So, nun ist es endlich soweit, der zweite Teil des 1.Workshops für Cinema 4D ist fertig und geht jetzt los.

Heute möchte ich noch etwas weiter auf die GI-Einstellungen von Cinema 4D eingehen.

Außerdem werden wir die Szene aus dem obigen Bild gemeinsam mit den Erkenntnissen aus dem 1.Teil versuchen so realistisch wie möglich zu rendern.

Die Szene inklusive Objekten und Materialien finden Sie im Workshop-Ordner.

Im ersten Teil unseres Workshops haben wir folgende Punkte besprochen :

1.0.0. Was ist GI ?
1.1. Strahlentiefe
1.2. Anzahl der Strahlen
2.0.0. Es werde Licht
1.1. Beleuchtung mit GI und einem weißen Material
1.2. Farb Mapping
1.3. Beleuchtung mit einer Flächenlichtquelle



In diesem Teil des Workshops möchten wir nun folgendes näher betrachten :

3.0.0. GI-Einstellung bezüglich der Min.- und Max.- Werte
1.1. Minimale Auflösung
1.2. Maximale Auflösung

Durch die GI-Einstellung „Genauigkeit“ legen wir ja schon fest, wie genau ein GI-Rendering sein soll. Hier sind Angaben von 1% bis 100% möglich.

Damit aber die Renderzeit nicht ins Unermessliche läuft, benötigt Cinema 4D noch zwei Angaben bezüglich der minimalen und maximalen Auflösung, damit der Algorithmus die Shadingpunkte einschränken kann.  

Aber was sind die maximalen oder minimalen Shadingpunkte eigentlich und was bewirken diese ?

Jede Szene hat Bereiche, die bei einem Rendering mehr Shadingpunkte benötigen oder auch Bereiche die mit viel weniger Shadingpunkten auskommen.
Gerade Flächen wie Wände, Decken, Böden benötigen weniger Shadingpunkte.
Flächen auf denen Gegenstände stehen oder Raumecken benötigen mehr Shadingpunkte.

Warum? Schauen Sie sich einmal folgendes Bild an :


Beispielbild mit folgender Einstellung : Min = 10, Max = 100. Die Renderzeit lag bei 4:25 Minuten

Der Prepass sah bei dem obigen Bild wie folgt aus:



Hier sind sehr gut die kleinen roten Shadingpunkte zu sehen. Gerade in den Bereichen mit vielen Shadingpunkten ( Regelung über den MAX Wert ) und in den Bereichen mit wenigen Shadingpunkten ( Regelung über MIN Wert ) sind dementsprechend unterschiedlich viele Shadingpunkte zu sehen.

In Abhängigkeit von der GI-Einstellung Genauigkeit und den Angaben bei den MIN.- und MAX-Werten ergeben sich die Anzahl und Verteilung der einzelnen  Shadingpunkte.

Die Bereiche dazwischen werden von Cinema 4D interpoliert.  

Aber wie wirken sich diese Angaben exakt bei einer Szene aus ?
In der Szene oben haben wir folgende Werte verwendet :
MINimale Auflösung = 10
MAXimale Auflösung = 100

Dies möchte ich anhand der gleichen Szene ermitteln.
Zum Vergleich zeige ich das gleiche Bild mit einer sehr schlechten Einstellung bezüglich der MIN.- und MAX.- Werte.

Wir testen einfach einmal die folgenden Werte :
MINimale Auflösung = 1
MAXimale Auflösung = 10

Das Ergebnis sieht wie folgt aus :


Beispielbild mit folgender Einstellung : Min = 1, Max = 10. Die Renderzeit lag bei 3:36 Minuten

Die Bereiche mit den wenigen Shadingpunkten sind eigentlich ok, aber die Bereiche mit den maximalen Shadingpunkten sind nicht in Ordnung. Die Schatten werden nicht richtig dargestellt und es sind hässliche Artefakte zu sehen.



Das Prepassbild zeigt schon den Unterschied auf; es sind insgesamt weniger Shadingpunkte in der Szene vorhanden. Das Ergebnis ist auch dementsprechend schlecht.

Es zeigen sich hässliche Artefakte und Flecken in den Bereichen der hinteren Raumecken sowie unter den Kugeln.
Die für diese Szene vorhandenen Shadingpunkte reichen einfach nicht aus, um alle Informationen richtig wiederzugeben.

Hier ist neben der Erfahrung aber einfach auch probieren angesagt, da diese Einstellungen gerade im Bereich der MIN.- und MAX.- Werte sehr Szenenabhängig zu betrachten ist.


