Digitale Bauklötze staunen
Film, Fernsehen, Werbung – nichts geht mehr ohne 3D-Modelle, die als solche oft nicht mehr zu erkennen sind.
Wie diese Modelle und Bilder entstehen, soll anhand eines simplen Beispiels an einem einzelnen Objekts erläutert werden.
Der Ausgangspunkt des digitalen Modellierens ist meist eine
einfache geometrische Form, deren Eckpunkte beliebig im dreidimensionalen Raum bewegt werden können. Durch immer feinere Unterteilungen, extrudieren, skalieren und verschieben entstehen so, in Verbindung mit diversen Modifikatoren, immer komplexere Formen.
Versehen mit einer entsprechenden Material-Oberfläche können so alle vorstellbaren Objekte kreiert werden.
Mit einer simulierten Beleuchtung, einer virtuellen Kamera und unzählig anderer Parameter, entstehen so komplexe und -wenn gewollt- auch äußerst realistische Szenen und Bilder.
Eine weitere Möglichkeit der Modellierung von (zumeist organischen) Objekten ist das Sculpten.
Dabei wird, einem Bildhauer gleich, eine Ausgangsform mit unterschiedlichsten Werkzeugen bearbeitet und geformt.
Mit einer entsprechenden Oberfläche texturiert, entstehen so alle vorstellbaren Kreaturen und Gebilde.
Das Material, mit dem das Modell „überzogen“ wird, ist quasi eine digitale „Beschreibung“ oder „Rezept“ für die Darstellung von Oberflächen.
Über sog. Nodes wird jeder einzelne Parameter eingestellt und bestimmt einen Aspekt der Oberfläche. Welche Farbe diese hat, ob sie glänzt oder matt ist, transparent oder reflektierend sein soll und vieles, vieles mehr.
Mit solchen Nodes lassen sich alle vorstellbaren Materialien physikalisch korrekt simulieren:
Um aus der erstellten Szene schlussendlich ein Bild zu generieren wird in einem hochkomplexen Prozess berechnet, wie Lichtstrahlen auf die Kamera treffen. Dazu werden die Beleuchtung, Materialien, Kameraeinstellungen Schatten, Reflexionen, Refraktionen und vieles mehr berücksichtigt, um aus den 3D-Modellen realistische 2D-Bilder zu erzeugen.
Die modellierte Szene mit den Objekten. Das sog. Drahtgittermodell:
Das Bild mit Oberflächen versehen:
Das fertige Rendering. Ein Prozess, der bei dieser Szene rund 15 min. Rechenzeit benötigte:
