Vorlage: Alphabild-Download (815kb) aus der Textur-Downloadsektion


Hallo und herzlich willkommen zum vierten Teil des Bautagebuches. Wir wollen hier verschiedene Materialien mit Bordmitteln, aber auch mit dem Modul Advanced Render herstellen. Zunächst werde ich auf den Alpha- Kanal im Material- Editor eingehen. der es uns erlaubt, renderzeitenfreundliche und "massenszenentaugliche" Vegetationsergebnisse zu liefern. Einmal verstanden, ist der Alpha- Kanal unverzichtbares Mittel, um schnell verschiedene Effekte herzustellen, dazu werden wir Materialien schichten bzw. "stapeln". Des weiteren werden wir mit einfachen Mitteln Gras moddeln. Dies macht sich erforderlich, wenn es um Nahaufnahmen geht, denn Alphas sind zunächst -zweidimensonal. Ich werde aber auch auf einige bewährte Tricks eingehen, die selbst Alpha- Bilder "räumlich" erstrahlen lassen... Der Bonus- Workshop würde heute den Rahmen sprengen und wird gesondert nachgereicht; sozusagen als "Bonus- Teil".



Fast alle Bilder aus dem Header zu diesem Workshop (mit Ausnahme des Grases) bestehen aus Alpha- Materialien. Der Sinn besteht darin, bestimmte Farbwerte eines Bildes zu entfernen. Somit werden diese Bereiche "durchsichtig". Entweder kommen dadurch dahinterliegende Objekte wieder zum Vorschein und/oder bereits darunterliegende Materialien werden sichtbar. (Materialien "stapeln") ...Wenn es den Alpha- Kanal nicht gäbe, wären folgende Screens nicht möglich:



Links der interne Feuer- Shader aus Cinema 4D. Dieser animierbare Shader hat nach dem Aufruf in den Farbkanal einen schwarzen Hintergrund. Durch Hinzuladen des selbigen Shaders in den Alpha- Kanal werden die schwarzen Bereiche entfernt, man sieht nur noch die animierten Flammen. Rechts selbige Herangehensweise. Ein Realfilm einer Explosion mit schwarzem Hintergrund. Diese kann man allerdings nicht mal eben schnell selber machen...Aber ein typisches Anwendungsgebiet kennt ihr: die "Blue box", es wird eine Person in einer blauen Box gefilmt, dieser blaue Hintergrund wird herausgestanzt und anderes Bild-/Filmmaterial eingeblendet. Jede Nachrichtensendung läuft so ab, bei richtiger Ausleuchtung also auch für uns machbar.

Ohne diese Effekte würden Filme wie Starwars etc. nicht auskommen. Sobald ihr z.B. einen Einschlag auf einer Raumstation seht und Feuer lodert, handelt es sich zu 99% um die Einbindung eines Realfilmes. Realfilme können der Animation erheblich helfen, an Glaubwürdigkeit zu gewinnen. Deutlich zu erkennen war die Integration von Realfilm- Explosionen zuletzt beim "(T)Raumschiff Suprise". (übrigens eine deutsche Fa., die für die Visualisierung zuständig war, wir müssen nicht immer nach Hollywood schielen...*g*.) Die Alphas werden uns auch im "Allexpress 4" noch beschäftigen, hier kehren wir erst einmal auf die Erde zurück und kümmern uns um Vegetation...

Wenn ihr im Material- Editor den Alpha-Kanal öffnet, halten sich die Parameter im Zaum. Dennoch müssen wir kurz klären, was die einzelnen Parameter zu bedeuten haben. Zunächst grinsen uns zwei Farbbereiche an, Farbe und Delta. Diese Farbefelder benötigen wir beim "Clip- Mapping" (oder hartes Genlocking). Voraussetzung für das Clip- Mapping ist die Deaktivierung des Parameters weich, dazu kommen wir später. Die Farbe definiert den Farbwert, der ausgestanzt werden soll, mit dem Delta- Wert regeln wir die Toleranz. Das ist wichtig, um eventuelle Farbsäume zu beseitigen. Die Farbsäume entstehen an den Rändern des auszustanzenden Objektes (helle, verpixelte Ränder).



