3D Studio Max Geschichte der 3D Animation

3D  Animation Seite 2 von  2

Inhalt:

Inhalt 2

  Geschichte der Animation  3

  Die Computeranimation  4

2D  Technik  4

  Pixelgrafik  4

  Vekorgrafik  5

3D  Technik  5

  Konstruktion im Modeller  6

  Der Shader  7

  Beleuchtung und Kamera  7

  Oberflächengestaltung  7

  Flat-Shading oder konstante Schattierung  8

  Computerunterstützung bei der Erstellung von Animationen  8

  Verschiedene Verfahren zur Bildberechnung  10

  Raytracing  10

  Radiosity  11

  Grundlagen 3D Studio Max 4 5  12

  Erfahrungen mit 3D Studio Max  18

  Eigenes Statement zu 3D Studio Max 5  19

  Neue Funktionen in 3D Studio Max 5  20

  Screenshots 3D Studio Max  22

  Quellennachweis NA  

  Werkstoffreferat Lukas Dorn-Fussenegger  19.02.2003

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Geschichte der Animation

Ein sehr altes Beispiel des menschlichen Wunsches, Bewegung in Zeichnungen darzustellen, findet sich in einer Höhle in den Pyrenäen. Die 30.000 Jahre alte Höhlenmalerei zeigt einen Wildeber mit vier anstatt zwei Beinpaaren. Diese Technik der Mehrfachzeichnung von Gliedmaßen wird auch heute noch in Comics verwendet. Der Comicleser interpre- tiert dieses intuitiv als Bewegung.

Die Technik mehrere Zeichnungen nebeneinander anzuordnen, um so einen zeitlichen Verlauf eines Ereignises nach- zuempfinden, ist bereits in japanischen Bildrollen aus dem 13.Jhrh. und in dem ägyptischen Buch der Toten Vorläufer enthalten. Der Wechsel zwischen verschiedenen Darstellungsarten, wie Totale oder Großaufnahme, gehörten schon damals zum Repertoire.

Ein anderes Verfahren beruht auf den Versuchen von John Paris (1785-1856), der Zeichnungen auf einer Kartonschei- be fixierte. Wurde die Scheibe mit entsprechend hoher Geschwindigkeit gedreht, konnte der Betrachter die einzelnen Bilder nicht mehr voneinander unterscheiden und bekam den Eindruck eine kontinuierliche Bewegung zu sehen. Um die Filmtechniken unterscheiden zu können, werden im folgenden die Definitionen und Unterschiede der einzelnen Begriffe beschrieben:

• Zeichentrickfilm. Wie der Name schon sagt, besteht die Animation aus einzelnen Zeichnungen. Dabei ist be- sonders zu berücksichtigen, daß nur durch Zeichnungen kein dreidimensionaler Eindruck gewonnen werden kann.

• Animationsfilm / Einzelbildtechnik. Die Terminologie ist hier leider nicht eindeutig. In der Literatur wird unter dem Begriff Animationsfilm eine Animation verstanden, die aus Fotos von realen Objekten zusammengesetzt ist.

• Schauspielfilm und Video. Eine Videokamera nimmt in gleichmäßigen Abständen Bilder einer Szene mit rea- len Bewegungen auf. Der Unterschied zum Animationfilm besteht darin, daß bei der Animation einzelne Fotos einer Szene erst später zu einem Film verbunden werden. Damit lassen sich Bewegungen erstellen, die nie in der Realität stattgefunden haben.

Der Zeichentrick wurde vor allen Dingen durch die Benutzung verschiedener Folien für Hintergrund und bewegter Ob- jekte vereinfacht. Genauer wird diese Technik in den nächsten Kapiteln erklärt. Durch die schnellere Herstellung fand der Zeichentrickfilm in vielen Bereichen Verbreitung. Neben den Unterhaltungsfilmen, die besonders durch Walt Disney erfolgreich wurde, benutzte man Animationen für gesellschaftliche Aufklärungund politische Propaganda. Gegen Ende der fünfziger Jahre setzte sich in der Tricktechnik die Verbindung zwischen animierten Figuren mit dem normalen Schauspielfilm durch.