Kommen wir nun zu unserer neuen Beispielszene.
Von oben betrachtet sieht diese wie folgt aus :



Wir haben im hinten Bereich des Schlafzimmer zwei Fensteröffnungen und im vorderen Wohnbereich eine Fensteröffnung auf der linken Seite.

Die Raumöffnungen / Fenster sind durch die roten Markierungen gekennzeichnet.

Wir verwenden wieder als Standardsetup einen Himmel mit einem weißen ( 255, 255, 255 ) Material im Leuchtkanal.

So nun verwenden wir folgende GI-Einstellungen:



Nun rendern Sie diese Szene mit den obigen GI-Einstellungen.
Das Ergebnis sollte in etwas so aussehen:



Beispielbild 6. GI-Stärke ist auf 100 %. Die Renderzeit lag bei 16:56 Minuten


Hmm, eigentlich mal wieder zu dunkel. Was nun ?
Heller muss es werden…also stellen wir mal die GI-Stärke auf 300 %



Beispielbild 7. GI-Stärke ist auf 300 %. Die Renderzeit lag bei 31:46 Minuten

Es sind gerade in den Raumecken Flecken und Artefakte zu sehen. Dies könnte man ja mit den Werten der MIN.- und MAX.- Auflösung ändern.
Oder wir könnten…….na was könnten wir sonst noch tun, um die Szene heller zu bekommen und gleichzeitig die Flecken und Artefakte zu entfernen ?

Farb Mapping !

Diesen Effekt rufen Sie über die sogenannten Post-Effekte auf.

Eine genauere Erklärung zum Thema Farb Mapping finden Sie ausführlich im 1.Teil dieses Workshops und natürlich auch in der Dokumentation der Firma Maxon.

Wir stellen einmal folgende Werte im Farb Mapping ein:


Beispielbild 8. Farb-Mapping Einstellungen


Beispielbild 9. GI-Stärke ist auf 100 % und FarbMapping wie oben beschrieben.
Die Renderzeit lag bei 29:58 Minuten

Nun ja, die Artefakte sind deutlich besser geworden, auch ist die Gesamthelligkeit fast in Ordnung. Die Renderzeit liegt mit fast 30 Minuten auch im grünen Bereich.

Die Szene muss aber noch heller werden. Die Werte des FarbMapping noch höher zu setzen wird hier wohl nicht mehr viel bringen. Ohne Möbel konnte der Raum ohne Lichtquellen sehr gut ausgeleuchtet werden, jedoch bringen die Einrichtungsgegenstände wieder neue Zwangspunkte, welche ohne Lichtquellen nicht mehr zu beheben sind.

Schauen wir uns mal die einzelnen Bilder und Zwischenschritte ohne Einrichtungsgegenstände an :


Beispielbild 10. GI-Stärke ist auf 100 % mit FarbMapping – ohne Exponentiell. Die Renderzeit lag bei  8:53 Minuten.

Der Rechte Bildbereich ist etwas überstrahlt worden. Von daher versuchen wir es nochmals mit aktiviertem „Exponentiell“ – diese Funktion ist unter Farb-Mapping zu finden.

Die Funktion „Exponentiell“ ist im Grunde für die Farbverteilung zuständig.
D.h., die Farbverteilung ist in der Regel immer linear gesteuert. Somit kann es wie bei unserem letzten Bild passieren, dass es zu einem s.g. Burnout kommt. Hier muss einfach die Farbverteilung nicht mehr „linear“ sondern „exponentiell“ erfolgen. Mit dieser Funktion, können genau diese Burnout-Effekte deaktivert werden. Allerdings muss man dies von Szene zu Szene überprüfen, wie sinnvoll diese Einstellung ist und wie sich das auf die Szene auswirkt.


Beispielbild 11. GI-Stärke ist auf 100 % mit FarbMapping – mit Exponentiell. Die Renderzeit lag bei  8:34 Minuten.

Mit aktiviertem „Exponentiell“ ist der „BurnOut“ auf der rechten Seite verschwunden.



Mit den Einrichtungsgegenständen, tauchen wieder neue Problembereiche auf.

Nun versuchen wir einmal die Innenraumszene mit Lichtquellen bestehend aus einer Sonne und maximal vier Flächenlichtquellen auszuleuchten.
Kommen wir zu den Grundeinstellungen, wir wählen folgende Werte aus:



Beispielbild 13. GI-Einstellungen



Sehr wichtig ! Bitte die Lichtautomatik immer bei GI-Rendering deaktivieren !
Darauf habe ich schon im ersten Teil hingewiesen, aber ein weiterer Hinweis kann nicht schaden. Die Lichtautomatik deaktivieren Sie über die Funktion „Optionen“ in den Rendervoreinstellungen.

