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Galileo Computing - Professionelle Buecher. Auch fuer Einsteiger.
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Kompendium der Informationstechnik
 von Sascha Kersken
EDV-Grundlagen, Programmierung, Mediengestaltung
Buch: Kompendium der Informationstechnik
gp Kapitel 10 Multimedia
  gp 10.1 Einführung
  gp 10.2 Audio-Bearbeitung mit Sound Forge
    gp 10.2.1 Bedienelemente von Sound Forge
    gp 10.2.2 Sound aufnehmen oder beschaffen
    gp 10.2.3 Berechnungen und Effekte
  gp 10.3 Videoschnitt mit Adobe Premiere
    gp 10.3.1 Die Arbeitsmittel von Premiere
    gp 10.3.2 Einen Film schneiden und erstellen
  gp 10.4 3-D-Grafik und -Animation
    gp 10.4.1 3ds max
    gp 10.4.2 Cinema 4D
  gp 10.5 Das Autorensystem Macromedia Director
    gp 10.5.1 Director-Grundlagen
    gp 10.5.2 Darsteller erstellen und bearbeiten
    gp 10.5.3 Lingo-Grundlagen
    gp 10.5.4 Export und Veröffentlichung von Director-Filmen
  gp 10.6 Zusammenfassung

gp

Prüfungsfragen zu diesem Kapitel (extern)


Galileo Computing

10.4 3-D-Grafik und -Animation  downtop

Die Erstellung und Animation virtueller 3-D-Szenen gehört zu den interessantesten, aber auch komplexesten Aufgaben der Multimedia-Produktion. Virtuelle 3-D-Welten werden für viele verschiedene Anwendungszwecke eingesetzt, zum Beispiel für folgende:

gp  In der Architektur oder im Bereich des Möbeldesigns werden immer häufiger »begehbare« 3-D-Modelle zur Planung verwendet.
gp  Firmen bieten ihren Kunden auf ihren Websites, auf CD-ROMs oder auf Messen Rundum-Ansichten ihrer Produkte an. Viele dieser Shows sind keine Filme realer Objekte, sondern werden virtuell erstellt – oft existieren die zugehörigen Produkte noch gar nicht.
gp  In Spielfilmen werden immer mehr klassisch gefilmte Spezialeffekte durch 3-D-gerenderte Szenen ersetzt oder ergänzt. Moderne Science-Fiction-, Horror- oder Fantasyfilme wie Terminator 3, die Matrix-Trilogie oder Herr der Ringe wären ohne diese Technik kaum realisierbar. Daneben gibt es auch noch eine Menge Filme, die vollständig am Rechner erstellt werden – Beispiele aus den letzten Jahren sind die Pixar-Filme Toy Story und Monster AG, Ice Age oder Shrek.
gp  Ein weiterer wichtiger Bereich für den Einsatz von 3-D sind natürlich Computerspiele. Ego-Shooter wie die Klassiker Doom und Quake, Abenteuerspiele wie die Tomb Raider-Reihe oder Simulationen wie der unverwüstliche Microsoft Flight Simulator leben von der virtuellen 3-D-Technologie.

Film- kontra Echtzeit-Rendering

Zwischen Filmen, die durch 3-D-Technik erstellt werden, und interaktiven 3-D-Welten, wie sie in Simulationen und Spielen eingesetzt werden, besteht ein wichtiger Unterschied bezüglich der Art und Weise, in der das Rendering (die Berechnung des fertigen Films) durchgeführt wird: Bei Filmen, die eine vorherbestimmte Abfolge von Bildern darstellen, werden die einzelnen Frames nacheinander gerendert; es gibt keine prinzipielle Einschränkung, wie lange das Rendering dauern darf. Das ist der Grund dafür, dass sie erheblich hochwertigeres 3-D zu bieten haben als die interaktiven virtuellen Welten. Letztere müssen nämlich in Echtzeit gerendert werden: Jede Ansicht muss vollständig mit Oberflächen, Beleuchtung und Perspektive neu berechnet werden.

Arbeitsablauf der 3-D-Erstellung

Das Erstellen von 3-D-Szenen erfolgt mit Hilfe spezieller Software und besteht stets aus denselben grundlegenden Arbeitsschritten:

1. Als Erstes werden verschiedene Objekte erstellt, die animiert werden sollen. Es kann sich um einfache geometrische Körper oder komplexe zusammengesetzte, durch mathematische Berechnungen erzeugte Objekte handeln.
       
2. Die einzelnen Objekte werden mit Materialien versehen, die beispielsweise Farbe, Glanz, Transparenz und Konsistenz der Oberfläche bestimmen.
       
