Der Material-Manager: Das Erzeugen-Menü – Der Nebel-Shader

CINEMA 4D bietet diverse Möglichkeiten an, Nebel zu berechnen. So können Sie z. B. mit dem bereits erwähnten Umgebung-Objekt ebenso Nebel erzeugen, wie über einen separaten Nebel-Kanal im Standard-Material. Dieser Nebel-Shader unterscheidet sich besonders durch die korrekte Volumenberechnung und die Möglichkeit, Unregelmäßigkeiten und Schwaden im Nebel zu erzeugen. Dies macht den Effekt natürlich noch realistischer und glaubhafter.

Der Nebel kann beliebig eingefärbt werden (siehe Abbildung 5.30).

CINEMA-4D - Nebel kann in beliebiger Farbe erstellt werden.

Abbildung 5.30: Nebel kann in beliebiger Farbe erstellt werden.

Dazu steht Ihnen der Farbe-Parameter zur Verfügung. Die Ausdehnung des Nebels wird dann durch Geometrie des Objekts bestimmt und durch die Lage und Größe des Textur-Vorschauquaders. Sie kennen dieses Gebilde bereits vom Landschaft-Shader. Im Textur-Achse bearbeiten-Modus erscheint dann am Objekt ein weiß umrandeter Quader, der mit den üblichen Werkzeugen oder über den Koordinaten-Manager manipuliert werden kann. Bereiche, die unter dem Boden dieses Quaders liegen, werden in jedem Fall mit Nebel gefüllt. Je nach Typ-Einstellung im Nebel-Shader erfolgt dann die Abnahme der Nebel-Dichte entlang der Y-Achse des Texturquaders. Bei den Typen Linear und Exponentiell erfolgt die Abnahme der Sichtbarkeit entsprechend dieser mathematischen Abnahmekurven. Über der oberen Quaderseite ist dann in jedem Fall kein Nebel mehr sichtbar. Bei Auswahl von Keine Abnahme findet keine Reduzierung des Nebels statt. Der Nebel ist dann auch außerhalb des Texturquaders überall gleich stark zu sehen.

Sofern Linear oder Exponentiell als Typ gewählt wurden, definieren Sie über den Abnahme-Wert die Sichtbarkeit des Nebels über dem Boden des Texturquaders. Bei 100% nimmt der Nebel in seiner Intensität zwischen der Bodenebene und seiner oberen Deckfläche vollständig an Sichtbarkeit ab. Bei kleineren Abnahme-Werten ist der Nebel z. B. bereits bei 50% der Y-Höhe nicht mehr zu sehen.
Die generelle Dichte des Nebels legen Sie über den gleichnamigen Parameter fest. Weniger Dichte führt zur generellen Abnahme der Sichtbarkeit. Der Nebel wird dünner. Die Berechnung des Nebels erfolgt durch die Abtastung des Volumens im zugewiesenen Objekt. Dabei werden praktisch Proben des Nebels an verschiedenen Stellen entlang des jeweiligen Sehstrahls genommen und miteinander verrechnet. Die Anzahl dieser Proben wird über den Samples-Wert vorgegeben. Je mehr Samples, umso mehr Details werden sichtbar, desto länger dauert aber auch die Berechnung des Effekts. Zudem ist ab einer gewissen Größenordnung auch kein qualitativer Unterschied mehr zu sehen. Sie sollten daher zuerst mit kleineren Samples-Werten, wie z. B. dem Standardwert 8 starten und nur bei Bedarf diese Voreinstellung schrittweise erhöhen. Zu kleine Werte führen ansonsten hier zu einer Weichzeichnung der turbulenten Störungen im Nebel, die wir gleich noch besprechen werden.
Wie sich an dem Konzept der Abtastung des Objektvolumens schon erkennen lässt, ist dies ein recht aufwändiges Verfahren. Aus diesem Grund ist die Volumetrisch-Option standardmäßig ausgeschaltet. Über diese können nämlich zusätzlich noch Lichteffekte mit in die Nebelberechnung einfließen. Stellen Sie sich eine Laterne im Nebel vor. Das Licht erhellt dabei zusätzlich den Nebel in der Umgebung. Zudem werfen die Streben der Laterne Schatten in den Nebel. Sicherlich ein optisch sehr schöner, aber eben auch rechenaufwändiger Effekt. Wenn Sie auf derartige Schatten- und Lichteffekte in dem Nebel keinen Wert legen, lassen Sie daher die Volumetrisch-Option besser deaktiviert um Rechenzeit zu sparen.

Turbulenz

Kommen wir nun zu den Möglichkeiten des Shaders, den Nebel weniger gleichförmig erscheinen zu lassen. Der Nebel-Shader ist nämlich in der Lage, Verwirbelungen und Wolkenstrukturen in den Nebel zu integrieren. Diese lassen sich zudem animieren, um z. B. ziehende Nebelschwaden zu realisieren.

Die Stärke der Turbulenz geben Sie über den Turbulenz-Wert vor. Dadurch werden mit ansteigenden Werten immer kontraststärkere Strukturen im Nebel sichtbar. Es entstehen Schwaden und kleine Wolken. Die räumliche Ausdehnung dieser Strukturen können Sie über die drei Frequenz-Werte einstellen. Von links nach rechts gelesen stehen diese Werte für die Dichte an Wolken in X-, in Y- und in Z-Richtung. Das Bezugssystem hierfür ist wieder der Texturquader, den Sie im Textur-Achse bearbeiten-Modus sehen können, sofern das Objekt und das im Objekt-Manager angehängte Textur-Tag selektiert sind. Je höher der Frequenzwert in einer Richtung ist, desto komplexer und detailreicher wird die Turbulenz also in dieser Richtung. Wenn Sie keine Turbulenz wünschen, sollten Sie die Frequenz auf den Standardwerten 1, 1, 1 belassen, damit die Abnahme der Nebel-Sichtbarkeit nicht beeinflusst wird.

Die bereits angesprochene Animation, bzw. zeitliche Variation der Nebelschwaden, legen Sie über die T-Frequenz fest. Werte über 0% starten die Animation. Je größer der Wert, desto schneller verändern sich die Schwaden. Das Ausmaß der Veränderung wird zusätzlich über die Amplitude gesteuert. Je größer dieser Wert ist, desto größere Abschnitte der Nebelschwaden werden bei der Animation verändert. Selbst bei einer Amplitude von 0% finden jedoch noch Veränderungen an den Schwaden statt. Sie können dies gut beobachten, wenn Sie nach einem Rechtsklick auf das Vorschaubild im Material-Editor oder im Attribute-Manager den Punkt Animieren auswählen. Ein erneuter Aufruf dieses Menüeintrags stoppt die bewegte Materialvorschau dann wieder.

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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