Shader und Texturen: Die Szene texturieren – Die Landschaft gestalten

Die hügelige Landschaft hatten wir ja bereits modelliert. Diese Umgebung der Szene soll im Vordergrund von einer Straße durchlaufen werden. An die Straße soll sich dann wiederum ein Bürgersteig anschließen, auf dem schließlich unsere Telefonzelle ihren Platz findet. Die entsprechende Aussparung in der Landschaft für den Verlauf der Straße erzeugen wir durch eine Boole-Operation. Erstellen Sie dafür ein Würfel-Grundobjekt mit einer Breite von ca. 550 cm und platzieren Sie dieses so, dass es einen interessanten Straßenverlauf abgibt und die Landschaft an der entsprechenden Stelle vollständig einschließt. Ordnen Sie anschließend sowohl das Landschaft-Objekt samt dem dort gruppierten FFD-Deformator und den neuen Würfel unter einem neuen Boole-Objekt ein. Als Boole-Typ wird A minus B benutzt.

Sofern unter dem Boole-Objekt das Landschaft-Objekt oben einsortiert wurde, sollte sich dadurch der Straßenverlauf in die Landschaft schneiden (siehe Abbildung 6.57).

CINEMA-4D - Der Straßenverlauf entsteht durch das Abziehen eines Würfels von der Landschaft.

Abbildung 6.57: Der Straßenverlauf entsteht durch das Abziehen eines Würfels von der Landschaft.

Die Lücke für die Straße ist nun vorhanden, aber die eigentliche Straße selbst fehlt natürlich noch. Dazu soll uns ein einzelnes Polygon ausreichen. Rufen Sie also ein neues Polygon-Objekt aus der Gruppe der Grundobjekte ab und platzieren Sie es in der Lücke, die durch das Boolen der Landschaft entstanden ist. Platzieren Sie das neue Polygon zudem etwas unterhalb der Landschaft. Der Höhenunterschied zwischen Landschaft und Straßenbelag wird gleich von uns durch eine zusätzliche Bordsteinkante geschlossen. Damit die Landschaft seitlich der Straße nicht zu wellig erscheint, sollten Sie die Punkte dort ungefähr auf eine Y-Koordinate bringen. Erstellen Sie dazu eine Punktselektion der entsprechenden Punkte am Landschaft-Objekt und skalieren Sie diese Selektion entlang der Y-Richtung zusammen. Alternativ hierzu können Sie auch das Pinsel-Werkzeug benutzen und dort den Glätten-Modus verwenden. Zuvor sollten Sie jedoch kurzzeitig das Boole-Objekt deaktivieren und das Landschaft-Objekt über Mesh > Konvertieren > Aktuellen Zustand in Objekt wandeln editierbar machen. Die ursprüngliche Landschaft samt deren FFD-Objekt können anschließend gelöscht und das Boole-Objekt wieder aktiviert werden.

Als Hauptmaterial für die Landschaft verwenden wir eine Art moosbewachsener Erdtextur. Dazu erstellen Sie ein neues Material und laden dort den Ebene-Shader in den Farbe-Kanal. Wir werden damit eine Mischung verschiedener Shader herstellen, um eine natürliche Farbvariation zu simulieren. Die Basis dafür bildet der Metall-Shader, den Sie zuerst in den Ebene-Shader laden. Am linken Rand des Verlaufs im Metall-Shader stellen Sie die HSV-Farbwerte auf 37°, 50% und 15%. Am rechten Rand wählen wir 43°, 31% und 40% im HSV-System. Um diese Erdfarben etwas zu begrünen, setzen wir noch einen weiteren Farbreiter grob in die Mitte des Verlaufs und geben diesem die Farbwerte 106°, 34% und 44%. Den Frequenz-Wert stellen wir auf 10, um eine rege Vermischung der Farbwerte zu erreichen.

Zurück auf der Kontrollebene des Ebene-Shaders ergänzen Sie einen Noise-Shader, der für die Oberflächen der Hügel und Berge im Hintergrund verantwortlich sein soll. Als Muster wählen wir dort Turbulenz mit einer globalen Größe von 200% und verstärken daran etwas den Kontrast durch Clipping unten 15% und Clipping oben 80%. Damit diese Struktur nicht nur Graustufen enthält erzeugen Sie über die Effekt…-Schaltfläche des Ebene-Shaders einen Colorizer, der über dem Noise-Shader liegen muss. Der Colorizer startet links mit einem schwarzen Reiter, gefolgt von 85°, 91%, 21% bei einer Position von ca. 30% auf dem Verlauf. Auf Position 65% folgt die Farbe 85°, 4%, 45% und am Ende des Verlauf steht noch ein Reiter mit den Farbwerten 0°, 0% 57%. Diese Einstellungen können Sie auch allesamt in Abbildung 6.58 noch einmal nachvollziehen.

