3D Grafik, Animation und Post-Production

3D Grafik, Animation und Post-Production

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  • Oliver Mann
    Oliver Mann    Premium Member
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    HDRI - wer braucht´s ?
    Hallo,

    ich möchte hier mal einige Fragen zum Thema HDRI zur Diskussion stellen. Ich selber bin Fotograf, und habe seit etwa 2 Jahren mit dem Thema beruflich zu tun.
    Image Based Lighting hat in den letzten Jahren enorm an Bedeutung gewonnen, und wird bis jetzt vor allem in der Auto-Werbung eingesetzt. Bis vor kurzem war es noch sehr teuer und aufwendig, HDRIs zu erstellen. Mittlerweile ist es aber möglich, sehr hohe Qualität zu überschaubaren Kosten zu produzieren. Auch ist das Handling (z.B. IBL Node in Maya) leichter geworden und die Verarbeitungsgeschwindigkeit (Rendering) schneller. Eigentlich sollten nun also auch 3D-Künstler/Produzenten, die nicht mit Budgets wie im Automotive-Bereich gesegnet sind, Image Based Lighting für ihre Arbeit nutzen können.
    Was mich speziell interessiert:
    Wer in welchem Bereich arbeitet schon mit HDRIs ?
    Wer denkt über die Anwendung nach, hat aber noch Vorbehalte ?
    Welche Probleme im Zusammenhang mit HDRI/IBL müssen noch gelöst werden ?
    Was müsste der ideale HDRI Fotograf anbieten können ?
    Wofür kommt die Anwendung von HDRI überhaupt in Frage, und wofür nicht ?
    Ich bin gespannt auf Eure Meinungen, Ideen oder auch Anregungen !

    Oliver Mann
    This post was modified on 26 Jun 2007 at 06:46 pm.
    • 26 Jun 2007, 6:41 pm
  • Robert Lechl
    Robert Lechl    Premium Member
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    Re: HDRI - wer braucht´s ?
    Ja HDRI's ein Thema für sich.
    Wenn man im 3D Bereich arbeitet wird man ja zurzeit gerade zu mit den Zeug überschwemmt.
    Meiner Meinung, und ich arbeite auch öfter für die Automobilindustrie, sind HDRI's im 3D Bereich vollkommen überbewertet.
    Man bekommt schon mal schöne Reflexionen damit hin, aber meistens produzieren sie zu viele Fehler und sind extrem unflexible. Eigentlich ist es auch recht leicht auch aus normalen Bildern HDRI's zu machen, was zu dem große Vorteile bietet. Im Grunde muss hier nur die Reichweite der hellen und dunklen Bereiche in einem Bild erhöhen.
    Leider kapieren die Meisten nicht worum es eigentlich bei HDRI's geht. Statt an den dynamische Farbraum zu verstehen wird einfach ein HDRI drauf geknallt und schon soll's hübsch sein, dabei lebt der Farbraum ja nicht allein von der Umgebung. Diese kann man sehr leicht auch nachbauen. Viel mehr geht es darum zu verstehen, das schwarz nicht gleich schwarz ist. Sprich jede Oberfläche weit mehr dynamic hat. Das sieht man schon in Reflexionen. Wo ein Material zunächst Diffuse scheint, kann es sehr wohl auf starke Reflektion ganz anders reagieren.
    Es gibt Berechnungen die das Berücksichtigen. Doch wie so oft geht's ja nicht um die Realität, sondern um ein hübsches Bild. Man sieht ja schon bei den Ägyptern was Sehgewohnheit ausmacht.