3. Die Szene wird mit diversen Beleuchtungselementen versehen, die für die passenden Lichteffekte sorgen. Außerdem können Sie eine oder mehrere Kameras erstellen, durch die die Ansicht »gefilmt« wird.
       
4. Als Nächstes können Sie die verschiedenen Objekte, die Beleuchtung und die Kameras in Bewegung setzen, um eine Animation zu erstellen.
       
5. Zu guter Letzt erfolgt das Rendering der fertigen Szene, das heißt, aus den einzelnen Bildern des 3-D-Bereichs wird ein Film errechnet. In der Regel handelt es sich um einen Digitalvideofilm, den Sie in Ihre Multimedia-Produktion einbetten können.
       

In diesem Abschnitt werden gleich zwei verschiedene Programme zum Modellieren und Animieren von 3-D-Szenen vorgestellt, weil sie bestimmte Aufgaben sehr unterschiedlich erledigen. Es handelt sich um 3d s max von discreet und Cinema 4D von Maxon.


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10.4.1 3ds max  downtop

Dieses Programm ist eines der professionellsten 3-D-Pakete überhaupt; es wird nicht nur für Multimedia-Produktionen verwendet, sondern kommt durchaus auch in Hollywood zum Einsatz. Früher wurde es unter dem Namen 3D Studio MAX angeboten. Seit der Version 4 trägt es den kürzeren neuen Namen, der auch in der hier beschriebenen aktuellen Version 5 weiter verwendet wird.

Wenn Sie das Programm starten, fällt auf, dass das auch auf einem schnellen Rechner sehr lange dauert. Um professionell mit dem Programm arbeiten zu können, wird sehr viel Arbeitsspeicher und viel Platz auf der Festplatte benötigt. Es verfügt allerdings auch über ein eingebautes Modul für das Rendering im Netzwerk, also die Möglichkeit, mehrere im LAN vorhandene Rechner gemeinsam eine Szene berechnen zu lassen. Fast alle größeren Produktionen werden auf diese Weise hergestellt.


Abbildung 10.5   Das Arbeitsfenster von 3d s max

Abbildung
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Die 3d s max-Oberfläche

Die Benutzeroberfläche der Software erscheint auf den ersten Blick verwirrend, weil sie über eine Fülle unterschiedlicher Funktionen verfügt. In Abbildung 10.5 sehen Sie eine Übersicht über den 3d s max-Arbeitsplatz in der empfehlenswerten Auflösung 1280 x 1024. Er besteht wesentlich aus den folgenden Elementen:

gp  Die Leiste am oberen Rand enthält grundlegende Werkzeuge zum Auswählen und direkten Modifizieren von Objekten.
gp  Der größte Teil des Arbeitsbereichs besteht aus der Ansicht der Szene. Standardmäßig sehen Sie die vier Fenster, die in der Abbildung gezeigt werden: Ansicht von oben, von vorn, von links und isometrische Ansicht. Letztere wird standardmäßig schattiert dargestellt, die anderen als Drahtgitter.
gp  Rechts neben den Szenenfenstern befindet sich die umfangreiche Befehlspalette. In der Abbildung ist ihre erste Registerkarte zu sehen, die dem Erstellen neuer Objekte dient. Darunter lassen sich die diversen Kategorien auswählen; in der Abbildung sehen Sie beispielsweise die erste Abteilung, Geometrie, die wiederum eine ganze Reihe weiterer Unterkategorien enthält: Grundkörper (geometrische Figuren), Zusammengesetzte Objekte (Verbindungen und Übergänge), Partikelsysteme (automatische Systeme aus Einzelteilen) und so weiter. Neben der Geometrie werden (von links nach rechts) die folgenden weiteren Arten von Objekten angeboten:
Shapes: einfache Linien und Flächen Lichtquellen: verschiedenste Beleuchtungselemente Kameras: konfigurierbare, bewegliche Blickwinkel Helfer: diverse Zusatzobjekte wie Hilfspunkte und -linien Space Warps: bewegliche Objekte, Kräfte und dynamische Änderungen Systeme: komplexe Animations- und Umgebungsobjekte wie zum Beispiel Bones (Skelett- und Gelenksysteme) oder Sonnenlicht (realistische Beleuchtung nach Kalender)
    Außer Erstellen besitzt die Befehlspalette noch einige weitere Registerkarten. Es handelt sich um folgende:
       