Hier also die ersten Beispiele. Im Farbkanal (immer oben mittig angedeutet) liegt ein weißes Bild mit einem mittigen schwarzen Streifen. Durch Deaktivierung des Wertes weich kommt das Clip- Mapping zum Einsatz. Folgerichtig werden die weißen Bereiche ausgestanzt, da beim Farbwert ein weißer Farbton eingestellt ist, übrig bleibt der mittige schwarze Streifen. Wenn dies gerendert wird -freilich nicht mit schwarzem Hintergrund, da sehen wir -nix- steht der schwarze Streifen einsam in der Botanik. Rechts wurde Invertieren (=umkehren) aktiviert. Resultat: die schwarzen Bereiche werden ausgestanzt, beim Rendern entstehen jetzt zwei weiße Streifen, die Mitte ist durchsichtig. Der Alpha hat sich umgekehrt. Wer sich die Ausgangsszene des Clothilde- Tutorials angeschaut hat, sieht, dass mittels ein, zwei solcher Bilder zumindest andeutungsweise ganze Straßenzüge, wo es nicht auf Details, vielmehr auf die Wirkung ankommt, modelliert werden könnten...



Jetzt wird es wärmer, wir haben nicht immer s/w- Bilder zur Hand. Im Farbkanal liegt nun ein grünliches Bild mit einem weißen Mittelstreifen. Um diesen zu isolieren, kann es vorkommen, dass wir den Delta- Wert bemühen müssen, um die Farbsäume zu isolieren. Bei der Grundeinstellung entsteht beim Rendern ein grüner Rahmen um den Mittelstreifen, das liegt aber auch daran, dass die Ausgangsbilder 100x100 px sind...also dort, wo die Farbübergänge sind, können Farbsäume entstehen. Durch Änderung des Delta- Wertes kann aber sauber ausgestanzt werden. Rechts das typische Beispiel, das grün- weiße Bild liegt im Farb- und Alpha- Kanal. Um den weißen Streifen zu isolieren, muß das Grün herausgestanzt werden. Einfacher Trick. Mit gedrückter Strg- Taste linksklickt ihr in das Vorschaubild auf die Farbe, die ausgestanzt werden soll, die Farbwerte werden automatisch eingestellt. Wir brauchen also nicht unbedingt ein 2D- Grafikprogramm, um die Farbwerte zu ermitteln.



Links habe ich nun die weiße Farbe angeklickt, folglich wird der Streifen herausgestanzt und das Grün wird isoliert. Hier schon erkennbar: Es gibt mehrere Wege, selbiges wäre auch beim Invertieren herausgekommen.



Jetzt wurde das Parameter weich aktiviert. Ein gar lustiger Effekt ensteht, der weiße Streifen erstrahlt in voller Schönheit, aber die grünen Bereiche werden "halbtransparent". Was ist geschehen. Nun, wir sind nicht mehr im Clip- Mapping; durch die Funktion weich verlieren die Farb- und Delta- Werte ihre Bedeutung und werden deaktiviert. Die Textur selbst sucht sich die auszustanzenden Bereiche, allerdings nicht, wie es will, sondern nach dem Graustufenprinzip: Weiße Bereiche bleiben opak (lichtundurchlässig), schwarze Bereiche werden weggestanzt. Da das Grün nun zur Graustufe umgerechnet wird, erscheint es halb- opak, für uns also leicht transparent. Es gibt also nur ein Gegenmittel, wenn dieser Effekt nicht gewünscht ist: ein s/w- Bild (Alpha- Bild). Cinema geht in den Grundeinstellungen davon aus, dass im Alpha- Bildkanal ein s/w- Bild liegt und hat daher weich und Alpha- Bild aktiviert, da hier mit Abstand die besten Ergebnisse erzielt werden. Alpha- Bilder werden also in einer 2D- Software hergestellt, die Alpha- Kanäle unterstützt. Gängige Formate wären: *.psd (Photoshop), aber auch *.tif und *.pic sowie Quicktime- movs. Zwar kann diese Option aktiviert sein, wenn allerdings kein Alpha- Bild da ist, wird diese Funktion schlicht ignoriert. Übrigens: Viele Shader unterstützen das Alpha, z.B. der Feuer- Shader, probiert einmal mit diesem aus, was passiert, wenn ihr das Alpha- Bild deaktiviert...

