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Die Grundlagen für die Nutzung von Materialien im BAT können im ersten Teil des BAT-Tutorial nachgelesen werden. Diesmal wollen wir uns mit den Details der UVW-Map und dem Erstellen von geeigneten Texturen für die Materialien beschäftigen. Entscheidend für ein gutes Aussehen der Gebäude ist neben den Materialien auch der geschickte Einsatz der Beleuchtung, insbesondere während der Nacht, aber auch am Tag. Auch das wird hier im Tutorial demonstriert.

 

Materialien und die UVW-Map

ImageIm ersten BAT-Tutorial haben wir uns schon intensiv mit dem Materialeditor von gmax auseinandergesetzt und gelernt wie sich neue Materialien auf Basis von einfachen Farben oder durch Texturen erstellen lassen. Die Möglichkeiten des Rollup Output im Materialeditor wurden dabei nur gestreift, indem gerade einmal die Helligkeitskurve einer Textur über die Color Map geändert wurde. Alle anderen Möglichkeiten wurden in dem Rollup nicht weiter behandelt.

Um die Helligkeit einer Textur zu ändern, gibt es zwei weitere Möglichkeiten neben der Color Map. Einmal durch Einstellen von RGB Offset oder durch den RGB Level. Der beim RGB Offset eingestellte Wert wird zu allen drei Farbwerten eines Texturpixels hinzuaddiert. Der RGB Level bewirkt eine Multiplikation des eingestellten Werts mit den drei Farbwerten eines Texturpixels. Werte größer als 1 führen also zu einer helleren Textur, Werte kleiner als 1 zu einer dunkleren Textur. Bei Verwendung des RGB Level bleibt das Mischverhältnis der Farben gleich, was beim RGB Offset nicht der Fall ist.

Die beiden Einstellungen Output Amount und Bump Amount sind im BAT nicht relevant, da sie durch das BAT nicht unterstützt werden. Für Interessierte: Output Amount würde dem Mischen von unterschiedlichen überlagerten Texturen auf einem Objekt dienen. Bump Amount der Einstellung der Rauhheit von Bump Maps, welche eine dreidimensionale Oberflächenstruktur beschreiben.

Das Setzen eines Hakens bei Invert führt zu einer Invertierung der Farbwerte der Textur, entspricht also einem Negativ. Der Parameter Clamp dient dem Kappen der Werte in den Farbkanälen beim Überschreiten des maximalen Wertes von 255, sie bleiben also beim Maximum von 255 hängen. Dieser Wert verhindert die Selbstillumination der Farben, die normalerweise in diesem Fall auftreten würde, aber vom BAT nicht unterstützt wird. Die Auswirkung im BAT wären sehr grelle Farben auf dem Gebäude. Wie leuchtende Texturen im BAT erzeugt werden, wird später in diesem Tutorial behandelt.

Der Parameter Alpha from RGB dient dem Einschalten der Durchsichtigkeit von Texturen; dunkle Pixel währen transparent, helle Pixel deckend. Dieser Punkt wird aber ebenfalls vom BAT nicht unterstützt und die Transparenz von Texturen läßt sich nur durch die Opacity im Rollup Blinn Basic Parameters global für die gesamte Textur einstellen. Dazu später mehr.

Nachdem wir wissen, was alles nicht durch das BAT unterstützt wird, bleibt nur noch ein weiterer Punkt über, welcher durch das BAT unterstützt wird: die Color Map. Sie wird durch Enable Color Map aktiviert. Im ersten BAT-Tutorial haben wir bereits Änderungen der Helligkeitsverteilung an der Color Map einer Textur durchgeführt. In diesem Tutorial wollen wir den Farbton einer Textur ändern.

Erzeuge mit dem Materialeditor eine möglichst graue Textur mit einer Bitmap, wie in diesem Tutorial beschrieben. Die oben auf der Kugel gezeigte Textur ist eine Textur mit fast nur Grautönen gewesen. Durch das Ändern des Verlaufs der einzelnen Farbanteile der Textur in eine lila Textur verwandelt wurde. Hierzu ist die Color Map auf RGB umzuschalten. Über die Schalter mit dem roten R, dem grüne G und dem blauen B lassen sich die einzelnen Grundfarbe für eine Änderung freigeben oder sperren. Dabei lassen sich in der Color Map zwei verschiedene Arten von Punkten setzen, Eckpunkte oder glatte Punkte (das dritte Symbol oberhalb des Diagramms zum Auswählen längere Zeit mit der linken Maustaste klicken). Bei der ersten Art macht die Kurve einen scharfen Knick, bei der zweiten Art wird ein sanfter Kurvenverlauf erzeugt. Um ein Gefühl für den Umgang mit der Color Map zu erlangen, sollte man sich eine einfache Textur wählen und ein wenig mit ihr herumspielen. Die Einflussmöglichkeiten auf Texturen sind sehr umfangreich, so das sie im Endergebnis gegebenenfalls nicht wiedererkannt werden.

 

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Um Texturen passend auf die Flächen eines Objekts zu legen, wird eine UVW-Map benötigt. Umein Objekt mit einer UVW-Map zu versehen, ist in der Modifier List UVW Mapping zu wählen, wodurch sie dem Stack hinzugefügt wird. Eine UVW-Map ordnet den Knoten eines Objekts die Pixelpositionen einer Textur zu, welche als U, V und W bezeichnet werden. Die Werte U und V bestimmen die horizontalen und vertikalen Punkte einer Textur. Die W Koordinate wird für Volumentexturen benötigt, welche aber beim BAT keine Verwendung finden.

