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3D-Grafiken und Animationen mit Blender
– Praxiseinstieg

Bernd Schmidt

3D-Grafiken und
Animationen mit
Blender

Praxiseinstieg

Bibliografische Information der Deutschen Nationalbibliothek
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Bei der Herstellung des Werkes haben wir uns zukunftsbewusst für umweltverträgliche und
wiederverwertbare Materialien entschieden.

Der Inhalt ist auf elementar chlorfreiem Papier gedruckt.

ISBN 978-3-95845-646-4
1. Auflage 2018

www.mitp.de

E-Mail: mitp-verlag@sigloch.de
Telefon: +49 7953 / 7189 – 079
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Verwendung des Blender-Logos mit freundlicher Genehmigung der Blender Foundation

www.blender.org

Lektorat: Sabine Janatschek
Sprachkorrektorat: Petra Heubach-Erdmann
Covergestaltung: Christian Kalkert, www.kalkert.de
Bildnachweis Cover: fotolia.com/VERSUSstudio
Satz: Reemers Publishing Services GmbH, Krefeld

Vorwort 13

Kapitel 1 Installation 15

1.1 Was benötigt man? 15

1.2 Download 16

1.3 Entpacken 17

1.4 Verschieben 18

1.5 Starten 20

1.6 Legen Sie los! 21

Kapitel 2 Oberfläche 23

2.1 Die Standardoberfläche 23

3D View 25

Outliner 27

Info 27

Properties 28

Timeline 29

2.2 Andere Editoren 30

Node-Editor 30

File Browser 31

UV/Image-Editor 31

2.3 Benutzereinstellungen 32

Interface 32

Editing 33

Input 34

Add-ons 36

Themes 37

File 38

System 39

Speichern 41

2.4 Weitere Funktionen 41

Voreinstellungen 42

Fenstergröße 42

Neue Fenster erstellen 43

Fenster löschen 43

Multi-Monitor 44

Speichern 44

2.5 Workshop: Eigene Screens 45

2.6 Fragen und Übungen 46

Kapitel 3 Grundlagen 47

3.1 Navigation 47

3.2 Bauelemente 49

Object und Edit Mode 50

Punkte, Kanten und Flächen 50

3.3 Auswahl 51

Arbeit mit einzelnen Elementen 51

Mehrfachauswahl 52

Auswahlwerkzeuge 52

Sichtbarkeit 53

3.4 Ausgangspunkt 54

Primitives 54

Hinzufügen, duplizieren, löschen 55

Primitives anpassen bei Erstellung 56

3.5 Grundwerkzeuge 56

Greifen, skalieren und rotieren 56

Arbeit nur auf einer Achse 57

Maßangaben 57

3D Manipulator Widget 57

3.6 Global und Local 58

3.7 Fragen und Übungen 59

Kapitel 4 Modellierung 61

4.1 Box-Modeling 61

Anwendung 61

Loop Cut 62

Extrude 63

Subdivide 66

Bevel 67

Snapping 68

4.2 Workshop: Box-Modeling 70

Ein Tisch 71

Der Raum 74

4.3 Poly-by-Poly 76

Anwendung 76

Make Edge/Face 77

Knife 78

Spin 79

Empty 80

4.4 Workshop: Poly-by-Poly 80

Ein Stuhl 81

Eine Flasche 84

Ein Bartisch 87

4.5 Modifier 88

Was sind Modifier? 88

Anwendung 89

4.6 Workshop: Modifier 91

Der Raum 91

Barstuhl 92

4.7 Fragen und Übungen 96

Kapitel 5 Soft Surfaces 97

5.1 Proportionales Bearbeiten 97

Falloff 97

Begrenzung 99

Modus 99

5.2 Workshop: Falloffs 99

Blatt Papier 99

5.3 Sculpting 101

Funktionsweise 101

Werkzeugpalette 102

Original Sculpting-Methode 102

Dynamische Topologie 104

Mirror 106

Retopology 106

5.4 Workshop: Sculpting 107

Wachsmalstifte 107

5.5 Subdivision Surface 110

Modifier 111

Einfluss auf das Modell 112

5.6 Workshop: Subdivision Surface 113

Barstuhl 113

Kissen 116

