3D-Gra ken mit No­des

Das Spe­cial-Ef­fects-Pa­ket Hou­di­ni von Si­deFX setzt auf pro­ze­du­ra­len Work ow. Das in­ter­ne No­de-Sys­tem hilft dem An­wen­der, Auf­ga­ben ef­fek­tiv zu lö­sen.

PC Magazin - - Inhalt - JÖRN-ERIK BUR­KERT

Spe­zi­al-Ef­fek­te mit Hou­di­ni

L eis­tungs­fä­hi­ge Soft­ware er­weckt Spe­cial Ef­fects in Film, Fern­se­hen und Wer­bung zum Le­ben. Auf der Ki­n­o­lein­wand oder auf dem TV-Bild­schirm wird der Zu­schau­er von per­fek­ten Il­lu­sio­nen in den Bann ge­zo­gen. Feu­er, Rauch, Ex­plo­sio­nen oder auch ein­stür­zen­de Ge­bäu­de rea­li­sie­ren Spe­zia­lis­ten heu­te auf dem Com­pu­ter. Pro­gram­me wie Hou­di­ni von Si­deFX hel­fen, op­ti­ma­le Er­geb­nis­se zu er­zie­len. Die Ent­wick­ler pa­cken da­bei viel Ma­the­ma­tik, Phy­sik und tech­ni­sches Know-how in die Soft­ware. Das gibt den Mit­ar­bei­tern der Film rmen mehr Mög­lich­kei­ten bei de­ren krea­ti­ven Ar­beit. Zur bes­se­ren Nut­zung des Po­ten­zi­als rückt die An­wen­der­freund­lich­keit der Soft­ware im­mer mehr in den Fo­kus. Hier steht Si­deFX schon seit Jahr­zehn­ten an vor­de­rer Front. Die Ent­wick­ler be­schrit­ten schon sehr früh ei­nen an­de­ren Weg und setz­ten auf den pro­ze­du­ra­len Work ow. Bei her­kömm­li­cher Soft­ware gibt es das be­kann­te Un­do/Re­do- Sys­tem. Da­mit las­sen sich schritt­wei­se Ope­ra­tio­nen rück­gän­gig ma­chen oder wie­der­her­stel­len. Beim pro­ze­du­ra­len Ar­bei­ten ist der An­wen­der da­von un­ab­hän­gig und kann spä­ter al­le Kom­po­nen­ten frei an­pas­sen. Da­zu gibt es in Hou­di­ni den No­de-Edi­tor. Dar­in wer­den al­le Ob­jek­te, Funk­tio­nen und Ein­stel­lun­gen ab­ge­legt und mit­ein­an­der ver­knüpft. Der Zu­griff auf die Ele­men­te ist je­der­zeit mög­lich, und es las­sen sich Tei­le des Netz­wer­kes er­neut ver­wen­den. Das kann in ei­nem lau­fen­den Pro­jekt sein oder viel spä­ter bei ei­nem neu­en Auf­trag. Aus Tei­len des Netz­wer­kes las­sen sich aber auch neue No­de-Ele­men­te er­zeu­gen, spei­chern und wei­ter­ge­ben. Bei­spiel: Ei­ne fer­ti­ge Fi­gur mit Bo­nes, Mus­keln und Kon­troll­ele­men­ten für die Ani­ma­ti­on. Ein Tech­ni­cal Di­rec­tor baut die­se No­des auf und gibt die­se an den Ani­ma­tor wei­ter. Der hat nur auf die für sei­ne Ar­beit wich­ti­gen Funk­tio­nen Zu­griff und muss sich nicht um tech­ni­sche De­tails küm­mern. Die Ar­beit mit den No­de-Netz­wer­ken zieht sich durch al­le Kom­po­nen­ten von Hou­di­ni. Da­zu ge­hö­ren Mo­de­ling, Ma­te­ria­le­di­tor, Com­po­si­tor, Ani­ma­ti­on und Ren­de­ring. Zu­sätz­lich gibt es Si­mu­la­tio­nen für Flui­de wie Was­ser, Rauch oder Gas. Sie in­ter­agie­ren mit an­de­ren Ob­jek­ten wie Roh­ren, Mau­ern oder ei­ner Land­schaft. Da­für gibt es ei­nen Ter­rain-Ge­ne­ra­tor, der wie­der­um mit ei-