 

Dreh und Angelpunkt einer UVW-Map ist ihr Gizmo. Die Position und Orientierung des Gizmo bestimmt auch die Lage der Textur. Der Gizmo wird orange in den Arbeitsflächen angezeigt. Auf den Gizmo einer UVW-Map lassen sich die Werkzeuge zum Verschieben, Rotieren und Skalieren anwenden, wie auf andere Objekte auch. Besonders wichtig dabei ist das Werkzeug zum Rotieren, wenn eine Dachtextur beispielsweise in einem 30°-Winkel verlaufen soll, so ist der Gizmo der UVW-Map zur Dachfläche zu selektieren, das Werkzeug Select and Rotate zu wählen und mit einem Rechtsklick auf das Werkzeug die Eingabemaske zur Zahleneingabe zu öffnen. Die Eingabe zum Rotieren um 30° um die Z-Achse rotiert dann die Textur des Objekts um 30°. Um ein Gefühl für den Umgang mit den Gizmo zu bekommen, sollte man am besten einem Würfel ein UVW Mapping und eine markante Textur zuweisen, dann den Gizmo selektieren und mit den genannten Werkzeugen herumspielen.

 

Wenn im Stack nun UVW Mapping oder der Gizmo einer UVW-Map selektiert wird, erscheint das Rollup Parameters der UVW-Map, mit dem die Abbildung der Knoten eines Objekts zu den horizontalen und vertikalen Punkten einer Textur vorgenommen werden kann. Bei Standardobjekten ist diese Abbildung bereits korrekt, zum Beispiel in der Verbindung Quader zu Box oder Zylinder zu Cylindrical. Bei editierbaren Objekten, zum Beispiel aus geschwungenen Linien erzeugte Körper, müssen wir meistens Korrekturen vornehmen.

 

 


Mappingmethoden 

Ganz oben im Rollup Parameters stehen die sieben Abbildungsmethoden zur Auswahl bereit. Die Abbildungsmethoden werden im Folgendem vorgestellt.

Methode Beschreibung Beispielansicht
Planar Bildet die Textur flach auf das Objekt ab, was durch ein oranges Rechteck gekennzeichnet wird. Wenn nur eine Seite eines Objektes sichtbar ist, so ist dies die richtige Abbildungsmethode, z.B. bei "Planes" für Fensterscheiben. Image
Cylindrical Für zylindrische Objekte sollte diese Abbildungsmethode gewählt sein, ein Häckchen bei Cap sorgt dafür, das für die Enden des Zylinders die Abbildungsmethode Planar verwendet wird. Image
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Spherical Kugelförmige Objekte sollten mit dieser Abbildungsmethode versehen werden, wobei die oberen und unteren Punkte der Textur auf die Pole der Kugel abgebildet werden. Image
Shrink Wrap Damit wird ebenfalls eine sphärische Abbildung verwendet, nur das alle Eckpunkte der Textur in einen Pol abgebildet werden. Entspricht also dem Einwickeln eines runden Objektes. Image
Box Diese Abbildungsmethode wird bei rechteckigen Objekten angewandt. Dies entspricht einem Planaren Mapping von jeder Seite aus. Image
Face Dies wendet die Textur auf alle Flächen eines Objekts einzeln an. Image
XYZ to UVW Die letzte Abbildungsmethode führt eine prozedurale Abbildung zwischen den Koordinaten der Knoten eines Objektes und den U,V,W Koordinaten der Textur durch, was in der Regel bei einem BAT-Gebäude nicht gut aussieht. Image

 

ImageDie Farbe eines Pixels auf der Oberfläche eines Objektes wird durch Strahlen bestimmt, welche im rechten Winkel auf der (den) Fläche(n) des Gizmo stehen. Das links nebenstehende Bild veranschaulicht diesen Zusammenhang. Steht der Strahl auf dem Gizmo auf einem roten Pixel, so erhält auch die Oberfläche des Körpers an der entsprechenden Stelle ein rotes Pixel usw.

Unterhalb der Abbildungsmethoden folgen drei Felder für die Größe der UVW-Map. Standardmäßig werden diese Werte durch die Größe des Objektes bestimmt. Durch Ändern dieser Werte wird die Textur auf dem Objekt gestreckt oder gestaucht. Das beste Aussehen erreicht man jedoch, wenn man an diesen Werten keine Änderungen vornimmt. Ein ähnliche Wirkung wie das Ändern dieser Werte hat das Skalieren des Gizmo. Reicht der Gizmo oder die Textur durch diese Einstellungen über die Objektgröße hinaus, wird die Textur an den Objektbegrenzungen abgeschnitten.

Bei den nächtsten drei Werten wird bestimmt, wie oft eine Textur auf einem Objekt wiederholt wird. Diese Werte sind ähnlich zur Tile-Einstellung im Editor, nur das diese Einstellung nur für ein Objekt gilt, während die Einstellung im Material-Editor auf alle Objekte wirken, welche diese Textur verwenden. Diese Einstellung ist besonders wichtig bei Objekten unterschiedlichen Größe, welche die gleiche Textur verwenden. Dies ist zum Beispiel für die Wände unseres Sägewerks der Fall, welche unterschiedlich groß sind. Soll die Textur eine Breite von 2 Meter abdecken und die Wand ist 22 Meter breit, so ist U-Tile auf 11 zu setzen, sofern U-Tile der Breite entspricht. Eine Wand mit 9 Metern Breite erhält in diesem Fall den Wert 4,5. So werden unschöne Stauchungen und Dehnungen der Textur vermieden. Durch das Setzen eines Hakens bei Flip, wird die Textur gespiegelt. Ein gleicher Effekt läßt sich durch ein Minuszeichen vor dem Tile-Wert erreichen.

