Archiv für den Monat September 2013

Apfelsortieranlage

Vor einiger Zeit durften wir für die Firma Schmid Maschinenbau in Göfis (A) die Animation des Kernstücks einer neuen Apfelsortieranlage realisieren.

Die Schmid Maschinenbau offerierte gemeinsam mit LTW in Wolfurt (A) eine komplett neue Anlage für einen der größten Apfelproduzenten in Italien (der Mivor Obstgenossenschaft im Vinschgau) Dabei werden die angelieferten Äpfel  gescannt, gewogen und dann ganz sanft in ein Wasser-Förderband gekippt in welchem sie dann in die Sortierhalle gelangen.

Nun erhielten wir von der Firma Schmid die Information, daß die erste Anlage nun fertig gestellt wurde und lud uns ein, die Maschine zu besichtigen. Nachdem wir nicht oft Gelegenheit haben, von uns animierte Industrieanlagen auch in Natura zu sehen, nahmen wir dieses Angebot gerne an und waren beeindruckt…!

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altes bauernhaus

VR Foto-Aufnahmen in Tarasp / Schweiz

Eine fotografische Bestandsaufnahme für das schweizer Architekturbüro Fanzun AG konnten unsere beiden Mitarbeiter Gerhard Dörn und Joel Eggenberger im Örtchen Tarasp im Kanton Graubünden in der Schweiz machen.

Zu dokumentieren war ein altes Bauernhaus mit Stallgebäude. Insgesamt wurden 27 Standpunke fotografiert – mit je 21 Bildern pro Standpunkt – das sind zusammen knapp 600 Einzelaufnahmen, die mit einer Spezialsoftware zu 360° Panoramen zusammengesetzt und anschließend in eine Virtuelle Tour eingebunden wurden.

Hier gehts zur VR-Tour …!

Unified Sampling – Kurze Erklärung und Einführung (Tutorial)

Seit 3Ds Max 2014 ist standardmäßig das Unified Sampling als Sampler definiert. In vorherigen Versionen nutzte man die Sampling Einstellungen hauptsächlich für das „Anti Aliasing“ des Renderings*.

(* Auch bei der klassischen Sampling Methode wurden die verschiedenen Samples (Shadow, Reflection Glossy, etc.) beeinflusst, jedoch war hier die Verteilung nicht optimal. Stellt man sich einen Pixel im Rendering vor, wurden auf diesem per „Zufall“ Samples verteilt. Dabei entstehen in der Regel Grüppchen von Samples und zwischen den einzelnen Grüppchen gab es größere Lücken. Ergebnis draus ist Rauschen in weichen Schatten oder matten Reflektionen. Um diese Lücken zu vermeiden, mussten die Samples z.B. im Material oder der Lichtquelle erhöht werden, oder eben sie Minimum und Maximum Sample Werte in den Render Einstellungen. Beides führt natürlich zu höheren Renderzeiten.)

Je größer die Minimum – und Maximum Werte waren, desto weniger „Treppenbildung“ ist entstanden.

Das neue Unified Sampling wurde entwickelt um alle Sampling Typen im Rendering zu steuern, was das Einstellen verschiedener Sampling Typen stark vereinfacht und das Rendering beschleunigt. Im Besonderen sind die Einstellungen der folgenden Sample Typen relevant:

  • Shadow Sample bei Area Lights (mr Sky Portal, Photometric Light (mit eingestelltem Shape als Emitter), Sunlight, Skylight (wenn Skylight Illumination from IBL aktiviert ist)
  • Ambient Occlusion Sample
  • Reflection Glossy Sample
  • Refraction Glossy Sample

Zu beachten ist hier auch, dass man im Allgemeinen weniger Sample benötigt und dennoch oft ein besseres Ergebnis erzielt.

Das Unified Sampling geht hier intelligenter vor, es verteilt die Samples auf dem Pixel nur „scheinbar“ zufällig, was zur Folge hat das keine Grüppchenbildung entsteht und somit auch die größeren Lücken verschwinden.