Schließlich bleibt noch die Option premultiplied. Gerade bei Verwendung des Ausgangsbildes im Alpha- Kanal (also Farbbilder) entstehen Farbsäume. Durch Deaktivierung dieser Funktion kann das Problem besser behoben werden. Bis R7 war dies eigentlich Standard und wurde ab hier aber deaktivierbar gestaltet. In den meisten Fällen sind allerdings keine wesentlichen Unterschiede zu erkennen. Aber: wenn Farbbilder im Alpha- Kanal liegen, laßt sie deaktiviert.



Ja, so fängt das an, wenn wir einen Baum für den Hintergrund brauchen...Der angenehmste Teil ist derjenige, sich das Bäumchen draußen zu suchen und mit einer hochauflösenden Kamera zu knipsen. Man sollte immer versuchen, dass sich der Hintergrund einigermaßen abzeichnet und die Beleuchtung nicht allzustark ist -es sei denn, wir wollen was spezielles- aber hier einmal der Grundfall: relativ neutraler Hintergrund und Beleuchtung, jepp, das sieht gut aus; *knips*. Vorbei mit der frischen Luft; wir nähern uns dem Rechner und stellen das Dingens frei. Was das für Arbeit ist, könnt ihr euch ja denken...

Hier mal eine wahnwitzige Anwandelung meinerseits...



Links das Originalfoto von mir; rechts ein Auszug aus 5 h Bearbeitungszeit...*puh*



..die sich aber gelohnt hatte...

Als Ausgang habe ich mir aber erlaubt, euch nicht mit Farbersetzungen, den verschiedenen Auswahlwerkzeugen etc.in Photoshop zu behelligen. Ladet euch bitte das Bild "Tree_1.jpg" in den Farbkanal eines neues Materials.





Generell: wenn ein Bildmaterial in den Material- Editor geladen und kopiert wird, erscheint es unter Textur- Bilder und muß nicht jedesmal neu eingeladen werden. In den Grundeinstellungen kommt nun heraus, dass der Baum verschwunden ist und der wertvolle weiße Hintergrund zu sehen ist. Nun, erinnern wir uns an das oben gesagte. Weich rechnet in Graustufen um, weiß bleibt bestehen, alles was dunkler ist, wird halb- opak, schwarz wird herausgestanzt, daher sehen wir nur den weißen Hintergrund und ein paar Pixel mittendrin.



Also deaktivieren wir weich , da es sich um ein Jpg-Format handelt, können wir auch getrost das Alpha- Bild deaktivieren, hier nutzlos, da im jpg- Format kein Alpha- Kanal enthalten sein kann. Aber eine Aktivierung wäre schadlos- weil ignoriert wird, wie oben beschrieben.

Nächster Schritt: Wir erstellen eine Ebene. Diese erhält die m- Angaben entsprechend der Bildgröße. Das ist wichtig, um die Proportionen zu erhalten. Die Ebene dann insgesamt kleiner skalieren, um den Baum der Szene anzugleichen, stellt kein Problem dar. Hier verhält es sich wie in der 2D- Grafikbearbeitung; das Bild proportional kleiner zu skalieren, ist unschädlich, es "verpixelt" nichts. Größer skalieren birgt natürlich Probleme in sich. Ich habe den Baum einmal auf 0,4 skaliert.



Es wurden ein Himmels- und ein Boden-Objekt erstellt, keine Materialien, wir wollen nur etwas sehen. Links sehen wir die Farbsäume, dieser Schleier um den Baum. Mittels Delta- Korrektur beseitigen wir diese weitestgehend. Rechts das vorläufige Ergebnis. Tastet euch bei den Delta- Werten schrittweise pro Farbregler heran, um ein optimales Ergegnis zu erreichen. Wenn keine Änderungen am Rand mehr eintreten, laßt die Farbschieber und regelt sie nicht weiter ! Denn es wird nicht nur der Farbsaum, sondern alle Bereiche des Bildes, somit auch innerhalb des Baumes freigestellt, also ist Vorsicht geboten. Allerdings liegt der Vorteil, hier kein Alpha- Bild zu verwenden, auf der Hand: Durch die Toleranz franst der Baum an den Rändern aus, es wird der natürliche Effekt unterstützt...



