3d mel

Rosfeld

2008-07-23T14:59:00.045+02:00

Hierbei handelt es sich um eine Figur für den Kurzfilm Rosfeld der Ricke-Brüder. Meine Arbeit war hierbei das Erstellen der Texture-Maps für den Protagonisten. Die Besonderheit ist das verwendete Sub-Surface-Scattering. Es handelt sich um eine Vorabversion der Figur, die noch nicht den finalen Compo- siting-Prozess durchlaufen ist.

Hier nun die endgültige Version der Figur. Es wurde eine ergän- zende Displacement-Map hinzugefügt, sowie die Farbkorrektur und das abschließende Compositing durchgeführt.

Modeling und Animation des Aliens von Markus Pech, Texture-Maps von Mel Schneider, Lighting und Rendering von Jan Ziemann, Compositing von Bartos Przybyla und Jan Ziemann. Auf der Homepage vom Markus ist ein kleiner Ausschnitt aus dem Film zu sehen.

Physikal Sun And Sky System

2008-05-28T15:59:00.009+02:00

Noch einmal ein Bild meiner Diplomfigur. Da ich für dieses Bild Beleuchtungstechniken testen wollte, habe ich für die Ausleuchtung das „Physikal Sun and Sky System“ von Mental Ray benutzt. Dieses eignet sich hervorragend dazu, um realistisch beleuchtete Außen-Szenarien zu erstellen. Dies wird vor allem im zweiten Bild noch deutlicher.

Die Einstellungen habe ich mehr oder weniger bei den Grundeinstellungen belassen. Allerdings habe ich den Lichteinfallswinkel des „Directional Lights“ etwas variiert, sowie den „Multiplier-Wert“ der „mia_physikalsky-node“ herabgesetzt, um das Tageslicht meinen Bedürfnissen anzupassen. Um die Schatten etwas weicher herauszuarbeiten habe ich darüber hinaus in der „mia_physikalsun-node“ die „Shadow_softness“ auf 2.0 gesetzt. Des Weiteren habe ich Depth Of Field (für die Kamera) benutzt um die Tiefenschärfe zu manipulieren. Da ich hierbei mit extremeren Werten gearbeitet hatte, musste ich dementsprechend die Anti-Alias Werte in den „Render-Globals“ heraufsetzten. Da dies zu extremen Renderzeiten führt (unter anderem, weil auch Final Gather benutzt wird), kann man alternativ die Depth Of Field-Anpassungen im Compositing einstellen (zum Beispiel in Photoshop).

Dieses Bild habe ich ebenfalls mit dem Sun And Sky System ausgeleuchtet. Die Anzahl der Final Gather Rays betrug 250, sowie die Density 0.5. Die Renderzeit war mit ca. 25min noch im Rahmen. Die leichten Flecken im Hintergrund deuten allerdings darauf hin, dass die Anzahl nicht ausreichte. Hier könnten der Einsatz von Portal Lights das Ergebnis verbessern. Das werde ich dann als Nächstes testen.

Knolls Computerklasse

2008-05-22T03:19:00.005+02:00

Auf dem Blog meines hochverehrten Ex-Kommilitonen Matthias Parchettka finden sich erste Videos seiner sehr genialen und sehr witzigen Diplomarbeit: Knolls Computerklasse. Hier werden sehr anschaulich Basis-Kenntnisse aus dem Bereich Computer-Grafik (Beleuchtung) vermittelt. Auch für nicht 3Dler sind diese Videos allemal sehenswert. Ein besonderes Highlight stellt auch die Stimme des Sprechers dar. Mal sehen wer diese nicht erkennt...

[A series of three short animated films which were created in scope of my diploma thesis at the University of Applied Sciences Duesseldorf. The aim of the films is to clarify fundamentals of illumination methods in today’s computer graphics. In addition a great deal of importance was attached to making a pleasing presentation with high entertainment value. (M.Parchettka, 2008)]

Diplom Demosequenz

2008-05-20T21:49:00.007+02:00

Es handelt sich hierbei um eine kleine Sequenz meiner Diplomarbeit. Ich habe in 26 Video-Lektionen die Umsetzung einer 3D Figur mit NURBS in Maya erläutert. Das Gesamte Tutorial ist fast 7 Stunden lang und teilt sich in 2 Hauptthemen - das Modeling und das Patching. Die eigentlichen Videos sind in einem Flash-Menü eingebunden. Die Qualität der Videos und des Tons ist im Gegensatz zu diesem Demo sehr hoch.