Der letzte Abschnitt Alignment ist wieder für das BAT interessant, während bei den Einstellungen von Channel kein Nutzen festgestellt werden konnte. Mit dem Auswahlfeldern X, Y und Z läßt sich die Orientierung des Gizmo der UVW-Map und damit auch die Ausrichtung der Textur ändern. Die gewählte Achse wird dabei auf die lokale Z-Achse des Objektes ausgerichtet. Der Schalter Fit bewirkt die Anpassung der Textur auf die Ausmaße des Gizmo. Center bewegt die Position des Gizmo auf die Mitte des Objektes. Mit Bitmap Fit wird die UVW-Ausrichtung entsprechend einer wählbaren Grafikdatei durchgeführt. Nach Schalten von Normal Align läßt sich die Textur mit gedrückter linker Maustaste auf der XY-Ebene des Gizmo verschieben, bis der Schalter wieder deaktiviert wird. Mit View Align wird der Gizmo mit der XY-Ebene rechtwinklig auf den Betrachter der Ansicht ausgericht. Nach Aktivieren von Region Fit läßt sich mit gedrückter linker Maustaste eine Region in der Ansicht aufziehen. Die Eckpunkte der aufgezogenen Region entsprechen den Eckpunkten der Textur. Mit Reset werden alle Alignment-Operationen rückgängig gemacht. Acquire kopiert das UVW-Mapping eines anderen Objekts, welches nach einem Klick auf Acquire per Mausklick ausgewählt wird, auf die aktive UVW-Map.

Praxistipp: Für den Umgang mit der UVW-Map gilt wie für alle anderen Dinge in gmax, dass man ihn üben muss, um ansehnliche Ergebnisse zu erreichen. Das genaue Aussehen eines Gebäudes läßt sich jedoch nicht in der Perspektivansicht beurteilen, sondern nur in einem Proberendering des Gebäudes, da es in der Perspektivansicht immer wieder zu Verzerrungen und Farbabweichungen kommt, welche im Endergebnis nicht zu sehen sind.

 Volumentextur: Eine Volumentextur besteht aus mehreren übereinandergelegten Texturen. Die W Koordinate einer UVW-Map bestimmt dabei, aus welcher Textur ein Pixel an einer bestimmten Stelle des Objektes genommen wird. Hat die Volumentextur zum Beispiel drei Bitmaps als Texturen, so wird bei einer W-Koordinate von 0.5 der Farbwert an der entsprechenden Position in der mittleren Textur verwendet. Bei einer W-Koordinate von 0.8 werden der Farbwert für die Stelle eines Objekts zu 40% aus der mittleren und zu 60% aus der oberen Textur bestimmt. Mit dieser Methode lässt sich auf einfache Weise zum Beispiel die Vegetationsdecke entsprechend der Höhe eines Landschaftspunktes bestimmen.

 


 

Erstellen von kachelbaren Texturen

ImageBasis für jedes gut aussehende BAT-Gebäude für SimCity 4 sind gut aussehende Texturen, welche über die Bestandteile des Gebäudes gelegt werden können. Da es sinnvoll ist, wie im vorherigen Abschnitt gezeigt wurde, entsprechend der Dimension des einzufärbenden Bauteils die Texturen sich wiederholen zu lassen, müssen Texturen erzeugt werden, welche nicht sichtbare Übergänge bieten. Die Texturen sollten also kachelbar sein. In diesem Abschnitt werden wir einen Ausschnitt einer Holzwand als Textur erstellen. Die Methode die wir dabei anwenden, erlaubt es uns auch nicht im rechten Winkel aufgenommene Oberflächen als Textur zu verwenden.

Wir starten als erstes Gimp (oder ein anderes Grafikprogramm) und öffnen ein Bild, das eine Bretterwand enthält. Das hierfür verwendete Bild habe ich im Internet gefunden. Es eignen sich aber auch Bilder, welche mit der eigenen Digitalkamera geschossen wurden. Das folgende Bild zeigt das in Gimp geöffnete Bild, welches die gewünschte Bretterwand enthält.

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Von Interesse für unser Sägewerk ist die Bretterwand unterhalb der Fenster. Diese soll als Textur verwendet werden. Hierzu ist in der Gimp-Werkzeugbox wie angezeigt das Perspektivwerkzeug zu nehmen. Als Transform-Richtung ist Rückwärts (Korrigieren) zu wählen. Die anderen Werte können je nach Bedarf gewählt werden. Am besten ist es, man probiert mit diesen Werten ein wenig herum, bis man die beste Einstellung gefunden hat. Das Grid der Auswahl schalte ich ab, da dies mich bei der Arbeit stört.

Wir müssen nun noch den zu transformierenden Bereich wählen. Hierzu klicken wir einmal auf das Bild und eine Auswahl erscheint. Die Auswahl besitzt Laschen in den Ecken des Bildes, mit dem die Auswahl verändert werden kann. Durch Drücken der linken Maustaste auf einer Lasche und führen der Maus auf einen gewünschten Eckpunkt des zu transformierenden Bereichs läßt sich der ausgewählte Bereich verändern. Für unsere Bretterwand benutze wir als Fluchtlinien den Balken oberhalb der Türen und die Fensterunterkante und richten die Auswahl entsprechend aus. Das Resultat ist in dem folgendem Bild zu sehen.

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Um die Transformation zu starten, reicht nach erfolgter Platzierung der Auswahl ein Klick auf den Schalter Transform in dem Fenster, welches nach dem Klick auf das Bild aufgegangen ist. Wenn uns das Ergebnis der Transformation gefällt, so kopieren wir den kompletten Bereich durch einen Klick auf die rechtwinklige Auswahl in der Gimp-Werkzeugkiste und dem Drücken der Tastenkobination [STRG]+[C] in die Zwischenablage. Dann öffnen wir ein neues Arbeitsfenster durch Klick auf File->New und bestätigen der folgenden Auswahl. Die dort gezeigten Werte entsprechen dem gerade kopierten Bild in der Zwischenablage. Durch die Tastenkombination [STRG]+[V] fügen wir das Bild aus der Zwischenablage in das neue Bild ein. Jetzt können wir das Arbeitsfenster unseres ursprünglichen Bildes schließen.

