[ab] 3D-Artists haben einen großen Vorteil: Sie können Dinge erschaffen und zum Leben erwecken, obwohl es sie in der Realität vielleicht noch gar nicht gibt. Der Nachteil: Sie haben eine eigene Sprache, die es „Normalsterblichen“ nicht gerade leicht macht, sie zu verstehen. 😉 Um die sprachliche Barriere zumindest etwas herunterzuschrauben, hat das 3D-Team von GM-W ein kleines Lexikon für Euch erstellt.

3ds Max

3ds Max, früher „3D Studio Max“, ist ein 3D-Computergrafik- und Animationsprogramm für Renderings, Animationen, Filme (The Green Mile, Hellboy, Jurassic Park, Matrix etc.) und Computerspiele (Assassin’s Creed, Far Cry, GTA etc.).

Animation

Im Prinzip ist eine Animation die Veränderung (z. B. die Bewegung) eines Objektes über einen gewissen Zeitraum. Im 3D-Programm wird das durch drei Dinge erreicht: Zwei Schlüsselposen (Keyframes) auf der Zeitleiste (Timeline) und der vom Programm berechneten Bewegung von einem Punkt zum anderen (Interpolation). Dies ist eine von mehreren Herangehensweisen, um eine Animation zu erstellen. Eine weitere ist das sogenannte Motion Capturing. Hierbei werden die Bewegungen eines Schauspielers mit Hilfe eines Spezialanzugs aufgezeichnet und in Bewegungsdaten umgewandelt. Legt man diese Daten auf einen virtuellen Charakter, bewegt er sich wie der Schauspieler und erzeugt auf diese Weise eine Animation. Verwendet wurde diese Technik z. B. beim Charakter „Gollum“ im Film „Herr der Ringe“.

Body Object

Als Body Object wird ein 3D-Modell bezeichnet, das aus einem CAD-Programm in 3ds Max importiert wird (z. B. aus einer STEP-Datei: „Standard for the Exchange of Product Model Data“). In der Darstellung kann man es sich wie ein Drahtgitter vorstellen, welches mit einer „Haut“ überzogen ist (anders als bei einem Poly Object).

CAD(-Daten)

CAD steht für Computer-aided Design und bedeuted so viel wie rechnerunterstütztes Konstruieren. Die daraus entstehenden Konstruktionsdaten werden unter anderem in den Bereichen Engineering, Architektur, Inspektion, Konstruktion und heute auch standardmäßig zur Erstellung von 3D-Modellen genutzt.

Constraints

Constraints sind Bedingungen bzw. Abhängigkeiten unter Modellen (z. B. wenn ein Stift einer Hand folgt), welche beim Animieren hilfreich sind. Als Oberflächen-Constraint bezeichnet man ein Objekt, das immer auf der Oberfläche eines anderen Objekts sitzt und von ihm abhängig ist (z. B. ein Karussel: Die einzelnen Figuren drehen sich mit ihm).

Frame

Frame nennt man einen „Rahmen“ bzw. ein Bild in einer Animation. In frames per second (fps) bzw. Bildrahmen/Bilder pro Sekunde (BpS) wird die Anzahl der Einzelbilder pro Sekunde in einem Film oder einer Animation bezeichnet. Ab ca. 14 bis 16 fps nimmt das menschliche Gehirn aufeinanderfolgende Bilder als Bewegung wahr.

Framebuffer

Frame = Einzelbild; Buffer = Zwischenspeicher – Ein Framebuffer ist also ein Ansichtsfenster, in dem man den Fortschritt des Renderings verfolgen kann.

Global Illumination

Bei der Global Illumination wird indirektes Licht simuliert, welches nicht direkt von einer Lichtquelle kommt, sondern von anderen Objekten abstrahlt. Dies macht gerenderte Bilder realistischer.

Graph Editor

Im Graph Editor werden die Animationen anhand von Kurven dargestellt. Mit ihm kann man seiner Animation den letzten Schliff in Sachen Abspielgeschwindigkeit, Beschleunigung usw. geben.

graph_editor

Wer früher in Mathematik beim Thema Kurvendiskussion noch dachte, das man es im Leben nie wieder braucht, hat sich gewaltig geschnitten – zumindest, wenn man nach der Schule die Richtung 3D eingeschlagen hat. 😉 Denn hier wird die trockene Theorie zur Praxis, wenn es beispielsweise darum geht, durch Graphen die Richtung des Objekts oder die Geschwindigkeit der Animation zu verändern.

