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Das Texturenwunder


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DOCMA - epaper ⋅ Ausgabe 3/2022 vom 01.06.2022
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Bildquelle: DOCMA, Ausgabe 3/2022

Alle Bilder, wenn nicht anders gekennzeichnet: Uli Staiger

Adobe lässt nicht locker. Gut so. Denn was im Sommer letzten Jahres als Bundle aus vier Programmen auf den Markt kam, katapultiert Adobe zwar noch nicht an die Spitze, aber weit hinein in das Feld ernstzunehmender 3D-Software-Anbieter. Dass das mehr mit „gut einkaufen“ als mit eigenem Erfindungsgeist zu tun hat, merkt man spätestens, wenn man den „Stager“ öffnet, jene Adobe Eigenentwicklung, mit der sich eine 3D-Szene beleuchten und rendern lässt (siehe DOCMA 100, S. 104 ff). Der Stager ist Adobes eigene Entwicklung und steht ein wenig abseits klassischer 3D-Anwendungen. Nicht unbedingt, weil sein Renderer auf Grafikkarten abgestimmt ist, die üblicherweise nur in PCs verbaut werden, sondern weil das Bedien-Konzept eher Kreative als 3D-Spezialisten adressiert. In der deutschen Version krankt Stager allerdings noch an einer Übersetzung die mehr Stirnrunzeln als Klarheit bringt. Wir hoffen an dieser ...

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... Stelle auf zügige Updates und wünschen schnelle Besserung. Von den anderen drei Programmen, die ursprünglich aus dem Hause Allegorithmic stammen und seit 2017 in Zusammenarbeit mit Adobe weiterentwickelt wurden, schauen wir uns den „Painter “ hier genauer an. Während man mit dem „Sampler“ aus einfachen Fotografien erstaunlich brauchbare 3D-Materialien und mit dem „Designer“ Shader bauen kann, dient der „Painter “ zum Texturieren, also dem passgenauen Auftragen von Farben und Oberflächen auf 3D-Modelle und Szenen. Das Erstaunliche daran: Auch mit wenig Grundwissen und geringem Aufwand lassen sich bereits komplexe Texturen auftragen. Generell wird beim Texturieren von 3D-Szenen viel Wert auf „ Deperfektionierung“ gelegt. Man möchte die makellosen Oberflächen etwas älter, abgenutzter und damit natürlicher aussehen lassen. Genau darauf ist der Painter spezialisiert.

Selbst wenn man Painter zum ersten Mal öffnet, begreift man recht schnell, wie dieses ausgewachsene Texturierungsprogramm es ermöglicht, mit wenig Grundwissen verblüffend realistische Ergebnisse zu erzielen. Doch erst einmal braucht man ein detailliertes 3D-Modell, das man sich entweder über die Adobes Substance-Website oder über Anbieter wie Doschdesign oder Turbosquid besorgt. Für das anschließende Texturieren bringt Painter zwei wichtige Voraussetzungen mit: Erstens bietet die aktuelle Version die Möglichkeit, das Modell automatisch „abwickeln“ zu lassen. Stellen Sie sich einen Karton vor, den Sie an vier Kanten aufschneiden, um ihn als kreuzförmigen Grundriss vor sich zu legen und zu bemalen. Wer das schon mal in einem 3D-Programm gemacht hat, weiß, welch große Erleichterung diese Autofunktion bringt, vor allem wenn die abzuwickelnden Formen komplexer als ein Karton sind.

Die zweite große Erleichterung ist der Einsatz von programminternen Presets, die sich mit wenig Aufwand bearbeiten und an eine Szene anpassen lassen. Eine fertige Szene kann man später entweder rendern oder per Klick an Substance Stager weiterreichen.

01 Man nehme …

… ein 3D-Modell zur Hand. Modelle aller Art finden Abonnenten von Adobes 3D-Suite kostenlos unter https:// substance3d.adobe.com/assets. Allerdings sollte man darauf vorbereitet sein, dass unter 292 Objekten der Kategorie „ Fahrzeuge“ lediglich drei Boote und zwei Fahrräder zu finden sind. Dafür aber 27 unterschiedliche Felgen. Wer lieber ein komplettes Fahrzeug texturieren möchte, wird bei Turbosquid.com fündig, wo es kostenlose, sehr einfache Modelle, aber auch komplexere Kaufmodelle gibt. Oder man baut das 3D-Objekt selbst; dazu eignen sich Programme wie Cinema 4D, Maya oder der kostenlose Blender. Wichtig bei der Auswahl ist das Format, denn neben proprietären Formaten wie »c4d« oder »ma« gibt es auch sogenannte Austauschformate, die in erster Linie die Information über die Geometrie des Objektes enthalten. Adobe schlägt »fbx« oder »obj« vor; in unserem Test war »obj« erfolgreicher als »fbx«.