Um ein Bild kachelbar zu bekommen, müssen wir nun die Ränder des Bildes anpassen. Hierzu sollten wir als erstes die Ränder unseres Bildes aneinander stossen lassen. Hierzu wählen wir im Menü des Arbeitsfensters Layer->Transform->Offset.... In der erscheinenden Dialogbox klicken wir einmal auf den Schalter Offset by (x/2),(y/2). Hierdurch werden als Offset die halben Werte der Bilddimension eingetragen. Bei gesetzten Haken der Option Wrap klicken wir nun auf OK und erhalten das folgende Bild. Wir sehen deutlich die Übergänge an den Kanten unseres bisherigen Bildes, welche wir nun glätten müssen.

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Um die Kante zu glätten eignen sich besonders zwei Methoden. Einmal die Patchwork-Methode, bei der wir einen Bereich des Bildes kopieren und über den sichtbaren Kanten wieder einfügen. Bei geschickten Vorgehen kann man so unschöne Störungen ohne Helligkeitsunterschiede in dem Bild bereinigen. Die nächste Method nutzt das Werkzeug Smudge von Gimp, was auf Deutsch verschmieren heißt. Hierzu wählen wir in der Gimp-Werkzeugkiste Smudge  und stellen das Werkzeugen nach unseren Wünschen ein, insbesondere die Größe und Form des Pinsels. Dann setzen wir die Maus kurz vor einer sichbaren Kante an und ziehen die Maus mit gedrückter Maustaste in die Richtung unserer Hauptkonturen über die Kante. Die Kante wird hierdurch immer schwerer zu sehen. Gegebenenfalls setzen wir auch noch den Weichzeichner und andere Werkzeuge von Gimp ein, um unser Bild zu bearbeiten.

Wenn wir von unserer Arbeit überzeugt sind, führen wir noch einmal ein Offset aus, um unsere jetzigen Seiten des Bildes noch einmal auf sichtbare Übergänge zu kontrollieren und beseitigen diese eventuell auch noch einmal. Um die Textur auf einer größeren Fläche aus zu probieren, steht in Gimp auch ein Filter zur Verfügung. Mit Filters->Map->Tile... läßt sich die Textur auf einer größeren Fläche verteilen, indem man die Flächengröße in dem erscheinenden Dialog entsprechend vergrößert.

Ein Rendering zur Probe zeigt uns das momentane Aussehen unseres Sägewerks mit der Holztextur auf den Wänden. Es bleiben noch genug bunte Flächen über, mit denen wir uns beschäftigen müssen, wie zum Beipiel das Dach, welches in SimCity 4 das Aussehen von Gebäuden maßgeblich mit bestimmt.

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Patina auf Gebäuden

Wir haben nun das grundlegende Wissen, um aus einfachen Bildern kachelbare Texturen zu erzeugen. In der Regel sehen diese Texturen schon relativ verwittert aus, aber manchmal benötigen wir auch Texturen, die Verwitterungsspuren besitzen, welche auf das Gebäude bezogen sind. Solche Verwitterungsspuren finden wir beispielsweise unterhalb eines Fenstersims oder in der Nähe von Rohren wie bei unserem Sägewerk auf dem Dach an den Schornsteinen oder an dem Rohr für den Transport von Sägespäne.

In unserem Modell haben wir auf der einen Dachseite ein Rohr und zwei Schornsteine auf dem Dach. Als Grundlage für unsere Textur verwenden wir einen Screenshot, um die genauen Bemassung des BAT-Modells zu erhalten. Um eine möglichst große Textur erzeugen zu können, drehen wir zunächst das komplette Modell derart, dass sich ein möglichst großer Ausschnitt des rechteckigen Dachs in der Ansicht befindet. Das beste ist es, wenn das zu texturierende Objekt flach in der Draufsicht ausgerichtet ist, dies muss aber nicht hundertprozentig sein, da wir gmax eine Textur auch stauchen oder dehnen lassen können.

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Um überflüssige Bestandteile nicht mit im Screenshot zu haben, löschen wir vorübergehend alle Bestandteile, welche für die Dachtextur nicht von Interesse sind. Alternativ lassen sich diese Bestandteile über Hide Selektion und Unhide All im Kontextmenü (rechte Maustaste in einer Ansicht) aus- und einblenden. Wir benötigen also das Dach, das Rohr und die Schornsteine. Da es sich in unserm Fall um ein Dach mit Teerpappe handeln soll und bei solchen Dächern meisten eine Wölbung oberhalb der Mauern zu erkennen ist, behalten wir auch die Aussenmauern des Gebäudes bei. Um ein Bildschirmbild zu erzeugen, schalten wir mit [W] die Draufsicht groß, schalten die Darstellung des Rasters mit Views->Grids->Show Home Grid aus und wechseln mit [STRG]+[X] in den Expertenmodus, um eine möglichst große Ansicht zu erlangen. Das Ergebnis unserer bisherigen Bemühungen sieht wie folgt aus.

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In dem Expertenmodus machen wir jetzt einen Screenshot von dem Dach und erstellen ausgehend von dem Screenschot nun die Ausgangsbasis für die Weiterbearbeitung. gmax können wir nun vorerst schließen, ohne das auf das wesentliche reduzierte Modell zu speichern (wer speichert, hat hoffentlich noch ein Backup parat). Wir selektieren in einem Grafikprogramm (z.B. IrfanView, Gimp) aus dem Screenshot nun die Außenkante des Rechtecks, welches in der Draufsicht die Außenkanten des Daches darstellen, und erstellen ein neues Bild mit dieser Selektion. In dem Bild entfernen wir alle für unseren Zweck überflüssigen Linien und speichern das Bild in einem Grafikformat ohne Kompression, wie z. B. im Bitmap-Format. Das Zwischenergebnis mit geänderter Hintergrundfarbe ist nachfolgend zu sehen.

