Eine Kamera aktiv schalten

 

Befindet sich nur eine Kamera in der Szene, ist diese auch die aktive Kamera. Wenn sich nun aber mehrere Kameras in einer Szene befinden, wie weiß dann Blender, von welcher Kamera aus das Bild berechnet werden soll ?

Blender berechnet immer das Bild der aktiven Kamera. Darum muss die gewünschte Kamera zur aktiven Kamera gemacht werden. Hierzu wird die gewünschte Kamera mit der rechten Maustaste ausgewählt. Mit der Kombination der Tasten Control und der Null auf dem Ziffernblock (Ctrl+ZB0) kann ich die gewählte Kamera aktiv schalten.

Ob eine Kamera aktiv ist oder nicht ist an dem kleinen Dreieck auf der Kamera zu erkennen. Ist dieses gefüllt, ist die Kamera aktiv (Abb.7 C), ist es leer, ist die Kamera nicht aktiv (Abb.7 D).

Mehrere Kameras in einer Szene

 

Es ist möglich, dass einer Szene mehrere Kameras vorhanden sind. Dies macht Sinn, wenn wir unsere Objekt aus unterschiedlichen Positionen aufnehmen möchten und die Kamera dafür nicht jedes mal neu positionieren wollen. Wir stellen also an jede gewünschte Stelle eine Kamera in die Szene und richten sie entsprechend aus. Kameras werden so wie andere Objekte auch eingefügt und positioniert.

Das Einfügen einer Kamera erfolgt ähnlich wie das Einfügen von Mesh-Objekten wie im Arbeitsblatt 5 beschrieben. Nur wird im Add-Menü (Abb.7 A) statt „Mesh“ nun „Camera“ (Abb.7 B) gewählt. Die Positionierung der Kamera erfolgt wie bei anderen Objekten auch und ist im Arbeitsblatt 6beschrieben.

Physikalische Simulationen, wichtig für realistische Animation

Ein wichtiges Thema um Animationen realistisch aussehen zu lassen ist die physikalische Simulation. Blender stellt uns verschiedenste Effekte mit denen reale physikalische Phänomene simuliert werden können zur Verfügung. Es ist mit Blender möglich, in einer Animation Rauch aufsteigen, Regen fallen und Staub herumwirbeln zu lassen. Das Verhalten von Textilien kann simuliert werden um so beispielsweise eine Fahne im Wind wehen zu lassen. Flüssigkeitssimulation sind ebenso möglich.

Blender stellt dazu einige sehr interessante Werkzeuge bereit.

Mit dem „Particle System“ lassen Dinge wie Haare oder Gras simulieren. Aber auch Rauch oder Schwärme von Insekten und vieles andere mehr.

Es gibt „Soft Bodies“. Diese sind nützlich für alles, was sich verformen und biegen soll, wenn andere Kräfte wie Wind oder Schwerkraft, oder auch unterschiedliche Objekte wie bei einem Zusammenstoß darauf einwirken. „Soft Bodies“ könnten auch für Kleidung und sonstige Tücher verwendet werden, aber dafür bietet Blender sogar eine „Cloth“-Simulation.

Das Fluid-System ist für die Flüssigkeitssimulation zuständig.

Zudem bietet Blender noch „Force Fields“ mit denen Kräfte wie beispielsweise Wind simuliert werden können. Diese „Force Fields“ werden benötigt, damit unser Stoff oder Haare auch wehen oder Rauch davon geblasen werden kann.

Eine Besonderheit stellt die Schwerkraft dar. Sie ist bereits für unser Szene standardmäßig auf den Wert der Erdanziehung eingestellt. Dieser Wert ist selbstverständlich nach belieben änderbar. Die Schwerkraft beeinflusst natürlich die Wirkung entsprechender Simulationseffekte. Obwohl sie wie ein Kraftfeld wirkt gehört sie nicht zu „Force Fields“.