5.7 Fragen und Übungen 120

Kapitel 6 Materialien 121

6.1 Eine Frage der Render-Engine 121

6.2 Was sind Materialien? 122

6.3 Eigenschaften 123

Diffuse Color 123

Glossy 124

Transparency 124

Subsurface Scattering 125

Refraction 126

Glass 127

Emission 128

Fresnel 128

6.4 Zuweisen von Nodes 130

Cycles starten 130

Aufbau des Node-Systems 132

Material Output 132

6.5 Workshop: Bartisch-Material 133

6.6 Muster 140

Bilder 140

Tiefenwirkung 143

6.7 UV-Map 147

Funktionsweise 147

Bedienelemente 149

Nachbearbeitung 150

Stretching 152

6.8 Texture Painting 153

6.9 Fragen und Übungen 157

Kapitel 7 Procedural Surfaces 159

Berechnend 159

Brick Texture 159

Checker Texture 160

Noise Texture 161

Voronoi Texture 162

Wave Texture 163

Gradient Texture 164

Magic Texture 165

Musgrave Texture 166

7.1 Verbinder 167

Koordinaten 167

Kombinationen 169

Farbspiele 169

Mehr 170

7.2 Organisation von Nodes 172

7.3 Workshop: Materialien Teil 1 174

Glas 174

Blatt Papier 178

Wachsmalstifte 179

7.4 Mehrere Materialien 184

7.5 Workshop: Materialien Teil 2 186

Barstuhl 186

Treppenstufen 191

7.6 Fragen und Übungen 195

Kapitel 8 Beleuchtung 197

8.1 Licht aus 197

Standardszene 197

Während des Modellierens 197

8.2 Standard-Lichter 198

Einstellungen 198

Point 200

Sun 201

Spot 202

Hemi 204

Area 205

8.3 Emission 206

8.4 Workshop: LED-Spot 207

8.5 HDRI 211

Besonderes Bildformat 211

Auflösung 212

Anwendung 212

8.6 Position der Lichter 215

Override Material 215

Drei-Lichter-Setup 216

Unsichtbar 218

8.7 Aufbau der Szene 219

Blender-Dateien 219

Dateien anderer Anwendungen 220

8.8 Workshop: Szene 221

Dach und Fenster 221

Geländer 227

Erker 229

Positionierung 232

Beleuchtung 233

8.9 Fragen und Übungen 237

Kapitel 9 Rendern 239

9.1 Engine 239

Funktionsweise 239

Blender Internal 239

Cycles 240

9.2 Workshop: Materialien 241

9.3 Rendereinstellungen 249

Render 249

Dimensions 249

Metadata 250

Output 251

Freestyle 251

Sampling 252

Light Paths 252

Denoising (Render Layers) 253

9.4 Kamera 253

Einstellungen 254

Aktive Kamera 258

Positionierung 259

9.5 Workshop: Rendern 261

9.6 Fragen und Übungen 265

Kapitel 10 Animation 267

10.1 Grundlagen 267

Keyframes 267

Ort, Zeit und … 267

10.2 Werkzeuge 268

Timeline 268

Graph Editor 270

Dope Sheet 275

10.3 Workshop: Animation 277

Vorbereitungen 277

10.4 Physik-Simulationen 284

Modellieren mit Physik 285

10.5 Workshop: Physik 286

Flüssigkeit 286

Zu- und Abfluss 288

Stoff 289

10.6 Fragen und Übungen 294

Kapitel 11 Entwicklung 295

11.1 Open Source 295

11.2 Anfänge 296

11.3 Open Movies 297

11.4 Die Zukunft 298

Kapitel 12 Blender 2.8 299

12.1 Keine Panik! 299

12.2 Eevee 300

12.3 OpenGL 301

12.4 Grease Pencil 301

12.5 Multi-Object Editing 302

Vorwort

Als ein Kind der 80er Jahre bin ich mit Kino und Filmen groß geworden. Die besondere Faszination galt dabei immer den Special Effects, die mit den Jahren immer atemberaubender wurden, auch dank (oder gerade wegen) der Entwicklung entsprechender Computerprogramme. Auch wenn dafür manchmal die Story in den Hintergrund geraten ist.

