3D People von Renderpeople

Auf der FMX trifft man immer eine Menge Leute - die DP-Redaktion machte mich mit Moritz Schneider und seinem Projekt Renderpeople bekannt. Traue jedoch nie jemandem, der so scheint, als wolle er dir nur Gutes. Sobald ich mein Interesse an diesem Projekt auch nur im Ansatz äußerte, zeigten sich die Hintergedanken, und ich wurde von der DP-Redaktion als unbedarfter User dazu verpflichtet, das Ganze zu testen und über die Resultate zu schreiben. Nun gut. Draußen regnet es und ich darf mich mit meinen Lieblingsthemen beschäftigen. Bei Renderpeople handelt es sich um ein Unternehmen, welches digitale 3D-Modelle von Personen anbietet. Da gerade ein paar kostenlose Figuren von Renderpeople angeboten wurden, habe ich diese zu Testzwecken heruntergeladen.
Durch das Hinzufügen von Objekten mit einer bekannten Größe, wie zum Beispiel Menschen, können die Dimensionen der Inhalte der Szene visuell deutlicher definiert werden.
Durch das Hinzufügen von Objekten mit einer bekannten Größe, wie zum Beispiel Menschen, können die Dimensionen der Inhalte der Szene visuell deutlicher definiert werden.

Wofür sind solche Modelle eigentlich zu gebrauchen? Am meisten verbreitet ist die Nutzung in der Welt der Architekturvisualisierungen. Einerseits füllen Personen die Szene oder das Bild mit Leben und entfernen somit die Sterilität. Andererseits geben Personen, die ja eine bestimmte definierte Körpergröße haben, einen Begriff der Dimensionen und machen die Größenverhältnisse der Objekte und Szene klarer. Aber natürlich beschränken sich die möglichen Anwendungen nicht nur auf Architekturvisualisierungen.
Im Angebot gibt es einerseits Personen, die starr in einer Pose verharren, was für ein Still natürlich perfekt ist. Selbst bei Animationen kann man solche starren Personen im Hintergrund verteilen, um die Szene zu bevölkern. Es zappelt ja auch in der wirklichen Welt nicht jeder dauernd herum. Zusätzlich sind hier natürlich auch kleine, subtile Tricks erlaubt, wie ein sanftes Rauschen auf die Geometrie zu legen, um dezente Bewegungen zu simulieren. Auf partiellen Bereichen würde auch ein animierter Bend oder Twist Modifier eine Wirkung haben.

Rigged

Um diese Bemühungen zu umgehen, werden auch Figuren mit einem Skelett aus Bones, also einem sogenannten Rig, angeboten. Im Fall des 3ds-Max-Pakets werden vorbereitete Szenen mit der Biped-Skelettstruktur oder dem Character Animation Tool (CAT) angeboten. Dadurch lassen sich sehr einfach Motion-Capture-Daten auf die Figuren legen.
Die Modelle sind bis in die einzelnen Fingersegmente und die Augen mit Bones ausgestattet. Falls man anstelle des Biped- oder CAT-Systems doch lieber die Standard-Bones nutzen möchte, können diese mit einfachen Tools umgewandelt werden. Als brachiale Alternative kann man das animierte Modell immer noch als .fbx exportieren und wieder importieren. Dadurch werden die CAT-Bones oder Biped-Bones automatisch in native Bones umgewandelt. Natürlich könnte man auch einfach die mitgelieferten .fbx-Daten importieren. Jedoch müssen bei denen die Materialien erst erstellt und die Texturen zugewiesen werden.
Da bei den Modellen, welche das CAT-System oder das Biped-System nutzen, die Bones nicht versteckt sind, sollte man darauf achten, diese vor dem Rendern zu verstecken ober in ihren Object Properties auf nicht renderbar zu stellen. Das ist von Haus aus nicht so eingestellt. Falls man ansonsten solch eine Szene zu einer Renderfarm schickt, kann das wegen des sichtbaren Skeletts im Rendering in einer Menge unbrauchbarer Bilder resultieren.

