=12/22===================================================
Wenn Du nicht von der Sprungseite gekommen bist, schau Dich doch auch dort um. Einige der Links folgen auch im Text.
Ihr trefft im Forum immer wieder auf mehrere verschiedenen Gruppen von 3D-Software und -Anwendungen, die sich inhaltlich jedoch mehr oder weniger stark voneinander unterscheiden. Für einen besseren Durchblick hier der Versuch einer Erläuterung. Wie immer ohne Gewähr und ohne den Anspruch, vollständig zu sein.
Kursiv gesetzte Softwarenamen sind immer nur Beispiele. Eine sehr viel ausführlichere Beschreibung mit teils weiteren Programmen der Typen 3.-8. findest Du unter
Welches 3D-Programm ist das richtige? (Programme, Features, Kosten)
CAD-Kernel:
1. CAD-Software
2. NURBS-Modeller
3D-Programme:
3. Die "Sieben Großen" 3D-Programme
4. Die "Kleinen" 3D-Programme
5. Die 3D "Spezialisten"
Interaktive Echtzeit-3D-Software
6. "Game"-Engines
7. Virtual Reality (VR)
8. Augmented Reality (AR)
CAD Kernel
1. CAD (= Computer Aided Design, Computer gestütztes Konstruieren)
Immer wieder werden CAD-Programme im gleichen Atemzug mit (unseren) 3D-Programmen genannt. Wo ist der Unterschied? Kurz gesagt: CAD ist in erster Linie für Konstruktion, 3D „für schön“.
Oder so rum: 3D-Kinofilme werden nicht mit CAD-Programmen gemacht. Weder stereoskopische (die mit Brille) noch die mit den lustigen Figuren (Illumination, Pixar, Dreamworks, Disney ...) noch die mit den Monstern (WETA, ILM usw.). In CAD-Programmen für z.B. Filme der o.g. Unternehmen zu animieren ist zwischen unmöglich bis nicht lustig. Gleiches gilt für Organisches Modelling (Monster + Mensch) oder ausgefeiltes Rendern (s.u.). Es kann aber durchaus unterstützend zum Modelling eingesetzt worden sein, wobei dann aber eher auf die speziellen NURBS-Modeller zurückgegriffen wird, s.u.
CAD- sind danach also *keine* 3D-Programme (s.u.), auch wenn sie ebenfalls im 3D-Raum arbeiten können und eng verwandt sind. CAD ist vor allem Software für konstruktiven (Maschinen)Bau, Architektur usw. und hat eine völlig andere Mechanik zugrunde liegend, einen anderen Kern („Kernel“), der auch zu anderen Werkzeugen und anderer Arbeitsweise führt.
CAD-Programme können bspw. mit Volumen umgehen (gemeint sind hier "massiv gefüllte Objekte" wie eine Steinmauer oder ein Stahlrundstab. Wenn in 3D-Programmen von Volumen die Rede ist, geht es idR. um Rauch und ähnliches, und häufig fraktale Objekte mit schwer greifbaren Oberflächen, wie Wolken), wo 3D-Programme idR. auf Außenhäute (= Polygone, Meshes, Netze..) aufsetzen. CAD-Software arbeitet mit mathematisch definierten Kurven und Oberflächen, was ähnlich einer 2D-Vektorsoftware (Illustrator, Corel Draw..) ein beliebiges Heranzoomen und Vergrößern und gleichzeitiges Arbeiten in sehr großen bis sehr kleinen Räumen ermöglicht. So kann man damit theoretisch einen ganzen Kontinent in Realmaßen erstellen, in dem noch jedes Schräubchen definierbar ist, oder anders: von mehreren KM- bis runter zu Mikrometer-Arbeiten in der gleichen Datei 100% exakt durchführen. In einer 3D-Software stößt man sehr viel früher an diese Grenzen, sie sind idR. dort aber auch gar nicht notwendig.
Aufgrund des Volumenkernels könnte ein Architekt nach getaner Arbeit z.B. automatisiert eine Liste von Baumaterialien ausgeben lassen und bepreisen, und ein Metallbauer kann bspw. Materialbelastungstest simulieren, soweit das in der Software enthalten ist. Auch andere physikalischen Simulationen sind je nach Software möglich.
Auch wenn man sehr runde Objekte damit erstellen kann, realistisch-organisches wie Menschen, Monster, Mythen oder Pflanzen ist schwierig bis unmöglich, animieren kann man idR. im 3D-Sinne (z.B. Charaktere) gar nicht damit, sieht man von spezifischen Dingen wie z.B. Simulationsabläufen oder vllt. Kamerafahrten ab.