Links sehen wir das alte Sampling Verfahren und Rechts das Sampling Verfahren welches beim Unified Sampling zum Einsatz kommt.

Im Rendering sind die Unterschiede in folgenden Bildern zu sehen:

Altes Sampling Verfahren: Minimum 1, Maximum 16

Unified Sampling: Quality 2; Minimum 1, Maximum 128

Bei beiden Renderings wurden gleiche Sampleeinstellungen im Material und Licht verwendet, nur das Samplingverfahren unterscheidet sich.

Erklärung der Parameter

Die nahezu komplette Problematik der einzelnen Einstellungsparametern einer 3D Szene, wird beim neuen Unified Sampling im Parameter „Quality“ zusammengeführt. Hierüber wird bestimmt wie stark das Anti Aliasing ist, wie fein der Ambient Occlusion Pass wird, wie rauschfrei weiche- Schatten, Reflektionen und Refraktionen werden. Das ganze geschieht nicht nur in den Raumdimensionen, welches auch die Tiefenschärfe (Depth of Field) beinhaltet, sondern auch die zeitliche Dimension (Motion Blur).

Gerade auch Depth of Field und Motion Blur profitieren vom neuen Samplingverfahren. Mit ein wenig zeitlichen Mehraufwand lassen sich diese Effekte nun auch gut Rendern.

Wird der Wert „Quality“ erhöht bewirkt das, dass mehr Samples an den Stellen konzentriert werden, an denen die meisten Fehler auftauchen. Solche Fehler können z.B. sein, dass bei einem weichen Schatten dort ein Gerieseln entsteht (Noise/Rauschen) wo der Schatten ins Licht ausläuft.

Obiges Bild veranschaulicht an welchen Stellen der Quality Parameter des Unified Sampling, Samples mehr bündelt und an welchen weniger.

Mit der Minimum und Maximum Einstellung lässt sich festlegen wie viel Samples pro Pixel bei der Kalkulation verwendet werden dürfen.

Über den Filter ‚Type‘ lässt sich festlegen wie das Anti Aliasing gefiltert werden soll. Empfohlen wird hier Triangle oder Gauss (Gauss ist etwas weicher). Mitchell und Laczos schärfen zwar das Rendering mehr, jedoch heben sie auch mehr das Rauschen hervor. Daher lieber auf die beiden letzten verzichten.

Der „Noise Threshold“ legt einen Grenzwert fest, bis zu welchem Grad Fehler in der Kalkulation berücksichtigt werden. Ist dieser Grenzwert erreicht, werden keine zusätzlichen Samples mehr für die Berechnung hinzugenommen.

Dieser Parameter ist sehr empfindlich und sollte nur minimal verändert werden. Ca. zwischen 0,00 und 0,05. Wobei bei höherem Wert mit mehr Rauschen zu rechnen ist und bei kleineren Werten mit weniger Rauschen. 0.00 bedeutet nicht, dass kein Rauschen mehr vorhanden sein wird, es wird nur die maximale Fehlerberücksichtigung, welche über die Qualität festgelegt wurde, zugelassen.

Empfohlene Sampling Einstellung

Qualität kann für Preview Renderings zwischen 0,1 und 0,25 eingestellt werden. Finale Renderings können schon mit 0,75 auskommen, empfohlen wird jedoch eher 1,0 bis 2,0. Hat die Szene sehr weiche Schatten und/oder weiche Reflektionen/Refraktionen, kann durchaus auch ein höherer Wert, z.B. 4,0, angebracht sein. Bei Depth of Field und Motion Blur empfehlen sich Werte ab 4,0 bis ca. 8,0

Flächige Lichtquellen, die weiche Schatten produzieren, können ein auf ein Schatten Sampling 4 bis 8 eingestellt werden. Werden wenig Lichtquellen verwendet und ist der Schatten extrem weich können es auch mal 16 Sample sein. Werden viele Lichtquellen verwendet, ab ca. 8-10, können die Samples auch mal runter auf 2 gestellt werden.

