Der Buchtip für heute: "Digital Lighting & Rendering"¹ von Jeremy Birn, den ich zum ersten Mal 1998 auf der Stuttgarter Film- und Medienbörse gesehen habe, wo er, soweit ich mich erinnere, einen Vortrag zum Thema 3D-Grafik gehalten hat.

Das Buch, das es mittlerweile auch auf Deutsch gibt, macht auf mich einen sympathischen, kompetenten Eindruck, auch wenn zumindest bei einem Teil der Grafiken deutlich zu sehen ist, daß sie CGI sind.

Ich möchte hier ergänzend auf die Site von Paul Debevec hinweisen, der im Bereich "physikalisch korrektes Rendering" absolute Pionierarbeit leistet,² die dann in Filme wie "The Matrix" (1999) einfließt, wo George Borshukov, einer von Paul Debevecs ehemaligen Studenten, für die sog. "bullet-time"-Szene auf dem dach des Hauptquartiers der Agenten mitverantwortlich war.

In dieser Szene sind sowohl das Dach, der Rauch als auch die Spuren der Kugeln in der Luft sowie der motion blur (Bewegungsunschärfe) an Neos (Keanu Reeves') Stiefeln komplett computer-generiert. Das Dach wurde mit Hilfe des von Paul Debevec entwickelten sog. Image-based Rendering realisiert, bei dem Fotos eines realen Dachs auf eine 3D-Geometrie "aufgemappt" werden.

Jeremy Birn arbeitet seit 2002 als Technical Director bei der renommierten VFX-Firma Pixar. Schon von daher kann ich dieses Buch nur empfehlen. Die behandelten Themen reichen dabei von Grundlagenwissen wie "Farbräume und Farbmodelle" bis zu dem Kapitel über HDR-Grafik (High Dynamic Range) am Ende des Buches (HDR wurde nebenbei ebenfalls von Paul Debevec entwickelt).

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¹ Hier noch ein Link (mein persönlicher Favorit) zu einem der verschiedenen Renderings des Motivs auf dem Umschlag. Ihr könnt euch die Szenen zu diesem und verschiedenen anderen Motiven übrigens von der Site von Jeremy Birn herunterladen (die üblichen 3D-Formate wie .OBJ oder .LWO, gepackt als .rar-Archiv). Unter Linux benötigt ihr zusätzlich eine Utility wie unrar-free, um die Archive zu entpacken.
² Seine Arbeiten wie "Virtual Cinematography: Relighting through Computation" schaffen die technischen Voraussetzungen für komplett computer-generierte Spielfilme, die in vielleicht fünfzehn bis zwanzig Jahren schon Alltag sein könnten (seht dazu auch meinen Beitrag "CGI-Beleuchtung").

Verwendete Software: Inkscape 0.42 (Pfade), Gimp 2.2.8 (Bitmap-Editing).

Nach meinem nostalgisch gefärbten Interface-Entwurf habe ich mich jetzt mal an einem alten Kofferradio versucht. Das ist allerdings nur ein allererster Entwurf, um vor allem das Technische etwas in den Griff zu bekommen.

Ok, an sich ist es natürlich besser, so etwas in einem 3D-Programm zu modeln, aber ich wollte hier vor allem die Textur für die Stoffbespannung ausprobieren (und natürlich die Farbgebung mit dem typischen Fünfzigerjahre-Appeal).

Ich habe heute mal wieder eine Abstecher in die EDV-Abteilung des größten Buchhändlers am Ort gemacht, aber, um ehrlich zu sein: ich mag mir gerade die deutschsprachigen Bücher über Bitmap-Editing gar nicht mehr anschauen. Mein Eindruck: Auf Hochglanz getrimmtes Mittelmaß (höchstens), von dem sich offensichtlich aber doch noch genügend Leute blenden lassen. Ich persönlich finde das allerdings - nach über zehn Jahren eigener Erfahrung in diesem Bereich, wie gesagt - doch sehr traurig.

Heute war ich mal wieder in der Computer-Abteilung einer größeren Buchhandlung, und ich frage mich langsam wirklich, warum praktisch alle deutschsprachigen Bücher zum Thema Bildbearbeitung (sei es zu Photoshop, zum Gimp oder zu digitaler Fotografie allgemein in Kombination mit Bildbearbeitung) nach "Schema F" gestrickt sind. Nicht eines, vom dem ich sagen könnte: Wow, das ist wirklich cool! Endlich mal was Neues! Schon traurig, oder?