    Wirklich interessant sind HDRI's in der Photographie. Hier ermöglichen sie eine höheres Spektrum der Helligkeiten. Nur, da es noch keinen Aufnahmechip dafür gibt. Sind bewegte Bilder, verwackelte Elemente, etc. ein großes Problem. In der letzten Ausgabe der C't gab es hierzu einen schönen Artikel.
    • 27 Jun 2007, 9:47 pm
  • Joerg Fuchs
    Joerg Fuchs
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    Re^2: HDRI - wer braucht´s ?
    Im Bezug auf die fehlende Flexibilitaet kann ich nur zustimmen, ich arbeite im Bereich Motion Graphics und dort wird diese Technik deswegen nicht eingesetzt. Ich muss genaueste Kontrolle haben, wo wie und was reflektiert wird, fast auf den Pixel genau. Die zu reflektierende Umgebung in 3D nachzubauen und/oder in Photoshop zu malen und zu mappen ist also unumgaenglich. Selbst fuer Produkt-Packshots (allerdings keine Autos) in der Werbung habe ich es bisher aus diesem Grund noch nie eingesetzt.
    • 28 Jun 2007, 06:26 am
  • Oliver Mann
    Oliver Mann    Premium Member
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    Re^3: HDRI - wer braucht´s ?
    @Robert

    Sicher hast Du Recht, dass hier gerade ein Hype stattfindet. Das war bisher bei allen neuen Bild-Technologien so, und betrifft bezüglich HDR nicht nur 3D, sondern auch die Fotografie. Aus meiner Sicht ist HDR eine von vielen speziellen Bildtechniken, die gezielt eingesetzt werden sollte. Deshalb geht es mir auch darum herauszufinden, was nach der grossen Modewelle übrigbleibt.
    Tatsächlich sind HDRIs als Lichtinstrument alles andere als flexibel. Deshalb ist es mir auch ein Rätsel, was die Leute mit Bildersammlungen von Dosch oder anderen DVD-Produzenten anstellen. Ich sehe den Sinn vor allem darin, ein vorher entwickeltes Bildkonzept umzusetzen, das auf einem fotografierten Umgebungsbild (Hintergrund) basiert. Hier ist m.E. ein passendes HDR die einzige Möglichkeit, die reale Lichtsituation vor Ort inkl Reflexionen auf ein 3D-Modell zu bringen.
    Was Deine Methode mit einem normalen Bild betrifft, muss ich Dir widersprechen. Man kann zwar mit einem normalen Bild eine HDR ähnlichen Effekt simulieren, ist dabei aber auf die vorhandene Bildinformation beschränkt, die naturgemäss ihre Grenzen in den Schatten oder Lichtern findet. Eine Ausnahme wäre eine ganz diffuse Lichtsituation, die sich mit einem herkömmlichen Chip komplett abbilden lässt, aber auch die wäre nicht wirklich physikalisch korrekt, solange die Gamma-Kurve nicht bekannt ist und berücksichtigt wird.
    Ein richtiges HDR hat alle Informationen vom Glühfaden der Lichtquelle bis zur Fussleiste hinter dem Nachttopf unterm Bett. Die Verteilung und Intensität des Lichtes ist durch eine gerade Gamma-Kurve (nahezu) physikalisch korrekt definiert. Um ein solches Bild zu erzeugen brauche ich bis zu 10 unterschiedliche Belichtungen mit meiner Kamera, die schon einen erweiterten Dynamikbereich hat. Eine Outdoor-Szene mit unbedecktem Himmel zur Mittagszeit kann locker einen Dynamikumfang von 30 EV (Licht- oder Blendenwerten) benötigen. Zum Vergleich: Eine gängige digitale Spiegelreflexkamera schafft etwa 7 EV.
    Wenn Du mir noch genaueres zu den Fehlern, die bei der Benutzung von HDR´s entstehen etwas sagen könntest, wäre ich dankbar ! Meinst Du geometrische Fehler, insbesondere bei grösseren Objekten ?
    Zur Fotografie: Was hier gerade abgeht ist die reinste Hysterie. Es zählt der Knalleffekt. Plötzlich wird man von allen Seiten mit meist bonbonfarbenen Bildern terrorisiert, in denen jedes noch so unwichtige Detail sichtbar wird. Bilder, die sonst eigentlich in der Mülltonne landen (sollten) wewrden zu Kunstwerken hochstilisiert. Ich habe mir nach dem dazugehörigen Spiegel-Online Thread Scheuklappen angelegt, um das alles nicht mehr sehen zu müssen.
    Tatsache ist, dass die meisten dieser Techniken die heute das Etikett "HDR" bekommen, schon so alt sind wie die erste Dunkelkammer. Mit unterschiedlich belichtetem digitalem Material arbeite ich schon seit 1994, ohne da einen besonderen Stempel draufmachen zu müssen. Am Ende wird das Ganze so ausgehen wie der Goo-Hype vor einigen Jahren (dieses Programm, mit dem man Gesichter verflüssigen und verzerren kann - heute in Photoshop integriert). Damals blökten einen von allen möglichen Zeitschriften und Plakaten die entstellten Grimassen von Prominenten und Politikern an, bis es endlich keiner mehr sehen konnte. Und wer benutzt heute noch Goo ?