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Als nächstes wollen wir das Bild bis auf die Linien transparent gestalten. Wir öffnen hierzu das Bild in Gimp und fügen mit Layer->Transparency->Add Alpha Channel zunächst dem Bild einen Alpha-Kanal hinzu, welcher für transparente Bilder zwingend erforderlich ist. Als Nächstes wählen wir den Hintergrund des Bildes durch Select->By Color und einen Klick auf die Farbe des Hintergrunds aus. Jetzt können wir den Hintergrund durch Edit->Clear löschen und erhalten das folgende Ergebnis. Möchten man dies Bild abspeichern, so ist ein Grafikformat zu wählen, welches Transparenzen verwalten kann, zum Beispiel im TIFF-Format. Speichern ist aber nicht zwingend nötig.

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Von dem Fenster mit dem transparenten Bild aus erstellen wir jetzt mit File->New ein neues Bild. Gimp verwendet dabei automatisch die selbe Größe wie das Bild in dem Fenster aktuellen Fenster. In dem Bild zeichnen wir zunächst unsere Grundtextur für das Dach. Im nachfolgenden Bild ist diese Textur zu sehen, welche unregelmässig verklebte Dachpappen darstellen soll.

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Über diese Textur möchten wir jetzt unser transparentes Bild mit der Positionen der Mauern, dem Rohr und dem Schornstein legen. Wir legen dazu zunächst mit Layer->New Layer eine neue Ebene an. Als Layer Fill Type sollte transparent gewählt werden. Am unteren Rand des Arbeitsfensters erscheint der Name der Ebene, welche wir neu angelegt haben.
Wir wechseln nun das Arbeitsfenster und kopieren mit [STRG]+[C] komplett unser transparentes Bild, wechseln wieder zurück zum Arbeitsfenster unserer Dachtextur und fügen mit [STRG]+[V] in die gerade erzeugte Ebene unsere transparentes Bild ein. Das Ergebnis sollte dann wie folgt aussehen.

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Nun verschmutzen wir an den entscheidenden Stellen unser Dach. Als erstes sollten wir in die Ebene mit der Dachtextur wechseln. Zwischen den Ebenen läßt sich über [Bild auf] und [Bild ab] navigieren. Ein Blick auf den Namen der Ebene am unteren Rand des Arbeitsfensters offenbart, ob wir zum Zeichnen in der richtigen Ebene sind. Zunächst ziehen wir die Mauern mit der Spraydose und einer leicht dunkleren Farbe nach. Dann verschmutzen wir das Dach unterhalb des Rohrs mit einen rostigen Farbton und die Umgebung der beiden Schornsteine versehen wir mit Ruß. Das Ergebnis schaut in etwa wie folgt aus.

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Jetzt müssen nur noch die Textur alleine stellen, in dem wir in die transparente Ebene wechseln und diese Ebene mit Layer->Delete Layer löschen. Da die Textur etwas zu hell erschien, wurde sie noch komplett verdunkelt. Diese Textur speichern wir nun an einen geeigneten Ort ab, am besten in ein Verzeichnis in dem Ordner, in dem wir unser gmax-Modell des Sägewerks haben.

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Ein Rendering zur Probe unserer momentanen Bemühungen zeigt uns das momentane Aussehen unseres Sägewerks. Fehlen nur noch die sichtbare Mauer auf der linken Seite des Daches. Da muss wohl noch etwas Arbeit in weitere Texturen investiert werden.

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Beleuchtete Fenster bei Nacht

Das BAT bietet eine einfache Möglichkeit, Fenster bei Nacht leuchten zu lassen. Leider ist die gewählte Lösung nicht ganz fehlerfrei, wodurch sich manchmal nicht die gewünschten Effekte erzielen lassen. Die Fehlerursache konnte leider nicht gefunden werden, es wird aber eine Abhängigkeit zu den Grafikkartentreibern vermutet.

Dreh- und Angelpunkt für beleuchtete Nachtfenster ist der Abschnitt Night Windows im Rollup Parameters innerhalb des BAT. Die globalen Einstellungen für die Nachtfenster sind die Global Intensity zur Regelung der Helligkeit der Nachttextur und die Auswahlliste der verfügbaren Nachttexturen. Auf einem Modell läßt sich nuImager eine Nachttextur verwenden. Das Aussehen eines Fensters bei Tage ist jedoch nicht abhängig von der gewählten Nachttextur, kann also auch komplett anders sein.

Um ein Fenster bei Nacht zu beleuchten, ist das entsprechende Fenster auszuwählen und ein Haken bei der Eigenschaft Enabled im Abschnitt Night Windows->Selection zu machen. Das BAT wird dann in der Nachtdarstellung das Fenster mit der entsprechenden Nachttextur versehen. Mit der Einstellung Intensity läßt sich die Helligkeit für jedes Fenster einzeln bestimmen, wodurch Fenster unterschiedlich hell sein können in der Nachtansicht. Diese Einstellung funktioniert im BAT aber nicht in jeder Rechnerumgebung. Gegebenenfalls sorgen andere Einstellungen als eine Intensität von 1 zu einem Abschalten einer Nachttextur. In diesem Fall erfolgt auch die Darstellung der Nachttexturen unabhängig von der UVW-Map des Fensters. Unterschiedlich helle Fenster lassen sich dann nur durch den Einsatz von Strahlern erreichen, welche im nächsten Abschnitt beschrieben werden.

Das folgende Bild zeigt das Sägewerk mit zwei Fenstern, welche bei Nacht beleuchtet sind.

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Achtung: Sollen Props bei Nacht leuchten, so ist im Plugin-Manager die Eigenschaft Light des Prop auf wahr zu setzen. Andernfalls wird das Prob dunkel bleiben.

