Dando vida a las reconstrucciones digitales, por Rob Marshall

El presente artículo es la traducción de “Adding Life to Digital Reconstructions“, artículo escrito por el gran ilustrador Rob Marshall en Marzo de 2017.

Aunque no ocupan el foco fundamental de atención en mis reconstrucciones digitales, la gente, y frecuentemente los animales, son una parte importante de los ricos detalles que ayudan a dar vida a estas escenas. Sin embargo, el proceso que se lleva a cabo para realizar estos modelos es complicado y consume mucho tiempo. Así que, ¿cómo lo llevo a cabo cuando estoy participando en una producción pequeña y no tengo un equipo de artistas gráficos para ayudar?

En este artículo explico la metodología de trabajo para crear y añadir figuras a mis escenas. Describo el proceso de producción, los retos, consideraciones y limitaciones, y reflexiono sobre cómo mis figuras ayudan en la visualización y aquellas ocasiones en concreto en las que no son necesarias.

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Modelar y renderizar gente y animales de forma convincente utilizando un software de diseño 3D presenta un interesante puñado de problemas y retos para el artista digital que realiza la reconstrucción. Requiere conocimientos extensos de anatomía y ergonomía, posiciones y movimiento.

Además, existen otros factores también importantes. Para escenas históricas, el artista debe considerar los tipos de ropa y la moda, así como el comportamiento y nivel social de cada personaje y su desarrollo a través de las distintas épocas.

Las escenas en las que se representan soldados requieren un conocimiento de la equipación, la organización de la batalla y el manejo de una gama de diferentes armas. El estudio de los animales históricos, el arte de la equitación, etc., son otros de los posibles detalles del estudio que debo llevar a cabo durante mi trabajo.

Sería muy poco práctico para mí concentrar tanto tiempo y energía en el estudio de cada una de estas disciplinas, de modo que lo mejor que puedo hacer como artista es, al menos, tener cierta conciencia sobre ellos y abordar cada desafío haciendo mi trabajo correctamente. Por lo tanto, consulto regularmente con historiadores o asesores culturales sobre estos temas para lograr la mayor exactitud histórica posible.

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Mis primeros dibujos de reconstrucción carecían generalmente de gente -en el mejor de los casos, no tenían más que un puñado de figuras dibujadas apresuradamente que recordaban a las siluetas aparecidas en los dibujos de L.S. Lowry.

Además, en el momento en el que comencé a modelar en 3D, no existía una forma eficiente de modelar figuras y animales, por lo que el proceso era bastante incómodo y muy, muy laborioso. Tuvieron que pasar varios años para que las capacidades del software de diseño 3D avanzaran lo suficiente como para facilitar esta tarea.

Se desarrollaron herramientas de esculpido digital como Zbrush, que ofrecen una nueva forma de construir modelos increíblemente detallados y de aspecto realista de manera eficiente. Este software rápidamente se convirtió en una bendición para los artistas especializados en el diseño de personajes.

Curiosamente, a pesar de las eficiencias que estas herramientas ahora ofrecen al artista, da la impresión de que el proceso de producción es cada vez más lento, todavía más de lo que solía ser cuando empecé. Creo que esto se debe a que las capacidades de estas herramientas han avanzado tanto que es alarmantemente fácil dejarse llevar por el detalle. Esto puede crear más problemas ya que, como tantos otros artistas, deseo la perfección absoluta. No tener suficiente tiempo para detenerme en estos detalles y así satisfacer mi deseo de altos estándares es una frustración continua con la que debo lidiar.

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Para llevar a cabo este ejército, modelé en torno a catorce figuras diferentes con distintos tipos de armas, como arcos, espadas y escudos. Cada figura tiene cuatro texturas alternativas y puedo elegir entre ellos para añadir variaciones. Estos modelos son realmente muy básicos pero lucen muy bien a suficiente distancia.

Consideraciones

La cantidad de detalles que aporto a una escena depende mucho del tiempo que me hayan concedido para la producción y del presupuesto disponible. Estos son los factores determinantes.

