Modellierungswerkzeuge und –techniken: Mesh > Normalen

Top-Tutorial, Tutorials 13. Mai 2014 – 0 Kommentare

Wie Sie bereits wissen, handelt es sich bei den Normalen um Vektoren mit der Standardlänge 1, die normalerweise immer senkrecht auf der Vorderseite der Polygone stehen. Diese Normalen werden z. B. für die Berechnung der Oberflächenschattierung bei Lichteinfall, aber auch für viele Werkzeuge herangezogen, wenn z. B. beim Extrudieren Flächen verschoben werden. Während der Modellierung können wir die Richtung der Normalen nicht beeinflussen.

Was jedoch zu beachten ist, ist die Drehung der Polygone. Da Polygone eine Vorder- und eine Rückseite haben, sollten alle Flächen immer einheitlich mit der Frontseite nach außen zeigen. Ob Sie gerade die Vorder- oder Rückseite eines Polygons betrachten, können Sie im Polygon-Betriebsmodus durch Selektion der Fläche beurteilen. Wird die selektierte Fläche orangefarben angezeigt, blicken Sie aktuell auf die Vorderseite. Die Rückseite wird generell bläulich dargestellt (siehe seitliche Abbildung). Zudem können Sie eine symbolhafte Darstellung der Normalen im Editor aktivieren. Wir haben die dafür zuständige Normalen-Option in den Ansichts-Voreinstellungen der Editoransichten bereits besprochen. Die dann eingezeichnete weiße Linie steht immer auf der Vorderseite der Polygone. Die nun folgenden Befehle in diesem Mesh-Untermenü beschäftigen sich ausschließlich mit diesen Normalen. Die Form des Objekts wird dadurch also in keinem Fall verändert. Es kann nur zu Veränderungen an der Oberflächenschattierung kommen.

CINEMA-4D Mesh Normalen

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Normalen ausrichten / Normalen umdrehen

Normalen werden in der Regel automatisch erzeugt und ausgerichtet. Bei manuell erzeugten Polygonen kann es jedoch zu Verdrehungen kommen, sodass eine Normale z. B. in das Innere eines Objekts zeigt statt nach außen. Derartige Normalen können im berechneten Bild später als Unregelmäßigkeiten in der Schattierung der Oberfläche zutage treten (siehe linke Seite der Abbildung 2.75).

CINEMA-4D - Links eine Schattierungs-Anomalie, die durch eine falsch ausgerichtete Normale erzeugt wird. Rechts der korrigierte Zustand.

Abbildung 2.75: Links eine Schattierungs-Anomalie, die durch eine falsch ausgerichtete Normale erzeugt wird. Rechts der korrigierte Zustand.

Wie bereits beschrieben, zeigen selektierte Polygone durch ihre Färbung im Editor an, welche Seite wir aktuell betrachten. Ein oranger Farbton kennzeichnet die Vorderseite, bläuliche Färbungen die Rückseite eines Polygons. Sollten Sie anhand dieses Farbschemas Unregelmäßigkeiten bei der Ausrichtung beobachten, selektieren Sie gezielt die falsch ausgerichteten Polygone und rufen dann Normalen umdrehen auf. Alternativ hierzu können Sie auch Normalen ausrichten im gleichen Menü benutzen. Die selektierten Polygone werden dann automatisch überprüft und Abweichler umgedreht. Soll sich diese Überprüfung auf das gesamte Objekt erstrecken, selektieren oder deselektieren Sie entweder alle Polygone am Objekt oder führen die Funktion im Modell-, Punkte- oder Kanten-Modus aus.

Bei Normalen ausrichten kann es jedoch auch dazu kommen, dass z. B. alle Normalen derart korrigiert werden, dass sie alle nach Innen zeigen. Dies hängt vom Zahlenverhältnis zwischen nach vorn und nach hinten ausgerichteten Normalen ab. Ziel dieser Funktion ist also vorrangig eine gleichartige Ausrichtung der Normalen zu erreichen. In solchen Fällen rufen Sie anschließend einfach Normalen umdrehen auf, um alle Normalen nach außen zu drehen.

Phong Shading-Funktionen

Wir haben bereits über das Phong-Tag an Objekten gesprochen, das automatisch für eine weich schattierte Oberflächendarstellung sorgen kann, selbst wenn nur wenige Polygone vorhanden sind. Um manuell einzelne Kanten hart definiert erscheinen zu lassen, kann für diese gezielt die Phong-Schattierung unterbrochen werden, obwohl der Glätten bis-Winkel des Phong-Tags ansonsten dort für eine weiche Schattierung sorgen würde (siehe Abbildung 2.76).

Kanten können individuell von der Phong-Glättung ausgenommen werden

Abbildung 2.76: Kanten können individuell von der Phong-Glättung ausgenommen werden

Selektieren Sie hierzu die entsprechenden Kanten am Objekt und rufen Sie dann Phong-Shading unterbrechen auf. Dieser Befehl kann also nur im Kanten-Modus aufgerufen werden.
Über Phong-Shading wiederherstellen wird der Effekt wieder zurückgenommen. Rufen Sie diese Funktion in einem anderen als dem Kanten-Modus auf, werden automatisch alle für die Phong-Schattierung unterbrochenen Kanten wieder normal geglättet angezeigt.

Einen Überblick über die bereits vorhandenen Kanten mit Phong-Unterbrechung erhalten Sie über Unterbrochene Phong-Kanten auswählen. Die entsprechenden Kanten erscheinen dann selektiert. Auch hierfür ist wieder die vorherige Aktivierung des Kanten-Modus erforderlich.

Über den Autor

Dieses Tutorial ist ein Auszug aus dem CINEMA 4D-Kompendium von Arndt von Koenigsmarck. Das komplette CINEMA 4D-Kompendium mit über 850 Seiten Know-how als Download (PDF und ePub) gibt es hier: CINEMA 4D-Kompendium.

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