Jetzt fehlt nur noch die Maskierung um zwischen dem eingefärbten Noise und dem Metall-Shader zu überblenden. Dafür ist der Geländemaske-Shader wie geschaffen und wird über die Shader…-Schaltfläche aufgerufen. Dieser Shader muss, wie in Abbildung 6.58 zu sehen, zwischen Noise und Metall einsortiert und im Ebenenmaske-Modus betrieben werden. Innerhalb der Geländemaske aktivieren wir nur die Höhenmaskierung mit einer Min Höhe von -50 cm und einer Max Höhe von 600 cm. Dies kann in Ihrer Szene auch geringfügig anders aussehen, denn diese Werte sind von der Gipfelhöhe der Landschaft abhängig. Min aufweichen benutzen wir mit 75% und ergänzen noch etwas chaotische Unregelmäßigkeiten im Übergang der Maskierung durch Noise Höhe 200 cm und Skalierung 500%. Oben rechts ist das entsprechende Ergebnis einer Testberechnung in Abbildung 6.58 zu sehen.

CINEMA-4D - Einstellungen innerhalb des Ebene-Shaders für die Landschaft der Szene

Abbildung 6.58: Einstellungen innerhalb des Ebene-Shaders für die Landschaft der Szene

Dabei habe ich außer der Farbe alle anderen Kanäle im Material deaktiviert gelassen. Nur das Modell in den Illumination-Einstellungen des Materials können Sie noch auf das mattere Oren-Nayar umschalten und dort bei einer Rauigkeit von 100% die Diffuse Stärke auf 70% absenken. Dies dunkelt die Landschaft zusätzlich etwas ab. Da das Landschaft-Objekt bereits über UVW-Koordinaten verfügt, können Sie dieses Material anschließend einfach per Drag&Drop zuordnen. Dabei ist es übrigens egal, ob Sie das Material dem Boole-Objekt oder der Landschaft direkt zuweisen.

Der Bürgersteig

Der Bürgersteig soll bereits etwas ramponiert aussehen und von kleinen Rissen durchzogen sein. Um auch den Umgang mit Bild-Texturen zu üben, möchte ich dieses Material über eine Bitmap definieren. Dazu habe ich einige Fotos maroder Straßenbeläge aufgenommen und diese in Photoshop zu einer großen und seitlich kachelbaren Textur kombiniert. Sie finden dieses Asphalt-Bild in den Download-Daten zu diesem Buch.

Erstellen Sie also ein neues Material und laden Sie dort dieses Bild sowohl in den Diffusion- als auch den Relief-Kanal hinein. Da es sich hier um ein Graustufenbild handelt, können wir die Relief-Information sehr gut verwerten. Wir versuchen es hier zunächst mit einer Relief-Stärke von 100%. Aktivieren Sie im Relief-Kanal zusätzlich den Filter-Shader, der sich automatisch der bereits geladene Bitmap annimmt. Dies gibt uns zusätzliche Kontrolle über Helligkeit und Kontrast des Bilds. Dort stellen wir zuerst die Blur-Stärke auf -100% um das Bild zusätzlich zu schärfen und erhöhen den Kontrast auf 100% (siehe Abbildung 6.59).

CINEMA-4D - Der Bürgersteig wirkt durch ein starkes Relief glaubhaft.

Abbildung 6.59: Der Bürgersteig wirkt durch ein starkes Relief glaubhaft.

Aktivieren Sie zusätzlich den Spiegelung-Kanal und laden Sie dort den Fresnel-Shader hinein. Aktivieren Sie dessen Physikalisch-Option und wählen Sie aus seinen Presets den Asphalt aus. Den Mischmodus des Spiegelung-Kanals stellen Sie auf Multiplizieren. Auf diese Weise können Sie über die Helligkeit der Spiegelungsfarbe weiterhin die Intensität der Spiegelung einstellen. Wir wählen dort vorerst 50% für die Helligkeit und aktivieren zusätzlich den Matteffekt mit 30% und nur 20 Max Samples. Es macht nun auch Sinn, die Option für Wirkung auf Spiegelung auch im Diffusion-Kanal hinzuzuschalten.

Das Glanzlicht dieses Materials bleibt unspektakulär mit einer Breite von 50% und einer Höhe von 20%, wobei wir in den Illumination-Einstellungen Oren-Nayar als Modell mit einer Rauigkeit von 100% und einer Diffusen Stärke von 80% benutzen.

Zur Zuweisung dieses Materials erstellen Sie zuerst eine Polygon-Selektion der Landschaft-Flächen, die im Vordergrund der Szene durch die Straße abgetrennt werden (siehe untere Abbildung).

