Rendern mit mental ray

Rendern mit mental ray Mit der Integration von mental ray steht in Revit Architecture ein leistungsfähiger Renderer zum Erstellen von hochwertigen Standbildern zur Verfügung. Um die Möglichkeiten von mental ray nutzen zu können, wurden außerdem die Rendermaterialien und Lichtquellen komplett überarbeitet. Diese Technische Information soll neben Hintergrundwissen und Erfahrungswerten auch den Render-Neulingen eine Schnelleinführung geben. Themenübersicht Konzept Erstellen und Anpassen von renderfähigen Ansichten Beleuchtung mittels Tageslicht Beleuchtung mittels Kunstlicht Rendermaterialien Staffage Rendern Speichern der berechneten Bilder Seite 1 von 14 im Dezember 2008

Konzept Das Grundkonzept für Rendern in Revit: 1. Durch das Erstellen von Isometrien oder Kamera- Perspektiven können renderfähige Ansichten erzeugt werden. 2. Mit dem integrierten Tageslichtsystem kann das Gebäudemodel fotorealistisch beleuchtet werden. Hierbei wird neben dem Sonnenlicht ein sogenanntes Himmelslicht zur diffusen Grundbeleuchtung des Gebäudes genutzt. 3. Neben dem Tageslicht können zusätzliche Lichtquellen zur Beleuchtung des Gebäudes definiert werden. 4. Durch die Nutzung speziell entwickelter Rendermaterialien (ProMaterials) können Materialeigenschaften wie Transparenz und Reflexionsverhalten sehr realistisch dargestellt werden. Auf Grundlage der integrierten Bibliothek können eigene Materialen entwickelt werden. 5. Neben 3D Staffage-Objekten können ebenfalls Pflanzen, Autos, Mobiliar und Menschen aus der mitgelieferten RPC-Bibliothek zum Füllen der Szene genutzt werden. 6. Für die unterschiedlichen Schritte im Visualisierungsprozess stehen speziell angepasste Render-Setups zur Verfügung. 7. Die erzeugten Renderings können direkt im Projekt oder als losgelöste Bilddateien (bmp, jpg, tiff, png) gespeichert werden. Seite 2 von 14 im Dezember 2008

Erstellen und Anpassen von renderfähigen Ansichten Der erste Schritt jeder Visualisierung besteht im Erstellen von renderfähigen Ansichten. Dies können Isometrien oder Perspektiven (Kamera-Ansichten) sein. Zum Erstellen von Perspektiven wählen Sie in der Entwurfsleiste das Werkzeug Kamera. Kameras können in Grundrissen, Ansichten und Schnitten erstellt werden. Durch die Definition einer Kamera wird automatisch eine neue perspektivische 3D-Ansicht erstellt und aktiviert, in welcher Blickwinkel und Bildausschnitt und damit sozusagen auch die Brennweite per Griffbearbeitung angepasst werden. Um die Kameraposition nachträglich zu verändern, kann das Kamera-Symbol in beliebigen Ansichten angezeigt werden. Hierfür wird im Browser über das Kontextmenü der 3D-Ansicht der Befehl Kamera anzeigen aktiviert. Zur Steuerung der Ansichtstiefe kann in den Elementeigenschaften der Kamera (oder per Griff) ein Hinterer Schnitt eingestellt und aktiviert werden. Anpassung der hinteren Schnittgrenze per Griff: Seite 3 von 14 im Dezember 2008

Zur besseren Orientierung im Projekt empfiehlt es sich, die Kameras (3D-Ansichten) nachvollziehbar zu benennen (Kontextmenü Umbenennen). Beleuchtung mittels Tageslicht In Revit ist eine Beleuchtung mittels Tageslicht automatisch integriert. Durch Aktivierung der Schattendarstellung in der Kamera- Ansicht kann die Richtung der Sonneneinstrahlung / der Schattenwurf im Ansichtsfenster kontrolliert werden. Neben der direkten Definition unterschiedlicher Sonneneinstrahlungen mittels Azimut und Höhenwinkel ist auch die Definition über die geografische Lage und den Zeitpunkt möglich. Neben der Definition des Lichteinfalls für Standbilder können innerhalb der Erweiterten Modellgrafik auch ein- und mehrtägige Sonnenstudien konfiguriert werden. Um eine korrekte Beleuchtung mittels Ortsangabe zu erhalten, ist das Projekt einzunorden. Hierfür kann folgendermaßen vorgegangen werden: 1. Aktivieren Sie den Lageplan. 2. Wechseln Sie in den Ansichtseigenschaften die Ausrichtung auf Geografischer Norden. 3. Norden Sie Ihr Projekt mit dem Werkzeug Geografischen Norden drehen aus dem Menü Werkzeuge Projektposition/-ausrichtung ein. (Achtung: Diese Funktion steht nur in Ansichten mit aktiviertem Geografischer Norden zur Verfügung.) Seite 4 von 14 im Dezember 2008

