Welche Modellier-Arten gibt es und wie werden sie wo eingesetzt?


Hallo Leute…
im heutigen Artikel will ich auf die Gebiete Concept- und Environment-Art sowie Matte Painting eingehen wobei ich hier primär den Fokus auf die wichtigsten 3D-Modellier-Arten legen werde. Welche Modellier-Arten gibt es und wann werden welche Modellier-Arten wie und wo am besten Eingesetzt. Dieser Blog-Eintrag richtet sich wirklich nur an die Einsteiger und Neulinge.

Bei allen herkömmlichen 3D-Anwendungen sind die nachfolgenden Verfahrensweisen in der Regel völlig identisch, nur beim "Handling" unterscheiden sich manche Programme voneinander.

Es gibt insgesamt 4 Modellier-Arten:
  • Box-Modeling
  • Spline/Curve-Modeling
  • Poly by Poly-Modeling
  • Sculpting
Bei all diesen Modellier-Arten werden die Objekte und Szenen zunächst "Low-Poly" erstellt und je nach späterem Verwendungszweck, Detailgenauigkeit und Einsatz, werden die Elemente dann nach und nach entweder zu "Hard-Surface" bzw. "High-Poly" oder diese "Low-Poly" belassen.

Das Box-Modeling-Verfahren:
Beim "Box-Modeling" werden in der Regel einfach vorhandene Polygonale Grundkörper erzeugt wie "Cube", "Sphere" oder "Cylinder". Mittels "Modefier-Tools/Scripte" wird zunächst einer dieser Grundkörper in die gewünschte Form gebracht und "Step by Step" so lange Modifiziert, bis man mit dem gewünschten Ergebnis zufrieden ist.


Unter "Modefier-Tools" versteht man:
  • Extrude
  • Bevel / Chamfer
  • Bridge
  • Slice / Cut
  • Boolean Operation
usw.

Um auf das gewünschte Ergebnis zu kommen, werden danach oder während dessen schon (in Verbindung der Modefier-Tools) die einzelnen Eckpunkte, Linien und Flächen positioniert bzw. verschoben, gedreht, skaliert oder modifiziert um dem Objekt seine endgültige Form zu geben.

Eckpunkte = Vertex
Edge = Kanten/Linien
Face / Poly = Flächen

Das Spline/Curve-Modeling-Verfahren:
Beim "Spline/Curve-Modeling" werden im Grunde nur Pfade bzw. Curves (ähnlich wie in Photoshop oder Illustrator) erstellt. Auch da gibt es einige vorhandene Grund-Spline´s wie Kreis oder Quadrat. Erstellt man z.B. ein "Kreis-Spline/Curve" und ein "Bezier-Pfad", werden beide Splines ausgewählt und mittels einem "Surface-Modifier" wie zum Beispiel einem "Surface-Extrude-Modefier" wird daraus ein Schlauch bzw. eine Tube.

Kurz am Rande erwähnt:
All diese Bezeichnungen beziehe ich vorzugsweise aus Maya, es kann gut sein, das einige hier verwendeten Bezeichnungen in anderen Aplikationen anders benannt sind. Aber im Grunde sind diese englischen Bezeichnungen bei fast allen Programmen identisch oder ähnlich.

Es gibt verschiedene Arten eine Curve/Spline zu erstellen:
  • Freihand-Curve
  • Bezier / EP Curve
  • 3 Point Curve
uvm.

Auch dies hängt sehr stark von der verwendeten Software ab, einige Programme haben weniger Spline-Features andere mehr, je nach primärer Auslegung der einzelnen Aplikationen.

Beim Spline-Modeling-Verfahren kann man unter anderem z.B. in Adobe Illustrator ein Logo via dem Pfad-Zeichenstift nachzeichnen und als "Illustrator 8 - File" exportieren. Diese Datei lässt sich problemlos in den meißten mir bekannten 3D-Programme importieren. Damit könnt ihr mittels der oben genannten "Surface-Modifiers" dem Curve/Spline-Logo ein Volumen geben.