Es importante también considerar si acaso el nivel de detalle que estoy incorporando en los elementos individuales, como las figuras, es mucho más que el que la propia escena requiere. Si únicamente quiero renderizar las figuras en pequeñas zonas de mi imagen, ¿por qué voy a meterme en tantos problemas para poner tanto detalle en las figuras? Para dar respuesta a esta pregunta mostraré el proceso con el que despliego los modelos 3D de figuras en mis escenas.

Uno de los beneficios de trabajar con modelos 3D es que estos pueden ser desplazados no solo a lo largo de una escena si no también entre diferente escenas. Disponer de un modelo u objeto detallado que puedo importar dentro de unos u otros proyectos es una gran ventaja. Por ello, en ocasiones creo que puede valer la pena invertir un poco de tiempo extra en el desarrollo del modelado de un objeto para ahorrar tiempo en un proyecto posterior.

Puse mucho esfuerzo en la creación de modelos estándar que funcionan muy bien como figuras genéricas, por ejemplo para la representación de infantería. En ocasiones preparo una gama alternativa de texturas para cada modelo que puedo ir cambiando para así añadir variaciones a los mismos.

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La razón para excluir personajes en ciertas escenas

Los espacios interiores a menudo necesitan personas presentes en ellos para ayudar a comunicar la escala o para explicar cómo podrían haber sido utilizados distintos espacios de la reconstrucción. Sin embargo, hay situaciones en las que es menos favorable incluir personajes. Si el objetivo de la reconstrucción es interpretar los detalles arquitectónicos y decorativos, entonces añadir figuras a la escena puede en ocasiones llamar demasiado la atención lejos del objetivo comunicativo de la misma.

La atención del espectador será atraída casi siempre por los personajes presentes en las reconstrucciones, ese es nuestro instinto natural. Esto puede funcionar a favor del artista, por supuesto, pero me he encontrado en situaciones en las que añadir figuras a la obra de arte distrae demasiado la atención de lo que la imagen realmente está tratando de comunicar.

Además, hay momentos en los que no es práctico añadir figuras a las escenas debido a limitaciones de tiempo. A veces resulta más importante concentrarnos principalmente en la visualización arquitectónica ya que esta consume la mayor parte del tiempo del proyecto. Por lo tanto, es necesario calcular al principio de un proyecto si va a existir tiempo suficiente para preparar también las figuras. Me resulta frustrante enfrentarme a situaciones en las que las limitaciones de tiempo y presupuesto me impiden agregar estos detalles, pero es algo que hay que aceptar de vez en cuando.

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Ejército renacentista. Modelé nueve figuras diferentes, después las cloné y simplifiqué ajustando la armadura para cada figura y dándoles diferentes poses. Los modelos tienen texturas pintadas muy sencillas y nada más. Esto es todo lo que se necesita. El clonado de las figuras puede resultar más obvio desde este punto de vista tan cercano pero es una estrategia muy convincente para mostrar imágenes que van a ser apreciadas desde una distancia mayor.

Flujo de trabajo

Cuando creo pequeños modelos para mis escenas me refiero a ellos como “assets” (bienes) y cuando me refiero a los personajes hablo de “cast” (elenco de personajes). El flujo de trabajo que llevo a cabo para desarrollar e implementar estos objetos y personajes en mis escenas pasa en ocasiones hasta por cinco software diferentes. El proceso puede desglosarse en una serie de tareas individuales que describo a continuación.

1. Preparación

Las figuras y otros objetos detallados son añadidos normalmente en las escenas al final del proceso de modelado 3D, una vez ha sido concluido el modelado de los edificios y principales elementos arquitectónicos y decorativos. El tipo de escena determinará el nivel de detalle que se debe poner en cualquier figura. Es necesario investigar todo lo que se pueda acerca de la ropa y el equipamiento al comienzo del proyecto y, para ello, suelo montar una biblioteca de imágenes de referencia y realizar algunos dibujos de bosquejo preparatorios a modo de bocetos.

