, 2005 11:12 am

Holas,

En la lista de mapas, me he olvidado de señalar que debería posibilitar el mapa de relieve (bump) según normales, no solamente según valores de escala de grises. (Para referencia, consultar el post Renfe 340 (ex 4000), en donde aparece un mapa azulado...). La técnica de utilizar un mapa de normales para relieves lleva a trabajar con un modelo muy detallado en malla, y otro muy simple. Del modelo detallado en malla, creamos un "render to texture" que permite crear un mapa de normales de relieve, que aplicamos al modelo de mallado sencillo. Así, con pocos polígonos, tenemos el efecto visual de una malla con muchos detalles... Desgraciadamente, este proceso solamente se puede hacer con 3ds max, no con gmax. Si interesan ejemplos, puedo ejemplificar el concepto.

Por otro lado, en el tema de brillos, debería ser el motor del juego que estableciera el nivel, en función de las normales, por ejemplo. Un mapa de brillos insisto en que resultará falso en entornos de iluminación cambiante. Si hablameos de mapa de intensidad de brillos, de acuerdo. Pero si hablamos de la aparcición de los mismos, no veo sentido un mapa: prefiero que el motor gráfico los calcule según parámetros que yo le pueda dar a partes del modelo (insisto: brillos metálicos, brillos especulares amplios, y brillos especulares estrechos).

Finalmente comentar que los algorismos matemáticos fractales de compresión de imágenes es una disquisición matemático-teórica interesante, pero poco práctica. Sigo pensando que debemos esperar a las herramientas y concreciones de los formatos gráficos que se implementarán en el juego, para luego trabajar con ellos.

Finalmente, comentar que en un post estuvimos profundizando en este tema de los bitmaps, compresiones, etc. Si sirve: De los Cantones de los Colores...y de los Grises

Saludos!

Josep
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