Einsteigerguide: Einführung in die 3D Modellierung.

Modellieren ist der Prozess, bei dem eine Form aufgenommen und zu einem fertigen 3D Mesh geformt wird. Das typische Mittel zur Erstellung eines 3D Modells ist es ein einfaches Objekt (Primitive) zu verwenden und es zu einer verfeinerten und detaillierten Form zu erweitern. Primitive können ein einzelner Punkt (Scheitelpunkt), eine zweidimensionale Linie (einer Kante), eine Kurve (ein Spline) oder ein dreidimensionales Objekt wie ein Polygon sein.

Mit den spezifischen Eigenschaften der jeweils gewählten Software kann jedes dieser Primitive manipuliert werden, um auf diese Weise ein Objekt zu erzeugen. Wenn Sie ein Modell in 3D erstellen, erlernen Sie in der Regel ihre eigene Methode zum Erstellen ihres Modells und greifen immer wieder darauf zurück, wenn Sie neue Modelle erstellen müssen. Es gibt drei grundlegende Methoden, mit denen Sie ein 3D-Modell erstellen können und 3D Artisten sollten verstehen, wie ein Modell mit der jeweiligen Technik erstellt wird.

Spline oder Patch Modeling.

Ein Spline ist eine Kurve im 3D-Raum, die durch mindestens zwei Kontrollpunkte definiert ist. Die gebräuchlichsten Splines, die in 3D-Werken verwendet werden, sind Bezierkurven und NURBS. Die Verwendung von Splines zur Erstellung eines Modells ist vielleicht die älteste und traditionellste Form der 3D-Modellierung, die momentan existiert. Ein Spline-Käfig wird erstellt, um ein Skelett des zu erstellenden Objekts zu bilden. Die Software kann anschließend einen Polygon-Patch erstellen, der sich zwischen zwei Splines erstreckt und eine sogenannte 3D-Skin um die Form bildet. Die Spline-Modellierung wird nicht mehr häufig für die Charaktererstellung verwendet, da die Erstellung guter Modelle viel Zeit in Anspruch nimmt. Die Modelle, die so produziert werden, sind in der Regel nicht für Animationen oder große Modifikationen geeignet.

Das folgende Video gibt einen Überblick über die Grundlagen des Spline Modeling:

Box Modeling.

Das Box Modeling ist wahrscheinlich die populärste Technik und ähnelt der traditionellen Bildhauerei. Beim Box Modeling beginnt man mit einem Primitiv und fängt an Details hinzuzufügen, indem man den Würfel in Stücke schneidet und Flächen des Würfels ausdehnt, um allmählich die angestrebte Form zu kreieren. 3D Artisten verwenden das Box Modeling, um die Grundform des Modells zu erstellen. Mit dieser Technik lassen sich in recht kurzer Zeit akzeptable Ergebnisse erreichen. Der Nachteil dieser Methode ist allerdings, dass laufende Verbesserungen während der Erstellung  notwendig werden. Zudem ist es schwierig ein Modell zu erstellen, welche eine gut geeignete Oberflächen-Topologie für Animationen verfügt.

Das Box Modeling ist nützlich, um organische Modelle wie Charaktere zu erstellen. Die Entwicklung von harten Objekten wie z.B. Gebäuden hingegen gestaltet sich schwieriger, da sich die Erzeugung von komplexen und präzise geschwungenen Objekten komplexer gestaltet.

Das folgende Video veranschaulicht die Erstellung eines einfachen Charakters :

Poly Modeling.

Obwohl es nicht die einfachste Methode ist, stellt das Poly Modeling die effektivste und genauste Methode dar. Beim Poly Modeling wird ein 3D-Mesh Punkt für Punkt und face-by-face erstellt. Häufig beginnt man mit einem einzelnen Quad und extrudiert eine Kante des Quadrats, wodurch ein zweites Quad erzeugt wird. Das 3D-Modell wird auf diese Weise schrittweise erstellt. Das Poly Modeling ist zwar nicht so schnell wie das Box Modeling, erfordert jedoch weniger Anpassungen am Mesh um das gewünschte Ergebnis zu erhalten und die Topologie kann im Voraus für die Animation geplant werden.

Das Box Modeling eignet sich insgesamt besser um organische Modelle zu erzeugen. Das folgende Video veranschaulicht die Grundlagen des Poly Modelings:

Ein Workflow, welcher funktioniert.