2. Modelado y esculpido de personajes (en Blender y ZBrush)

Mis modelos 3D son todo lo simples que puedo permitirme. Generalmente tienen un número bajo de polígonos ya que eso hará que trabajar con ellos menos recursos del PC. Esto será imprescindible para importar modelos en escenas grandes y complejas que requieren el uso de mucha memoria física (RAM).

Para las figuras que aparecen en primer plano de mis escenas o mucho más cerca de nuestro punto de vista, necesitaré generalmente agregar un poco más de detalle a los modelos. En estas situaciones, por lo general presto más atención a elementos como el cabello y piel, la ropa, telas, materiales reflectantes y refractivos e incluso subsurface scattering, que es una técnica utilizada para crear texturas de piel más convincentes. La herramienta que uso con mayor frecuencia para el trabajo de modelado básico es Blender.

En situaciones excepcionales en las que las figuras se convierten en el foco central de la imagen, generalmente tengo que repensar mi enfoque de la obra de arte. La mayor parte de mi esfuerzo se centrará entonces en el modelado de personajes y, a menudo, requerirá el uso de Blender y ZBrush. Mi flujo de trabajo preferido es utilizar Blender para crear un modelo básico que luego importaré a ZBrush y esculpiré con más detalle desde allí.

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Modelo sin texturizar de Henrique VIII.

Utilizando ZBrush, añadiré gradualmente capas de detalle y complejidad al modelo. Para mis propósitos, solo necesito esculpir las características faciales básicas, la ropa y los efectos personales tales como joyería. Rara vez necesito profundizar en detalles minuciosos tales como los poros de la piel o mechones del cabello. Un nivel superior de detalle no es realmente aplicable al tipo de trabajo que llevo a cabo.

3. Mapeado de las texturas y texture painting (en Blender, Zbrush, Subsustance Painter, Adobe Photoshop y Adobe Illustrator)

Cuando estoy contento con el modelo, mi atención se centra en pintarlo. Si el tiempo es escaso y el modelo es muy simple, opto por añadir una textura libremente añadiendo simplemente capas sencillas de color. Los colores que he añadido en las distintas partes de los modelos, como zonas de la piel, el pelo, la ropa, etc., se bakean en un solo mapa de textura.

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Modelos 3D de caballos texturizados.

Los modelos complejos requieren un trabajo de pintura más delicado y, normalmente, la preparación de varios mapas de texturas que se utilizan para crear la ilusión de alto detalle en un modelo de más bajo número de polígonos. Normalmente utilizo una combinación de seis mapas de textura diferentes. Estos son: mapas difusos (para la información básica de color), mapas de reflexión y metálicos (para materiales brillantes o reflectantes), mapas de oclusión (para mejorar las zonas de contraste en el modelo, a veces denominados “mapas de suciedad”) y una combinación de mapas de altura (height) y normales (que se utilizan para crear la ilusión de detalle en el modelo y son eficaces para mostrar pliegues en la ropa).

Uso un programa llamado Subsustance Painter que automatiza el proceso de creación de estos mapas. Lo uso para pintar diferentes materiales y texturas directamente sobre el modelo 3D y da lugar a resultados muy convincentes.

También llevo a cabo trabajos de pintura directamente sobre los mapas de texturas utilizando software de diseño 3D como Adobe Photoshop y Adobe Illustrator. Normalmente uso estos programas para la generación de patrones de azulejos sin costuras (tileados o seamless) y para otros detalles para otros detalles como costuras, bordados, cabellos y piel.

El modelo y las texturas separadas se vuelven a importar al software Blender para continuar el proceso.

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Mapas alternativos de texturas para los modelos 3D de los caballos.

4. Retopología (utilizando Blender y ZBrush)

La retopología es un proceso que consiste en coger un modelo detallado -usualmente uno con un alto número de polígonos (high poly)- y hacer una versión más simple y optimizada del mismo (low poly). Gracias a este proceso llevo a cabo un modelo con una cantidad mucho menor de polígonos que ocupa mucha menos memoria en mi escena. A continuación aplico las texturas que he creado a partir del modelo high poly para crear la ilusión de detalle en el modelo low poly.

