Was ist 3D? Perspektive eines 3D Modelling Artist.

Wenn ich gefragt werde, was das Arbeiten in 3D genau ist und wie man sich den Prozess vorstellen müsse, habe ich bislang immer mit Händen und Füßen versucht zu erklären, was ich im Job eigentlich mache. Sogar der Großteil meiner Freunde und Familie sind mit den Begrifflichkeiten überfordert.

„Da gibt es Flächen und Punkte die ich miteinander verbinde und daraus entsteht ein Modell.“

„Ich male etwas aber mit Tiefe.“ 

…besser, aber noch immer nichts, was man richtig greifen könnte.

3D Modellierung ist das digitale Bildhauen. Hammer und Meißel werden durch Maus & Software ersetzt. Trotzdem bleiben ein paar Unterschiede. Wenn der Bildhauer von einem großen Stein etwas wegnimmt, um die Skulptur freizustellen, die er schon vor seinem inneren Auge sieht, beginnt es bei der 3D Arbeit ganz klein.

Wofür ist 3D gut?

Beantworten wir doch die Frage, die ich meist zuerst und dann nochmal zuletzt gestellt bekomme. Wofür sind 3D Modelle gut? Das für mich eingängigste Beispiel ist die Werbung.

Stellen Sie sich vor, Sie haben ein Produkt erfunden. Es ist bahnbrechend und muss so vielen Menschen gezeigt werden, wie es irgendwie geht. Gleichzeitig fürchten Sie aber, dass die Konkurrenz nicht schläft und es wäre nicht das erste Mal in der Geschichte, dass großartige Ideen unabhängig, gleichzeitig erfunden werden.

Also die Zeit ist ihr Gegner. Dinge müssen parallel entstehen. Sie können nicht auf die erste Produktionscharge warten und dann erst die Werbung entwickeln. Flyer müssen gestaltet werden, Videos produziert, Websites veröffentlicht. Hier komme ich ins Spiel.

Die Möglichkeiten in 3D.

Ich verarbeite die Zeichnungen, die Konstruktionsdaten oder einfach nur die Idee in etwas, das so aussieht als wäre die Produktion fertig, ohne dass diese begonnen haben muss. Aber das ist noch nicht alles. Im Gegensatz zu dem Fotografen, der erst beginnen kann, wenn alles vorbereitet ist, kann ich alle Bedingungen zum Fotografieren immer zu 100% wiederholen. Eine Produktreihe, die immer im gleichen Winkel fotografiert wird, kein Problem. Eine Änderung am Produkt schnell nacharbeiten? Einfach! Physikalische Grenzen überwinden und das Gehäuse transparent schalten, während die Einzelteile vom Hauptkörper weg explodieren und sich dabei in Glas verwandeln? – Aber natürlich! Fragen Sie mal den Fotografen Ihres Vertrauens.

Die Anwendungsfälle sind vielzählig. Das Gebäude soll den Investoren bereits gezeigt, werden bevor es gebaut wird. Die Baumaschine ist zu groß, um sie in das nächste Fotostudio zu transportieren, das Objekt ist zu klein für normale Kameras.

Wie läuft ein Projekt in 3D ab?

Inspiration, Recherche und Konzept.

Jetzt, da wir geklärt haben, warum und wofür man 3D benötigt, zeige ich doch mal wie das denn abläuft und was hier hinter den Kulissen passiert.
Starten wir doch mit der Inspiration. 

Meist kommt ein Kunde mit einer Idee oder einem Vorhaben auf uns zu. Manchmal möchte ich auch einfach die eigene Vorstellung umgesetzt sehen. Zum Beispiel eine Vintage Kamera – finde ich richtig schick, kann in jede zweite Innenraumszene gestellt werden und ist technisch eine mittelschwere Idee. So beginnt meist die Recherche, Bildsuche, Referenzen zu Farben, Formen oder Werken die in die gleiche Richtung gehen.

Es entwickeln sich erste Ideen, die nachgezeichnet und ausgearbeitet werden. Da wird mal aus der 8mm eine 16mm. Aus dem einen Objektiv schnell ein Revolverobjektiv und aus dem Filmkästchen schnell der Filmkasten.

Jetzt, wo die Recherche abgeschlossen ist, wird der Plan gefasst. Worum geht es genau und wie stellen wir den Zweck mehr heraus. Da wir in diesem Beipiel zeigen wollen, wofür 3D Modelle gut sind, habe ich mich dafür entschieden einen, Röntgenblick in das Innere des Objekts zu zeigen. Nicht nur das dies eine sehr interessante Darstellung ist, sie hebt auch einige der 3D Fähigkeiten stark hervor.

Step One – 3D Modellierung

Alles beginnt mit einer flachen Fläche, einem einsamen Würfel oder einer kleinen Kugel. Jede Linie soll eine Bedeutung haben.

Wenn wir die Linien im Würfel wegnehmen, bleibt es beim selben Würfel. Also sind diese Linien überflüssig. Die ideale Fläche hat vier Seiten und kann später sehr einfach weiterverarbeitet werden. Es ist ein wenig wie ein Puzzle, bei dem man immer versucht, das Modell so zu gestalten, dass so wenig Dreiecke wie möglich entstehen und Vielecke komplett vermieden werden.

