Prototypvisualisierung: Wie kann ich lernen, Glas überzeugend zu rendern?

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Das Rendern von Entwurfsprototypen für viele Materialien kann einfach werden, wenn Sie wissen , wie sich das Material unter bestimmten Lichtbedingungen verhält.

Hochreflektierende und transparente Materialien sind jedoch viel schwerer vorherzusagen - insbesondere Glas. Trotzdem stelle ich viele Markierungsbilder für Parfümflaschen und Glasprodukte im Internet fest, die ohne Referenz sehr gut wiedergegeben wurden (siehe Abb. 1-3). Dies lässt mich glauben, dass Glas gut genug verstanden werden kann, um überzeugende Designkonstruktionen und Prototypen zu schaffen, wenn man weiß wie.

Gibt es Regeln, die mir helfen zu verstehen, wie sich Licht auf Glasobjekten verhält?

dh Wie verhalten sich Schatten und Lichter auf Glas? Wie kann ich die Form von Reflexionen auf einem Glasobjekt vorhersehen? Wirkt sich konvexes oder konkaves Glas auf die Bildung von Schatten / Lichtern / Reflexionen aus? Es scheint, dass es am schwierigsten ist, vorherzusagen, wo Glas dicker ist oder wo Kurven und Kanten auftreten.

Ich möchte in der Lage sein, Glasdesign-Prototypen zu entwerfen, die überzeugender sind, ohne die bestehenden Glasreferenzen einzuschränken.

Im Folgenden sind einige Beispiele aufgeführt, die das Glas-Prototyping sehr effektiv demonstrieren. Diese wurden von Sangwon Seok & Begüm Tomruk entworfen (siehe Referenzen & Links unten).

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Bildreferenzen:

  1. Sangwon Seok, (2014), Produktskizze [ONLINE]. Verfügbar unter: https://www.behance.net/gallery/product-sketch/14568139 [Zugriff 5. September 2016].

  2. Sangwon Seok, (2016), Produktskizze [ONLINE]. Verfügbar unter: https://www.instagram.com/p/BFV65usOEp8/ [Zugriff 5. September 2016].

  3. Begüm Tomruk, (2011), ID Sketching & Marker Rendering [ONLINE]. Verfügbar unter: https://www.behance.net/gallery/1176939/ID-Sketching-Marker-Rendering [Zugriff 5. September 2016]. *

Johnp
quelle
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Wenn das so ist, wie es aussieht - handgezeichnete Skizzen -, dann ist das Schlüsselwort hier Erfahrung . Suchen Sie nach einem guten Raytracer, um ein rein mechanisches Mittel zu erhalten (und damit ein schnelleres Ergebnis als mehrere Jahre Training zu erzielen).
USR2564301
Ja, sie sind Markierungsbilder. Ich frage jedoch nicht, wie man zeichnet, sondern wie sich Licht mit Glas verhält. Ich habe in der Vergangenheit Raytracer für menschliche Figuren verwendet. Durch das Erlernen des Verhaltens von Licht, Kernschatten und Umgebungslicht sowie der fotografischen Erfahrung kann ich jetzt Figuren und die meisten Materialien ohne Referenz konstruieren. Glas erfordert jedoch mehr Überlegung. Ich habe die obigen Beispiele gepostet, da sie zeigen, dass das Rendern von Glas nicht so mysteriös zu sein scheint, wie man zuerst gedacht hat!
Johnp
Sie sehen überhaupt nicht so aus, wie eine echte Brechung es übrigens tun würde. Aber das ist ok, das Publikum wird es nicht bemerken. Ich würde das beantworten, aber ich muss gehen und andere Dinge tun, sorry.
Joojaa
Ich denke, "überzeugend" ist hier das maßgebliche Wort. Wenn ich die Brechung gut genug verstehe, kann ich eine gute Annäherung erstellen.
Johnp
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Vielleicht hilft das: phet.colorado.edu/en/simulation/bending-light
Luchadora

Antworten:

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Ich glaube nicht, dass irgendjemand ohne Referenz zeichnet, wahrscheinlich jemand, der seit seiner Geburt nicht mehr richtig aussieht. Wir, der Rest, haben die ganze Zeit visuelle Referenzen. Einige erfahrene Leute lernen, wie man visuelle Referenzen aus dem Gedächtnis oder der Intuition gewinnt.

Kapitel I, eine Untersuchung der Materialeigenschaften

Dies ist eine komplexe Frage. Beispielsweise ist dies beim 3D-Rendering einer der komplexesten zu lösenden Algorithmen. Bis vor einigen Jahren war es ziemlich komplex, etwas refraktiver aussehen zu lassen, was zu einem falschen Bild führte.