Ändern: Aus einer umfangreichen Modifikatoren-Liste können Sie sich allerlei Funktionen aussuchen, mit deren Hilfe sich 3-D-Objekte verformen lassen oder durch die einfache Linien überhaupt zu 3-D-Objekten werden (Extrusion). Weiter unten lernen Sie beispielsweise das beliebte Drehverfahren kennen, mit dem die Spielfigur in Abbildung 10.6 erstellt wurde. Hierarchie: Diese Funktionen ermöglichen das Anlegen von Objekthierarchien. Dadurch lassen sich Objekte voneinander abhängig machen. Eine der wichtigsten Hierarchie-Funktionen ist die Inverse Kinematik, die die aufeinander abgestimmte Animation zusammenhängender Elemente mit Gelenken erlaubt. Bewegung: Mit Hilfe dieses Befehls lassen sich die automatische Eigenbewegung von Objekten und die Animation an einem Pfad entlang einrichten. Anzeige: Dieser Dialog enthält detaillierte Optionen zur Steuerung der Ansicht; er bestimmt also, welche Elemente angezeigt werden und welche nicht. Dienstprogramme: Diese letzte Kategorie enthält zahlreiche zusätzliche Programme und Optionen. Hier finden Sie etwa den Medien-Browser zum Suchen und Importieren von Mediendateien, die Funktion Motion Capture zur automatischen Aufzeichnung von Bewegungen als Animation oder MAXScript für die programmierte Automatisierung der Szenen.
gp  Unter der Arbeitsfensteransicht befindet sich zunächst die Hauptzeitleiste, in der Sie den Abspielkopf verschieben können, um die einzelnen Frames zu bearbeiten. Wenn Sie die Option Auto-Key aktivieren, werden sämtliche Objektänderungen wie Drehung, Verschiebung oder Skalierung automatisch aufgezeichnet und auf diese Weise in einen Animationsablauf aufgenommen. In die drei Eingabefelder X, Y und Z können Sie darüber hinaus die Werte für diese Transformationen manuell eingeben. Rechts daneben befindet sich die Abspielsteuerung; das Verhalten der beiden »Schritt«-Buttons lässt sich durch die Schaltfläche rechts neben Key-Filter modifizieren: Je nach Einstellung wird ein einzelnes Frame beziehungsweise ein Keyframe weiter- oder zurückgeblättert.
gp  Ganz rechts unten finden Sie die Ansichtssteuerung. Hier können Sie mit Hilfe einiger Buttons die Ansicht der Welt in den Arbeitsfenstern ändern: Die Lupe skaliert die Ansicht im aktiven Fenster durch intuitives Ziehen (nach oben vergrößert, nach unten verkleinert). Die Lupe mit dem Gitternetz skaliert dagegen die Ansicht aller Einzelfenster auf einmal. Ähnliches gilt beispielsweise auch für die Hand, die dem Verschieben des angezeigten Ausschnitts dient, oder die Bogendrehung, die die Ansicht in unterschiedliche Richtungen verdrehen kann.

Objekte modellieren

Es gibt Unmengen von Möglichkeiten zur Modellierung von Objekten. Sie lernen an dieser Stelle zwei der bekanntesten kennen: die Arbeit mit Primitiven, also einfachen geometrischen Figuren, sowie das Erstellen einer Drehfigur. Andere Modellierungsarten, die über den Rahmen dieser Beschreibung hinausgehen, sind etwa NURBS oder Partikelsysteme. NURBS (Non-Uniform Rational B-Splines) sind komplexe Objekte, deren Oberflächen durch verschiedene Kurven (Splines) beschrieben werden.

Primitive erstellen

Wenn Sie Primitive erstellen möchten, wählen Sie die erste Registerkarte der Befehlspalette (Erstellen), darunter wiederum die erste Schaltfläche (Geometrie) und im darunter liegenden Popup-Menü schließlich die Option Standard-Grundkörper. Hier können Sie sich unter anderem einen der folgenden Körper aussuchen, die jeweils etwas unterschiedlich aufgezogen werden:

gp  Quader. Das erste Ziehen erstellt eine zweidimensionale rechteckige Grundfläche; nach dem Loslassen der Maustaste wird automatisch die dritte Dimension aufgezogen.
gp  Kugel. Hier können Sie natürlich nur einmal ziehen; dadurch wird der Durchmesser der Kugel festgelegt. Wenn Sie zusätzlich die (ALT)-Taste gedrückt halten, können Sie die Kugel dagegen aus der Mitte heraus aufziehen.
gp  Kegel. Der Kegel wird in drei Schritten aufgezogen: Zunächst erscheint die kreisförmige Grundfläche, im zweiten Schritt wird ein Zylinder daraus (die Höhe wird hinzugefügt), im dritten Durchgang können Sie schließlich die Verjüngung einstellen, um einen Kegelstumpf oder einen richtigen Kegel zu erhalten.
gp  Torus. Beim Torus wird durch das erste Ziehen der Ringdurchmesser und durch das zweite der Schlauchdurchmesser festgelegt.
gp  Geosphäre. Dieses Objekt wird genauso aufgezogen wie eine Kugel; in den Objektparametern (siehe unten) können Sie die Form des Objekts modifizieren, indem Sie die Anzahl der Segmente und den geodätischen Basistyp (Tetraeder, Oktaeder oder Ikosaeder) einstellen.

