Glanzleistung mit Uli Staiger und CINEMA 4D

In der 47. Ausgabe die DOCMA erklärt unser faszination3D.de Referent Uli Staiger, wie man einen Gegenstand von selbst zum Leuchten bringt, unter Anwendung des Leuchtenkanals von CINEMA 4D.

Damit kann eine komplette Studiobeleuchtung simuliert werden.

Der Leuchten-Kanal addiert dem bereits vorhandenem Material einen Farbwerte hinzu. Die Parameter sind identisch mit deren des Farbekanals, sie werden aber nicht von der Beleuchtung beeinflusst. Kurz gesagt werden im Schatten liegende Abschnitte gleich stark eingefärbt und aufgehellt wie beleuchtete.

Der Kanal Leuchten sollte nur mit Bedacht und unterstützend eingesetzt werden.

Wenn man sich mit dieser sehr intuitiven Art der Beleuchtung auseinandersetzt, entdeckt man die Möglichkeiten hinter dem Leuchtenden Material. Dementsprechend wie die Textur auf 3D Objekte aufgetragen wird, kann es sich sogar wie eine echte, physikalisch korrekte Lichtquelle nutzen lassen.

All diese Faktoren machen die sogenannte Polygonbeleuchtung zu einem klassischen Studiowerkzeug.

Gerade bei glänzende Oberflächen, wie Fahrzeuglack, Chrom oder poliertem Holz empfiehlt es sich eine Polygonbeleuchtung anzuwenden. Wichtig dabei ist zu beachten, dass die Kenntnis allein nicht ausreicht um eine gelungene Beleuchtung zu erstellen. Hauptpunkte wie Reflexionen, Lichtkanten, Spitzlichtern und Schatten sollten am Objekt bereits vormodelliert werden, dass die Form des Objekts beim Rendering gut zur Geltung kommt.

Selbstverständlich kann man Polygonlichter mit vordefinierten Lichtquellen kombinieren.

Gerade wenn die Beleuchtung gebündelt sein soll oder die Lichtquelle weiter weg platziert ist.

Es gibt eine ganze Reihe von Möglichkeiten:

1. Lichtträger anlegen
2. Leuchtmaterial erzeugen
3. Global Illumination
4. Vignettierung und Schmutz
5. Anwenden
6. Striplight
7. Verlaufslicht
8. Topsegel
9. Aufheller
10. Spotlights
11. Zielspot
12. Hintergrundcompositing

1. Lichtträger anlegen

Ihr benötigt hierzu einen bzw mehrere 3D Objekte die als Träger dienen sollen. Auf das Objekt wird das leuchtende Material später aufgetragen. Da das Beleuchten mit Polygonen nur auf geringe Distanz funktioniert, solltet ihr grundsätzlich großflächige Objekte (z.B. Ebene) verwenden. Vor allem, wenn ihr die Spiegelungen der Objekte in der Oberfläche der beleuchteten Objekte sichtbar machen wollt.

Verschiebt dazu das Objekt an die entsprechende Stelle, von der das Licht ausgehen soll und richtet es auf das Zentrum der Szene aus. Damit bekommt der Untergrund auch eine Beleuchtung und ein Schattenwurf. Starke Kontraste könnt ihr vermeiden, wenn ihr auf der unbeleuchteten Seite der Szene ein zweites Polygon platzieren.

2. Leuchtmaterial erzeugen

Bei Leuchtendem Material benötigt ihr erstmal nur den Leuchtenkanal. Mit dem Helligkeitswert könnt ihr die Lichtquelle quasi Dimmen. 100 % ist der automatische Startwert in CINEMA 4D, mit ihr könnt ihr den Wert aber je nach Farbe und Entfernung einen höheren Werte geben. Im Leuchten Kanal könnt ihr die Farbe der Lichtquelle festgelegt.
Bei zu geringen Farbveränderungen wird dies Farbe nicht von reinem Weiß unterschieden, vor allem dann nicht, wenn die Helligkeit über 100% liegt.

3. Global Illumination

Wenn ihr ohne Global Illumination rendert erhaltet ihr zwar die Spiegelung, aber es wird kein Licht ausgestrahlt.
Die Globale Illumination könnt ihr in den Rendervoreinstellungen aus dem Effekte-Menü auswählen.

Solltet ihr mit dem neuen physikalischen Renderer arbeiten, lohnt sich ein Klick auf die Illuminationsoptionen des Leuchtenmaterials im Materialeditor. Dort könnt könnt ihr GI-Flächenlicht anwählen. Diese Auswahl beschleunigt zwar nicht das Rendering aber die Schattenqualität wird erheblich verbessert.