02 Modell vorbereiten

Substance Painter arbeitet mit sogenannten „Texture-Sets“. Ein solches Set legt man an, indem jedem Funktionsteil eines Modells, beispielsweise dem Schornstein unserer Lok, ein Material zugewiesen wird. In Stager ist das Zuweisen von Materialien ähnlich wie in anderen Programmen denkbar einfach: Man zieht das Material per Maus auf das gewünschte Teil des 3D-Objektes. Wollen Sie eine Bank texturieren, deren Sitzfläche aus Holz und deren Beine aus Metall bestehen, so bräuchten Sie zwei Texture-Sets. Für den Fall, dass Sie ein Modell verwenden, dem bereits Texturen zugeordnet sind, brauchen Sie das natürlich nicht noch einmal zu tun. Anschließend wird das Modell ins Format »obj« exportiert. Sollten die zugewiesenen Materialien Bilddateien enthalten, so werden diese beim Export in einem separaten Texturenordner abgelegt. Den können Sie getrost löschen, denn die Bilddateien lädt Stubstance Painter ohnehin nicht.

03 Neues Projekt anlegen

Nach dem Öffnen von Painter legt man zunächst ein neues Projekt an und lädt die 3D-Szene mitsamt den Texture-Sets. Unsere Diesellok enthält 17 solcher Sets und besteht aus etwas über 500 000 Polygonen. Dass Painter mit diesem recht überschaubaren Polycount klarkommt, ist keine große Überraschung. Die liegt ganz woanders, nämlich in einer kleinen Checkbox mit der Bezeichnung »Autom. Abwickeln« (a). Dieses kleine Häkchen ist eine wahrhafte Sensation, denn es erspart nicht nur die Einarbeitung in komplexe Programme wie Maxon BodyPaint, sondern auch die ganze Arbeit, jedes einzelne Teil der Szene aus der 3D-Form in eine texturierbare 2D-Form zu überführen. Chapeau! Außerdem können Sie die Auflösung der Texturen bereits jetzt festlegen. Müssen Sie aber nicht, denn Painter arbeitet mit prozeduralen Texturen, das heißt, man kann deren Auflösung jederzeit beliebig ändern. Das Maximum von 8K reicht in der Regel voll aus.

04 French baked Goods

Der letzte Schritt zur Vorbereitung unserer Szene ist das sogenannte „ Backen“ der Texturen. Auch dies geschieht mit genau einem Klick. Painter erzeugt daraufhin für jedes Texture-Set die gewünschten Kanäle. Der wichtigste ist wohl der Farbkanal (Color map), der alle Farbinformationen eines Teils enthält. Bump- und Normal-Map sind verantwortlich für die Struktur der Oberfläche, während die Curvature-Map alle Informationen über die Geometrie des Objektes besitzt und zum Einsatz kommt, um Lackschäden oder blankgewetztes Metall genau auf Kanten oder exponierte Stellen zu legen. Durch das Backen entstehen also für jedes Funktionsteil des Modells alle notwendigen Maps. Für eine realistische Oberfläche werden in der Regel sechs Maps gebraucht. Die sind aber vorerst noch nicht sichtbar, sondern kommen erst dann zum Einsatz, wenn sie von einem zugewiesenen Material oder einem der zahlreichen Presets benutzt werden.

05 … und los!

Jedes Texture-Set besitzt eine ihm zugewiesene, zu Beginn noch leere Ebene. Damit lässt sich eine Grundfarbe anlegen, man kann sie aber auch direkt zum Bemalen des 3D-Objektes einsetzen. Die Pinselsteuerung ist intuitiv; Größe, Winkeljitter, Fluss oder Abstand funktionieren wie in Photoshop. Überhaupt fühlt sich Painter an einigen Stellen sehr nach Photoshop an, zumal das Ebenensystem ähnlich funktioniert. Die eigentliche Stärke von Painter ist jedoch sein Umgamg mit Masken, die diese Ebenen steuern. Man kann die Masken selbst auswählen oder aber gleich auf ein komplettes Preset zugreifen. Das enthält meist eine Grundfarbe, die von Rost, alter, fleckiger Farbe oder auch von blankem Metall überlagert wird und durch die Curvature Map so auf dem Modell platziert wird, dass alles sehr organisch und realistisch wirkt. Selbst ohne jede Anpassung, durch einfaches Übertragen des Presets auf das Modell, bleibt einem im ersten Moment die Spucke weg.

