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Mittlerweile haben wir unsere Stadt modelliert, haben eine Menge Autos und deren Materialien gestaltet. Jetzt, im dritten Teil unseres vierteiligen Workshops lernen Sie, wie diese Objekte richtig in Szene setzen und beleuchten.
Und es ward Licht...
Am Anfang schuf Gott Himmel und Erde. Gott sprach: Es werde Licht. Und er sah, daß das Licht gut war. Tja, ganz so einfach haben Sie es leider nicht (jedenfalls nicht so lange es keine Spracherkennung am Amiga gibt!). Aber auch nicht viel schwerer. Im Laufe der Versionen haben sich die Lichtquellen in Cinema zu sehr komplexen, genau defenierbaren Bestandteilen des Programms entwickelt. Von der Schärfe des Schattens bis zur Farbe der Linsenreflexionen können Sie alles bestimmen. Durch diese Funktionsvielfalt stehen Ihnen vielseitige Gestaltungsmöglichkeiten offen. Und genau diese Möglichkeiten wollen wir heute besprechen. Obwohl wir in diesem Kurs-Teil auch die Gestaltung der Umgebung und die Plazierung der Objekte besprechen, soll auf der Belichtung der Schwerpunkt liegen.
An Ort und Stelle
Doch kommen wir zunächst zu den Objekten. Wenn Sie den letzten Teil erfolgreich nachvollzogen haben, sollten Sie jetzt ein Taxi-Modell, ein Polizei-Auto, verschiedenfarbige, normale Autos und vielleicht einen Bus oder LKW haben. Die Objekte sollten alle nicht zu viel Speicher beanspruchen (»Objekt-Information« F-Taste drücken), denn um den New Yorker Verkehr zu simulieren brauchen wir einige Autos, es müssen immer mind. 10 oder mehr Fahrzeuge im Bild zu sehen sein. Wieviele Sie am Ende brauchen hängt natürlich von der Handlung und von Ihrer Speicherkapazität ab. Dublizieren Sie einfach ein paar, am besten die Polizei- und die normalen Autos. Machen Sie dann eine Probe-Berechnung (Auflösung: 320x240 Pixel). Bekommen Sie eine Speicher-Meldung, reduzieren Sie einfach die Anzahl. Vor allem Besitzer von Amigas mit kleinerer Konfiguration sind gezwungen einen Kompromiß mit dem Programm zu schließen. Haben Sie ihre persönliche Lösung gefunden? Gut, nun zum Verkehr. Wenn der Grundriß eine Hauptstraße hat, die von einer zweiten Straße gekreuzt wird, dann teilen Sie den »Verkehr« in vier Hauptströme. Für jede Straße zwei Spuren, die paarweise in verschiedenen Ebenen liegen. In der Zukunft können ja alle Autos fliegen, und so braucht man keine Ampeln mehr. Die beiden Autoströme »überfliegen« sich einfach an der Kreuzung. Verkehr und Gegenverkehr liegen jedoch immernoch auf einer Höhe. Wenn Sie besonders viel Speicher besitzen, können Sie dieses Schauspiel mehrmals in verschiedenen Höhen in ihre Szene einfügen. Damit füllt sich der Hintergrund, und insgesamt wrikt alles realistischer. Doch auch mit wenig Speicher läßt sich der Hintergrund füllen, und zwar mit einem Trick (siehe nächster Abschnitt). Machen Sie sich keine Gedanken über die Plazierung unseres Taxis oder der verfolgenden Polizei-Farhzeuge. Für eine wilde Verfolgungsjagd existieren keine Schranken und Verkehrsbegrenzungen!
Getrickst
Um vorbeifliegende Autos,
die sich in großer Entfernung zur Kamera befinden zu simulieren,
müssen sie nicht unbedingt »echte« Autos an diese Stelle
setzen. Wir können sie auch »simulieren«; mit einer
»Kulisse«. Öffnen Sie ein neues Dokument, laden Sie ein paar
Fahrzeuge (nur normale) und plazieren Sie sie. Wählen Sie einen
großen Abstand und eine große Brennweite, so daß die
Hilfsgitterlinien fast parallel verlaufen. Aktivieren Sie das Himmel-Objekt und
ordnen Sie ihm ein Material mit einer Farbe zu, die sie bei keinem Auto
verwenden (z.B.: »Rosa«, »Grellgrün«, u.s.w.). Die
Hintergrund-Farbe muß später ausblendbar sein. Starten Sie eine
normale Bildberechnung (ca. 400x400 Pixel). Laden sie das berechnete Bild in
einem Mal-Programm und setzen Sie die Hintergrundfarbe auf schwarz. Speichern
Sie das Bild unter einem anderen (!) Namen ab. Dieses Bild wird die Farb-Textur
für die Kulisse (Tip: Markieren sie dies im Namen mit entsprech. Endung:
»*.fa« für Farb-Texturen, »*.tr« für
Transparenz, »*.re« für Reliefs, u.s.w.). Danach setzen sie
die Farbe auf weiß und alle anderen Farben auf schwarz. Das wird die
Transparenz-Textur. Gehen Sie zurück in unser Ausgangsdokument, die Stadt,
und erzeugen Sie ein Viereck, »das vom Boden bis in den Himmel
reicht« oder zumindest außerhalb der Kamera-Sicht endet. Das
Material für dieses Viereck enthält beide Texturen. Plazieren Sie das
Material entsprechend auf der Kulisse und lassen Sie ein Probe-Bild rendern.