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Die Computeranimation

Die Computeranimation kann unter verschiedenen Aspekten betrachtet und in Bereiche unterteilt werden. Die Animati- onstechniken unterscheiden sich auch aufgrund der verschiedenen Computergrafikformate. In der 2D-Technik werden Grafiken meist in Pixmaps angelegt.

Die 3D-Technik arbeitet nur mit Vektorgrafiken. In den folgenden Kapiteln werden Pixmap-Animation und Morphing im 2D beschrieben. Anschliessend wird die Modellierung von 3D-Welten und die Computerunterstützte Animation darge- stellt. Anwendungsgebiete der Computeranimation sind z.B. Spiele, Präsentationen und Simulationen. Die Begriffe Animation und Simulation werden oft nicht sauber getrennt. Eine Simulation ist allgemein eine Nachbildung von Objekt- verhalten unter bestimmten physikalischen Gesetzen. Die Animation zeigt die wahrnehmbaren Veränderungen der Objekte in einer bestimmten Zeitspanne. Simulationen können allerdings vollkommen ohne Visualisierung stattfinden und bieten nur ein Endergebnis, gehören damit also nicht zur Animation.

2D-Technik

Pixelgrafik

Pixelgrafiken werden mit einem pixelorientierten Grafikprogramm erstellt. Zudem besteht die Möglichkeit eine Vorlage einzuscannen und im Computer weiterzuverarbeiten. Diese Programme bieten Funktionen zum Erzeugen und Manipu- lieren von Bildern. Veschiedene Elemente wie Kreise, Rechtecke, etc. können in das Bild eingefügt werden, Bildaus- schnitte z.B. vergrößert, gelöscht oder verfärbt werden. Spezielle Programme zum Bearbeiten von Fotos bieten zudem Funktionen, wie Kontrast- und Helligkeitsänderungen oder Farbfilter an. Die 2D-Grafiktechnik des Computers ähnelt in vielen Bereichen dem Zeichentrick. Die Trennung von bewegten Figuren und (mehrere) Hintergründen ist genauso wie in der analogen Folientechnik möglich. Diese Technik wird beispielsweise in Spielen eingesetzt. Animierte Pix- maps(Sprites) werden über einen starren Hintergrund bewegt.

Bei der Erzeugung von Computergrafik kann zwischen dem direkten und indirekten Modus unterschieden werden. Gra- fiksysteme, die Bilder im direkten Modus erzeugen können zwar vordefinierte Formen wie Rechtecke, Kreise oder Polygone in die Pixmap einfügen, der Benutzer kann jedoch nicht eine schon gezeichnete Form auswählen und verän- dern. Das Programm fügt die Formen direkt in die Grafik ein, ohne die Formen separat abzuspeichern. Manipulationen können auf Pixelebene vorgenommen werden. Eine Pixelmenge, häufig ein rechteckiger Bildausschnitt, kann ausge- wählt und beispielsweise in Farbe und Größe verändert werden.

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Vektorgrafik

Vektorprogramme arbeiten im indirekten Modus. Der Benutzer kann im Ge-

gensatz zum Pixelprogrammen hier jederzeit die zuvor plazierten Formen aus-

wählen und editieren. Je nach Anwendung heißen die vordefinierten Formen auch Symbole, Schablonen oder Objekte. Die Objekte werden vom Grafiksys- tem mit den zugehörigen Attributen, wie Größe und Position, gespeichert. Dies ermöglicht die spätere Editierung der Objekte. Die Grafikobjekte werden in der Regel aus Linienzügen zusammengesetzt und im Grafiksystem als Vektoren abgespeichert, welche die einzelnen Linien repräsentieren.

Wird ein Objekt vom Benutzer verändert, erzeugt das Zeichenprogramm automatisch eine aktualisierte Grafik. Die Be- nutzung von Vektorgrafiken hat in der Animation Vorteile. Da die Attribute eines Grafikobjektes bei der Vektorgrafik mit abgespeichert werden, können alle Attribute auch animiert werden. So ist der Anwender nicht mehr auf die Animation von Pixelposition und -farbe beschränkt, sondern er kann Objekte auch in Größe, Position, Farbe und Form animieren.