Confusing Bones

Verwirrend für mich ist noch der End-Bone für die Augen, der keinen Einfluss zu haben scheint. Um die Augen zu animieren, muss man also den Haupt-Bone des jeweiligen Auges durch Drehung animieren oder ihm einen Look-at Constraint zuweisen. Ähnlich verhält es sich mit dem Unterkiefer. Auch hier scheint der Kiefer-End-Bone keinen Einfluss auf das Mesh zu haben, obwohl sich der Kiefer-Bone dadurch mit bewegt. Man muss den Kiefer-Bone an sich in seiner Rotation animieren, um den Mund zu öffnen. Im späteren Telefonat wurde ich dann aufgeklärt, dass es sich bei den End-Bones wie auch bei den Fingerspitzen eher um eine Orientierungshilfe handelt, um die richtigen Bones schnell zu finden.

Durch das Hinzufügen von Objekten mit einer bekannten Größe, wie zum Beispiel Menschen, können die Dimensionen der Inhalte der Szene visuell deutlicher definiert werden.
Durch das Hinzufügen von Objekten mit einer bekannten Größe, wie zum Beispiel Menschen, können die Dimensionen der Inhalte der Szene visuell deutlicher definiert werden.

In 3ds Max bietet sich die Biped-Version am meisten an, um Motion-Capture-Daten auf das Modell anzuwenden. Das Biped-Modul ist zwar inzwischen deutlich ins Alter gekommen, bedankt sich aber mit einem Workflow von sehr wenigen Klicks beim Hinzufügen von gecapturten Bewegungen auf die Figur. Gerade beim Hinzufügen von älteren oder ungesäuberten Motion-Capture-Daten fiel mir auf, dass das Skinning hier und da noch ein wenig angepasst werden sollte. Auch bei Positionen, in denen der Körper stärker verformt wird, reicht die vorgefertigte Gewichtung des Skinnings, also der jeweilige Einfluss der Bones auf die Körperbereiche, nicht ganz aus. Möchte man zum Beispiel das geriggte Modell auf eine Bank setzen, werden die Beine an der Hüfte doch sehr extrem geknickt.
Alternativ gibt es auch noch das Foot-steps-System für Biped. Damit könnte selbst ein Laie eine Person zum Laufen bringen. Auf Wunsch kann man ja immer noch weitere Animationsebenen hinzufügen, um weitere sekundäre Bewegungen wie das Greifen eines Geländers hinzuzufügen oder mithilfe von Constraints den Kopf zu drehen und zu lenken.

Die Modelle mit einem vorgefertigten Rig oder auch einer Animation sind bis in die einzelnen Fingerspitzen, Augen und Kiefer mit Bones versehen.
Die Modelle mit einem vorgefertigten Rig oder auch einer Animation sind bis in die einzelnen Fingerspitzen, Augen und Kiefer mit Bones versehen.

Falls man das Modell als CAT-Format importiert hat, kann man auch den Walk-Generator von CATMotion-Layer nutzen. Das Ganze ließe sich dann auch mit einem Pfad verknüpfen, da das Auf-der-Stelle-Laufen seit den 80ern out ist.
Die fertig animierten Figuren haben dann eine Laufen-Animation oder eine Idle-Ani­mation, also das einfache Im-Weg-Herumstehen mit kleinen primären und sekundären Bewegungen. Hierarchisch sind die Bones-Skelette an ein Hauptobjekt geknüpft, über das sich die Figuren in der Szene platzieren lassen oder auch einem Pfad folgen können. Sehr schön hierbei sind kleine Extras wie die kleinen Blickrichtungsänderungen der Augen, die immer mal wieder passieren und so für einen höheren Realismus sorgen.

