Projektdokumentation. 3D Modellierung und Animation mit LightWave 9.6

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1 Projektdokumentation 3D Modellierung und Animation mit LightWave 9.6 Hochschule Fulda Wintersemester 2010/2011

2 1 Einleitung 1.1 Zieldefinition Vorbereitung Modellierung der Objekte Modellierung der Planeten Modellierung der Sonne Modellierung der Erde Modellierung des Saturns Modellierung der Umlaufbahnen Modellierung des Canyon Modellierung der Bodenstation Teil-Modellierung des Raumschiffs Arbeiten im Layouter Erstellen des Hintergrunds Erstellen des Sonnensystems Animation der ersten Szene Einsetzen der Bodenstation in den Canyon Einsetzen des Raumschiffs Animation der zweiten Szene Zeitaufwand Genutzte Software Probleme Fazit Quellen

3 3 3.1 Vorbereitung Arbeiten im Modeler Modellierung des Raumschiffes Modellierung der Raumstation Kopfbereich Raumstation Rumpfbereich Raumstation Fußbereich Raumstation Arbeiten im Layouter Texturierung der beiden Modelle Einsetzen beider Objekte in Sonnensystem Animation der dritten Szene Animation Abschnitt Animation Abschnitt Animation Abschnitt Animation Abschnitt Animation Abschnitt Animation Abschnitt Sonstiges 3.5 Video / Audio 3.6 Zeitaufwand 3.7 Genutzte Software 3.8 Probleme 3.9 Fazit 3.10 Quellen Genutzte Hardware 42 5 Rendereinstellungen 43 3

4 1 Einleitung 1.1 Zieldefinition Ziel unseres Projekts war die Erstellung eines Videos, welches zum einen unser Sonnensystem in einer Übersicht und zum anderen einen Raumschiffflug zeigt. Das Sonnensystem soll neben der Sonne die acht darin befindlichen Planeten und deren Umlaufbahnen um die Sonne zeigen. Eines unserer Ziele bestand darin, dem Zuschauer einen möglichst detaillierten Eindruck über den Aufbau und die Größenverhältnisse unseres Sonnensystems zu geben. Zudem sollte neben der Übersicht über das System auch ein Raumschiffflug durch das Selbige gezeigt werden. Das Raumschiff sollte von dem Planeten Mars aus starten, an einigen weiteren Planeten vorbeifliegen und schließlich in einer Raumstation in der Umlaufbahn der Erde landen. 4

5 2 2.1 Vorbereitung Bei unserem Projekt war es uns von Anfang an sehr wichtig, ein möglichst realistisches und maßstabsgetreues Modell unseres Sonnensystems zu erstellen. Aus diesem Grund suchte ich im Internet nach verschiedenen Informationen zu der Sonne und den Planeten, wie z.b. deren Größe, Abstand zur Sonne und Umlaufbahnen. Ich erstellte eine Tabelle mit den relevanten Daten und rechnete die Werte auf unser Modell um. Dabei ist es mir gelungen die Planetengrößen Maßstabsgerecht darzustellen, jedoch musste ich den Abstand zur Sonne stark verkleinern, da ansonsten das gesamte System auf einem Bildschirm nicht darstellbar wäre. Hätte ich den Abstand zur Sonne maßstabsgetreu übernommen, wäre bei einem Durchmesser der Sonne von nur einem Kilometer der Planet Neptun ca km entfernt. Deswegen habe ich mich zu einer starken Reduzierung entschieden (ca. Faktor ), wobei die Abstände im Verhältnis trotzdem weiterhin grob stimmen. Ebenfalls suchte ich anfangs im Internet nach Informationen, ob Planetentexturen vorhanden sind, welche ich zur Modellierung verwenden konnte. Arbeitsaufwand: 7 Stunden 2.2 Modellierung der Objekte Modellierung der Planeten Die Grundstruktur der Sonne und der Planeten war nahezu identisch. Zu Beginn habe ich im Modeler eine Kugel mit ausreichend Polygonen erstellt und diese mit einer speziellen Planetentextur belegt. Diese Texturen sind genau auf Kugel-Oberflächen abgestimmt, so dass man sie direkt sphärisch auf das Objekt legen kann und einen fertigen Planeten hat. Beachten dabei muss man nur noch die Ausrichtung und die Größe der Textur beachten. Letztere lässt sich einfach durch einen Klick auf automatic sizing anpassen. Um einen möglichst runden Planeten zu bekommen, habe ich zum Schluss noch die Smoothing-Funktion angewendet. Eine Kugel besteht aus endlich vielen aneinander-gesetzten flachen Oberflächen (in unserem Fall Vierecke). Deswegen ist eine Kugel niemals wirklich rund. 5

