SAE Texturing / Dynamics

Ein Mesh ist ein 3D Objekt, das wenn möglich aus viereckigen oder dreieckigen Polygonen/Faces besteht. Ein Mesh hat keine echte Krümmung. Diese kann allerdings durch die Erhöhung der Polygon/Faces Anzahl, oder edge smoothing simuliert werden. Jedes Polygon/Face besteht aus mindestens drei Vertices und die Verbindung zweier Vertices nennt man Edge. Standardmässig wird ein Mesh, als Wireframe (Deutsch: Drahtgitter) dargestellt.

Die Components (Deutsch: Komponenten) eines 3D Meshes sind unter anderem Polygons/Faces, Edges, Vertices und weitere, welche auf dieser Seite noch genauer erklärt werden.

Die Camera (Deutsch: Kamera) ist im 3D eine virtuelle Nachbildung einer physikalischen Kamera. Sie bestimmt die Ansichten auf eine 3D Szene. Es können unendlich viele Kameras in einer Szene platziert werden.

Eine Selection ist die Auswahl eines Objects, eines Components oder anderer selektierbaren Elemente in einer 3D Szene. Es gibt, je nach 3D Software, verschiedene Arten wie eines dieser Elemente selektiert werden kann.

In einem Viewport dient ein Set an Navigationskontrollern und Shortcuts zur Kontrolle über die Art wie man eine Szene betrachtet. Mit diesen Controllern kann man innerhalb der Szene zoomen, auf ein Objekt fokusieren, die Szene um Objekte herumbewegen usw.

Transformations sind Objekteigenschaften wie Skalierung, Position und Rotation. Diese werden immer in Abhängigkeit zum Pivot berechnet.

Ein Viewport ist ein Sichtfenster, durch welches man seine 3D Szene sieht und bearbeitet. Dieses entsteht durch eine Camera, welche in der Szene platziert wurde. In den meisten Programmen gibt es vier Standard-Viewports bzw. Cameras, eine Draufsicht, eine Frontalansicht, eine links/rechts Ansicht und eine perspektivische Ansicht. Dieses Grundsetup kann editiert und den eigenen Wünschen angepasst werden.

Mit Shading Modes kann eingestellt werden, wie ein Mesh dargestellt wird. Beispiele: Wireframe, Flat Shaded, Smooth Shaded, X-Ray usw. Bei Shading Modes ist jeweils die ganze Szene betroffen. Es ist mit Shading Modes alleine also nicht möglich verschiedene Modi gleichzeitig zu verwenden.

Mit Display Properties kann individuell eingestellt werden, wie die Objekte einer 3D Szene dargestellt werden. Im Gegensatz zu Shading Modes, welche nur global angewendet werden können, kann mit Display Properties, abhängig von verschiedenen Konditionen, eingestellt werden, wie ein Objekt dargestellt wird.

Das 3D Coordinate System basiert auf drei Achsen, die es ermöglichen die Position eines Punktes im drei dimensionalen Raum zu bestimmen. Die Y-Achse (Vertikalachse) bestimmt die Höhe des Punktes, die X-Achse (Horizontalachse) steht für die horizontale Position eines Punktes und mit der Z-Achse (Tiefenachse) wird die Tiefenverschiebung eines Punktes angegeben. Je nach Software ist es möglich, dass die Y und die Z Achse vertauscht ist.

Units stehen für die 3D Masseinheit. Im 3D werden Distanzen, Grössen oder Ähnliches nicht in Meter, Zentimeter usw. gemessen, sondern in Units.

Der Pivot oder auch Transform Center genannt, ist der Punkt, welcher das Zentrum einer Rotation darstellt und angibt wohin bzw. von wo eine Skalierung beginnt. Alle Elemente einer 3D Szene besitzen einen Pivotpunkt.

Im 3D wird zwischen Global/Local Transformations unterschieden. Während globale Positionen durch ihre Beziehung zu den Szenenkoordinaten (Grid) ausgedrückt werden, werden die lokalen Koordinaten eines Objektes abhängig von dessen Pivot bestimmt.

Multimaterials sind eine Gruppe von Materials, welche verschiedene Eigenschaften haben. Wenn man beispielsweise ein Objekt hat, welches aus Metall und Leder besteht, könnte man ein Multimaterial verwenden.

Animated Textures sind Texturen, welche ihre Eigenschaften über die Zeit verändern können. Ein Beispiel dazu wären sogenannten multi-frame Sprite Sheets. Animated Textures werden oft alternativ zu Partikelsystemen benutzt, daher sie für den Computer einfacher und schneller zu berechnen sind.

Da Dirtmap als Begriff verschiedene Bedeutungen zugesprochen werden, ist es schwierig eine klare Definition zu liefern. Allerdings sind mit Dirtmap meist Texturen gemeint, welche verwendet werden um die saubere, einheitliche oder auch unberührte Erscheinung eines Bildes zu brechen. Beispielsweise kombiniert man bestimmte Bereiche einer Metall-Textur mit einer Rost-Textur. Die Rost-Textur wäre dann in diesem Beispiel die Dirtmap. Hierfür werden oft gerenderte Graustufenmaps (Ambient Occlusion Map) verwendet, um anzugeben, welche Bereiche von der Dirtmap betroffen sein sollen.