Wir sehen, mit der physikalischen Simulation öffnet sich uns ein weiteres riesiges Feld, welches in den zukünftigen Ausgaben „Der Blenderfreund“ nach und nach erforscht werden wird.

Parameter in Keyframes

In Arbeitsblatt 9 wurde gezeigt, wie man eine einfache Keyframe-Animation erzeugt. In dem Beispiel wurde gezeigt wie man ein Objekt bewegt. Wir werden uns nun noch etwas mit diesen Keyframes beschäftigen.

Es ist Blender über Keyframes sehr viel animierbar. Also nicht nur Bewegungen und Rotationen. Fast überall wo Werte eingestellt werden können, ist es möglich, durch drücken der rechten Maustaste ein Kontextmenü (Abb.6 I) zu öffnen. Meistens wird hier auch die Möglichkeit angeboten für den eingestellten Wert einen Keyframe zu erstellen (Abb.6 J). So ist es beispielsweise möglich in einer Animation die Farbe, Helligkeit oder Transparenz eines Materials zu verändern.

Wenn für Parameter Keyframes gespeichert wurden, ist dies an einen Rahmen (Abb.6 K) erkennbar.

Beispielanimation mit Keyframes sind auf meinen Youtube-Kanal:

http://www.youtube.com/user/BlenderFreund

zu sehen. Es sind die Videos BF1 und BF2.

Szene durch Umgebungslicht einfärben

In der letzten Ausgabe „Der Blenderfreund“ wurde gezeigt, wie die Farbe für den Welthintergrund geändert werden kann. Es ist aber auch möglich, die ganze Szene in ein bestimmtes Lichtstimmung zu tauchen. Besonders Beim Morgenerwachen und Sonnenuntergang können wir interessante Farbenspiele in der Landschaft beobachten. Wie kennen es, wie alles in der Landschaft mit einem goldenen Glanz überzogen scheint, oder sich ein zartes Rot oder sanftes Blau über die Landschaft legt. Das Licht der Welt strahlt auf alles und färbt es ein.

Es ist möglich mit Blender einen solchen Effekt zu erzeugen. Wir finden die Welteinstellungen im

Properties-Fenster (Abb.6A). Es ist an dem entsprechenden Fenstersymbol (Abb.6 B) erkennbar. Hier wählen wir das Symbol für die Welteinstellungen (Abb.6 C). Im Bereich „World“ (Abb.7 D) finden wir ein Feld „Ambient Col“ (Abb.6 E). Klicken auf dieses Feld öffnet ein Farbauswahlfenster. Das Auswählen der gewünschten Farbe erfolgt wie im Arbeitsblatt 8 beschrieben.

In der Standardeinstellung ist hier Schwarz eingestellt. Dies bedeutet, der Helligkeitsregler ist auf ganz dunkel gestellt, keinerlei Lichtfarbe beeinflusst unsere Welt. Ziehen wir den Helligkeitsregler ganz auf, dann ist unsere Szene nur noch weiß, alles wurde von dem weißen Licht verschluckt.

Abbildung 6F zeigt mein Bild mit der Standardeinstellung, 6G und 6H mit unterschiedlichen Farbeinstellung für den „Ambient Col“-Wert.

Material ohne Schatten

Es kann aber möglich sein, dass für die Lampe Schatten berechnet werden soll, dieser aber nicht alle Objekte beschatten soll. Die Lösung wäre dann, die Materialeigenschaften des Objektes so einzustellen, dass es keinen Schatten empfängt.

In der Szene Abbildung 5A werfen die Figuren alle Schatten auf die Leisten, die sich hinter ihnen befinden. In der Abbildung 5B wurde das Material für die mittlere Leiste so eingestellt, dass es keinen Schatten empfängt.

In dieser Szene macht eine solche Einstellung natürlich keinen Sinn, da der Schatten selbstverständlich über alle Leisten fallen muss. Sie soll uns nur als Beispiel dienen. Es ist zu beachten, das der Schatten der Figur links an der Wand in beiden Fällen durchläuft.