    @Joerg

    Im Bereich Motion Graphics wüsste ich auch nicht, wie man HDR´s nutzenbringend einsetzt, obwohl ich weiss, dass es gemacht wird. Vielleicht kommt ja in 10-20 Jahren mal eine sphärische HDR Filmkamera auf den Markt. Im Moment gibt es aber nur die Spheron, die zwar immerhin eine komplette HDR-Sphäre in einem Swutsch aufnehmen kann, aber dafür relativ lange braucht. Bis zum bewegten HDR ist es wohl noch ein langer Weg.
    This post was modified on 28 Jun 2007 at 10:18 am.
    • 28 Jun 2007, 10:13 am
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  • Oliver Mann
    Oliver Mann    Premium Member
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    Re^5: HDRI - wer braucht´s ?
    Armin Pirngruber schrieb:
    Die meisten kennen HDRIs zur Verwendung innerhalb der 3D Software. Eben als Möglichkeit zur Beleuchtung und für Reflexionen. Quasi simulierte Umgebung. Macht bei Product Shots meist wenig Sinn. Vielmehr allerdings bei Compositings oder kleinen Quickies und in Spielen. Entgegen obiger Angabe ist es nicht teuer ein HDRI zu generieren. Theroetisch reicht eine Glaskugel, ein Stativ und eine Kamera sowie ein Programm wie HDRShop.
          Zum Fotografieren reicht eigentlich auch ein Schuhkarton mit einem Loch darin, und ein wenig lichtempfindliches Material. Damit lassen sich sogar tolle Sachen machen. Im High-End Bereich kommt man aber damit nicht besonders weit. Ebenso sehe ich das mit HDRI´s. Für die Spieleprogrammierung, oder eine niedrigauflösende Animation mag die Kugelmethode (ist es nicht eine Chromkugel?) reichen. Für Hochglanzdruck, Kinofilm oder Grossplakat brauchst du aber eine andere Qualität. Besonders für Compositings, bei denen das HDRI passend zum Hintergrund belichtet wurde. Du kannst ja mal spasseshalber bei http://www.goodstock.de schauen, was da für ein komplettes Set aus hochauflösendem HDRI und Hintergrundbild verlangt wird. Unter 5.000,- € gibt es da nicht viel.
    Wenn ich sage, HDRI war bisher recht teuer, dann meine ich damit qualitativ hochwertige HDRI´s die z.B. die Motorhaube eines Audi-Modells so realistisch erscheinen lassen, dass nur noch ein Profi von einem echten Foto unterscheiden kann. Um zu solchen Ergebnissen zu kommen, wird entweder mit einer Spheron HDR-Kamera gearbeitet (ca 50.000,-€), oder mit einer professionellen Spiegelreflex und speziellem Panoramakopf, wobei locker mal 80 Einzelbilder zusammenkommen, die verarbeitet werden müssen.

    Zu den Problemen von HDRIs:
    Wenn man ein detailliertes, hochauflösendes HDRI für IBL via GI verwendet kommt es oft zu unschönen Artefakten. Die rühren daher, dass ein Sampel das strahlende Licht trifft und ein anderer das tiefste Schwarz. Diese extremen Differenzen wirken hier zum Nachteil. Deshalb verwendet man für IBL auch weichgezeichnete, niedrigaufgelöste HDRI.
          ...und für die Reflexionen dann wieder das hochaufgelöste scharfe, oder ?.
     