Es wird der generelle Workflow beim arbeiten mit NURBS vorgestellt. Hierbei werden einzelne Körperteile mit Primitives und Curves erstellt, die durch geeignete Techniken zu einem Gesamtkörper zusammengefügt werden.

Portal Light

2008-05-20T19:33:00.014+02:00

Es handelt sich um eine weitere Testreihe um globale Beleuchtungseffekte zu untersuchen.

Portal Light - Final Gather

Mit dem Portal Light Shader kann die Anzahl der Final Gather (FG) Strahlen herabgesetzt werden. Vereinfacht ausgedrückt lässt sich sagen, dass der Shader genutzt werden kann, um die Final Gather Strahlen zu fokussieren. Dadurch verschwinden die lästigen Flecken, die beim FG entstehen, wenn die Anzahl der Strahlen nicht ausreichen. Hierzu wird ein (oder mehrere) Area Light an den Shader geknüpft.

Normalerweise wird der Portal Light-Shader in Kombination mit Enviroment-Effekten wie physikal sky/ sun benutzt. In diesem Fall um die Performance (Renderzeiten) zu verbessern.

Weitere Tests werden folgen!

Roboterhand Caustic

2008-05-20T03:20:00.018+02:00

Caustic (Kaustik)

Kaustik-Flecken treten unter anderem dadurch auf, dass parallel einfallende Licht-Strahlenbündel auf die gewölbten Flächen eines optischen Mediums fallen (zum Beispiel Glas oder Wasser = Diakaustik). Die einzelnen Strahlen des Bündels werden hierbei unterschiedlich abgelenkt und konzentrieren sich in einigen Bereichen. Da an diesen lokalen Stellen die Energie erhöht ist, entstehen Lichtflecken, die Kaustiken. Die Eigenschaften des Mediums (Beispielsweise der Brechungsindex) nehmen dabei konkreten Einfluss auf die Ablenkung der Strahlen und somit auch auf die Kaustiken.

(Vgl. Artikel Kaustik (Optik). In: Wikipedia, Die freie Enzyklopädie. Bearbeitungsstand: 8. Mai 2008, 19:26 UTC.)

Das vorliegende Bild zeigt die Hand eines Roboters, den ich 2006 modelliert hatte. Ich habe den „dielectric material shader“ von MentalRay für die Simulation des Glases benutzt. Die Photonen (100.000) schieße ich mit einem Spotlight. Intensität der Photonen beträgt 800.000 bei einem Exponent von 2. Den Radius der Photonen habe ich in den Rendereinstellungen mit 8 gewählt, den Accuracy-Wert mit 1500.

Für die Oberfläche habe ich eine leichte Rock-Struktur für den verwendeten Lambert-Shaders benutzt (Bump-Node).

Global Illumination

2008-05-19T13:41:00.008+02:00

Es handelt sich bei diesem Bild um ein Testrendering für globale Beleuchtungstechniken (Global Illumination).

Global Illumination ist die Simulation von allen direkten und indirekten Lichtreflexionen innerhalb einer Szenerie. Das schließt somit ein, dass ein Objekt ein anderes wiederum beleuchten kann. Darüber hinaus werden Effekte wie das Color Bleeding mit einbezogen (wird Beispielsweise ein rotes Objekt beleuchtet, emittiert dieses Objekt einen Teil seines reflektierten Lichtes rot und färbt damit benachbarte Objekte). Die Beleuchtung erfolgt dabei über das Aussenden von einzelnen Photonen (hier: Lichtteilchen) die eine bestimmte Energie besitzen. Die Energie ändert sich sobald Photonen auf eine Oberfläche treffen. Der Grad der Änderung steht in Abhängigkeit zum verwandten Medium.

