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Cinema 4D Grundkurs

Ausleuchten des Raums

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Die Lichtverteilung in Innenräumen kann durch globale Illumination berechnet werden. Dies vereinfacht den Aufwand für die Ausleuchtung einer Szene gewaltig.

Transkript

Nachdem wir uns eine passende Kameraperspektive ausgesucht haben, können wir uns ans Ausleuchten der Szene machen. Da hatten wir schon einige Optionen kennengelernt. Unter anderem haben wir hier eine Öffnung in der Decke, wo sich anbietet, Sonnenlicht als Hauptlichtquelle einfallen zu lassen. Das schauen wir uns einmal an. Wir hatten auch schon besprochen, dass es sinnvoll sein kann, bei der Beleuchtung darauf zu achten, dass die Oberflächen nicht so dunkel sind, sondern möglichst dieses 90-prozentige Grau haben. Bevor ich das Licht also hinzufüge, gehe in das Bearbeiten-Menü in die Projektvoreinstellungen und ändere hier wieder die Basisfarbe auf 90 Prozent Helligkeit. Das Zweite, was wir tun, ist dass wir uns den physikalischen Himmel holen. Sollten Sie den in Ihrer Version nicht haben, nehmen Sie einfach eine unendliche Lichtquelle oder eine Sonnenlichtquelle aus diesem Menü, je nachdem, was zur Verfügung steht, um damit das Sonnenlicht darzustellen. Wichtig im Darstellungs-Menü ist, dass wir auf Gouraud-Shading umschalten. Nur so können wir die Beleuchtung des physikalischen Himmels ein bisschen live begutachten. Wir schalten mal um. Ich gehe mal in die Ansicht von oben um zu sehen, wo die Sonne steht. Hier haben wir dieses grüne Element. Ich kann's auch etwas nach oben ziehen. Es macht für die Sonne keinen Unterschied. Dann sehen wir, dass das Licht in dem Fall schräg von hinter der Kamera in den Raum fällt. Gar nicht so schlecht. Man kann sich noch angucken, ob die Höhe der Sonne über dem Äquator in Ordnung ist. Das hängt mit der Jahreszeit zusammen. Wenn ich jetzt also hier – Sie sehen das: April, März ... Juni ... umschalte, dann ändert das immer die Höhe des Sonnenstands. Je nachdem, wie steil das Sonnenlicht einfallen soll Wenn ich jetzt hingegen in den späten Jahreszeiten bin, fällt das Licht entsprechend flacher in den Raum hinein. Was natürlich auch reizvoll sein kann, weil wir dann eine etwas andere Färbung hineinbekommen. Lassen wir's mal hier beim Juli. Wir können es jederzeit umändern und schauen uns an, was denn da berechnet wird. Klicken wir mal auf die erste Filmklappe. Wir sehen relativ viel Blau. Das hängt damit zusammen, dass das Sonnenlicht hier hinten auf unser Geländer fällt, durch die Öffnung im Himmel, oder eher in der Decke. Natürlich wird hier nur direktes Licht berechnet. Das Sonnenlicht ist eigentlich nur hier hinten zu sehen, das andere ist alles dieses Pseudo-Himmelslicht. Daher würde es jetzt Sinn machen, den Sonnenstand etwas zu manipulieren, so dass das Licht vielleicht noch schräg an der Wand dahinter zu sehen ist. oder etwas spannender fällt. Vielleicht auch etwas schräger hier zur Seite auf unseren Gang. Vielleicht bekommen wir das ja hin. Um das abschätzen zu können, macht es Sinn, dass wir einmal das Anti-Aliasing auf Keines setzen, Dann ist natürlich die Berechnung um einiges schneller, weil wir jetzt ein paar Testberechnungen machen müssen. Zum Zweiten ist es so, dass Sie hier im mittleren Menü unten einen sogenannten interaktiven Renderbereich finden können. Das ist so ein kleines Fensterchen, was man über Anfasserpunkte beliebig skalieren kann und was den Vorteil hat, dass es sich immer wieder automatisch neu aktualisiert in dem Moment, wo wir etwas ändern. Wenn ich jetzt also anfange, die Uhrzeit zu ändern, muss ich nicht jedes Mal hier hinklicken, sondern Sie sehen, dass der Sonnenstand dadurch automatisch herumwandert. und irgendwann schräg durch die Öffnung in der Decke auf meinen Gang fällt. Relativ früh morgens. Um acht Uhr haben wir zum Beispiel eine relativ spannende Geschichte. Wir können auch 8:30 sagen, dass man in der Zeit irgendwo dazwischen ist. Dann haben wir so ein Streiflicht, das sieht ja ganz spannend aus. Sind wir damit fertig, ruft man den interaktiven Renderbereich erneut auf und ist aus dem Modus damit wieder heraus. Wenn ich das nochmal im Gesamten rendern lasse, haben wir die Situation, dass wir relativ wenig direkt beleuchteten Bereich haben und ziemlich viele bläuliche Stellen, und die Decke hier ist komplett schwarz, weil die in einem ungünstigen Winkel liegt zu dem blauen Licht von außen. Wir müssten jetzt also eigentlich viele neue Lichtquellen im Raum platzieren, um dieses abprallende Licht zu simulieren. Glcklicherweise ist es aber so, dass wir nun selbst in der kleinsten Cinema-\Version einen Algorithmus haben, den Sie über die Render-Voreinstellungen konfigurieren können, nämlich die sogenannte globale Illumination. Die finden Sie, wenn Sie unten mal auf die Effekte-Taste klicken. Ziemlich in der Mitte: Global Illumination. Die kennt verschiedene Verfahren und