6 Durch Smoothing werden die Flächen abgerundet und die Kugel wird kantenfrei dargestellt. Die Bumpmap Zusätzlich zu der normalen Textur kann man noch eine sogenannte Bumpmap auf das Objekt legen. Diese ist eine graustufen-textur, welche zu der eigentlichen Textur passt. Mit ihrer Hilfe wird beim Rendern der Eindruck von Tiefe und Struktur erzeugt. Der Betrachter bekommt den Eindruck, dass z.b. Berge auf dem Planeten richtige Höhen besitzen, dass auf der Oberfläche eine richtige dreidimensionale Struktur besteht. Geht man mit der Kamera allerdings näher an das Objekt heran sieht man, dass die Oberfläche nach wie vor glatt und ohne Struktur ist. Der Trick bei einer Bumpmap besteht darin, dass aus den graustufen-werten der Bumpmap ein Höhenprofil errechnet wird, aus dem anschließend entsprechende Schattierungen auf der normalen Textur erzeugt werden. Der Vorteil einer Bumpmap besteht darin, dass keine zusätzlichen Polygone benötigt werden, um eine Struktur auf einer Oberfläche darstellen zu können, wodurch wiederum Arbeits- und Renderzeit enorm verkürzt werden. Wie bereits erwähnt, darf man sich der Oberfläche aber nicht zu sehr nähern, da ansonsten der Tiefeneindruck verloren geht. ohne Bumpmap mit Bumpmap Arbeitsaufwand: 4 Stunden 6

7 2.2.2 Modellierung der Sonne Bei der Sonne bestand vordergründig das Problem, dass sie nicht nur aus einer Textur bestehen, sondern richtig brennen sollte. Die verschiedene Möglichkeiten Feuer zu animieren, über welche ich mich informierte, zielten meist darauf ab, ein kleines Lagerfeuer oder eine Explosion zu modellieren. Ich wollte aber einen ganzen Stern zum Brennen bringen. Die Modellierung der Sonne erfolgte nach einigen nicht zufriedenstellenden Versuchen in mehreren Schritten. Der erste Schritt war die oben beschriebene Erstellung des Grundmodells. Dieses schickte ich dann in den Layouter. Da die Sonne als Lichtquelle für das Sonnensystem dient, musste ich es so aussehen lassen, als ob sie leuchtet. Dafür gibt es die Einstellung Luminosity, welche ich auf 100% gesetzt habe. Anschließend begann die Modellierung des Feuers. In meinen Recherchen über Feuer habe ich festgestellt, dass sich dieses am besten mit HyperVoxels darstellen lässt. Was sind HyperVoxels? HyperVoxels sind volumetrische Shader. Ein Shader berechnet während des Renderns, wie eine Objektoberfläche auf einfallendes Licht reagiert. Volumetrische Shader sehen Objekte nicht als flache Oberflächen, sondern als Ansammlung von Punkten und errechnen aufgrund deren Position und Distanz zueinander eine dreidimensionale Oberflächenstruktur. HyperVoxels können die verschiedensten Strukturen annehmen, z.b. Strukturen zum Darstellen von Steine, Wolken oder Feuer. Ich habe also die Sonnenkugel um (Effects/Volumetrics/Add Volumetric). den Effekt HyperVoxels erweitert 7

