Garden flowers in Guildford Castle Unreal Engine environment.
Courtesy of Historic VR

Destaques

30 de agosto de 2022

A vida medieval no Castelo de Guildford agora em RV

Explore a arquitetura, os cenários e as cores desse marco histórico como eram há centenas de anos, tudo isso com a ajuda do RealityScan.

Guildford Castle

Historic VR

Laser scanning

Photogrammetry

Guildford Castle VR é uma experiência histórica envolvente e educativa que transporta o usuário através do tempo e do espaço para explorar um dos castelos mais antigos da Inglaterra. A experiência está disponível no Steam como uma experiência narrativa de RV livre.

Para saber mais sobre o Guildford Castle VR, conversamos com um representante dos criadores deste projeto a, Historic VR, um estúdio de RV em tempo real focado em história, patrimônio e artes visuais tradicionais.
Cortesia da Historic VR

Como surgiu a ideia de criar esse projeto em RV?


A ideia do projeto surgiu da nossa experiência com vários títulos culturais em RV, onde percebemos o enorme potencial desse novo meio para vivenciar a história e a cultura de forma nova e imersiva. Embora tenhamos encontrado experiências excelentes, sempre ficava a sensação de que faltava algo mais, tanto no nível de imersão quanto na riqueza das informações históricas.

Nosso único foco era criar uma experiência mais completa e envolvente do que antes, combinando um alto nível de realismo nos ambientes virtuais, reconstruções históricas baseadas em pesquisas rigorosas e uma narrativa audiovisual rica. Estabelecemos a tarefa de criar uma experiência virtual que pudesse rivalizar e, em certos aspectos, até superar uma visita presencial ao local.
Animation of current image of Guildford Castle site giving way to projection of its former state.
Courtesy of Historic VR

Conte-nos sobre o fluxo de trabalho do projeto.


Nosso foco inicial foi capturar e recriar o ambiente moderno. Utilizamos um scanner LiDAR FARO Focus S350 para digitalizar todo o local e processamos o modelo no RealityScan, o que nos proporcionou uma maquete instantânea com precisão milimétrica. Durante toda a criação do ambiente moderno, esse modelo serviu como referência para o posicionamento e o formato exato de todos os ativos: desde grandes estruturas, adereços e até mesmo a folhagem.
Cortesia da Historic VR
Iniciamos com uma abordagem rigorosa em relação à captura de dados. Não há como evitar as limitações do hardware de RV que nos impedem de chegar perto da qualidade original da fonte, mas queríamos ver até onde poderíamos levar a qualidade dos modelos sem comprometer a otimização para RV. Isso significou tirar uma grande quantidade de fotos em alta resolução, mais de 16 mil fotos no total da torre do castelo, outros ativos estruturais e adereços do ambiente, além de mais de 100 digitalizações LiDAR em todo o local.
Point cloud for King's Chamber at GuildFord Castle, captured by RealityScan.
Para a fortaleza (tanto interna quanto externa), combinamos os dados do LiDAR com os da fotogrametria, tendo primeiro registrado as digitalizações do LiDAR no software FARO SCENE 3D Point Cloud antes de processar os conjuntos de dados combinados no RealityScan. Poder combinar o LiDAR e a fotogrametria é essencial à medida que os modelos ficam maiores e mais complexos, por isso essa funcionalidade é fundamental para nós.
 

Conte-nos sobre o processo de fotogrametria.


Nosso foco principal é utilizar a fotogrametria para criar ativos super realistas e otimizados ao máximo, prontos para serem usados em ambientes dinâmicos dentro da engine de jogo, com todos os tipos de cenários de iluminação. Isso traz muitos desafios técnicos e costuma tornar os pipelines mais complexos.

A base é a captura de dados limpa e de alta qualidade. Como nosso objetivo final é conseguir ativos “delit”, buscamos sempre capturar dados de fotogrametria em condições de iluminação plana e uniforme. Ao lidar com objetos grandes ao ar livre, sob iluminação variável e com tempo limitado, os dados nem sempre saem perfeitos, por isso, muitas vezes é necessário fazer um trabalho de pós-processamento.
 

Como é o seu fluxo de trabalho após a captura dos dados?


Após a captura dos dados, nosso fluxo de trabalho é o seguinte:
  • Fazemos a correção de cor e o pré-processamento das fotos brutas no Lightroom, e depois as exportamos como TIFFs ou JPEGs (dependendo do ativo).
  • Importamos as fotos processadas para o RealityScan, onde elas são alinhadas, convertidas em malhas e texturizadas. (Para ativos de grande escala, sempre utilizamos um fluxo de trabalho baseado em componentes)
  • Modelos limpos no RealityScan antes da exportação.
  • Limpeza adicional da geometria no ZBrush.
  • Retopologia e mapeamento UV.
  • Remoção de iluminação na textura.
  • Limpeza da textura.
  • Otimização usando um pipeline personalizado.


Qual foi o processo de criação dos adereços e ativos do ambiente?


A fotogrametria é uma ferramenta tão incrível para criar ativos fotorrealistas que cria um problema: faz com que todo o resto pareça ruim!

No início, planejamos seguir um fluxo de trabalho mais tradicional para os adereços e outros ativos, mas logo percebemos que seria inviável atingir o mesmo nível de qualidade visual dos ativos criados com fotogrametria, considerando o tempo, esforço e habilidade necessários.