Während Sie ein Objekt erzeugen, finden Sie unten auf der Registerkarte Erstellen die Kategorie Parameter. Hier lassen sich die Eigenschaften des neu erstellten Objekts per Eingabe festlegen. Wenn Sie diese Einstellungen später ändern möchten, müssen Sie dies dagegen auf der nächsten Registerkarte (Ändern) tun.

Eine Spielfigur modellieren

Das erwähnte Drehobjekt (eine Spielfigur wie in Abbildung 10.5) wird dagegen folgendermaßen angelegt:

1. Schalten Sie in der Hauptsymbolleiste den mit 2 beschrifteten Magneten ein – dieses Werkzeug aktiviert das automatische Einrasten von Kurven und Linien.
       
2. Wählen Sie auf der Registerkarte Erstellen in der Befehlspalette den zweiten Button – Shapes – und im Popup-Menü dieser Objektsorte die Option Splines.
       
3. Ziehen Sie im Ansichtsfenster Vorn (standardmäßig rechts oben) als Erstes eine Kurve von der Mittelsenkrechten nach außen: Zunächst wird eine Diagonale nach unten gezogen, die durch das zweite Ziehen zur Kurve ausgeformt wird. Ziehen Sie vom Endpunkt der ersten Kurve eine zweite, die wieder nach innen führt, allerdings nicht ganz bis in die Mitte. Eine dritte – nach unten etwas längere – Kurve führt schließlich wieder nach außen.
       
4. Wählen Sie nun den Objekttyp Linie. Ziehen Sie vom Ende der letzten Kurve eine waagerechte Linie nach außen. Achten Sie darauf, dass Sie für die folgenden Linien nur noch klicken, aber nicht ziehen dürfen, weil diese sonst zu Kurven verformt werden. Erstellen Sie durch zwei weitere Klicks eine kurze diagonale Linie, die nach unten führt und schließlich eine lange waagerechte, die wieder genau bis zur Mittelachse führt.
       
5. Schließen Sie das Zeichnen der Linien mit (Esc) ab. Es ist empfehlenswert, das bisher erstellte Objekt zu gruppieren: Wählen Sie es durch Aufziehen eines Rechtecks mit dem Standardmauszeiger aus und verwenden Sie die Funktion Gruppieren • Gruppieren.
       
6. Wechseln Sie in der Befehlspalette auf die Registerkarte Ändern. Wählen Sie hier aus dem Popup Modifikatorenliste unter dem Hauptpunkt OBJEKTRAUMMODIFIKATOREN die Option Drehverfahren. Es ist zu erwarten, dass das Programm die falsche Achse auswählt – schalten Sie manuell auf Z um. Außerdem sitzt die Drehachse nun zunächst in der Mitte des Objekts – klappen Sie das zugewiesene Drehverfahren an seinem kleinen + auf und klicken Sie auf Achse. Wählen Sie das Verschiebewerkzeug (Balkenkreuz mit Pfeilen) aus der Hauptsymbolleiste und verschieben Sie die Achse so lange nach innen, bis sie auf der Mittelsenkrechten des Ansichtsfensters Vorn liegt. In Abbildung 10.6 sehen Sie das Ergebnis.
       

Abbildung 10.6   Erstellen einer Spielfigur mit Hilfe der Funktion »Drehverfahren«

Abbildung
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Materialien zuweisen

Damit die in 3d s max erstellten Objekte realistisch aussehen, ist es wichtig, dass die Eigenschaften ihrer Oberflächen definiert werden. Dies geschieht mit Hilfe des Material-Editors, der sich über das Symbol mit den vier bunten Kugeln in der Hauptsymbolleiste oder über die Taste (M) aufrufen lässt.

Materialien erstellen und laden

Im Grundzustand sehen Sie hier nichts weiter als eine Sammlung neutral grauer Kugeln. Wählen Sie den Menübefehl Material • Material holen, um vorgefertigte Oberflächen zu laden, oder stellen Sie die Eigenschaften eines Materials von Hand ein. Die zahlreichen Optionen laden zum Experimentieren ein. Beispielsweise können Sie verschiedene Farben auswählen, die unterschiedliche Bedeutungen für die Oberfläche besitzen (zum Beispiel Umgebungslicht, eigenes Leuchten und so weiter). Unter Maps können Sie Ihrem Material auch bestimmte Bitmaps als Struktur zuweisen – dieses Verfahren wird im Bereich des 3-D-Designs als Texture Mapping bezeichnet. Klicken Sie dazu auf den Button Keine neben der gewünschten Map-Art, um dem Material eine solche Map hinzuzufügen. In der Material/Map-Übersicht, die daraufhin erscheint, erhalten Sie durch Klick auf die größere blaue Kugel eine Voransicht der verschiedenen verfügbaren Texturen. Wählen Sie Bitmap, um ein beliebiges eigenes Bild zu laden.

