Die Grundlagen der CGI-Animation

05.01.2023
05.01.2023
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CGI-Animation, auch Computeranimation oder Computergrafikanimation genannt, ist eine Technik, die es ermöglicht, mithilfe von Computerprogrammen realistische oder fiktive Szenen und Figuren in Filmen, Spielen und anderen Medien zu erschaffen. Sie hat in den letzten Jahrzehnten rasante Fortschritte gemacht und ist heute kaum mehr wegzudenken aus unserer Unterhaltungsindustrie.

Doch wie genau funktioniert CGI-Animation? Und was sind die Grundlagen, auf denen sie aufbaut? In diesem Blogartikel werden wir uns diesen Fragen widmen und einen Überblick über die wichtigsten Konzepte und Techniken geben, die bei der Erstellung von CGI-Animationen zum Einsatz kommen.

3D-Modellierung

Eine der grundlegenden Schritte bei der Erstellung von CGI-Animationen ist die 3D-Modellierung. Hierbei werden mithilfe von Computerprogrammen virtuelle 3D-Modelle von Figuren, Landschaften, Gebäuden oder anderen Objekten erstellt. Diese Modelle bestehen aus einer Vielzahl von kleinen Dreiecken, die sogenannten Polygonen. Je mehr Polygone ein Modell hat, desto höher ist seine Detailgenauigkeit und desto realistischer wirkt es.

Es gibt verschiedene Software-Tools, die bei der 3D-Modellierung zum Einsatz kommen, wie beispielsweise Blender, Maya oder 3ds Max. Sie ermöglichen es, das Modell in verschiedenen Ansichten zu betrachten und es durch Verformung, Skalierung oder Rotation zu verändern. Auch Materialien und Texturen, die der Optik der Oberfläche von realen Objekten nachempfunden sind, können auf das Modell aufgetragen werden.

Animationspipeline

Nachdem das 3D-Modell erstellt wurde, geht es an die eigentliche Animation. Dieser Prozess wird als Animationspipeline bezeichnet und umfasst mehrere Schritte, die zu einer flüssigen Bewegung der virtuellen Figuren oder Objekte führen.

Der erste Schritt ist die sogenannte Keyframe-Animation, bei der die wichtigsten Bewegungsphasen festgelegt werden. Dazu werden bestimmte Stellungen des 3D-Modells als “Keyframes” markiert und miteinander verbunden. Die dazwischenliegenden Stellungen werden von der Software automatisch berechnet und ergeben so eine glattige Bewegung.

Der nächste Schritt ist die sogenannte Rigging, bei der dem 3D-Modell ein Skelettverteilung zugewiesen wird. Diese Skelettstruktur ermöglicht es, das Modell zu bewegen und zu verformen, ohne dass die einzelnen Polygone manuell verschoben werden müssen.

Anschließend wird das Modell mit Hilfe von Licht und Schatten realistisch in Szene gesetzt. Dazu werden Lichtquellen definiert und Materialien auf die Oberflächen der 3D-Modelle aufgetragen, die die Art und Weise simulieren, wie Licht von ihnen reflektiert wird.

Zuletzt werden alle Einzelbilder, die in der Animation vorkommen, zu einem flüssigen Videostream zusammengefügt und mit Audio-Spuren und eventuellen Sonderfunktionen wie Untertiteln oder Special Effects versehen.

Vergleich: 3D Modell = Unten, Finales Rendering: Oben,
Editor mit Effekt Darstellung = Links

Rendern / Entwickeln

Ein wichtiger Schritt bei der Erstellung von CGI-Animationen ist das sogenannte Rendern. Dabei werden die 3D-Modelle und die Animationen mithilfe von speziellen Computerprogrammen in 2D-Bilder oder Videos umgewandelt, die auf einem Bildschirm oder in einem Film abgespielt werden können.

Das Rendern ist ein sehr rechenaufwendiger Prozess, der je nach Größe und Detailgenauigkeit der 3D-Modelle und der gewünschten Qualität der Ausgabebilder viel Zeit in Anspruch nehmen kann. Um diesen Prozess zu beschleunigen, gibt es sogenannte Render Farms, bei denen große Serverparks zur Verfügung stehen, die das Rendern parallel verarbeiten können.

Fazit

CGI-Animation ist eine komplexe Technik, die viele verschiedene Schritte und Tools umfasst. Von der 3D-Modellierung über die Animationspipeline bis hin zum Rendern gibt es viele Aspekte, die beachtet werden müssen, um realistische und ansprechende Computeranimationen zu erschaffen. Dennoch bietet sie auch viele kreative Möglichkeiten und ermöglicht es, fiktive Welten und Szenarien zu erschaffen, die in der Realität nicht möglich wären.

In den kommenden Wochen werden wir in weiteren Artikeln auf verschiedene Aspekte von CGI-Animation eingehen, wie beispielsweise die verschiedenen Software-Tools, die bei der Erstellung von Computeranimationen zum Einsatz kommen, oder die Möglichkeiten und Grenzen von CGI im Vergleich zu anderen Animationsmethoden. Wir hoffen, dass diese Artikel für alle interessant sind, die sich für die Welt der Computeranimation interessieren und mehr über die Hintergründe und Techniken erfahren möchten.

Quellen:

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