8 LightWave bietet einige Vorlagen für HyperVoxels, darunter auch einige Feuervarianten welche ich bearbeiten musste, da diese nicht dazu vorgesehen sind, eine Fläche diesen Ausmaßes brennen zu lassen. Um eine vernünftige Darstellung zu erreichen, musste ich die Partikelgröße stark vergrößern und auch die Größenvariationen auf Maximum stellen. Die bewirkte, dass die Flammen unterschiedlich groß und unterschiedlich weit voneinander entfernt erstellt wurden. Ebenfalls musste ich eine andere Textur unter der Einstellung Hyper Texture auswählen, damit das Feuer auch auf der großflächigen Sonne realistisch aussah. Unter diesem Menüpunkt habe ich auch die Animationsgeschwindigkeit halbiert, da das Feuer der Sonne um einiges größer ist und sich somit auch langsamer bewegt. Arbeitsaufwand: 10 Stunden Modellierung der Erde Die Erde sollte so realistisch wie möglich aussehen, da sich in ihrer Umlaufbahn die Raumstation befindet, in der das Raumschiff landen soll. Dies bedeutete, dass die Erde aus großer Nähe eine Zeit lang zu sehen sein würde. Ich habe damit angefangen, eine Kugel zu erstellen und mir eine passende Erdtextur zu suchen. Hier war es wichtig, dass ich eine Textur in einer ausreichend hohen Auflösung wählte, die eine nahe Aufnahme zuließ. Allerdings sah der Planet nur mit der Textur der Erdoberfläche noch sehr unrealistisch, eher wie ein Globus aus. Dies wollte ich durch das Hinzufügen einer Wolkendecke und einer Atmosphäre ändern. Da ich nicht wusste, wie ich dieses Realisieren sollte, suchte ich Rat in einem Tutorial. Dort wurde beschrieben, welche Eigenschaften Wolken und Atmosphäre haben müssen und welche Einstellungen man berücksichtigen muss. Letztendlich bestand die fertige Erde aus drei eigenständigen Kugeln. 8

9 1. Modellierung der Erdkugel Die Erdkugel besteht aus drei verschiedenen Texturen. Angefangen habe ich mit der Modellierung einer einfachen Kugel. Dieser Kugel gab ich eine blaue Basisfarbe (90/115/150). Anschließend legte ich eine hochauflösende Erd-Textur auf die Kugel und stellte die Deckkraft (Opacity) auf 50%. Dies hatte zur Folge, dass die Textur etwas abgeschwächt wurde und dafür etwas Blau der eigentlichen Kugel durchschimmerte. Damit wurde der Effekt der Atmosphärischen Abschwächung der Farbe simuliert. Die blaue Atmosphäre lässt vom Weltraum gesehen die Oberfläche der Erde matter erscheinen. Mit einer Deckkraft der Textur auf 100% sähe die Erde sehr plastisch und unrealistisch aus. Des Weiteren legte ich im Diffuse Layer meine Wolkentextur auf die erste Kugel und setzte die Deckkraft wieder auf 50%. Dies simulierte den Schatten der Wolken auf der Erdoberfläche. Durch das Einstellen auf 50% ließ ich die Wolkenschatten transparent erscheinen, so dass die Erd-Textur auch durch die Schatten weiterhin sichtbar war. Diffuse selbst stellte ich auf 70% was die Wolken gräulich erscheinen ließ die ja eigentlich weiß waren. Um der Oberfläche mehr Struktur zu verleihen setzte ich als weitere Ebene eine Bumpmap ein welche eine dreidimensionale Oberfläche simulierte. Zum Schluss stellte ich Glossiness noch auf 40%, wodurch die Oberfläche leicht schimmerte und die Reflektionen des Wassers simulierte. 9

10 2. Modellierung der Wolkendecke Hier fing es an, etwas knifflig zu werden. Grob betrachtet ist die Wolkendecke sehr leicht zu realisieren. Man erstellt eine Kugel, die geringfügig größer als die Erdkugel ist und belegt diese mit einer teilweise transparenten Wolkentextur. Dieses stellte sich als problematisch dar. Der Layouter verhielt sich anders als erwartet. Die transparenten Teile der Textur wurden nicht transparent, sondern schwarz dargestellt, was die Erdoberfläche stark abdunkelt. Ich musste die Textur mehrmals in Photoshop bearbeiten, bis ich den gewünschten transparenten Effekt erzielte. Letztendlich kam ich zu dem Ergebnis, dass ich eine Textur brauchte, in der die Wolken weiß und alles andere transparent war. Die Textur musste ich als eine.png Datei speichern, um die Transparenz beizubehalten. Mit dieser Textur, die ich als Transparency-Map festlegte, gelang es mir, eine weiße Wolkendecke zu erstellen bei der alles andere durchsichtig war und den Blick auf die Erdoberfläche freigab. 3. Modellierung der Atmosphäre Die Erstellung der Atmosphäre-Kugel stellte keine besonderen Probleme dar. Sie ist wiederum eine etwas größere, als die Wolkenkugel und ist mit je einem GradientLayer in Textur- und Transparenz-Ebene belegt. Im Textur-Layer werden die Farbe und der Farbverlauf der Atmosphäre festgelegt. Hier ließ ich die Farbe von schwarz über verschiedene Blautöne wieder zu schwarz laufen. In der Transparenz-Ebene legte ich ebenfalls mit einer Gradient-Textur die verschiedenen Licht-durchlässigkeiten der Atmosphäre fest, um diese weich aussehen zu lassen. Mit den verschiedenen Gradzahlen habe ich festgelegt, aus welcher Blickrichtung man die Atmosphäre sieht und aus welcher nicht. So legte ich z.b. fest, dass in direkter Draufsicht die Atmosphäre nicht sichtbar und an den Rändern stark sichtbar ist. 10