Zunächst einmal haben Sie nicht nur "Schatten und Lichter". Sie haben verschiedene Arten von hellen und dunklen Teilen, die zusammenwirken.

Nehmen wir eine inkrementelle Analyse von Hell und Dunkel vor. Lassen Sie uns, da ich faul bin, Hilfe von einer 3D-Render-Software erhalten.

Denken Sie daran, dass eine Zeichnung eine künstlerische Interpretation ist. Ich werde später darauf eingehen.

Licht und Schatten

Das einfachste Verständnis ist ein diffusives Material. Das Licht und der Schatten zeigen sehr deutlich an, woher das Licht kommt (A) und wo es fehlt (B) .

1) Glänzende Reflexion

Die Dinge werden jedoch immer komplizierter, wenn wir einige Glanzpunkte hinzufügen (reflektierende Oberfläche). Ein deutliches Highlight, bei dem die Lichtquelle erscheint (C) , aber bei einigen anderen Zonen ist nicht klar, was los ist. Einige können nur "weil" (D) dunkler werden, andere heller (E) . Es stellt sich jedoch heraus, dass dies nicht mehr mit der Beziehung zur Lichtquelle zu tun hat, sondern mit dem reflektierten Material (F) oder dem Fehlen von reflektierendem Material (D) .

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Plastik gegen metallische Reflexion

Der Hauptunterschied zwischen einer metallischen Reflexion und einer einfachen plastischen oder glänzenden Reflexion besteht darin, dass bei einer metallischen Reflexion die Farbe des Quelllichts (weiß) gleich bleibt und die Reflexion durch die Farbe selbst beeinflusst wird maximale Reflexion ist nicht mehr weiß. Dies kann in unterschiedlichem Maße geschehen.

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2) Transparenz

Fügen wir nun eine zweite Komponente hinzu, die Transparenz.

Dies kann eine sehr flache Farbe sein oder mit einigen Farbverläufen, um unsere Grundfarbe (G) anzuzeigen .

Wenn wir nach und nach unsere Glossyne hinzufügen, finden wir wieder unser offensichtliches (C) Highlight, das unser Licht reflektiert (H), und wir finden ein weiteres Highlight auf der inneren gegenüberliegenden Seite (I).

Wenn wir jetzt diese Reflexionskomponente erhöhen, wird dies in der Physik als Energieerhaltungsgesetz bezeichnet, das besagt, dass ich nicht mehr Licht in einem Objekt aufprallen lassen kann als das ursprüngliche Licht, das von meiner Lichtquelle kommt.

Je mehr Licht reflektiert wird, desto dunkler wird die interne "transparente" rote Komponente (G) und desto heller werden die Glanzlichter (J) .

Hier könnten Sie Ihre künstlerische Interpretation einstellen. Sie benötigen keine präzise Zeichnung.

Es wird schwieriger, ein Loch in die Flasche zu bohren, um eine Flüssigkeit einer anderen Farbe hinein zu geben.

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3) Brechung

Unser transparentes Material lässt das Licht einfach durch, ohne es zu verzerren. Aber jetzt wird es merkwürdig. A Der Brechungsindex eines Materials erhöht die Lichtbiegungen (K) .

In einer geometrischen Form sieht es so aus, als würde das Innenbild kleiner, die Wände reagieren, als würde der Innenraum schrumpfen (L) .

Sie können dies zu Ihren Gunsten verwenden, da Sie eine Brechung hinzufügen können, um eine Form oder eine Kante anzuzeigen (M).

(Das Rendern wurde komplizierter und fügte einige Verzerrungen hinzu, aber Sie haben immer noch die Grundidee)

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Hier sind einige andere Renderer mit einer einfacheren Render-Engine, bei denen sich diese Effekte deutlicher bemerkbar machen. Das grüne Rechteck, in dem sich das Bild befinden sollte, wenn keine Brechung vorliegt, und das rote Rechteck zeigen die Verschiebung an. Ich markiere nur eine Achse farbig, aber das passiert in allen Achsen.

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4) Caustics

Dies ist das Licht, das durch Ihr Glas fällt und auf eine andere Oberfläche projiziert wird. Um es sehen zu können, muss Ihre Oberfläche nicht ganz weiß sein, damit Sie es heller sehen können. Fügen Sie dies als weiteres Highlight hinzu.