CAD-Daten werden idR. nicht in erster Linie für ein Rendering erstellt. Da sie konstruktiv orientiert sind, werden hauptsächlich z.B. Pläne mit Schnitten ausgegeben, besagte Listen, oder es sind Vorlagen, wie für CNC Fräsen, den 3D Druck, Cutterprogramme (nein, nicht Premiere
) und andere, realbezogene Ausgaben.
Der letzte Punkt der bei einer CAD-Software immernoch häufig fehlt, ist das qualitativ hochwertige Rendering. Da Material und Rendering ineinander greifen, grundsätzlich aber Bilder ausgegeben werden können, ist das ganze idR. rudimentär enthalten, aber eben selten ausgefeilt. Was bei einigen CAD-Progammen mit idR. externen Renderern (Plugins) wett gemacht werden kann.
(Natürlich wollen auch CAD-Ergebnisse schön gerendert sein, und manchmal wird CAD gerade wegen seiner exakten Konstruktionsmöglichkeiten zur Produktion eines Objektes oder einer Szene eingesetzt, die dann in einem hochwertigen Renderer berechnet werden. Das passiert auch zunehmend in der CAD Software selbst. Danke für den Hinweis @neudenk)
Die folgenden Absätze als Nachtrag zum "schön" in CAD: die Tendenz, auch direkt in der CAD Umgebung (oder auch einem NURBS-Modeller oder einer beliebigen anderen 3D-Umgebung! s.u.) rendern zu können, steigen jährlich. Beispiele wären neben den beiden u.g. mental ray und iRay vor allem Keyshot, oder Octane von Otoy, die ihre Renderer für eine wirklich beeindruckende Palette an Plattformen entwickeln. iRay ist z.B. immer noch kostenfrei in DAZ3D Studio eingebunden, trotz Stilllegung.
Allerdings machen die Entwickler das nicht für lau. Das unten von neudenk genannte Beispiel - mental ray in AutoCAD - zeigt, dass die Entwickler in dem Fall eine abgespeckte Version eingebaut haben. Die hat gerade eben so viele Funktionen, dass es nett aussieht und für den CAD-Zeichner leichter zu erlernen ist als die umfängliche „Kino“-version, die in 3D-Programmen ihre Anwendung findet. Vergleichbar mit dem Aufwand, der in den 3D-Programmen für Blockbuster betrieben werden kann, ist das nämlich nicht. Und leider sind gerade iRay und mental ray gute Beispiele für schlechtes Management: sie gehören beide zu NVidia und wurden beide Ende 2017 eingestellt.
Abgesehen von diesen Beispielen ist die Qualität in den Renderern, die auch für CAD-Software zu haben ist, stetig steigend. Vor allem dann, wenn die Renderer nicht vom Hersteller integriert wurden (wie Arnold in Max und Maya), sondern vom User finanziert (wahlweise Studio, Firma, Büro..), sprich selbst gewählt und gekauft werden. M.W. hat dabei z.Zt. vor allem Keyshot in Sachen CAD-Renderer die Nase ziemlich weit vorne, der Markt ist wie immer in ständiger Bewegung. Es gibt allerdings auch ganze 3D-Umgebungen, in die der geneigte Architekt seine Häuser packen und in Echtzeit dem Kunden präsentieren kann. Hier liegt z.Zt. Luminon3D ziemlich weit vorne, das wiederum optisch den Vergleich zum Rendering aus einer der genannten Renderingengines oder auch einer Einbindung in Twinmotion/Epic's Unreal (oder Unity3D oder der CryEngine) noch nicht ganz standhalten kann (aber fast), und dabei gut genug aussieht und schick mit bewegten Wolken, Gras und Bäumen arbeitet - und schneller geht die Umsetzung vom Zeichenbrett zur Echtzeit-3D-Darstellung z.Zt. einfach nicht.
Edit 03/20: Und mittlerweile gibt es zusätzlich ein spezielles Tool genau dafür von Epic, mit dem das Umsetzen solcher interaktiven Szenen deutlich einfacher geworden ist für Leute, die nicht aus dem 3D-Sektor kommen oder mit Echtzeitumgebungen nicht so auf Du & Du sind: TwinMotion.