Aktivieren Sie jetzt bitte nur das Sonnenlicht – Die Lichteinstellungen befinden sich im Objektmanager unter „UmgebungNEU“. Dort einfach das Objekt Sonne aktivieren. Die restlichen Lichtquellen bitte noch nicht aktivieren!

Ebenfalls deaktivieren wir das Farb-Mapping.

Nun rendern wir gemeinsam diese Szene…das Ergebnis müsste in etwa so aussehen :


Beispielbild 15. Kein Farb-Mapping. Eine Sonnelichtquelle mit „Flächenschatten“. Die Renderzeit liegt bei  15:26 Minuten.

Wie gehabt, einfach zu dunkel. Klar, wir haben nur die Sonne aktiviert und das Farb-Mapping ist deaktiviert.

Jetzt benötigen wir zwei Lichtquellen, welche im hinteren Raum „Schlafzimmer“ jeweils vor die Wandöffnungen platziert werden.

Dazu aktivieren wir die Lichtquellen mit der Bezeichnung „Hinten Rechts“ und „Hinten Links“.
Die Lichtquelle „Hinten Rechts“ ist mit 20% Intensität nicht so stark eingestellt, da von dort auch noch das Sonnenlicht hereinkommt. Die gegenüberliegende Lichtquelle „Hinten Links“ ist mit 30 % Intensität etwas stärker eingestellt.


Von oben aus betrachtet sieht es so aus:



Beispielbild 16. Im Schlafzimmer sind jeweils die zwei Flächenlichtquellen zu erkennen.

Nun rendern wir die Szene nochmals mit den zwei neuen Flächenlichtquellen.



Beispielbild 17. Sonne und zwei Flächenlichtquellen. Renderzeit : 18:38 Minuten.

Nicht sehr viel heller, aber es wird langsam.
Im vorderen Raum benötigen wir nun auch etwas Licht, dazu aktivieren wir die zwei restlichen Lichtquellen mit der Bezeichnung „Vorne Rechts“ und „Vorne Links“ aus dem Objektmanager.

Dies sieht von oben so aus :



Beispielbild 18. Sonne und vier Flächenlichtquellen.

Die Stärke der Flächenlichtquelle „Vorne Links“ ist auf 55% Intensität eingestellt. Ebenfalls soll auch diese Flächenlichtquelle einen Schatten werfen. Dieser Schatten ist auf „Fläche“ für Flächenschatten eingestellt.

Die Flächenlichtquelle „Vorne Rechts“ ist auf 25% Intensität eingestellt. Diese Lichtquelle soll aber keinen Schatten werfen, von daher ist auch der Schatten deaktiviert.

Alle Flächenlichtquellen haben unter dem Punkt „Sichtbarkeit“ die Abnahme aktiviert bzw. eingestellt.

Diese Abnahme erfolgt „inv.quadratisch begrenzt“.

Dies können Sie über den Punkt „Details“ in Ihrer Lichquelleneinstellung festlegen.

Nun lassen wir die Szene rendern…das Ergebnis wird in etwa so aussehen :



Beispielbild 19. Sonne und vier Flächenlichtquellen. Renderzeit : 53:20 Minuten.

Nun werden wir einmal versuchen, wieder mit der Funktion „Farb-Mapping“ die Innenraumszene heller zu bekommen.
Dazu wählen wir folgende Einstellungen beim Farb-Mapping :



Das Ergebnis sieht dann so aus :


Beispielbild 22. GI und Farb-Mapping. Renderzeit : 1:03:50 Minuten.


So das Ergebnis kann sich ja schon sehen lassen.
Jetzt können Sie nach Lust und Laune einmal selbst die Knöpfe bedienen und mit den Lichteinstellungen spielen.

Im 3.Teil des 1.Workshops komme ich auf das Material und die verschiedenen Einstellungsmöglichkeiten.

Hier geht es mir in erster Linie darum aufzuzeigen, wie die Renderzeit um den Faktor 5 reduziert werden kann, ohne Qualitätseinbußen in Kauf nehmen zu müssen.

Ebenfalls sehr wichtig ist die realistische Materialeinstellung. So sollen z.B. Fliesen zwar spiegeln und glänzen, aber nicht wie ein Spiegel wirken. Hier werden wir uns gezielt mit dem Thema Spiegelung und Streuung beschäftigen.

Ich hoffe Sie konnten noch einiges lernen und freue mich schon auf den 3.Teil.

Bis dahin.

LG
Woogy


>> Allgemeine Fragen oder Probleme mit dem Tutorial? Hier gehts zum Forum!