3D-Technik

Den Arbeitsablauf einer Animationserstellung im 3D-Raum kann in vier Bereiche gegliedert werden, die im folgenden genauer erläutert werden:

1. Im Modeller legt der Benutzer Form, Größe und Position der Objekte im dreidimensionalen Raum fest. 2. Der Shader definiert Oberflächenstrukturen für Objekte mit optischen Eigenschaften wie Transparenz- und Re-

flexionsverhalten. Die einzelnen Objekte werden zu einer Szene zusammengefaßt. Außerdem werden Licht- quellen und Kamera positioniert.

3. Der Renderer berechnet(rendert) aus den Daten des

Modellers und Shaders eine Grafik. Je nach verwendeten Renderverfahren werden Schattenwurf der Objekte, und Reflexion und Transparenz der Oberflächen berücksichtigt. ( Dieses Thema wird später unter „Verschiede Arten der Bildberechnung“ genauer behandelt. )

1) Die Konstruktion im Modeller Modeller ermöglichen dem Benutzer die Eingabe von Grafikobjekten und deren Plazierung im dreidimensionalen Raum. Für die interne Verarbeitung und Darstellung der Körper im Modeller gibt es zwei vorherrschende Verfahren. 3D- Konstruktionsprogramme werden deshalb generell in zwei Arten unterschieden:

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Der Polygonmodeller setzt Objekte aus einer Vielzahl kleiner Flächen(Polygone) zusammen. Polygone sind im Com- puter leicht zu verarbeiten. Die Speicherung und Berechnung einer Grafik aus Polygondaten ist sehr effizient. Allerdings fehlen oft die nötigen Details. Runde Formen wie bei Kugeln werden nur näherungsweise dargestellt. Deshalb können diese Körper nicht beliebig vergrößert und verformt werden.

Der Splinemodeller ( NURBS ) beschreibt Kurven und Körper anhand von Formeln. Splines berechnen Kurven aus zwei Endpunkten und zwei Kontrollpunkten, die die Stärke der Auslenkung eines Kurvenabschnitts bestimmen. Verän- derungen können ohne Qualitätsverlust erfolgen. Außerdem lassen sich Oberflächenstrukturen(Texturen) leicht anpas- sen. Ein Nachteil ist der längere Aufbau einer Ansicht und Schwächen bei der Durchführung boolscher Mengenoperati- onen.

Um im Modeller ein 3D-Grafikobjekt zu erzeugen gibt es verschiedene Ansätze. Im folgenden werden die wichtigsten Methoden vorgestellt:

• vordefinierte Primitive. Die einfachste Möglichkeit, 3D-Grafikobjekte zu konstruieren, ist die Benutzung von

vordefinierten Primitiven des Konstruktionsprogramms. Zu den typischen Primitiven gehören Kreis, Rechteck, Pyramide, Zylinder, etc. Der Anwender muß nur noch Parameter wie Größe oder Ausdehnung bestimmen. Natürlich stehen auf diese Weise nur begrenzte Möglichkeiten offen.

• CSG. Um aus Primitiven komplexere Grafikobjekte zu erstellen, benutzen Konstruktionsprogramme das CSG-Verfahren (Constructive Boolscher Körper ( Würfel minus Kugel ) Solid Geometry). Dieses Verfahren bietet die Möglichkeit, Objekte mit Hilfe boolscher Mengenoperationen zu kombinieren

• Freehand. Eine andere Methode definiert einen Festkörper anhand seiner Oberflächen. Dieser Modus wird als Freehand bezeichnet. Der Benutzer kann beliebig Punkte im Raum positionieren und zu einer Oberfläche verbinden. Die Oberfläche muß allerdings geschlossen sein. Bei komplexen Objekten besteht zudem die Schwierigkeit, daß der Computer nicht zwischen Innen- und Außenbereich des Objektes unterscheiden kann.