Es handelt sich nicht um eine physikalisch korrekte Beleuchtungstechnik, sondern vielmehr um eine brauchbare Simulation. In der Realität kommen verschiedene Faktoren dazu, wie Beispielsweise der Umstand, dass Photonen Energie besitzen und somit gemäß der Relativitätstheorie in Wechselwirkung wie der Gravitation stehen.

Ich habe die Szene mit einem Spotlight, welches 120000 Photonen emittiert (bei einer Photonintensität von 1,8 Millionen mit Exponent 2) ausgeleuchtet. Die Anzahl der Photonen fällt verhältnismäßig gering aus. Problembereiche wurden über das Erhöhen des Radius in den Render Globals für die Global Illumination Options, sowie das Erhöhen des Accuracy-Wertes (weiche Übergänge zwischen benachbarten Photonen) angepasst.

NURBS-Modeling

2008-04-08T22:56:00.019+02:00

Dies ist ein erstes Bild meiner Diplomfigur. Der Charakter wurde mit NURBS modelliert. Die Grenzbereiche, die Stetigkeitsprobleme verursachen (Five-Patch-Corner), habe ich dazu genutzt um Details zu der Figur hinzuzufügen. Die Texturierung ist trivialer Natur und diente nur einigen Tests. Das Gleiche gilt für die Beleuchtung.

Hier eine weitere Ansicht, die ohne Texturen gerendert wurde. An der Nase ist eine Naht erkennbar. Es handelt sich um ein Stetigkeitsproblem, dass ich später korrigiert hatte. Stetigkeitsprobleme bedeuten, dass zwischen den benachbarten Patches keine „Tangent Continuity“ besteht. Also sind die links- und rechtsseitige Tangente (Ableitung), zweier sich an einem Punkt treffenden Kurven, nicht identisch. Die Tangente der Kurven bilden keinen Schnittpunkt.

Es werden noch weitere Bilder folgen

Ambient Occlusion

2007-11-30T00:49:00.010+01:00

Die Methode basiert auf einer Blickrichtungs- unabhängige Vorberechnung von Verdeckungen mittels des Ray-Tracings, mit anschließender Weiterverarbeitung der Informationen um (schnell) weiche Schatten in einer Umgebung zu berechnen.

Verdeckte Punkte werden hierbei abschattiert;

dafür muss jedoch erst einmal festgestellt werden, welche Objekte in einer Szene überhaupt verdeckt werden, und welche nicht.

Man kann das auch so ausdrücken, dass die Teile des Modells, die nicht für die Szene komplett sichtbar sind, abschattiert werden.

Ambient Occlusion

Wie wird das ganze nun realisiert? Erst einmal betrachten wir auf einer Oberfläche einen einzelnen Punkt. Über diesen Punkt spannen wir eine Hemisphäre in Richtung des Normalenvektors auf. Der Sinn der Hemisphäre ist es, den Strahlen, die wir von dem Punkt ausgehend aussenden wollen, eine logische Richtung vorzugeben.

Sonst hätte man unter Umständen den Effekt, dass die Strahlen in das Innere einer geschlossenen Geometrie hineinschießen, was keinen Sinn ergeben würde.

Wie gerade erwähnt, möchten wir nun von diesem Punkt aus Strahlen in beliebige Richtungen senden. Man stellt die Anzahl der Strahlen typischerweise über eine so genannte Sample-Frequenz ein. Vernünftige Anfangswerte fangen in aller Regel zwischen 64 und 128 Samples an.

Die Strahlen die wir aussenden möchten wir auch verfolgen können, deshalb nutzten wir das Ray-Tracing um eine Primärstrahlverfolgung vornehmen zu können.

Nun kommt der Clou an der ganzen Geschichte, trifft ein Teil der Strahlen ein Objekt in der Umgebung, so bedeutet das, dass dieses Objekt Einfluss auf meine betreffende Oberfläche nimmt. Der Strahl liefert mir in diesen Fall den Wert Eins zurück. Die Strahlen die hingegen nichts treffen, liefern mir den Wert Null zurück.

