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Tutorialbeschreibung

Scharfe Optik oder wie man Tiefenschärfe in CINEMA 4D erzeugt

Scharfe Optik oder wie man Tiefenschärfe in CINEMA 4D erzeugt

Paradoxe Bilderwelt: Während in der post production die Korrektur von Objektivfehlern immer spezifischer und genauer durchgeführt werden kann, provoziert man in der 3D-Welt solche Fehler geradezu. Genauer gesagt: Es wird eine Menge Aufwand getrieben, um die physikalische Unzulänglichkeiten wie beispielsweise begrenzte Tiefenschärfe nachzustellen.


Längst haben wir uns daran gewöhnt, dass die Realität oder das, was wir dafür halten, durch Fotografien repräsentiert wird. Die Fotografie gilt als "Momentaufnahme" und als Existenzbeweis eines in der Vergangenheit liegenden Vorgangs. Alles, was auf den Entstehungsprozess der Fotografie hindeutet, also Bildrauschen oder Unschärfe, gilt als unerwünscht: Sauber soll´s sein.

Ganz anders liegt der Fall beim Generieren von 3D-Szenen. Sie werden durch Rendern visualisiert, es gibt also keinen optischen Prozess, der durch die Abbildung über ein Linsensystem Objektivfehler produzieren könnte. Und damit auch keinen Hinweis auf Fotografie oder die Abbildung der Realität. Selbstverständlich ist das den Entwicklern von CINEMA 4D auch aufgefallen.

Deswegen besitzt die 3D-Kamera des Programms schon seit vielen Jahren eine eigene Einstellungsoption für die Tiefenschärfe. Die trifft die Realität zwar nur mit Gaußscher Vereinfachung, doch macht die physikalisch korrekte Schärfeverteilung im Raum diesen kleinen Nachteil mehr als wett.

So lässt sich nicht nur der Eindruck erwecken, die leichte Unschärfe im Vordergrund sei fotografischen Ursprungs, sondern selbst der geringe Schärfebereich einer Makroaufnahme kann mit der typischen Schärfeverteilung sehr kleiner Objekte überzeugend dargestellt werden.

Die Anwendung der Tiefenschärfe ist denkbar einfach, solange man sich auf die Algorithmen des Programms verlässt. Dass man mit etwas mehr an Aufwand auch einen eigenen Schärfeverlauf bestimmen und damit der Physik ein Schnippchen schlagen kann, ist CINEMA-4D-typisch und eigentlich fast schon selbstverständlich.

Nur eines sollte man dabei auf keinen Fall vergessen: die Physik nur soweit zu verbiegen, dass unsere Sehgewohnheiten nicht allzu brutal herausgefordert werden.


 

001 Tiefe anklicken

Außer der abzubildenden Szene braucht man natürlich zunächst ein Kamera-Objekt. Klickt eine neue Kamera im Menü der Szeneobjekte an und schaltet sie im Attribute-Manager ein. Ebenfalls im Attribute-Manager findet ihr den Reiter Tiefe. Der sieht auf den ersten Blick recht harmlos aus, denn zunächst gibt es nur eine einzige Einstellungsoption: die der Zieldistanz.

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Deren Ebene verläuft lotrecht zur Kamerablickrichtung und markiert damit alle scharfen Punkte des Renderings.

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002 Zieldistanz festlegen

Das Festlegen der Zieldistanz ist mit dem Fokussieren einer realen Kamera vergleichbar. Zur besseren Kontrolle der Lage der Ebene wählt ihr dazu die Parallelperspektive der Editorkamera, denn so könnt ihr auf die neu angelegte Kamera blicken. Dreht die Ansicht so, dass ihr die Hauptkamera von der Seite sehen könnt, dann stimmt ihr den Wert für die Zieldistanz genau ab.

 
Setzt anschließend ein Häkchen bei Unschärfe vorn und/oder Unschärfe hinten. Start- und Endwerte spielen noch keine Rolle, obwohl sie irritierenderweise editiert werden.

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003 Effekt laden

Bisher würde das Renderergebnis noch keine Unschärfe beinhalten, denn neben der Angabe der Zieldistanz muss der Effekt Schärfentiefe in den Rendervoreinstellungen aktiviert werden. Er ist in der Effekte-Liste zu finden, wo ihr auch andere Posteffekte zur Bildberechnung heranziehen könnt. Da es neben der Schärfentiefe noch weitere Unschärfearten gibt, setzt sich die Intensität der jeweils aktivierten Optionen aus zwei Prozentwerten zusammen.

Im hier abgebildeten Beispiel besitzt die Schärfentiefe 100%, die Unschärfenstärke jedoch nur 10%. So errechnet sich ein absoluter Wert von 10%. Rein rechnerisch ergäben 20% von 50% dieselbe Unschärfe. Damit sind alle nötigen Parameter aktiviert, sodass das Programm über einen eigenständigen Logarithmus die Unschärfen vor und hinter der festgelegten Ebene berechnen kann.