Voilá, jetzt haben Sie eine Auto-Front, die genauso gut wie
»echte« Autos ist. Die Kulisse hat nur einen Nachteil; die
transparenten Stellen werden nicht gespiegelt. Das macht aber nichts, denn aus
Gründen des Rechenaufwands sollten Sie sowieso von großen
spiegelnden Flächen absehen. Wie Sie diese Front bewegen erkläre ich
Ihnen im letzten Teil unseres Workshops.
Im Anfang schuf Gott Himmel und Erde...
...und er sah, daß es gut war. Naja, bis es so weit ist, müssen Sie erst noch diesen Abschnitt lesen. Denn jetzt kommen wir zur Umgebung. Die Großstadt, in der unsere Animation spielen soll, besteht aus unglaublich hohen Wolkenkratzern. In jeder Höhe herrscht starker Verkehr. Daher ist es nicht wunderlich, daß diese Stadt ein großes Smog-Problem hat. Die Abgase der Autos verdichten sich ab einer gewissen »Tiefe« zu dichtem grauen Nebel. Meistens fliegt niemand in dieser Tiefe. Aber was für New York ein Problem, ist für uns ein Vorteil. Da alles irgendwann »verschwindet«, eigentlich nicht mehr zu sehen ist, müssen wir auch nicht weiter als bis zum Nebel modellieren. Normalerweise enden Gebäude am Boden, aber hier enden sie im Nebel. Wichtig: Das Ende muß im (!) Nebel verschwinden, genau an der Stelle, wo man nicht mehr durchsehen kann. Diese Stelle können Sie genau festlegen. Weil wir den Himmel noch sehen wollen, können wir leider nicht den Umgebungsnebel verwenden, da dieser sich nach allen Richtungen ausstreckt. Erzeugen Sie deshalb einen Würfel, dem Sie ein Nebel-Material zuteilen. Der Würfel muß in Länge und Breite die gesamte Stadt-Fläche abdecken und vielleicht noch etwas weiter gehen. Die Höhe sollte jedoch nicht bis zur »Aktions-Ebene« reichen, d.h. die Höhe in der sich alles abspielt. Messen Sie den Abstand der Kamera, die sich in der »Aktions-Ebene« befindet, bis zu dem Punkt, an dem alles verschwindet. Diesen Wert setzen Sie dann für die Dichte des Nebels ein (Material-Fenster, Menu-Punkt »Nebel«, »Distanz«).
Der Himmel
Den Himmel zu gestalten ist ziemlich simpel. Aktivieren Sie das entsprechende Symbol, erzeugen Sie ein Material mit der Wolken-Textur, die dem Cinema-Paket als »Goodie« beiliegt, und weisen Sie dem Objekt das Material zu. Wählen Sie den »Texturen-Bearbeiten«-Modus (direkt unter dem »Objekte-Bearbeiten«-Modus) und ändern sie die Y-Werte im Info-Fenster auf 50%. Fertig.
Es werde Licht!
