Photorealistic Human Character Design

Diplomarbeit aus dem Jahr 2006 im Fachbereich Medien / Kommunikation - Technische Kommunikation, Note: 1,0, Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur Leipzig (Polygraphische Technik), Sprache: Deutsch, Abstract: Inhaltsangabe:Einleitung:
Photorealistic Human Character Design im Bereich von 3D-Produktionen schafft neue Möglichkeiten der Simulation der Wirklichkeit in virtuellen Anwendungen. Die Begeisterung für neue Generationen fotorealer Computerspiele oder die mögliche Umsetzung aufwendiger Actionszenen in Kinofilmen wird erst durch den Einsatz real wirkender Darsteller ermöglicht. Ein Meilenstein in der filmischen Umsetzung ist die Matrix-Trilogie . Viele Szenen wurden in diesem Film sehr wirklichkeitsnah durch 3D-Applikationen generiert. Ohne den Einsatz des Character Designs und dem akribischen Detailbewusstsein für Bewegungsabläufe und der Schaffung einer Illusion, die die Wirklichkeit sehr überzeugend darstellt, wäre der Film in der angestrebten Faszination und Glaubhaftigkeit nicht umsetzbar gewesen. Um ein solches Maß an Qualität zu gewährleisten ist es notwendig, die Natur in ihrer Komplexität virtuell darzustellen.
Die Nachempfindung der Eigenschaften der Natur im Schaffungsprozess fotorealer computergenerierter Bilder stellt daher eine außerordentliche Herausforderung dar. Das menschliche Auge nimmt in der realen Welt eine Vielzahl an Informationen auf, die nicht bewusst bis in jedes Detail wahrgenommen werden. Diese Details müssen im 3D-Design umgesetzt werden, um überzeugende, realistische Bilder zu generieren. Im Besonderen wird diese unbewusste Wahrnehmung im täglichen Umgang mit Mitmenschen verdeutlicht. Der Mensch ist perfekt auf die natürlichen Bewegungen und Formen des menschlichen Gesichtes sensibilisiert. Kaum eine Situation wird leichter verstanden als die Emotionen des Gegenübers, die durch Expressionen in den Gesichtszügen definiert sind. Der Mensch ist in der Lage, auf emotionaler Basis, ohne Worte, von Angesicht zu Angesicht zu kommunizieren. Absichten, Gefühle und Meinungen können allein durch verschiedene Gesichtszüge beschrieben werden.
Diese Eigenschaften stellen demnach für die 3D-Reproduktion eines Human Characters hohe Anforderungen an die Detailgenauigkeit der modellierten Geometrie und der Texturinformation der Haut. Bereits kleine Abweichungen des gerenderten Bildes werden vom Betrachter erkannt. Bei computergenerierten Bildern fallen oft Abweichungen oder Fehler auf, welche im ersten Moment nicht genau beschrieben werden können. Es ist jedoch genau definierbar, was an diesem Bild realistisch aussieht und was nicht. Für diese Erkenntnis ist es nicht von Bedeutung, ob ein geschultes Auge vorhanden ist, denn jeder Mensch ist vom Kindesalter an ein Spezialist in der Wahrnehmung seiner Umwelt.
Bisherige Arbeiten im Umfeld des Human Character Designs waren durch die Limitierung der verwendbaren Software in ihrem realistischen Wirken eingeschränkt. Ältere Generationen von Shadern1 waren nicht in der Lage, realistische Varianzen und Feinheiten der Natur widerzuspiegeln. Durch die Implementierung der Subsurface Scattering Shader (s. Abschnitt 5.4.5) sind neue Möglichkeiten vorhanden, vor allem im Character Design, hochrealistische Renderings zu generieren. Diese Möglichkeit allein ist aber nicht ausreichend. Um Vorgänge der Natur wiederzugeben, müssen diese in ihrem Entstehen verstanden werden. Das Licht, welches in seiner formbeschreibenden Art mit Materialien auf eine jeweils andere Art reagiert oder das Verstehen der Funktionsweise eines Shaders ist das fundamentale Basiswissen einer fotorealen Reproduktion. Wenige Publikationen beschäftigen sich mit diesem Thema, in Bezug auf die Anwendbarkeit im Photorealistic Human Character Design. Im Speziellen mit der fotorealen Gestaltung einer menschlichen 3D-Figur oder eines realen Objektes der Architektur in Verbindung mit Animation oder 3D-Animation. Die exakte Nachbildung mensc...

Klappentext

Inhaltsangabe:Einleitung: Photorealistic Human Character Design im Bereich von 3D-Produktionen schafft neue Möglichkeiten der Simulation der Wirklichkeit in virtuellen Anwendungen. Die Begeisterung für neue Generationen fotorealer Computerspiele oder die mögliche Umsetzung aufwendiger Actionszenen in Kinofilmen wird erst durch den Einsatz real wirkender Darsteller ermöglicht. Ein Meilenstein in der filmischen Umsetzung ist die ?Matrix-Trilogie?. Viele Szenen wurden in diesem Film sehr wirklichkeitsnah durch 3D-Applikationen generiert. Ohne den Einsatz des Character Designs und dem akribischen Detailbewusstsein für Bewegungsabläufe und der Schaffung einer Illusion, die die Wirklichkeit sehr überzeugend darstellt, wäre der Film in der angestrebten Faszination und Glaubhaftigkeit nicht umsetzbar gewesen. Um ein solches Maß an Qualität zu gewährleisten ist es notwendig, die Natur in ihrer Komplexität virtuell darzustellen. Die Nachempfindung der Eigenschaften der Natur im Schaffungsprozess fotorealer computergenerierter Bilder stellt daher eine außerordentliche Herausforderung dar. Das menschliche Auge nimmt in der realen Welt eine Vielzahl an Informationen auf, die nicht bewusst bis in jedes Detail wahrgenommen werden. Diese Details müssen im 3D-Design umgesetzt werden, um überzeugende, realistische Bilder zu generieren. Im Besonderen wird diese unbewusste Wahrnehmung im täglichen Umgang mit Mitmenschen verdeutlicht. Der Mensch ist perfekt auf die natürlichen Bewegungen und Formen des menschlichen Gesichtes sensibilisiert. Kaum eine Situation wird leichter verstanden als die Emotionen des Gegenübers, die durch Expressionen in den Gesichtszügen definiert sind. Der Mensch ist in der Lage, auf emotionaler Basis, ohne Worte, von Angesicht zu Angesicht zu kommunizieren. Absichten, Gefühle und Meinungen können allein durch verschiedene Gesichtszüge beschrieben werden. Diese Eigenschaften stellen demnach für die 3D-Reproduktion eines Human Characters hohe Anforderungen an die Detailgenauigkeit der modellierten Geometrie und der Texturinformation der Haut. Bereits kleine Abweichungen des gerenderten Bildes werden vom Betrachter erkannt. Bei computergenerierten Bildern fallen oft Abweichungen oder Fehler auf, welche im ersten Moment nicht genau beschrieben werden können. Es ist jedoch genau definierbar, was an diesem Bild realistisch aussieht und was nicht. Für diese Erkenntnis ist es nicht von Bedeutung, ob ein geschultes Auge vorhanden ist, denn jeder