Anschließend wird die Anzahl der Strahlen, die Objekte getroffen haben gegen meine Anfangs-Samplerate gegen gerechnet, und das Ergebnis mit einem Vorweg definierten Farbwert multipliziert. Dieses Ergebnis wird dann wiederum vom definierten Farbwert abgezogen und wir erhalten einen neuen Farbwert für den betrachteten Bildpunkt.

Ein Beispiel:

Angenommen unsere Samplerate betrug 8; das heißt, wir haben 8 Strahlen von einem Pixel von einer Oberfläche ausgehend ausgesandt.

Des Weiteren definieren wir im Vorfeld einen Farbwert z.B. weiß und normalisieren diesen auf "1".

Nehmen wir weiter an, dort wo nix getroffen wird, haben wir die Farbe weiß, also den Wert Eins.

Wenn sich nun ein Objekt im Umfeld unserer Oberfläche befindet, und zum Beispiel zwei der Strahlen dieses Objekt treffen, bekommen wir zweimal den Wert Eins zurückgeliefert.

Daraus ergibt sich, wenn die Eingangs erwähnte Rechnung angewendet wird, folgendes:

2/8 = ¼ oder auch 0.25, das Ergebnis multipliziert mit dem normalisierten Farbwert also Eins, ergibt 0.25; dieser Wert wird nun von dem Anfangsfarbwert Eins abgezogen. Das Endergebnis ist 0.75.

Das heißt der Punkt den wir auf der Oberfläche betrachtet haben erhält den Farbwert 0.75; unser Anfangsfarbwert war bei Null als schwarz und bei Eins als weiß definiert; somit ergibt sich ein heller grauwert.

Anmerkung: Der schicke Roboter wurde von Marc Köhler entworfen und modelliert für den Kurzfilm Tellus. Vielen Dank nochmal an dieser Stelle!

Der Anfang vom Ende

2007-11-30T00:03:00.000+01:00

Bei diesem Clip handelt es sich um die Schluss-Sequenz aus dem Kurzfilm Tellus.

[Der Tellus hat in dieser Szene gerade einen der Roboter aus der Novus-Reihe (der Neue) zu Boden gestreckt und kampfunfähig gemacht.]

In dieser Szene wurde gefilmtes Material mit 3D Elementen kombiniert.

Die Kamera-Bewegung wurde mittels Bestimmung der Bewegungsparalaxe getrackt und anschließend die virtuelle Kamera in der 3D-Software angepasst.
Der Ast im Vordergrund wurde im Compositing herausmaskiert.

Allgemeine Bedeutung Bewegungparalaxe:
Das Gehirn nimmt Objekte als näher wahr, die sich relativ gesehen schneller bewegen.

Städte unter Kuppeln

2007-11-28T00:05:00.000+01:00

Bei dem Clip handelt es sich um eine Sequenz, aus dem Kurzfilm Tellus.

[Auf Grund Ökologischer Katastrophen sehen sich die Menschen gezwungen Ihre Städte mit Energienetzen vor schädlichen Umwelt-
einflüssen zu schützen.]

Bei dieser Sequenz handelt es sich ausschließlich um 2D Elemente.

Dieser Clip basiert auf einem Bild, welches ich mit Hilfe der Mal-
Software Painter erstellt habe. Das Bild besteht aus mehreren
Ebenen um so mittels der Motion Graphics Software After Effects
auf die einzelnen Bildinhalte, wie Vordergrund und Hintergrund zugreifen zu können.

Suche nach dem Geräusch

2007-11-27T23:20:00.000+01:00

Auch hierbei handelt es sich um eine kurze Sequenz aus dem Tellus-Projekt.

[Der Planet Erde wurde von der Menschheit verlassen. Das Überleben war un- möglich geworden. Eine von den Menschen geschaffene Robotergeneration (Tellus genannt) wurde auf dem Planeten zurückgelassen um die Schäden an der Umwelt zu beseitigen. In dieser Sequenz hört einer der Tellus ein Geräusch und sucht nach diesem...]

In dieser Szene wurde gefilmtes Material mit 3D Elementen kombiniert.

Die Umgebung haben wir mit einer DVCam-Kamera gefilmt, die Kamera anschließend als virtuelle Kamera nachgebaut und einen von uns in Autodesk Maya modellierten, texturierten und animier-
ten Charakter eingefügt.