Interpolation

So nennt man die vom Programm berechnete Bewegung zwischen zwei Schlüsselposen, sogenannte Keyframes, in einer Animation.

Lighting

Unter Lighting versteht man generell das Aus-/Belichten bzw. die Lichteinstellungen in  einer 3D-Szene. Beim Image Based Lighting (IBL) wird die 3D-Szene mit Hilfe eines HDR-Bildes belichtet (High Dynamic Range: Dies ist ein Hochkontrastbild, was entweder mit Spezialkameras oder im 3D-Programm aus mehreren, unterschiedlich lang belichteten Bildern hergestellt wird. Es beinhaltet somit detaillierte Helligkeitsinformationen und -unterschiede).

Low-Poly/High-Poly

Bei Low-Poly hat das 3D-Modell relativ wenige Unterteilungen, wirkt somit grober und zeigt weniger Details.

low_poly

Bei High-Poly werden die einzelnen Polygone nochmals unterteilt. Das 3D-Modell wirkt somit glatter und detailreicher.

high_poly

MaxScript

MaxScript ist eine eigens für 3ds Max entwickelte Programmiersprache, mit deren Hilfe man eigene kleine Scripts schreiben kann, die das Arbeiten erleichtern. Man kann zum Beispiel häufig durchlaufene Arbeitsschritte damit automatisieren.

Mesh

Das Polygonnetz/-gitter dient dem Modelling von 3D-Objekten – je feiner das Mesh, desto detailreicher ist das 3D-Modell (siehe Low-Poly/High-Poly).

Modelling

Modelling ist der allgemeine Begriff für das Erstellen und Bearbeiten eines 3D-Modells. Grundlage hierfür sind die sogenannten Primitives (Grundkörper/-formen), aus denen das eigentliche Modell entworfen wird.

primitives_3
Primitives in der Gitternetzansicht
primitives_rendering
Gerenderte Primitives

Das Modelling kann man grob in zwei Arten unterteilen: das Organic Modelling (für organische Objekte wie z. B. ein Baum, eine Hand, ein Tier) und das Hard-surface Modelling (auf Basis von Polygonen; meist für nicht-organische Objekte, etwas von Menschenhand gefertigtes, mechanisches wie z. B. ein Auto, ein Haus, eine Maschine).
Bei der Definition dieser beiden Begriffe scheiden sich aber oft die Geister. Hier gibt es also genau genommen kein „richtig“ oder „falsch“.

Modifiers

Modifikatoren sind vergleichbar mit Photoshop-Einstellungsebenen. Sie werden in 3ds Max zur Beeinflussung von Objekten verwendet und erleichtern das Modelling, da man während des Schaffensprozesses bei Bedarf immer wieder auf eine vorherige Einstellung zurückspringen kann. Ein paar Beispiele für Modifikatoren: Unter Smooth kann man beispielsweise das automatische Glätten der Objektoberfläche einstellen (beim Turbosmooth noch extremer durch nochmalige Unterteilung der einzelnen Polygone). Das Slicing ermöglicht es, einen Objektquerschnitt zu erstellen.

GM-W hat diese Methode z. B. in der neuen Porocarb® Animation für Heraeus genutzt, um das Innenleben einiger Objekte zum Vorschein zu bringen:

 

Normal

Sie ist eine Art Vektor und steht immer in einem Winkel von 90° auf einem Face. An ihr kann man die Ausrichtung der Fläche erkennen bzw. die Richtung, in die sie zeigt.

normals
Faces und ihre dazugehörigen Normals

Poly

Als Poly bezeichnet man ein Segment bzw. einzelne Zelle eines 3D-Modells bzw. eines Gittermodells. Eingegrenzt wird es von den sogenannten Edges (Kanten), die von Vertices (Singular: Vertex, Eck-/Knotenpunkt) zusammengehalten werden. Sie bilden die Form eines Modells. Die Fläche, die dazwischen entsteht (mind. 3 Edges sind notwendig), wird als Face bezeichnet.

face_edge_vertex
Ein Poly besteht aus Edges (weiße Linien) und Vertices (blaue Puntke), die dessen Face (grüne Fläche dazwischen) ergeben.

