3D-Animation | Funktionsweise und Aufbau eines Planetengetriebe

Kunde: Wittenstein alpha GmbH / https://www.wittenstein.de

Leistung: Produktion und Postproduktion einer 3D-Animation für ein internes Schulungsvideo über die Funktionsweise und den Aufbau von Wittenstein Planetengetrieben.

Tools: Autodesk 3ds Max, VRay, Adobe After Effects mit Plugins (Frischluft Lenscare DOF, Magic Bullet Looks, RE:Vision RSMB, Optical Flares, Boomer Labs Max2AE)

Entstehung eines Videoprojektes als 3D-Animation

CGI-Produktion (CGI = Computer Generated Imagery)

Im ersten Schritt werden die angelieferten STEP-Daten des 3D-Modells des Getriebes, d. h. die CAD-Konstruktionsdaten für die Fertigung des Produktes, in ein Polygonmodell konvertiert. Dies erleichtert die Bearbeitung und Performance in der 3D-Grafiksoftware 3ds Max. Anschließend werden die einzelnen Bauteile des Planetengetriebes geriggt. In diesem Fall werden dabei die Rotations- und Positionsabhängigkeiten der einzelnen Zahnräder zueinander festgelegt, um eine physikalisch korrekte Animation erstellen zu können. Durch das Rigging greifen die Zähne der einzelnen Zahnräder zu jeder Zeit bzw. bei jeder Drehzahl korrekt ineinander und die daraus resultierende Übersetzung wird richtig dargestellt. Für Materialität und Beleuchtung der Szene (Shading und Lighting) werden VRay Materials und VRay Lights eingesetzt. Unter Shading versteht man die Definition der Oberflächen der Objekte wie Reflektionseigenschaften, Farbe, Struktur etc. Lighting bezeichnet die Ausleuchtung der Szene, ähnlich wie in einem Fotostudio.

Zur Erstellung des Videos werden die Zahnräder des Getriebes sowie weitere Bauteile und Kameras animiert und als Bildsequenzen ausgegeben. Diese Bildsynthese wird rendern genannt. Rendern ist der Prozess der Bildberechnung aus den Rohdaten der Software unter Berücksichtigung aller vorher genannter Aspekte wie Materialität, Beleuchtung, Animation etc. VRay ist hierfür unsere bevorzugte Render Engine, da sie sich für die Darstellung fotorealistischer Produktvisualisierungen sehr gut eignet.

Postproduktion/Nachbearbeitung

In der Postproduktion werden die erzeugten Bildsequenzen dann zusammengeführt und nachbearbeitet. Wir arbeiten hier mit Adobe After Effects. Bestandteile der Postproduktion sind Bildoptimierung, Retusche, Farbkorrektur, Effekte, „Look“ erzeugen, Texte, Bauchbinden, Sound, 2D-Animationen von Grafiken, Texten und Bildern sowie die Verwendung von Masken, um beispielsweise bestimmte Bauteile zu highlighten.

Im Fall des Planetengetriebes werden außerdem verschiedene Plugins für After Effects verwendet:

• Frischluft Lenscare DOF für eine nachträgliche, animierbare Tiefenschärfe unter Einbeziehung eines ZDepth-Renderpasses

• Magic Bullet Looks für die Erzeugung des finalen Looks des Videos

• RE:Vision RSMB für einen nachträglichen Motionblur

• Video Copilot Optical Flares für die Erzeugung natürlicher Lens Flares und Lichtreflexe

• Boomer Labs Max2AE, mit dessen Hilfe Kameras und Bezugsflächen zwischen 3ds Max und After Effects ausgetauscht und ineinander integriert werden können. Im Fall des Planetengetriebes bewegen sich dadurch Beschriftungen und animierte Grafiken synchron zur 3D-Kamera.

Encoding

Die finale Videoausgabe erfolgte im standardisierten .mp4-Video-Container-Format mit H.264 Codec und einer variablen Bitrate zwischen 4Mbit/s und 20Mbit/s. Hierfür kam der Adobe Media Encoder zum Einsatz. Umgangssprachlich wird der Vorgang des Encodings auch als rendern bezeichnet.

Vorteile von CGI-Videos

Es gibt viele Vorteile von CGI-Videos (mittels 3D-Grafiksoftware erstellte Animationen) gegenüber Realfilm. Die Darstellung von Produkten, die es in der Realität noch gar nicht gibt und sich vielleicht noch in der Entwicklung befinden, ist einer davon. Alternativ können Beleuchtung, Spiegelung, Perspektive etc. von Produktportfolios dargestellt, Materialien und Farben schnell geändert und das Produkt beliebig gedreht werden. Bauteile können im laufenden Zustand ein- und ausgeblendet oder transparent dargestellt werden und so einen Blick ins Innere freigeben. Ebenso können Darstellungen, die in der Realität nicht möglich sind, visualisiert werden, etwa animierte Explosionszeichnungen, die den Aufbau komplexer Produkte darstellen. In Kombination mit animierten Grafiken und Texteinblendungen werden komplizierte Sachverhalte leicht und verständlich erklärt.