Wie bereits erwähnt wurde, wird für die beleuchteten Fenster nur eine Texture verwendet, um genauer zu sein, ein Satz von fünf Texturen. Das BAT verwendet für jede der fünf Zoomstufen eine eigene Textur. Fenster, welche in unterschiedlichen Farben leuchten, sind so nicht möglich. Für den Fall, dass die drei Nachttexturen Beige, Blue und Green nicht den eigenen Bedürfnissen entsprechen, lassen sich eigene Sätze von Nachttexturen anlegen.

Die Nachttexturen sind alle im Unterordner BAT\Maps\NightWindows finden, in dem sie jeweils einen eigenen Ordner belegen. So sind zum Beispiel alle blauen Nachttexturen im Ordner BAT\Maps\NightWindows\Blue finden. Vorsicht beim Anschauen der vorhandenen Nachttexturen mit einem Grafikprogramm. Das Programm darf keine Vorschaubilder für die Texturen generieren. Legt es doch Vorschaubilder an, so ist die Nachttextur im BAT nicht mehr auswählbar.

Um eigene Nachttexturen bereit zu stellen, ist ein neuer Ordner im Ordner BAT\Maps\NightWindows mit dem Namen der Nachttextur an zu legen. Dieser Ordner muss genau fünf Dateien mit einer Textur für eine der fünf Zoomstufen von Sim City 4 enthalten. Entsprechend der Zoomstufe, für die eine Textur bestimmt ist, muss ihr Dateiname mit dem Suffix -z1, -z2, -z3, -z4 oder -z5 enden.

Soll zum Beispiel eine rote Nachttextur verwendet werden, so muss es einen Ordner BAT\Maps\NightWindows\Rot mit den Dateien Rot-z1.jpg, Rot-z2.jpg, Rot-z3.jpg, Rot-z4.jpg und Rot-z5.jpg geben. Dabei enthält beispielsweise die Datei Rot-z2.jpg die Textur für die Zoomstufe 2. Eine andere Datei in dem Ordner ist nicht zulässig und wird durch das Nichterscheinen in der Auswahlliste bestraft.

Die Texturen sollten quadratisch sein und die folgenden Dimensionen besitzen:

-z1 33x33
-z2 66x66
-z3 132x132
-z4 256x256
-z5 400x400

 


Beleuchtung mit Strahlern bei Nacht

Image Neben selbst leuchtenden Texturen über die Nachtfenster des BAT bietet gmax noch die Möglichkeit, Lichtquellen in eine Szene zu integrieren. Normalerweise erhellen diese Lichtquellen das Gebäude bei Tag und Nacht. Auch das BAT selber benutzt Lichtquellen in einem Beleuchtungsrack, um ein Gebäude zu beleuchten. Das Beleuchtungsrack wird im nächsten Abschnitt vorgestellt werden. Über das Präfix nitelite im Namen einer Lichtquelle wird das BAT veranlasst, diese Lichtquelle nur in der Nachtansicht einzuschalten. Alle anderen eingeschalteten Lichtquellen werden bei einer Nachtansicht durch das BAT abgedunkelt.

Als Lichtquellen stehen drei verschiedene Typen zur Auswahl, Strahler (Spot), gerichtetes Licht (Direct) und eine Punktlichtquelle (Omni). Eine Punktlichtquelle strahlt das Licht in alle Richtungen ab. Dies währe zum Beispiel bei einer Glühbirne oder einer Kerzenflamme der Fall. Ein Strahler ist im Grunde genommen auch eine Punktlichtquelle, nur das die Lichtstrahlen sich nur innerhalb einer bestimmten Richtung von der Punktlichtquelle entfernen. Dies ist vergleichbar mit allen Lampen welche einen Reflektor verwenden. Im Gegensatz zu den Punktlichtquellen verlaufen die Lichtstrahlen bei gerichteten Licht parallel zueinander und entfernen sich nicht voneinander. Dieses Licht ist vergleichbar mit den Sonnenstrahlen, welche auf der Erdoberfläche parallel zueinander sind (physikalisch nicht ganz korrekt, da sie ebenfalls eine Punktlichtquelle ist, aber aufgrund der Entfernung zwischen Sonne und Erde ist der Winkel der Sonnenstrahlen zueinander fast Null).

Strahler und gerichtetes Licht sind in gmax in zwei verschiedenen Arten präsent, einmal als Lichter mit einem Ziel (Target) und einmal frei (Free). Lichter mit einem Ziel bestehen aus zwei Objekten, der eigentlichen Lichtquelle und einem in der Szene nicht sichtbaren Zielpunkt, welcher durch die Lichtquelle angestrahlt wird. Durch das Verschieben beider Lichtquelle und Ziel ist es auf einfache Weise möglich, die Lichtquelle auszurichten. Bei einem freien Lichtquelle wird die Richtung des Lichts alleine durch die Ausrichtung der Lichtquelle bestimmt. Zur Ausrichtung der Lichtquelle wird das Werkzeug zum Drehen von Objekten verwendet, mit der den emittierten Lichtstrahlen eine andere Richtung gegeben werden kann. Welche Art von Lichtquelle verwendet wird, hängt ganz vom Anwendungszweck und dem eigenen Geschmack ab. 

ImageWir wollen nun einfach mal eine Lichtquelle in einem Modell setzen. Dazu ist einfach die gewünschte Lichtquelle zu selektieren und dann durch einen Klick in einer Ansicht zu platzieren. Bei Lichtquellen mit einem Ziel ist die Lichtquelle und ihr Ziel durch eine Ziehen-Operation zu platzieren. Dabei wird die Lichtquelle an die Stelle gesetzt, an der die linke Maustaste gedrückt wurde und das Ziel wird an die Stelle gesetzt, an der die linke Maustaste losgelassen wurde. Bei freien Lichtquellen wird die Richtung der Lichtstrahlen immer in Blickrichtung des Betrachters gerichtet. Bei der Ansicht von oben ist zum Beispiel die Ausrichtung immer zum Boden orientiert. Dies ist ideal, um Deckenleuchten zu platzieren. In der Regel wird die Lichtquelle auf der Nullebene platziert. Mit dem Werkzeug zum Bewegen läßt sich aber auch jede Lichtquelle und ein Ziel bewegen. Die Auswahl der Lichtquelle geschieht am besten durch das Werkzeug Select by Name, kann aber auch mit der Maus erfolgen.