ner Oze­an-Simulation zu­sam­men­ar­bei­tet. Ne­ben der kom­mer­zi­el­len Ver­si­on (ab 1995 US-Dol­lar) bie­tet Si­deFX ei­ne Lern-Edi­ti­on von Hou­di­ni zum Down­load im In­ter­net an. Je­der An­wen­der kann sie für Win­dows, Li­nux und MacOS la­den und aus­pro­bie­ren. Nach ei­ner kos­ten­lo­sen An­mel­dung be­kommt man Hou­di­ni App­ren­ti­ce. Dar­in ste­hen prak­tisch al­le Funk­tio­nen zur Ver­fü­gung. Bei der Be­rech­nung der Sze­nen bzw. Vi­deo­se­quen­zen gibt es Ein­schrän­kun­gen bei der Bild­grö­ße, und die Ren­de­rings ha­ben ein Was­ser­zei­chen. Auf den fol­gen­den Sei­ten er­fah­ren Sie, wie das No­de-Sys­tem funk­tio­niert. Da­zu nden Sie zwei ein­fa­che Bei­spie­le zum pro­ze­du­ra­len Work ow.

1. Ein ein­fa­ches Bei­spiel zum Ein­stieg

Nach dem ers­ten Start des Pro­gramms ge­lan­gen Sie au­to­ma­tisch in den Sze­nenE­di­tor. Er ist das Zu­hau­se für al­le Ob­jek­te, Lich­ter und Ka­me­ras. Be­we­gen Sie die Maus in die An­sicht. Hal­ten Sie die Alt- Tas­te und be­we­gen Sie die Maus bei ge­drück­ter lin­ker Tas­te. Da­mit dre­hen Sie die Sze­ne. Ana­log ak­ti­vie­ren Sie mit der rech­ten Maus­tas­te die Zoom-Funk­ti­on, und mit der mitt­le­ren Tas­te bzw. ge­drück­tem Maus­rad ver­schie­ben Sie die An­sicht. Al­le ver­füg­ba­ren Funk­tio­nen ru­fen Sie mit der Ta­bu­la­tor- Tas­te auf – der In­halt des Kon­text­me­nüs hängt vom ver­wen­de­ten Hou­di­ni-Mo­dul ab. Nach der Wahl ei­nes Ein­trags wer­den ein­zel­ne No­des oder gan­ze Net­ze mit den not­wen­di­gen Funk­tio­nen ak­ti­viert. Pro­bie­ren Sie das aus: Be­we­gen Sie die Maus in die Sze­nen­an­sicht und öff­nen Sie mit der Tab- Tas­te das Me­nü. Su­chen Sie nach Crea­te/Box. Be­stä­ti­gen Sie die Aus­wahl mit der Ein­ga­be­tas­te. Das Pro­gramm setzt ein neu­es Ob­jekt in die Sze­ne und er­zeugt da­für au­to­ma­tisch die Wür­fel- Geo­me­trie. Par­al­lel wird im No­de-Netz­werk ein Ele­ment für das Wür­fel-Ob­jekt an­ge­legt. Die­ses nden Sie im Fens­ter rechts un­ten. Im Be­reich dar­über nden Sie die Ein­stel­lun­gen für das Wür­fel-Ob­jekt. Stel­len Sie pro­be­hal­ber bei Sca­le den mitt­le­ren Wert auf 0.5. Die Hö­he des Ob­jekts hal­biert sich. Im Wür­fel-Ob­jekt be ndet sich die Be­schrei­bung der Geo­me­trie. Kli­cken Sie dop­pelt auf bo­x_­ob­ject1 im No­de-Edi­tor. Sie ge­lan­gen in ei­nen Con­tai­ner mit ei­nem neu­en nächs­ten Netz­werk und der Geo­me­trie­be­schrei­bung box1. Mar­kie­ren Sie im No­de-Edi­tor das Box-Ob­jekt, lö­schen Sie es mit der Entf- Tas­te und öff­nen Sie mit der Tab-Tas­te das Kon­text­me­nü. Wäh­len Sie Pri­mi­ti­ve/Sphe­re und be­stä­ti­gen Sie mit der Ein­ga­be­tas­te. Hou­di­ni er­setzt nun die Box durch ei­ne Ku­gel. In der Vor­schau se­hen Sie ei­ne plat­te Ku­gel, da Sie im Schritt zu­vor den Sca­le-Wert für das Ob­jekt auf 0.5 ge­setzt hat­ten. Kli­cken Sie über dem No­de-Edi­tor links auf obj vor dem Ein­trag bo­x_­ob­ject1. Sie ge­lan­gen auf die Ob­jekt­ebe­ne und stel­len oben bei Sca­le den mitt­le­ren Wert wie­der auf 1 für ei­ne per­fek­te Ku­gel. Än­de­run­gen für das Ob­jekt – un­ab­hän­gig von der Geo­me­trie