• Rotations- und Translationskörper. Ein einfaches und schnelles Verfahren Festkörper zu konstruieren, ist die Translation oder Rotation zweidimensionaler Bereiche im 3D. Wie in Abb. zu sehen ist, definiert der Benutzer einen zweidimensionalen Querschnitt des Grafikobjektes. So sind zum Beispiel spitz zulaufende Gegenstände konstruierbar. Rotationskörper werden durch die Rotation eines 2D-Bereiches um eine Achse bestimmt. Beispiele für diese Methode sind Vasen, Flaschen oder Gläser.

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• Das Skinning erlaubt unter Angabe einiger markanter Querschnitte des Objekts eine schnelle Konstruktion. Die Querschnitte werden dann vom Computer durch Linien verbunden.

2) Der Shader Das Shading bestimmt die Beleuchtung, Oberflächengestaltung, Kameraposition und die Schattierungsqualität der Objekte.

Beleuchtung und Kamera

Der Benutzer kann im Shader zwischen drei Lichtquellen wählen.

• Ambientes Licht simuliert das natürliche Streulicht oder Umgebeungslicht. Es hat keine Richtung, und somit können Objekte keine Schatten werfen.

• Parallellicht oder gerichtete Lichtquelle trifft immer im gleichen Winkel auf die Objekte. Die Lichtquelle befindet sich sozusagen im Unendlichen. Diese Lichtart simuliert das Sonnenlicht.

• Lichter mit Position im Raum können verschiedene Arten von Scheinwerfern wie Kugel-, Klappenscheinwer- fer, Halogen- und Laserlicht simulieren.

Zu der Modellierung von Lichtquellen gehört die Definition der Position, Form (beispielsweise Punkt, Fläche und Kugel), der Intensität, mit der die Lichtquelle strahlt, und dessen Farbe. Für die Kamera kann der Benutzer dessen Position bestimmen. Einige Shader bieten zudem noch unterschiedliche Objektivarten (z.B. Weitwinkel) und Farb- oder Nebelfil- ter an. Da die Beleuchtung eine lange Tradition in der Fotografie und im Film hat, sollte bei diesem Thema Fachliteratur zu Rate gezogen werden. Das gleiche gilt für die Kameratechnik. Viele Anwendungen simulieren bei der Betrachtung herkömmliche Spiegelreflexkameras. Das Wissen über Blendeneinstellungen und Belichtungszeiten ist also von hohem Nutzen.

Oberflächengestaltung

Ein Shaderprogramm bietet dem Benutzer die Möglichkeit, Oberflächen für die im Modeller erstellten Objekte zu erzeu- gen. Oberflächen können Muster aufweisen, jedoch auch spezielle Leuchteigenschaften besitzen. Die Reflexionseigen- schaften verschiedener Materialien unterscheiden sich in diffuser Reflexion und spiegelnder Reflexion. Die diffuse Reflexion verteilt reflektierendes Licht gleichmäßig in alle Richtungen. Das Objekt wirkt dadurch stumpf(z.B. Kreide).

Andere Objekte glänzen und reflektieren das Licht in eine bestimmte Richtung (z.B. Spiegel). Dieses nennt sich spie- gelnde Reflexion. Hinzu kommt noch, das ein Objekt lichtdurchlässig(transparent) sein kann. Ein Lichtstrahl kann von einem transparenten Objekt in seiner Richtung abgelenkt werden(Lichtbrechung). Trifft ein Lichtstrahl senkrecht auf eine Oberfläche, weist die Oberfläche oft ein Glanzlicht auf. Die Stärke dieses Effektes (Specular) läßt sich in den meis- ten Shading-Programmen steuern.

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Flat-Shading oder konstante Schattierung

Bei der Modellierung von gekrümmten Flächen mit Hilfe von Polygonenmodellern, stellen die Polygone nur eine Annä- herung an das Grafikobjekt dar. Werden die Polygone konstant schattiert, ensteht dadurch ein ,,facettiertes`` Objekt. Um diese Polygonfacetten zu vermeiden und eine gleichmäßig gekrümmte Fläche aus einem Polygongitter zu erstellen, benutzt eine Rendering-Programm Schattierung durch Interpolation. Ziel dieser Methode ist es, die Schattierungs- werte nur an wenigen Punkten des Polygongitters zu berechnen und die anderen Punkte aus den berechneten Werten zu interpolieren. Diese Schattierungsmethode soll anhand des Gouraud- und Phongshadings erklärt werden:

• Gouraud-Shading berechnet nur für Knotenpunkte die Farbwerte. Die Farbwerte der Punkte, die auf einer Kante zwischen zwei Knoten liegen, werden interpoliert.