Normalmente no necesito preocuparme demasiado de la retoplogía porque trabajo directamente con modelos low poly desde el principio. Éste es, además, un proceso muy lento y poco práctico como para llevarlo a cabo en la mayor parte de mi trabajo. Solo lo llevo a cabo para las escenas que tienen los niveles más altos de detalle.

5. Riggeado de los modelos (disposición de posturas) (utilizando Blender)

Gracias a las “armaduras” o “rigs” consigo establecer una gama diferente de poses para mis figuras. La mejor manera de describirlos es imaginar una especie de esqueleto simplificado, una red de huesos entrelazados que puedo manipular en 3D para mover las principales extremidades del cuerpo. Si el nivel de detalle lo requiere se pueden incluir también los dedos, los ojos y la boca si es necesario.

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Modelos riggeados (con “armadura”).

La malla del modelo 3D se acopla a esta estructura ósea utilizando un proceso denominado “weight-painting“. Parte de este proceso se realiza de forma automática por el software de diseño 3D pero, por lo general, es necesario realizar muchos ajustes manuales, especialmente para los personajes complejos con ropa, por lo que este proceso puede ser a veces bastante engorroso e, incluso, increíblemente frustrante.

Los riggeados más complejos que he llevado a cabo incorporan restricciones para limitar el movimiento y la rotación de los huesos individuales para que reflejen con mayor precisión los límites naturales de la fisiología humana y animal. Este proceso es tan avanzado como mis personajes lo necesitan y así, para personajes complejos, se necesitarán un mayor número de controles y restricciones que deberán ser diseñados en este proceso. De este modo, se puede ver cómo estos proyectos pueden crecer poco a poco en complejidad.

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Modelos de figuras simples utilizados para ayudar a comunicar distintas actividades en una de mis reconstrucciones. Copyright: Fire Coast and Countryside Trust 2015.

6. Añadido de las figuras a la escena

El último paso del flujo de trabajo es importar los modelos individuales en mis escenas de reconstrucción. Si la escena se llena con muchos modelos, este proceso puede consumir mucho tiempo. Cada modelo tendrá que ser colocado en la escena con cuidado y es aquí cuando se lleva a cabo alguno de los ajustes finales en las poses de los personajes para que puedan adaptarse a la escena.

La iluminación juega un papel muy importante en la calidad de las figuras cuando se renderiza y esto es particularmente importante en las escenas de interior. Una buena iluminación puede mejorar mucho los detalles de mis modelos. La mala iluminación puede provocar una pérdida de detalles y esto significa que habré perdido mucho de mi esfuerzo detallando los modelos. Por lo tanto, todavía se dedica mucho más tiempo a la configuración de la iluminación y la evaluación de la misma mediante distintos renders de prueba. También suelo realizar una gran cantidad de ajustes a los materiales con el fin de que todo se vea de la manera que quiero. Es un proceso lento y requiere mucha paciencia, pero los resultados de este esfuerzo extra y de la atención al detalle suelen resultar muy gratificantes.

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A la izquierda: modelo 3D sin texturizar. A la derecha: modelo 3D texturizado y renderizado para probar cómo la luz afecta al modelo y sus materiales.

¿Qué depara el futuro?

Mis modelos no se adaptan a los mismos estándares que pueden observarse en los videojuegos o animaciones y es que realmente no hace falta que esto sea así. Sin embargo, sigo trabajando para conseguir mejorar estos modelos de la forma que pueda. El punto de atención extra que doy a los detalles siempre marca una gran diferencia.

La tecnología ha avanzado de forma increíblemente larga en un periodo de tiempo muy corto y creo que por esto es razonable predecir que algunos de los procesos que he descrito en este artículo se vayan haciendo cada vez más sencillos.

La tecnología de la Realidad Virtual está aportando avances muy emocionantes al campo de la recreación histórica. Es un área en la que estoy muy interesado y probablemente será la dirección que espero seguir.

 

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