Cinema 4D-Tutorial „Underground“ – vom 3D-Modell bis zum Rendering

Diese Einführung gibt dir eine Vorstellung davon, was dich in unserem Kreativtraining erwartet: Das Modellieren einer Stadtszene, deren Texturierung und Beleuchtung. Auch das Rendern und die Weitergabe bzw. Ausarbeitung in Photoshop werden gezeigt. Du kannst diesem Training leicht folgen, wenn du einige Grundkenntnisse hast.

Damit der Pfosten, den wir für die Begrenzung eines U-Bahn-Eingangs benötigen, harmonisch wirkt, nutzen wir eine Vorlage, die in Cinema 4D geladen und per Spline nachgezeichnet wird. Anschließend extrudieren wir den Pfosten mit den entsprechenden Werkzeugen.

Aus einem simplen Würfelobjekt bauen wir das Fundament für den Eingang. Der Würfel wird abgeflacht und in Länge und Breite verändert. Anschließend kommt das Messer-Werkzeug zum Einsatz, um die Proportionen so aufzuteilen, dass eine symmetrische U-Form entsteht.

Mithilfe des Brücke-Werkzeugs und des Polygonstiftes schließen wir die Innenseiten des Fundaments. Dadurch vermeiden wir Löcher, die für den Betrachter schwer zu begreifen wären.

Da wir den Pfosten nicht einmal, sondern in zwei Reihen à vier Stück benötigen, vervielfältigen wir ihn mithilfe des Duplizieren-Befehls. So entsteht die erste Reihe an Pfosten, die wir durch das Modelling-Objekt Symmetrie verdoppeln.

Um die Pfosten miteinander zu verbinden, brauchen wir eine kleine, metallene Bodenleiste. Dafür formen wir aus einer Ebene ein Profil, das anschließend extrudiert und an die entsprechende Stelle zwischen den Pfosten bewegt wird.

Die Bodenleiste soll die Pfosten und das Fundament verbinden und stabilisieren. Dafür nutzen wir Renderinstanzen, die erstens den Arbeitsspeicher des Rechners kaum belasten und zweitens mit ihrem Ursprungsobjekt verbunden sind, sodass sie sich alle ändern, falls das Ursprungsobjekt geändert wird.

Bisher fehlen die Geländerstäbe noch. Wir erzeugen sie aus einem Würfelobjekt, das mithilfe von MoGraph entlang der Metallbasis vervielfältigt und verteilt wird. Ändert man den Würfel in Form oder Größe, ändern sich alle anderen Würfel bzw. Geländerstäbe mit.

Den oberen Abschluss der Geländerstäbe bildet ein Handlauf, der aus zwei Splines und einem Sweep gebaut wird. Wichtig dabei ist, den Handlauf zu wölben, denn dadurch lassen sich leichter Glanzlichter einfangen; so wirkt er realistischer.

Das U-Bahn-Schild ist eine simple Konstruktion, die aus einem Spline und einem Extrude-Objekt erzeugt wird. Die seit der Version R21 üblichen Caps, also die Deckflächen des Extrude-Objektes, tragen dabei stark zur Vereinfachung des Modelliervorgangs bei.

Natürlich darf der Eingang nicht im luftleeren Raum stehen bleiben. Aus einer Ebene modellieren wir daher einen Gehweg, der an der entsprechenden Stelle selektiert und gelöscht wird; so entsteht die Öffnung für die nach unten führenden Treppe. Aus einem fein unterteilten Würfel formen wir mithilfe des Magnet-Werkzeugs eine ausgetretene Schwelle.

Die Wände des Treppenabgangs brauchen wir, damit man nicht den Eindruck bekommt,  unterhalb des Gehwegs ins Nichts zu schauen. Wir erzeugen sie durch Selektion der Kanten und anschließender Extrusion.

Den an den Ecken stark gerundeten Randstein bauen wir wieder aus zwei Splines; einer führt um den Gehweg herum, der andere bestimmt das Profil des Randsteins. Die über die Rundungen hinausragenden Ecken des Gehwegs schneiden wir mit dem Messer-Werkzeug, um sie anschließend zu selektieren und zu löschen.

Da Randsteine nicht aus einem Stück, sondern in Einzelblocks unterteilt sind, legen wir entlang des Richtungssplines mehrere Würfel an. Diese werden durch ein Boole-Objekt mit dem Randstein verrechnet; so entstehen die Zwischenräume zwischen den einzelnen Steinen, die jederzeit verändert werden können.

Der vordere Teil der Straße besteht ebenfalls aus einer Ebene. Der hintere Teil wird separat als Ebene angelegt. So lassen sich beide Straßenteile getrennt voneinander texturieren, was eine gute Maßnahme gegen musterartige Wiederholungen von Texturen ist.