CINEMA-4D Buergersteig

Speichern Sie diese Selektion durch Selektieren > Selektion einfrieren als Polygon-Selektion-Tag und geben Sie diesem Tag einen passenden Namen. Nachdem Sie das Asphalt-Material auf die Landschaft gezogen haben, tragen Sie diesen Namen in das Selektion-Feld ein oder ziehen das entsprechende Selektion-Tag aus dem Objekt-Manager per Drag&Drop in dieses Feld. Als Material-Projektion können Sie Quader-Mapping verwenden.

Skalieren Sie den Textur-Quader im Textur-Achse bearbeiten-Modus so, dass eine glaubhafte Größe der Risse auf dem Bürgersteig entsteht. Beachten Sie dabei das Seitenverhältnis des Bilds im Material, um Verzerrungen zu vermeiden. Ich komme hier ungefähr auf 640 cm für Größe.X und 239 cm für Größe.Z. Der Anteil von Größe.Y ist für uns hier nicht von Bedeutung, da dieser Teil der Landschaft nahezu eben ist. Zudem sollte der obere Rand der Textur möglichst exakt mit der Abrisskante des Bürgersteigs zur Straße hin übereinstimmen.

Die Straße

Für den Asphalt der Straße greifen wir auf eine ähnliche Prozedur zurück. Auch für diese Oberfläche habe ich ein kachelbares Bild erstellt. Erstellen Sie also ein neues Material und laden Sie auch dort wieder das spezielle Asphalt-Bild für den Straßenbelag dort in den Diffusion- und den Relief-Kanal hinein. Auch hier kommt wieder ein Filter-Shader für den Relief-Kanal zum Einsatz. Ansonsten können alle übrigen Einstellungen aus dem Material des Bürgersteigs entnommen werden.

Das Material kann anschließend einfach auf das Straßen-Polygon gezogen und z. B. mit Fläche-Mapping angewendet werden. Überprüfen Sie die Lage und Größe des Materials im Textur-Achse bearbeiten-Modus. Um die Textur unverzerrt anzuzeigen sollten Sie ein Seitenverhältnis von 4:3 beibehalten. Ich versuche es mit 180 cm in der Breite und 135 cm in der Höhe und lasse zudem die Kacheln nahtlos anlegen (siehe Abbildung 6.60).

CINEMA-4D - Links die texturierte Straße, rechts mit zusätzlichen Reifenspuren

Abbildung 6.60: Links die texturierte Straße, rechts mit zusätzlichen Reifenspuren

Damit hat die Straße zwar ein passendes Grundmaterial, dieses wirkt jedoch noch etwas zu sauber für eine Straße. Lassen Sie uns noch ein paar Reifen- und Bremsspuren ergänzen. Erstellen Sie dazu ein neues Standardmaterial mit 10% Helligkeit im Farbe-Kanal und den üblichen 50%/20% Einstellungen im Glanzlicht-Kanal. Die eigentlichen Streifen lassen wir uns durch einen Wasser-Shader im Alpha-Kanal dieses Materials erzeugen. Wichtig ist dabei, die Option für Alpha-Bild im Alpha-Kanal auszuschalten, da der Wasser-Shader selbst bereits einen Alpha-Kanal berechnet, der jedoch nur die Umrisse der Wellen wiedergibt. Wir benötigen jedoch weiche Alpha-Informationen, so wie sie durch den Farbverlauf des Wasser-Shaders erzeugt werden.

Die Werte für U-Frequenz und V-Frequenz erhöhen wir auf 2. Das Material ist damit fertig und kann per Drag&Drop der Straße zugewiesen werden. Natürlich ist darauf zu achten, dass diese Abnutzungsstreifen rechts vom Textur-Tag des Grundmaterials einsortiert werden. Da das Polygon-Grundobjekt der Straße nicht von uns verändert wurde, kann auf die internen UVW-Koordinaten projiziert werden.

Überprüfen Sie anschließend durch Testberechnungen die Lage und Größe der Streifen. Korrekturen sind leicht durch Offset-Verschiebungen im Textur-Tag oder Anpassungen der Frequenz-Werte im Wasser-Shader des Materials möglich.

Die Bordsteinkanten

Wie bereits beschrieben, haben wir den Straßenbelag absichtlich etwas tiefer angelegt als die Landschaft. Die dadurch entstehende Lücke in der geboolten Landschaft verschließen wir nun durch ein paar Randsteine, bzw. eine Bordsteinkante. Dafür greifen wir einfach auf das grobe Beton-Material zurück, das wir bereits am Sockel der Telefonzelle verwendet haben.