Sind so alle Punkte auf den Kanten berechnet worden, wird das Innere der Poly- gone durch Interpolation bestimmt. Gouraud-Shading liefert abgerundete Flächen mit realistischer Schattierung.

• Phong-Shading berechnet wie das Gouraud-Shading die Knotennormalen. Aller- dings werden dann nicht Farbwerte, sondern Richtung und Größe der Normalen interpoliert. Das hat den Vorteil, daß Glanzlichter auch in der Mitte eines Polygons, darstellbar sind. Glanzlichter treten auf einer Objektoberfläche immer dann auf, wenn das Licht senkrecht auf das Objekt fällt. Phong-Shading bietet auch die Möglichkeit, Transparenz eines Objektes zu simulieren. Allgemein bietet sich die- se Methode besonders für realistische Beleuchtungen an. Durch Spiegel- und Schattensimulation erhält das berechnete Bild zusätzlichen Fotorealismus.

Computerunterstützung bei der Erstellung von Animationen

Bei der Erstellung einer Animation müssen generell die drei verschiedenen Bereiche der Beleuchtung, Kamera und der Objekte beachtet werden. Jeder dieser Bereiche kann in Zustand und Position geändert werden. Ein bewegtes Licht kann zum Beispiel ein Autoscheinwerfer sein. Sonnenauf- und Untergänge sind Beispiele für die Animation der Intensität und Farbe einer Lichtquelle.

Bei der Kamera gehören Schwenks und Fahrten durch die Szene zu den Bewegungsanimationen. Zu den wichtigsten Funktionen, die ein Animationsprogramm zur Verfügung stellt, um den Benutzer bei der Erstellung einer Animation zu unterstützen, gehören die Zwischenbildanimation und die Pfadanimation. Diese beiden Verfahren sind in allen Animati- onsprogrammen enthalten und sollen näher vorgestellt werden.

Die Zwischenbildanimation ermöglicht die automatische Erzeugung von Zwischenbildern bei Vorgabe von Schlüssel- szenen. Schlüsselszenen sind vom Benutzer vorgegebene Bilder ( Frames ), die in der Animationssequenz vorkommen

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und wichtige Abschnitte der Animation repräsentieren. Nötig sind mindestens ein Anfangs- und Endbild einer Sequenz, um daraus Zwischenbilder zu generieren.

Die Pfadberechnung vereinfacht die Bewegungsanimation von Grafikobjekten. Das Objekt wird entlang eines frei defi- nierbaren Pfades zu einer Zielposition bewegt. Der Pfad wird häufig durch einen Spline ( eine Linie im Raum ) reprä- sentiert. Bei der Erzeugung der Animation durch den Computer werden Geschwindigkeitswerte sowie Beschleuni- gungs- und Bremswerte berücksichtigt, um eine natürliche Verhaltensweise der Grafikobjekte zu simulieren.

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3) Verschiedene Verfahren zu Bildberechnung Eines der herausragendsten Ziele der Computergrafik besteht darin, möglichst realistisch wirkende dreidimensionale Bilder synthetisch mit Hilfe des Computers zu generieren.

Entscheidend hierfür ist neben der exakten Modellierung der Szene (3d-Modelle mit ihren Oberflächeneigenschaften, Lichtquellen und Kameraeinstellungen etc.) in erster Linie die genaue Bestimmung der Lichtverteilung auf den Oberflä- chen der Objekte, welche sich aus der Beleuchtung durch direkte und indirekte Lichtquellen und der Interaktion mit anderen Körpern (Schattenbildung) ergibt.