Beleuchtung - Volumenstreuung

2007-08-20T16:08:00.000+02:00

Ich habe mich an das Thema Sub-Surface-Scattering (Volumenstreuung) herangewagt.

Es handelt sich hierbei um ein Verfahren, mit dem die Lichtberechnung bei transluzenten Körpern erfolgt. Transluzent bedeutet, dass diese Körper das Licht zu einem Teil durchlassen, das Licht wird in tiefer liegenden Schichten des Körpers reflektiert. Ein typisches Beispiel hierfür liefert die Haut.

Sub-Surface-Scattering (SSS)

Bei dem Sub-Surface-Scattering (SSS) gilt nicht die Regel des Reflexionsgesetztes, so sind Einfalls- und Ausfallswinkel nicht immer gleich, sondern die Verteilung der Austrittspunkte und –winkel der Lichtstrahlen erfolgt über eine Wahrscheinlichkeitsberechnung. Man kann diese mit einer Erweiterung der so genannten Bidirektionale-Reflektionsverteilungs-Funktion (engl. bidirectional reflection distribution function, kurz: BRDF) berechnen.

Und zwar mittels der Bidirektionale-Oberflächenstreuungs-Reflexionsverteilungs- Funktion (engl. bidirectional surface scattering reflectance distribution function, kurz: BSSRDF). Die Reflexion eines Lichtstrahls an einem gegebenen Punkt ist vom Einfalls- und Betrachtungswinkel, sowie vom Punkt an dem der Lichtstrahl in das Material eintritt abhängig

Das mathematisch Korrekte Verfahren der BSSRDF findet in der Computer Grafik kaum Anwendung, da es zu aufwendig in seiner Berechnung ist. Stattdessen wurde 2001 ein Näherungsverfahren entwickelt, welches ein sehr ähnliches Ergebnis liefert.

Hierbei wird über das gesamte Material eine Phasenfunktion mit einem Absorptions- und Streuungskoeffizient angegeben.

(vgl. Artikel Bidirectional Surface Scattering Reflectance Distribution Function. In: Wikipedia, Die freie Enzyklopädie. Bearbeitungsstand: 3. Juni 2007)

Mental Ray - Anti-Aliasing

2007-08-08T14:58:00.000+02:00

Die Anti-Aliasing Einstellungen definieren, wie das Bild abgetastet wird.

Werden hierbei die falschen Werte gewählt, hat man entweder Artefakte im Bildmaterial (wenn z.B die Abtastrate zu klein gewählt wird), oder aber die Berechnung des einzelnen Bildes dauert unverhältnismäßig lange.

Es macht durchaus Sinn, sich mit dem Thema zu beschäftigen.
Will man nur ein einzelnes Bild berechnen, mag dies häufig unerheblich sein, jedoch alle, die schon einmal an einer Filmproduktion teilgenommen haben, wissen genau welche Nerven es kostet stundenlang auf eine ein paar Frames dauernde Sequenz zu warten.

Die folgende Erläuterung soll als Hilfestellung und nicht als universelle Regel verstanden werden, im Endeffekt muss jeder selber wissen, wie er an die Thematik herantritt.

Anti-Alias

samples [ min_int ] max_int

Hierbei werden die Minimum und Maximum Abtast-Raten festgelegt. (Hier kann man sich den Empfehlungen von Mental Ray anvertrauen. Einstellung 0 2 oder 1 3 für hochauflösende Renderings (Produktion)).

Weiterführende Einstellungen empfehlen sich über die „Contrast Treshhold options“.

Hier sind gezielte Einstellungen für jeden Kanal möglich; so können Artefakte im Bild individuell beseitigt und das Rendering unter Umständen beschleunigt werden.

Beim Contrast Treshold werden zwei benachbarte Pixel verglichen. Sollte der Kontrast (des entsprechenden Farbkanals) höher als der Eingestellte Wert sein, so wird nochmals unterteilt, bis dieser Wert nicht mehr erreicht wird.

