AutoDesSys – RenderZone Fotorealistisches Rendering für formZ

Mit RenderZone können Sie fotorealistische Renderings auf Basis der LightWorks® Rendering Engine erstellen. Es bietet drei Rendering-Ebenen: einfach, Z-Puffer und Radarstrahlen. Ein Benutzer kann mit der Entwicklung des Bildes eines 3D-Modells auf der einfachen Ebene beginnen und nach und nach Funktionen einschalten und es auf der fotorealistischsten Ebene rendern.

RenderZone bietet auch die Möglichkeit, Bilder auf Basis globaler Beleuchtungstechniken zu erzeugen, die Renderings mit dem größten Realismus erzeugen, da die Beleuchtung einer Szene die genaue Verteilung des Lichts in der Umgebung mit einbezieht. In RenderZone umfasst die globale Beleuchtung die Techniken „Final Gathering“, „Ambient Occlusion“ und „Radiosity“, die einzeln oder kombiniert angewendet werden können.

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Es können ein oder mehrere Lichter verwendet werden, die Umgebungs-, Fern- (Sonne), Kegel-, Punkt-, Projektor-, Flächen-, benutzerdefinierte, Linien-, Umgebungs- und atmosphärische Lichter sein können. Lichter können in Bildern zu leuchten scheinen, indem sie die Reflexion von Lichtern an Staubpartikeln in der Luft simulieren. Umgebungs- und atmosphärische Lichter sind erweiterte Lichter, die speziell für die globale Beleuchtung optimiert sind. Andere Lichttypen erzeugen weiche (gemappte) oder harte (raytraced) Schatten.

Es können sowohl kubisches als auch sphärisches Environment Mapping, Bumps, Hintergründe mit Alphakanal-Unterstützung, Tiefenwirkungen und Nachbearbeitungen angewendet werden. Unschärfe ist ein Beispiel für eine Nachträgliche Bearbeitungs-Effekte, der die Fokussierung der Kamera auf einen bestimmten Bereich der Modellierungsszene simuliert. Himmelshintergründe, die anhand von Prozeduren generiert werden, entsprechen einem echten Himmel, den Sie möglicherweise mit Ihrer Kamera aufgezeichnet haben.

Modernste Schattierungen werden zum Rendern von Oberflächen und anderen Effekten verwendet. Ein Material wird durch bis zu vier Schichten von Schattierungen definiert, die Farbe, Reflexionen, Transparenz und Bump-Effekte erzeugen. Muster in sogenannten Shadern können vorgefertigte Bilder sein oder durch eine Prozedur erzeugt werden. Transparenzen, Reflexionen und Brechungen können auf der Z-Buffer- und Raytrace-Ebene angewendet werden. Die Spiegelungen und Brechungen werden immer korrekt raytraced, auch wenn sie durch das z-Buffer-Rendering erzeugt werden. Dies wird durch die Anwendung einer gemischten Rendering-Methode erreicht, bei der Oberflächen ohne Reflexionen mit z-buffer gerendert werden und die Rendering-Effekte von reflektierenden Oberflächen mit Raytracing erzeugt werden.

Raytracing-Renderings können durch den Einsatz von mehreren Prozessoren beschleunigt werden.

Außerdem steht ein Skizzen-Rendering-Modus zur Verfügung, der nicht fotorealistische Bilder erzeugt, die aussehen, als wären sie mit manuellen Rendering-Techniken wie Ölmalerei, Aquarell oder Stiftschraffuren gezeichnet worden.

RenderZone Features

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Final Gather

Final Gather erzeugt Umgebungslicht, indem es das Licht ungleichmäßig verteilt. Dies geschieht durch die Berechnung eines einzelnen Lichtkegels in der Szene. Als Ergebnis werden nun Bereiche beleuchtet, die sonst nicht direkt vom Licht erreicht werden. Wenn man möchte, kann eine genauere Ausleuchtung durch Radiosity berechnet werden, indem man das Licht mehr als einmal abprallen lässt. In Final Gathering wird die zusätzliche Beleuchtung durch Radiosity zusammen mit dem Licht von erweiterten Lichttypen wie Umgebungslicht und atmosphärischen Lichtern verwendet, um eine Beleuchtung mit einem hohen Grad an Realismus zu erzeugen. Es kann mit Ambient Occlusion kombiniert werden, um Bilder von bester Qualität zu erhalten.