Das Poly by Poly-Modeling-Verfahren:
Beim "Poly by Poly-Verfahren", handelt es sich quasi um die "Königs-Disziplin" des Modellings.
Zunächst wird z.B. eine detailgetreue Waffe oder ein Fahrzeug, Fläche für Fläche, Punkt für Punkt und Kante für Kante grob "LowPoly" Modelliert. Dabei werden in der Regel diverse Referenz-Bilder verwendet, entweder werden diese selbst gezeichnet oder im Netz nach diversen "Blue-Prints" gesucht. Blue-Prints sind eigentlich originalgetreue Strichzeichnungen/Skizzen die eine Front-, Rear- und Side-Ansicht sowie eine Top-Ansicht (sofern nötig) beinhalten. Manche "Blue-Prints" sind völlig kostenlos andere widerum sind kostenpflichtig.
Wenn die Waffe oder das Fahrzeug "Lowpoly" fertig Modelliert wurde, wird anschließend die gesamte Mesh (nahe der Kanten und Eckpunkte) so geschitten bzw. mit diversen "Cuts" versehen, das im späteren "Smoothing/Glätteverfahren" ein sauberes Hardsurface-Model ensteht.

Es gibt aber auch Künstler, die mit dem Poly by Poly-Verfahren völlig frei modellieren. Dafür benötigt man aber ein hohes maß an kreativ, räumliches Vorstellungsvermögen.

Das Poly by Poly-Verfahren wird aber auch beim "Retopolizing" verwendet. Unter "Retopolizing" versteht man, das man zum Beipiel eine vorhandene "Base-Mesh" neu und sauber "Nach-Modelliert". Früher war dieses Verfahren etwas mühsamer, heute dagegen gibt es bei zahlreichen Programmen wie Maya, Cinema 4D, Max usw. diverse extra dafür entwickelte PlugIn´s und Tools die auf dieses Verfahren abgeschnitten sind. Dabei werden, vereinfacht ausgedrückt… Eckpunkte, Flächen und Kanten, magnetisch auf die vorhandene "Base-Mesh" aufgetragen. 



Dieses Verfahren wird immer dann angewahnt, wenn man zum Beispiel ein sehr detailierten Charakter in ZBrush oder Mudbox modelliert hat. Beim Exportieren der Datei kann es sein, das entweder die Base-Mesh oftmals unsauber aussieht (was heute eher seltener der Fall ist) oder eine zu hohe Polygon-Anzahl aufweist. Sollte letzteres der Fall sein, so wird aus dem "Ultra-High-Poly-Base-Mesh" mittels dem "Retopolizing" ein "Low-Poly-Base-Mesh" erzeugt bzw. nach-modelliert. Die Details werden aber dann via Bumb-, Displacement- oder Normal-Maps wieder zurückgeholt. Gerade in der Game- und Filmindustrie ist dieses Verfahren die gängige Methode, da man somit gewährleistet, das die Soft- und Hardware, Game- oder Render-Engines nicht zu sehr überlastet werden und das ganze hinterher bei animierten Szenen/Charakteren auch flüssig läuft.

Hier in Video-Form kurz und knapp ohne viel drum herum und sehr grob die drei wichtigsten Modellier-Arten verdeutlicht.


Welches Modelier-Verfahren eignet sich für was?

Matte Paintings:
Für "Matte Paintings", werden in der Regel die Environments, Elemente oder Objekte eher LowPoly modelliert. Dafür reicht in der Regel das typische Box-Modeling-Verfahren völlig aus. Gerade bei "Matte Paintings" egal ob "Stand-Alone" oder "Animiert" spielt es eine sehr große Rolle, ob die einzelnen modellierten Elemente später im "Compositing-Prozess" sehr Kamera-Nah platziert werden oder weiter davon entfernt. Eine Faustregel die nicht immer gilt aber eine Richtweise darstellt ist… je näher zu Kamera desto detailierter. Eben für solche detailierten Elemente kommt natürlich eher das "Poly by Poly" bzw. das "Hardsurface-Modeling-Verfahren" zum Einsatz.