– las­sen sich je­der­zeit durch die Pa­ra­me­ter im Ob­jekt-Netz­werk vor­neh­men. Das gilt auch für die Po­si­ti­on. Über die­se Pa­ra­me­ter ani­miert man ein Ob­jekt in der Sze­ne. Än­de­run­gen der Geo­me­trie im Sub­netz des Ob­jekts sind par­al­lel mög­lich. Sie ha­ben kei­nen Ein uss auf die Pa­ra­me­ter des ge­sam­ten Ob­jekts.

2. Ein klei­nes Netz­werk auf­bau­en und Ko­pi­en er­zeu­gen

Im nächs­ten Bei­spiel wird die schon vor­han­de­ne Ku­gel mehr­fach ko­piert und an die Punk­te des Krei­ses an­ge­ord­net. Wech­seln Sie durch ei­nen Dop­pel­klick auf die bo­x_­ob­ject1- No­de wie­der auf die Geo­me­trie­ebe­ne. Be­we­gen Sie die Maus in den No­de-Edi­tor und öff­nen Sie mit der Ta­bTas­te das Kon­text­me­nü. Su­chen Sie nach dem Ein­trag Pri­mi­ti­ve/Cir­cle. Plat­zie­ren Sie es nach der Aus­wahl mit der Maus rechts ne­ben die Ku­gel-No­de. Es er­scheint die Kreis-No­de mit der Be­zeich­nung cir­cle1 im No­de-Edi­tor. Der Kreis ist in der Vor­schau von Hou­di­ni un­sicht­bar. Öff­nen Sie er­neut das Kon­text­me­nü und wäh­len Sie Util­li­ty/Co­py to Po­ints. Set­zen Sie die­se in die Mit­te un­ter­halb der bei­den No­tes. Da­bei han­delt es sich um die Ko­pier­funk­ti­on. Das neue Ele­ment ist mit ei­nem Warn­zei­chen ver­se­hen, weil die In­puts im obe­ren Be­reich kei­ne Da­ten emp­fan­gen. Über den Ein­gang links wird das zu ko­pie­ren­de Ob­jekt de niert und rechts die Geo­me­trie, die die An­zahl und Po­si­ti­on der Ko­pi­en be­stim­men soll. Kli­cken Sie im un­te­ren Teil der Ku­gel-No­de auf den klei­nen Kreis. Zie­hen Sie ei­ne Ver­bin­dung zum obe­ren lin­ken Kreis von co­py­to­points1. Wie­der­ho­len Sie das mit dem Kreis und dem rech­ten In­put von co­py­to­points1. Ak­ti­vie­ren Sie die Co­py-No­de – Hou­di­ni po­si­tio­niert nun an je­dem Geo­me­trie­punkt des Krei­ses ei­ne Ku­gel. Wech­seln Sie zur No­de für die Ku­gel und ver­klei­nern Sie im obe­ren Fenster­be­reich den Wert bei Uni­form Sca­le. Wech­seln Sie zum Kreis-No­de und ex­pe­ri­men­tie­ren Sie mit dem Wert bei Di­vi­si­ons. Da­mit än­dern Sie die An­zahl der Punk­te im Kreis und par­al­lel die An­zahl der Ku­gel­ko­pi­en. Als Ex­pe­ri­ment er­set­zen Sie die Ku­gel durch ei­nen Wür­fel. Dann kle­ben die­se Ele­men­te an den Punk­ten des Krei­ses. Mit Pri­mi­ti­ve/ Grid aus dem Kon­text­me­nü er­zeu­gen Sie ei­ne Flä­che. Lö­schen Sie den Kreis und ver­bin­den Sie den rech­ten Ein­gang von co­py­to­points1 da­mit. Die Wür­fel wer­den nun auf der Flä­che ver­teilt.