Edit 06/22: Mittlerweile setzt zumindest Autodesk auf neue Techniken. Welcher Renderer genutzt wird, ist noch unklar, aber die User*innen können nun per Cloud rendern lassen. Da schöne Materialien und komplexe Szenen idR. viel Zeit verschlingen, ist damit zumindest dieses Problem angegangen, und man kann richtig gute Ergebnisse per Cloudrendering direkt aus ACAD raustun. Ähnliche Entwicklungen bieten auch anderen Anbieter, wie z.B. Otoy mit RNDR, oder Amazon mit seinem VFX Burst Rendering Framework (nicht weiter recherchiert). Daneben, so meine Prognose, wird auch das sehr viel schnellere GPU Rendern noch weiter Verbreitung finden (ist ja schon auf dem Weg).
2. NURBS-Modeller
Eine Unter- oder Randgruppe in der CAD-Sparte sind die NURBS-Modeller (Rhinoceros aka Rhino, Moi3D, Plasticity..). Manche davon haben einen ähnlichen, wenn nicht den gleichen Volumen-Kernel wie CAD-Software, in jedem Fall wird aber intern ebenfalls alles mit mathematischen Kurven definiert, was wieder zu hoher Genauigkeit und der einfachen Nutzung von Techniken wie das Boolen führt. Allerdings sind sie vor allem auf Objekte (idR. Produktmodellierung) ausgelegt und haben das reine Modellieren als Schwerpunkt. Auch hiermit sind organische Modellings (Wesen!) schwierig bis unmöglich, und sehr viel mehr als die reine Konstruktion, der Modellbau, ist bei den meisten ohne Plugins nicht ohne Weiteres möglich. Dabei sind aber runde und geschwungene Objekte möglich, nicht von dem Wort „organisch“ irritieren lassen.
Sowohl CAD-Software als auch NURBS-Modeller sind dazu in der Lage, 3D-Modelle zu importieren, um z.B. ein Häuschen mit Pflanzen zu versehen. Sie können also mit Polygonen umgehen, haben aber idR. keine oder nur sehr rudimentäre Modellierungstools dafür. Andersherum ist es aufgrund der unterschiedlichen Techniken knifflig, CAD-Modelle in 3D-Programme zu importieren. Wobei mittlerweile jedes der sieben Großen Importer davon an Bord hat oder per Plugin dazuladen kann. Eine Garantie für ein im technischen Sinne „sauberes“ Modell ist das jedoch leider nicht. Im Gegenteil, nahezu jeder Import benötigt noch aufwändiges Nacharbeiten. Vor allem wenn viele, unterschiedliche Rundungen in der Form aufeinander treffen.
Auch für separate NURBS-Modeller wie Rhino.. gibt es verschiedene externe Renderer als Plugin, um die Objekte schick in Szene zu setzen. Und 3D-Programme wie Maya, Max, Houdini, XSI oder Blender beherrschen NURBS-Modelling, bis zu einem gewissen Grad. Spätestens beim Rendern werden die Oberflächen aber idR. Prinzip bedingt in Polygone umgewandelt, was u.U. zu Überraschungen führen kann.
3D-Programme
Die drei folgenden Gruppen sind 3D-Programme nach der obigen Definition, also basierend auf Polygonen = hohlen Außenhäuten, nicht beliebig skalierbar und damit nicht immer sehr exakt, und vor allem um schöne oder realistische Renderings zu erstellen. Klingt widersprüchlich, funktioniert in der Realität aber sehr gut.
Dabei gibt es die folgenden Unterscheidungen:
3. Die "Sieben Großen" 3D-Programme
Die Gruppe der Sieben Großen umfasst in alphabetischer Reihenfolge:
3DS Max, Blender, Cinema 4D, Houdini, Lightwave, Maya und Modo.
XSI sei als ehemaliges achtes noch genannt, wird aber leider seit 2014 nicht mehr weiter entwickelt (Danke, Autodesk
).
Diese Gruppe wird aus mehreren Gründen von den anderen unterschieden. Da die enthaltenen Programme nach dem jeweils aktuellen Stand der Technik alle Tools mit sich bringen, um z.B. komplette, Abend füllende Spielfilme zu erzeugen, fand und findet man nicht selten das Wort „Studio“ im Namen dieser (wie z.B. „3D Studio Max“, und auch in denen kleinerer 3D Programme, wenn sie größer gemacht werden sollen), häufiger jedoch in dem (Firmennamen) ihrer Nutzer, wohl um auf die Nachbildung eines Filmstudios hinzuweisen, die tatsächlich umfänglich in der Software enthalten ist, s.u.
