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Im Detail

Unterschiedliche Volumenverschiebungstechniken mit dem Renderer Arnold in Maya

Lee Griggs

Arnold ist die Renderlösung der Wahl in vielen der wichtigsten Visual-Effects- und Animationsstudios und wurde in zahlreichen bekannten Produktionen eingesetzt, darunter Gravity oder Guardians of the Galaxy Vol. 2. Mit Arnold erhalten Sie eine bequeme Methode zum Rendern von Szenen mit realistischen naturnahen und Set-Beleuchtungstechniken, die Ihnen erlaubt, sich ganz auf Ihre künstlerische Arbeit zu konzentrieren, ohne sich mit den Funktionen der Software herumschlagen zu müssen.

Ich persönlich erschaffe die fotorealistischen, hyperrealen und surrealen abstrakten Effekte in meinen Designs seit Jahren mit Arnold. In meinen Designs lasse ich mich hauptsächlich von der Fotografie und anderen traditionellen Kunstformen inspirieren. Gute Inspirationsquellen sind beispielsweise Websites wie Pinterest. Aber ebenso wichtig ist Zeit abseits des Computerbildschirms. Meditation, ein Spaziergang oder auch nur eine Tasse Kaffee in ruhiger Umgebung kann die Ideen sprudeln lassen.

Standard-Volumenshader.

Ich habe kürzlich begonnen, mit einer neuen Technik herumzuspielen. Dazu verwende ich den Standard-Volumenshader, eine neue Funktion in Arnold 5, die häufig für VDB-Volumen verwendet wird. Traditionell wird dieser Shader vor allem zur Erzeugung klassischer Effekte wie Rauch, Feuer und Wolken eingesetzt. Aber als ich begann auszuloten, was alles möglich war, fand ich eine ziemlich ungewöhnliche Methode zur Erzeugung eines visuell sehr interessanten, detaillierten und einzigartigen Looks, mit dem ich in dieser Form noch nie gearbeitet hatte. Ich nenne die Technik Volumenverschiebung.

Ich möchte anderen Artists von dieser Technik erzählen, um auch ihnen die Chance zum Experimentieren mit den vielfältigen kreativen Möglichkeiten zu geben, die sich mir gerade eröffnen. Und Sie können sie in allen unterstützten 3D-Content-Creation-Lösungen einsetzen, darunter Maya, 3ds Max, Cinema4D, Houdini oder Katana.

Jetzt möchte ich Ihnen Schritt für Schritt erklären, wie ich dieses Bild mit der Volumenverschiebungstechnik in Maya und Arnold produziert habe.

Ausgangspunkt war eine VDB-Datei, die ich zuvor erstellt hatte. Zunächst habe ich die Dichte verändert, bis das Bild wie eine Geometrie aussah. Der Effekt gibt dem Volumen einen abstrakten, aber realistischen Look.

Kameraprojektion und Tiefenschärfe

Ich wollte, dass die Textur richtig hervorgehoben wird. Also habe ich mithilfe eines Kameraprojektionsknotens eine organisch aussehende Textur-Map durch die Kamera projiziert. Meine Texture-Map-Bibliothek wird von Tag zu Tag größer. Ich bevorzuge organische Texturquellen, da diese so ganz anders wirken als dieser typische CG-Look. Ich habe auch andere Projektionsarten versucht, aber damit erreiche ich nicht die gewünschte Detailtiefe.

Ich habe dann Tiefenschärfe hinzugefügt, um den Projektionseffekt etwas abzuschwächen, was zunächst ein bisschen eigenartig aussah. Aber nach einigen weiteren Versuchen bin ich dann zu einem Ergebnis gekommen, das meinen Vorstellungen entsprach. Ich experimentiere eben gerne mit unterschiedlichen Texturen und Projektionen. Und ich rate jedem, alle auszuprobieren. Oft sind mehrere Versuche notwendig. Aber wenn es funktioniert, werden Sie sehen, dass es sich gelohnt hat. Das Ergebnis hier sieht ein bisschen so aus, als wäre es unter Wasser aufgenommen worden.

Bereichsshader

Mit gefällt wirklich, wie ich die zarten Ranken verblassen lassen konnte. Dazu habe ich mit einem Bereichsshader die Eingabewerte der Originaltextur neu zugeordnet und so die Volumenschattierung verschoben, um Kontrast hinzuzufügen und die Lücken und Löcher im Volumen entstehen zu lassen. Der Bereichsshader ist oft sehr nützlich, um Texturen zu verändern und auf diese Weise andere, ungewohntere Ergebnisse zu erzielen. Die endgültige Fassung des Bilds verwendet einen maximalen Ausgabewert von 4. Dies vermittelt fast den Eindruck eines Festkörpers, etwa einer Koralle.

Streuung und transparente Farben

Ich habe versucht, die 3D-Verschiebungstextur mit der Farbe zu verknüpfen, aber es gelang mir einfach nicht, das gewünschte Aussehen zu erzeugen. Also habe ich stattdessen die Einstellungen für Streuung und transparente Farbe im Standard-Volumenshader verändert. Die Streuung ist die Helligkeit eines direkt beleuchteten Körpers. Es handelt sich also um die Lichtmenge, die gestreut und nicht absorbiert wird. Und auch hier werden Sie wieder experimentieren müssen, bis Sie mit dem Effekt zufrieden sind.

Was die Ausleuchtung betrifft, so wollte ich dem Bild etwas Hintergrundlicht mitgeben, das durch die Ränder durchscheint. Ich habe eine einzelne HDRI-Lichtquelle im Hintergrund hinzugefügt und die Einstellungen für die transparente Farbe so angepasst, dass etwas Licht durchscheinen kann.

Ohne Tiefenschärfe

Volume Ray Depth

Mit der Volumenstrahlentiefe (SSS) können Sie jene Einstellungen konfigurieren, die je nach Art der Strahlen ihre Rekursion einschränken, und damit ziemlich dramatische Veränderungen in der Szene oder im Bild erzielen. Durch Anhebung der Volumenstrahlentiefe konnte ich im Volumen mehrere Streuungen hintereinander hinzufügen. Dadurch habe ich zwar die gewünschte Länge erreicht, allerdings auch die Renderzeit verlängert. Glücklicherweise ist das Testrendern in den interaktiven Ansichten von Arnold RenderView erstaunlich schnell, sodass der ganze Vorgang nicht allzu lang dauerte. Alles in allem hat sich der Aufwand gelohnt, da die Körper nun um ein Vielfaches glaubwürdiger wirken. Und weil ich dem Endergebnis jetzt schon ziemlich nahe gekommen bin, spare ich mir viel Nachbearbeitungszeit beim Compositing und Creative Finishing. Ich empfehle dringend, die Volumenschattierungsnetzwerke so einfach wie möglich zu halten. Das wirkt sich gerade bei Volumenkörpern enorm auf die Renderzeiten aus, da das Netz immer wieder neu berechnet wird.

Im Detail

Wie Sie sicher schon bemerkt haben, bin ich sehr experimentierfreudig – wenn es um die Renderfunktionen in Arnold geht. Ich persönlich arbeite mit Maya, aber die Technik der Volumenverschiebung kann ebenso in allen anderen Anwendungen eingesetzt werden, die Arnold unterstützen.

Um sie in Maya auszuprobieren, brauchen Sie nur die aktuelle Version von Maya und meine kostenlose Volumenshader-Datei. Wenn Sie bereits Maya-Abonnent sind, kann es sofort losgehen. Wenn Sie Maya kostenlos testen möchten, klicken Sie hier.