Wie ein Material erstellt wird und wie einem Objekt ein Material zugewiesen wird, ist in den Arbeitsblättern 7 „Material erstellen“ und 3 „Einem Objekt in der Szene vorhandenes Material zuweisen“ beschrieben.

Um nun einzustellen, dass ein Material keinen Schatten empfangen soll ist wie folgt vorzugehen.

Im Properties-Fenster(Abb.5 C) erkennbar an dem entsprechenden Fenstersymbol (Abb.5 D) wird der Bereich für die Materialeinstellungen durch Klicken auf das entsprechende Symbol (Abb.5 E) gewählt. Im Bereich „Shadow“ (Abb.5 F) finden wir das Feld „Receive“ (empfangen) (Abb.5 G). Standardmäßig ist hier ein Häkchen gesetzt, damit das Material Schatten empfängt. Wir es entfernt, empfängt das Material keinerlei Schatten mehr (Abb.5 H).

Hinweis! Selbstverständlich wirkt diese Einstellung für alle Objekte, die dieses Material tragen. Soll, wie in unserem Beispiel, ein einzelnes von mehreren Objekten mit gleichem Material keinen Schatten zeigen. So ist von dem Material für dieses Objekt eine Kopie anzulegen und dann nur für diese Materialkopie die Einstellung vorzunehmen.

Lichtquelle ohne Schatten

Wir können in Blender mehrere und auch unterschiedliche Lichtquellen in die Szene einfügen. In der letzten Ausgabe wurden die Lichtquellen oder auch Lampenarten vorgestellt und ihre wichtigsten Einstellungen erklärt.

Eine Lampe wird in Blender eingefügt wie andere Objekte auch. Darum können wir hier also so vorgehen wie im Arbeitsblatt 5 „EinStandard Mesh-Objekt einfügen“ beschrieben. Nur wählen wir im „Add“-Menü (Abb.4 C) „Lamp" (Abb.4 D) und anschließend den gewünschten Lampentyp aus (Abb.4 E). Wir finden die Einstellung für die Lampe im Properties-Fenster (Abb.4 F) erkennbar an dem entsprechenden Fenstersymbol(Abb.4 G). Im Properties-Fenster wählen wir den Bereich für die Lampeneinstellungen durch Klicken auf das entsprechende Symbol (Abb.4 H). Im Bereich Shadow (Schatten) (Abb.4 I) finden wir den Schalter „No Shadow“ (Abb.4 J). Ist dieser aktiviert, dann wird kein Schatten für diese Lampe berechnet. Standardmäßig ist der Schalter daneben „Ray Shadow“ (Abb.4 K) aktiviert und es wird Schatten berechnet.

Die Szene in der Abbildung 4 L wird von drei Lampen ausgeleuchtet, die sich an unterschiedlichen Positionen befinden. Es ist deutlich zu erkennen, wie mehrere Schatten sich überlappen. Dies kann sehr reizvoll und realistisch wirken, ist aber nicht immer erwünscht. In der Szene in Abbildung 4 M, ist die Schattenberechnung für zwei Lampen abgeschaltet.

Hinweis!

Der Lampentyp „Hemi“ wirft grundsätzlich keine Schatten, darum ist dies oben gezeigte Option bei diesem Lampentyp auch nicht verfügbar.

Die Abbbildung 4 findest Du in meinem Beitrag vom Sonntag, 14.August 20011.

Die Grenzen des Machbaren und unbegrenzte Möglichkeiten bei der Beleuchtung

Die Schwierigkeit in einem Grafikprogramm wie Blender ist die, dass wir die Realität nur annähernd abbilden können. Es ist nur schwer möglich, die Komplexität der physikalischen Effekte, die bei der Beleuchtung aufeinander einwirken und sich gegenseitig beeinflussen, mit Hilfe eines Computerprogramms realistisch abzubilden. Farb- und Schattenverläufe, Lichtreflexionen die sich gegenseitig beeinflussen und deren Farben sich vermischen, Spiegelungen in der Spiegelung und vieles andere mehr führen ein Computersystem und das was mit einem Programm machbar ist oft an seine Grenzen.