Beleuchtung mittels Kunstlicht Neben der Beleuchtung mit Tageslicht können zusätzliche künstliche Lichtquellen in Revit erstellt werden. (Für das Rendering kann zwischen Tageslicht, Tageslicht und künstliches Licht oder nur künstliches Licht umgeschaltet werden.) Künstliche Lichtquellen sind in Beleuchtungs-Familien enthalten und können aus der Bibliothek über die Funktion Familie laden in ein Projekt eingefügt werden. Vordefinierte Außenleuchten Vordefinierte Innenleuchten Es können natürlich auch eigene Leuchten oder reine Lichtquellen mittels Familieneditor erzeugt werden. Hierbei kann zwischen unterschiedlichen Lichtquellen- Templates (Vorlagendateien) gewählt werden. Seite 5 von 14 im Dezember 2008

Zur Definition des Abstrahlungsverhaltens wird zwischen unterschiedlichen Formen und Lichtverteilungen gewählt. Das Abstrahlungsverhalten kann außerdem mittels Herstellerdaten im IES Dateiformat bestimmt werden, hierfür ist die Verteilung auf Fotometrisches Netz zu stellen. Entsprechende IES Dateien können auf vielen Herstellerseiten heruntergeladen werden. Ist der Lichtverteilungstyp auf Fotometrisches Netz gestellt, kann für jeden Familientyp eine IES Datei innerhalb der Fotometrischen Daten angegeben werden. Seite 6 von 14 im Dezember 2008

Die Anfangsintensität und Anfangsfarbe werden dabei NICHT aus der IES Datei übernommen und sind, entsprechend der verwendeten Leuchte, in den fotometrischen Daten einzustellen. Das Abstrahlungsverhalten wird nun durch die Informationen aus der IES Datei definiert und als dreidimensionales Hilfsgitter angezeigt. Die Ausrichtung der Lichtquelle kann nun durch Drehen und Verschieben angepasst werden. Beachten Sie beim Erstellen eigener Leuchten auf IES Basis, dass die IES Datei nicht in die Revit-Familie integriert wird und für das Rendern verfügbar sein muss (ähnlich den Texturen). Speichern Sie deshalb die IES Datei zusammen mit der Leuchten-Familie an geeigneter Stelle ab. Rendermaterialien Um Oberflächen und Materialeigenschaften innerhalb des Renderings physikalisch korrekt wiederzugeben, sind den verschiedenen Materialien sogenannte Renderdarstellungen zugeordnet. Diese haben keinen Einfluss auf die Darstellung in der Modellanzeige, sie werden lediglich für das Rendern von Isometrien / Perspektiven und den Export in das FBX Format genutzt. In Revit 2009 ist eine sehr umfangreiche Bibliothek von mental ray spezifischen Rendermaterialien, den ProMaterials integriert, welche sich den Revit Objekten bzw. deren Materialien für die schattierte Darstellung zuweisen und anpassen lassen. Jedem Revit Material lässt sich ein Basismaterial aus der Bibliothek zuweisen, welches anschließend angepasst werden kann. In Abhängigkeit vom Basismaterial stehen unterschiedliche Parameter zur Verfügung. Seite 7 von 14 im Dezember 2008