Von der Vorgehensweise sollte man erstmal mit einer Sample-Einstellung von 0 und 2 für Produktionen anfangen und dann den Contrast Treshold herabsetzten, falls Störungen im Bild erkennbar sind. Sollte selbst die kleinste Einstellung nichts mehr bringt, erhöht man den max Sample Wert auf 3 und setzt die Contrast Treshold Werte wieder herauf.

Die max Sample Werte erhöhen die Abtastung exponential und verlangsamen das Rendern dramatisch.

>Entscheidet man sich für eine extremer Tiefenschärfe im Bild, wird man um hohe Anti-Aliasing-Einstellungen nicht herum kommen!

Mental Ray - Filter

2007-08-08T14:55:00.000+02:00

Neben den Anti-Alias Einstellungen spielen auch die verwendeten Filter eine wichtige Rolle, deshalb natlos eine kurze Erläuterung hierzu.

Multi-pixel Filtering

filter box|triangle|gauss|mitchell|lanczos [width [height]]

Es gibt vordefinierte Filter die man in Metal Ray nutzen kann. Über das Multi-pixel Filtering können mehrere Samples in einem Pixel Wert abgelegt werden.

Alle Filter summieren die Samples innerhalb eines Filterbereichs mit einem bestimmten Gewichtungsfaktor.

Diese Gewichtung kann überall gleich sein (box) oder auch in Form einer Kurve verteiltsein (Gauss Mitchell oder Lanczos)

Ich habe zwar sehr gute Ergebnisse mit dem Gauss Filter erzielt, jedoch sind Sample-Einstellungen ein sehr komplexes Thema und erfordern viel Zeit und Tests.

In den Produktionseinstellungs-Empfehlungen wird meistens der Mitchell-Filter verwandt.

filter clip mitchell|lanczos [width [height]]

Abschließend zum Mitchell und Lancszos Filter. Es gibt mittlerweile noch eine Variante von diesen beiden Filtertypen. Beide Filter haben das Problem, dass sie negative Koeffizienten besitzen, was zu Wellen/Schwingungs-Artefakten an scharfen Kontrastkanten führen kann.

Um dem entgegen zu wirken gibt es den clip mitchell/ lanczos Filter. Hier werden die negativen Bereiche abgeschnitten.

Veröffentlichung Tellus-Projekt

2007-08-02T20:37:00.004+02:00

Ich wurde mehrfach gefragt, wo und wann man sich den Film anschauen/herunterladen kann.

Momentan bin ich leider noch in mehreren Projekten gebunden.
Sobald diese mir etwas mehr Luft lassen, wird es den Kurzfilm auf einer entsprechenden Website zu sehen geben.

Des Weiteren werde ich noch einige Hintergrundinfos zu einigen verwendeten Techniken geben und diese im Detail erläutern.

Fotostrecke Tellus

2007-08-02T20:21:00.000+02:00

Einige Screenshots aus dem Film

Mental Ray - Performance

2007-08-02T19:39:00.000+02:00

Da ich beim berechnen von virtuellen Bildmaterial, mittels des Renderers Mental Ray schon häufiger Probleme hinsichtlich des Speichers hatte, möchte ich einen kurzen Abriss über den so genannten "bsp" geben, welcher hierbei einen entscheidenen Einfluss darauf hat, ob eine Szene mit Mental Ray gerendert werden kann oder nicht.

Es handelt sich um einen Aspekt des Render-Algorithmus, natürlich gibt es noch einige andere Punkte zu beachten.

Speicher und Performance

acceleration bsp

Der Standard raytrace-Algorithmus ist der so genannte „binary space partitioning (BSP) ray tracing algorithm“

Dieser ist häufig, aber nicht immer schneller (gegenüber anderen Algorithmen) und wird über die so genannte „bsp size“ und „bsp depth“ gesteuert.

Das Ganze kann man sich wie einen Baum (BSP tree) vorstellen, wobei die „bsp size“ die maximale Anzahl von Polygonen (Triangles) innerhalb eines Blattes (Voxels) des Baums definiert, und „bsp depth“ die Anzahl der Etagen (Rekursionstiefe) innerhalb des „BSP- Voxel- Baums“.

Je weniger Triangeln innerhalb eines Voxels zu finden sind, desto schneller können diese beim ray-Tracing ermittelt werden.