Hier sind einige verschiedene Übergänge, die übereinander hinzugefügt wurden, um ein lebendigeres Bild zu erhalten.

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5) Form es Baby

Die Herausforderung besteht nun darin, diese Elemente zu verwenden, um die Form hervorzuheben. Besteht es aus flachen Gesichtern? oder gebogene.

Schauen Sie sich den schwarzen Teil dieses Abschnitts an. Diese Kurven geben die Gesamtform des 3D-Objekts an.

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Kapitel II, ein Beleuchtungssetup

In der Fotografie gibt es viele Techniken, um etwas hell oder dunkel zu machen, während Schmuck, Weinflaschen, Parfums fotografiert werden.

Die Grundidee besteht darin, eine Reihe von weißen und schwarzen reflektierenden Pappsteinen aufzubauen, um interessante Reflexionen auf gekrümmten oder flachen Flächen zu erzielen.

Dies ist eine Kunst für sich. Schauen Sie sich einige YouTube-Tutorials wie dieses an: https://www.youtube.com/watch?v=JP3ykBzk_RU und sehen Sie, dass das resultierende Bild in Wirklichkeit eine Komposition der Umgebung ist .

Gehen Sie jetzt zurück und analysieren Sie einige Referenzbilder: https://www.google.com/search?q=fragrance+photography

Inklusive Fotografie gibt es eine Million Möglichkeiten, das Licht auf ein einziges Glas zu richten, damit es anders und attraktiv aussieht.

Kapitel III

Freiheit, du bist ein Künstler!

Es geht nicht um Reflexions-Refraktions-Genauigkeit, sondern um eine künstlerische Interpretation, um eine allgemeine Vorstellung vom Endprodukt zu vermitteln.

Treffen Sie einige Entscheidungen, welches Gesicht wird das glücklichere sein?

Und darauf aufbauen. Das wird dunkler, ich brauche Kontrast hier, ich brauche eine Simulation einer dunklen Brechung, ich will ein schönes Highlight hier oder einen Farbverlauf dort.

Kapitel IV

Vergiss meinen ganzen Beitrag und geh und zeichne!


Ich untersuche dasselbe Thema für ein "Gold-Material" etwas ausführlicher hier:

Illustrator: Wie erstelle ich eine realistische reflektierende Goldoberfläche?

Rafael
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Hervorragende Antwort @Rafael. Ich lasse die Frage allerdings offen für weitere Beiträge, bis das Kopfgeld fast abgelaufen ist. Ich fand die (1) Gloss-e & f Punkte sehr hilfreich. Ich nehme an, das gilt auch für Metall? (2) Transparenz kons. Energie ist hilfreich zu wissen. Befolgen z. B. in einer hohlen Parfümflasche die inneren Glanzlichter immer noch dieses Gesetz oder ändern sie sich, wenn sie immer noch durch eine Glasseite betrachtet werden? Vielen Dank für Ihre Hilfe :)
Johnp
Mit welcher 3D-Software rendern Sie diese Prototypen aus Interesse?
Johnp
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Der Würfel wurde mit einem Mixer mit Zyklen-Rendering-Engine hergestellt. Die zweite, Helixe, wurden mit Kerkythea gerendert. - Natürlich, lass die Frage offen, es ist eine sehr interessante. - Ich muss weiter auf einen Effekt namens Fresnel eingehen. Auch ich werde den Unterschied zwischen metallischer und nichtmetallischer Reflexion erweitern.
Rafael
Rafael, Kopfgeldjäger lol
Ryan
Lol. Ryan, ich habe darüber nachgedacht. Aber der Punkt ist, dass Sie ein gutes Auge darauf haben, auf interessante Fragen aufmerksam zu machen. Wirklich n_n. Ich bin kein Ilustrator, wahrscheinlich ein frustrierter, deshalb erregen diese Themen meine Aufmerksamkeit sehr.
Rafael
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Wie bei vielen Fragen dieser Art gibt es drei Anforderungen: Üben, Üben und noch mehr Üben. Trotzdem gibt es ein paar Tipps, die ich aus meiner Erfahrung und meinen Schwierigkeiten mit der Veranschaulichung von Produktdesigns wie den von Ihnen gezeigten mitteilen kann. Mein Ansatz war schon immer die digitale Illustration (Illustrator oder Photoshop), aber das Gleiche gilt für das Handzeichnen.