Beispiele für verschiedene ProMaterials und ihre Parameter: Allgemein mit Parametern für: Farbe Glanz Reflexionsvermögen Transparenz Ausschnitt Selbstillumination Bump Beton mit Parametern für: Farbe Oberfläche Abdichtung Verwitterung Glas mit Parametern für: Farbe Reflexion Glasscheiben (Anzahl) Zur Definition eigener Rendermaterialien empfiehlt sich folgendes Vorgehen: 1. Zunächst ein bestehendes Revit Material duplizieren und umbenennen. 2. Ein adäquates Basismaterial aus der ProMaterials Bibliothek zuweisen und die Parameter anpassen. 3. Werden Parameter wie Farbe oder Bump mittels Texturen (Bilddateien) gesteuert, was z.b. bei Holzmaterialen oft der Fall ist, müssen die Texturen in den entsprechenden ProMaterials Verzeichnissen abgelegt werden. 4. Zuweisung des Revit Materials über die jeweiligen Objekteigenschaften. Speicherort für zusätzliche Textur-Dateien: Damit Texturen (Bilddateien) in der Materialvoransicht und im Rendering korrekt angezeigt werden, müssen sie sich innerhalb der Revit Texturverzeichnisse befinden. Eigene Texturen sind deshalb in das jeweilige Presets Verzeichnis des Materialtyps zu kopieren. Seite 8 von 14 im Dezember 2008

Sie finden diese Materialtyp-Verzeichnisse unter: C:\Programme\Revit Architecture 2009\Data\Rendering\ assetlibrary_base.fbm\materials So sind z.b. zusätzliche Holztexturen in folgendes Verzeichnis zu kopieren: C:\Programme\Revit Architecture 2009\Data\Rendering\ assetlibrary_base.fbm\materials\hardwood\presets Hinweis Eine der nächsten Technischen Informationen wird sich ausführlich mit dem Thema Rendermaterialien beschäftigen. Staffage Um Szenen mit Leben zu füllen, können neben 3D- Objekten auch speziell für das Rendering entwickelte RPC-Objekte genutzt werden. In der Familien-Bibliothek Bepflanzung bzw. Umgebung finden Sie RPC-Staffage-Objekte, die verschiedene Typen von Pflanzen, Autos, Mobiliar und Personen für das Rendern enthalten. Da es sich bei RPC-Objekten nicht um echte 3D-Objekte sondern von Fotografien abgeleitete Renderinstanzen handelt, kann eine spezielle Anpassung der Beleuchtung nötig sein. Weitere Informationen hierzu finden Sie in der Hilfe. Außerdem sei bemerkt, dass sich RPC-Objekte nur für ebene Betrachtungswinkel eignen, da bei zu steilem Winkel die zweidimensionale Form der Renderinstanz zu erkennen ist. (Eine Ausnahme bilden hierbei die RPC-Fahrzeuge.) Seite 9 von 14 im Dezember 2008

Rendern Sind Kamera, Licht und Rendermaterialien definiert, kann das erste Proberendering erzeugt werden. Öffnen Sie hierfür den Renderdialog über den Teekannnen-Button in der Ansichtskontroll-Leiste oder über die Entwurfsleiste. Definieren Sie zunächst, welches Beleuchtungssetup (Schema) für das Rendering genutzt werden soll. Unter Sonne stehen alle innerhalb der Erweiterten Modellgrafik definierten Sonneneinstrahlungen und Sonnenstudien zur Auswahl. Definieren Sie den zu nutzenden Hintergrund. Hinweis In der Technischen Information Hintergrundbild beim Rendern in Revit Architecture 2009 wird erläutert, wie Sie Ihre eigenen Hintergrundbilder für Ihre Visualisierungen verwenden können. Für Proberenderings sollte die Qualitätseinstellung Entwurf in Kombination mit der Auflösung Bildschirm benutzt werden. Die Qualitätseinstellung und Auflösung hat direkte Auswirkungen auf die benötigte Renderzeit. Ausgehend von dem Ergebnis des Proberenderings können nun Kamerastandpunkt/-ausschnitt, Beleuchtung, Materialien etc. angepasst werden. Um bei Proberenderings Zeit zu sparen, empfiehlt es sich zusätzlich, nicht jedes Mal das gesamte Bild sondern nur relevante Bereiche zu Rendern. Seite 10 von 14 im Dezember 2008