Links oben ein alter Trick, um Alpha-Bildern von Bäumen mehr Dreidimensionalität zu verleihen: Eine Kopie (oder mehrere) werden rotiert, der Baum wirkt plastischer. Allerdings muß hier geschickt beleuchtet werden, da es sich um Ebenen handelt, wird "Schatten" geworfen. Rechts einmal ein Beispiel für solch eine Ausleuchtung. Die Lichttypen und Farbwerte der eingesetzten Lichter entnehmt dem Screen. Wichtig wäre noch zu erwähnen, Objekte auszuschließen, die nicht beleuchtet werden sollten, wie hier die Umgebung (Boden, Himmel). Somit wird nur der Baum ausgeleuchtet. Ebenfalls sollten keine Schatten geworfen werden, dies übernimmt später das Key- Light, unsere Hauptlichtquelle. Es gibt noch andere kleine Tricks, z.B. im Baummaterial ein geringer (ca. 5%) Leuchten- Kanal aktiviert, als Farbe z.B. ein dunkelgrün, damit er richtig "erstrahlt".

Allein aus der Bildvorlage "Tree_1" könnte
a) in Photoshop die Farbwerte des Ausgangsbildes variiert werden,
b) Kopien dieser Ebenen angeordnet und kleiner skaliert werden

und somit schon fast ein Wald im Hintergrund entstehen. Die Renderzeiten beim Alpha- Kanal sind sehr genügsam und fallen nicht ins Gewicht.

Soweit zu Bäumen im Hintergrund.






Mit diesem Grundwissen ausgestattet, könnt ihr euch an das stapeln von Materialien machen. Cinema lässt es ja zu, mehrere Materialien an ein Objekt zu vergeben. Hier kommt der Alpha- Kanal voll zum Zuge. Oben zu sehen: Mauerwerk, abgebröckelter Putz und Weinblätter. Die Mauern sind zwei skalierte Würfel, der Rest sind Materialien, nicht mehr und nicht weniger. Als erstes hab ich von der Goodies-CD wieder eine Mauer genommen, heute mal "brick_wall.005" und es auf die Mauern gelegt.



Ein neues Material wurde erstellt und das Bild "concrete_floor.003" (ebenfalls auf der CD) in den Farb- und Alpha- Kanal gelegt. Als Farbe habe ich per Strg- u. Linksklick einen Bereich des Bildes gewählt und per Delta so variiert, dass nur noch bestimmte Bereiche des Bildes zu sehen sind, der Rest wird ausgestanzt. Im Relief- Kanal liegt aber das Mauerbild. Wer Advanced Render sein eigen nennt, kann noch im Diffusions- Kanal z.B. den Dirt- Shader aktivieren. Es werden einzelne "Putzfladen", in den Ecken Dreck und das Relief der Mauer simuliert. Dieses Material kommt ebenfalls auf die Mauern, rechts neben dem ersten Material. Cinema arbeitet die Materialien von links nach rechts ab, also zuerst die Mauer, dann die Putzfladen.





Mittels aktiviertem Quader- Mapping im Putz- Material skaliere ich die Textur so, dass diese Fladen in die Mauerecke reichen. Beim Rendern seht ihr das Ergebnis: Wir haben soeben zwei Materialien gestapelt. In der Editor- Ansicht kann übrigens unter Darstellung -Gestapelte Materialien aktiviert werden, somit wäre das Ergebnis auch im Editor zu bewundern. Freilich sollte noch Gouraud- Shading aktiviert sein.



Drittes Material: Weinblätter bzw. irgendetwas Vegetarisches...



Verschiedene Spielarten im Alpha- Kanal einmal ausprobiert, sicherlich wird das Ergebnis in der "Mitte" liegen.



Vielleicht derart. Das Weinblatt- Material wurde wieder an die Mauern vergeben, rechts neben dem Putzmaterial.

Zusammenfassung :
1. Der Alpha- Kanal dient zum Ausstanzen bestimmter Bild-/Shader-/Filmbereiche.
2. Dies kann entweder "hart" im Clip- Mapping geschehen, wobei weich deaktiviert sein muss. Farbe bestimmt den Farbton, der wegfällt, Delta regelt die Toleranz, um Farbsäume zu vermeiden.
3. Der Standard ist die "Weich-Funktion", setzt aber für vernünftige Ergebnisse ein s/w- Bild im Alpha- Kanal ("Alpha- Bild") voraus.
4. Cinema kann Materialien stapeln, bei Alpha- Kanälen bedeutet dies, dass von links nach rechts abgearbeitet wird. Man sollte sich an der Wirklichkeit orientieren. Was kommt zuerst, was als nächstes...