Die Berechnungsalgorithmen können diese komplexen Vorgänge in der realen Welt aber nicht vollständig erfassen und vereinfachen diese deshalb nur. Sie können in lokale oder globale Beleuchtungsverfahren eingeteilt werden:

• lokale Beleuchtungsverfahren berücksichtigen nur die Interaktion zwischen einer oder mehrerer Lichtquellen mit den Oberflächen der Körper, nicht jedoch die Wirkung zusätzlicher Flächen auf die Lichtausbreitung. Effek- te wie Schattenwurf und Reflexion bleiben somit unberücksichtigt, was eine einfache und schnelle Berechnung ermöglicht. Die wichtigsten Beispiele für lokale Beleuchtungsmodelle sind das Gouraud- und Phong-Shading.

• globale Beleuchtungsverfahren: Die möglichst realitätsnahe Wiedergabe einer Szene steht im Vordergrund. Diese Verfahren berücksichtigen stets auch Phänomene wie Schattenwurf, Transparenz und Reflexion, können aber freilich auch nicht sämtliche physikalischen Phänomene simulieren. Je nach Anwendungsbereich kommen daher zwei verschiedene Techniken, Ray-Tracing und Radiosity, zum Einsatz, von denen jede ihre spezifi- schen hat.

Ray-Tracing ("Strahlverfolgung")...

Das ältere der beiden Verfahren, simuliert den Prozess der Lichtausbreitung durch das Verfolgen einzelner Lichtstrahlen. Da nur die Photonen von Interesse sind, die das Auge auch tatsäch- lich erreichen, kehrt man das physikalische Modell um und be- trachtet sogenannte Sehstrahlen, die vom Auge ausgehend durch jedes Pixel der Bildschirmebene in die Szene geschickt werden (Abbildung).

Um die Schattenbildung miteinzubeziehen, werden nur jene Lichtquellen berücksichtigt, die vom Auftreffpunkt des Seh- strahls aus sichtbar sind. In der Praxis wird die Beleuchtung stets für jede der drei Grundfarben einzeln ermittelt, was farbige Bilder ermöglicht. Dieses Verfahren hat den Vorteil, das für Szenen, die nur wenige Reflexionen besitzen nur

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wenig Rechenzeit benötigt wird. Der Nachteil ist das Licht nicht wirklich simuliert wird. Man stellt sich dazu am besten ein Zimmer mit einem Fenster vor, in dem keine Lichtquelle existiert. Wenn von draußen nun Sonnenstrahlen hereinfal- len, so werden nur die direkt beleuchteten Stellen auch im Bild beleuchtet – alles andere bleibt dunkel.

Radiosity

Da Ray-Tracing bei einigen physikalischen Phenomenen deutlich Schwächen zeigt, begann man nach anderen Algo- rithmen zu suchen. Mit Radiosity wurde ein, in gewisser Weise komplementäres Beleuchtungsverfahren entwickelt. Die zugrundeliegende Idee dabei ist, nicht einzelne Licht- bzw. Sehstrah- len zu verfolgen, sondern den Energieaustausch zwischen Flächenele-

menten zu betrachten:

Die 3D-Szene wird also in diese Flächenelemente aufgeteilt (patches

genannt). Luminaires (Lichtquellen) senden nun (Licht-)Energie, die von den (nichtüberdeckten) patches aufgenommen wird, aus. Abhängig von der Oberflächeneigenschaft der patches wird ein Teil der Energie absor- biert, der andere in die Umgebung reflektiert. (und zwar geht Radiosity davon aus, daß alle Flächen die Energie ideal diffus, also in alle Richtun- gen gleichmäßig streuen).

Im nächsten Schritt wird dann die reflektierte Energie betrachtet, Jedes Flächenelemente mit reflektierter Energie könn- te also als "Lichtquelle" angesehen werden und wird auch so behandelt. Schritt für Schritt wird nun die "Energiegrund- menge" abgebaut, bis sie vollständig absorbiert ist.

Die Anzahl der nötigen Iterationen ( also der Durchgänge ) ist von Szene zu Szene unterschiedlich. Es ist aber nicht nötig die Berechnung so lange laufen zu lassen, bis die gesamte Energie abgebaut wurde, denn je mehr Schritte ge- gangen werden, desto kleiner sind auch die ausgetauschten Energien. Am Ende werden also kaum noch Unterschiede sichtbar sein...

