Grundlagen der Medientechnik

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Grundlagender Medientechnik

• Rendering
• Fotorealistische Bilder und Videos
• Prof. Dr.-Ing. Jürgen Albrecht
  12. Januar 1999

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Inhalt der Vorlesung
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Rendering

• Was heisst Rendering ?
• Rendersysteme
• Demonstration und Beispiele
• Ausblick, Tendenzen

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Was heißt Rendering ?

• Ausgangspunkt Komplettes 3D-Modell
• Ziel Fotorealistisches 3D-Modell
• Umgebung, Kamera
• Licht
• Material
• Rendering, Animation

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(No Transcript)
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Beispiel gerendertes Modell
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Drahtmodell einer Tasse
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Schnittdarstellung
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Tasse gerendert
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Tasse aus Glas
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Wozu Rendering ?

• Nicht für Grundrisse / Techn. Zeichnungen
• Nicht für CAD/CAM maßgenaue 3D-Modelle
• Nicht Grafikdesign (noch nicht !?)
• Präsentation von 3D-Modellen
• Fotorealistische 3D-Modelle
• 2D-Ansichten (synth. Fotos) von 3D-Modellen
• Animation von 3D-Modellen Video

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Digitaler 3D-Modellbau
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Render-Systeme

• MH 3D www.hash.com
• Bryce 3D www.metacreation.com
• Cimema 4D XL www.maxon.de
• Softimage 3D www.softimage.com
• 3D Studio MAX www.ktx.com
• ALIAS Power Animator www.alias.com
• Literatur - ct 1998, Heft 2 und Heft 16

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Was ist 3D Studio ?

• Modeling, Rendering und Animation
• Kinetix ist Tochter von Autodesk
• Semiprofessionelle PC-CAD-Linie
• Plug-In-Module von Dritten Wie AutoCAD
• Aktuell 3D Studio MAX R2.5, July 1998
• Vollversion ca. 8.000 DM, Dongle !
• Windows 95 und NT (nur Intel-Plattform)

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Funktionsbereiche

• Benutzeroberfläche
• 2D-Modeling
• 3D-Modeling
• Kamera
• Licht
• Material
• Rendering
• Animation

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Wie arbeitet 3D Studio ?

• Entscheidend
• Woher kommt das 3D-Modell ??
• 3D-Modell in Umgebung Szene
• Kamera Ansicht
• Beleuchtung
• Material
• Rendering

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Demonstration

• Benutzeroberfläche
• Objekte generieren und Editieren
• Verschiedene Modelldarstellungen
• Unterschiedliche Ansichten
• Rendering

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KAMERA Beispiel
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LICHT Beispiel
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LICHT Beispiel
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1. SM Standard Beispiel
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2. MM Map-Mat. 2. Beispiel
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3. MK Kombi Beispiel
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Demonstration

• Kamera
• Beleuchtung
• Material
• Rendering-Parameter

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Kurs und Ergebnisse

• Seit 1996 3D Studio im Medienzentrum
• Verschiedene Experimentalkurse
• Im Frühjahr 1998 der erste Crash-Kurs
• Der schnellste Rechner ist gerade gut genug
• Pentium II, 400 MHz, 256 MB RAM ... usw.
• Ergebnisse des Crash-Kurses
• Fotorealistische Bilder und Videos

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Beispiel-Bilder

• Studenten des Crash-Kurses
• Andrea Gunschera Modeling mit AutoCAD
• Rendering mit Siview 5.2
• Jürgen Albrecht Rastgetriebe

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Rainer Noack
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Beatrice Neumann
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Alexander Graichen
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Gerd Wünsche
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Carol Selig
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Hendrik Speck
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Thomas Orenz
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Ralitza Spassova
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Steffen Weber
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Markus Mannes
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Markus Mannes
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Andrea Gunschera
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Bilder von Andrea Gunschera / 1998
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Bilder von Andrea Gunschera / 1998
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Bilder von Andrea Gunschera / 1998
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Bilder von Andrea Gunschera / 1998
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Bilder von Andrea Gunschera / 1998
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Bilder von Andrea Gunschera / 1998
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Explosionsdarstellung
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Explosionsdarstellung
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Explosionsdarstellung
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Lichtwirkung
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Lichtwirkung
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Animation

