Teil 6: Gedanken zur Beleuchtung im Weltraum

Heute präsentiere ich euch einige Gedanken, die ich mir seit Längerem zu meinem Projekt mache.

Das Problem

3D-Anfänger erkennt man normalerweise immer an falsch ausgeleuchteten Szenen. Oft wird mit nur einer Lampe beleuchtet und es entstehen vollständig schwarze Schatten im Bild. Dies findet man in der Realität nur in ganz seltenen Fällen und solche Fehler fallen sofort auf. Licht wird von umliegenden Objekten diffus reflektiert und (bei Outdoor-Szenen) von der Atmosphäre gestreut, wodurch man auch immer die vom Licht abgewandten Seiten ausgeleuchtet hat. Dadurch, dass unser Gehirn diese Tatsache kennt erkennen wir somit Bilder, bei denen dieses sogenannte indirekte Licht fehlt, sofort als CGI. 

Bei Weltraumszenen hat man als 3D-Beleuchter nun das Problem, dass es in der Regel kein indirektes Licht gibt. Woher sollte es kommen? Es gibt wenig andere Objekte, es gibt keine anderen Lichtquellen, es existiert nicht einmal eine Atmosphäre! Der Stern des jeweiligen Systems strahlt das Raumschiff an, alle abgewandten Teile liegen im Dunkeln und das ganze am besten noch vor einem Standard-Sternenhintergund. Oder anders ausgedrückt: Völlig überstrahlte Teile befinden sich neben tiefschwarzen Bildteilen. Das sieht hässlich aus, der Betrachter erkennt wenig und die Beleuchtung wirkt, realistisch oder nicht, auf den Betrachter falsch.

Nebeninformation

Eine Tatsache, bei der sich Filmemacher viel Freiheit rausnehmen ist der Schall im Weltall. In Filmen gibt es bom(m)bastische Explosionen, kreischende Laser, donnernde Schiffsmotoren … Allerdings ist bekannt, dass Vacuum keinen Schall überträgt. Eigentlich müsste also im Weltall völlige Stille herrschen. Vielleicht will man nicht gegen die Gewohnheiten des Publikums arbeiten, vielleicht fürchtet man angebliche Langeweile … ich kann nur sagen, eine realistische Darstellung würde eine Menge spannender Möglichkeiten bieten, mit der Stimmung im Weltall zu arbeiten. Aber zurück zum Licht.

Lösungsansatz

Also, wie nun beleuchten? Zum einen gibt es die realistischen Lösungen und die künstlerischen Lösungen. Ich werde eine Mischung aus beidem ausprobieren:

1. Eine indirekte Lichtquelle hinzufügen:  Das Raumschiff kann auf dem Bild gerade an einer fremden Welt vorbeifliegen. In dem Fall wird es zum einen von dem Stern direkt beleuchtet, zum anderen vom reflektierten Licht der Planetenoberfläche. 
2. Dreipunktbeleuchtung: Der Klassiker, eigentlich vollkommen unrealistisch, wie bereits erläutert, allerdings nützlich, damit der Betrachter das Raumschiff erkennen kann. 
3. Unendliche Weiten:  Es muss im Hintergrund mehr passieren als ein paar Sterne auf schwarzem Grund. Wie Hubble regelmäßig zeigt, existieren die spannendsten Erscheinungen wie z.B. kosmische Nebel. Mit solchen Effekten lockert man seine Szene auf und nutzt außerdem die eventuell spiegelnden Oberflächen des Raumschiffs besser aus, wodurch es nicht so „eingefügt“ wirkt.

Referenzmaterial … wenn man es so nennen will

Wie immer bei 3D-Arbeiten hilft es, reale Fotos zu betrachten, z.B. stehen NASA-Aufnahmen zur Verfügung. Noch interessanter ist allerdings die Frage, wie andere das Problem gelöst haben. Ich werde mir daher in nächster Zeit Star Wars - Episode 2 und 3 sowie den Star Trek-Film von J.J. Abrams noch einmal ansehen. Alle drei Filme zeigen hervorragend ausgeleuchtete Weltraumszenen, die man Bild für Bild analysieren kann, wenn man entsprechende Beleuchtungssituationen darstellen möchte.