11 Dies lässt eine schimmernde blaue Schicht rund um die Erde entstehen. Zum Schluss wurden alle drei Kugeln übereinander gelegt und ergaben die fertige Erde. Arbeitsaufwand: 10 Stunden Modellierung des Saturn Die Arbeit am Saturn war sehr zeitaufwändig. Der eigentliche Planet war sehr schnell erstellt, problematisch war jedoch die Erstellung des Saturnrings. Der Ring selbst war ebenfalls in kurzer Zeit modelliert, jedoch ließ sich die Textur nicht wie gewünscht darauf legen. Das Problem bestand darin, dem Surface Editor beizubringen, die Textur an der YAchse auszurichten und dann so oft nebeneinander auf den Ring zu legen, bis er einmal rundherum gelaufen ist. Dies wollte sich partout nicht einstellen lassen. Nach vielen erfolglosen Versuchen bin ich dazu übergegangen, den Ring selbst einzufärben. Dazu habe ich eine Gradient Textur erstellt, welche anhand von eingegebenen Farbwerten an bestimmten Positionen einen Farbverlauf erstellt. Diese Textur lässt sich an einem Pivot Point ausrichten (z.b. der Mittelpunkt des Rings) und somit kreisrund auf das Objekt legen. Ich habe versucht die Farbwerte und Abstände per Hand so originalgetreu wie möglich einzustellen. Das Endresultat sieht nicht genauso aus wie die Saturnringe, eine grobe Ähnlichkeit ist allerdings erkennbar. Da der echte Saturnring keine feste Materie, sondern eine Ansammlung von sehr vielen kleinen Steinbrocken ist, habe ich die Textur noch leicht transparent gemacht, um ähnlich wie bei den Steinansammlungen hindurchschauen zu können. Arbeitsaufwand: 8 Stunden 11

12 2.2.5 Modellierung der Umlaufbahnen Nach einer längeren Phase des Ausprobierens habe ich mich dazu entschieden, die Umlaufbahnen aus einem Toroid (Ringkörper) zu modellieren. Bei allen anderen Körpern hatte ich das Problem, dass der Durchmesser nicht groß genug war, so dass man die Ringe aus der weiten Ferne nicht sehen konnte. Meine Toroids haben einen Durchmesser von 10 km was grade so gereicht hat. Nach dieser Erkenntnis der Anwendungsmöglichkeiten konnte ich den Ring zügig erstellt. Ich habe den Ringen fünf Seiten und 200 Segmente gegeben, damit er trotz seiner Größe noch als runde Linie erkannt wird. Zur besseren Sichtbarkeit habe ich die Ringe weiß eingefärbt und die Leuchtkraft auf 100% gestellt. Somit sind sie nicht auf das Umgebungslicht angewiesen und überall gut sichtbar. Arbeitsaufwand: 1 Stunde Modellierung des Canyon Den Canyon zu erstellen war anfangs eine große Herausforderung. Ich wollte eine sehr feine und detailreiche Umgebung schaffen, um mit der Kamera problemlos hindurchfliegen zu können. Ich erinnerte mich daran, in der Vorstellung älterer Projekte das WooHoo-Projekt gesehen zu haben, in dem ein Student ein Höhenprofil von Google Earth importiert hatte und daraus eine dreidimensionale Umgebung geschaffen hatte. Daraufhin suche ich in der entsprechenden Dokumentation nach einer Anleitung und wurde auch fündig. Leider konnte ich dies nicht übernehmen, da die aktuelle Version von Google Earth dieses Vorgehen nicht mehr unterstützt und ich keine Möglichkeit gefunden habe, ein Höhenprofil heraus zu kopieren. 12