06 Texturen anpassen

Trotz des guten Jobs, den Painter macht, möchte man die Texturen an der einen oder anderen Stelle anpassen. So lässt sich beispielsweise der Dreck verstärken, indem man die dafür verantwortliche Textur abdunkelt oder den Rost durch Bemalen der entsprechenden Maske abschwächt. Ebenso können Sie alle Farben bearbeiten oder Texturen durch passender erscheinende ersetzen. Das alles geht selbstredend non-destruktiv. Beim Bemalen des Objektes hat man die Wahl zwischen zwei Perspektiven: Auch wenn es in den meisten Fällen am einfachsten ist, das 3D-Modell selbst zu bemalen, kann es bei der Anwendung großer Pinsel sinnvoller sein, in die 2D-Ansicht des Modells zu wechseln – Painter stellt beide Ansichten zur Verfügung. Auch die Beleuchtung spielt beim Bemalen eine wichtige Rolle. Daher kann man das HDRI, also die Bilddatei, die die Szene kugelförmig umgibt und beleuchtet, austauschen, nach Belieben weichzeichnen oder drehen.

07 Exportieren

Nach der realistischen Texturierung unserer Lok muss sie anschließend beleuchtet und gerendert werden, und auch ein fotografierter Hintergrund wäre schick. All dies ließe sich mit Painter verwirklichen, trotzdem schielen wir mal zum Substance Stager rüber, denn der bietet ein paar Optionen, was das Aufbringen von Schrift oder die Ausleuchtung der Szene betrifft, die so simpel anzuwenden sind, dass man ihnen kaum widerstehen kann. Da der Export in unserem Test nicht im klassischen »fbx«-Format funktioniert hat, mussten wir auf »obj« ausweichen, was aber keine erkennbaren Nachteile gebracht hat. Painter exportiert das Modell inklusive der Texturen ohne Verlust. Wer die 3D-Welt ein wenig kennt, weiß, wie wenig selbstverständlich das ist. Übrigens: Wer nach dem Texturieren lieber in einem anderen Programm wie Cinema 4D oder Blender weiterarbeitet oder mit einem externen Renderprogramm wie Keyshot rendern möchte, der findet alle dafür notwendigen Exporteinstellungen unter »Datei > Texturen exportieren«.

08 Logo aufbringen

Logos oder aufgedruckte Schrift machen ein Rendering optisch noch glaubhafter. In Stager nennt man so eine Textur, die nicht das gesamte Modell überzieht, sondern punktgenau an eine bestimmte Stelle bugsiert werden kann „ Aufkleber“. Der lässt sich entweder so aufbringen, wie er in Photoshop angelegt wurde, oder aber mit metallischem Glanz versehen. Nett, manchmal sicherlich hilfreich, in unserem Fall aber unnötig. Zum Aufbringen des Aufklebers klickt man erst auf das gewünschte Texture-Set, in unserem Fall den Führerstand der Lok, und dann auf den Aufkleber-Button. Der Aufkleber kann entweder ein Volltonbild sein, aber natürlich auch eine PSD mit transparentem Hintergrund wie hier das alte DB-Logo. Sobald die Datei geladen ist, erscheint sie auf dem entsprechenden Bauteil und kann intuitiv an die richtige Stelle bewegt, gedreht und auf die gewünschte Größe skaliert werden.

09 Bild angleichen

Damit die Lok auf den Schienen steht und zum Hintergrundfoto passt, laden wir eine Fotografie eines alten, seit Jahren verwilderten Rangierbahnhofs in den Hintergrund, was einfach und schmerzfrei funktioniert. Schmerzhaft wird das Ganze erst, wenn wir Stagers automatische Funktion »Bild angleichen« anwerfen. Die soll das passende Licht, den daraus resultierenden Schatten und auch noch die 3D-Kamera mit der korrekten Perspektive anlegen. Da es kaum Einstelloptionen gibt, erkennt man schon nach kurzer Zeit, dass diese Funktion zwar ambitioniert, aber in diesem Fall leider nicht sehr funktionstüchtig ist. Macht nichts: Die Brennweite der Kamera und die Perspektive passen wir von Hand an, und das aus dem Hintergrundfoto gewonnene Bild, welches die Szene beleuchtet, drehen wir so lange, bis die Beleuchtung realistisch wirkt. Das Rendern geht per Klick und dauert mit Unterstützung der Grafikkarte kaum länger als eine Minute. Läuft! (ck)