Hier zwei Fall-Beispiele:

Stand-Alone (Einzelbild-Matte Painting)
Bei einem "Stand-Alone-Matte Painting", wird entweder der Hintergrund gemalt oder es werden verschiedene Elemente aus extra dafür erzeugten oder zusammen gesuchten einzelnen Fotografien ausgeschnitten. Da bekommt z.b. der Himmel, der mittlere Bereich, der Vordergrund oder alle anderen Elemente eine eigene Ebene.

Modelliert man dann in einem 3D-Programm diverse Objekte wie zum Beispiel Häuser, ganze Burg-Anlagen, Landschaften, Vegetation usw. werden diese in der Regel LowPoly modelliert und für das spätere Compositing so platziert, beleuchtet, texturiert und anschließend gerendert das es passt. 


Kamera-Entfernte Objekte werden meißtens LowPoly belassen, sehr Kameranahe Objekte eher HighPoly modelliert. Es kommt aber auch darauf an, wie groß hinterher das gesamte Format des Matte Paintings sein wird.

Wenn ihr ein Matte Painting für die Web-Ausgabe erzeugt bzw. verkleinert auf max. 1800 bis 2000 Pixel in der Breite, dann würde ich selbst die Kameranahen Objekte Lowpoly belassen, da man mittels richtiger texturierung und späteren übermalung via Photoshop dem ganzen hinterher nicht ansieht, das die Elemente LowPoly modelliert worden sind.

Im Klartext heißt dies…
ihr müsst nicht immer zwingend alles bis ins Detail und HighPoly modellieren, es genügt völlig, wenn ihr z.B. eine Burg-Anlage ganz einfach LowPoly modelliert. Wer mag, kann schon einmal einzelne sichtbare Flächen mit einer Basis-Textur belegen.

Natürlich müsst ihr auf diverse Dinge achten wie zum Beispiel die Brennweite der pysikalischen Render-Kamera oder das ihr einzelne Render-Ebenen wie GI-Beleuchtung, Schatten, Lichter, Alpha-Kanal usw. vor Beginn des Renderprozesses anlegt. Somit habt ihr beim späteren Compositing-Prozess die volle Kontrolle über eure Szene.

In Photoshop werden dann nochmals einzelne Texturen darübergelegt und im finalen Schritt an einigen Stellen darüber gemalt bis ihr ein für euch sauberes Ergebnis bekommt.

Animiertes Matte Painting:
Im Grunde ist der Workflow wie oben beschrieben nahezu identisch, nur das hierbei der gesamte Compositing-Prozess anders abläuft. Selbst die großen VFX-Studios modellieren nicht alles bis in´s Detail HighPoly da der Ansatz im wesentlichen gilt… Time is Money!

Ihr könnt das gut bei diversen "Breakdown-Videos" sehen oder "Making of´s". Wenn ihr mal ganz bewusst auf die einzelnen Base-Meshes guckt, dann werdet ihr erkennen, das z.B. eine Säule im Vordergrund oder ähnliche Objekte manchmal selbst Kameranah nahezu LowPoly modelliert worden sind. Bei einem 2 bis 5 Sekunden Shot, wo ein Raumschiff seitlich in´s Bild fliegt oder eine animierte Kamera über dem Schiff hinwegfliegt, wird einem im wesentlich nicht auffallen, das nicht alles oder sehr, sehr wenig HighPoly modelliert wurde. Außer man Guckt sich diesen besagten Shot sehr verlangsamt und 20 mal hintereinander an.