Rendering

Ein Rendering ist die Computergenerierung eines 2D-Bildes aus der 3D-Szene (Pixelberechnung). Dies ist quasi der letzte Schritt in der 3D-Bearbeitung, bei dem das eigentliche Bild oder die Animation in der vorbereiteten Szene entsteht. Einige verschiedene und oft spezialisierte Rendering-Methoden wurden entwickelt, um verschiedenste Ergebnisse zu erreichen. Diese erstrecken sich von nicht realistischen Wireframe Renderings über polygonbasierte Renderings bis hin zu fortgeschritteneren Methoden wie Ray Tracing, Radiosity oder Scanline Tracing. Das Rendering kann einen Bruchteil einer Sekunde dauern oder aber je nach Komplexität auch Tage für ein einziges Bild.

Rigg

Ein Rigg ist eine Art Gerüst bestehend aus sogenannten Bones (Knochen) und Joints (Gelenke), die einem Modell zugeordnet sind. Mit ihrer Hilfe kann man es bewegen ohne dabei seine Grundgeometrie zu verändern. Meist wird es bei organischen Modellen oder für in Abhängigkeit zueinander stehende Modelle verwendet (z. B. eine Kette, ein Baggerarm oder ein menschlicher Körper).

Shading

So nennt man die Materialeinstellungen eines Modells. Hier wird der sog. Shader definiert. Er legt das Oberflächenmaterial eines Modells und seine Eigenschaften fest. Hier gibt es zahlreiche Einstellungen wie z. B.: Opacity (Deckkraft des Materials), Reflection (Reflektivität des Materials), Refraction (Lichtbrechung, hauptsächlich für die Simulation von Glas o. ä. Flächen), Texture (Bild des Materials, Farbe/Muster) u. v. m.

opacity
Veränderte Opacity-Einstellungen: Die Deckkraft des vorderen Objekts wurde verringert. Es ist nun halbdurchsichtig, so dass das hintere durchscheint.
reflection_refraction
[1] normale Textur  [2] Reflection  [3] Refraction

Für die Höheninformation und den Detailgrad einer Oberfläche sind die Bump-Map und die Displacement-Map zuständig. Während bei der Bump-Map die Struktur durch Hell-Dunkel-Kontraste nur simuliert wird, verändert sie sich bei der Displacement-Map tatsächlich, was dann auch im Mesh sichtbar wird (sehr rechenintensiv).

ohne_und_bump_und_displacement.jpg

bump_displacment_wire.jpg
[1] glatte Oberflächenstruktur  [2] veränderte Struktur durch Bump-Map; Mesh unverändert  [3] veränderte Struktur durch Displacement-Map; Mesh mitverändert

Stage

Sie ist, wie der Name schon sagt, eine Art leere Bühne, auf der sich ein Objekt befindet – quasi das „virtuelle Fotostudio“.

Transformation

Um ein 3D-Modell zu verändern, gibt es verschiedene Transformationsbefehle, die es z. B. drehen (Rotation), es vergrößern/verkleinern (Scaling) oder es generell bewegen (Translation). Dies erreicht man entweder durch die Eingabe von entsprechenden Werten oder am Ankerpunkt (Pivot), mit dem ein Objekt direkt bewegt, rotiert oder skaliert werden kann.

UV-Mapping

Mithilfe des UV-Koordinaten-Systems kann eine Textur exakt platziert werden. Zunächst kann man sich diese am Beispiel eines Würfels wie eine auseinandergefaltete Schachtel vorstellen. Hier wird festgelegt, wo was auf dem Objekt zu sehen sein soll. Anschließend wird die erstellte Textur (z. B. ein Muster) angewandt und auf das Objekt gelegt.

V-Ray

V-Ray ist ein externer Renderer, der die Bildberechnung in Programmen wie 3ds Max unterstützt. Er steigert die Qualität der Bilder und macht sie noch fotorealistischer.

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