Cinema 4D Grundkurs

Die Schattenarten

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Es lassen sich verschiedene Schattenarten auswählen, von denen nur der Fläche-Schatten realistisch auf die Größe einer Lichtquelle reagiert. Zudem kann der Realismus der Beleuchtung durch Verwendung einer Abnahmekurve gesteigert werden.

Transkript

Wir sind jetzt gerade dabei, uns die verschiedenen Optionen anzusehen, die uns eine Lichtquelle bietet, und waren da zuletzt gelandet in der Rubrik für die Schattenberechnung. Standardmäßig wird kein Schatten berechnet. Das heißt, das Licht geht durch die Objekte durch. Und die Helligkeiten auf der Oberfläche sind nur ein Resultat der simplen Winkelberechnung zwischen dem einfallenden Licht und der Neigung einer Oberfläche. Wenn wir jedoch Schatten haben möchten; und das ist ja durchaus eine normale, wichtige Eigenschaft, die ja Licht hat, nämlich dass es Bereiches einfach gibt, wo das Licht nicht hinkommen kann; haben wir die Wahl zwischen drei verschiedenen Berechnungsmethoden. Diese unterscheiden sich in ihrer Präzision, in ihrer Berechnungszeit, die benötig wird, und in ihrem Realismus einfach. Die erste Einstellung hier nennt sich Weich, das sind die sogenannten Shadow-Maps. Das Wort "Maps" deutet es bereits an, dass es sich dabei um Bitmaps handelt. Das heißt, das sind Schattenberechnungen, die eine gewisse Auflösung haben. Diese Auflösung können Sie hier im Bereich für Schatten auch einstellen. Das ist die Schatten-Map. Sie sehen, da gibt es hier verschiedene Pixelauflösungen, die wir benutzen können. Und da leuchtet schon ein, dass je mehr Pixel wir einstellen, desto mehr Speicher verbraucht natürlich diese Schatten-Map, desto länger dauert die Berechnung, aber desto präziser wird der Schattenwurf auch. Das heißt, wenn ich das jetzt hier mal berechnen lasse, haben wir hier schon relativ scharfe, präzise Ränder. Wenn ich das jetzt mal mit einer geringeren Auflösung rechnen würde, sehen Sie, dass wir jetzt hier relativ weiche, weich gezeichnete Ränder bekommen. Also die Präzision leidet darunter. Jetzt ist es aber so, dass es keinen Sinn macht, das immer weiter nach oben zu schrauben, denn irgendwann, sehen Sie hier, haben wir Schatten, die halt einerseits viel Speicher brauchen und andererseits einfach nur noch unheimlich scharf umrissen sind, also eher illustrativ wirken. Wenn Sie auf derartige Schatten aus sind, können Sie nämlich direkt von Anfang an sagen, ich hätte gern einen harten Schattenwurf. Der harte Schattenwurf ist immer perfekt scharf umrissen, ist also wie ein Scherenschnitt, sehr illustrativ und sehr kontraststark abgegrenzt, natürlich auch nicht realistisch so, aber für bestimmte Effekte sicherlich interessant. Und Sie sehen, bei dieser Schattenart gibt es auch keine Schatten-Map, die berechnet werden muss. Folglich ist der Speicherbedarf hierbei auch nicht so hoch. Wenn Sie aber einen realistischen Schatten haben wollen, dann gibt es eigentlich nur eine Option, nämlich den sogenannten Fläche-Schatten. Wir kannten hier schon einen Typ der Lichtquelle, der sich Fläche nennt. Und bei der Flächen-Schattenberechnung verhält es sich ganz genauso wie bei der Lichtquellenart Fläche, nämlich dass einfach eine gewisse Größe und Form angenommen wird für die Schattenberechnung. Das hat den Vorteil, dass wir bei dieser Flächenart des Schattenwurfs tatsächlich auch Kernschatten- und Randschattenbereiche definieren können, einfach darüber, wie groß die Form der Lichtquelle sein soll. Das heißt, selbst wenn wir hier auf der ersten Seite einen Spot oder eine Punkt-Lichtquelle ausgewählt haben, können wir bei der Auswahl von Flächen-Schatten auf der Details-Seite hier einstellen, wie groß das Licht sein soll und welche Form die Fläche haben soll. Wenn wir das jetzt hier mal berechnen; und ich mache es mal absichtlich jetzt so, dass ich mal etwas steiler auf die ganze Geschichte draufschaue; dann können wir vielleicht hier den Schattenwurf etwas besser sehen. Und ich lasse es jetzt absichtlich mal in dem sogenannten Bild-Manager rendern. Das ist hier im mittleren Bereich, dieser Befehl hier. Wird normalerweise benutzt, um wirklich das finale Rendering zu erzeugen. Hat aber für uns jetzt den Vorteil, dass wir hier ein separates Fenster bekommen und dass wir hier so eine Art History, also einen Verlauf erhalten, es also einfacher haben dann die Renderergebnisse miteinander zu vergleichen. Und Sie sehen jetzt hier, das ist im Prinzip der Schatten, um den es geht, der hier ein bisschen weich ausläuft. Aber es gibt eben eine Varianz in der Härte des Schattens. Das heißt, es gibt hier durchaus Bereiche, die scharfkantig sind, und dann wieder Bereiche, die weich sind. Und das ist genau dieser Unterschied zwischen dem Kernschatten- und dem Randschattenbereich. Und das hängt zusammen mit der Größe, die wir hier einstellen. Das heißt, je größer hier die Rechteck-Fläche ist in dem Fall; wenn ich das jetzt nochmal