Der anschließende Compositing Prozess läuft bei animierten Matte Paintings dann in einer dafür entwickelten Software wie Nuke oder Fusion ab um nur mal die wichtigsten zu nennen. Natürlich geht auch After Effects oder die "Open Source-Software Natron" aber Industrie-Standart ist im Moment Nuke oder Fusion was die Compositing-Programme angeht. Ihr könnt aber auch eure 3D-Software verwenden falls ihr keines der genannten Compositing-Programme besitzt.


Concept Arts:
Bei Concept Arts, könnt ihr (jetzt sehr vereinfacht ausgedrückt) im Grunde alles LowPoly modellieren, da die Objekte sowieso texturiert und übermalt werden. Im Grunde modelliert ihr z.B. ein in Ansätzen futuristisches Gebäude, beleuchtet dieses Gebäude mit den richtigen Lichtquellen und Lichtfarben und platziert es so das es in euer Concept Art passt. Danach noch in den Render-Einstellungen den Alpha-Kanal anwählen oder dafür ein Render-Layer erzeugen (je nach Software oder Renderer) und Rendern. Meißt dienen die modellierten und gerenderten Objekte in einem Concept Art eher als schnelle Vorlagen um nicht alles von Grund auf Malen zu müssen oder dafür, wenn jemand kein perspektivisch, räumliches Vorstellungsvermögen aufweist.

Generelles zum "Hardsurface / HighPoly Modeling"
Das Hardsurface-Modeling-Verfahren wird dann angewendet, wenn ihr sehr Detailgetreue Objekte wie Charaktere, Waffen, Automobile, Vehicles im allgemeinen, elektronische Geräte, Produkt-Renderings usw. modellieren wollt. Wie oben schon beschrieben, werden entweder dafür selbst gezeichnete Referenz-Bilder sowie selbst erstellte Fotografien erzeugt oder diese aus dem Internet bezogen. Es gibt auch tausende professionelle Blue-Prints für die unterschiedlichsten Fahrzeuge, Geräte usw. 

Auch hier bei diesem Verfahren, wird zunächst die Base-Mesh "LowPoly" modelliert, erst im zweiten Schritt werden an den richtigen Stellen (falls nötig) die Schnitte/Cuts erzeugt.

Wenn ihr ein detailgetreues Objekt modellieren wollt und dafür kein Referenzbild im Netz findet, ihr aber gerade dieses Gerät oder was auch immer vor euch liegen habt, müsst ihr dieses Gerät im Grunde nur einmal Frontal abfotografieren, einmal Seitlich, einmal von Hinten und wenn nötig einmal von Oben.

In Photoshop setzt ihr die drei Ansichten als Ebenen übereinander und passt sie genau an. 
  • Front sowie die Ansicht von Hinten müssen identisch Hoch und Breit sein. 
  • Die Seitenansicht muss natürlich genau so Hoch sein, wie Front and Rear. 
  • Die Ansicht von Oben, muss genau so Breit sein wie Front/Rear und genauso Lang sein wie die Seitenansicht.
Dann jede einzelne Ebene als eigene Datei in Front, Rear, Side und Top abspeichern. Dann geht ihr in das 3D-Programm eurer Wahl und platziert die drei Ansichten genau in der Mitte des Viewports. Danach kann es eigentlich schon losgehen mit dem Modelling.


Zum Schluss noch ein paar abschließende Worte.
Was mir immer wieder stark auffällt, ist das viele Neulinge auf diesem Gebiet zu viel und zu sehr mit Equipment und Software beschäftigt sind und sich danach orientieren. Ich wurde diesbezüglich auch schon mehrmals dazu angesprochen oder gefragt… 

  • Wie findest Du jene Software?
  • Welche Workstation würdest Du mir empfehlen?
  • Welche Grafikkarte benötige ich?
  • Welchen Prozessor brauch ich?
  • 4 Kerne oder 8?
  • Welchen Renderer… VRay, Arnold oder RenderMan?
  • i5 oder i7 und welche Generation?