Hinweis: Die in einem Modell beleuchten nur Objekte, welche in dem Modell enthalten sind. Gegenstände oder der Boden eines Grundstücks werden nicht durch einen in einem BAT platzierten Strahler beleuchtet.

Nachdem eine Lichtquelle gesetzt und positioniert wurde, sollten wir uns den allgemeinen Parametern der Lichquelle im Rollup General Parameters zuwenden. Ganz oben befindet sich eine Auswahlliste, mit dem sich der Typ der Lichtquelle noch nachträglich ändern lässt. Am Parameter On sollte grundsätzlich ein Haken gesetzt werden, da ansonsten die Lichtquelle ausgeschaltet bleibt. Der Kasten rechts daneben dient der Auswahl der Farbe der Lichtquelle. Wir können also beispielsweise eine rote Folie vor unsere Lampe setzen, so das nur rote Objekte mit einem roten Farbanteil in einer Szene beleuchtet werden. Die Farbe für den Strahler läßt sich aber auch über die sechs Felder für das RGB- oder das HSV-Farbmodell einstellen. Die mit dem Schalter Exclude... vorzunehmende Auswahl scheint leider keinen Einfluss auf das BAT zu haben. Die Leuchtstärke eines Strahlers lässt sich mit dem Feld Multiplier einstellen. Der nächste wichtige Punkt ist das Feld Cast Shadows, mit dem der Schattenwurf für eine Lichtquelle eingeschaltet werden kann. In der Regel sollte dort ein Häkchen gesetzt werden, es gibt aber Sonderfälle, in dem kein Schattenwurf benötigt wird, aber das sieht meist etwas sonderbar aus. Die Einstellungen unter der Gruppe Affect Surfaces braucht nicht beachtet werden und läßt sich nur in Spezialfällen sinnvoll einsetzen. Der geneigte BATter kann mal ein wenig damit herum spielen.

ImageMit dem Rollup Spotlight Parameter läßt sich für einen Strahler die Ausbreitung des Lichts steuern. Die wichtigsten Parameter sind hierfür Hotspot und Falloff. Die ersten beiden Parameter sind Winkel. Hotspot gibt dabei den Bereich an, welcher durch den Strahler voll ausgeleuchtet wird. Falloff gibt einen Bereich mit Streulicht an, in dem das Licht des Strahler von 'voller Ausleuchtung' auf 'kein Licht' abfällt. Fallof ist immer mindestens 2° größer als Hotspot. Durch Setzen des Parameters Overshot wird erreicht, dass der Strahler das Licht in alle Richtungen abstrahlt, aber Projektionsverhalten und Schattenwurf werden nur in Richtung des Strahlers berechnet. Overshot sollte aufgrund dieses Verhaltens immer deselektiert sein

Eine weitere wichtige Einstellmöglichkeit für einen Strahler ist die Auswahl zwischen Circle und Rectangle. Mit Circle wird ein kreisförmiger Bereich ausgeleucht. Mit Rectangle wird ein rechteckige Bereich beleuchtet. Bei Wahl von Rectangle stehen einen zwei weitere Einstellmöglichkeiten zur Verfügung. Das Verhältnis zwischen den Seiten des angestrahlten Bereichs wird über Aspect eingestellt. Zusätzlich lässt sich mit dem Parameter Map ein Bild angeben, welches durch den Strahler wie durch einen Diaprojektor projiziert wird. Der Schalter Bitmap Fit... stellt das Seitenverhältnis des Strahlers gemäß des gewählten zu projizierenden Bild ein.

Mit dem Parametern Show Cone läßt sich bestimmen, dass der Lichtkegel beim Modellieren auch bei nicht ausgewählten Strahler sichtbar ist. Über die Angabe von Target Distance wird bestimmt, in welcher Entfernung vom Strahler der gezeigte Lichtkegel ändert. Durch den gezeigten Lichtkegel läßt sich genau bestimmen, welche Bereiche in der gewählten Distanz hell erleuchtet werden und in welchen Bereichen das Licht abfällt. Bei einem Strahler mit einem Target läßt sich die Distanz nicht einstellen.

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ImageLicht verliert in der Regel mit der zunehmender Entfernung an Helligkeit. Weit von einer Lampe entfernte Gegenstände erscheinen dunkler als nahe Gegenstände. gmax bietet mit dem Rollup Attenuation Parameters die Möglichkeit, das Licht in Abhängigkeit der Entfernung zu variieren. Das Rollup bietet die Möglichkeit, das Licht in einem Bereich einzublenden und in einem anderen Bereich auszublenden. Das Einblenden wird in dem Bereich Near Attenuation eingestellt. Das Einblenden des Lichts beginnt bei der mit Start eingestellten Entfernung und endet bei der mit End eingestellten Entfernung. Das Ausblenden des Lichts wird über den Bereich Far Attenuation auf die gleiche Art und Weiste eingestellt. Die Einstellungen treten erst in Kraft, wenn unter use ein Häkchen gesetzt wurde. Mit einem Häkchen unter show werden die Einstellungen im Modell angezeigt.