Doch die Birne klappte nicht. Diese Probleme kennt der Cinema-User gar nicht. Einfach Lichtquelle aktivieren, plazieren, fertig. Oder etwa..., doch nicht? Nun ja, ganz so einfach ist es nicht, jedenfalls nicht, wenn man eine atmosphärische und realistische Beleuchtung erzeugen will. Für die realistische Ausleuchtung der Szene bietet Cinema eine »Sonnen-Lichtquelle« an. Doch dieses Objekt arbeitet leider nicht fehlerfrei. Es kann passieren, daß trotz aktivierter Sonne alles dunkel ist. Da hilft nichts mehr, außer die Sonne zu löschen und eine normale Lichtquelle zu benutzen. Eigentlich ist die Sonne auch eine normale Lichtquelle, nur mit scharfem Schatten, einer speziellen Farbe und Helligkeit und einer speziellen Position, sehr weit vom Geschehen entfernt. Brauchen Sie also eine sonnenlicht-ähnliche Beleuchtung, greifen Sie einfach auf die regulären Lichtquellen zurück. Hier die nötigen Konfigurationen: Farbe: 100% Rot, 98-94% Grün, 90-80% Blau. Die Helligkeit schwank zwischen 120% (Mittagssonne) und 90% (Morgens und Nachmittags). Gegen Abend hin neigen sich die Farben komplett in den Rot-Orange-Bereich und die Helligkeit sinkt von 70-60% bis auf 40-0% (je nach Jahres- und Tageszeit). Korrekterweise müßte die Sonne einen scharfen Schatten werfen, da sie aufgrund ihrer hohen Entfernung (fast) paralleles Licht ausstrahlt. Scharfer Schatten verbraucht aber viel zuviel Rechenkapazität, deshalb sollten Sie auf jeden Fall weichen Schatten verwenden. Um den enormen Speicherverbrauch von weichem Schatten einzugrenzen, aktivieren Sie am Besten »Spotlight« im »Lichtquellen-Fenster«. Plazieren Sie die Sonne an der gewünschten Stelle mit nicht allzu großer Entfernung. Richten Sie die Sonne auf den Mittelpunkt des Geschehens oder das Haupt-Objekt und stellen Sie den Winkel des Lichtkegels so ein, daß er möglichst alles abdeckt, aber trotzdem klein bleibt. Die Größe der »Shadow-Map« (Licht-Parameter: Schatten, Größe) sollten Sie auf 512x512 stellen, den »Bias-Wert« auf 1% oder weniger. Damit erzeugen sie einen leicht unscharfen Schatten, der direkt unter den Objekt ansetzt, das den Schatten wirft (»Bias-Wert«), schnell berechnet ist und wenig Speicher verbraucht.
Indirektes Licht
Die
Sonne allein tut's leider noch nicht, es fehlt etwas. Jeder Gegenstand, es
muß nicht unbedingt ein Spiegel sein, reflektiert Licht und beleuchtet
somit andere Gegenstände. Der Fach-Begriff dafür lautet
»indirektes Licht«. Dadurch ist es möglich, daß ein Raum
bei Tag nur durch ein einziges Fenster hell beleuchtet ist. Das Sonnenlicht
strahlt auf den Teppich oder Boden, wird auf die weißen Tapeten
»umgelenkt« (weiß ist ein hervorragender
Licht-Reflektierer!). Diese können schließlich heller leuchten als
jede normale Glühbirne und da sie bedeutend größer sind den
Raum in gleißendes Licht tauchen. Gerade das indirekte Licht ist enorm
wichtig, wenn der Raytracing-Fan realistische Szenerien erschaffen will. Als
Vergleich von Szenen mit und ohne indirektes Licht dient das rechte Bild.
Indirektes Licht zu simulieren ist einfach. Starten Sie eine Probe-Berechnung
mit ihrer »Haupt-Lichtquelle«. Schauen Sie sich alle Bereiche ihrer
Szene genau an und halten Sie Ausschau nach sehr hellen Flächen. Plazieren
sie ungefähr in die Mitte dieser Stellen Lichtquellen hinter (!) die
Flächen. Deaktivieren sie den Schatten. Die Helligkeit sollte nicht mehr
als 40% (bei sehr hellen, weißen Flächen) oder 15-20% betragen. Die
Farbe der Lichtquelle übernehmen Sie aus der Farbe der entsprechenden
Fläche. Eine rote Hauswand strahlt natürlich auch rotes, indirektes
Licht aus. Eine besonders oft vergessene sehr große
»beleuchtete« Fläche ist übrigens der Himmel. Je nach
Bewölkung strahlt er ein bläuliches Licht (RGB: 60%, 90%, 100%;
Helligkeit: 30-40%) aus, das von überall kommt. Sie müßten also
mehrere Lichter quer, aber regelmäßig über den Himmel
verteilen. Wer nicht soviel Rechenkraft (Die benötigte Zeit steigt mit der
Anzahl der Lichtquellen!) zur Verfügung hat, kann auch die Umgebungsfarbe
ändern (RGB: 10%, 35%, 40%). Allerdings sind dann auch eigentlich dunkle
Winkel erhellt (auch nicht korrekt!). Probieren Sie ein bißchen herum;
eine Ideal-Lösung gibt es nicht!
Bis zum nächsten Mal!
Im vierten und letzten Teil unseres Raytracing-Animationen Workshops für Cinema4D beschäftigen wir uns mit dem eigentlichen Thema: der Animation. Was sind Objekt-Pfade, wie lasse ich ein Auto um die Kurve fliegen und vor allem, wie schaffe ich es, daß der Computer die Anim noch vor der Jahrtausend-Wende fertig berechnet hat? Wichtige Fragen, die alle nächstes Mal beantwortet werden.
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