Nach den Feiertagen präsentiere ich euch meine Analysen der erwähnten Weltraumszenen und einige Testrenderings von der Orion in entsprechenden Umgebungen.

Ich wünsche allen meinen Lesen frohe Weihnachten und einen guten Rutsch ins neue Jahr.

Zwischenschritt: Überarbeiten, überarbeiten, überarbeiten

Gerade bei solchen Projekten kommt man schnell an Punkte, wo einem einige Dinge am Modell noch nicht gefallen und bei denen man das Gefühl hat, einiges geht noch nicht in die Richtung, die man sich ausgedacht hat. Deswegen verzögern sich die nächsten Berichte auch ein wenig, da ich das Gefühl habe, noch einmal am Konzept der Orion feilen zu müssen. Ich denke, das Modell sollte wesentlich komplexer werden, dafür werde ich Fotos von realen Fahrzeugen als Vorlage nehmen, wie z.B. Bilder von U-Booten, Flugzeugträgern und Jets, aber auch Architekturbilder könnten mir da die richtigen Ideen bringen.

Aber keine Sorge: Bald geht es weiter!
Beim nächsten Mal teile ich meine Gedanken über Beleuchtung und Stimmung von Weltraum-Szenen mit euch.

Teil 5: Das Asteroidenfeld

Die Szene
Der schnelle Raumkreuzer Orion hat sich, mal wieder, in Regionen vorgewagt, die laut Alpha-Order nicht erlaubt sind. Aber irgendwo in diesem Asteroidenfeld befindet sich die Quelle seltsamer Störsignale … Exoterristen?

Die Asteroiden
Derartige Gesteinsbrocken sind in Blender erfreulich einfach zu erstellen. Ein hervorragendes Tutorial gibt es auf blenderguru.com. Wie dort auch erwähnt habe ich die Textur von cgtextures.com, wo man auch ohne Premium-Account an hervorragende Texturen kommt.
Eine kleine Anmerkung zu der Technik noch: Der Asteroid hat am Ende sehr viele Polygone. Wenn man einen etwas älteren Rechner hat, oder viele andere Programme geöffnet hat, muss man damit rechnen, dass das System damit überfordert ist. Also die Subdivide-Stufe im View nur zu Einstellungszwecken hochdrehen, in allen folgenden Schritten lieber wieder herunterschrauben.

Das Schiff
Die Orion habe ich erstmal „so wie sie ist“ in die Szene geladen, um zu prüfen, ob sich die Form gut macht. Das ausführliche Texturing folgt in späteren Schritten.

Nachbearbeitung
Da es ein recht kurzer Test sein sollte, habe ich die Renderdurchgänge gering gehalten. Dadurch enthält das entstehende Bild noch einen relativ hohen Rauschanteil. (Wenn ihr mehr Details zu der neuen Renderingengine Cycles wollte, schaut euch dieses ausgezeichnete Grundlagenvideo an.)
Also habe ich mich entschlossen, ich greife den Look der alten Serie auf und erstelle ein Schwarz-Weiß-Bild.
Mit dem Ergebnis bin ich, für den Stand, zufrieden.


Das nächste Mal erzähle ich euch was zum Material, zu den Farben und zu den Texturen des Schiffes.

Teil 4: Modelling

Ein kleiner Schritt für das Projekt …

Nach den Skizzen beginnt logischerweise die Umsetzung. Die Bilder in diesem Artikel sind nach einem Tag entstanden. Es ist folglich nur ein kleiner Zwischenschritt. Ich erkläre auch, welche Elemente des Schiffes eine weitere Funktion haben, die ich im letzten Beitrag noch nicht erläutert habe.