Final Gather erzeugt einen dramatischen Effekt von Licht, das aus kleinen Außenöffnungen einfällt.

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Ambient Occlusion

Die Ambient Occlusion ist die einfachste aller globalen Beleuchtungsmethoden in RenderZone. Die Steuerung von Ambient Occlusion ist einfach und geradlinig. Durch die Manipulation von nur wenigen Parametern kann man ein ansonsten flach schattiertes Bild in ein detailliertes, schattiertes Rendering mit einem hohen Grad an Realismus verwandeln. Es kann sowohl für Innen- als auch für Außenszenen verwendet werden. Die Rendering-Zeiten erhöhen sich nur geringfügig.

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Ambient Occlusion fügt in dieser Innenraum-Szene subtile Schatten in Ecken und um Möbel herum hinzu.

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Ambient Occlusion kann für künstlerische Effekte, wie z. B. Bleistiftpunkte, verwendet werden.

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In diesen Außenrenderings hebt die Umgebungsverdeckung Details in der Fassade und im Gebäudevolumen hervor.

Erweiterte Lichter

Zusätzlich zu den grundlegenden Lichttypen, wie Fern-, Punkt- und Kegellicht, bietet RenderZone eine erweiterte Beleuchtung, die atmosphärische und nicht gleichmäßig verteilte Lichtquellen genauer simuliert. Zu diesen Lichttypen gehören Himmel, Fläche, Linie und Umgebungslicht.

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Atmosphärische Lichteffekte werden in diesen Bildern verwendet, um sehr weiche Schatten und eine realistische Beleuchtung zu erzeugen.

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Eine Umgebungslicht-Karte wird verwendet, um die Szene mit einem fotografischen Bild zu beleuchten.

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In diesem Innenraum werden mehrere Lichtquellen unterschiedlicher Art gemischt.

HDRI

High Dynamic Range Images (HDRI) können als Quelle für Umgebungslichter verwendet werden, was zu realistischen Bildern mit weichen Schatten und komplexer Beleuchtung führt. HDRI können auch als Umgebungsreflexionen und Bildhintergründe verwendet werden, wobei alle drei Aspekte in einem einzigen Rendering kombiniert werden.

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Für diese Renderings wurden verschiedene HDRI-Maps als Umgebungslicht, reflektierende Umgebung und Hintergründe verwendet.

Volumetrische Schatten

RenderZone kann die Interaktion von Licht und Staubpartikeln in der Luft simulieren, um einen volumetrischen Leuchteffekt zu erzeugen, auch bekannt als volumetrische Schatten. Dieser Effekt kann pro Licht für bestimmte Lichttypen aktiviert werden.

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Materialien

Modernste Shader werden verwendet, um Oberflächen und andere Effekte zu rendern. Ein Material wird durch bis zu vier Schichten von sogenannten Shadern definiert, die Farbe, Reflektionen, Transparenz und Bump-Effekte erzeugen. Shader sind entweder prozedural oder vorerfasste Textur-Maps. Prozedurale Shader erzeugen ein Muster durch Ausführen einer Prozedur. Diese Effekte werden von Grund auf neu erzeugt und verwenden kein vorgespeichertes Bild. Im Gegensatz dazu verwenden vorgespeicherte Textur-Maps eine Bilddatei, die auf eine Oberfläche gemappt wird, entweder um das Bild auf die Oberfläche zu malen, oder um das Bild als Transparenzfilter oder als Bump-Map zu verwenden.

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Dieses Bild wurde mit zahlreichen Variationen der prozeduralen Holzfarbe und Bump-Shadern erzeugt.

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Die Schnittstelle des Solid Wood Farb-Shaders.