13 Ich brauchte also einen anderen Weg und suchte nach einer geeigneten HeightMap. Ich fand zum Glück eine brauchbare Map des Grand Canyon welche ich nutzen konnte. Durch das Einsetzen dieser graustufen-textur als DisplacementMap konnte ich das Höhenprofil des Canyons erzeugen. Displacement-Map Eine Displacement-Map, oder auch Height-Map genannt, funktioniert ähnlich wie eine Bumpmap. Aus einer graustufen-textur wird ein Höhenprofil erstellt und auf das Objekt gelegt. Je dunkler desto tiefer, d.h. Gräben sind dunkel und Berge sind hell. Der Unterschied besteht in der Ausführung. Eine Bumpmap erstellt nur Schatten, legt diese flach auf das Objekt und simuliert damit Höhe. Eine Displacement-Map hingegen erstellt aus dem Höhenprofil eine echte dreidimensionale Umgebung indem sie den Punkten des Ursprungsobjektes entsprechende Höhen zuweist. Dadurch verschieben und verändern sich auch alle betroffenen Polygone was das Ursprungsobjekt deformiert. Erst versuchte ich auf verschiedenen Wegen die Displacement-Map auf den Planeten selbst zu legen, indem ich ein Stück aus dem Planeten herausschnitt, dieses in einen anderen Layer kopierte und darauf die Map legte. Aufgrund der Krümmung der Oberfläche sah die Umgebung aber immer sehr verzerrt aus und war für eine möglichst realistische Darstellung nicht nutzbar. Daraufhin entschied ich mich, den Canyon auf eine eigene Platte zu legen und erstellte eine einfache Box ohne Höhe. Da ich einen möglichst detailreichen Canyon haben wollte, erstellte ich die Platte aus 500 x 500 Polygonen. Als nächstes legte ich die Deplacement-Map auf die Platte und stellte die Amplitude (Höhenauswirkung) nach einigen Versuchen auf 6. Da ich keine Farbtextur für den Canyon hatte, suchte ich nach einer Felsentextur, korrigierte die Farben so dass sie zur Mars-Oberfläche passten und passte die Größe an. Da auch meine Polygone nicht ausreichten, um die Oberfläche fein genug aussehen zu lassen, schaltete ich zusätzlich Smoothing ein. Ich hatte zudem sehr viele Anzeigefehler in der Oberfläche, welche ich größtenteils durch Aktivierung von Double Sided, also die beidseitige Belegung durch die Textur, beseitigen konnte. 13

14 Arbeitsaufwand: 8 Stunden Modellierung der Bodenstation Die Bodenstation habe ich recht einfach gestaltet. Sie besteht aus einfachen Strukturen, die ich zu einer kleinen Abflugstation zusammengesetzt habe. Die Kuppel der Station habe ich spiegelnd gemacht, wodurch einen ansprechender visueller Eindruck entstand. Einige Teile der Station habe ich leuchten lassen, so wie die Haltesäulen für das Raumschiff. Den Ausgangstunnel und den Fahrstuhlschacht nach oben habe ich leicht transparent eingestellt, um einen Glas-Effekt zu erzielen. Wenn die Station auch kein gestalterisches Highlight ist, so konnte ich an ihr doch sehr gut das Arbeiten auf vielen Layern üben. Das Objekt besteht aus insgesamt 15 zusammengesetzten Ebenen. Beim eigentlichen Bau der Station setzte ich jedes Objekt in einen eigenen Layer. Nachdem ich die Station fertig hatte, überlegte ich, welche enthaltenen Objekte ich später als Einzelobjekte benötigen würde. Dieses waren lediglich die Haltesäulen, auf denen das Raumschiff später stehen sollte. Diese sollten sich dann in den Boden einfahren. Dazu mussten sie aber eigene Objekte bleiben. Den Rest konnte ich in einen Layer setzen. Ich gab jedem Objekt einen eigenen Namen unter Sureface (q), damit ich später jedem Teil eine andere Textur zuweisen konnte und kopierte sie 14