Um auch hier etwas Realismus hineinzubringen, bietet sich z.B. Folgendes an: Ich habe zwei Ebenen erstellt und diese kurz vor das Mauerwerk platziert. Jetzt werden die Ebenen konvertiert und einzelne Punkte oben verschoben, damit die Pflanze nicht so abrupt an der oberen Mauerkante "aufhört". Je nach Qualität des Materials kann man versuchen, auf dem Mauerwerk zusätzlich das Weinblatt- Material zu belassen. Wenn es Überschneidungen geben sollte, wird es von der Mauer entfernt und liegt als einziges Material auf der bearbeiteten Ebene. Es "franst" oben aus, so wie im Leben halt.



Wir hatten bereits erwähnt, dass Shader sich mit dem Alpha- Kanal sehr gut vertragen. Erstellt einmal wieder zwei Wände und gebt aus den Basics- Materialien eine Holzwand. Dann erstellen wir ein zweites Material. In dessen Farb- Kanal legen wir einen Farbverlauf- Shader. Den Farbverlauf lassen wir farblich unverändert, aber wir stellen als Typ "2D-V" ein. Die Turbulenz setzten wir auf 55%.



Im Relief- Kanal stellen wir den Rost- Shader ein, die Werte entnehmmt dem Screen. Klickt im Farbkanal auf Textur - Shader/Bild kopieren .
Begebt euch in den Alpha- Kanal, dort über Textur- Shader/Bild einfügen wird der Shader kopiert. Jetzt haben wir im Alpha- Kanal dasselbe Farbverlaufs-Bild wie im Farbkanal. Das Schwarze wird ausgestanzt, der Rost- Shader sorgt für "Blasen" im Relief Farbe, wir haben ein Material erstellt, was an heruntergelaufene Farbe erinnert. Im Diffusions- Kanal befindet sich noch der Dirt- Shader. Ein Beispiel für einen schnellen Einsatz von Shadern im Alpha- Kanal. Dieses zweite Material legt rechts neben das Holzmaterial - fertig.



So sieht das Ergebnis aus. Rechts zu sehen, selbiges Material könnte als Schnee auf einem Stein/Gebirge verwendet werden.



Eine herausragende Rolle spielt der Alpha- Kanal, wenn es im Modul Advanced Render darum geht, den Dirt- Shader einzufärben. Er simuliert ja erst einmal ein Graustufenbild. Wir wollen eine andere Farbe, als schwarzen Schmutz ? Nun, legt den Dirt- Shader in den Alpha- Kanal und stellt im Farbkanal den Farbton ein, den ihr wollt, nun wird nicht mehr schwarzer Schmutz, sondern farblicher produziert. Oder ladet einmal den Farbverlaufs- Shader in den Farbkanal. Der Dirt- Shader im Alpha- Kanal macht es möglich...




Da gibt es im wesentlichen zwei Möglichkeiten: modellieren oder Textur...
Wir wollen auf schnellstem Wege Grashalme für eine Nahaufnahme herstellen.



1. Erstellt eine Ebene
2. konvertiert diese
3. selektiert alle Polygone
4. ruft unter Struktur die Matrix- Extrude auf und
5. übernehmt die Werte aus dem Screen,
6. bestätigt Zuweisen



So sieht unser erster Grasballen aus. Rechts schnell das Material gebaut. Es reicht vollkommen, im Farbe- Kanal einen Farbverlauf mit verschiedenen Grün/Gelbtönen zu erstellen. Das ist eurem Geschmack überlassen...



Das Gebilde kopiert einige Male, rotiert die Kopien, damit es nicht eintönig aussieht. Fertig ist Gras für Nahaufnahmen. Mögliche Anwendungen des Grases im Nahbereich sehen etwa so aus:



Dieses per Matrix- Extrude modellierte Gras ist neben einem freigestellten Rankengitter für den Alpha- Kanal mit Bestandteil der für unsere Mitglieder bereitstehenden downloadbaren Szene "In_the_nigh.c4d" .



Soweit für heute. Im fünften Teil (Inszenierung) wird noch Gras per Displacement erstellt und sicherlich ein paar Büsche per Array- Objekt gebaut werden. Aber ich hoffe, das die "Macht des Alphas" erkannt wurde...

Euer Andreas.

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