Tipp: Gerade dann, wenn die Unschärfe etwas stärker ausfallen soll, wie beispielsweise bei Makroaufnahmen, müsst ihr mit längeren Renderzeiten rechnen. Und nicht wundern, wenn das Bild zunächst scharf gerendert wird: Die Unschärfe errechnet CINEMA erst nach dem eigentlichen Rendern.

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004 Gradienten aktivieren

Wenn ihr weniger der Automatik-Typ seid, solltet ihr vielleicht lieber selbst festlegen, wie die Schärfe in die Unschärfe übergeht.

Klickt man auf Gradienten aktivieren, so bestimmt den Übergang zunächst deren linearer Verlauf von Schwarz nach Weiß. Schwarz steht dabei für volle Schärfe, Weiß für 100% der festgelegten Unschärfe. Ein Klick auf die links neben dem Verlauf angebrachten Pfeile öffnet wie in CINEMA üblich alle weiteren Optionen:

Ihr habt die Wahl zwischen einigen Presets und der eigenständigen Vergabe von Luminanzwerten. Auch die Intensität des Verlaufs, also dessen Gamma und damit die Dynamik des Schärfeübergangs, kann frei gewählt werden.

Bevor ihr allerdings drauflosexperimentiert, schaut euch in der Abbildung an, wie man die Werte sinnvoll einsetzt. Tipp: Verwendet eher kleinere Werte unterhalb von 10%. Da die Unschärfe eine errechnete und keine fotografierte ist, arbeitet sie mit Algorithmen ähnlich denen des Gaußschen Weichzeichners.

 
Die jedoch wirkt nur bei geringer Intensität echt; zu hohe Werte entlarven sie als Fake!

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005 Unschärfe vorn

Die Zieldistanz (magentafarbene Linie) liegt bei 571 cm. Alles, was in dieser lotrecht zur Kamerablickrichtung verlaufenden Ebene liegt, wird scharf gerendert. Als Startwert wurden 35 cm eingegeben, also ist auch der schmale Bereich 1 zwischen magentafarbener und erster oranger Linie scharf.

Der Endwert von 300 cm legt fest, dass der Bereich 2 zwischen den beiden orangefarbenen Linien von scharf zu unscharf führt. Alles, was im Bereich 3 liegt, würde unscharf abgebildet.

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006 Unschärfe hinten

Die hintere Unschärfe beginnt bei 70 cm hinter der Fokusebene. Der Bereich 2 erstreckt sich über (70 cm + 35 cm =) 105 cm und beschreibt, was wir im Allgemeinen als "Schärfentiefe" bezeichnen. Links davon im Bereich 1 geht die Schärfe allmählich in Unschärfe über und erst jenseits des Bereichs 1 sind 100% des eingestellten Wertes erreicht. Damit entsprechen die Einstellungen einem Objektiv mit einer fast offenen Blende: Die Schärfentiefe ist definiert, geht aber schnell in Unschärfe über.

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007 Linsen

CINEMA 4D stellt unscharfe Umrisse als Bereich dar, der entlang der Outline eines Objektes nach außen hin an Deckkraft abnimmt. Die Dynamik dieser Abnahme kann man unter dem Reiter Linsenschärfe festlegen. Vermeidet hohe Werte, sie wirken nicht sehr realistisch, denn es fehlt die von echter, also fotografierter Unschärfe herrührende Überstrahlung der Lichter.

Tipp: Erhöht die innere Breite des Glanzlichtes des entsprechenden Materials, um den Eindruck überstrahlter Glanzlichter zu verstärken.

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008 Hintergrundunschärfe

Manchmal genügt es, den wichtigsten Teil der Szene von einem unruhigen Hintergrund abzuheben, also nur diesen weichzuzeichnen. Mit der Fotografie verglichen entspricht dies dem Öffnen der Blende bei langer Brennweite. Das funktioniert in CINEMA 4D zwar nur dann, wenn die Szene ein Hintergrundobjekt enthält, ist dafür aber recht flott berechnet.

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009 Radiale Unschärfe

Niemand gibt gerne zu, dass er keine erstklassigen Objektive verwendet. Trotzdem ist der Hinweis auf die Zweitklassigkeit eben auch ein Indiz für "echt fotografierte" Szenen und wirkt sich oft nicht mal unbedingt sehr störend auf die Bildaussage aus. Durch Aktivieren der Radialen Unschärfe erhaltet ihr unscharfe Eckbereiche, die einem etwas simpler konstruierten Objektiv sehr nahe kommen.

