Praxis-Tutorial Cinema 4D: 3D-Modellierung und Beleuchten einer Raumstation

Wie funktioniert ein Raum? Egal ob Bahnhof, Jugendstil-Zimmer oder Raumstation – Räume sollte man von innen nach außen denken. Wir beginnen also nicht mit den Wänden, sondern mit einem Teil eines Raumsegmentes. Aus mehreren solcher Teile wird zunächst das Segment aufgebaut, daraus dann der Raum nach und nach instanziiert.

Die Raumlogik sollte von Beginn an einen hohen Stellenwert besitzen. In diesem Video bauen wir aus einem Spline und dem Extrusionsobjekt die Einfassung für die beiden Würfel. Das Wichtige daran ist, dass die Einfassung eine Schattenfuge besitzt, damit sie als funktionales Element erkennbar wird. Durch Einsetzen der sogenannten SSAO (neu in R18) wird die Fuge bereits im Viewport gut erkennbar.

Räume müssen nicht zwangsläufig eckig oder gar rechtwinklig sein. Deshalb kommt als Verbindung zwischen dem bisher erzeugten Element und der späteren Decke eine geneigte Fläche zum Einsatz, in die eine Öffnung geboolt wird. So kommen wir dem Ziel nahe, mehrere Funktionselemente zu einem Raum zusammenzusetzen und ihn so technisch anspruchsvoll erscheinen zu lassen.

Um möglichst komplexe Formen zu erzeugen, wird die bereits erstellte Raumeinheit dupliziert und mit einem Fenster verbunden. Wichtig dabei: Fenster in Fahrzeugen oder Flugzeugen haben in der Regel abgerundete Ecken, damit Belastungen nicht punktuell auftreten, sondern sich auf eine gebogene Fläche verteilen. Das Fensterelement bauen wir aus zwei Splines, die verbunden und einem Extrusionsobjekt untergeordnet werden.

Die Komplexität des Fensters ist noch sehr gering. Also wird eine Art Dichtung erstellt, deren Richtungsspline wir direkt aus den Kanten des Fensters ableiten. Diese Technik ist eine der am häufigsten verwendeten, um neu erstellte Objekte an bereits existierende anzupassen.

Das Erzeugen der Bodenleiste ist nicht besonders anspruchsvoll, wobei ihr euch bei der Erstellung des Splines auch gut eine eigene Form ausdenken könnt. Interessanter ist der Einsatz des neuen Messerwerkzeugs. Diesem wurden etliche neue Funktionen zugeteilt, die man durch Spielen zum großen Teil rausbekommen kann. Dennoch bleiben die klassischen Schnitttechniken vermutlich weiterhin die wichtigsten.

Der Funktionsteiler ist ein Kunstgriff, der es gestattet, das spätere Segment zu instanziieren, ohne es langweilig wirken zu lassen. Er besteht aus einem simplen Spline, der extrudiert und gerundet wird. Ihr könnt entweder den vorgefertigten Spline verwenden oder einen eigenen Entwurf nutzen.

Das Lichtkonzept sieht vor, einige recht nüchterne Deckenlampen mit der spektakulären Weltraumbeleuchtung zu kombinieren. Beim Erstellen der Innenbeleuchtung kommen eine eigefrorene Selektion und der wirklich legendär gute Bevel-Deformer zum Einsatz, der es gestattet, ungebevelte Objekte non-destruktiv mit abgerundeten Kanten zu versehen.

Da wir bisher nur eine Seite des Raumes aufgebaut haben, können wir diese über das Symmetrieobjekt zu einem kompletten Raumsegment aufbauen. Ihr könnt meinem Vorschlag folgen oder eurer Fantasie freien Lauf lassen und eine ganz andere Architektur entwerfen. Euer Raum kann größer oder kleiner werden, ihr könnt das Segment radial oder diagonal anordnen. Wichtig ist dabei die Kamera und deren Brennweite, die wir in diesem Video anlegen und verändern.

Das Verbindungselement ist ein Detail, das in die Decke eingelassen wird. Daher existiert es nur einmal und sollte achsensymmetrisch sein. Deshalb werden die einzelnen Punkte des zugrunde liegenden Splines über den Strukturmanager ausgerichtet, bevor ihr sie in ein Extrudieren-Tool legt, um das Element aufzubauen.

Damit das Deckenelement technisch anspruchsvoller wirkt, bauen wir ein Set aus Punktstrahlern ein. Dazu braucht es ein wenig Überlegung, denn nur dann besteht die Möglichkeit, die drei Scheiben durch Snapping korrekt zu verteilen und sie polygonal mit einem Würfelelement zu verbinden. Bis zur Version R15 geht das mit dem Brücke-Werkzeug, ab der R16 mit dem Polygonstift.

Der Boden unserer Szene besteht aus einer Ebene, nicht aus dem klassischen Bodenobjekt. Die Ebene erlaubt es uns, einen Teil zu selektieren und zu extrudieren. Für den Fall, dass ihr vorhabt, den physikalischen Renderer zu verwenden, sollten wir das gesamte Projekt skalieren, denn nur dann erhaltet ihr bei entsprechender Blende die erwartete Tiefenschärfe. In diesem Video erfahrt ihr, wie es geht.

Je voller und komplexer eine Szene wird, desto schwerer ist sie im Viewport zu bewegen. Da man aber ohnehin üblicherweise an Details arbeitet und nicht die gesamte Szene benötigt, solltet ihr die einzelnen Elemente entsprechenden Ebenen zuordnen. So lässt sich nur der Teil der Geometrie darstellen und bearbeiten, der gerade gebraucht wird – die „unnötigen“ Teile der Geometrie sind ausgeblendet und müssen nicht mitbewegt werden.