Um Ihr fertig gestelltes Material einem Objekt zuzuweisen, müssen Sie es nur darauf ziehen. Falls Ihr Material eine Map enthält, können Sie auf das kleine blau-weiße Schachbrettwürfel-Symbol im Material-Editor klicken, um eine Vorschau dieser Textur auf dem entsprechenden Objekt anzeigen zu lassen. Beachten Sie außerdem, dass die Zuweisung an Objekte nur mit Materialen (erkennbar an der Kugel) funktioniert und nicht mit einfachen Maps, deren Vorschau rechteckig angezeigt wird. Letztere können Sie nur, wie oben beschrieben, als Map für ein Material verwenden.

Kameras und Licht hinzufügen

Ein weiteres sehr wichtiges Element für realistische 3-D-Welten ist natürlich die passende Beleuchtung. Sie wird durch das Hinzufügen von Lichtquellen erstellt. Wählen Sie dazu den dritten Button der Erstellen-Palette; hier finden Sie die verschiedenen Lichter zur Auswahl. Ein Licht wird genau wie jedes andere Objekt aufgezogen und kann anschließend über die entsprechenden Schaltflächen in der Hauptsymbolleiste verschoben und verdreht werden.

Spots setzen

Als Beispiel sollten Sie zunächst mit einem freien Spotlight aus der Beleuchtungskategorie Standard experimentieren; es lässt sich relativ einfach positionieren und modifizieren und erzeugt einen starken sichtbaren Effekt. Als Erstes müssen Sie dafür sorgen, dass es in allen Ansichten den korrekten Abstand zum Objekt hat, das beleuchtet werden soll. In der Ansicht Perspektivisch (standardmäßig rechts unten) sehen Sie eine Vorschau auf die Wirkung des Lichts. Über die Ändern-Funktion der Befehlspalette können Sie zahlreiche Optionen des Lichts einstellen, beispielsweise die Licht- und die Schattenfarbe.

Die nächste Kategorie von Objekten neben dem Licht sind die Kameras. Eine Kamera dient dem Erstellen eines bestimmten, selbst definierten Blickwinkels. Beginnen Sie zum Lernen mit einer freien Kamera statt mit einer Zielkamera; sie ist frei verschiebbar, während eine Zielkamera fest mit einem bestimmten Objekt verbunden ist. Genau wie beim Licht weist ein Kegel auf den Einzugsbereich der Kamera hin. Verwenden Sie die Buttons zum Verschieben und Drehen in der Hauptsymbolleiste, um die Kamera korrekt zu positionieren.

Kameraperspektive anzeigen

Um vorab zu überprüfen, was die Kamera in ihrer aktuellen Positionierung »sieht«, können Sie ein beliebiges Ansichtsfenster zum Kamera-Ansichtsfenster umfunktionieren: Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf die Bezeichnung des Fensters (Vorn, Perspektive und so weiter) und wählen Sie aus dem Menü Ansichten die entsprechende Kamera aus. Der besonders angenehme Zusatznutzen: Wenn Sie diese Ansicht mit den Ansichts-Änderungswerkzeugen rechts unten auf dem Arbeitsbildschirm modifizieren, wird die Kamera automatisch umpositioniert!

Einfache Animation

Seinen vollständigen Nutzen entfaltet ein 3-D-Programm wie 3d s max erst durch die Möglichkeit, Animationen zu erstellen. An dieser Stelle lernen Sie zunächst nur die lineare Animation kennen; mit anderen Optionen können Sie später selbst experimentieren. Das Besondere an 3-D-Software ist, dass Sie nicht nur die einzelnen sichtbaren Objekte animieren können, sondern auch die Kameras und Lichter.

Animationsanleitung

Im folgenden Beispiel soll die weiter oben erstellte Spielfigur einmal »hüpfen«, während ein Spot ihre Bewegung verfolgt. Die Kamera soll während dieses Ablaufs leicht von links nach rechts geschwenkt werden. Führen Sie die folgenden Schritte durch, um diese Animation zu erstellen:

1. Schalten Sie ganz unten auf dem Bildschirm, neben der Hauptzeitleiste, die Option Auto-Key ein. Sie erstellt automatisch Schlüsselbilder (Keyframes), wenn Sie an einer bestimmten Stelle im Ablauf etwas ändern.
       