Mittlerweile sind die Effekte aus dem Kino ausgebrochen und man findet sie überall, auch unbemerkt. Der neue Luxuswagen, der über eine einsame Wüstenstraße zu eindrucksvoller Kulisse fährt, und der Joghurt, der sich selber rührt, in der Werbung sind zwei Beispiele dafür, wie 3D-Animationen eingesetzt werden.

Doch auch in Computerspielen wird diese Technik angewendet und der 3D-Druck ist die wohl neueste Spielwiese.

Architekten können Ihnen Ihr Haus zeigen, bevor der erste Stein gesetzt wurde. Mithilfe von Virtual-Reality-Brillen können Sie sich sogar schon darin umsehen.

Spannende Zeiten also – und Sie halten in Ihren Händen ein Buch, das Ihnen einen Blick hinter die Kulissen gewährt, denn mit Blender ist all dies möglich.

Wollen Sie auf diese Reise gehen? Ich stelle diese Frage, weil es passieren kann, dass Sie sich in Zukunft vorkommen wie in einer Zaubershow, bei der Sie all die Spiegel und Schnüre sehen können, die die Illusion ermöglichen. Aber Sie werden auch mit einem schärferen Blick Ihre Umwelt wahrnehmen, denn Sie werden es sich angewöhnen, Dinge ganz genau anzusehen (vor allen Dingen Materialien), für den Fall, dass Sie so etwas mal modellieren müssen.

Blender ist Open Source und das hat den schönen Nebeneffekt, dass Sie auf diese Reise gehen können, ohne vorher viel Geld ausgeben zu müssen. Die Grundlagen, die Sie in diesem Buch lernen, sind auch auf andere Programme anwendbar. Doch bewahren Sie sich vor dem Gedanken, dass teure Software auch Ihre Bilder automatisch besser aussehen lässt. Ein Satz, den ich zu Anfang meiner 3D-Leidenschaft oft gehört habe und der sich immer als wahr herausgestellt hat, ist: »Der Künstler macht das Bild.«

Ich weiß noch ganz genau, wie ein Schulfreund mich einmal gefragt hat, was ich denn einmal werden möchte. Meine Antwort lautete: Schriftsteller. Nun konnte ich mir dank Blender diesen Traum erfüllen: Ich habe ein Buch geschrieben. Es ist zwar kein Buch, das eine Geschichte erzählt, aber hoffentlich vielen Menschen ermöglicht, ihre Geschichte zu erzählen, sei es durch Bilder, Animationen oder Spiele. Lassen Sie uns anfangen, damit Blender auch Ihren Traum erfüllen kann.

Beginnen wir mit Ihrer Geschichte …

Antworten und Lösungen

Die Antworten und Lösungen zu den am Ende der Kapitel gestellten Fragen und Aufgaben finden Sie im Downloadbereich zum Buch auf: www.mitp.de/644

Installation

Zu Beginn müssen wir natürlich erst mal dafür sorgen, dass Blender auf unserem Rechner einsatzfähig ist. Für dieses Buch habe ich Blender 2.79 verwendet. Aber es ist recht wahrscheinlich, dass, wenn Sie dieses Buch in den Händen halten, es schon einen kleinen Buchstaben an der Versionsnummer gibt oder vielleicht sogar schon die 2.8 erschienen ist. Doch dies ist kein Problem, die grundlegenden Techniken werden sich nicht verändern, sie sind sogar auf andere 3D-Programme anwendbar und die ganzen Neuerungen der Version 2.8 habe ich für Sie schon einmal in einem Kapitel am Ende zusammengetragen.

1.1 Was benötigt man?

Zunächst einmal die gute Nachricht: Blender ist recht genügsam in seinen Systemanforderungen und auch nicht jede neue Version benötigt einen neuen Rechner. Dennoch gibt es immer eine Minimum-Liste, eine Liste mit empfohlener Hardware (Recommended – ab hier macht es Spaß) und eine Optimal-Liste, die gilt, wenn Sie Blender im produktiven Einsatz haben, oder mit anderen Worten: wenn Sie Geld mit Blender verdienen möchten.