3. Kom­ple­xe­re Bei­spie­le on­line bei Si­deFX kos­ten­los

Die bei­den Ein­stei­ger­bei­spie­le zei­gen nur ei­nen Bruch­teil der Leis­tungs­fä­hig­keit der Soft­ware. Hou­di­ni ist t für kom­ple­xe Mo­de­ling-Jobs und hat ein aus­ge­feil­tes Ani­ma­ti­ons­sys­tem mit Mus­keln und Rigs – nicht zu ver­ges­sen die leis­tungs­fä­hi­gen Si­mu­la­tio­nen für Flui­de, die seit Jah­ren für kom­ple­xe Ef­fek­te in Fil­men sor­gen. Wei­te­re aus­führ­li­che Bei­spie­le ndet man auf der Si­deFX-Web­sei­te ( www.si­defx.com). Die On­line-Bi­b­lio­thek be­inhal­tet weit mehr als 700 Vi­de­os mit prak­ti­schen An­lei­tun­gen. Da­bei wird die gan­ze Pa­let­te vom Mo­de­ling über Ef­fek­te (Was­ser oder Feu­er) bis hin zur na­len Be­rech­nung der Sze­nen be­leuch­tet. Un­ter­schied­li­che Schwie­rig­keits­gra­de hel­fen Ein­stei­gern und Pro s beim Er­ler­nen des Pro­gramms und bei der Ar­beit mit dem No­de-Sys­tem. Für Soft­ware-Ent­wick­ler gibt es ei­ne API, um Hou­di­ni zu er­wei­tern und in die ei­ge­ne Pro­duk­ti­ons-Pi­pe­line ein­zu­bin­den. Da­zu set­zen die Ent­wick­ler aus To­ron­to auf die ob­jekt­ori­en­tier­te Spra­che Py­thon. Da­mit las­sen sich No­des er­zeu­gen, Pa­ra­me­ter än­dern, Ab­läu­fe steu­ern und Pa­nels für die neu­en Funk­tio­nen ge­stal­ten. whs

Hou­di­ni bie­tet ne­ben Mo­de­ling und Ef­fek­ten auch zahl­rei­che Werk­zeu­ge für aus­ge­feil­te Ani­ma­tio­nen.

Rea­lis­ti­sche Ren­de­rings mit Fell sind ei­ne Stär­ke von Si­deFX Hou­di­ni.

Ei­ne An­sicht des No­de-Edi­tors von Hou­di­ni mit den ver­schie­de­nen Ele­men­ten.

Die Gestal­tung von Bart und Haa­ren er­folgt eben­falls über ein No­de-Netz­werk.

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