Glossy Reflection/Refraction Sample hängen von der „Glossiness“ ab. Beim Arch & Design könnten Richtwerte wie folgen ausschauen:

0,8 und höher 2 Sample
0,6 – 0,8 4 Sample
0,4 – 0,6 8 Sample
Unter 0,3 vielleicht auch mal 12 bzw. 16 Sample (Bei geringen Quality Einstellungen)

Werden hohe Quality Einstellungen verwendet, 4,0 und höher, können Samples im Material und Lichtquellen noch weiter runter gestellt werden.

Brute-Force-Methode

Es gibt auch noch eine Methode in der man komplett auf das Unified Sampling setzt, hier werden alle Sampling Arten in Materialien und Lichquellen usw. auf 1 Sample gestellt.

Anschließend wird ausschließlich über den Quality Parameter des Unified Samplings die Qualität bestimmt. Allerdings kann dann wohl meisten erst ab einer Quality von 4,0 mit guten Ergebnissen gerechnet werden.

(Text und Illustration von Jonathan Bäcker)

Imagepräsentation Fa. ZECH

Für den Messeauftritt des Vorarlberger Fensterbauers ZECH bei der Dornbirner Herbstmesse durften wir eine besondere Imagepräsentation erstellen. Dabei wurden fünf 46″ Monitore simultan genutzt, sodass der Eindruck eines Ultrabreitformates (5 x Full HD) entstand.

Zech_Bildschirme

Die Animation wurde mit einem Format von 9600×1080 Pixeln entwickelt und gerechnet. Danach wurden daraus fünf einzelne, synchrone Animationen im Format 1929×1080 erstellt. Die Animationen wurden im Tonstudio TONZOO in Dornbirn mit passendem Sound hinterlegt. Am Messestand wurde an jedes TV-Gerät ein Mediaplayer angeschlossen, die untereinander verbunden und synchronisiert wurden.

IMG_2655IMG_2658Die Animation selbst wurde in 3D Studio Max erstellt. Die Postproduction wurde in Digital Fusion umgesetzt. Bei der Ideenfindung und Regie unterstützte uns Thomas Ilg. Intern waren für die Umsetzung unsere Mitarbeiter Jonathan Bäcker, Dominik Hutter sowie Wolfram Maroschek verantwortlich. (Fotos von Christine Pachler und Dominik Hutter)

…Spuren in der Online-Game-Welt…!

Unser Lehrling Fabian ist ein begeisteter Gamer. Er unterstützt via „Kickstarter“ das noch in Entwicklung befindliche Online-Game „Star Citizen“ von Chris Roberts (Producer von „Wing Commander“ sowie den Hollywood Blockbustern „The Punisher“, „Outlander“, „The Jacket“ u.a.)

Letzte Woche präsentierten die Spiele-Entwickler einige erste Raumschiff-Modelle in einem Online-Hangar. Nachdem der Spiele-Server extrem überlastet war und Fabian die Modelle online nicht anschauen konnte, hatte er die Idee, über eine „Hintertüre“ die Raumschiff-Modelle herunterzuladen und in den Sandbox-Editor der CryEngine3 zu importieren und sich die Modelle so im Detail anschauen zu können.

Diese Idee funktionierte und Fabian veröffentlichte einen Post im Spiele-Forum (unter seinem Pseudonyom „Jono Porter“) https://forums.robertsspaceindustries.com/   Sein Post schlug ein wie eine Bombe und innerhalb weniger Tage sahen sich fast 100.000 (!!!!) Gamer den Thread an.

Auch Game-Magazine nahmen die Idee auf: http://www.pcgameshardware.de/Star-Citizen  und http://www.pcgamesn.com/ sowie ein Online-TV-Magazine wählte seinen Post zum „MVP most valuable post“: http://www.youtube.com/Wingman’s Hangar Ep.037 .

Wir gratulieren so viel Einfallsreichtum und Kreativität!!!