2. Positionieren Sie die Spielfigur so, dass sie in der Ansicht Vorn am unteren Rand steht.
       
3. Ziehen Sie den Abspielkopf der Zeitleiste bis in die Mitte, sodass er auf 50/100 steht. Ziehen Sie die Spielfigur an dieser Stelle so weit nach oben, dass gerade noch ihr Fuß im Bild ist. Ziehen Sie den Abspielkopf nun ans Ende, auf 100/100, und setzen Sie die Figur hier wieder auf die Ausgangsposition zurück.
       
4. Schwenken Sie nun auf ähnliche Weise den Spot in Frame 50 nach oben und in Frame 100 wieder nach unten.
       
5. Erzeugen Sie spätestens jetzt eine Kameraansicht (siehe oben). Schwenken Sie diese Ansicht mit den entsprechenden Ansichtswerkzeugen in Frame 1 nach links und in Frame 100 ziemlich weit nach rechts.
       

Rendern

Der letzte Schritt beim Erstellen einer 3-D-Animationssequenz ist das Rendern, also das Berechnen des fertigen Films beziehungsweise der korrekten Ansicht. Das dominierende Rendering-Verfahren ist das so genannte Raytracing. Es berechnet die Wirkung von Lichtstrahlen rückwärts von der Kamera über die reflektierenden Objekte bis zur Lichtquelle, um sich nicht mit denjenigen Strahlen abgeben zu müssen, die die Kamera ohnehin nicht »sieht«. Es gibt allerdings auch noch viele andere Verfahren, beispielsweise berechnet Radiosity zusätzlich die Wirkung des reflektierten Lichts, mit dem sich verschiedene Körper gegenseitig anstrahlen – allerdings sorgt dieses Verfahren dafür, dass das Rendering noch länger dauert.

Rendering-Anleitung

Um die soeben erstellte Szene zu rendern, können Sie wie folgt vorgehen:

1. Wechseln Sie auf die Kameraperspektive, falls Sie das bisher noch nicht getan haben – es wird stets die aktive Ansicht gerendert.
       
2. Wählen Sie den Befehl Rendern • Rendern. Wählen Sie hier zunächst unter Zeitausgabe die Option Aktives Zeitsegment aus. Unter Ausgabegröße genügt es fürs Erste, wenn Sie 320x240 auswählen; mehr ist zum Ausprobieren nicht empfehlenswert, weil es zu lange dauert.
       
3. Kreuzen Sie Datei speichern an und klicken Sie auf Dateien, um eine bestimmte Ausgabedatei festzulegen. Als Ausgabeformat ist eines der beiden Video-Dateiformate QuickTime (Dateiendung .mov) oder AVI empfehlenswert. Sie werden daraufhin nach der zu verwendenden Videokomprimierung gefragt. Wählen Sie am besten Cinepak mit Standardoptionen (mittlere Qualität).
       
4. Drücken Sie auf den Button Rendern und warten Sie ab; im Render-Vorschaufenster sehen Sie, wie die einzelnen Frames berechnet werden.
       
5. Nachdem das Rendern fertig gestellt ist, können Sie die erzeugte Videodatei separat öffnen und anschauen. Falls Sie mit dem Ergebnis noch nicht zufrieden sind, müssen Sie die entsprechenden Einstellungen ändern und können anschließend erneut rendern.
       

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10.4.2 Cinema 4D  toptop

Ein weiteres bekanntes 3-D-Paket ist Cinema 4D von Maxon. Es ist in seiner Grundausstattung preisgünstiger als 3d s max, inzwischen aber mit ähnlich mächtigen Werkzeugen und Funktionen ausgestattet. Da Sie nun über einige grundlegende Verfahrensweisen für die Erstellung von 3-D-Animationen Bescheid wissen, wird hier nur relativ kurz beschrieben, wie sich die Animation, deren Erstellung mit 3d s max oben erläutert wurde, in Cinema 4D anlegen lässt.


Abbildung 10.7   Die Benutzeroberfläche von Cinema 4D

Abbildung
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Die Cinema 4D-Oberfläche

Wie Sie in Abbildung 10.7 sehen können, ist die Oberfläche des Programms etwas anders aufgebaut als bei der Konkurrenz. Beispielsweise sehen Sie beim Start nur eine Ansicht, nämlich die Perspektive. Wählen Sie Alle Ansichten (All Views) aus dem Menü Ansicht (View) des Anzeigefensters, um alle vier üblichen Ansichten auf einmal zu erhalten. Im Übrigen können Sie mit Hilfe des obersten Buttons in der Symbolleiste am linken Rand verschiedene grundlegende Bildschirmlayouts wählen, die für verschiedene Stadien Ihrer Arbeit optimiert sind – beispielsweise für das Modeling oder die Erstellung von Animationen.