Formate

Die Figuren können in einer Vielzahl von Formaten heruntergeladen werden. Neben den nativen Formaten für 3ds Max, Cinema 4D, Sketchup, Rhino, ArchiCAD, Artlantis, Blender und Photoshop CC gibt es noch .obj und .fbx, um die Modelle in Programme zu importieren, für die kein natives Format angeboten wird. Die geriggten Modelle, also Figuren, die schon ein vorbereitetes Skelett zum Animieren beinhalten, werden im nativen Format für 3ds Max ab Version 2013, Cinema 4D, Maya, Unreal Engine 4 und Unity sowie als .fbx angeboten. Modelle mit einer vorbereiteten Animation gibt es nativ für 3ds Max, Cinema 4D und Maya sowie als .fbx. Somit sind sowohl die größten Programme abgedeckt als auch ein Format dabei, welches sich in fast alles importieren lässt.

Bei den Modellen mit dem Biped-Skelett ist es ein Leichtes, mit Foot­steps jedes Hindernis zu bewältigen.
Bei den Modellen mit dem Biped-Skelett ist es ein Leichtes, mit Foot­steps jedes Hindernis zu bewältigen.

Die zugehörigen Texturen kommen als 8K .jpg, also in einer Größe von 8.192 x 8.192 Pixeln. Das erlaubt auch die Darstellung von Details. Falls das für zu lange Renderzeiten sorgt oder die interaktive Szene zu groß wird, können die Texturen auch kleiner skaliert werden. Im Fall von 3ds Max wird von Renderpeople sogar ein kostenloses Skript angeboten, mit dem sich mit wenigen Klicks die Texturen der Figuren von Renderpeople sowie andere Texturen schnell in ihrer Größe verändern lassen.
Momentan werden die Texturen für die Rendermethode Specular Gloss angeboten. Es sind also die Diffuse Map, die Glossiness Map und die Normal Map mit im Paket. Für einen Metallic Roughness Workflow müsste man also die Texturen selber umwandeln. Unter anderem weil keine Subsurface Scattering Maps mitgeliefert werden, sehen manche der Personen bei Close-ups auch nicht zu hundert Prozent realistisch aus. Jedoch sollte man die Kirche im Dorf lassen: Es handelt sich hier ja auch nicht um Props, die von Weta Digital für die „Herr der Ringe“-Filme produziert wurden. Das würde in eine extrem andere Preisliga fallen.

Praxistest

In meinem Fall testete ich die Modelle mit 3ds Max. In dem entsprechenden heruntergeladenen .zip-Archive fand ich dann neben einem .obj- oder .fbx-Format nicht nur eine einzige 3ds-Max-Szene, sondern gleich verschiedene Szenen, in denen die Modelle für unterschiedliche Renderer vorbereitet waren. So konnte ich die Modelle schon fertig vorbereitet mit V-Ray, Corona und Octane benutzen. Zusätzlich ist auch eine Szene im nativen 3ds-Max-Renderformat dabei.
Hierbei handelt es sich um den alten, aber immer noch schnell und gut benutzbaren Scanline Renderer. Bei der Nutzung von Arnold müsste man also den entsprechenden Shader selber zusammenstecken oder dem Scene Converter in 3ds Max eine Chance geben. Die oben angesprochene Umwandlung der Texturen für einen Metallic Roughness Workflow müsste man momentan auch selber vornehmen. Als schnelle, einfache Alternative könnte man die Glossiness Map invertieren und kommt so einer Roughness Map schon relativ nah.

Die mitgelieferten Texturen beinhalten auch einige Masken, die sich leicht benutzen lassen, um die Kleidungsstücke oder auch die Haare mit unterschiedlichen Färbungen zu versehen.
Die mitgelieferten Texturen beinhalten auch einige Masken, die sich leicht benutzen lassen, um die Kleidungsstücke oder auch die Haare mit unterschiedlichen Färbungen zu versehen.