Diese Art der Berechnung hat den Nachteil, das es sehr rechenintensiv ist, dafür wird man mit einer korrekten Beleuch- tung belohnt. Ein Vorteil ist, das diese Berechnung für die ganze Animation nur einmal durchgeführt werden muss, so- lange sich im Aufbau der Szene nichts wesentlich ändert.

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Grundlagen - 3D Studio Max 4 / 5

Die Basisfunktionen des Programmes 3D Studio Max lassen sich einfach bei dem Erstellen eines simplen Tisch erklä-

ren.

Nach dem Programmstart ist das Fenster in veschiedene Bereiche gegliedert:

Mit einem Rechts-Klick auf das Perspektive-Fenster öffnet sich ein Menü, in dem die Darstellung der Objekte bestimmt

werden kann.

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Wenn die Option „Glatt + Glanzpunkte“ gewählt ist, wer-

den die Objekte wie folgt angezeigt:

Um einen Tisch zu erstellen werden vier Tischbeine und eine Tischplatte benötigt:

Figurprimitive ( Zylinder) :

Erstellen eines Zylinders: Erstellen(1) > Grundkörper(2) >Zylinder(3) wie im folgenden Bild:

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Parametisierung

Dachdem das Tischbein markiert ist, findet man auf der rechten Symbolleiste die Parameter des Objektes. Nun sind die Werte so einzustellen wie in der Abbildung gezeigt.

Klonen

Um diese Schritte nicht jedesmal wiederholen zu müssen, klickt man auf „Bearbeiten“ > „Klonen“ in der Menüleiste oben.

Mit dieser Funktion wird eine 1:1 Kopie des jeweiligen Objektes erstellt.

Verschieben

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Ansichten nutzen

Die vier Objekte müssen nun richtig angeordnet werden. Am einfachsten ist es wenn man die Ansicht oben betrachtet, und die Kreise ( Zylinder von oben ) anordnet.

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Rendern

1 > Wie viele Bilder sollen berechnet werden

2 > Auflösung in Pixel

3 > Speicherort der Datei

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Erfahrungen mit 3D Studio Max

Für das Erstellen von Logos ( sofern man sich in dem Programm zurechtfindet ) ist 3D Studio Max meiner Meinung nach sehr gut geeignet, da man schnell verschiedene Ansichten von dem Logo erstellen kann.

Wärend meiner Arbeit mit 3D Studio Max 5 lernte ich, selber Oberflächen zu entwerfen, und nicht auf Bibliotheken zu- rückzugreifen. Bisher hatte ich nur mit matten Oberflächen gearbeitet, somit wurde das Erstellen von einer metallenen Oberfläche für mich zu einer Herausforderung.

Eine Metall-Oberfläche ist deshalb schwerer herzustellen, da sich in der Oberfläche die Umgebung

spiegelt. Für mich war besonders ein Tipp in einer Fachzeitschift ( 3D Live ) eine große Hilfe, die mir zeigte, wie diese Hürde zu meistern ist.

In 3D Studio Max kann jeder Oberfläche eine Reflexion zugewiesen werden, die sich in dem Objekt unabhängig von der Umgebung spiegelt. Um einen metallischen Eindruck von der Oberfläche zu be- kommen, legt man als Reflexionsreferenz eine Bilddateil fest, die drei Farbverläufe mit gegensätzlichen Richtungen. Wenn man mehr als drei Farbverläufe angibt, bekommt man einen Eindruck, als wäre das Objekt aus Chrom.

Um ein mattes Metall zu erhalten, das beim Betrachten aussieht wie Aluminium öffnet man das Bild im Programm Adobe Photoshop, und geht auf „Filter“ – „Weichzeichnen“ – Gausscher Weichzeichner und gibt dort einen Wert ein, die die Konturen des Bildes stark verschwimmen lässt. Nach dem Speichern muss man die Oberfläche erneut im 3D Studio Max laden, und die Szene neu Rendern.

