CGI, 3D-Modellierung und Bildhauerei
CGI wird in vielen verschiedenen Branchen eingesetzt. Visuelle Effekte, Spiele, Architektur, Werbung und vieles mehr nutzen die CGI-Technologie. In diesem Blog wird erklärt, was CGI ist, und es werden die wichtigsten Techniken und Software für 3D-Modellierung und 3D-Skulptur vorgestellt.
Was ist CGI?
CGI ist eine Abkürzung, die für Computer Generated Imagery (computergenerierte Bilder) steht. Es ist ein weit gefasster Begriff, der 3D-Modellierung, 3D-Bildhauerei, Animation, Partikelsimulationen, Rendering und viele andere Disziplinen umfasst
CGI wird in vielen verschiedenen Branchen eingesetzt. Visuelle Effekte, Spiele, Architektur, Werbung und vieles mehr nutzen die CGI-Technologie. Ein großer Teil von CGI ist die 3D-Modellierung und das 3D-Sculpting. Zu diesem Zweck wurde eine Vielzahl verschiedener 3D-Software entwickelt. Einige der bekanntesten sind Blender, Zbrush, Maya, 3D Max und Cinema 4d, aber es gibt auch viele andere. Zum Beispiel spezialisierte Software für die Fertigung, den Maschinenbau und die Bauplanung.
Es handelt sich um ähnliche Anwendungen, und die Grundprinzipien sind bei allen gleich, auch wenn die Terminologie bei jeder von ihnen etwas anders sein kann.
Im Kern geht es bei der Polygonmodellierung um die direkte Bearbeitung von Punkten (Scheitelpunkten), Kanten und Polygonen durch Verschieben, Drehen und Skalieren
Bei dieser Art der Modellierung ist die Topologie oft von entscheidender Bedeutung, und es kann schwierig sein, sie richtig zu gestalten.
Erstens ist die Anzahl der Polygone für ein modelliertes Mesh viel höher, manchmal sogar mehrere Millionen Polygone pro Objekt. Dies gibt dem Künstler die Möglichkeit, das Mesh indirekt zu manipulieren, indem er viele Punkte gleichzeitig mit Pinselstrichen verschiebt, genau wie beim Modellieren mit digitalem Ton.
Die Oberflächentopologie ist beim Sculpting nicht unbedingt erforderlich, da es in Zbrush Lösungen wie dynamesh, zremesh oder den neueren Sculptris Pro Modus gibt. Wenn ein Künstler nicht durch die direkte Manipulation von Polygonen eingeschränkt ist, kann er sich mehr auf die künstlerische Seite seines Projekts konzentrieren, schneller iterieren und viel schneller zu den endgültigen Designideen gelangen.
Sculpting in 3D hat mehrere Vorteile im Vergleich zum Poly-Modeling
Beim Sculpting hat ein Künstler viel mehr kreative Freiheit. Außerdem kann man mit Bildhauerwerkzeugen das Netz auf eine Art und Weise manipulieren, wie es mit 3D-Modellierwerkzeugen nicht möglich ist. Es hat jedoch auch seine eigenen Schwächen.
Das modellierte Netz ist oft nicht direkt als endgültige Ausgabe in einer Produktionsumgebung verwendbar. Es besteht in der Regel aus mehreren Millionen Polygonen, hat eine Topologie, die nicht für Animationen geeignet ist, und ist nicht für die Verwendung im Echtzeit-Rendering optimiert. Zum Beispiel in einer Spiel-Engine.
Um ein modelliertes Mesh für die Produktion vorzubereiten, z. B. für Animationen oder den Import in eine Spiele-Engine, sind mehrere Schritte erforderlich
Erstens, eine neue Mesh-Topologie erforderlich ist. Dies bedeutet häufig, dass ein Mesh mit geringerer Auflösung manuell über dem modellierten Mesh modelliert wird, kann aber auch bedeuten, dass ein vorhandenes Basis-Mesh an die Skulptur angepasst wird. Anschließend werden die kleinen Details von der Skulptur auf das neue Mesh neu projiziert.
Der nächste Schritt ist das Mesh-Unwrapping, ein notwendiger Schritt, damit 2D-Texturen auf das 3D-Modell angewendet werden können. Davor ist es jedoch üblich, verschiedene Mesh-Maps aus dem High-Poly-Modell zu extrahieren (zu backen). Meistens wird eine Normal Map extrahiert, aber auch andere Maps wie ID, Krümmung oder Ambient Occlusion können beim Backen hilfreich sein. Wenn das Backen der Mesh-Texturkarten abgeschlossen ist, ist es Zeit für die Texturierung.
Texturen kann prozedural angewandt oder von Hand gemalt werden oder eine Kombination aus beiden Ansätzen sein. Bei der Texturierung ist es ein guter Ansatz, mit einem Metall-Rauheit- oder Spiegel-Glanz-Workflow zu arbeiten. Dies sind die beiden gängigsten Methoden zur Beschreibung optischer Materialeigenschaften für eine Rendering-Engine.
Es war eine ziemlich komplexe Aufgabe, die Anatomie korrekt wiederzugeben und gleichzeitig nicht zu naturalistisch zu sein und die ästhetische Dimension zu verlieren.
Nach der Texturierung verfügt der Künstler über ein produktionsreifes Modell, das in eine Spiele-Engine oder einen Offline-Renderer wie Arnold oder Redshift eingesetzt werden kann.
3D-Animation
Wenn ein Modell animiert werden soll, muss es zunächst geriggt und skinned werden, um zu beschreiben, wie sich das Modell bewegen kann, ob es Gelenke hat und welche Teile davon bei der Bewegung betroffen sind. Manchmal, vor allem bei der Animation von Charaktergesichtern, werden Blend Shapes verwendet, um die Bewegung zu beschreiben. Überblendungsformen werden am häufigsten für Gesichtsausdrücke verwendet, bei denen ein Künstler einen Gesichtsausdruck formt, so dass das Gesicht zwischen zwei oder mehr verschiedenen Ausdrücken animiert werden kann.
Das endgültige 3D-Modell rendern
Bei der Vorbereitung eines Modells für das endgültige Rendering können viele weitere Überlegungen erforderlich sein, z. B. Haare, Stoffmodellierung, Simulation, verschiedene Materialeigenschaften, Streuung unter der Oberfläche usw. Jedes kleine Detail trägt zum Realismus des endgültigen Modells bei.
Erstellen Sie einen realistischen Menschen
Anatomie der Bildhauer: Die menschliche Figur verstehen – für die grundlegenden Informationen zur Schaffung eines Menschen von Kopf bis Fuß. Und, Anatomie der Gesichtsausdrücke - für einen tieferen Einblick in die Mimik.
Sie waren dann in der Lage, die charakteristischen Teile des Tieres in ihren Werken überzeugend darzustellen. Wie ihre Vorgänger konstruierten sie ihre Figuren nach einem ästhetischen Ideal, aber so gekonnt, dass auch die Anatomie glaubhaft wurde.
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