15 zusammen. So wurden aus 15 Layern drei. Dies hat neben der Übersichtlichkeit den Vorteil, dass sich das Objekt im Nachhinein leichter verschieben lässt und nichts mehr verrutscht und nachgebessert werden muss. Einige Objekte konnte ich auch zu Texturgruppen zusammenfassen, indem ich gleich aussehenden Objekten, wie z.b. die Haltesäulen, den gleichen Sureface-Namen gab. Diese tauchten dann im Surface-Editor unter einem Namen auf und so wurde die Textur auf alle drei Objekte gleichzeitig angewendet. Arbeitsaufwand: 3 Stunden Teil-Modellierung des Raumschiffs Ich habe die Grundstruktur des Raumschiffs von meinem Projektpartner bekommen und diese nur noch ein bisschen modifiziert. Ich habe am Heck Verzierungen mit einem speziellen Farbverlauf hinzugefügt und die Oberfläche spiegelnd gemacht und mit einer Hintergrundtextur versehen. Letzteres diente dazu, dass Raumschiff im Weltraum noch gut erkennen zu können, da die spiegelnde Oberfläche alle Sterne reflektierte und somit teilweise kaum vom Hintergrund zu unterscheiden war. Heckflügel Die Verzierungen am Heck bestehen aus vier einfachen Scheiben, welche jeweils um 45 Grad rotiert wurden. Das besondere an den Scheiben ist der Farbeffekt, den ich dort eingesetzt habe. Ich wollte einen schimmernden Effekt erzielen, so dass man von unterschiedlichen Perspektiven unterschiedliche Farben sieht. Dieses setzte ich um, indem ich eine Gradient Textur auf die Scheiben legte. Diese stelle ich im Incidence Angle, zu Deutsch Einfallswinkel, her. Hier gab ich einen Farbverlauf von Rot nach Blau vor, wodurch die Scheiben je nach Betrachtungswinkel in diesen Farben schimmerten. Damit dieser Effekt noch besser sichtbar war, habe ich die Leuchtkraft auf 100% gesetzt. 15

16 Oberfläche des Raumschiffs Die spiegelnde Oberfläche des Raumschiffs, nach dem Vorbild aus Man in Black, war ein bedeutender Aspekt der Modellierung. Hier ergab sich allerdings das Problem, dass man das Schiff im Weltraum kaum sehen konnte, da sich die Sterne darin spiegelten und es sich somit kaum vom Hintergrund abhob. Man sah lediglich die leuchtenden Teile fliegen. Ich entschied mich also neben den spiegelnden Effekt, den ich mit einer Reflection Einstellung von 50% erreichte, eine Procedurale Textur auf das Schiff zu legen, um die Form des Rumpfs besser sichtbar zu machen. Ich probierte alle vorgegebenen Texturen aus und wählte dann die Vains -Textur, da diese am besten zu dem Schiff passte. Arbeitsaufwand: 4 Stunden 2.3 Arbeiten im Layouter Erstellung des Hintergrunds Es gibt verschiedene Arten einen Hintergrund hinter eine Szene zu legen. Als erstes versuchte ich eine riesige Kugel zu erstellen, welche die gesamte Szene umfasste. Auf die Innenfläche der Kugel legte ich eine Weltraumtextur. Dieses sah in der gerenderten Szene dann aber sehr unecht aus. Ebenso unrealistisch sah die die Textur im Innenraum eines Würfels aus. Man sah deutlich die Ecken und beim Kameraflug in der Szene sah man, wie man den Seiten näher kam und sich wieder entfernte. Ich suchte nach einer weiteren Möglichkeit und fand schließlich den Menüpunkt Backdrop Options im Hauptmenü Windows. Dort wählte ich unter Add Environment den Punkt Textures Environment aus und legte als Textur meine Weltraumtextur fest. Mit dieser Möglichkeit legt LightWave das Hintergrundbild selbst kugelförmig im jeweils richtigen Abstand für die Szene fest. Leider sieht man bei meiner Textur eine verzerrte Schnittkante, was jedoch mit einer entsprechenden Kameraführung kompensiert werden kann. Arbeitsaufwand: 4 Stunden 16

