3D-Rendering

Dieses Modul besteht aus einer Lehrveranstaltung.

Prüfungsordnung:  MI-BA-2017

Studienorganisation

Studiensemester:  4

Turnus:  Sommersemester, jährlich

Modultyp:  Pflichtveranstaltung

Lehrform:  Vorlesung/Labor

Sprache:  Deutsch

Kompetenzen/Lernziele 

Sie können durch den Einsatz geeigneter Lichtquellen und Materialien die Oberflächenbeschaffenheit von 3D-Objekte in einer virtuellen Umgebung realistisch darstellen. Sie sind in der Lage, ziel- und projektgerechte 3D-Szenen für verschiedene Ansprüche zu gestalten und final zu erzeugen. In diesem Modul wird optimiertes Texturieren gelehrt. Arbeiten mit verschiedenen virtuellen Beleuchtungen und Lichteinstellungen und Aufsetzen einer Szene, sowie Arbeiten mit verschiedenen virtuellen Kameras gehört ebenfalls zum Unterrichtsstoff.

Sie kennen Datenstrukturen zur effektiven Repräsentation von Texturen, die Anforderungen zum Einsatz von Texturen (seamless, tileable) und die wichtigsten Algorithmen zur Manipulation und Erzeugung von Texturen.

Sie lernen mit Normal- und Displacement-Mapping Detailinformationen der geometrischen Oberflächen effektiv zu repräsentieren. Damit kann die Komplexität von hochpolygonalen 3D-Modellen für Computerspiele / VR&AR sowie Filme optimiert werden. Sie lernen Algorithmen zur Simulation des Lichttransports und der Materialeigenschaften kennen und nutzen diese in Node-basierten Werkzeugen zur prozeduralen Generierung realistischer Materialien.

Sie sind in der Lage, 3D-Objekte eine zweidimensionale Oberflächenrepräsentation zuzuweisen (texture mapping) und Farbinformation interaktiv auf 3D-Objekten zu übertragen (vertex- und texture painting).

Sie kennen die Grundlagen lokaler und globaler Beleuchtungsmodelle (Raycasting, Raytracing, Radiosity, Photon-Mapping, …) und können diese Renderer effektiv in 3D-Renderern einsetzen.

Sie sind in der Lage über Programmcode, Scripte, Driver auf die verschiedenen Objekte, Properties und Attribute einzuwirken und dies für die Umsetzung Ihrer Szenerie zu nutzen und selbst zu programmieren.

Sie können virtuelle erstelle Elemente in reale Szenen nahtlos einbinden. Dazu wird in den 3D-Szenen mit verschiedenen Render-Systemen (Software– und Hardware-Renderer) und an der Bildoptimierung mit 3D-Compositing Techniken gearbeitet.

Enge inhaltliche Beziehungen bestehen zur Veranstaltung Digitale Bildbearbeitung, in der die Postproduktion stattfindet. Die erworbenen Kenntnisse können in der Veranstaltung Spieleprogrammierung verwendet werden und sind auch im ›realen‹ Umfeld des Moduls Filmdreh von großen Nutzen.

Unter dem Sammelbegriff „3D-Artist“ verbergen sich einige Berufsbilder im 3D-Bereich: es wird zwischen 3D Character Animator, 3D Modeler, 3D Lighter, 3D Texturer, FX Animator unterschieden. In kleineren Produktionen kommt der „Generalist“ zum Einsatz, der die einzelnen Techniken in möglichst großer Anzahl beherrscht. Aufgrund stetig wachsenden Anforderungen und immer spezialisiertere Software ist bei großen Produktionen im Film-, TV- und Gamebereich der „Spezialist“ gefordert, der z.B. schnell und effektiv Action-Szenen oder sprudelndes Wasser und sich türmende Wellen, sowie effektvolle Explosionen zum virtuellen Leben erwecken kann.

Inhalte 

  • Briefing, Konzept und operative Planung zum Texturieren von 3D-Objekten
  • UV-Mapping, Planar- Mapping, Procedural Textures
  • Texturing mit 2D-Bildbearbeitungsprogramm
  • Texturing mit 3D-Bildbearbeitungsprogramm / Clay-Modeller
  • Shading und Shader, Toon und Real
  • Lights und Light-Setup
  • Attribute, Scripte, Driver
  • Zugriff in Echtzeit auf Programmattribute sowie deren Echtzeitmanipulation
  • Programmieren von Effekten und Scripten
  • Advanced Render Setup, Radiosity and Caustics
  • Rendering und Ausgabe für Film und Game-Preview
  • Export für Game

Arbeitsaufwand

4 SWS, 5,0 Creditpoints (CP)

60 h Präsenzstudium, 90 h Eigenstudium

Prüfung

Art der Prüfung:  Prüfungsleistung

Prüfungsform:  SP(HA, Vortr)

Erstellung von 3D-Renderings, Abgabe von Bitmaps, Quelldateien und Dokumentation der Arbeit, Gruppenarbeit mit Einzelarbeitsanteilen

Labor zur Anerkennung des Moduls nötig: 

Literatur 

  • Sykut, Ragonha, Korcsok: Photoshop for 3D-Artists, Previz, Texturing and Post-Production, 3D Total Publishing; 2011
  • R. Yot: Light for visual artists; Laurence King Publishing; 2010
  • J. Birn: Lighting & Rendering; Markt und Technik; 2001
  • Q. Demers: [digital] Texturing & Painting; New Riders; 2001
  • L. Lanier: Texturing and Lighting; John Wiley & Sons; 2011
  • Lee Lanier: Advanced Maya Texturing and Lighting, John Wiley & Sons, 2008
  • D. B. Mattingly: The digital matte painting handbook; John Wiley & Sons; 2011
  • T. Palamar: Mastering Autodesk Maya 2013; John Wiley & Sons; 2012
  • D. Derakhshani: Introduncing Autodesk Maya 2013; John Wiley & Sons; 2012

Voraussetzungen

Voraussetzungen lt. Prüfungs- und Studienordnung 

Orientierungsprüfung

Empfohlene Veranstaltungen 

Verantwortliche Dozierende

Modulverantwortliche(r):  B.Sc. Jesse Wilmot

Dozent(in):  B.Sc. Jesse Wilmot