Über ein Sweep konstruieren wir in einer neuen Datei die Halterung für das Treppengeländer. Seit der Version R21 gibt es viele Möglichkeiten, die Deckflächen des Sweeps zu verändern und zu modellieren, wovon wir regen Gebrauch machen.

Zum Abschluss der Konstruktion legen wir über ein Sweep ein Treppengeländer an und bauen aus parametrischen Grundobjekten eine Leuchte. Beide werden über ein einziges Symmetrieobjekt auf die andere Seite des Eingangs gespiegelt, was gut funktioniert, weil wir  symmetrisch gebaut haben.

Die Straßenlaterne ist eine simple Lathe-Konstruktion. Was ihr fehlt, ist ein stabilisierendes Ornament. Dafür laden wir erstens die Laterne und zweitens die Vorlage des Ornaments. Über den Attribute-Manager bringen wir sie auf die richtige Größe und an die passende Stelle.

Wie der Name schon andeutet, kann man mit dem Polygonstift Polygone malen. Genau das machen wir und zeichnen so die Vorlage als Polygonobjekt nach. Auch zur Korrektur einzelner Punkte oder Kanten nutzen wir den Stift; so entsteht ein polygonales Abbild der Ornamentvorlage.

Über die Kombination aus Volumenerzeuger und Volumenmesher erstellen wir aus dem zweidimensionalen Polygonornament nun zunächst ein Voxelobjekt und dann ein Polygonobjekt. Vorteil dieser Konstruktion ist, dass die einzelnen Teile des Ornament organisch miteinander verbunden sind und sehr realistisch aussehen.

Nun können wir alle weiteren Objekte über den Hinzuladen-Befehl in die Szene laden und so darin verteilen, wie es uns gefällt. Ihr könnt entweder ganz eigene Vorstellungen entwickeln oder euch an das vorgegebene Konzept halten.

Wir beginnen mit dem Texturieren der Szene. Eine recht einfache und unkomplizierte Methode zur Erzeugung von Asphaltflächen besteht darin, eine Fotografie frontal auf die entsprechende Geometrie zu mappen. Hier erfahrt ihr, wie es geht.

Es gibt viele Arten, Asphalt-Shader herzustellen. Dieser leider kostenpflichtige Shader stammt von RDT-textures.com und lässt keine Wünsche offen. Er ist über den Weg der Photogrammetrie entstanden und sieht extrem realistisch aus. Schaut euch an, ob das etwas für euch ist.

Damit wir Pfützen auf dem Asphalt verteilen können, brauchen wir eine Textur, mit der wir anschließend den Alphakanal eines Shaders steuern können. Wir legen sie in Photoshop an und malen mit einem speziellen Pinsel in neuer Ebene die spätere Form der Pfützen vor.

Da Wasser, wenn es flach auf dem Boden liegt und eine Pfütze bildet, nicht transparent, sondern reflektierend wirkt, legen wir ein einfaches Spiegelmaterial an. In den Alphakanal laden wir die zuvor erstellte Pfützen-Map; so entstehen ganz flott sehr realistisch wirkende Pfützen.

Eine weitere Möglichkeit, realistische oder gar physikalisch korrekte Materialien (PBR) zu laden, bietet der Content Browser von Cinema 4D. Dort finden wir eine Reihe von Metall-Shadern, von denen wir uns einen aussuchen, um ihn auf das Treppengeländer zu mappen. Für eine regelmäßige Verteilung stellen wir den Richtungsspline des Geländers auf gleichmäßig.

PBR-Materialien kann man auch einfach selbst erzeugen. Dazu benötigen wir lediglich den Reflektivitätskanal, der nicht nur für die Reflexionen des Shaders, sondern auch für dessen Farbe genutzt wird. So erstellen wir den Lack des Geländers.

Damit wir den U-Bahn-Eingang mit Tags und Graffiti überziehen können, müssen wir die zuvor fotografierten Tags maskieren. Hier erfahrt ihr, wie das auch dann geht, wenn der Untergrund, auf den das Tag gesprüht wurde, rau ist.

Nun wird der Tag an eine gut sichtbare Stelle des ersten Pfostens gemappt. Wir ändern die Mappingart von UVW auf Quader und steuern dann dessen Größe und Position im Attribute-Manager.

Man muss das Programm Substance nicht selbst besitzen, kann aber dennoch eine große Auswahl an prozeduralen Substance-Shadern nutzen. Hier stellen wir euch die Plattform Substance Share vor. Ihr braucht lediglich einen Account anzulegen, um die Shader runterzuladen.