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010 Zielobjekt nutzen

Es gibt die Option, einen Autofokus zu aktivieren. Der pickt sich dann das Objekt raus, welches sich in der Bildmitte befindet; der Messwinkel wird über die %-Wert-Angabe gesteuert. Schlauer ist es jedoch in den meisten Fällen, dieses Objekt und damit die Schärfenebene selbst zu definieren. Legt eine Ausrichten-Expression (Ausrichten-Tag) hinter die Kamera und zieht das gewünschte Objekt, in diesem Falle die Frontfigur, in das Zielobjekt-Feld.

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011 Tabletop

Tabletop-Aufnahmen dehnen sich über einen Bereich von wenigen Zentimeter bis zu gut einem Meter aus. In der realen Fotografie ist das auch bei kleiner Blende oft zu weit für eine Schärfe, die sich über die gesamte Aufnahme erstrecken soll. Der scharfe Bereich dehnt sich von der Fokusebene etwa 1/3 Richtung Kamera und 2/3 Richtung Hintergrund aus. Simuliert eine solche Tabletop-Unschärfe mit sehr geringen Werten, deren Intensität nur bei wenigen Prozent liegen soll.

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012 Landschaft

Landschaftsaufnahmen werden fast ausschließlich mit auf unendlich fokussierter Brennweite fotografiert, vor allem bei der Verwendung eines Weitwinkelobjektivs. Deshalb treten fokusbedingte Unschärfen auch höchstens im Vordergrund auf. Je länger die verwendete Brennweite, desto höher solltet ihr den Wert für die Unschärfe wählen. Es genügt aber, nur die vordere Unschärfe zu aktivieren.

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013 Typisch Makro

Das Imitieren einer Makroaufnahme erfordert genaues Fokussieren, denn die Schärfentiefe ist sehr gering. So gestaltet man eine typische Makroszene: Die Fokusebene der Kamera (klassische Brennweite zwischen 50 und 100 mm) liegt genau auf einem markanten Punkt der Szene. Beide Unschärferichtungen sind aktiviert, beide beginnen direkt in der Fokusebene, denn als Wert für den Start sind jeweils 0 cm eingetragen. Die Ausdehnung ist in beide Richtungen fast gleich groß.

Wäre es eine Abbildung im Maßstab 1:1, müsste sie sogar genau gleich groß sein, die beiden Endwerte also mit 100 cm angegeben werden. Das Verblüffende daran: Allein die Unschärfe lässt den Betrachter erkennen, dass es eine sehr kleine Szene ist!

Tipp: Aktiviert bei den verhältnismäßig hohen Unschärfewerten einer Makroaufnahme auf jeden Fall die beiden Gradienten. So vermeidet ihr abrupte Übergänge von scharfen zu unscharfen Bildteilen, die ohne die Aktivierung manchmal auftreten können.

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Kommentare
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Portrait von leveler
  • 03.01.2014 - 10:43

Danke, kommt grad genau richtig!

Portrait von neudenk
  • 19.12.2013 - 12:44

Sehr interessante AUsführung, vielen Dank.
Das Tutorial ist sehr gut erklärt, verständlich auch für die Nicht-Cracks unter den Anwendern.
Vielen Dank!

Portrait von MIHAUKI
  • 29.04.2013 - 16:06

Sehr gutes Tutorial hat mir geholfen meine Tiefenschärfe-einstellungen zu überarbeiten (=

Portrait von densi97
  • 30.01.2013 - 20:32

echt gutes tutorial ;)
sehr hilfreich :)

Portrait von strawberrymaker
  • 19.01.2013 - 23:37

Danke für das Tutorial :) Habs immer versucht aber nie hats geklappt (also ohne das Tut)

~Strawberrymaker~

Portrait von Sellmann
  • 10.01.2013 - 16:58

Interessantes Tutorial. Doch den Reiter ( Tiefe ) beim Kamera-Objekt gibt es bei mir nicht.
Ich benutze C4D R13. Und ich habe gesehen das du Version R12 verwendet hast.
Schade

Portrait von Stryker_hd
  • 27.12.2012 - 12:10

Hat mir sehr geholfen. Viel dank.

Portrait von tid3
  • 16.11.2012 - 13:52

Top. Bedanke mich :)

Portrait von XxTatoXX
  • 31.08.2012 - 13:34

Vielen Dank! Hast mir sehr weitergeholfen.

Portrait von detec
  • 22.08.2012 - 17:07

Sehr interessant! Danke!

Portrait von Thomas_
  • 22.08.2012 - 07:20

Werde ich bei Gelegenheit lesen.
Danke für Deine Mühe

Portrait von ninafee
  • 20.08.2012 - 15:22

Vielen dank, sehr Interessante.

Portrait von ragpicker
  • 20.08.2012 - 10:33

Interessante Sache. Danke für das Tutorial.

Portrait von MaoMao
  • 20.08.2012 - 08:03

Vielen dank für das sehr gut erklärte Tutorial.

Portrait von Hanno_Hauser
  • 20.08.2012 - 07:41

Hi,
danke für diese Ausführungen.
LG

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