Der Workflow, den Sie wählen, um ein Modell zu erstellen, hängt im Wesentlichen davon ab, wie komfortabel mit einer bestimmten Methode umgegangen werden kann, welches Objekt erstellt wird und welche Ziele für das Endprodukt gesetzt werden.

Wer zum Beispiel eine Architekturszene erstellt, kann mit Würfeln und anderen einfachen Formen Grundmodelle erstellen, um eine Skizze des fertigen Projekts anzufertigen.

Meshes können dann im weiteren Projektverlauf verfeinert oder durch detailliertere Objekte ersetzt werden. Dies ist eine organisierte und gut durchdachte Art und Weise eine 3D-Szene zu kreieren. Professionelle 3D Artisten wenden diese Methode an, da Sie das Erstellen von Szenen einfach macht. Anfänger hingegen beschäftigen sich zunächst mit den detailliertesten Objekten. Die Folge sind häufig Überforderung und Frustation. Deshalb sollten Artisten immer zunächst mit dem Skizzieren beginnen.

Wie bereits erwähnt neigen Anfänger dazu zunächst die detailreichsten Bereiche eines Modells zu bearbeiten. Dies scheint auch der Grund zu sein, weshalb das Box Modeling so populär geworden ist. Ein Modellierer kann recht einfach die komplette Figur erstellen, bevor er Details wie Augen, Lippen und Ohren verfeinert.

Die vielleicht beste Strategie ist es, einen hybriden Workflow bei der Erstellung organischer Modelle zu nutzen. Ein gut geplantes organisches Modell wird durch eine Kombination aus Box und Poly Modeling erstellt. Arme, Beine und Rumpf können mit dem Box Modeling skizziert werden, während die feinen Details wie Kopf, Hände und Füße polymodelliert sind. Dies ist ein Kompromiss den professionelle Modellbauer anstreben und der verhindert, dass Sie sich in Details verlieren. Um einen Charakter final abschließen zu können, sollten Anfänger diesem Ratschlag unbedingt folgen.

Mesh-Topologie.

Ein weiterer Aspekt des richtigen Workflows ist die Erstellung eines Modells mit einer idealen 3D Mesh-Topologie. Die Topologieoptimierung wird üblicherweise mit der Erstellung von Modellen in der Animation verbunden. Modelle, die ohne Topologie erstellt wurden und in einem glatten, kreisförmigen Muster fließen, können möglicherweise nicht korrekt animiert werden. Deshalb ist es wichtig, dass Sie bei der Erstellung eines 3D-Objekts, das für die Animation verwendet wird, vorausplanen.

Die am häufigsten diskutierte Topologie ist die korrekte Erstellung oder Platzierung von Edgepools. Ein Edgeloop ist ein Ring von Polygonen, der in einem Bereich platziert wird, in dem sich das Modell verformen kann wie z.B. bei einer Animation. Diese Polygonringe werden in der Regel um Bereiche gelegt, in denen sich Muskeln befinden können wie z.B. in der Schulter oder im Ellbogen. Die Platzierung von Edgeloops ist bei der Erstellung von Gesichtern von enormer Bedeutung. Wenn Edgeloops ignoriert werden, zeigen die Modelle beim Animieren Einrisse, weshalb das Modell häufig überarbeitet oder sogar komplett neu erstellt werden muss.

Nächste Schritte.

Der Weg zur Erstellung von hochqualitativen 3D-Modellen ist häufig steinig und mit viel Übung verbunden. Einige der besten 3D-Modellierer sind auch fantastische Bleistift- und Papierkünstler. Es lohnt sich also, Zeit mit dem Zeichnen zu verbringen, unabhängig davon ob das Berufsziel Charakter-Künstler oder Architekt heißt. Gutes Modellieren erfordert viel Engagement. Die verwendete Software und die oben dargelegten Prinzipien der 3D-Modellierung müssen gut verstanden werden. Zudem müssen Charakter-Künstler sich mit den Grundlagen von Anatomie und Proportionen auseinandersetzen.

Erst wenn die Grundlagen der 3D Modellierung verstanden wurden, ersparen sich Anfänger viel Frust und Entmutigung. So steht dem Weg zum 3D Modellierer nichts mehr im Weg.