Mit Level Of Detail Geometry (auch LOD, LOD-Meshes genannt) sind Objekte gemeint, welche je nach Distanz des Betrachters zum Objekt, in einer niedrigeren Auflösung/Qualität dargestellt werden (Detailgrad). In diesem Fall bezieht sich dies speziell auf die Geometrie des Objektes. Diese Technik verbessert unter anderm die Renderzeit beim offline wie online Rendering. Eine andere bekannte LOD Technik sind Mip Maps.

Mit Realtime Viewport Shader sind Shader gemeint, welche verwendet werden, um bestimmte Darstellungen direkt im Viewport zu ermöglichen. Beispielsweise kann mit einem Standardshader eine Normal-Map nicht direkt im Viewport dargestellt werden, sondern erst wenn das Bild gerendert wird.

Durch Mip Maps werden Texturen, abhängig von der Distanz des Betrachters, in einer niedriegeren Auflösung dargestellt. Mip Mapping erstellt aus der Haupttextur meist drei kleinere Versionen, welche zusammen mit der Haupttextur als neue Map dargestellt werden. Dies führt zu einer besseren Darstellung der Texturen, führt allerdings zu Performance Einbussen, weil die kleineren Darstellungen der Textur auch noch in den Grafikspeicher gespeichert werden müssen.

Pixel Bleeding ist ein Effekt, welcher entsteht wenn Texturen komprimiert werden, oder die Grösse verändert wird. Dadurch erhalten Pixel mit unterschiedlichen Farbwerten, welche vorher sauber getrennt dargestellt wurden, einen Verlauf welcher durch eine Farbmischung sichtbar wird. Um dies zu vermeiden versucht man im UV Space genug Abstand zwischen den Islands/Shells zu haben.

Durch Texture Blending werden Übergänge oder Verläufe zwischen verschiedenen Texturen erstellt. Beispielsweise wenn man auf einem Terrain von einer Strassen Textur auf eine Wiesen Textur einen Übergang sieht, nennt man dies Texture Blending.

Vertex Color steht für die Möglichkeit, Farbinformationen, die Beluchtung und andere eigene Daten direkt in Vertices zu speichern. Zudem ermöglicht es ein Mesh direkt in der Software zu bemalen, und nicht wie gewöhnlich auf einer zweidimensionalen Textur. Vertex Colors werden oft für Games verwendet, weil es eine effiziente Art und Weise ist um Shading und Light Effects zu simulieren. Vertex Color wird auch Color per vertex data (CPV), Color at Vertices (CAV), Vertex Painting oder Vertex Coloring genannt.

Decals (Deutsch: Aufkleber) werden im 3D einfach gesagt als solche verwendet. Diese können direkt auf ein Mesh platziert werden, unabhängig von der vorhanden Textur. Allerdings kommt es vor allem in Game Engines zur Anwendung von Decals, weil innerhalb der 3D Software dies einfach über die Textur gelöst werden kann.

Bei Hardware Particles kann der Computer das Rendering über die Grafikhardware berechnen und ist somit um einiges schneller als mit Software Rendering. Allerdings geht dies ein Wenig zu lasten der Qualität und erzielt nicht immer so schöne Resultate, wie mit Software Particles. Wenn man Hardware Particles verwendet muss man darauf achten, dass sie mit einem Software Renderer nicht dargestellt werden können. Ausserdem muss man darauf achten, dass der Hardware Renderer keine Lichtbrechung oder Ähnliches kennt. Beispiele für Hardware Particles: Points, MultiPoint, Streak, MultiStreak, Sprites...

Software Particles werden über die Software gerendert und im Gegensatz zu Hardware Particles kennen sie Lichteinfluss usw. Natürlich dauern Software Particles länger zum rendern, allerdings lassen sich auch erheblich bessere Resultate erzielen. Beispiele für Particles, welche nur mit Software Renderer gerendert werden können: Blobby Surface, Cloud, Tube...

Mit den Particle Render Attributes bestimmt man die Darstellung der Partikel. Je nach Attribut, wird eine andere Arbeitsweise erforderlich. Zum Einen gibt es Static Attributes, welche statisch sind und das Objekt von Anfang an beeinflussen. Diese Attribute können entweder im Attribute Editor, mittels Expressions oder durch andere Techniken eingestellt werden. Dann gibt es noch die Dynamic Attributes. Diese haben vordefinierte Namen und Zwecke. Beispiele für Particle Attributes: Acceleration, BirthPosition, CollisionFriction...

ppa's oder Per Particle Attributes sind spezifische Attribute, welche für jedes einzelne Partikel (ppa) eingestellt werden können und nicht für die ganze Gruppe (per object). Als kleines Beispiel: mit dem ppa rgbPP kann eine einzelne Farbe für jedes Partikel definiert werden. Man kann natürlich verschiedene Per Particle Attributes kombinieren. Diese werden dann in Form eines Arrays abgespeichert. Weitere Attribute wären: Position, Velocity, Acceleration, Mass, Lifespan...