Erzeugung von Computergeneriertem Realismus

Die Erstellung von fotorealistischen 3-D-Bildern ist ein komplexer Prozess. Dabei werden viele verschiedene Techniken benötigt, um ein überzeugendes Endresultat zu erstellen. Schaut man sich große Unternehmen und Agenturen an, so wird deutlich, dass diese die einzelnen Teildisziplinen eines 3-D-Renders auf kleine Expertenbereiche aufteilen (Industrial Light & Magic, 2022; Fortiche, 2022; ScanlineVFX, 2022). In den separaten Arbeitsschritten können Probleme auftreten. In diesem Abschnitt möchte ich auf einen dieser Fälle eingehen.

Wie im Kapitel Modelling bereits erwähnt, ist die realistische Nachbildung von echten Begebenheiten ein wichtiger Faktor, um Fotorealismus zu erzeugen. Jedoch kommt es zu einem Problem bei 3-D-Darstellungen solcher Gegenstände. Bei einem eins zu eins nachgestelltem Objekt werden die Renderbilder am Ende perfekt. Dieser Ausdruck kann verwirrend sein, denn das Wort „perfekt“ wird als etwas Vollkommenes und Endgültiges definiert (Duden, 2022). Also warum sollte etwas Gutes jetzt ein Problem darstellen? Nun, ich rede hier von zu perfekten Ergebnissen. Häufig kommt es vor, dass Gegenstände brandneu aussehen. Die Oberflächen einer Szene sind makellos. Alles ist perfekt sauber, nirgendwo ist auch ein Kratzer zu sehen. Diese fehlerlosen Bilder mögen zwar schön anzusehen sein, der Betrachter merkt allerdings schnell, dass hier etwas nicht echt sein kann.

Unreinheiten gibt es überall. Ein Stück Lack, das abgeplatzt ist. Kratzer auf einem Teller. Fingerabdrücke auf glänzenden Oberflächen. Selbst eine frisch gereinigte Glasplatte besitzt Unreinheiten. Sei es ein einzelnes Staubkorn, das bereits auf der Oberfläche liegt oder nur die Spuren des Glasreinigers, die noch nicht vollständig verdampft sind. Störungen auf der Oberfläche (Surface Imperfections) sind also ein Bestandteil von Objekten. Diese Imperfektionen sollten dementsprechend auch beachtet werden, wenn man Realismus erzeugen möchte.

Surface Imperfections müssen händisch nachgebildet werden. Hierfür gibt es wieder einige Wege, um dies zu erreichen. Vermutlich ist es allerdings am häufigsten verbreitet, das Shading eines Materials dafür anzupassen. Fingerabdrücke, Fettflecken oder Ähnliches können im Roughness-Kanal hinzugefügt werden. Kratzer oder Risse dafür im Normal-Kanal. Wie auch für Materialien gibt es für Oberflächenstörungen Bibliotheken. Dort werden diese Texturen häufig unter dem Titel „Overlays“ angeboten.

Ein vergleichbares Problem entsteht nicht nur bei der Darstellung von statischen Objekten. Bei organischen Charakteren, wie zum Beispiel einem Menschen, tritt ein ähnlicher Effekt auf. Sind Oberflächen zu glatt oder erkennbar symmetrisch, wirkt das Motiv nicht echt.

Wir Menschen sind sehr gut darin, Vertrautes wiederzuerkennen (HOFFMANN, 1994). Sollten wir Formen wahrnehmen, die für uns in einem annähernd vertrauten Kontext stehen, können wir die Unterschiede zu dem Vertrauten sehen. Ein zu perfektes Ergebnis wirkt dementsprechend unvertraut. Ein fremdes Gefühl beschleicht den Betrachter, dass das gesehene nicht echt sein kann. Genau diese Empfindung wurde von Masahiro Mori mit dem Uncanny Valley beschrieben. Wir verknüpfen Gesehenes also mit Emotionen. Dabei kommen mehrere Fragen auf.

Ist das im Bereich der Computergrafik genau so? Woher kommen diese Emotionen? Woher wissen wir, dass ein gesehenes Bild echt ist oder nicht?

Abschluss

Vielen Dank, dass du meine Webseite besucht hast. Ich hoffe, du konntest dir ein klareres Bild darüber machen, wie Computergrafiken erzeugt werden können. Weitere Informationen und die Antworten auf noch offene Fragen befinden sich im schriftlichen Teil meiner Arbeit.