Erfreulich einfach funktioniert in Cinema 4D das Ändern der Ansicht eines Arbeitsfensters: Sie müssen nur einen der vier Buttons am oberen rechten Rand gedrückt halten und können die Ansicht auf diese Weise verschieben, skalieren oder drehen – der vierte Knopf dient dem Umschalten zwischen einer Exklusivansicht des aktuellen Fensters und allen vier Fenstern.

Ansonsten besteht die Arbeitsoberfläche aus den folgenden wichtigen Elementen:

gp  Am oberen Bildschirmrand finden Sie eine Leiste mit allen wichtigen Werkzeugen zum Erstellen und Manipulieren von Objekten. Im Einzelnen befinden sich hier folgende Buttons beziehungsweise Popup-Menüs:
Funktion rückgängig Funktion wiederholen Popup mit verschiedenen Auswahlwerkzeugen Verschiebefunktion Skalierfunktion Drehfunktion Sperren oder Freigeben der X-Achse für Bewegungen Sperren oder Freigeben der Y-Achse für Bewegungen Sperren oder Freigeben der Z-Achse für Bewegungen Umschalten zwischen Welt- oder Objekt-Koordinatensystem (Koordinatenangaben beziehen sich auf das gesamte System oder auf die einzelnen Elemente) Vorschau-Rendering der aktuellen Ansicht Popup mit verschiedenen Rendering-Funktionen Dialog mit Rendering-Einstellungen öffnen Popup zum Erstellen von Primitiven Popup zum Erzeugen von Splines Popup zum Hinzufügen von HyperNURBS; es handelt sich um Verformungsfunktionen und so weiter. Hier finden Sie beispielsweise das Lathe-NURBS-Objekt für die Drehfunktion der Spielfigur. Popup zum Erstellen von Spezialobjekten und Objektgruppen. Ein Beispiel ist das Array, mit dessen Hilfe sich mehrere Objekte zusammen animieren lassen. Popup zum Hinzufügen von Lichtern und Kameras Hilfsfunktion zum Ändern der Modifikatoren einer Auswahl
gp  Am linken Rand wird eine weitere Symbolleiste angezeigt, mit deren Hilfe Sie auswählen können, was gerade bearbeitet werden soll. Der oberste Button öffnet ein Popup-Menü, mit dessen Hilfe sich verschiedene Fensteranordnungen auswählen lassen.
    Der Button unmittelbar darunter macht ein ausgewähltes Objekt bearbeitbar und lässt grundsätzlich die Änderungen einzelner Punkte, Kanten oder Polygone zu, die im Folgenden beschrieben werden. Beachten Sie in diesem Zusammenhang, dass einige Primitive standardmäßig aus sehr wenigen Segmenten bestehen. Beispielsweise besitzt ein Quader oder Würfel lediglich acht Punkte, zwölf Kanten beziehungsweise sechs Polygone. Wollen Sie nur bestimmte Teile davon verformen, ist das aber auch kein Problem: In der Palette Attribute (Attributes) können Sie jede der drei Achsen in beliebig viele Segmente unterteilen, wodurch natürlich entsprechend mehr Punkte, Kanten und Polygone entstehen.
       
    Die nächsten fünf Buttons bestimmen also, ob mit den Auswahl- und Transformationswerkzeugen jeweils das gesamte Modell oder nur Teile davon bearbeitet werden. Im Einzelnen existieren die folgenden Modi:
       
Modell bearbeiten: Es werden jeweils komplette 3-D-Modelle ausgewählt und bearbeitet. Achse bearbeiten: Mit dieser Funktion können Sie das Zentrum des Koordinatensystems eines ausgewählten Modells verschieben oder anderweitig transformieren. Dies hat einige Auswirkungen auf das Verhalten des Objekts bei Drehungen oder anderen Animationen und Änderungen. Punkte bearbeiten: Mit den Auswahlwerkzeugen können Sie Punkte der Außenhülle eines Objekts auswählen, die sich dann durch die Transformationswerkzeuge verschieben oder skalieren lassen. Auf diese Weise können Sie intuitiv sehr interessante Objektverformungen vornehmen. Diese Funktion und die beiden nächsten werden in Abbildung 10.8 illustriert. Kanten bearbeiten: Statt der Punkte können Sie nun einzelne Kanten der Außenhülle auswählen und verformen. Polygone bearbeiten: Mit dieser Funktion lassen sich schließlich die einzelnen Polygone verformen, aus denen das Objekt besteht.
    Die beiden nächsten Buttons – gekennzeichnet durch das Schachbrettmuster – ermöglichen das nachträgliche Modifizieren der Textur beziehungsweise Map eines Objekts.
       