• Eine Animation ist ein zeitabhängiges Modell
• Mit der laufenden Zeit ändert sich das Modell.
• Alle Parameter eines Modells sind zu animieren
• Objekte, Licht, Kamera, Material
• Prinzip der Animation Keyframing
• Ergebnis Digitales Video z.B. im Format .AVI
• Problem Dramaturgie und Sound

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Render-Zeiten, Video

• Faustformel 1 Minute 2000 Bilder 3 Stunden
• Beispiel
• - Rechner Pentium II, 400 MHz
• - Format 800 x 600 Pixel
• - 1 Minute Video 1800 Bilder
• - Renderzeit 2 bis 5 Stunden
• je nach Bildinhalt

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Wiedergabe

• Verschiedene Video-Kompressionsformate
• Bildformat und Auflösung
• Player und Rechenleistung
• Noch nicht genügend Know-how

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Demonstration

• Prinzip Keyframing
• Animation von Objekten
• Animation von Licht
• Animation von Material
• Ausgabe als Video

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Beispiel-Videos

• Carol Selig Saturn
• Gerd Wünsche Zahnradgetriebe
• Markus Mannes Spinne
• Steffen Weber Scheinwerfer
• Thomas Orenz Signet
• Jürgen Albrecht Gelenkgetriebe

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Beispiel Getriebe-Animation
AL / Februar 1961
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Beispiel Getriebe-Animation

• Getriebeplan für ein Einstand-Rastgetriebe
• Digitaler Modellbau mit 3D Studio MAX
• Animation als vorwärts gerichtete Kinematik
• s. Dateien Rast00.max bis Rast05.max
• 2D-Bilder durch Rendering (Hintergrund, Licht !)
  oder Capture (hier auch 2D-Objekte sichtbar !)
• Explosionsdarstellungen
• AL/160696

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Animation Getriebe I
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Animation Getriebe II
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Neue Möglichkeiten

• Modeling ist nach wie vor nötig ...
• Danach aber nicht mehr Strichzeichnung,
• sondern fotorealistische Bilder.
• Animation der Modelle führt zu digit. Video.
• Konsequenz Neue digitale Techniken und
• Neue digitale Produkte
• Viel Arbeit für Designer ... !!

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Einsatz fotorealistischer Modelle
Rendering
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Das Performance-Problem
Juli 1998
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Die Zeiten ändern sich ...

• Seit 1986 arbeiten wir mit AutoCAD ...
• Ziel Technische Zeichnungen und 3D-Modelle
• Seit 1993 parallel dazu mit ALIAS auf SGI
• Ziel Gerenderte 3D-Modelle, Präsentationen
• Tendenz Weg von AutoCAD und ALIAS
• Hin zu Intel-PC 3D Studio MAX o.ä.

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Tendenzen

• Schnelle Rechner für Rendering und Video
• Hochleistungs-Render-Systeme auch für PC
• Schwachstelle Digitaler 3D-Modellbau !!
• Größte Reserven der IT liegen in VR
• VR Modellbau, Rendering, Animation und Video
• Für das Design sind solche Präsentationen in der
  Zukunft von zentrierender Bedeutung !

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Literatur

• Michael Todd Peterson !! DasLehrbuch zum Kurs
  !!
• 3D Studio MAX Arbeitsbuch
• (1997) Markt und Technik, 79,95 DM
• ISBN 3-8272-5283-0
• Robert Warnke
• 3D Studio Max, übersichtlich, schnell und
  professionell
• (1997) Addison-Wesley, 69,90 DM
• Christian Immler
• Das große Buch 3D Studio MAX
• (1997) Data Becker, 99.00 DM

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Literatur

• Robert Warnke
• 3D Studio MAX R2 - Befehlsreferenz
• (1998) Addison-Wesley, 79,90 DM
• Christoph Lindemann
• 3D Studio Max 2 Creative
• (1998) Internatioml Thomson Publ. 79.95 DM
• Michael Todd Peterson
• 3D Studio Max 2 Fundamentals
• (1998) Markt und Technik 89.95 DM

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Das Letzte ... vom 11. Juli 1998
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Das Letzte ... vom 12. Januar 1999