Minimum:
2 GHz Dual-Core CPU mit SSE2 (32-bit)
2 GB RAM
Monitor mit 1280x768 und 24-Bit-Farben
Maus oder ein Trackpad



Grafikkarte mit 512 MB und OpenGL 2.1

Empfohlen:

Quad-Core CPU (64 Bit)

8 GB RAM

Monitor mit 1920x1080 (Full-HD) und 24-Bit-Farben

3-Tasten-Maus

Grafikkarte mit 2 GB und OpenGL 3.2

Optimal:

Achtkern CPU (64 Bit)

16 GB RAM

2 Monitore mit 1920x1080 (Full-HD) und 24-Bit-Farben

3-Tasten-Maus und Grafiktablett

2 Grafikkarten mit 4 GB und OpenGL 3.2

Natürlich geht auch jeder Mix dazwischen. Das Betriebssystem spielt übrigens so gut wie keine Rolle, es werden Windows, macOS und Linux unterstützt und auf allen Plattformen sieht Blender gleich aus und hat die gleichen Funktionen. Eine schlechte Nachricht gibt es für Windows-XP-Nutzer: Blender 2.76 ist die letzte Version, die noch XP unterstützt. Dies sind die offiziell unterstützten Betriebssysteme. Doch da Blender Open Source ist, gibt es auch viele Umsetzungen für andere Systeme, selbst für aufgerüstete Amigas lässt sich eine Version finden.

1.2 Download

Doch nun geht es los: Die Webseite von Blender finden Sie unter https://www.blender.org, direkt zum Download geht es unter https://www.blender.org/download.

Abbildung 1.1: Die Download-Seite von Blender

Hier finden Sie direkt oben den Button Download Blender und darunter die Version, die die Blender-Webseite für Sie aufgrund des verwendeten Betriebssystems am geeignetsten hält.

Darunter finden Sie noch den Vorschlag, doch einen »Release Candidate« herunterzuladen. Das sind Versionen, die gerade getestet werden und noch Fehler enthalten können. Darum ist jeder eingeladen, diese Version zu testen und noch weitere Fehler zu melden, die auftreten können.

a, b, c …

Was hat es mit den Buchstaben hinter der Versionsnummer auf sich? Diese bedeuten, dass diese Version keine neuen Funktionen erhalten hat, dass aber Fehler beseitigt worden sind.

Auch wenn Sie auf einem Windows-System zu Hause sind und der Vorschlag, den 64 bit Installer zu nehmen, vernünftig klingt, wählen Sie bitte: macOS, Linux, and other versions.

Abbildung 1.2: Für alle Betriebssysteme

Wählen Sie die für Ihr Betriebssystem passende .zip-Datei aus und laden Sie sie auf Ihren Rechner herunter. Merken Sie sich den Pfad. Bei macOS und Linux steht zwar nicht .zip dabei, aber bei den Downloads handelt es sich auch um gepackte Archive.

Der Grund, warum wir die .zip-Datei wählen, ist der, dass Blender eigentlich keinen Installer benötigt, sondern er startet von jedem Ort und braucht nur seine Dateien zusammen in einem Verzeichnis. Das macht es dann einfacher, mehrere Blender-Versionen nebeneinander auf dem Rechner zu haben und auch das Löschen ist ganz einfach.

Ein Wort zu Linux

Blender ist in allen großen Distributionen in den Paketquellen enthalten und kann von dort aus auf dem üblichen Weg installiert werden. Doch wenn Sie vorhaben, richtig in Blender einzusteigen, dann werden Sie mit den dort vorhandenen Versionsständen auf Dauer nicht glücklich. Darum gewöhnen Sie es sich gleich zu Anfang an, Blender auf die hier beschriebene Art zu installieren.

1.3 Entpacken

Öffnen Sie das Verzeichnis, in das Sie soeben Blender heruntergeladen haben, und klicken Sie mit der rechten Maustaste auf die Datei.

Windows-Benutzer wählen nun Alle extrahieren... und bestätigen die nächste Abfrage mit Extrahieren.

Apple-Benutzer klicken einfach doppelt auf die Datei.

