chair it DM1 MOSER Alwin # space291

Transkript

1 1 chair it DM1 MOSER Alwin # space291

2 2 _documentation Das Objekt, um das es sich in diesem Semester drehen sollte, war ein Sessel. Gegenüber den vorherigen DM1-Übungen war das insofern eine Erneuerung, weil man bisher eher mit fiktiven Objekten gearbeitet hatte. Wir jedoch bekamen die Vorgabe einen real existieren Sessel zu modellieren. Der Vorteil daran ist sicher, ein höherer Lerneffekt, da man nicht hinterher das will, was dabei rauskommt, sonder dabei rauskommen muss, was man will. Der erste Schritt zum 3D-Modell war dann eine genaue Zielsetzung in Form einer ausführlichen Foto-Dokumentation des ausgewählten Stuhles. Drei quasiorthographische Ansichten sollten die Grundlage für das modellieren doch recht freien Formen bilden. Um den Stuhl maßstabsgerecht erstellen zu können haben wir einige wichtige Längen abgemessen und die Bilder in Rhino entsprechend skaliert. Im Zuge der Dokumentations-Erstellung haben wir auch einige Einblicke in das Layout-Programm Adobe InDesign gewonnen und die wichtigsten Funktionen dieses wirklich umfassenden und mächtigen Layout-Tools kennen gelernt. Digitale Darstellungsmethoden UE SS2010 Alwin MOSER # Gruppe Fr. 10:30 M 1: Komplexe, beim Modelieren fordernde, geometrische Form. Verschiedenartige Oberflächen. Kein Exot, sondern der Klassiker aus der Küche. chair it 920

3 3 _modelling Modelliert haben wir unsere Stühle in der Software Rhino. Rhiono ist durch seine AutoCAD-ähnliches Bedienkonzept vergleichsweise einfach zu erlernen. Ganz anders als in AutoCAD funktioniert allerdings das Modellieren selbst: AutoCAD ist ein so genannter Solid-Modeller, bei dem man durch Extrusion, Rotation und die Boolean-Funktionen massive Körper erstellt. Bei Krümmungen und Freiformen stößt man dabei jedoch schnell an die Grenzen des Möglichen. Rhiono hingegen ist flächenorientiert. Aus einem umfangreichen Repertoire an Kurvenwerkzeugen erstellt man üblicherweise die Grundformen, mit denen dann komplexe, gekrümmte Flächen durch Extrusion, Entlanggleiten uvm. erstellt werden können. Hat man alle einen Körper begrenzenden Flächen modelliert, so kann man diese dann zu einem Flächenverband verschmelzen. Zum Nachmodellieren von existierenden Objekten, wie in unserem Fall, bietet Rhino die Möglichkeit, die einzelnen Ortho- Ansichten des Arbeitsbereiches mit einem genau eingepassten Bild zu hinterlegen. So lassen sich mit etwas Übung die meisten Objekte recht schnell und genau nachbauen.

4 4 _rendering Das Rhiono-3D-Modell haben wir anschließend in ein passendes Austausch-Format exportiert und in 3ds max importiert. AutoDesk 3ds max ist heute neben AutoDesk Maya das meistverwendete 3D-Animations und Rendering-Programm. Der Schwerpunkt des Programms liegt dabei weniger im Bereich Modellieren, als vielmehr beim Aufbau komplexer Szenen, setzen von Oberflächeneigenschaften (Shading), Beleuchtungen und gegebenenfalls Animationen, die dann dem angesteuerten Renderer übergeben werden. Als Renderer haben wir MentalRay verwendet. Der Hersteller (MentalImages) wurde vor einigen Jahren von AutoDesk aufgekauft und wird deshalb heute bei den namhaften 3D-Produkten von AutoDesk mitgeliefert. Gewisse Unterschiede sind dann lediglich bei der Art und Qualität der Integration des Renderers in die Software- Umgebung zu finden. Im Falle von 3ds max kann man von einer sehr gelungenen und effektiven Bedienung von MentalRay sprechen. MentalRay beherrscht nahezu alle heute verfügbaren Verfahren zur Erzeugung photorealistischer Bilder. FinalGathering, Global Illumination, Raytraycing und Caustic seien hier nur kurz genannt.