Por isso, decidimos aplicar os mesmos métodos de captura para todos os elementos, porém com um fluxo de trabalho mais otimizado:
  • A malha é limpa no ZBrush, e depois criamos uma versão com baixa contagem de polígonos no 3ds Max ou no próprio ZBrush.
  • Para adereços com superfícies rígidas, como o portão mostrado nas imagens, preferimos usar o 3ds Max para criar uma geometria  com baixa contagem de polígonos do zero.
  • Os UVs são criados e otimizados para garantir a melhor qualidade de textura possível.
  • A reprojeção de textura é feita no RealityScan a partir do modelo mestre. 
  • O processamento de textura é realizado no Substance Painter e rugosidade pintada à mão e mapas metálicos.
Esse processo foi utilizado na criação de todos os adereços do jardim.
Gate options for Guildford Castle
Courtesy of Historic VR

Como vocês recriaram as enormes quantidades de folhagem?


Um dos maiores desafios do projeto foi recriar a folhagem dos jardins modernos, que são bem densos e famosos por seus elaborados arranjos florais.

Assim como fizemos com os adereços e demais ativos, buscamos um nível de qualidade que estivesse em harmonia com os ativos fotorrealistas de superfícies sólidas, mas que ainda respeitasse os limites rigorosos de desempenho da RV.
Garden flowers in Guildford Castle Unreal Engine environment.
Courtesy of Historic VR
Isso se tornou uma tarefa monumental: era quase impossível encontrar dados de origem de alta qualidade para a maior parte da folhagem, então decidimos encarar o desafio e capturamos nós mesmos os dados de mais de 60 espécies, incluindo mais de 20 flores únicas.
Scanned flower species for Guildford Castle.
Courtesy of Historic VR
Para muitas das árvores principais, usamos uma combinação de fotogrametria, dados LiDAR e nossas próprias imagens de folhas para nos aproximarmos o máximo possível das árvores reais nos jardins.
Animation of maple tree options at Guildford Castle.
Courtesy of Historic VR

Conte-nos mais sobre a recriação em 3D de toda a cidade medieval.


A recriação da cidade medieval começou pelo complexo do castelo e do palácio, do qual existe uma maquete física no térreo do próprio castelo. Quando estávamos digitalizando esta sala, percebemos o quanto essa maquete poderia ser útil, então aproveitamos a oportunidade e fizemos uma captura rápida (usando uma câmera compacta Sony que tínhamos à mão). Em algum momento, precisamos alterar o modelo com base em relatórios arqueológicos atualizados e orientações do nosso historiador, mas, como base inicial, ele se mostrou de grande utilidade.

Para garantir que nossos modelos 3D estivessem de acordo com a realidade, utilizamos dados LiDAR das estruturas preservadas para mapear com precisão o complexo do palácio, incluindo o arco do castelo, construído em 1256 (que ainda permanece intacto até hoje), além de várias seções originais da parede externa.
 
3D model of Guildford Castle historic arch after scan in RealityScan.
Courtesy of Historic VR
A paisagem foi criada a partir de dados LiDAR aéreos, com elementos remodelados para refletir o período medieval com base em pesquisas históricas (por exemplo, mudando o curso do rio e removendo características urbanas modernas).

A criação da cidade como um todo foi uma tarefa enorme, com todos os elementos arquitetônicos (igrejas, casas, moinhos, pontes) modelados do zero com base em relatórios arqueológicos e outras fontes históricas. Embora pudéssemos ter seguido por caminhos mais fáceis e ainda assim obtido um ambiente muito semelhante, fizemos questão de priorizar a precisão histórica, para que nossos usuários tivessem a certeza de que o que experimentam é uma representação fiel do passado, em paralelo com o realismo do nível moderno.
 

Como vocês conseguiram recriar interiores e mobílias do século XII?


Ao visitar o castelo hoje ou qualquer outro castelo ou construção medieval na Inglaterra, tudo o que se vê são paredes de pedra simples e sem adornos. Isso transmite uma imagem oposta por completo de como esses espaços eram na época: os interiores medievais eram ricos, detalhados e muito coloridos. Por isso, essa foi uma das partes mais prazerosas do projeto, e representa bem a ideia central da experiência: ver um passado diferente em sua totalidade surgir diante dos seus olhos.

Assim como na recriação da cidade medieval, esse processo exigiu uma pesquisa meticulosa. Nos inspiramos na excelente restauração real feita pela English Heritage na torre principal do Castelo de Dover, da mesma época, mas também tomamos o cuidado de pesquisar cada elemento de forma independente.

Sempre que possível, os itens são baseados em exemplos contemporâneos ou quase contemporâneos que forma preservados. Também nos inspiramos em manuscritos ilustrados da época, como The Canterbury Tales e o Eadwine Psalter.
Guildford Castle VR interiors and artworks that inspired them.
Courtesy of Historic VR

Quais são os seus próximos planos para o projeto? Vocês pretendem adicionar mais interações de RV?


Nosso objetivo com este primeiro projeto foi acertar o essencial, desenvolvendo todos os fluxos de trabalho de arte do ambiente, as reconstruções históricas e as funcionalidades básicas. Após a conclusão bem-sucedida do Guildford Castle VR, no momento estamos focados em expandir essa ideia central e explorar locais em escala muito maior, onde estamos confiantes de que podemos entregar ambientes ainda mais otimizados e de maior qualidade para uma gama mais ampla de headsets.

Com certeza, pretendemos adicionar mais interações de RV, e esse tem sido um dos principais focos de desenvolvimento interno desde o lançamento na Steam. Nos próximos lançamentos, planejamos enriquecer os elementos narrativos passivos e também adicionar novas interações ativas de RV que envolvam ainda mais os usuários. Outra prioridade importante é adicionar a funcionalidade multilíngue para levar toda a experiência histórica também aos nossos usuários globais que não falam inglês.

Baixe o RealityScan

O RealityScan é gratuito para estudantes, educadores, indivíduos e empresas com receita bruta anual inferior a 1 milhão USD.

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Antes de instalar e executar o RealityScan, você precisa baixar e instalar o Inicializador da Epic Games. 

Instale o Inicializador da Epic Games

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