dynamic MASH | network

MASH is a relatively new module in autodesk maya, the leading 3D computer animation software package. i just published my third or forth → tutorial about MASH in maya, demonstrating its basic behaviour in context with dynamic simulation of a thousand little cubes.

MASH interacts with a torus and the surface. rendering: ms

 

the tutorial is not about rendering. but (solid angle) arnold renders MASH scenes fast and reliably. here even with the always cool and somewhat delicate effect namend „motion blur“. pixar, by the way, holds the patent for the first motion blur algorithms. it pays the pension of several employees there.

maya 2018 | tutorials

here’s my diary for tutorials on autodesk maya 2018. i’ve written → several books on maya over a decade ago, and i enjoy reviewing the new features in each new version. there’s a free to play → educational version which is a jewel. my instructive videos are not for total beginners. you have to know how to navigate within maya, move objects, but not much more. we start with a  polygon object new in maya 2018: a gear. in order to make use of it, we add another gear and use solid body dynamics to make the first one drive the second one.
]vor einem jahr habe ich zahlreiche videos über das damals frisch erschienene 3D computeranimationsprogramm maya 2017 erstellt. siehe zum beispiel → hier. es war ein test, ob die deutschsprachige community das auf deutsch braucht. die nachfrage war gut, aber die nachfrage, warum ich das nicht in englisch mache, war größer. deswegen hier der tagebuch-pool für die maya 2018-video-tutorials. sie können mit der brillianten, kostenlosen → student edition nachvollzogen werden und brauchen nur geringe vorkenntnisse. man sollte wissen, wie man sich im raum bewegt und objekte skaliert und dreht. → hier übrigens meine inzwischen steinalten bücher über computeranimation mit maya. im ersten tutorial geht es um das neue polygonobjekt „zahnrad“. wir nutzen rigid body dynamics, um das rechts zahnrad das linke antreiben zu lassen.

 

interacting „rigid“ gears

 

in the second tutorial i’m hopefully not getting too emotional ;-) i just love the new super shapes in maya 2018. take off by reading the wikipedia article about the → superellipse.
im zweiten video geht es um super shapes. kann nur schwärmen. und bitte nachlesen, weil die mathematik dahinter so elegant ist: → die superellipse.

super shapes

 

tutorial #3 covers the new polygon modeling command „circulize“. obvious, what it does.
das dritte tutorial handelt vom neuen polygon-modellierungsbefehl „circulize“. klarer fall, was er bewirkt.

 

circulizing sharp edges

tutorial #4 covers the new polygon selection commands to grow and shrink ALONG loops. straight forward and simple.
das vierte tutorial handelt von einem neuen befehl, um ausgewählte polygon-strukturen zu erweitern oder einzuschränken, und zwar neuerdings ENTLANG der ausgewählten loops. klingt komplizierter als es ist.

 

selection: grow along a loop

tutorial #5 covers a feature new in maya 2017 – rendering a sequence. new in 2018 is only the icon. still, interesting to inspect and use as an alternative to the batch renderer (which operates in secrecy, while render sequence shows every frame it renders.
tutorial #5 stellt „render sequence“ vor, ein befehl, der schon in maya 2017 zu finden war, jetzt aber ein icon hat. nichts groß neues also, aber wert, es sich mal anzusehen.

 

 

render sequence

 

#6: texture deformer + ocean waves

 


#7: Bifröst Water Basics

d

pixar betreibt | hirnforschung

pixarInsideOutPressPosterdie fünf grundgemüter im hirn unserer hauptdarstellerin. foto: pixar

vor unglaublichen 13 jahren (time flies) brachte pixar seinen zweiten computeranimierten kinofilm heraus, die monster AG. pete docter, der dabei seine erste regie führte, kam nach münchen, und ich flog auch dahin, und → wir sprachen eine halbe stunde lang sehr entspannt über diesen film. inside out ist sein neuester film, er kam im juni in die amerikanischen, im oktober kommt er in die deutschen kinos. der deutsche titel ist bisschen arm, mir fiele aber auch kein besserer ein: alles steht kopf.