17 2.3.2 Erstellen des Sonnensystems Wie in der Einleitung bereits beschrieben, konnte ich die Planeten nicht im maßstabsgetreuen Abstand zueinander darstellen. Die tatsächlichen Abstände der Planeten sind einfach zu groß. Ich habe den Maßstab ca. in 1 : umgerechnet und die Planeten entsprechend eingefügt. Da ich vorher den exakten Abstand jedes Planeten zur Sonne berechnet hatte, musste ich lediglich jeden Planeten nur um die entsprechende Entfernung in der X-Achse verschieben. Planet Sonne Merkur Venus Erde Mond Mars Jupiter Saturn Uranus Neptun Durchmesser Modellgröße km km km 4,9 km km 12,1 km km 12,8 km 3476 km 3,5 km km 6,8 km km 143 km km 120,5 km km 51,1 km km 49,5 km Abstand zur Sonne Modellabstand Umlaufzeit Modellumlaufzeit km km km 1500 km 1700 km 1900 km 88 Tage 225 Tage 365 Tage 240 Frames 620 Frames 1000 Frames km km km km km 2200 km 2600 km 3500 km 5500 km 8000 km 687 Tage 4329 Tage Tage Tage Tage 1900 Frames Frames Frames Frames Frames Ursprünglich hatte ich vor, die Planeten um die Sonne kreisen zu lassen, aus Zeitgründen nicht realisiert werden konnte. Dafür wäre es nötig gewesen, die Pivot-Punkte der Planeten jeweils in das Zentrum der Sonne zu verlegen. Dadurch kreist der Planet mit dem Rotate-Tool nicht um die eigene Achse sondern um die Sonne. Den Pivot-Punkt verschiebt man einfach durch den Menüpunkt Move Pivot unter dem Reiter Modify. Damit das Lichtverhältnis des Sonnensystems stimmt, habe ich das vorgegebene Area-Light gegen ein Spherical-Light ausgetauscht. Ich stellte die Farbe des Lichtes leicht gelblich (255/254/206) ein, um das Licht der Sonne zu simulieren. Des Weiteren gab ich dem Licht die Größe der Sonne, damit auch der Abstrahlwinkel des Lichts stimmte. Zum Schluss setzte ich es noch in das Zentrum der Sonne. Anschließend fügte ich die Umlaufbahnen ein. Arbeitsaufwand: 5 Stunden 17

18 2.3.3 Animation der ersten Szene Mit dieser Szene bin ich nicht ganz zufrieden. Die Aufgabe erschien anfangs unproblematisch. Da ich aus Zeitgründen die Planetenrotation weglassen musste, brauchte ich theoretisch nur die Kamerafahrt entlang der Planeten. Dies ließ sich praktisch jedoch nicht leicht umsetzen. Es brauchte sehr viele Versuche, um der Kamera halbwegs den Weg so vorzugeben, wie ich ihn mir ausgedacht hatte. Es erschienen Kurven, wo ich keine erstellt hatte und oft veränderte sich auch der gesamte Pfad durch das Hinzufügen eines Keys. Nach einer sehr langen Testphase, die meist durch Renderzeit gefüllt wurde, gestaltete sich die Szene wie folgt: Um dem Video einen ruhigen Anfang zu geben, ließ ich die Kamera die ersten 30 Frames ruhig in den Weltraum zeigen. Es folgte ein Schwenk auf die Sonne, welcher ich mich dann annäherte. Ich entschied mich für einen Rückwärtsflug an den Planeten vorbei, da dadurch am besten die Abstände und die Größenunterschiede der Planeten verdeutlicht wurden. Außerdem bestand so die Möglichkeit, die Sonne weiterhin im Betrachtungsfeld zu erhalten, in die ich viel Arbeit investiert hatte. So flog die Kamera ab Frame 300 rückwärts an dem ersten Planeten (Merkur) vorbei, bis sie schließlich bei Frame bei Neptun ankam. Dort vollzog sie einen Schwenk und flog nach oben weg, wobei ich die Kamera stets auf die Planeten gerichtet ließ. Bei Frame ließ ich die Umlaufbahnen erscheinen, welche sich bis zu diesem Frame nicht sichtbar oberhalb der Szene befunden hatten. Ich flog weiter nach oben weg bis ich bei Frame in einer Totalen stehen blieb. Um des Sonnensystem eine Weile betrachten zu können, ließ ich die Kamera 100 Frames ruhen und schwenkte dann in den leeren Weltraum, um einen Übergang in die zweite Szene zu bekommen. Da ich die Planeten größtenteils nur von hinten gesehen habe und das Sonnenlicht von vorne kam, war von den Texturen nicht viel zu erkennen. Deswegen stellte ich bei jedem Planeten noch eine Leuchtkraft von 5% ein, um sie auch von hinten besser sichtbar zu machen. Arbeitsaufwand: 15 Stunden 18