Das Schiff

Auf Ober- und Unterseite habe ich über die Extrude-Funktion mehr Details eingefügt. Dabei habe ich mich entschieden, die Oberseite in einzelne Platten aufzuteilen, unter denen die Schildgeneratoren verteilt sind.

Darauf befinden sich die Lancet-Schleusen, wobei immer zwei nebeneinander sind, wodurch die Beiboote im Raumschiffinneren einfacher zu platzieren sind. Ein Bereich zwischen den Lichtwerfern hat also keine Schleuse. Hier plane ich, später als Upgrade die Overkill-Vorrichtung anzubringen.

Die Kuppel wurde, wie schon erwähnt, nicht verändert. Allerdings habe ich zusätzliche Details um das Glaselement hinzugefügt. Die Würfel sind zusätzliche Sensoren und weitere Schildgeneratoren, die den Langstreckenfunk vor Angriffen und Meteoriten besonders schützen. Auch habe ich drei Scheinwerfer angebracht, die die Oberseite beleuchten.

Der Landeturm
Ursprünglich bestand der Landeturm aus drei Röhren mit achteckiger Grundform und hatte am untersten Element zwei runde, nach außen gewölbte Fenster, wie man in den Nahaufnahmen der Serie deutlich erkennen kann. (Lustige Tatsache: So, wie die Unterseite in den Nahaufnahmen dargestellt ist, würden die Fenster zerquetscht, wenn sich der Turm einfährt.) Ein Problem an der alten Darstellung für das Redesign war auch, dass man niemals die Tür sieht.
Ich habe mich von der eckigen Form entfernt und bin von einer runden Grundform ausgegangen. Über die Extrudieren-Funkion habe ich dann zwei Seiten breiter gemacht, damit der Turm eine imposantere Erscheinung hat. Der Aufzug wird in der endgültigen Fassung durch die Glas-Elemente zu sehen sein, während er nach unten fährt. An der Unterseite des Diskus, neben dem Turm, sind zusätzlich Scheinwerfer angebracht, damit die Crew genügend Licht beim Ausstieg hat.

Fazit zur Technik

Das Extrudieren ist, meiner Meinung nach, in Blender sehr komfortabel, auch verglichen mit kostenpflichtigen 3D-Programmen, vor allem durch die eingängigen Tastenkürzel. Die flexible Fenstereinteilung ermöglicht dabei maximale Kontrolle über die Szene. 

Das nächste Mal zeige ich euch in einem Testbild, wie sich der schnelle Raumkreuzer Orion in einem Asteroidenfeld schlägt und empfehle ein passendes Tutorial.

Teil 3: Die Skizzen

Planung des Redesigns – mit Stift und Zettel
Was Skizzen und Entwürfe angeht bin ich vielleicht etwas altmodisch, aber ich bevorzuge dort den guten alten Bleistift. Darum habe ich mir die Renderings vom Original-Modell ausgedruckt. Um meine Ideen zu fokusieren brauchte ich zwei Ansichten: Perspektivisch von der Seite und orthogonal von oben. Im Nachhinein wäre es noch klug gewesen, auch eine Ansicht von unten dazu zu packen. Aber zum einen ist es für mich ja auch ein Lernprojekt und zum anderen muss man ja auch improvisieren können, nicht wahr?
Teilweise habe ich direkt ins Modell gezeichnet, z.B. bei der Struktur der Oberseite. Zusätzlich habe ich mir einzelne Elemente frei daneben gezeichnet.