Nach dem Download einer Substance kann diese über den Asset Manager in Cinema 4D geladen werden. Allerdings gibt es ein paar Dinge, die man einstellen muss, um sie an die Gegebenheiten der Szene anzupassen. Wir zeigen euch, worauf ihr achten müsst.

Seit der Version R20 gibt es neben dem klassischen auch das node-basierte Materialsystem. Damit lassen sich manche Materialien und Shader leichter und vor allem sehr gut nachvollziehbar entwerfen. Hier erfahrt ihr, wie der Node Editor funktioniert und wie man prinzipiell damit arbeitet.

Leuchtendes Material brauchen wir unter anderem auf dem U-Bahn-Schild. Damit es realistischer aussieht, legen wir im Diffusionskanal einen Ebene-Shader an, in dem ein Noise in puncto Kontrast und Helligkeit sehr genau eingestellt wird.

Um die Szene komplexer erscheinen zu lassen, nutzen wir im Hintergrund eine Fotografie. Diese laden wir auf ein sogenanntes Backplate, also eine Art Pappe, die wir einfach in den Hintergrund unserer Szene legen und auf die Kamera ausrichten. Auf das Backplate mappen wir eine in Photoshop bearbeitete Szene.

Nachdem die Szene einmal ohne Beleuchtung gerendert wurde, wird klar, an welchen Stellen wir welche Lichtquelle brauchen. Wir beginnen mit einem physikalischen Licht, das bereits eine invers quadratische Abnahme und einen Flächenschatten mitbringt, skalieren die Lichtquelle und verschieben sie über den Eingang.

Die beiden runden Eingangsleuchten erhalten ein leuchtendes Material. Damit sie aber ein akzentuierteres Licht aussenden, werden zusätzlich zwei einfache Rundumstrahler installiert, die in die Nähe der runden Leuchten bewegt werden. Über ihre Abnahme lässt sich die Helligkeit im Eingangsbereich gut steuern.

Auch in die beiden Leuchteinheiten der Straßenlaternen legen wir ein Punktlicht. Es bekommt eine sogenannte Sichtbarkeit, damit es sich auch physikalisch auf die Atmosphäre auswirken und die Glanzlichter der Geometrie ansteuern kann. Zugeordnet wird das Punktlicht über den Übernehmen-Befehl.

Die Sichtbarkeit der Punktlichtquellen muss sauber eingestellt werden. Zu kleine oder zu große Radien oder Intensitäten wirken unrealistisch. In diesem Clip erfahrt ihr, wie man sie einstellt und worauf es ankommt.

Um den orangefarbenen Hintergrund besser an den Vordergrund anzubinden, legen wir hinter der Fassade links eine weitere sichtbare Lichtquelle an, die maßgeblich für die orangen Reflexionen in den Pfützen verantwortlich sein wird. Durch das starke Gegenlicht wirkt die Szene außerdem deutlich spannender.

Die Fassade links wirkt immer noch ein bisschen leblos. Wir legen ein Polygon an und teilen ihm ein leuchtendes Material zu. So wirken die Fenster der Fassade erhellt, außerdem bekommen wir durch die Lichtreflexe auf den Asphaltflächen mehr Leben in die Szene.

Da die Einstellungen der Physikalischen Kamera viel mit den Einstellungen des Physikalischen Renderers zu tun haben, haben wir Kamera und Rendervoreinstellungen zu einem einzigen, den Gesamtkomplex erklärenden Video zusammengefasst. So erfahrt ihr, mit welcher Blende und welcher Fokussierung wir rendern. Außerdem geht es in diesem Clip um die Renderqualität und die Helligkeit des Ergebnisses.

Damit ihr in Photoshop gezielt und ohne euch um die Technik zu kümmern Licht malen könnt, ist es sinnvoll, einige Einstellungen vorzunehmen: Wir legen für das Vergrößern und Verkleinern von Pinselspitzen entsprechende Shortcuts fest und laden die dafür notwendigen Pinselspitzen.

Für jede Lampengruppe des Motivs legen wir eine eigene Ebene an. Dann malen wir die Lichtquelle in die jeweiligen Ebenen. Ihr erfahrt, wie häufig ihr mit welcher Pinselgröße in die Ebene klicken müsst, um nach und nach eine helle, sanft auslaufende Aura über eine Lichtquelle zu malen.

Zum Abschluss erzeugen wir über den Camera Raw-Filter einen Bildlook. Dieser besteht aus einer Farbverschiebung in Richtung warmen Lichts, einer Vignette und einer leichten Anhebung von Struktur und Kontrast.