Wenn ein Voxel mehr als die maximale Anzahl von Polygonen beinhaltet, wird es in zwei kleinere Voxel unterteilt, was eine neue Etage (depth) im Baum bedeutet. Das wird so lange gemacht, bis die maximale Anzahl von Etagen erreicht ist.

Standardmäßig ist die „bsp size“ auf 10 gesetzt und die „bsp depth“ variiert von 24 – 52.

Höhere „bsp depth“ Einstellungen verringern die Renderzeit, erhöhen jedoch den Speicher-Verbrauch und auch leicht den Vorberechnungs-Prozess. Für kleinere bis mittlere Szenen (relativ) empfiehlt sich eine Standarteinstellung von 15 (size) und 35 (depth).

Da es sich jedoch nicht um absolute Werte handelt, müssen die Werte getestet werden. Hierbei kann die visuelle Diagnose (siehe BSP Diagnostic) genutzt werden.

Probleme die entstehen können

Wenn die Anzahl der Polygone nicht in den „BSP tree“ passt, wird die „bsp size“ vernachlässigt und unbrauchbare Blattgrößen werden definiert. Das hat zur Folge, dass die Renderzeit dramatisch anwächst und im schlimmsten Fall der Renderprozess zusammenbricht. Hier muss man andere Lösungen finden.

acceleration large bsp

Eine Lösung bietet die „acceleration large bsp“, bei der alle Parameter exakt dieselben sind, nur das hierbei ein so genannter „multi-level BSP tree“ zum Einsatz kommt.

Nachteil ist hierbei, dass das ray Tracing um 15-20% langsamer wird, dieses Verfahren jedoch viel effektiver mit Speicherproblematiken umgehen kann, und somit auch das Rendern von sehr großen Szenen ermöglicht.

Thema Diplomarbeit

2007-07-30T21:51:00.007+02:00

Die Arbeiten zu meinem Diplom schreiten voran.
Ich habe mir als Thema einen ganzheitlichen Entwurfsprozess aus dem Bereich Character-Design herausgesucht. In mehreren Schritten wird hierbei erläutert, wie ein virtueller Charakter entworfen, als 2D-Figur gerendert und anschließend als 3D-Modell ausgeführt wird. Alle Arbeitsschritte werden hierbei in Video-Form dokumentiert.

Die 2D Arbeitsschritte umfassen den Ideenfindungs- prozess, einen kurzen Abriss mensch- licher Anatomie, da es sich um einen humanoiden Charakter handelt, das Ausführen eines Repräsentativen 2D-Renderings, sowie das Vorbereiten so genannter Image-Planes für den weiterführenden 3D-Prozess.

Die 3D Arbeitsschritte befassen sich mit dem Modellierungs- prozess (organic surface modeling with nurbs)

Hier eine weitere Skizze!

Tellus Projekt

2007-07-30T20:47:00.001+02:00

Seit April 2007 ist endlich das Kurzfilmprojekt Tellus von Marc und mir fertiggestellt worden.

Bei dem Projekt Tellus handelt es sich um einen Kurzfilm, welcher als Intro für einen fiktiven Spielfilm angelegt ist, somit ist dieser Kurzfilm in seiner Handlung nicht abgeschlossen, sondern eröffnet Gedankenspiele, auf das was kommen mag!

Der Name Tellus
Tellus oft auch Terra Mater, Mutter Erde genannt, wurde in der Mythologie als Beschützerin und Schöpferin unseres Lebensraums auf Erden verehrt.
Somit steht diese italienische Gottheit auch Pate für die Handlung des futuristischen Kurzfilms Tellus.

In diesem Film wird erzählt, wie die Menschheit auf Grund ökologischer Katastrophen den Planet Erde im 25Jhd. verlassen muss und Roboter zurücklässt, in der Hoffnung, dass diese die Umweltsünden ihrer Erbauer beseitigen können.
Diese Roboter „Tellus“ genannt, erschaffen aus einer Notlage heraus eine weitere Generation von Robotern. Es kommt zum Zwist und ein Krieg um die Erde entbrennt…

Zielsetzung
Das Projekt „Tellus“ hat einen futuristischen Kurzfilm zum Ziel, in dem verschiedene medientechnische Arbeitstechniken vereint werden.
Eine Kombination aus 2D-Renderings, 3D-Maya-Modellen und gedrehten Realfilmszenen soll den Teilnehmern Techniken aus den Bereichen Bild, Ton sowie Computergrafik näher bringen.