4. Vignettierung und Schmutz

Auch wenn Softboxen im Studio heutzutage sehr gleichmäßiges Licht erzeugen: Einen Hotspot gibt’s nach
wie vor. Aufgrund der Bauform des Reflektors und der Blitzröhre ist die Ausleuchtung der Softbox nicht überall dieselbe. Das virtuelle Simulation inCINEMA 4D trägt viel zur realistischen Ausleuchtung bei. Ein 2D-kreisförmiger Verlauf sorgt für die Vignettierung. Eine leichte prozentale Turbulenz erzeugt eine leicht fleckig wirkende, realistische Oberfläche.

5. Anwenden

Im Menü »Werkzeuge« findet ihr das »Doodle«-Werkzeug, mit dem ihr in der Szene “herummalen” könnt, falls euch Bleistift und Papier zu „oldschool“ erscheint. Der Racer von Uli Staiger soll von rechts eine harte Striplight für einen schmalen Lichtreflex über Karosserie und Triebwerke bekommen. Das über dem Fahrzeug angebrachte Topsegel soll stark vignettieren, um einen kantenlosen Lichtpunkt zu erzeugen und es soll von links beleuchtet, um einen sanften linearen Verlauf der Formen zu erhalten.

6. Striplight

Der Lack bekommt durch eine gezielt eingesetzte Reflexion eine besondere “frische”. Wichtig bei diesem Look ist ein Gegenlicht-Striplight. Um über die gesamte Länge der Karosserie sichtbar zu sein, wird es weit über deren Abmessungen hinausgezogen. Die Helligkeit wird dabei auf 300% gesetzt.

7. Verlaufslicht

Eine sanfte Verlaufslichtquelle ist das Gegenstück zum harten Striplight. Es soll Ruhe und Geschmeidigkeit
in die Strip-Reflexion bringen, indem es dezent von hell nach dunkel vertikal ausgeblendet wird.
Dieses Ausblenden besorgt ebenfalls der Diffuskanal, dem ein schwarzweißer, linearer Farbverlauf zugeordnet
wird. Die Helligkeit sollte weit unter der des Striplights bleiben, damit der Lack beleuchtet aber nicht überstrahlt wird. Die Breite des Verlaufslichts sollte auch größer angelegt werden als die des Strips.

Denn, je breiter die Lichtquelle ist, desto ruhiger wirkt die Verlaufsreflexion im Lack.

8. Topsegel

Die bisherige Beleuchtung der Szene wirkt noch recht künstlich. Erst ein großflächiges, über der Karosserie angebrachtes Lichtsegel lässt diese Natürlichkeit entstehen. Legt ein großes Polygon an, die dieselbe Abmessungen des Fahrzeugs überragt und lasst eine starke, aber weich verlaufende Vignettierung entstehen.

9. Aufheller

Der Aufheller besteht aus einem Polygonobjekt, das nicht selbst leuchtet, sondern durch die GI in die Lage versetzt wird, das in der Szene befindliche Licht in die Turbinenöffnungen und auf die Front des Fahrzeugs zu richten. Der Aufheller erhält ein Material, dessen Farbkanal aus reinem Weiß besteht.

10. Spotlights

Das Spiel aus Reflexion und Nichtreflexion erzeugt den Look des Lacks. Dennoch wirkt der schwarze Streifen im Bild unmotiviert. Viele kleine Lichtquellen (Spotlights) erzeugen den Eindruck, das Fahrzeug würde in einer großen Halle stehen. Die Spots selbst sind einfache Punktlichtquellen, die Sichtbar sind. Die Abnahme ist so gering, dass das Licht die Szene gar nicht erreicht. Nur die Reflexionen sind sichtbar. Mit einem Array-Objekt könnt ihr die Lichtquelle im Raum verteilen.
Nicht mit der Anzahl der Kopien geizen die Lichter können großzügig verteilt werden.

11. Zielspot

Die Ausleuchtung des Objekts ist damit abgeschlossen. Die Präsentationumgebung hingegen liegt weitgehend im Dunkeln. Um Objekt und Umgebung miteinander verschmelzen zu lassen, empfiehlt sich ein großer Spot. Legt also eine neue Ziellichtquelle an, die in erster Linie die Umgebung des Fahrzeugs aufhellt. Der Gegenlichtspot sollte außerhalb des sichtbaren Bereiches platziert werden, da sonst die Reflexionen auf dem Lack zu stark ablenken könnten.

12. Hintergrundcompositing

Alles hierzu könnt ihr bei unserem faszination3D.de Event des Jahres gleich ausprobieren und direkt von Uli Staiger erklären lassen.

Wir wünschen viel Spaß beim Anwenden von Uli Staiger´s Tipps rund um das Thema Glanz.

Falls ihr auch Interesse an fotorealistischen Renderings habt oder die Komposition aus 3D Software und Fotografie beeindruckend findet, bieten wir am 08. September das faszination3D Event des Jahres. Unser Referent Uli Staiger zeigt in einer vielseitigen 1-Tages-Schulung wie ihr CINEMA 4D in Verbindung mit Photoshop einsetzen könnt, um beeindruckende CGIs zu erzeugen.