Sie begegnen uns täglich in Kino, Fernsehen und TV-Spots: als täuschend echt wirkende Special-Effects, Mischung aus Realfilm und Animation oder sogar als komplett digital geschaffene Bildwelten mit virtuellen Charakteren. 3D-Grafiken und 3D-Animationen machen das sichtbar, was durch Film oder Fotografie nicht oder nur schwer abgebildet werden kann.

Wo wird diese Illustrationstechnik eingesetzt?

3D-Grafiken eignen sich zur Darstellung von Abläufen hinter verschlossenen Wänden, mikroskopisch kleiner Objekte oder sogar von Dingen, die es in der Wirklichkeit so nicht gibt. Auch als statische Bildmotive bieten 3D-Grafiken interessante Möglichkeiten, den Platz von Fotos oder Illustrationen einzunehmen – etwa in Broschüren oder auf Plakaten. Websites können durch multimediale und interaktive 3D-Elemente aufgewertet werden.

Was steckt dahinter?

3D-Grafiken unterscheiden sich von anderen Grafiken durch ihren Entstehungsprozess. Während herkömmliche Grafiken und Illustrationen auf einer zweidimensionalen Fläche (Papier, Bildschirm etc.) entstehen, liegt der 3D-Grafik ein dreidimensionales Modell des Motivs zugrunde, das maßstabsgerecht mit spezieller 3D-Software in einem virtuellen Raum konstruiert wird. Dazu bedient sich die Software der Techniken aus Fotografie und Trickfilm, deren Vorzüge symbiotisch genutzt werden können. Nach der Wahl der Perspektive, der Beleuchtung und der Materialeigenschaften (Farbe, Glanz, Oberfläche, etc.) wird die eigentliche Grafik berechnet und als Bild oder Animation ausgegeben.

Welche Vorteile bietet 3D?

Der zunächst aufwendige Entstehungsprozess bietet gleichzeitig einen bedeutenden Vorteil: die Flexibilität der 3D-Grafik.

Ein fertig modelliertes 3D-Objekt kann beliebig gedreht, skaliert oder positioniert werden. Ebenso flexibel lassen sich Farbe und Material eines 3D-Objekts oder Beleuchtung und Wahl der Perspektive sowie nahezu sämtliche Bildparameter nachträglich anpassen. Ein geändertes Motiv muss danach prinzipiell nur in der richtigen Auflösung für das verwendete Medium neu berechnet werden, um ein aktuelles Bild zu erhalten.

Ein besonderer Vorteil von 3D liegt in der Möglichkeit, komplexe Animationen zu berechnen – angefangen von einer einfachen Objektdrehung bis hin zur Visualisierung ganzer Funktionsabläufe. Durch das animierte Vergrößern, Einfärben oder durch Ein- und Ausblenden einzelner Objekte kann der Blick gezielt auf Wichtiges gelenkt werden. Zusammenhänge erscheinen verständlicher.

Charakteristisch für 3D-Grafiken ist die hochwertige Qualität der berechneten Bilder. Aufwendiger entwickelte Grafiken lassen kaum einen Unterschied zum Foto erkennen. Aber auch die Ausgabe als simulierte Zeichnung ist möglich.

Wie entsteht ein 3D-Projekt?

Als Projekt kann prinzipiell jede Aufgabenstellung in Betracht kommen, wie bei anderen visuellen Umsetzungen auch. Ob sich eine 3D-Umsetzung oder andere Lösungen anbieten, hängt vom Einzelfall ab.

Der Einsatz von 3D-Grafik oder -Animation bietet sich zum einen dann an, wenn eine Form der Darstellung gewünscht ist, die mit anderen Abbildungsverfahren wie Foto, Illustration usw. nur schwer erreicht werden kann, z.B. wenn Wert auf eine korrekte perspektivische Darstellung innerhalb einer Animation gelegt wird.

Zum anderen kann 3D-Grafik aber auch als Stilmittel eingesetzt werden, z.B. wenn es darum geht, eine eigenständige Bildsprache zu verwenden oder wenn eine „spektakulärere“ Visualisierung gewünscht ist.