Da das Rendering auf Grundlage physikalischer Lichtquellen und Materialien erzeugt wird, ist unter Umständen eine Anpassung der genutzten Belichtung (ähnlich einem Fotoapparat) nötig. Öffnen Sie hierzu den Dialog Belichtung anpassen. In diesem Dialog können Sie den Grundwert der Belichtung einstellen und ein Feintuning der einzelnen Helligkeitsbereiche (Lichter, Mitteltöne, Schatten) vornehmen. In Abhängigkeit der verwendeten Lichtquellen bzw. deren Lichtfarbe kann eine Anpassung des Weißpunktes nötig sein. Die Anpassung wird in Kelvin angegeben und entspricht dem Weißabgleich bei einem Fotoapparat. Mittels Farbsättigung kann die Intensivität der Farbdarstellung reguliert werden. (Vorgenommene Änderungen werden durch Klicken des Anwenden Buttons sofort übernommen!) Zum Auswählen und Verändern von Objekten ist vom gerenderten Bild auf das Modell zu wechseln. (Es kann auch wieder auf das Rendering zurückgeschaltet werden.) Entspricht das angepasste Proberendering Ihren Vorstellungen, können Sie Auflösung und Renderqualität entsprechend der gewünschten Weiterverwendung anpassen und das Rendering erstellen. Seite 11 von 14 im Dezember 2008

Rendering mit Qualität Hoch und Farbsättigung = 0 Die unterschiedlichen Rendersetups können Sie auch über Qualität Einstellung Bearbeiten auf Ihre eigenen Bedürfnisse hin anpassen. Seite 12 von 14 im Dezember 2008

Da die meisten Einstellmöglichkeiten selbsterklärend sind, seien hier nur folgende erläutert: Bildpräzision (Antialiasing) - bestimmt wie genau Texturen, Details und die Kantenglättung berechnet wird. Beim Erhöhen der Bildpräzision sollte mit Vorsicht vorgegangen werden, da sie direkte Auswirkung auf die Renderzeit hat! Weiche Schatten aktivieren Ist für die Berechnung von nicht punktförmigen Lichtquellen (Linear, Rechteck, Kreis) nötig. Wenn nicht aktiviert, werden alle Lichtquellen als Punktlichter berechnet und erzeugen somit keine weichen Schatten (Halbschatten). Reflexionen bei indirekter Beleuchtung Gibt die Anzahl an Reflexionen an, die für einen Lichtstrahl berechnet werden. Für eine ausgewogene Ausleuchtung von Innenräumen, die zum größten Teil durch Sonnenlicht beleuchtet werden, kann eine Erhöhung des Wertes auf 3 bzw. 4 erforderlich sein. Für Proberenderings im Außenbereich kann die Berechnung der Indirekten Beleuchtung und des Himmels deaktiviert werden. Es wird dann lediglich direktes Licht Berechnet, was zu schwarzen Schatten führt aber erheblich Renderzeit spart. (Hierdurch kann die Renderzeit der Voreinstellung Entwurf verkürzt werden.) Optionen für lichtdurchlässige Bauteile Durch Aktivierung werden Licht-Portale in Fenstern, Türen bzw. Fassaden erzeugt. Diese bündeln das einfallende Sonnen- und Himmelslicht und helfen so eine ausgewogene, gleichmäßige Beleuchtung in Innenräumen zu erzeugen. (Achtung: Verlängern das Rendering erheblich.) Speichern der berechneten Bilder Revit kann gerenderte Bilder direkt in der Projektdatei abspeichern (unter Ansicht wird ein Knoten Rendern erzeugt). Dies ist empfehlenswert für Renderings, die auf Plänen verwendet werden sollen (Drag & Drop). Bilder die in anderen Programmen weiterbearbeitet oder verschickt werden sollen, können mittels Exportieren Button als Grafikdatei gespeichert werden. Seite 13 von 14 im Dezember 2008

Neben dem sehr verbreiteten JPG Format (kleine Dateien, verlustbehaftete Komprimierung) stehen mit TIF (große Dateien, verlustfrei, Alphakanal mit Hintergrund) und PNG (verlustfreie Kompression, Alphakanal ohne Hintergrund) auch hochwertige Bildformate zur Verfügung. Viel Spaß und Erfolg beim Rendern mit mental ray und Revit Architecture! Vielen Dank für die Unterstützung an diesem Dokument an Norbert Gräser - norbert.graeser@cmotion.net Ihr Autodesk AEC- Team Jochen Tanger Application Engineer Architecture, Engineering & Construction Revit Architecture 2009 jochen.tanger@autodesk.com Dieses Dokument ist für jedermann frei verwendbar. Seite 14 von 14 im Dezember 2008