Ich bin dabei so vorgegangen, dass ich mir überlegt habe: Was benötigt ein Raumschiff und was könnte an der Orion was sein? Meine zuletzt vorgestellten Quellen boten auch einige Informationen hierzu. Wie gestützt diese Annahmen sind weiß ich dabei nicht, aber was plausibel war habe ich übernommen. So kam ich zu folgenden Elementen:

• Die Ring in der Mitte ist der Hauptantriebsring. Er muss also um den Hauptreaktor gelagert sein, also kann dort ein Leuchteffekt nicht schaden. (In der Serie entsteht oft der Eindruck, dieses Element leuchtet, es ist allerdings wohl einfach Glas, was durch die Scheinwerfer zum „leuchten“ gebracht wird)
• Die durchsichtigen Stacheln an der Unterseite sind die Stabilisatoren und die Unterlichtgeschwindigkeitsantriebe. Sie sollen eine etwas komplexere Struktur erhalten, aber transparent bleiben.
• Die Kuppel an der Oberseite ist die Langstreckenkommunikationsantenne. Sie bleibt nahezu unverändert.
• Die Stacheln auf der Oberseite sind die Lichtwerfer, also die Primärbewaffnung, bevor im Kampf gegen die Frogs der Overkill eingebaut wird. Die Lichtwerfer sollen wesentlich komplexer werden, Standfüße erhalten um den Energierückstoß abzufangen und sichtbare, leuchtende Energieleitungen haben.
• Der Landungsturm wird ebenfalls komplexer, allerdings habe ich ihn mir nicht mit ausgedruckt, da ich die Form sowieso vollständig ändern will. Das einzige, was bleibt, ist das Prinzip, dass er aus drei Elementen besteht. 

Hinzugefügt werden außerdem Lancet-Schleusen, hier werden der Serie zufolge vier Stück benötigt. Die Oberseite soll eine Struktur bekommen, außerdem habe ich Ausstiege in Menschengröße geplant, seien es nun Wartungsluken oder Notausstiege. Auch ist im Entwuf eine Beschriftung vorgesehen, wie man das es von den Star Trek Raumschiffen kennt. Diese Idee habe ich zurzeit wieder verworfen, aber mal sehen, was sich im Laufe der Modellierung/Texturierung noch ergibt.

Das nächste mal gibt es die ersten Renderings des Redesigns, natürlich mit Erklärungen, was ich an welcher Stelle gemacht habe.

Teil 2: Vorlagen und Material

Die Original-Serie
Um ein 3D-Modell anfertigen zu können, benötige ich möglichst genaue Angaben über den schnellen Raumkreuzer Orion. Naheliegend ist natürlich, auf die Serie zurückzugreifen.
Hier tauchten für mich die ersten Probleme auf: Zwar gibt es mit 7 Episoden zu je einer Stunde relativ umfangreiches Filmmaterial, allerdings sind vor allem die Effekt-Aufnahmen von bescheidener Bildqualität. (Hierzu sei gesagt, dass ich das Doppel-DVD-Set habe, welches laut Amazon schon 1999 erschienen ist. Ob die Fassung von 2005 oder die Kinoversion bessere Bildqualität hat, kann ich nicht sagen.) Außerdem wurden beim Dreh verschiedene Modelle verwendet, die sich zum Teil massiv unterscheiden.
Nichtsdestotrotz bildet die Serie die wichtigste Grundlage, da nicht nur das reine Modell gezeigt, sondern auch die Stimmung vermittelt wird, die ich gerne im Redesign weitgehend erhalten möchte. Somit lasse ich während der Arbeit im 3D-Programm die Serie auf einem zweiten Bildschirm laufen, um die Atmosphäre zu übertragen.

Rücksturz ins Internet
Fündig wurde ich auf Orionspace, wo ein sehr ausführlicher Artikel für Modellbauinteressierte zu finden ist. Desweiteren gibt es eine Reihe Modelle, die man käuflich erwerben kann, (z.B. auf Spaceart) woraus man viele Informationen über die Form entnehmen kann.
In verschiedenen Internet-Quellen werden immer wieder Farbfotos von den Dreharbeiten erwähnt, allerdings konnte ich keines davon aufspüren. (Von den Personen gibt es hier eine Reihe farbiger Bilder) Falls jemand eines zur Hand hat oder findet, würde ich mich freuen wenn in den Kommentaren der Link gepostet wird.