ich sah den film gestern zusammen mit regina im pressepreview und sage: es ist ein durchaus sehenswerter, skurriler versuch, unseren menschlichen verstand, die seele und den geist in personen zu fassen und mit gedächtniskugeln in riesigen datenspeichern herumagieren zu lassen. was pixar noch nie konnte und auch hier nicht: mal ruhe einkehren lassen, auf die stärke der bilder vertrauen. der komplette film wird zugequatscht, mit zum großen teil durchaus munteren dialogen. aber ich hatte mal wieder das gefühl, ich habe einen sehr dichten, komischen, teilweise tiefsinnigen vortrag ohne verschnaufpause gehört – und keinen film gesehen, mit bildern, die ich mit nach hause nehme.

das heißt, paar bilder nahm ich schon mit nach hause, zum beispiel die schlittschuhfahrt der tochter mit ihren eltern, die reise nach san francisco und die durchaus attraktive (für die filmemacher aber offenbar grausig versiffte) neue unterkunft in san francisco und vor allem den von millionen von schwarzen kugeln geprägten raum des vergessens.

pixar wäre nicht pixar, wenn wir beim betreten des „unterbewusstseins“ (ein raum, der von zwei debilen polizisten bewacht wird, die sich über ihre hüte streiten, denn in beiden hüten steht nur „mein hut“) auf tatsächliche traumata stießen. die kindheit des mädchens (riley; oben nicht abgebildet, sie spielt nur eine untergeordnete rolle; wir sehen oben die fünf grundstimmungen ihres charakters, in der mitte „joy, rechts die wunderbare „sadness“) verlief bilderbuchmäßig, sie ist der einkindfamilie von pete docter nachempfunden, und das einzig schlimme, was das mit ungebrochener liebe grundausgestattete kind erlebt, ist der umzug von der provinz minnesotas in die neue stadt. hätte schlimmer kommen können; muss ja nicht unbedingt ein onkel sein, der ein irak-kriegstrauma hat, säuft und ihr auflauert. aber zumindest mal ins wintereis hätte sie beim schlittschuhfahren schon fallen können.

der film wird erfolgreich starten und in wenigen jahren auf langstreckenflügen zu sehen sein, ungekürzt. regina fragte, was wohl die zielgruppe sein mag, mit diesen quietschbunten comicfiguren und diesem teilweise irre wirkenden gehirnkabinett? würde sagen, ein familienfilm eben. ab 4.

noch paar technische details: im bild oben sieht man joy (die mittlere figur) leuchten. dieses innere licht wirft keinen schatten auf die anderen, aber es leuchtet sie an. die rechte figur (sadness) leuchtet in einem kühlen blau. joys leuchten ist, wenn man sie im film agieren sieht, technisch sehr aufwändig, denn um sie herum schweben die ganze zeit winzige leuchtpartikel, die manchmal wie härchen wirken, bei schnellen bewegungen einen leuchtenden partikelschweif hinter sich herziehen. vom standpunkt der computeranimation her ist das kein problem, nur, um es durch den ganzen film zu ziehen und mit dem rest der szenen homogen zu → rendern, musste pixar ein eigenes plug-in für seine render-software (renderman) programmieren. ich habe meine zweifel, ob sich der aufwand lohnt, und ich fand, dass der „glow“ der figur keinen wirklich freundlichen mehrwert bringt. es gibt andere stilmittel, joy in die figur zu bringen.

mad max | fury road

madMax_furyRoad_ticket

ich wusste immerhin, → fury road ist nicht der erste, sondern der x-te mad max film. also ging ich mal mit thomas und claudia rein. OV mit 3D-zulage von 1 €. claudia war die expertin, weil sie schon den allerersten mm kannte. urteil: hat sich inhaltlich nichts geändert. thomas meinte im vorfeld: dem trailer nach könnten die bösen in dem film im subtext ISIS heißen. nachdem wir den film gesehen hatten: nö, nix ISIS. ich dachte allenfalls bei den spritgeilen, aus den bergen kommenden wadenbeißermotorradfahrern, es könnten taliban sein, natürlich nur im subsubtext.

tolle unterhaltung mit selbstverständlich sinnfreier aussage. zwei lieblingseinstellungen: als die girls das erste mal zu sehen sind, wie im traum, so makellos, neben dem archaischen kriegsgefährt. und wenig später, als der sturm aufkam, am rechten bildrand, eine wand, wie eine sturmflut aus sand.