Da haben wir ja jetzt schon einen recht genauen Grundkörper, leider erscheint er noch sehr eckig. Mit dem Subdivision Modul wird jede Fläche mehrfach geteilt und dadurch rund. Nur verschwinden gerade alle Kanten. Diese müssen wir extra auswählen und ihnen eine Kantensteifigkeit zuweisen. In der Natur hat keine Kante einen exakten 90° Winkel. Alles hat einen minimalen Übergang, sogar die scharfe Seite einer Rasierklinge.

Früher wurde dies noch mit ausmodellierten Kanten gemacht, diese konnte man aber im Anschluss nicht mehr ändern denn sie waren fest eingebaut. Bei der Arbeit mit Kunden ist das natürlich keine Option. Nach vielen Stunden haben wir es geschafft, das Modell ist fertig. Es besteht aus sehr vielen Einzelteilen und wird noch in wilden Farben dargestellt. (Da müssen wir jetzt ran.)

Step Two – Materialien

Hier können wir gut auf unsere Recherche zurückgreifen. Was für Materialien sind das und wie sind diese beschaffen. Wir sprechen hier nicht von dem etwas bläulicheren Stahl im Gegensatz zu dem etwas neutralerem Aluminium, sondern wir gehen hier richtig in die physikalische Tiefe. Ist das Reflektionsverhalten gleichförmig oder wie bei einem Pfannenboden anisotrop? Welche Rauheit besitzt das Material? Welchen IOR Wert hat der Lack und hat die Oberfläche dadurch ganz andere Glanzeigenschaften? Diese Fragen stellen wir uns zu jedem Material, das verwendet wird. Hier kann eine Menge Realismus entstehen, der sich im späteren Verlauf im Ergebnis widerspiegelt.

Ein Material ist natürlich nicht einfach fertig, es hat Unregelmäßigkeiten. Kleine Kratzer, Staubablagerungen, Fingerabdrücke oder farbig andere Stellen, die durch Produktionsfehler oder Nutzung hervorgerufen werden. Hier unterscheidet sich ein wichtiger Kostenfaktor für das Modell und es trennt sich das Stilistische vom Fotorealen. Wir wollen hier aber mal den ganzen Weg gehen und zeigen was passiert.

UVW Mapping

Wir wählen diesen Grundkörper hier aus und müssen ihn wie ein Papiermodell entfalten. Wir setzen Schnittkanten ein und müssen es so flach wie möglich bekommen, damit wir so wenig Dehnung in der Textur haben wie möglich. Das dies nicht immer einfach ist, sehen Sie bei den hunderten von Versuchen die Erde korrekt flach auf Papier darzustellen. Von der Merkator-Projektion die Seewege in den korrekten Winkeln ließ dafür aber die Landmassen stark  in der Größe verzerrt zu den neueren Modellen bei denen die Kontinente eine Stauchung erfahren, dafür aber die Größe stimmt. Es bedarf immer eines Kompromisses. Auch Schnittkanten gehören dazu. Diese versuchen wir bei jedem Modell so gut es geht zu verstecken. Jetzt haben wir es flach und können loslegen. Es werden viele Texturen miteinander kombiniert die sich auch gegenseitig beeinflussen. Und tadaa , fertig – Moment, wir sehen nichts. Richtig! Das Licht fehlt.

Step three – Fotostudio

Licht

Wir gehen also ins virtuelle Fotostudio. Das existiert noch gar nicht, also bauen wir schnell eins. Hier eine Hohlkehle, hier ein Keylight, hier das Filllight und da das Rimlight. So sieht es doch schon plastisch aus. Jetzt noch die Umgebungskarte (HDRI Map) für Reflektionen (da ein reflektierendes Objekt nur so gut aussieht wie seine Umgebung) und ab zur Kamera.

Kamera

Hier arbeiten wir mit den gleichen Parametern wie Ihr Fotograf, aber mit weniger Einschränkungen. Wir wählen genauso die Objektivgröße, bestimmen die Tiefenschärfe mit den F-Stops und können über die Belichtungszeit interessante Effekte bei sich bewegenden Objekten einfangen. Die Iso Werte können wir beliebig setzen, schöne neue digitale Welt.

Rendering

All unsere Arbeit wird jetzt dem Computer übergeben, der rechnet jetzt aus wie das Licht entsteht, auf das Objekt trifft, abprallt und sich weiter im Raum verteilt und das Ergebnis ist das hier.

(Beispiel)

In dieser Größe hat die Berechnung jetzt 30 Minuten für ein 4k Bild gebraucht. Wir haben noch die Möglichkeit die Lichter anzupassen und geben alles in Ebenen heraus.

Editing

In unserem Bild- oder Videobearbeitungsprogramm, fügen wir diese wilden Ausgabebilder nun mit den verschiedensten Ebenenmodi zusammen und erhalten die Möglichkeit nochmal ein ganzes Stück Stil heraus zu holen. Hier mal eine kleine Wahl der Möglichkeiten im Bild.
Bei einer Animation gehen wir ähnlich vor, nur mit 25 Bildern für jede gewünschte Sekunde und drei ganz neuen Sektionen: Rigging, Skinning und Animation. Schauen Sie hier.

Stefan Frank

Stefan Frank hat 2009 das Unternehmen ink3D Design gegründet und seither 3D Animationen für lokale sowie internationale Unternehmen erstellt. Er hat 2012 einen Innovationsaward gewonnen.

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