Es gibt unendlich viele verschiedene Arten, Licht zu setzen. Damit ihr einen Eindruck bekommt, welche Lichtart und -richtung zu unserer Szene passen könnte, zeige ich euch in diesem Video unterschiedliche Beleuchtungssituationen. Ihr müsst euch nicht zwangsläufig für eine entscheiden, denn man kann verschiedene Lichtarten auch einfach kombinieren. Wichtig dabei: Das Licht sollte die gewünschte Stimmung erzeugen und zur Bildlogik passen.

Das Beleuchten über Polygone, die ein leuchtendes Material besitzen, erfordert zwingend den Einsatz der Global Illumination. Doch die Standardeinstellungen sorgen meist nicht für eine ausreichend helle Szene. In diesem Video erfahrt ihr, welche Möglichkeiten ihr habt, um die Szene aufzuhellen, und wie erstaunlich unterschiedlich sich diese Möglichkeiten auswirken.

Damit der Außenbereich, also das Weltall, wahrnehmbar wird, benötigen wir eine weitere Lichtquelle. Diese sollte, einer Sonne ähnlich, über eine Abnahme präzise zu steuern sein, also entscheide ich mich für ein kreisförmiges Flächenlicht. Der Clou: Bereits im Viewport könnt ihr den Schattenwurf dazuklicken, so lässt sich die Lichtquelle schnell und einfach positionieren und feintunen.

Es gibt sehr viele Möglichkeiten, Shader zu erzeugen. Eine klassische Option ist der Aufbau in Photoshop. Aufgabe dieses Shaders ist es, die Wände mit einer kaum wahrnehmbaren, strukturierten Oberfläche zu versehen, die dem Auge aber dennoch sozusagen Halt gibt. Der Aufbau in Photoshop ist einfach, die resultierende PSD-Datei wird in den Farbe- und den Reliefkanal geladen.

Im tex-Ordner befinden sich eine Reihe von Materialien, mit denen ihr spielen könnt. In diesem Video geht es um das Standard-Vorgehen dabei. Ihr erfahrt, wie man Materialien lädt, zuordnet und sie ggf. spiegelt oder kachelt. Auch die Ebenen des Materials können durch einen Doppelklick in Photoshop geöffnet und dort bearbeitet werden.

Über das Vertex-Farben-Tag lassen sich Farben und Alphakanäle direkt auf die Geometrie aufmalen. Ihr müsst dazu lediglich im Objektmanager das Tag hinter das gewünschte Objekt setzen, dem Tag mitteilen, ob ihr Farben, einen Alphakanal oder beides aufmalen wollt, und schon kann es losgehen.

Das Vertex-Farben-Tag ermöglicht zwar den Farbauftrag, doch die Farbe bleibt beim Rendern unsichtbar. Damit sie zu sehen ist, müsst ihr das ursprüngliche Material in einen Ebene-Shader legen, diesem einen Vertex-Map-Effekt zuordnen und die Vertex-Map in das entsprechende Fenster ziehen. So verbindet ihr den Shader und die Map und macht damit das Material und den Farbauftrag sichtbar.

Nicht immer möchte man lediglich einen Farbauftrag aufmalen. Wenn ihr anstelle einer Farbe lieber ein anderes Material haben wollt, stellt ihr beim Vertex-Farben-Tag den „Alphakanal“ ein. Der wird genau wie zuvor über einen Ebene-Shader zugeordnet. Wenn ihr nun auf der Geometrie malt, könnt ihr das neue Material sichtbar machen (Weiß) oder entfernen (Schwarz).

Zwar funktioniert der Materialauftrag über den Alphakanal ganz gut, doch sehen die Kanten zwischen den Materialien sehr künstlich aus. Das könnt ihr ändern, indem ihr dem Video genau folgt und dem Alphamaterial den Verrechnungsmodus „Levr“ zufügt, denn der ist in der Lage, die Kanten deutlich härter und organischer darzustellen.

Seit der Version R18 besitzt Cinema 4D eine direkte Anbindung an das Programm Substance. Das Tolle daran: Ihr braucht Substance nicht selbst zu besitzen, bekommt aber dennoch Zugriff auf mehrere Hundert Shader, die andere User im Substance-Forum zur Verfügung stellen. Cinema 4D „übersetzt“ die Shader in native C4D-Materialien, wobei die Substance-Einstelloptionen großenteils erhalten bleiben.

Global Illumination, Ambient Occlusion und Glüheffekte sind die wichtigsten Rendereffekte, die wir brauchen. Außerdem gebe ich euch eine Reihe von Tipps, wie z. B. das Anlegen unterschiedlicher Rendervoreinstellungen, die Verwendung bereits angelegter GI-Einstellungen oder das Eindämmen des Kontrastes zur Vermeidung ausgefressener Lichter via Farb-Mapping.

Nach dem Rendern bekommt das Bild seinen Feinschliff in Photoshop: Wir fügen eine Überstrahlung der Lichtquellen hinzu, um die Atmosphäre greifbarer zu machen, außerdem nutzen wir LensFlare Studio, um eine sichtbare Lichtquelle und dieser entsprechende Lens-Flares zuzufügen. Ganz zum Schluss zentrieren wir das Motiv optisch über eine Vignette und fügen vorsichtig ein wenig mehr Farbdynamik zu.