Wenn man manche der original vorgefertigten Materialien studiert, kann man schnell erkennen, dass die mitgelieferten Masken dazu genutzt werden, um das Glanzverhalten zu definieren. Diese Masken können wir natürlich auch für weitere Zwecke nutzen. So kann man diese Masken auch dazu verwenden, um verschiedene Bereiche der Texturen anders einzufärben und so mehr Variationen aus der Darstellung der Figuren zu erstellen.
Im Nachhinein sah ich bei anderen Modellen, dass dort das Material schon von Haus aus so aufgesetzt wurde, dass es eine eigene Glossiness Map und auch schon ein vorgefertigtes Shader-Konstrukt hat, um partielle Farbänderungen vorzunehmen.
Bei dem späteren Telefonat wurde mir dann auch der Sinn dahinter erklärt. Weil die unbeweglichen Figuren wahrscheinlich hauptsächlich in Still-Renderings genutzt werden, wollte Renderpeople das Material so offen wie möglich halten und das Glanzverhalten durch die verschiedenen Untermaterialien steuern, welche durch die mitgelieferten Masken getrennt werden. Der jeweilige Benutzer kann diese Untermaterialien dann mit eigenem Inhalt bestücken. Die beweglichen Modelle könnten auch in interaktiven Präsentationen eine Anwendung finden, und somit sind deren Materialien weniger komplex und eher geradlinig aufgebaut.

Das CAT-Format bietet einen Walk-Generator, um eine prozedurale Laufbewegung zu erstellen.
Das CAT-Format bietet einen Walk-Generator, um eine prozedurale Laufbewegung zu erstellen.

Die Preise sind moderat – sie liegen zwischen 40 und 120 Euro pro Figur, je nach Umfang und Animation. Es gibt auch Bun­dles, in denen man Figuren en gros bekommt. Wenn man sich überlegt, wie lange man selber bräuchte, um solch eine Figur zu modellieren oder zu scannen und dann aufzubereiten, um sie dann mit einem Skelett zu versehen, ist der Preis schon fast geschenkt. Alleine die Nachbearbeitung der Modelle, die über die Technik der Photogrammetrie erstellt wurden, kann sehr lange dauern. Bei manchen Figuren erkenne ich aus eigener Erfahrung, wie viel Arbeit man in so was stecken kann.

Nutzung?

Wie schaut es denn aus mit der Nutzung von Renderpeople in interaktiven Anwendungen? Die Zeit, in der für Architekturvisualisierungen auch Game Engines genutzt werden, ist endlich angebrochen. Jedoch werden hierbei auch 3D-Daten weitergegeben, die findige Personen auch wieder extrahieren könnten. Die Lizenz von Renderpeople erlaubt viele Arten der Nutzung, jedoch ist wie fast bei allen Firmen, die 3D-Modelle anbieten, die Weitergabe der 3D-Daten der Renderpeople-Figuren untersagt. Was ist also im Bereich der interaktiven Präsentation erlaubt? Eine Anfrage dazu im Telefonat ergab folgende Aussage:
Die Figuren dürfen auch in interaktiven Präsentationen genutzt werden, sofern das Resultat nicht gewerbsmäßig verkauft wird. Dazu gäbe es andere Lizenzen. Da das Angebot Personen jeglicher Art und jeden Alters beinhaltet, ist die Verwendung für pornografische und gewalttätige Handlungen untersagt.
Alles in allem ist das ein sehr hilfreiches Sortiment für den Szenenmittelgrund und -hintergrund, wofür sie ja auch gedacht sind. Manche der Figuren dürften sogar einen Tick Richtung Vordergrund rutschen. Die Daten sind so vorbereitet, dass sie sich auch ohne weiteres Spezialwissen schnell nutzen lassen. Die vorbereiteten Animationen laufen in einem sauberen Loop und benötigen somit auch hier keine weitere Arbeit durch den Benutzer. Somit bietet sich hier dem Kunden ein einfach zu handhabendes Sortiment an Personen, mit denen sich unkompliziert ganze Szenen mit Leben füllen lassen.

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