Mich persönlich stört es natürlich nicht wenn man mich frägt, ich gebe gerne Rede und Antowrt.
Aber ich finde, das diesem ganzen Hardware- und Software-Getönse viel zu viel Aufmerksamkeit geschenkt wird.

Im Grunde (und das ist jetzt nur meine ganze eigene bescheidene Meinung) reicht euch für den Anfang ein ganz normaler Desktop-PC von der Stange. Klar, bisserl mehr  Tempo und Leistung sollte dieser PC schon haben. Für etwa 1000 bis 1200 Euro bekommt ihr im Normalfall schon eine ordentliche Maschine. Möchtet oder könnt ihr mehr Geld investieren, dann klar… warum nicht.

Wenn euer PC mit einem 4Kern-Prozessor ausgestattet ist, mehr als 8GB Arbeitsspeicher hat, eine sagen wir mal ordentliche Grafikkarte mit 2 bis 4GB Grafikspeicher wie eine Nvidea Geforce GTX 960 oder eine GTX 980 dann ist das scho ma gut. Natürlich nicht Weltklasse, aber für den Anfang reicht das völlig aus. Damit könnt ihr jetzt nicht riesige Projekte oder Szenen immer absolut flüssig bearbeiten und Stemmen aber Hey… wer bitteschön arbeitet gerade am Anfang an solch riesigen Dinger?

Mir ist durchaus bewußt das ein 8Kern, 12Kern oder 16Kerner mit mehr als 32GB Arbeitsspeicher und im Dualbetrieb zwei Nvidea Geforce GTX 1080 mit je 8GB Grafikleistung rotzen, durchaus als eine Workstation ansehen kann die so schnell nichts in die Knie zwingt. Wenn man da noch zwei RenderCubes im Backround hat… ist das ganze eine sehr feine Sache. Der Preis aber auch!

Das gleiche gilt für die einzelnen Software-Lösungen.
Gut… Photoshop ist teuer, aber es gibt sehr gute "Open-Source-Alternativen" allen voran z.B. Gimp oder Krita. Für den 3D-Bereich wäre Blender eine gute Wahl, ist Open Source und völlig kostenlos. Für´s Compositing gibt es z.B. Natron und wer viel Sculpten will der kann sich Sculptris kostenlos bei Pixologic runterladen.

Es mag sein, das einige dieser "Open Source-Lösungen" nicht immer und in jeden Fall mit den teuren Programmen mithalten können, aber ich empfehle jedem und immer wieder gerne… verwendet das was euch zur Verfügung steht und ihr euch auch wirklich Leisten könnt. Es ist wie in der Fotografie… egal welche Kamera ihr euch kauft, egal wie teuer, egal wie gut, selbst wenn sie die beste der Welt sein sollte… dadurch werdet ihr keine besseren Fotografen. 

"Zu viel Technik, zu viele Programme und Equipment, bremst die Kreativität... glaubt mir."

Wer Kreativ an die Projekte rangeht und sich Gedanken macht was kann ich mit den Mitteln die mir zur Verfügung stehen Erschaffen, wird unweigerlich tolles Zaubern. Ich kenne einige gute Künstler, die besitzen "nur" einen halbwegs guten PC, Photoshop, Maya, Max oder Cinema 4D und das war´s. Aber was die da so raushauen… Sagenhaft gut!

Nun, ich denke für heute war´s das. Ich habe in diesem Artikel ganz bewußt auf zu viel Fach-Chinesisch verzichtet und an die fortgeschrittenen User will ich sagen (solltet ihr dies Lesen)… ich habe mich hier nur auf das wesentliche beschränkt, ohne viel drumherum und so wie ich hoffe allen Quereinsteiger damit etwas mehr "Sauerstoff" zugefügt. :-)

Links zu genannten Bezeichnungen:


Free oder Open Source Software:

Hitfilm 4 Express: https://hitfilm.com/express