Tipp: Eine gute Anwendungsmöglichkeit für Near und Far Attenuation ist beispielsweise das Erstellen von Leuchtschriften. Hierzu setzt man die Leuchtschrift knapp vor den Träger der Leuchtschrift und richtet einen rechteckigen Strahler mit gerichteten Licht auf den Schriftzug. Das Licht wird knapp vor dem Schriftzug eingeblendet und knapp hinter den Schriftzug wieder ausgeblendet. Hierdurch wird nur der Schriftzug beleuchtet. Sollten trotzdem umliegende Teile durch das Streulicht eines Strahlers beleuchtet werden, so läßt sich dies mit einer weißen Projektionsgrafik verhindern, welche einen schwarzen Rand besitzt. Die Helligkeit des Strahlers sollte zur besseren Wirkung des Leuchteffekts mit einem Multiplikator zwischen 2 und 4 versehen werden. Die rechts unterhalb folgende Grafik gibt ein Beispiel für diese Anwendung der Attenuation Parameters.

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Eine weitere Möglichkeit, die Helligkeit über die Entfernung zu beeinflussen, bietet der Bereich Decay. In diesem Bereich läßt sich unter Type die Art und Weise einstellen, in der das Licht abnehmen soll. Es stehen drei Einstellungen zur Verfügung. Mit None wird die Helligkeit beibehalten, mit Inverse nimmt die Helligkeit linear mit der Entfernung ab und mit Inverse Square nimmt die Helligkeit mit dem Quadrat der Entfernung ab. Die letzte Einstellung entspricht dem realen Verhalten von Licht, welches von einer Punktquelle abgestrahlt wird. Mit Start läßt sich die Entfernung von der Lichtquelle einstellen, ab der eine Verdunkelung einsetzt.

ImageUm ein möglichst realistisches Aussehen für Gebäude zu erreichen, sollte Licht nach Möglichkeit einen Schatten werfen. Die Lichter im Beleuchtungsrack verursachen standardmäßig einen Schattenwurf. Bei im Modell platzierten Lichtquellen ist der Schattenwurf im Rollup Shadow Parameters durch einen Haken bei On einzuschalten. In Ausnahmefälle kann man auch auf einen Schattenwurf verzichten.

gmax bietet zwei Möglichkeiten für die Berechnung von Schatten an, durch ein Bild oder durch Raytracing. Das BAT unterstützt allerdings kein Raytracing, so das die Methode grundsätzlich auf Shadow Map eingestellt bleiben sollte. Anderenfalls erhält man keinen Schatten. Die Intensität des Schattens läßt sich über die Einstellung Dens einstellen. Eine 1 steht für maximalen Schatten und eine Null für gar keinen Schatten. In der Regel kann diese Einstellung auf 1 gelassen werden. Soll Streulicht im Schatten simuliert werden oder durchsichtige Materialien, so sind Werte zwischen 0 und 1 einzustellen. Mit negativen Werten wäre es in gmax auch möglich, Spiegelungen zu simulieren. Allerdings wird dies ebenfalls nicht vom BAT unterstützt.

ImageWeitere Einstellungen sind in dem Rollup Shadow Parameters nicht notwendig. Für die Berechnung des Bildes eines Schattens bietet das Rollup Shadow Map Params weitere Einstellmöglichkeiten. In der Regel können die Einstellung jedoch beibehalten werden. Durch Absenken von Bias auf Werte zwischen 0 und 1 ist es möglich, sanftere Übergänge zwischen beschatteten und beleuchteten Flächen zu erreichen. Die anderen Einstellmöglichkeit beeinflussen die Qualität der Schattenberechnung, sind aber bereits auf gute Werte eingestellt. Bei Strahlern, welche einen Schatten auf eine weit entfernte Fläche werfen, sollte die Größe Size der Map eventuell erhöht werden. Bei nahen Flächen kann die Fläche verkleinert werden. Die Entscheidung für die richtigen Werte sollte immer anhand eines Proberenderings entschieden werden.


 

Beleuchtungs- und Kamerarack

Zum Rendern eines Gebäudes benötigt das BAT Informationen über die Beleuchtung und die Position und Richtung der Kameras für die einzelen Detailstufen. Diese Informationen sind in einem Beleuchtungs- und Kamerarack enthalten. Durch Druck auf den Button Reset Lights & Cameras wird ein passendes Beleuchtungs- und Kamerarack zum aktuellen LOD in das Modell eingebunden. Es empfiehlt sich daher, zunächst das LOD anzupassen, bevor das Rack eingebunden wird.

Die Racks werden als XRef-Szene eingebunden. Eine XRef-Szene ist ein Teil eines Modells, deren Bestandteile in der Oberfläche von gmax nicht ausgewählt werden können. Dieser Mechanismus stellt sozusagen einen geschützten Bereich dar und kann jede Art von Objekt enthalten, welche gmax bereit stellt. Das Einbinden einer XRef-Szene kann auch von Hand vorgenommen werden über das Menü File->XRef Scenes.... In dem Dialog ist über den Button Add eine XRef Szene hinzuzufügen und über den Button Bind in das Modell einzubinden. Genau den gleichen Mechanismus verwendet auch das BAT.

Die vom BAT verwendeten Beleuchtungs- und Kameraracks sind innerhalb des BAT-Verzeichnisses im Ordner scenes/CamLightRigs zu finden. Diese Dateien lassen sich mit gmax auch öffnen und bearbeiten. Wer sich näher mit der Beleuchtung und den Kameraeinstellungen des BAT auseinandersetzen und gegebenenfalls ein modifiziertes Rack verwenden möchte, kann sich diese Dateien einmal näher ansehen. Ich warne aber ausdrücklich vor Veränderungen in diesen Dateien, sofern man sich nicht sicher ist, was man dort tut.

Auf sc4devotion gibt es ein modifiziertes großes Beleuchtungs- und Kamerarack, welches einige Probleme wie helle Gebäudeecken bei besonders großen Gebäuden behebt. Baumeistern von Wolkenkratzern sei dringend empfohlen, sich dieses Rack herunterzuladen und in dem Verzeichnis der Racks das große Rack zu ersetzen oder dieses modifizierte Rack per Hand in ein Modell einzubinden.