Und Linux-Anwender benutzen auch den Rechtsklick, und abhängig vom verwendeten Desktop gibt es hier die Möglichkeit, Hier entpacken auszuwählen, oder Sie benutzen den Archivmanager und wählen dort Entpacken.

Abbildung 1.3: Der Archivmanager unter Linux

1.4 Verschieben

Schauen Sie einmal in den Ordner hinein, sehen Sie viele andere Dateien und nur noch einen weiteren Ordner, der genau so heißt wie der übergeordnete, der dann viele Dateien enthält?

Abbildung 1.4: Spaß mit Windows ...

Wie auch immer, Sie benötigen den Ordner mit den vielen Dateien. Kopieren Sie diesen an einen geeigneten Ort.

Unter Windows z.B. in den Programme-Ordner (C:\Programme). Legen Sie einen Link auf die Datei blender.exe an und verschieben Sie diesen auf den Desktop, um das Programm schneller starten zu können.

Abbildung 1.5: Der Blender-Ordner unter Windows

MacOS-Benutzer wählen im Finder Gehe zu|Programme und kopieren den Ordner hierhin. Das Programm lässt sich dann über die Spotlight-Suche ausführen und ins Dock verschieben.

Abbildung 1.6: Der Finder unter macOS

Unter Linux gibt es die wenigsten Probleme, wenn der Ordner ins Home-Verzeichnis des Benutzers kopiert wird. Gestartet wird das Programm über die Datei blender. Natürlich können Sie sich auch hier einen Link anlegen oder mit einem geeigneten Programm (wie »menulibre«) einen Menü-Eintrag erzeugen.

1.5 Starten

Starten Sie nun Blender über den angelegten Link oder durch einen Klick auf die Programmdatei.

Abbildung 1.7: Der Startbildschirm der Version 2.79

Alternative Installation

Natürlich spricht auch nichts dagegen, tatsächlich den Installer auf Windows-Systemen zu verwenden oder die Paketverwaltung unter Linux, wenn Ihnen das mehr liegt.

Als Letztes bietet sich auch noch die Möglichkeit, Blender über Steam zu installieren, dann brauchen Sie sich auch nicht um Updates zu kümmern, da diese automatisch verteilt werden.

1.6 Legen Sie los!

Nun können Sie sich an die Arbeit machen. In den folgenden Kapiteln zeige ich Ihnen Stück für Stück, wie Sie eine Szene entwerfen.

Die Schritte dafür sind immer die gleichen:

Sie erstellen ein oder mehrere Modelle.

Diese versehen Sie mit Materialien, Sie färben sie ein.

Danach bauen Sie die Szene und kümmern sich um die richtige Beleuchtung.

Wenn Sie eine Animation erstellen wollen, ist es nun an der Zeit, sich um die Bewegungsabläufe zu kümmern.

Zum Schluss: Rendern Sie Ihr Bild oder Ihre Animation.

Hört sich gar nicht so schwer an, oder? Und keine Sorge, Blender ist längst nicht mehr so kompliziert in der Bedienung, wie es einmal war, denn hier hat sich einiges getan, seitdem mit Blender 2.5/2.6 eine neue Oberfläche eingeführt wurde.

Abbildung 1.8: Blender 2.49a (erschienen 2009)

Da es sich besser lernt, wenn man ein Ziel vor Augen hat, werde ich Ihnen die Bedienung an einem durchgängigen Beispiel zeigen. Die Szene, die wir gemeinsam gestalten, zeigt einen modern eingerichteten Raum mit großen Fensterflächen und jeder Menge Möglichkeiten, das Gelernte anzuwenden.

Im Buch gibt es immer wieder Workshop-Abschnitte, in denen wir die Szene weiter voranbringen und auch Dinge wiederholen, hier dürfen Sie gerne mitarbeiten. Wie Sie mitarbeiten, bleibt dabei Ihnen überlassen: Der Text ist so gestaltet, dass Sie die Workshops überspringen können, um sie dann später am Ende des Kapitels oder Buches zu bearbeiten, für den Fall, dass Sie das Buch gemütlich auf der Couch lesen wollen und nicht in der Nähe Ihres Rechners.

Doch nun blättern Sie um, die Grundlagen und die aktuelle Oberfläche von Blender warten auf Sie.