Für die Plättchen in meinem Logo habe ich die Objekte ChamferBox verwendet. Mit dem Objekt ChamferBox kann man Quader erzeugen, deren Kanten abgerundet werden können, ohne das die Anzahl der Polygone extrem steigt. Außer-

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sung und einer geringen Anzahl der Polygone ( rund 19.000 ) auf eine 1 Minute und 25 Sekunden. Die Renderzeit ist ein wichtiger Aspekt für die Animation von Szenen.

Eigenes Statement zu 3D Studio Max 5

3D Studio Max 5.0 ist ein sehr gutes Tool für das Erstellen von diversen Arbeiten im 3D Bereich wenn zumindest die Basisfunktionen beherrscht werden. Wenn man rasch ein Logo in 3D Studio Max erstellen möchte, sich aber noch nie mit dem Programm intensiv auseinandergesetz hat, ist mit den komplexen Funktionen und Teilbereichen schnell über- fordert. Als Einsteiger ist man aus verschiedensten Programmen verschiedenste Strukturen gewöhnt, die aber dennoch von der Anordnung her meistens ähnlich

sind. 3D Studio Max geht in vielen Punkten eigene Wege – die Navigation und das Ar- beiten in einer 3D Welt sind grundsätzlich anders als in einem 2D Bildbearbeitungspro- gramm.

Die meisten Funktionen sind im täglichen Workflow überflüssig, so bietet das Pro- gramm Funktionen die z.B. das verbiegen von Metall unter Krafteinwirkung simulieren, oder auch die Kollision von Objekten unter berücksichtigung von Wind, Schwerkraft und Oberflächenspannung.

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Neue Funktionen in 3D Studio Max 5

Die Version 5 von 3D Studio Max entält wenige große Neuerungen. Wenn man mit den älteren Versionen von 3D Stu- dio Max vetraut ist, so fällt einem jedoch auf, das verschiedene Funktionen stark vereinfacht wurden: Das Rotieren, Verschieben und das Ändern der Größe kann nun in jedem Viewport ( Ansichtsfenster ) erledigt werden, da in diesem die XYZ Achse zur jeweiligen Funktion angezeigt werden. So ist es nun auch viel einfacher geworden, ein Objekt zu stauchen ( nur eine Seite verkürzen ).

Früher: Version 5:

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Arbeitsoberfläche von 3D Studio Max 5, gezeigt wird ein Boolsches Objekt ( Kombination Würfel – Kugel )

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Quellen:

A. Iwainisky and W Wilhelmi.

Lexikon der Computergraphik und Bildverarbeitung.

Vieweg und Sohn Verlagsgesellschaft mbH, 1994.

Foley, van Dam, and Feinerand Hughes.

Computer Graphics.

Addison-Wesley Publishing Company, 1990.

John Landsdown and R.A. Earnshaw.

Computers in Art, Design and Animation.

Springer-Verlag, New York Inc., 1989.

James D. Foley, Andries van Dam, Steven K. Feiner, John F. Hughes, and Richard L. Phillips. Grundlagen der Computergraphik.

Addison-Wesley (Deutschland) GmbH, Bonn, 1 edition, 1994.

H. Freytag.

Tageslicht Kunstlicht Blitzlicht.

Wilhelm Knapp Verlag, Düsseldorf, 1976.

J. Bischoff.

Medienpraxis.

Fachkommision Bildende Kunst / Visuelle Kommunikation, Universität Oldenburg, 1989.

Nadia Magnenat Thalmann and Daniel Thalmann. Computer Animation.

Springer-Verlag, 1990.

Internet-Quellen:

http://www.gfx-scene.de – 28.11.2002 http://www.tnt.uni-hannover.de/stud/nikolaos/files/lit/bildverarbeitung/VL10.pdf - 28.11.2002 http://www.planet-tutorials.com/tutorials_3d_001.php - 12.12.2002 http://kb-bmts.rz.tu-ilmenau.de/franke/Scripte/Grafik/Ergaenzung_Radiosity.pdf - 12.12.2002 http://kb-bmts.rz.tu-ilmenau.de/Franke/I_Scripte.htm -17.12.2002 http://www.uni-paderborn.de/fachbereich/AG/agdomik/computergrafik/cg_skript/html/main.htm - 18.12.2002

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