5 _scripting _parameter based modelling 5 Neben 3ds max ist Maya die wohl bedeutendste 3D-Software am Markt. Zwar unterscheiden sich die beiden Programme, obwohl sie vom gleichen Hersteller stammen, hinsichtlich ihrer Bedienkonzepte stark voneinander. Doch das Ziel eine entsprechende Umgebung und Parameter für den Renderer zu schaffen, ist dasselbe. Das Rendering wird dann ohnehin meist mit dem von AutoDesk favorisierten MentalRay erledigt. Mit welchem Programm man arbeitet ist also in erster Linie Geschmacks- und Gewohnheitssache. Neben einigen mehr oder weniger großen Nachteilen, hat Maya jedoch einen großen Vorteil: die Programmierbarkeit. Maya bietet ein Programmierschnittstelle, über die das Programm mit entsprechenden Kenntnissen in MEL oder Phyton vollständig gesteuert werden kann. Mit entsprechenden Scripts in diesen Sprachen, kann der Funktionsumfang je nach Bedarf nahezu beliebig und einfach erweitert werden. Durch die C- ähnlichen, mächtigen Syntax und der Möglichkeit Bedienelemente zu bauen, bestehen hier kaum Grenzen. Ebenso wie Maya, bietet auch Rhino die Möglichkeit Erweiterungen einzubinden, jedoch in Form von PlugIns. Ein solches sehr nützliches Zusatzprogramm ist Grasshopper, mit dessen Hilfe man in Rhino parametrisch arbeiten kann. Mehr noch: es können dabei ohne Programmierkenntnisse mit einem graphischen Editor sehr komplexe so genannte generative Algorithmen entworfen werden, mit denen enorm komplexe Strukturen modelliert bzw. errechnet werden können. commandport -securitywarning -name commandportdef // mental ray for Maya 2010 // mental ray for Maya: using startup file C:/Programme/ mental ray for Maya: setup // mental ray for Maya: initialize ntal ray for Maya: using 1 license or Maya: register extensions tory: loaded ully registered

6 6 _fusion Im nächsten Schritt haben wir einige erweiterte Bearbeitungsfunktionen von Rhino kennen gelernt. Mit Hilfe einer solchen Funktion (FlowAlongSuface) habe ich dann die Sitzfläche vom Stuhl eines Kollegen auf die verbogene Rückenlehne meines Sessels aufgebracht. Rhino bietet daneben noch zahlreiche andere Funktionen, mit denen Formen sehr flexibel und frei verzerrt oder verdreht werden können. Das so entstandene Fusion-Objekt habe ich anschließend wieder als Polygonnetz exportiert und in 3ds eingefügt. Gegenüber seinem Vorgänger habe ich dann einzelne Teile des Stuhls mit gezielten Oberflächeneigenschaften versehen. Die Möglichkeiten, die 3ds max hier bietet, um reale Materialien und Oberflächen nachzubilden sind enorm.

7 7 _interior Wiederum besondere Anforderungen an den Renderer und die Einstellungen erfordert das Erstellen von Innenraum-Renderings. Einer der wesendlichen Aspekte ist dabei, dass die Beleuchtung eines Raumes nur zu einem geringen Teil durch direkte Belichtung erfolgt. Hauptsächlich wird das eingestrahlte Licht wieder und wieder an den Oberflächen gestreut und diffus reflektiert. Je nach Anforderungen an die Realitätsgetreue, ergeben sich sehr komplexe Strahlengänge, deren Berechnung dann deutlich an den längeren Render-Zeiten zu erkennen ist. Durch die Features, wie Global Illumination und Final Gather ist die photorealistische Berechnung der Raumausleuchtung jedoch gut möglich. Durch einige weitere Optimierungen, lassen sich noch Verbesserungen des Eindruckes erzielen. Ambient-Occlusion, führt zu einer Abschattung in Winkeln und Ecken, Streufarbenreflexion ermöglicht die Berücksichtigung von Farben bei der Ausbreitung des Lichtes, Bump-Mapps geben Wandoberflächen eine natürliche Unregelmäßigkeit und Rauheit. Weiters sind bei den

8 8 _interior room from chair _artificial light illumination Im soweit letzten Assignment ist es darum gegangen, im erzeugten Objekt einen interessanten Ausschnitt zu finden, den wir als Raum inszenieren sollten. Durch die Einschnitte in der Wand, die an Fenster erinnern. Durch Eine Deckenstruktur, die an eine Kassetten-Decke erinnert, eine etwas vertraute Färbung der Elemente und eine entsprechende Blickpunktwahl und Perspektiveneinstellung ist das problemlos möglich. Im nächsten Schritt habe ich mich dann noch an einer künstlichen Ausleuchtung des Raumes versucht. Mehrere Kugelförmige Leuchten im Raum verteilt, deren Materialien mit Self-Illumination versehen wurden, sind nun die Lichtquellen. Mental- Ray bietet hier unter anderem noch Linseneffekte, mit denen ein Glühen simuliert werden kann.