    Mein persönliches Fazit:
    HDR ist ein weiteres Format in dessem Zuge mein Toolset im grafischen Bereich zusätzlich erweitert wird. Ich kann es genauso nutzen wie ich mich entscheiden kann ob ich in ZBrush sculpte oder den Faltenwurf mit SubDivs model. Am Ende zählt nur wie schnell ich bin und wie gut meine Ergebnisse sind. Wer anfängt das eine überzubewerten oder das andere zu verteufeln schränkt gleich seinen Werkzeugkasten ein.     Volle Zustimmung.
    This post was modified on 29 Jun 2007 at 06:15 pm.
    • 29 Jun 2007, 6:09 pm
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    Manuel Lohmann
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    Re^7: HDRI - wer braucht´s ?
    Ein größerer Dynamikumfang ist wünschenswert, ob in der Helligkeit oder im Bezug auf den Farbraum; genau genommen hat eine höhere Dynamik in der Helligkeit auch eine effektive vergrößerung eines Farbraumes zur Folge. Außerdem ist der Spielraum für nachfolgende Manipulationen auch größer. Besonders im Zusammenhang mit den noch relativ neuen Monitoren mit größerem Gamut sind solche Auflösungssteigerungen notwendig, um die Vorteile dieser größeren darstellbaren Farbräume überhaupt (sinnvoll) nutzen zu können.
    Man kann auch (überspitzt) argumentieren, dass 16-Bit-Fotos sinnlos sind, da mit 8-Bit-Auflösung auch ganz hübsche Bilder produziert werden können, oder dass die PAL-Auflösung für das Fernsehen reicht, da man ja genug erkennen kann, um dem Film folgen zu können.

    Ob es sinnvoll ist, ein bestimmtes Grafikwerkzeug immer einzusetzen, ist eine ganz andere Frage. Das hängt von der jeweiligen Aufgabe und dem gewünschten Ergebnis ab.
    Die Vorbehalte, die ich hier lese, haben eher mit technischen problemen und hohen Kosten zu tun, welche aber keine prinzipiellen Gründe dagegen sind, sondern kurz- bis mittelfristig nicht mehr oder in viel geringerer Ausprägung existieren werden.
    Wenn erst einmal der technische Aufwand für HDR-Bilder geringer wird und die große Experimentierphase vorbei ist, wird HDRI ein Werkzeug unter vielen anderen sein. Als solches wird es auch genutzt werden, wenn es eigentlich überflüssig ist, wie so viele andere technischen Möglichkeiten.
    Richtig interessant wird die HDR-Technik, wenn die Darstellung ebenfalls einen hohen Dynamikumfang nutzt, sowohl in der Buntheit, als auch in der Helligkeit. Es gibt schon ein paar HDR-Monitore, die aber noch viel zu teuer sind. Dieses Problem wird sich im Laufe der Zeit aber ebenfalls von selbst erledigen.


    "PS: Das mit der Chromkugel stimmt. Wäre etwas arg schwer mit einer Glaskugel so ein Umgebungsbild zu erhalten."

    Zumindest im akademischen Bereich gibt es schon Verfahren, auch transparente Objekte, wie etwa die Hornhaut der Augen bzw. deren Reflexionen zur Erzeugung von HDR-Panoramen zu nutzen.

    "Die Verteilung und Intensität des Lichtes ist durch eine gerade Gamma-Kurve (nahezu) physikalisch korrekt definiert."

    Ob linear oder nicht, ist doch alleine eine Frage der Codierung. Die physikalische Korrektheit ist nicht vom Gammawert abhängig.

    Es tut mir leid, Ich habe leider noch nicht herausgefunden, wie man einen Zitat-Textblock einfügt, deshalb die Anführungszeichen.
    This post was modified on 25 Jun 2008 at 03:54 pm.
    • 25 Jun 2008, 3:20 pm