Doch dafür können wir uns Tricks bedienen, die die Realität nicht bieten kann. Wir können beispielsweise bestimmen, ob eine Lichtquelle Schatten erzeugen soll oder nicht. Ebenso können wir die Materialeigenschaften für ein Objekt so einstellen, dass es keinen Schatten empfängt. Dies kann sehr hilfreich sein, wenn wir bestimmte Bereiche unseres Objektes besser ausleuchten wollen, zusätzliche Schatten aber stören würden.

Trotz der Begrenzten Möglichkeiten einer Computersoftware die Realität abzubilden, bieten sich dem kreativen Künstler durch die Vielzahl der einzeln zu bestimmenden Parameter schier unbegrenzte Möglichkeiten, das Bild nach seinen Wünschen wirken zu lassen.

Glanz und Schattenseiten

Für die 3D-Computergrafik ist die Lichtgestaltung von ganz besonderer Bedeutung. Erst durch die richtige Beleuchtung und die korrekte Wiedergabe von Lichteffekten bekommt das Bild Tiefe, Glaubwürdigkeit und Realismus.

Zum Beispiel sorgen durch das Licht erzeugte Glanzpunkte auf dem Objekt dafür, dass uns dieses plastisch erscheint. Glanzpunkte sind Spiegelungen von Lichtquellen auf dem Objekt. Sie geben dem Objekt eine Tiefenwirkung und dem Bild Räumlichkeit. Ohne diese Lichtpunkte wirkt ein Objekt flach. Ein Bild mit Glanzpunkten wird vom Betrachter in der Weise interpretiert, dass sich die hellen Bereiche näher, die dunklen Bereiche weiter weg befinden. Für den Betrachter entsteht so eine Tiefenwirkung und das Bild erscheint dreidimensional.

Verstärkt wird dieser Effekt durch das Hinzufügen von Schatten, was dazu führt, dass das Objekt vollständig plastisch erscheint.

Der Schattenwurf gibt dem Betrachter auch einen Eindruck über die räumliche Position der Objekte zueinander. Die Lage der Schatten lässt Rückschlüsse auf die Position und Art der Lichtquelle zu. Eine großflächige diffuse Lichtquelle, wie beispielsweise ein von Wolken verhangener Himmel, erzeugt schwache Schatten und keine scharfen Lichtpunkte wie beispielsweise eine kleine, starke Lichtquelle.

Die Lichtpunkte, also der Glanz, lassen natürlich auch Rückschlüsse auf die Art des Materials zu. Ein Schwamm wird keine Lichtpunkte zeigen, wie wir sie auf einer Glasschüssel unter gleichen Lichtbedingungen sehen würden.

Einem Material eine Textur zuweisen

Einsteiger begnügen sich jedoch oft damit, den Objekten Bilder als Texturen zuzuweisen. So lassen sich schnell, Holzgegenstände, Backsteinmauern usw. darstellen. In Computerspielen werden oft auch Bilder als einfache Texturen verwendet. Man modelliert keine Türen und Fenster, sondern baut einfache gerade Flächen (Abb.4A) und setzt das Bildtexturen darauf (Abb.4B).

Im Arbeitsblatt 16 (siehe unten) wird gezeigt, wie einem Material eine Textur zugewiesen wird. In dem beschriebenen Fall wurde ein Bild als Textur verwendet.