Folgende Phasen sind zu unterscheiden:

01 Konzeption

Jedes Projekt beginnt mit einer konzeptionellen Phase. Hier werden Art und Umfang, Zielgruppe, Botschaft, Verwendungszweck sowie das angestrebte Medium definiert.

02 Entwicklung des Storyboards

Bei Animationsprojekten wird der Filmablauf zunächst in Form eines Drehbuchs bzw. Storyboards umrissen, das einzelne Schlüsselbilder oder Sequenzen veranschaulicht. Ebenso werden Sprechtext, Ton, Musik und zeitliche Dauer der späteren Animation schriftlich fixiert. Das Storyboard dient zur Abstimmung mit dem Kunden und ist eine unverzichtbare Grundlage für die anschließende Produktion.

03 Modelling

In der Modelling-Phase werden alle notwendigen Objekte „modelliert“. Als Vorlage für das Modell werden Fotos, Skizzen oder Pläne bestehender Objekte herangezogen, die in die Modelling-Umgebung eingeladen werden können. Im Idealfall liegen CAD-Dateien (bei technischen Objekten oder Gebäuden) oder Layoutdateien (bei Logos etc.) vor, die importiert und weiterverwendet werden können. Freie Objekte (z.B. bei Illustrationen) werden zunächst skizziert und anschließend im Rechner nachgebaut.

04 Material, Beleuchtung und Perspektive

Ihr endgültiges Aussehen erhalten die fertigen 3D-Modelle anschließend im Material-Editor des 3D-Programms. Hier wird bestimmt, ob ein Objekt transparent, spiegelnd, farbig, rauh oder glatt ist, und aus welchem Material es besteht.

Mit virtuellen Lichtquellen wird die 3D-Szene anschließend passend ausgeleuchtet, bevor mit der Wahl der Kameraeinstellung und Perspektive das Bild passend „in Szene” gesetzt wird. Das Ergebnis wird durch Test-Berechnungen in kleiner Auflösung kontrolliert, bevor das endgültige Bild in höchster Qualität und richtiger Auflösung berechnet wird.

05 Bei 3D-Animationen: Bewegung

Bei animierten Projekten werden die Bewegungsabläufe in einer Zeitleiste mit Schlüsselbildern festgelegt. Zahlreiche Werkzeuge ermöglichen die Animation unterschiedlichster Parameter, angefangen bei Größe, Position und Richtung eines Objektes bis hin zu komplexen Bewegungen, wie sie bei der Animation virtueller Charaktere notwendig sind.

06 Rendern

Beim sogenannten „Rendern“ wird das Bild oder die Animation in der gewünschten Bildgröße für das gewünschte Medium berechnet. Dieser Vorgang ist sehr rechenintensiv und benötigt deswegen eine je nach Projekt unterschiedlich lange Zeit. Einfache Standbilder lassen sich durchaus in wenigen Minuten berechnen, während aufwendigere je nach Komplexität auch einige Stunden Berechnungszeit benötigen. Abhängig von Dauer, Inhalt und Qualitätsstufe kann der Zeitbedarf gerade bei animierten Projekten noch erheblich höher liegen. Selbst die großen Filmstudios benötigen zur Berechnung eines animierten Kinofilms trotz enormer Rechenleistung ganzer „Render-Farmen“ immer noch Monate.

Welches Medium soll es sein?

Die berechnete Grafik oder Animation lässt sich für eine Vielzahl an unterschiedlichen Medien verwenden und optimieren. So ist eine Verwendung für Druckerzeugnisse ebenso möglich wie die Einbindung in Präsentationen oder Websites. Sogar die Umwandlung der 3D-Daten in reale dreidimensionale Körper ist möglich, z.B. durch Weitergabe der Daten an eine CNC-Fräse oder 3D-Drucker.

Da sich mit dem Medium auch die Vorgehensweise in den einzelnen Ablaufschritten ändert, ist es notwendig, bereits in der Konzeptionsphase eine Entscheidung über das Medium zu treffen.