Leitfaden: 3D-Rendering.

Beim 3D-Rendering wird aus einem 3D-Modell ein fotorealistisches 2D-Bild erstellt. Dies ist der letzte Schritt im Prozess zur 3D-Visualisierung, bei der Modelle von Objekten erstellt und texturiert werden und die Szene beleuchtet wird.

In 3D-Rendering-Software wird aus allen Daten des 3D-Modells ein 2D-Bild gerendert. Dank neuer Funktionen für Texturierung und Beleuchtung kann dieses 2D-Bild entweder wie ein echtes Foto oder gezielt stilisiert aussehen – je nachdem, was die Künstlerin bzw. der Künstler damit bezweckt.

Manchmal werden die Begriffe „3D-Rendering“ und „3D-Visualisierung“ wie Synonyme verwendet, doch eigentlich handelt es sich beim 3D-Rendering um den letzten Schritt im 3D-Visualisierungsprozess. Nachfolgend wird dieser Prozess genauer aufgeschlüsselt.

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, ein Modell oder eine ganze Szene in 3D zu erstellen. In manchen Modellierungsprogrammen entsteht aus Polygonen, die Anwenderinnen und Anwender erstellen und formen können, schließlich ein 3D-Element. Diese Art der Modellierung ist besonders für organische Elemente wie Pflanzen oder Personen geeignet, weil Kreative damit leicht unregelmäßige Formen gestalten können.

Dieser Ansatz ist nicht der einzig mögliche. Bei anderen Modellierungs-Tools werden statt der Polygone Kanten und Flächen in einem dreidimensionalen Raum erstellt. Auf diese Weise entstehen 3D-Elemente mit hoher mathematischer Präzision, die besonders beim Industrie-Design oder in der CAD-Modellierung gefragt sind.

Alternativ besteht die Möglichkeit, ein echtes Objekt mit einem speziellen Tool zu „scannen“. Anhand der Daten aus diesem Scan wird das Objekt dann in einem dreidimensionalen Raum modelliert. Bei der prozeduralen Synthese hingegen erstellt die Software anhand zuvor festgelegter mathematischer Regeln ein Modell.

Unabhängig von der Methode, mit der das 3D-Modell erstellt wurde, erfolgt als Nächstes die Texturierung.

Die Form der 3D-Elemente wird durch Polygone bestimmt, die allerdings selbst keine Farbe und keine Oberflächendetails haben. 3D-Artists können daher jedem Polygon eines 3D-Objekts eine Textur zuweisen. Bei den Texturen kann es sich einfach um eine bestimmte Farbe handeln, oder um die Simulation einer beliebigen Oberfläche, z. B. aus einem natürlichen Material wie Stein oder Holz oder auch industrielle Metall- oder Kunststoffoberflächen.

Ein einziges 3D-Objekt kann aus Tausenden oder gar Millionen Polygonen zusammengesetzt sein. Auch wenn es aussieht, als sei das Objekt glatt und glänzend wie ein Küchen-Mixer oder rau wie Elefantenhaut, besteht es im Grunde doch nur aus Polygonen und leeren Oberflächen. Mit den richtigen 3D-Materialien entsteht daraus die Illusion echter Dreidimensionalität. Texturen ermöglichen viel mehr, als ein Objekt mit Reflexionen oder Farben zu versehen. Auch für kleine Details wie Nähte an Kleidung oder Nieten auf einer Metalloberfläche verwendet man Texturen. Diese Details wären sehr aufwendig zu erstellen, wenn sie der Geometrie eines Objekts manuell hinzugefügt werden müssten.

3D-Objekte sollen aussehen wie echte Objekte. Dies gilt besonders für typische Anwendungsbereiche wie Renderings und Visualisierungen in der Architektur, wo aus einem einfachen Grundriss eine klare Darstellung des geplanten Gebäudes entsteht.

Realistisch wirkende Lichtquellen sind ein entscheidender Punkt, wenn polygonale Objekte zu einem echt aussehenden Raum zusammengesetzt werden sollen. In der Regel werden Licht und Schatten jedoch nicht selbst eingezeichnet oder gemalt. Stattdessen legen die 3D-Artists die Einstellungen für Ausrichtung, Intensität und Art der Lichtquellen fest, die die Objekte einer Szene beleuchten.

Bei mit Adobe Substance 3D erstellten Texturen werden standardmäßig Prinzipien des Physically Based Rendering (PBR) berücksichtigt, sodass sie bei allen Lichtverhältnissen realistisch wirken. Ein Tisch aus Holz sieht also immer aus wie Holz – ob er nun auf einer sonnigen Terrasse, in einem Wohnraum oder in einem dunklen Keller steht.

Es ist wichtig zu wissen, dass Licht je nach Oberfläche und Material unterschiedlich bricht oder verschieden damit interagiert. Glas und Eis beispielsweise sind durchscheinend, sie reflektieren und brechen Licht. Auf der Oberfläche von Wasser und anderen Flüssigkeiten spiegelt sich Licht. Wenn Licht auf ein Prisma trifft, entstehen Regenbogenfarben. Eine exakt texturierte und kunstvoll beleuchtete Szene kann mitreißend und dramatisch wirken.

Wenn die 3D-Objekte erstellt und texturiert wurden und die Umgebung beleuchtet ist, kann das 3D-Rendering beginnen. Bei diesem Computer-gesteuerten Prozess wird im Prinzip eine Momentaufnahme der Szene aus einem festgelegten Blickwinkel erstellt. Das Ergebnis ist ein 2D-Bild der 3D-Szene.

Die Rendering-Software kann entweder nur ein Bild erstellen oder eine ganze Reihe von Bildern in schneller Abfolge rendern, sodass die Illusion einer Bewegung in Echtzeit entsteht.

Rendering ist kein einheitlicher Prozess. Es gibt viele mögliche Methoden, beispielsweise Echtzeit-Rendering oder Raytracing, die sich auch auf die Qualität des Renderings auswirken können. Weitere Informationen über GPU- und CPU-Funktionen sind auf der Seite mit den Hardware-Anforderungen für Adobe 3D-Software zu finden.