Erstens benötigen Sie ein längeres Schema zur Wiederherstellung des Aussehens von Glas aus vorhandenen Quellen. Dies kann auf Fotografien oder Abbildungen anderer Personen beruhen. Verfolgen, kopieren und duplizieren Sie so viele verschiedene relevante Glasobjekte, wie Sie finden können, bis Sie die für Sie geeigneten Methoden gefunden haben. Unterschätzen Sie nicht den Wert, immer wieder dasselbe zu tun, um Ihre Fähigkeiten zu verfeinern und zu beschleunigen.

Zweitens kann Glas (und transparente Objekte im Allgemeinen) in vier Komponenten unterteilt werden, und die Annäherung an diese als vier separate Ebenen oder Stufen hat mir sehr geholfen:

  1. Die FORM des Objekts. Dies ist der naheliegende Ausgangspunkt. Abhängig von Ihrem Stil kann dies ein Umriss sein, ein paar Glanzlichter und Schatten, der Schatten, der vom Objekt auf eine Oberfläche geworfen wird, und möglicherweise eine subtile (oder nicht so subtile) Tönung, um die Farbe des Materials darzustellen.
  2. Die Dinge, die durch das Glas gesehen werden können. Dies ist der komplexeste Teil. Alles hinter dem Objekt muss durchscheinen, aber Sie müssen berücksichtigen, ob Sie das Objekt verzerren möchten, um die Brechung zu simulieren. Dies ist nicht immer notwendig, kann aber zu einem deutlichen Plus an Realismus führen. Normalerweise können Sie die Rückseite und die Innenseiten des Objekts selbst sehen. Diese sollten in demselben Stil und derselben Farbe wie das Objekt gezeichnet werden, sind jedoch im Allgemeinen weniger undurchsichtig, um zu zeigen, dass es sich um sekundäre Features handelt.
  3. Im Behälter befindet sich möglicherweise eine Flüssigkeit oder ein Produkt. Sie müssen berücksichtigen, wie die Farbe und das allgemeine Erscheinungsbild des Inhalts vom Container beeinflusst werden. Der Inhalt selbst kann transparent sein. In diesem Fall muss die Undurchsichtigkeit des Inhalts berücksichtigt werden, da er Objekte hinter dem Container möglicherweise stärker verdeckt als der Container. Wenn der Inhalt den Behälter nur teilweise füllt, benötigt er möglicherweise eine sichtbare Oberfläche als Teil seiner eigenen Form.
  4. Schließlich (und ich würde dies normalerweise zuletzt tun) gibt es die Dinge, die in der Oberfläche des Glases reflektiert werden. Sie werden immer ein paar Highlights hinzufügen wollen - weich und subtil auf den flachen Oberflächen und härter und heller auffällige Lichter an den Ecken; und vielleicht einige dunklere Bereiche, die auf die allgemeine Reflexion der Umgebung hinweisen. Wenn sich mehrere Objekte in der Szene befinden, kann eine subtile Reflexion benachbarter Objekte auf der Oberfläche zu mehr Realismus und einem wirklichen Zusammenspiel der Szene führen.

Einiges davon ist wahrscheinlich offensichtlich, aber wenn Sie es wie ich aufschlüsseln, sollten Sie in der Lage sein, für jede Komponente eine eigene Lösung zu finden und diese dann zu Ihrem eigenen Illustrationsstil aufzubauen.

Persönlich greife ich bei solchen Projekten oft auf 3D-Modellierungs- und Rendering-Software zurück, aber das ist nur eine persönliche Präferenz. Manchmal erstelle ich ein 3D-Rendering und arbeite dann in Photoshop darüber, um meine eigenen Akzente zu setzen.

Ich hoffe, das hilft.

Westseite
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Danke für deine hilfreiche Antwort, Chris. Wurde die Darstellung von 3D-Renderings zum Industriestandard im Vergleich zur grafischen Darstellung, insbesondere in der Produktentwicklungsphase?
Johnp
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Das variiert je nach Firma, Kunde und Designer. Als Faustregel würde ich sagen, dass die meisten etablierten Unternehmen und Kunden und durchschnittlich ausgebildete Designer hauptsächlich digitale Illustrationen und 3D-Renderings erstellen. Aus Zeit- und Kostengründen mehr als alles andere. Am oberen Ende haben die besten Designer der renommiertesten Unternehmen, die für die Crème de la Crème der Kunden arbeiten, Zeit, Budget und Können, um Ideen zu entwerfen, wie Sie sie in Ihrer Frage zitiert haben. Ich habe Leute gesehen, die so etwas während einer Besprechung auf die Tagesordnung kritzeln können. Hat meinen Horizont erweitert!
Westside