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Partikelbäume

In diesem Lehrgang wird die Verwendung von Partikeln erläutert, deren Verhalten dem von “Billboards” entspricht: Jedes Partikel zeigt ein Bitmap-Baumbild an, das schnell gerendert werden kann, während ein Zwillingspartikel den Schatten des Baumes wirft.

Bäume, die unter Anwendung konventioneller 3D-Techniken modelliert werden, können authentische Ergebnisse produzieren, aber ein einzelner Baum kann üblicherweise 20.000 Polygonflächen und mehr enthalten. Wenn Sie den Baum häufig duplizieren müssen, um z. B. einen Wald zu erstellen, kommt es zu langwierigen Renderzeiten, da mehrere Millionen Polygone bearbeitet werden müssen.

Es gibt jedoch eine Möglichkeit, eine Szene mit vielen realistischen Bäumen zu füllen, ohne Geschwindigkeitseinbußen hinzunehmen. Dazu erzeugen Sie mit einem Partikelsystem mehrere Partikel in der Form von zweidimensionalen Ebenen oder "Billboards". Ein Map eines Baums wird dann auf jedes Billboard projiziert.

Diese Partikelmethode unterstützt das Mapping verschiedener Größen und Baumkonturen und ist beim Rendern sehr ökonomisch. Es sind dabei jedoch auch einige Dinge zu beachten.

Da das Baumbild zweidimensional ist, ist es nur dann richtig sichtbar, wenn es von der Kamera direkt von vorn aufgenommen wird. Wenn es aus einem Winkel betrachtet wird, verliert es an Realismus.

Links: Partikelbaum zur Kamera hin ausgerichtet

Rechts: Partikelbaum aus einem schrägen Kamerawinkel

Aus diesem Grund muß die flache Ebene, auf die das Bild gemappt wurde, kontinuierlich zur Kamera hin neu ausgerichtet werden, während die Kamera in der Szene bewegt wird.

Partikelbaum, der kontinuierlich auf die Kamera gerichtet ist

Eine weitere Überlegung betrifft die Art und Weise, wie zweidimensionale Partikelbäume Schatten werden. Wenn die Lichtquelle (normalerweise die Sonne) nicht direkt auf die Billboard-Ebene gerichtet ist, wirft der Baum einen unrealistischen schrägen Schatten, wie in der nächsten Abbildung gezeigt.

Die Lichtquelle hat den Effekt, daß der Partikelbaum einen Schatten mit einem schrägen Winkel wirft

Sie müssen aus diesem Grund einen zweiten Satz Partikelbaumebenen erstellen. Der erste Satz sollte den Baum ohne Schatten zeigen und der zweite Satz einen Schatten ohne Baum.

Links: Der zweite Partikelbaum wurde mit sichtbarem Schatten zur Lichtquelle hin ausgerichtet

Rechts: Der zweite Partikelbaum ist verdeckt, nur der Schatten ist sichtbar

Die sichtbaren Baumebenen wurden kontinuierlich zur Kamera hin ausgerichtet, während der Nur-Schatten-Baumebenen kontinuierlich zur Lichtquelle zeigen. Sie definieren die Baum- und Schattenausrichtung in den Parametereinstellungen für das Partikelsystem.

Sie sollten auch einen Grad der Selbstillumination für die von Ihnen generierten partikelbasierten Bäume festlegen. Andernfalls wird das Objekt dunkler als gewünscht angezeigt, wenn sich eine Lichtquelle hinter dem Objekt in der Kameraansicht befindet, wie in der nächsten Abbildung gezeigt.

Links: Kameraansicht eines Partikelbaums mit Hintergrundlicht ohne Selbstillumination

Rechts: Kameraansicht eines Partikelbaums, der direkt von der Lichtquelle beleuchtet wird

In diesem Lehrgang werden die folgenden Schritte beschrieben:

- Erstellen von Baumobjekten und Ändern des Materials
- Erstellen eines Partikelsystems
- Verwenden von Operatoren, um die Partikelsystemereignisse zu formen
- Mappen von Bildern auf generierte Partikel
- Einstellen der Sichtbarkeit für Partikel
- Zuweisen von Untermaterialien auf generierte Partikel
- Neuanordnen der Partikelanordnung in einer Szene
- Verwenden der Polygon-Auswahl zum Definieren des Bereichs, in dem Partikel gerendert werden.

Zielgruppe: Anfänger mit Vorkenntnissen

Bearbeitungszeit: 1 1/2 Stunden

Vorbereitung für diesen Lehrgang

- Klicken Sie im Schnellzugriff-Werkzeugkasten auf (Projektordner), und legen Sie "Didacticiels Autodesk 3ds Max Design-Lehrgänge" als aktuelles Projekt fest.

#### Themen in diesem Abschnitt

- Erstellen von Billboard-Baum-Maps
- Erstellen eines Partikelsystems
- Definieren von Baumschatten
- Einführen von Variationen
- Plazieren der Partikelbäume