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Akkurate Glas-, Metall- und Spiegelreflexionen mit Raytrace-Shadern.

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Die Autokarosserie wurde mit dem Multilayer-Lackreflexions-Shader gerendert.

Oberflächenreflexionen können durch schnelle Shader für einfache Effekte simuliert werden oder durch Raytrace-Algorithmen präzise glasartige und metallische Effekte nachbilden. Letztere berechnen die Reflexion von Licht mit der Fresnel-Filtermethode, die angibt, wie der spiegelnd reflektierte Anteil des einfallenden Lichts mit dem Einfallswinkel auf ein bestimmtes Oberflächenmaterial variiert.

Material-Bibliotheken

Materialien können von Grund auf neu erstellt werden oder aus einer Reihe von Bibliotheken ausgewählt werden, die Metalle, Glas, Ziegel, Stein, Holz und andere häufig verwendete Materialien enthalten. Vordefinierte Materialien werden mit einem einfachen Drag-and-Drop-Mechanismus zu einem Projekt hinzugefügt.

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Die Schnittstelle der Materialbibliothek in RenderZone

Aufkleber

Aufkleber können auf anderen Materialien angebracht werden, um eine Vielzahl von Rendering-Effekten zu erzeugen, wie z. B. Beschriftungen auf Objekten, Graffiti auf Wänden, teilreflektierende Oberflächen, maskierte Transparenzen und mehr. Bis zu zweiunddreißig Aufkleber können auf ein einzelnes Objekt aufgebracht werden. Da sich diese Aufkleber frei überlappen können, lassen sich die Rendering-Effekte auf praktisch unbegrenzte Weise kombinieren.

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Die Beschriftungen wurden als Aufkleber hinzugefügt.

Auswirkungen der Nachbearbeitung

Bestimmte Rendering-Effekte können zu einem fertigen Bild hinzugefügt werden, ohne dass die Szene neu gerendert werden muss. Effekte wie die Unschärfe, Lens Flares und die Belichtungskorrektur können einzeln oder in Kombination miteinander aktiviert werden. Jeder Effekt wird sehr schnell ausgeführt, so dass viele Alternativen interaktiv erkundet werden können.

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Zur Verbesserung der räumlichen Wahrnehmung wurde dieses Bild nachbearbeitet und mit einem Weichzeichner bearbeitet.

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Lens Flares erwecken den Eindruck von Lichtartefakten eines optischen Kameraobjektivs.

Rendering-Entwicklung

Renderings können durch das Hinzufügen von Effekten nach und nach entwickelt werden, wobei ein erhöhter Realismus gegen die Rendering-Geschwindigkeit eingetauscht wird. Erste Renderings können einfach schattiert sein. Um den Realismus zu erhöhen, können globale Beleuchtungseffekte nach und nach hinzugefügt werden. Teile der Szene können mit dem Renderbereich-Rechteck gerendert werden, wodurch kleine Schnappschüsse der Szene mit deutlich reduzierter Rendergeschwindigkeit erzeugt werden können.

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Beginnen Sie mit einem einfachen Rendering und nur einem Sonnenlicht.

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Das Hinzufügen der Raffungen sorgt für eine bessere Lichtverteilung.

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Durch die Aktivierung von atmosphärischem Licht wird die Beleuchtung aus anderen Richtungen als der direkten Sonneneinstrahlung hinzugefügt.

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Eine kurze Zeitspanne, die mit Radiosity verbracht wird, verteilt das Licht weiter.

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In der Endphase wird durch Ambient Occlusion eine subtile Schattierung in Ecken und um die Möbel herum hinzugefügt.

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Testen verschiedener Bodenmaterialien mit der Funktion „Rendering Area“.

Sketch Render

Sketch ist ein separates Rendering-Plugin, das auf einem ersten RenderZone-Rendering basiert. Es fügt Effekte hinzu, die das Bild so erscheinen lässt, als ob es mit verschiedenen klassischen Mal- und Bleistiftmethoden von Hand gezeichnet wurde.

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