    Die folgenden drei Schaltflächen lassen Sie zwischen drei grundsätzlichen Bearbeitungsmethoden wählen: Bearbeiten des Objekts selbst, Bearbeiten von Animationen und Bearbeiten der Inversen Kinematik, also der »Knochen« und »Gelenke« Ihrer Objekte.
       
    Die drei letzten Buttons ermöglichen schließlich das Ein- und Ausschalten spezieller Animations- und Automatisierungsfunktionen.
       
gp  In der Mitte der Standardansicht befinden sich die einzelnen Arbeitsfenster, die weiter oben bereits genau beschrieben wurden.
gp  Rechts finden Sie einen komplexen Dialog aus mehreren Registerkarten, in dem Sie vor allem die Palette Objekt (oder Object) sehr häufig verwenden werden. Sie enthält die Objekthierarchie Ihrer 3-D-Welt und zeigt die Namen, ihre zugewiesenen Eigenschaften und ihre Beziehungen zueinander. Beachten Sie, dass Sie Objekte am sichersten löschen können, wenn Sie sie hier auswählen und die (Entf)-Taste drücken.

Abbildung 10.8   Verwenden der Punkt- und Kantenbearbeitung – ein Würfel wird über die Attribute-Palette in drei Segmente pro Achse unterteilt. Unten sehen Sie die Wirkung der Verschiebung und Drehung dreier Punkte, oben und daneben die Skalierung der einzelnen Achsen zweier ausgewählter Kanten.

Abbildung
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Einige der zahlreichen weiteren Dialoge und Funktionen werden im Rahmen der Schritt-für-Schritt-Anleitung noch erwähnt.

Die Spielfiguren-Animation in Cinema 4D erstellen

Als Erstes müssen Sie auf eines achten: Cinema 4D kann die Drehung des Splines (hier Lathe-NURBS-Objekt genannt) nur an der Y-Achse des aktuellen Weltkoordinatensystems durchführen; Sie können die Achse nicht frei wählen. Aus diesem Grund müssen Sie den Spline von dieser Achse aus zeichnen, also in der XY- oder YZ-Ansicht.

1. Wählen Sie aus dem Spline-Popup am einfachsten die Option Bézier-Spline. Mit diesem Werkzeug können Sie die Außenlinie der Spielfigur genau so zeichnen wie in einem Vektorgrafikprogramm: Durch Ziehen erzeugen Sie eine Kurve, durch Klicken eine gerade Linie. Das Verfahren wird in Kapitel 8, Bildbearbeitung und Grafik, am Beispiel von Adobe Illustrator erläutert.
       
2. Wählen Sie aus dem HyperNURBS-Popup die Option Lathe NURBS-Objekt (das Vasen-Symbol).
       
3. Ziehen Sie in der Objekte-Palette den Spline-Eintrag auf den Lathe-NURBS-Eintrag. Wenn Sie die richtige Achse (siehe oben) gewählt hatten, erhalten Sie dadurch automatisch Ihre Spielfigur!
       
4. Wählen Sie in der Palette Material die Option Datei • Material laden (beziehungsweise File • Load Material) und öffnen Sie eine beliebige Materialdatei – bei einer Standardinstallation befinden sie sich im Ordner mat unterhalb des Cinema-4D-Ordners und haben jeweils die Endung .c4d (wie normale Cinema 4D-Arbeitsdateien). Ziehen Sie ein beliebiges Material, das Ihnen gefällt, auf die Spielfigur.
       
5. Fügen Sie aus dem Licht/Kamera-Popup einen Spot und eine Kamera hinzu. Machen Sie eines der Arbeitsfenster zum Kamera-Fenster, indem Sie aus dem Menü Kamera die Option Szenenkamera • Kamera auswählen.
       
6. Unterhalb der Arbeitsfenster finden Sie die einfache Animationsleiste. Schalten Sie hier das Auto-Keying ein (den roten Aufnahmeknopf mit dem Schlüssel drücken).
       
7. Führen Sie die Animationsschritte für die Spielfigur (in der Mitte der Szene nach oben »hüpfen«, am Ende wieder nach unten), den Scheinwerfer (Verfolgen dieser Bewegung durch Drehung) und die Kamera (von links nach rechts durch Verschieben der Ansicht im Kamera-Arbeitsfenster). Das alles funktioniert recht intuitiv; der Abspielkopf für die Verschiebung auf spätere Frames befindet sich links von den Aufnahmeknöpfen und zeigt jeweils die Nummer des aktuellen Frames an.
       
8. Wählen Sie für ein schnelles Vorschau-Rendering Rendern • Vorschau (Render • Make Preview). Wählen Sie dort Vollständiges Rendern und Alle Frames (Full Render • All Frames). Das Angenehme ist, dass die Vorschau im Hintergrund berechnet wird, während Sie arbeiten.
       
  

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