19 2.3.4 Einsetzen der Bodenstation in den Canyon Das Einsetzen der Station war ein wenig knifflig. Zum einen waren die Größe nicht aufeinander abgestimmt, wodurch die Raumstation viel zu groß für den Canyon war. Zum anderen bestand die Station aus mehreren Objekten, welche alle auf einmal verschoben werden mussten. Als erstes musste ich also herausfinden, wie man mehrere Objekte gleichzeitig auswählt. Dies ließ sich wie gewohnt durch halten der Strg-Taste und durch kicken der Maus auf verschiedene Objekte bewerkstelligen. Allerdings gab es Probleme, wenn sich mehrere Objekte überlagerten. Nach langem Suchen fand ich dann den winzig kleinen Knopf rechts neben der Current Item Fläche, womit sich eine Objektübersicht öffnen ließ. Dort wurden in einer Liste alle Objekte angezeigt, welche man wieder durch Halten der StrgTaste markieren konnte. Somit konnte ich problemlos alle Elemente der Station auswählen. Die Größe der Station passte ich mit dem Size-Tool an, mit dem man ausgewählte Objekte durch ziehen der Maus beliebig vergrößern oder verkleinern kann. Danach brachte ich die Station noch mit den Move- und Rotate-Tools an die richtige Position und schloss die Arbeiten ab. Während meinen Arbeite in dem Canyon hatte ich das Problem, dass aufgrund der hohen Datenmenge der Szene (über Polygone) die Objekte nur dargestellt wurden, wenn das Bild still stand. Sobald ich mich bewegte, wurden die Objekte durch Bounding Boxen ersetzt. Bei der Bodenstation stellte dies kein Problem dar, da diese aus einfachen Strukturen bestand und durch die Bounding Boxen noch relativ gut erkennbar war. Der Canyon hingegen verschwand bei Bewegungen völlig. Erst versucht ich mich nur noch im Wireframe-Modus zu bewegen, empfand dies aber als nicht zufriedenstellend. Ich machte mich auf die Suche nach einer Abhilfe und fand schließlich in den Display-Options den Punkt Bounding Box Threshold, mit welchem man die Datenmenge angeben kann, bis zu der die Objekte angezeigt werden sollen, ohne durch Boxen ersetzt zu werden. Diesen Wert stellte ich sicherheitshalber auf Dadurch verschwanden die Boxen erfolgreich. Ab diesem Zeitpunkt stockten die Bilder, aber ich konnte viel besser navigieren, da ich sämtliche Texturen zu jeder Zeit sah. Arbeitsaufwand: 8 Stunden 19

20 2.3.5 Einsetzen des Raumschiffs Das Raumschiff in die Szene einzusetzen war schnell getan. Zwar passte die Größe ebenfalls wieder nicht, aber mit dem Size-Tool war das Schiff rasch angepasst. Etwas aufwändiger war das Erstellen eines Düsenstrahls, der den Antrieb des Raumschiffs darstellen sollte. Hierzu erstellte ich ein Distant-Licht, dem ich eine bläuliche Farbe gab. Um den Lichtstrahl sichtbar zu machen aktivierte ich Volumetric Lightning. In den dazugehörigen Optionen stellte ich die Eigenschaften des Lichtes ein: - Radius: Durchmesser des sichtbaren Lichtstrahls Height : Länge des sichtbaren Lichtstrahls Luminosity: Leuchtkraft des sichtbaren Lichtstrahls Density: Leuchtdichte des sichtbaren Lichtstrahls Specify Medium Color: Lichtfarbe des sichtbaren Lichtstrahls Zusätzlich stellte ich in den Lichtoptionen unter Object ein, dass das Antriebslicht kein anderes Objekt anleuchtet, da ansonsten die ganze Umgebung einen Blauschimmer haben würde, indem ich unter Exclude alle Objekte der Szene auswählte. Als das Licht fertig modelliert war musste ich es noch an das Raumschiff binden damit es den Bewegungen folgt. Dieses stellte ich über Parent Item in den Motion Options (m) ein. Hier gab ich dem Licht das Raumschiff als Parent. Arbeitsaufwand: 3 Stunden Animation der zweiten Szene An dieser Szene hatte ich am meisten Spaß. Ich habe sehr viel Arbeit in den Canyon gesteckt und wollte den Flug hindurch möglichst realistisch darstellen. Das fing mit dem Licht an. Ich ersetzte das Ambiente-Licht durch ein Point-Licht, welches ich schräg von der Seite strahlen ließ. Dadurch wirkte der gesamte Canyon viel spektakulärer und man konnte die vielen Schluchten 20