Die Bücher, die auf mich rein von der Aufmachung her den besten Eindruck gemacht haben, sind die von Galileo oder die aus der DPI-Reihe von Addison-Wesley.

Als Nachtrag zu meinem Beitrag "Maskenerstellung mit dem Gimp" noch ein Tip: Wenn ihr Grafikdateien zur Weiterverarbeitung zwischen verschiedenen Programmen austauschen wollt, achtet bitte darauf, daß die verwendeten Grafikformate verlustfrei komprimieren (also nach Möglichkeit nicht JPEG). Geeignete Formate für Bitmaps wären etwa PNG, TIFF¹ oder PSD, für Vektorgrafikdateien z. B. SVG oder Illustrator AI. (SVG kann auch Bitmaps speichern, AI vermutlich auch.)

PNG, TIFF und PSD haben darüber hinaus den Vorteil, daß man in diesen Formaten Alpha-Kanäle (Masken) sowie Bilddaten in 16-bit/Kanal abspeichern kann - etwas, das in JPEG nicht geht.² JPEG unterstützt max. 24 bit RGB.

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¹ Im Gimp gibt es die Option, TIFFs JPEG-komprimiert abzuspeichern. Bitte tut das nicht! Erstens gehen dadurch Bilddaten verloren, und zweitens wird diese Kompression nicht von allen Programmen unterstützt, so daß es passieren kann, daß ihr (oder jemand anderes) die Datei in einem anderen Programm nicht öffnen könnt. Üblich für TIFFs ist an sich LZW-Kompression; das ist ein - von Unisys patentierter - Algorithmus, der z. B. auch für GIF verwendet wird.
² Das relativ neue JNG-Format (JPEG Network Graphics) kann auch Alpha-Kanäle abspeichern, wird jedoch noch sehr unzureichend unterstützt. An Programmen fällt mir so auf die Schnelle nur ImageMagick ein.

Als ich heute an einem (wie leider allgemein üblich) schlecht eingestellten öffentlichen Internet-PC gesurft habe, mußte ich leider feststellen, daß eben auch diese Site hier viel zu dunkel dargestellt wurde. Der Grund dafür ist das - besonders bei Windows-PCs - nicht korrigierte System-Gamma.

Es ist prinzipiell eben so, daß bei CRT-Monitoren (ich weiß nicht, wie das bei TFTs ist) die Signale nicht linear auf die Fluoreszensscheibe übertragen werden. Bei linearer Übertragung wäre ein Korrektur nicht nötig, da sowohl das Ausgangs-Gamma (der Grafik etc.) sowie das Gamma des Bildes auf dem Monitor '1' betragen würden. In Wirklichkeit sieht das leider etwas anders aus: der Korrekturwert bei Windows-PCs beträgt etwa 2,2, bei Macs 1,8 und bei Linux-PCs schwankt er meiner Erfahrung nach zwischen 1,6 ... 2,2.

Neben dem Gamma ist gerade für Grafik zumindest noch die korrekte Einstellung von Weiß- und Schwarzpunkt wichtig. Ein gutes HOWTO habe ich vor einer Weile auf einer englischsprachigen Site entdeckt.

Da ich leider keinen Einfluß darauf habe, ob Besucher dieses Blogs ihr System-Gamma korrigiert haben, poste ich rechts über dem Ubuntu-Logo zur Orientierung noch eine kleine Grafik mit einem Gamma von 1,0. So kann sich jedenfalls niemand mehr beschweren, daß die Grafiken hier "viel zu dunkel" sind! ;-)

Ich habe zu diesem, wie ich finde wichtigen Thema auf meinem alten Blog zwei Beiträge gepostet, die im Gegensatz zu den oben verlinkten auf Deutsch sind:

• "Korrektes Gamma"
• "Kalibrierung"

Grafik © Copyright by Seung Ho Henrik Holmberg. Verwendete Software: Photoshop. Reprinted with permission.

Eine erfreuliche Ausnahme von den Tendenzen in der gegenwärtigen Computergrafik, von denen mein letzter Beitrag handelt, ist der gebürtige Koreaner Seung Ho Henrik Holmberg, der von einem schwedischen Ehepaar adoptiert wurde und als Jugendlicher anfing, sich für Computergrafik zu interessieren.

