3D-Design

Die Erschaffung virtueller Welten und die realistische Darstellung von Objekten ist ein reizvolles Thema. Nicht nur die Filmindustrie begeistert uns mit computeranimierten Specialeffects, auch in der Werbung ist man täglich mit Grafiken und Animationen konfrontiert die nur aus dem Computer stammen.

Aber wie entstehen solche Bilder?

Ich beschäftige mich schon mehrere Jahre mit diesem Thema und habe bereits für Kunden realistische 3D-Grafiken entworfen, umgesetzt bzw. aus vorhanden, computergenerierten Konstruktionsdaten eindrucksvolle Werbesujets erstellt. Die dafür notwendigen Arbeitsschritte beginnen mit dem konstruieren eigener Objekte bzw. dem Import eines fertigen 3D-Modell aus einem CAD-Programm (Computer Aided Design: z.B. AutoCAD oder SolidWorks). Dieses Modell, ein Polygonnetz des 3D-Objektes (Fachbegriff MESH) ist, vereinfacht ausgedrückt, eine Ansammlung von Punkten im dreidimensionalen Raum (X-Y-Z-Achse). Die Verbindung dieser einzelnen Punkte mit Linien ergibt zusammen eine Fläche, die dann die Oberfläche des Objektes ergibt. Mann kann sich vorstellen wie viele Punkte notwendig sind um etwa ein Auto oder eine Person zu generieren!

Der nächste Schritt folgt nach dem modellieren des Objektes. Eine Oberflächenstruktur wird über das Objekt gelegt. Das kann einfach eine Farbe sein aber auch die komplexe Struktur eines Dinosaurier-Panzers mit Schuppen, Farbschattierungen, Glanzeffekten, Reliefwirkungen usw. Es gibt fast keine Grenzen bei der Erstellung solcher Oberflächen-Texturen.

Wurde das Objekt texturiert, kann man die Szene aufbauen, mit der das 3D-Objekt interagieren soll. Man erstellt einen eigenen 3D-Raum der entweder ein Würfel mit 10 cm Seitanlänge ist oder die Größe eines Universums mit mehreren Galaxien dazwischen erreicht. Hierbei ist das Ausleuchten der Szene mit virtuellen Lichtquellen, das Einstellen von Schattenwürfen sowie die Interaktion mit der Umgebung (Spiegelungen, Reflexion der Beleuchtung) interessant.

Abschliessend wird die fertige Bildkomposition "gerendert". Bei diesem Vorgang berechnet das 3D-Programm Zeile für Zeile und Punkt für Punkt das fertige Bild. Ein kurzes Rechenbeispiel: Ein Bild mit einer Auflösung von 800x600 Pixel (jeder handelsübliche Monitor hat eine höhere Auflösung!) enthält 480.000 Bildpunkte. Und für jeden dieser Punkte wird die Lage im Raum (X-Y-Z Koordinate), die Oberfläche (Textur), die Beleuchtung, der Einfluss der Umgebung etc. einzeln berechnet. Es ist also kein Wunder wenn der reine Rechenaufwand solch eines "Renderings" mehrere Minuten bzw. auch Stunden dauern kann.

Die Krönung des Ganzen ist abschließend die virtuelle Szene auch noch zu animieren und einen Film daraus zu erstellen. Dazu werden einfach die Einzelbilder einer Sequenz hintereinander gerendert und jedes Einzelbild ergibt einen Frame des Filmes. Zum besseren Verständnis: um einen flüssigen Bewegungsablauf zu erreichen werden ca. 25 - 30 Frames pro Sekunde benötigt.

Real oder Digital?

Mittlerweile ist die verwendete Soft- und Hardware so leistungsstark dass die Ergebnisse nicht mehr von einem realen Foto unterschieden werden können. Aber auch das beste Programm ist schlussendlich nur dazu fähig die Kreativität des Designers/Künstler umzusetzen. Ideen entstehen im Kopf!

Zur Realisation Ihrer Projekte in 3D steht Ihnen GERHARD KEMPF GRAFIKDESIGN gerne zur Verfügung.

Die Beispiele meiner animierten 3D-Grafiken finden Sie auf dem Videoportal www.youtube.com.