probleme hat dieser fast komplett mit 3D-animationstechniken gedrehte film eigentlich nur noch mit einer sache: winzige personen (eben realschauspieler) auf größeren maschinen, aus der ferne. da passen die dimensionen, klar, die sind trivial zu machen, aber die ästhetik funktioniert nicht. sowas kam oft vor, meist in rasender fahrt. so wie der film fast immer in rage ist, und bestens geeignet für die 1 € 3D-zulage.

der farbverlauf | ohne farbe

farbverlauf_bildbearbeitungcolour ramp / farbverlauf in einem bildbearbeitungsprogramm

farbverläufe (farbgradienten im fachjargon) gehören zu den standardwerkzeugen der bildbearbeitung. der hier oben ist sehr bunt und sehr komplex. rechts sieht man den übergang linear, und links bereits in einem ersten abstraktionsgrad, nämlich zirkulär. willheißen: was linear von rot über lila nach blau, grün, gelb und wieder rot geht, beschreibt ebenso gefärbte kreise.

es gab eine zeit, vielleicht vor so 20 jahren, da nahmen bestimmte effekte in der bildbearbeitung krass zu – man konnte sie nicht mehr sehen. unter anderem waren das schlagschatten und eben zu beliebig eingesetzte farbverläufe. aber nichts täuscht darüber hinweg, dass der farbverlauf in der natur zum standard gehört.

farbverlauf_himmelfarbverlauf des himmels von einem hellen in ein dunkles blau. foto: a. davey/wiki commons

der englische begriff für den farbverlauf ist ramp. ich spreche jetzt von verlauf oder ramp und zeige eine ganz andere, sehr sinnvolle anwendung dieser technik – nämlich in der 3D-animation. über das hier verwendete programm (autodesk maya) habe ich vor über 10 jahren mehrere bücher geschrieben. → hier sind sie zu sehen, und noch einiges mehr aus der zeit, als ich für die sendung mit der maus arbeitete und für die industrie 3D-animationen anfertigte.

hair_01simulation von haaren. verlauf der strähnenbreite

im bild oben ist das zu sehen, was in maya nHair heißt – ein modul zur simulation naturgetreuer haare. ich habe die standardeinstellungen verwendet und die haare auf einer ebenen grauen fläche gepflanzt. rechts sieht man einen verlauf, nämlich unter der rubrik „clamp width scale“. der verlauf regelt hier die dicke der strähnen zwischen ihrem beginn (dick) und ihrem ende (dünn). ich ändere nun den verlauf ab:

hair_02verlauf für die dicke mit minimum in der mitte

ich habe zweierlei gemacht: einen zusätzlichen punkt in den verlauf eingebracht, das markierte minimum in der mitte, welches dafür sorgt, dass die strähnen im mittelbereich sehr dünn werden, und das leicht erhöhte ende (rechts im verlauf), welches dafür sorgt, dass die haare oben nicht streng auf einen punkt zusammenlaufen, sondern wie getreidebüschel oben etwas breiter zu sehen sind. jetzt treibe ich das etwas weiter:

hair_03der verlauf erzeugt nun eine baumform.

die baumform der haarbüschel entsteht durch den verlauf, der zwar logisch mit den abgebildeten haaren verknüpft ist, aber gar nicht danach aussieht. links beginnt der verlauf relativ niedrig. das heißt: die haarbüschel starten da, wo sie aus der grauen fläche herauswachsen, ziemlich dünn. der verlauf geht von diesem niedrigen wert nun zu einem minimum. bei den haarbüscheln bedeutet das, sie werden von unten zur mitte hin dünner. dann kommt im verlauf ein steiler anstieg. der schlägt sich in den haarbüscheln in der verdickung in der mitte nieder. und dann flacht der verlauf langsam auf null ab – die haarbüschel werden ebenso sanft nach oben hin ganz schmal.

hair_04nach der haarbüscheldicke nun die haardicke

bisher hatten wir es mit der dicke der haarbüschel zu tun, nicht mit der dicke der haare selbst. natürlich kann man die haare beliebig dick oder dünn machen. aber auch hier ist es interessant, das eleganter zu gestalten. oben sehen wir die hair width scale, mit der wir bisher gespielt haben, und darunter, rot markiert, die hair width scale. standardmäßig ist hier eingestellt, dass die haare über fast ihre ganze länge konstant dick sind und an der spitze viel dünner werden. das zeigt uns der verlauf oben, das zeigen die haare.