Als eigentliches Modell für die Bordsteinkante verwenden wir ein Würfel-Grundobjekt. Ich habe dieses mit 50 cm entlang der X-Richtung und jeweils 15 cm in Y- und Z-Richtung konfiguriert. Konvertieren Sie diesen Würfel und nutzen Sie dann den Bevel-Befehl im Kanten-Modus zum Abrunden der Kante, die oben zur Straße hin weist. Eine Abrundung von 3 cm bei zwei konvex angeordneten Segmenten bricht die harten Kanten. Wiederholen Sie dies mit einem Abrundungsradius von 1 cm an der gegenüberliegenden Kante. Verschieben Sie diesen Würfel anschließend an den Rand der Straße, sodass er die Lücke zwischen Asphalt und Bürgersteig überbrückt. Erstellen Sie dann eine Kopie dieses Steins und drehen und verschieben Sie diese an die gegenüberliegende Straßenseite, um dort ebenfalls die Lücke zwischen der Landschaft und der Straße zu schließen.

Typisch sind nun noch quadratische Steine, die den Straßenbelag seitlich zum Bordstein abgrenzen. Diese müssen nicht unbedingt für beide Straßenseiten erstellt werden. Wenn der Blickwinkel der Kamera nicht zu steil gewählt ist, wird nur die hintere Straßenseite vollständig zu sehen sein. Ergänzen Sie dort fünf zusätzliche Würfel-Grundobjekte mit einer Grundfläche von je 10 mal 10 cm. Die Höhe der Würfel spielt eine untergeordnete Rolle, da nur die obere Deckfläche samt deren Abrundung oberhalb des Asphalts sichtbar sei wird. Für die Abrundung dieser Steine wählen Sie 1 cm bei zwei Segmenten und positionieren diese Stein-Objekte dann parallel am Fuß des Randstreifens so, dass nur der obere Teil dieser Würfel sichtbar bleibt.

Haben Sie dabei eine Hierarchie gebildet, so wie in Abbildung 6.61 zu sehen, können Sie die seitliche Platzierung dieser Steine bequem mit dem Verschieben-Werkzeug im Manipulation pro Objekt-Modus vornehmen. Fassen Sie die neuen Würfel-Objekte so in einer Gruppe zusammen, dass einer der beiden großen Randsteine das Oberobjekt bildet. Diesem Objekt weisen Sie dann auch das bereits vorhandene Sockel-Material zu und lassen dieses mit Quader-Mapping projizieren.

CINEMA-4D - Abrundung der Kanten und Platzierung von fünf quadratischen Randsteinen

Abbildung 6.61: Abrundung der Kanten und Platzierung von fünf quadratischen Randsteinen

Die Größe des Textur-Quaders habe ich auf jeweils 10 cm in alle Richtungen reduziert, um eine feine Steinstruktur abzubilden. Sie können dies z. B. über den Eintrag 10 cm in den drei Größe-Feldern im Koordinaten-Teil des Textur-Tags erreichen.

Selektieren Sie nun dieses oberste Stein-Objekt der Gruppe und rufen Sie Werkzeuge > Objekte anordnen > Duplizieren auf. Als Modus verwenden Sie dort Linear mit dem Klonmodus Renderinstanzen. Dies bietet sich hier besonders an, da wir je nach Lage der Straße recht viele Kopien benötigen werden, um den gesamten sichtbaren Randbereich der Straße zu verschließen.

Der Position-Vektor für die Anordnung der einzelnen Kopien könnte z. B. -51 cm für den X-Anteil und jeweils 0 cm für den Y- und den Z-Anteil betragen. Die kleine Lücke zwischen den Steinkopien dürfte etwas natürlicher aussehen, als wenn später alles wie eine durchgehende Steinwand aussieht. Voraussetzung hierfür ist natürlich, dass die Pro Schritt-Option aktiv bleibt. Die Anzahl der Kopien ist ansonsten Ihnen überlassen und sollte natürlich ausreichend hoch gewählt werden, um die Straße in Ihrer Szene zumindest im vorne sichtbaren Bereich zu vervollständigen.

Kontrollieren Sie anschließend erneut den Rand der Landschaft an der Straße, damit es dort nicht zu große Lücken zu der Bordsteinkante gibt. Wer möchte, kann auch nach dem Duplizieren noch kleine Rotationen zu den quadratischen Steinen hinzufügen, um diese nicht so perfekt ausgerichtet erscheinen zu lassen. In Abbildung 6.62 sehen Sie, wie dies die ansonsten gradlinige Anordnung natürlicher gestaltet.

CINEMA-4D - Testrenderings der Bordsteinkante nach dem Duplizieren

Abbildung 6.62: Testrenderings der Bordsteinkante nach dem Duplizieren

Damit haben wir dann die Umgebung und die Telefonzelle vorerst fertig texturiert. Wie wäre es nun noch mit einer angeschnittenen Hauswand links neben der Straße? Die Telefonzelle könnte seitlich an dieser Hauswand stehen und die Szene wirken lassen, als würden wir aus einer Seitenstraße auf angrenzende Felder blicken. Dazu müssen wir uns noch einmal kurz dem Thema Modellierung widmen.

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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