Text zu Arbeitsblatt 16: 

Sobald ein Material einem Objekt zugewiesen wurde, können dem Material Texturen zugefügt werden. Dabei können einem Material bis zu achtzehn Texturen zugeordnet werden. Um ein Material mit einer Textur zu versehen muss das entsprechende Material ausgewählt sein. Die Materialeinstellungen befinden sich im Properties-Fenster (A). Es ist erkennbar am seinem Fenstersymbol (B). Durch Anklicken des Materialsymbols (C) gelangt man in die Materialeinstellungen. Durch Klick auf das Materialsymbol (D) öffnet sich die Materialauswahl (E). Im Beispiel wurde das MaterialC ausgewählt (F). Durch Klick auf das Textursymbol (G) öffnet sich der Bereich für die Textureinstellungen (H). Im Texturenstapel (I) ist bereits eine Textur vorhanden (J). Dies ist eine Standardtextur, die dem Standardmaterial zugewiesen ist. Diese Textur wird zu diesem Zeitpunkt von allen drei Materialien benutzt, was an der Ziffer (K) zu erkennen ist. Durch Klick auf diese Ziffer wird die Verbindung mit den anderen Materialien gelöst und es ist eine eigenständige, aber noch identische Textur angelegt worden (L). Der ursprüngliche Name wurde automatisch mit einer Ziffernfolge ergänzt und wird so auch im Texturstapel angezeigt (M). Im Texteingabefeld (N) kann dieser Name nach Wunsch geändert werden. Durch klicken auf den Schalter für den Texturtyp (O) öffnet sich eine Auswahl (P). In diesem Beispiel wird der Typ „Image or Movie“ gewählt (Q). Im Bereich „Image“ (R) wird der Schalter „Open“ (S) betätigt. Es öffnet sich das FileBrowser-Fenster und die gewünschte Bilddatei kann ausgewählt werden. Abbildung T zeigt drei Objekte, die drei unterscheidlichen Materialen sind zu erkenn. Abbildung U zeigt, das nun einem Würfel eine Textur zugewiesen wurde. Diese Textur liegt aber noch nicht optimal auf dem Würfel. Um dies zu korrigieren wird in unserem Beispiel im Bereich „Mapping“ (V) die Projektion (W) auf „Cube“ (X) umgestellt. In der Berechnung wird nun die Textur optimal auf das Objekt gelegt (Y).

Texturen können kombiniert werden

Um realistisch wirkenden Objekte zu erstellen, ist es oft sogar notwendig, einem Material eine Kombination von mehrere Texturen zuzuweisen. In der Fähigkeit den Umgang mit Texturen zu beherrschen und sie richtig zu kombinieren liegt eines der Geheimnisse zur Erschaffung eines verblüffend fotorealistischen Bildes.

Texturen sind wie zusätzliche Schichten auf dem Grundmaterial des Objektes. Die Texturen beeinflussen die Wirkung des Materials. Das was wir am Ende sehen ist eine Art Schichtung von Effekten.

Wir können uns beispielsweise einen folgenden Aufbau vorstellen. Das Objekt wird beleuchtet, so wie wir es in den Welteinstellungen und Beleuchtungseinstellungen vorgesehen haben. Dem Grundmaterial haben wir Farbigkeit zugeordnet, diese reagiert mit dem Licht, so das verschiedene Schattierungen sichtbar werden, diffuse Lichtstreuung, Glanzpunkte oder Spiegelung, die in ihrer Wirkung wiederum abhängig von der Lichtfarbe sind.

Wir könnten nun eine erste Textur dem Grundmaterial zuweisen und sie über die Farbe legen, z.B. das Bild einer Mamor- oder Holzfläche. Darüber könnten wir nun ein Bild mit Transparenz legen um nun noch ein Logo auf dem Objekt erscheinen zu lassen usw.

Bei genauerer Betrachtung eines realen Objektes ist festzustellen, dass das endgültige Aussehen des Objekts durch eine Kombination unterschiedlichster optischer Eigenschaften und deren Wirkung zustande kommt. Diese Eigenschaften können sich je nach Blickwinkel, unter verschiedenen Lichtverhältnissen, und so weiter mehr oder weniger stark bemerkbar machen. Dadurch, das es möglich ist in Blender Texturen übereinander zu legen und zu kombinieren, also sozusagen mit „Stapeln“ von Texturen gearbeitet werden kann, können solch beschrieben komplexen Oberflächenwirkungen dargestellt werden. Auch hier gilt wieder, Übung macht den Meister.