auch Presets, also Voreinstellungen, was vielleicht am Anfang ganz spannend ist, weil wir uns noch gar nicht so sehr mit den Details beschäftigen müssen. Hier gibt es zum Beispiel ein Preset für Innenräume, das haben wir ja vor uns. Wir haben auch eine Vorschau-Qualität. Das heißt, es geht dann relativ schnell. Hoffen wir zumindest. Schauen wir mal, was dahintersteht. Wir machen das einfach wieder zu und klicken nochmal auf Rechnen. Dann sehen wir, dass das jetzt komplett anders aussieht, auch der Rechenvorgang sieht ganz anders aus. Dieses bläuliche Licht verschwindet und das Sonnenlicht, was vorher hier nur auf den Weg getroffen ist, verteilt sich jetzt plötzlich durch Reflexionen im Raum. Das Licht hier auf unserem Weg springt also an die Wand, springt an die Decke, springt an die Innenseite des Bogens. Entsprechend natürlich an allen anderen Stellen des Raums auch. Das ist, wie gesagt, der Riesenvorteil dieser globalen Illumination, dass wir uns um diese Streustrahlung kaum noch Gedanken machen müssen, sondern es der Formel überlassen können. Was jetzt dieses Preset gemacht hat, ist, eine primäre und sekundäre Methode für uns auszuwählen und Qualitätsstufen einzustellen, Sie sehen schon, die niedrig sind, damit es schnell geht. Wir wollen ja einfach erstmal gucken, ob das der richtige Weg ist. Es gibt ein Verfahren, was für die primäre Methode ausgewählt wurde. Primäre Methode heißt: Das ist quasi die erste Reflexion des Sonnenlichts, in dem Fall, also das in der Regel stärkste Licht, weil es nach der ersten Reflexion noch die meiste Energie hat, danach streut es sich natürlich immer weiter. Dieses Verfahren nennt sich Irradiance Cache, es ist ein adaptives Verfahren. Das heißt, wenn ich es hier nochmal rechnen lasse, sehen Sie am Anfang diese Punkte hier. Da werden Messpunkte in der Szene verteilt. Es wird nur für jeden Messpunkt ermittelt, wie hell es an der Stelle wird. Dann werden sie zusammengerechnet und geglättet. Durch dieses Glätten kommen natürlich gewisse Fehlerrechnungen mit rein. Aber das Verfahren hat den Vorteil, dass es sehr schnell ist. Die Abstände zwischen diesen Messpunkten finden wir in dem Reiter für Irradiance Cache als Eintragsdichte. Je höher die Einstellung hier ist, desto länger dauert die Berechnung und desto mehr Messpunkte werden genommen. Hier sehen wir sie, bevor das Rendering beginnt. Desto genauer sind also die Verläufe, die wir da sehen. Das ist aber nur die erste Reflexion. Was danach passiert, macht die sekundäre Methode. Die sekundäre Methode ist hier eingestellt auf Radiosity Maps. Radiosity Maps, das Wort Maps deutet es schon an, ist ein Verfahren, bei dem auf das Bild eine feste Struktur auf die Objekte gelegt wird. Das ist auch wieder so ein Raster. In diesem Raster kann sich jede Zelle einen bestimmten Wert merken. Wir können uns das auch mal visualisieren lassen, indem wir uns die Texel anzeigen lassen. Texel ist dieses Raster, das sind diese Zellen. Wenn ich das rechnen lasse, sehen Sie überall so ein Karomuster auftauchen, was sich so ein bisschen verändert, je nach der Form der Polygone, die darunterliegen, und der Dichte an Polygonen, die da verwendet wird. Da variiert sich so ein bisschen das Raster. Man kann so ein bisschen die Dichte abschätzen. Jede Fläche, die man hier farblich unterschiedlich erkennen kann, speichert danach einen Helligkeits-, einen Farbwert und die werden dann miteinander verrechnet. Gut. Damit ist die Funktion der Radiosity Map erklärt. Sie verbindet also Zellen miteinander, wo Messwerte gefunden wurden. Sie kann im Prinzip aber keine Reflexionen berechnen. Das ist der Nachteil. Sie beschleunigt die Berechnung. Aber ich kann damit das Licht nicht noch öfter abprallen lassen. Das kann ich nur, wenn ich etwas anderes wähle. Ich könnte hier zum Beispiel auch Irradiance Cache wählen. Dann habe ich die Möglichkeit, hier eine Strahltiefe einzustellen. Also wie oft das Licht abprallen soll. Das hängt so ein bisschen davon ab, wie komplex mein Raum geformt ist und wie das Licht in den Raum fällt. Wenn ich eine relativ kleine Lichtquelle habe oder nur wenig vom gesamten Raum direkt beleuchtet wird, muss das Licht natürlich sehr oft abprallen, um überallhin zu kommen. Sie sehen hier schon den Unterschied, wenn ich das im Bildmanager rendern lasse. Das ist jetzt dieses fünfmalige Abprallen. Ich mach das nochmal zu und verändere es zu dem, was wir vorher hatten, zu Radiosity Maps, was sicherlich schneller ging. aber eben nur einmal abprallen konnte. Dann sehen Sie hier direkt den Vergleich. Je öfter das Licht abprallt, desto heller wird natürlich unsere Szene und desto natürlicher wirkt die Lichtverteilung.

Cinema 4D Grundkurs

Steigen Sie ein in die beliebte 3D-Software und lernen Sie alle Funktionen, das Modellieren, Materialsystem, Beleuchtungs- und Kamera-Objekte sowie Bild- und Animationsberechnung kennen.

10 Std. 2 min (70 Videos)
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