hair_05haardicke unten gleich null

mit zwei klicks lasse ich die haare unten ganz verschwinden und blende sie in der mitte sanft ein. der verlauf zeigt das so: null von links bis zur mitte = haardicke null, also haare nicht zu sehen. es folgt ein steiler, aber nicht treppenartiger anstieg; das bedeutet, die haare werden von ihrer länge null langsam auf eine sichtbare länge hochgebracht, also sichtbar. und im verlauf nach rechts hin sinkt die kurve dezent ab. die haare werden zur spitze hin allmählich dünner. das sieht man übrigens aus der nähe. dass die haarbüschel oben zusammenlaufen, hat nicht mit hair width scale zu tun, sondern mit dem verlauf, der uns oben beschäftigt hat.

hair_06clump curl – verlauf für die drehung der haarbüschel in sich

sehr viele parameter in programmen wie maya, cinema 4D oder 3D studio max lassen sich mit verläufen elegant einstellen. vorletztes beispiel: die drehung der haarbüschel in sich, also die lockigkeit. der verlauf con „clamp curl“ ist oben linear. das heißt, die haare gehen direkt nach oben. wenn wir diesen verlauf ändern, verdrillen sich die haarbüschel:

hair_07verdrillte haarbüschel

der verlauf startet jetzt links etwas über der mitte. das heißt, die haare sind unten ein wenig stärker in die eine richtung verdreht als ein bild weiter oben. dann steigt die kurve im verlauf ab und bleibt da unten. das bedeutet bei den haaren, dass sich die büschel ziemlich weit unten in die andere richtung verdrillen und dann bis oben so stark verdrillt bleiben.

hair_08explizite verlaufstextur für unregelmäßigen haarwuchs

in diesem letzten beispiel habe ich die verdrillten haare oben genommen und ihnen eine „baldness texture“ verpasst, einen verlauf vom schwarz ins weiß. schwarz bedeutet im haarwuchsbild die rechte seite der grauen fläche, weiß bedeutet die linke seite. der verlauf sorgt dafür, dass überall da, wo er weiß zeigt, keine haare wachsen; da, wo er grau zeigt (in der mitte der grauen fläche) wachsen ein paar haare. ganz rechts wachsen die haare normal; das entspricht dem schwarz im farbverlauf – volle sättigung.

unterm strich: ein farbverlauf, ein ramp, ist ein starkes werkzeug für viele dinge. besonders anschaulich bei der eleganten modifizierung von parametern bei 3D-software. vielleicht mag sich der leser fragen, warum die haare so steil nach oben ragen? das liegt daran, dass sie auf der horizontalen fläche nicht wissen, wohin sie fallen sollen. ich könnte einen wind simulieren, aber einfacher ist es, die graue fläche zu drehen. ich tat das mit genau drei klicks. das hat mit dem verlauf nichts zu tun, deutet aber die stärke der haarsimulation an. es lässt sich viel realistischer machen, inbesondere mit viel viel mehr haaren und besserer ausleuchtung. aber das prinzip dürfte klar werden:

haarsimulation mit drei klicks

feuer| digital erzeugt

wenn in einem film feuer oder rauch vorkommt, ist es nur noch selten real gedreht worden. früher hat man im film großbrände mit kleinen modellen (zum beispiel von häusern) simuliert. aber man sieht einem rauch und einer flamme immer an, wie groß sie im verhältnis zum rest ist, und wenn ein 10cm hohes holzhäuschen brennt, ist die flamme einfach viel zu groß. hier ist ein schönes und typisches beispiel, wie in der computeranimation heute flammen hergestellt werden. timucin ozger hat es mit der animationssoftware maya entwickelt. technisch gesehen sind keine partikel, wie man das früher in dieser software gemacht hätte, am werk, sondern fluid dynamics, also die simulation von flüssigkeiten. was wir hier in den vier sekunden sehen, ist kein fertig – man sagt „gerenderter“ – film, sondern ein layout. schon das layout sieht aber so gut aus, dass man sich vorstellen kann, wie das in hoher auflösung in einen realfilm eingebracht wirkt.

fluids machen feuer. layout-animation: timucin ozger

ich habe mich → 2002 erstmals mit fluids beschäftigt. sie waren damals ein technischer durchbruch der besonderen art. feuer und flammen waren mit einem schlag realistischer.