rechnen lasse; desto weicher werden die Schattenwürfe. Wir können das jetzt hier schonmal vergleichen, wenn ich mal hin und her schalte, wie diese Größenveränderung den Schattenwurf beeinflusst. Das war die große Lichtquelle, sehr weich auslaufend. Das war die etwas kleinere Lichtquelle, etwas härter auslaufend. Das heißt, wenn wir eine kleine Lichtquelle haben, und dazu zählt interessanterweise ja zum Beispiel auch die Sonne, weil die Sonne am Himmel natürlich i Vergleich zur anderen Umgebung eigentlich ein relativ kleiner Punkt ist. Dann ist es eben so, dass wir relativ harte Schattenränder bekommen. Sie sehen, auf jeden Fall ist das die Stellschraube, die wir haben und die hatten wir bei den anderen Schatten nicht in dieser Art, zu wählen, wie eben der Schatten aussehen soll. Das heißt, wenn Sie die Größe der Lichtquelle hier auf der Detailseite einigermaßen realistisch gewählt haben, passend zum Maßstab der Szene, dann erhalten Sie auch wirklich einen Schattenwurf, der real ist, also der in der Realität auch so aussähe. Das Einzige, was wir jetzt hier noch regeln müssen und wir sind schon auf der richtigen Seite, das ist hier unten die Einstellung für die Abnahme. Momentan ist es noch so, dass das Licht praktisch unendlich weit strahlt. Also egal wie weit weg das Objekt wäre, es würde immer noch irgendwelche Lichtstrahlen erhalten, natürlich ein bisschen aufgefächert. Dadurch, dass wir jetzt hier mit einem Spot arbeiten, der sich wie ein Kegel immer weiter öffnet, würde sich das Licht auch immer weiter verteilen. Aber grundsätzlich geht es unendlich weit. Das ist nicht sonderlich real, sondern wir haben hier verschiedene Optionen, um jetzt zu definieren, wie weit das Licht kommen soll und wie schnell oder mit welcher Abnahmekurve es praktisch an Intensität abbauen soll über die Distanz hinweg. Und da gibt es eine Einstellung, Sie sehen es hier schon, die realistisch funktioniert, nämlich Invers quadratisch. Also mit dem inversen Quadrat des Abstands von der Lichtquelle nimmt die Lichtleistung ab. Das Einzige, was hier zu tun ist, ist , dass wir mit der äußeren Distanz hier definieren müssen, wo diese invers quadratische Abnahmekurve beginnen soll. Das heißt, das ist eigentlich hier der Radius, bis zu dem die Lichtleistung erstmal exponentiell ansteigt. Das heißt, zwischen der Lichtquelle und diesem Radius kriegen wir relativ unrealistische Beleuchtungszustände. Da ist das Licht also sehr, sehr viel heller, als wir das eigentlich hier auf der allgemeinen Lichtquellenseite eingestellt haben. Aber genau hier an dieser Stelle, wo dieser Radius liegt für die Abnahme, dort, also hier diese äußere Distanz, genau hier an diesem Punkt oder in diesem Abstand, da erreichen wir exakt diese Werte. Und alles, was danach kommt, nimmt automatisch mit der gewählten Abnahmekurve, in diesem Fall Invers quadratisch, an Intensität ab. Und dieses Verhalten ist eben physikalisch richtig, so wie es jetzt hier ist. Das heißt, es kann durchaus sein, wenn Sie sagen, die Lichtquelle soll da stehen und ich brauche invers quadratisch die Abnahme und ich habe jetzt hierüber praktisch irgendeinen Radius definiert, dann kann es durchaus sein, dass Sie hier mit den Prozentwerten über 100 Prozent auch müssen, damit das mit dieser invers quadratischen Abnahme hier hinten überhaupt noch sichtbar ankommt, kann sein. Es kann aber auch sein, dass Sie sagen, ich weiß nicht genau, wo diese Distanz liegt. Dann können Sie es sich einfach machen und sagen einfach, Sie definieren hier die Farbe und Helligkeit, die Sie an dieser Stelle sehen wollen und ziehen dann einfach die Entfernung dorthin, wo Ihre Objekte beginnen. Sie müssen halt nur aufpassen, dass Sie das nicht zu weit ziehen, weil es ist eben so, dass nach dieser Begrenzung hier die Intensität einfach exponentiell nach oben geht, also hier sehr viel mehr Licht und Helligkeit ankommt, als das hier eingestellt wurde. Deswegen sollte man drauf achten, dass die Objekte nicht innerhalb dieser Grenze liegen, sondern nur außerhalb. Dann kann eigentlich nicht viel passieren. Und Sie sehen hier schon an so einem angedeuteten Verlauf auf unserer Ebene; oder auch wenn ich jetzt mal hier ein anderes Objekt verwende, mal hier so ein Ebene-Grundobjekt; kann man, denke ich mal, schon abschätzen, wie hier dieser Verlauf natürlich sehr schön weich ausfällt, anders als wenn wir das ohne Abnahme gemacht hätten. Das ist einfach ein Verhalten, was wir auch in der Realität genauso sehen. Wie gesagt, der einzige Nachteil, oder der einzige Fall, wo das nicht nötig ist, ist wenn Sie Sonnenlicht simulieren möchten. Da macht es jetzt keinen Sinn zu sagen, das hat jetzt ein paar Millionen Kilometer hinter sich gebraucht und jetzt auf den letzten hundert Metern, da verliert es plötzlich rapide an Intensität, das macht keinen Sinn.

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10 Std. 2 min (70 Videos)
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