Ich bin auf ihn bzw. seine Arbeiten durch das Buch "New Masters of Photoshop, Vol. 2" aufmerksam geworden, das ich per Zufall in einer Buchhandlung entdeckt hatte. Seung Ho arbeitet mitterweile u. a. als sog. matte painter, der am Computer Hintergründe (Landschaften bzw. Ausschnitte davon u. ä.) vorwiegend für Spielfilme anfertigt. Diese Hintergründe werden in der Post-Production in das digitalisierte Filmmaterial eingefügt ("Compositing"). Als Software benutzt Seung Ho Photoshop.

Nur ein Beispiel für matte painting (oben das Foto vor der Bearbeitung; unten danach):



Grafik © Copyright by Seung Ho Henrik Holmberg. Verwendete Software: Photoshop. Reprinted with permission.

Insbesondere beim Betrachten der Grafik ganz oben am Anfang dieses Beitrags, mit ihren wirklich wunderbar diffizilen Licht- und Schattenwirkungen, dem Detailreichtum und der "Atmosphäre" kommt mir der Gedanke, daß Seung Ho diese Wirkung gerade durch die an sich eher der Malerei verwandte Technik erzielt hat, bei der statt Palette, Pinsel und Farbe eben ein Grafik-Tablett und Photoshop benutzt werden. Ich kann mir nicht vorstellen, daß durch 3D-Grafik ebenfalls eine so subtile Wirkung zu erzielen wäre, und von daher bietet dieser technische Ansatz vielleicht einen möglichen Ausweg aus der "digitalen Sackgasse", in der bei aller Realitätstreue das Künstlerische eben, wenn nicht in jedem Fall, so doch weitgehend auf der Strecke bleibt.

Mit Computergrafik ist das so eine Sache: Auch wenn (und das gilt besonders für den 3D-Bereich) die Motive oft technisch wirklich bis ins kleinste Detail gestaltet sind, bleibt es leider allzu oft eben bei diesem "Technischen". Rein vom künstlerischen Aspekt her betrachtet kann es die Computergrafik von heute meist jedoch noch nicht mit ihren traditionellen Pendants, der Malerei bzw. dem, was man allgemein als "Bildende Kunst" bezeichnet, aufnehmen.

Das liegt nun nicht nur an diesen "gewissen" Sujets, die sich - in allen möglichen Variationen - immer wiederholen: futuristische Städte, Häuser, Interieurs, Raumschiffe, Autos, "Monster", Menschen, die zwar oft sehr realistisch gestaltet sind, bei denen jedoch die "gewisse Ausstrahlung", das "gewisse Etwas", fehlt; es fehlen oft auch einfach die künsterische Kraft und Freiheit in der Auffassung, die in der Bildenden Kunst spätestens seit der sog. "Klassischen Moderne" (van Gogh, Cezanne, den Fauves etc.) in der Gegenwartskunst selbstverständlich sind - was mit daran liegen mag, daß viele dieser Grafiken (gerade im Internet) eben von Amateuren stammt, die das nur als Hobby betreiben.

Mir fällt zu diesem Thema als Vergleich z. B. die Fotografie ein, während deren Anfängen im 19. Jahrhundert eben (mit sehr gemischtem Erfolg) oft noch versucht wurde, die zeitgenössische Malerei zu imitieren, bis Fotografen wie z. B. die Amerikaner Alfred Stieglitz oder Edward Steichen um die Wende vom 19. auf das 20. Jahrhundert endlich zu einer eigenständigen, eben "fotografischen" Sprache gefunden haben, und vermutlich ist es einfach eine Frage der Zeit, bis sich in der Computergrafik etwas Ähnliches abzeichnet.

Nachtrag: Als ich mir den obigen Beitrag gerade nochmal durchgelesen habe, ist mir klar geworden, daß das so natürlich nicht stimmt! Ich hatte beim Schreiben hauptsächlich fotorealistische Grafik im Kopf; dabei gibt es in den Bereichen "Layout/Grafik für Zeitschriften" und - natürlich - beim Web-Design (eigentlich blamabel, wie ich so etwas vergessen konnte) wirklich sehr schöne und auch "freie" Sachen, die zeigen, daß inzwischen auch digitale Künstler eine eigenständige Sprache entwickelt haben bzw. entwickeln. Bezogen auf fotorealistische Computergrafik finde ich das, was ich oben geschrieben habe, aber nach wie vor (leider) zutreffend.