Umsetzung
Der Film gliedert sich in zwei Teile, dem Prolog und dem Hauptteil.

Der Prolog wird in gemalten/bearbeiteten Bildern (untermauert von einem Sprecher) erzählt.
Der Schluss dieses Prologs geht nahtlos in den Hauptteil, eine Realfilmszene über, welche mit 3D-Roboter-Modellen ergänzt ist.

2D-Bilder
Bei den 2D-Bildern handelt es sich um einen Mix aus gemalten Bildern (Corel Painter, Adobe Photoshop), bearbeiteten und verfremdeten Fotos (Adobe Photoshop), sowie 3D-Renderings, die ebenfalls verfremdet wurden (Autodesk Maya, Adobe Photoshop)

2D-Animation
Die 2D-Bilder wurden in Adobe After Effects composed und animiert.

3D-Modelle
Für den zweiten Teil des Films entstanden zwei Poly-Roboter-Modelle in der 3D-Software Autodesk Maya.

Texturierung (UV-Mapping)
Damit die Roboter-Modelle realistisch aussehen, mussten diese eine künstliche "Haut" erhalten.
In einem ersten Schritt wurden von den Polygon-Modellen so genannte UV-Maps erstellt. Es handelt sich dabei um 2D-Abwicklungen der 3D-Modelle in Maya. Anhand dieser Abwicklungen wurden in Photoshop Bilder gemalt, die das Aussehen der Modelle prägen.

Beleuchtung
In der Computergrafik muss die so genannte Echtweltbeleuchtung (Sonnenschein) simuliert werden. Das machte eine relativ komplexe Beleuchtung nötig.
Es wurde ein Directional-Light als Führungslicht gesetzt, das die Grundbeleuchtung erzeugen sollte. Es simulierte das Sonnenlicht und gab räumliche Tiefe durch harte Schatten, des Weiteren sorgte es für die specularen Reflexionen.
Ein zusätzliches Directional-Light diente als Aufhelllicht. Es machte die Schatten weicher und leuchtete den wesentlichen Rest des Roboters aus. Insgesamt 17 weitere Lichter sorgten dafür, das Umgebungslicht zu simulieren.

Tellus Besonderheiten

2007-07-30T20:04:00.000+02:00

2D Compositing
Bei den Bildern wurde sich darauf beschränkt, kleine Akzente zu setzten, die den Inhalt des Sprechertextes betonen sollten, so z.B. bei den Windrädern (Energieversorgung) sich leicht bewegende Wolken am Himmel um die Dynamik zu symbolisieren, oder auch das Aufbauen eines Energienetzes als Schutz vor drohenden Umweltkatastrophen.

Für einige Szenen wurden Typografieanimationen genutzt, andere Bilder wurden aus 3D-Szenen erzeugt und so stark verändert, dass sie wieder nach Bildern aussahen, wie z.B. die Reparaturszene.

Die Farbgebung
Der Prolog soll in der Vergangenheit der Roboter spielen, der Inhalt ist bedrückend, da die Menschen aufgrund der Umweltschäden Ihren Planeten verlassen mussten.
Aus diesem Grund wurde die Farbgebung in Sepiatönen gehalten und die Farben entsättigt, die Farben sollten die Geschichte symbolisieren und die düstere Stimmung wiedergeben.

Sportwagen

2007-07-30T15:32:00.000+02:00

Dies war eine Arbeit auf Basis eines Tutorials.
Ich habe hier mit Polygonen gearbeitet, welche ich anschließend in Subdivision Surfaces gewandelt habe, um die gewünschten Kurven und feinen Details herauszuarbeiten.
Abschließend wurde das Model wieder in Polys gewandelt und Texturiert.
Auf die Reifen habe ich eine Displacement-Map angewandt.
Die Beleuchtung erfolgte über drei Directional Lights und einem HDR-Image.