Das erste Modell
Bevor ich mich nun an das Redesign machen konnte, habe ich ein möglichst genaues 3D-Modell der Original-Orion erstellt. Farblich habe ich mich hierfür an den Angaben auf Orionspace orientiert.

Das nächste Mal zeige ich meine Vorüberlegungen und Skizzen zum Redesign.

Teil 1: Die Idee

Das Thema
Ich bin vor kurzem wieder auf die 60er Jahre Serie Raumpatrouille – Die phantastischen Abenteuer des Raumschiffes Orion gestoßen. Früher habe ich die Sendung sehr gemocht und ich war neugierig, wie sie mir gefällt, wenn ich sie heute schaue. Und nach dem Genuss aller 7 Folgen muss ich sagen, die ganze Serie ist eigentlich noch besser, als ich sie in Erinnerung hatte. Wer sie nicht kennt und sich für Science Fiction interessiert sollte auf jeden Fall mal einen Blick riskieren.



Allerdings sind die Effekte, wenngleich damals liebevoll gemacht, natürlich sehr veraltet und ich würde gerne eine moderne Variante der Raumschiffe sehen. Und hier kam mir der Gedanke: Warum nicht selber machen?

Die Werkzeuge
3D interessiert mich schon sehr lange und seit einiger Zeit arbeite ich mich in die Software Blender ein. Warum Blender? Erstens, es ist Open Source und kostenlos nutzbar, auch kommerziell. Dabei ist das Programm allerdings seinen teuren Mitbewerbern in den meisten Punkten ebenbürtig, an einigen Stellen zurzeit sogar überlegen. Zweitens enthält Blender nicht nur die Standard 3D-Komponenten, sondern auch einen Video-Editor, einen Compositor und eine Spiele-Engine. Somit ist der Workflow sehr komfortabel, ohne dass man ständig das Programm wechseln muss.
Für den Einstieg gibt es sehr viele gute englischsprachige Tutorials im Internet. (z.B. auf blenderguru.com) Auf Deutsch ist die Sache schon etwas schwieriger, da würde ich das DVD-Training Blender 2.5 von Helge Maus empfehlen. In den jeweiligen Beiträgen werde ich auch einzelne Tutorials verlinken, wenn ich sie benutzt habe und als nützlich betrachte.

Das nächste Mal zeige ich euch die Vorlagen und Quellen, die ich verwende, außerdem das erste Rendering.

Wie es weiter geht

Lange ist es her, seit ich das letzte mal etwas gebloggt habe. Nun, warum ist das so?

Auf der einen Seite hat sich mit Facebook und Twitter die Art, wie man interessante Links weitergibt, verändert. Man schreibt dort einen Satz, fügt den Link hinzu, fertig. Würde ich dies hier im Blog machen, hätte ich den Anspruch, ausführlicher dazu zu schreiben und zumindest eine umfangreichere Linkliste anzuführen. Das bedeutet dann Aufwand.

Auf der anderen Seite möchte ich mich zurzeit gar nicht so auf das Schreiben von Artikeln konzentrieren, da ich andere Dinge lernen möchte, die mich weitaus mehr reizen.

Die Frage war für mich, was passiert nun mit diesem Blog?

Ich arbeite zurzeit an einem etwas größeren 3D-Projekt, um Blender zu lernen. Mein Plan ist nun, in (un)regelmäßigen Abständen eine Art Projektbericht zu führen.

Ich präsentiere die Idee, stelle meine Vorlagen vor und verlinke Tutorials, die mir weitergeholfen haben. Am Ende jedes Abschnittes steht dann natürlich ein aktuelles Rendering.

In den nächsten Tagen gibt es Teil 1 des Projekts, die Vorstellung der Idee!