Denn dafür beinhalten sie sehr umfassende 3D-Fähigkeiten, die so mehr oder weniger in allen „großen“ vorkommen: vom Modellieren (Geometrie) über das Texturieren (Materialerstellung), Beleuchten der Szene, Kameraführung, Rendering bis zu den Simulationen, also Character, Partikel, Physics/Dynamics, Destruction, Fluids (Wasser, Feuer, Rauch), Stoff/Kleidung, Haare uvam.. Renderings sind dabei idR. qualitativ hochwertig bis photorealistisch.
Tatsächlich enthalten sie alle Werkzeuge, die man auch in einem Filmstudio findet. Aus diesem Grund ist der sie nutzende 3D Grafiker ein Allrounder, der neben der Beherrschung der Software selbst auch Regisseur, Beleuchter, Drehbuchautor und Animatic-Produzent, Tonmensch, Cutter, Bühnenbauer und -maler, Schauspieler, Special Effects Spezialist (hier allerdings VFX genannt, nicht SFX), Schneider usw. ist, wenn er seine Software voll ausreizen will (Cut, Ton und VFX kommen aber in aller Regel erst in der Post hinzu) . Da das einen ziemlich großen Leistungsumfang bedeutet, spezialisieren sich viele 3D Artists auf nur einige Dinge davon. Und nutzen ihre Software schlicht nicht in vollem Umfang.
Die „Großen“ sind aufgrund ihres Umfangs und ihrer Fähigkeiten idR. in den großen Filmstudios zu finden und werden dort genau für dieses eingesetzt: abendfüllende Spielfilme. Das heißt aber nicht, dass diese Softwaregruppe nur oder hauptsächlich dazu genutzt wird. Aber es bekundet ihren Bekanntheitsgrad und ihre Größe, im Sinne von Umfang wie auch dem ihres Ruhms
Andere Einsatzgebiete (Werbung/Architektur/Produkte/Kunst..) gibt es ebenso mannigfache wie bisweilen bizarre, darüber gibt es genügend Material im Netz. Die folgenden, wachsenden Bereiche sollen jedoch nicht ungenannt bleiben, sie können allerdings teilweise durch die noch nachfolgenden Softwaregruppen (mit) abgedeckt werden: Game- bzw. Echtzeitcontent einerseits, also Material für Spiele und Realtimeanwendungen (siehe dazu auch unten, ab Punkt 6.), wie sie auch auf Mobiles immer häufiger zu finden sind, andererseits Vorlagen für den 3D-Druck (inkl. passgenauen Prothesen). Genannt werden sollten auch Laser- und Beamerprojektionen auf Großflächen, die es zwar schon lange gibt, aber immer bombastischer werden, uvam. Viel mehr.
Das ist nicht alles, was die Großen definiert. Datenaustausch mit anderen 3D-Programmen und, meist noch wichtiger, mit Compositing-Software (After Effects, Nuke, Fusion, Motion..) gehören ebenso dazu wie eine Flut an Plugins, die vor allem für diese sieben erhältlich sind. Diese Flut ist sachlich betrachtet kein Qualitätsmerkmal, aber ein Fanal und grenzt die „Großen“ deutlich ab.
Darin also gleichen sich die „Großen“. Sie unterscheiden sich aber auch deutlich voneinander. Da das nicht das Hauptthema hier sein soll und schon verschiedentlich im Forum ausgeführt wurde, hänge ich beizeiten einen kurzen Vergleich aus meiner Sicht an.
4. Die "Kleinen" 3D-Programme
Eine weitere, im Forum *früher* oft genannte Gruppe ist die der „kleinen" 3D-Programme (für das „klein“ beziehe ich jetzt Haue ^^). Diese unterscheiden sich von den „Großen Sieben“ durch einen nicht ganz scharf definierten Umfang von fehlenden Funktionen, Möglichkeiten und Tools, die die großen zu einem - dem aktuellen Stand der Technik entsprechend - sehr runden 3D-Paket macht. Mit anderen Worten: die kleinen enthalten einiges, aber nicht alles und oft nicht sehr viel von einem großen 3D-Paket.
Die allermeisten „Kleinen“ sind Modellierungsprogramme - und verwischen damit die Grenze zu den Spezialisten -, denn sie enthalten erstmal (nur) die grundsätzlichen Modellingtools, die man deshalb häufig auch als einzelnes Programm findet. Material, Licht und Rendern kommt bei einigen ebenso hinzu wie das Animieren bei anderen. Nimmt man die ersten, also Modelling, Texturing, Beleuchtung und Rendering zusammen, hat man ein Softwarepaket, mit dem viele Studios, die nur einzelne Bilder brauchen, schon völlig zufrieden sein können. Nimmt man das Animieren hinzu, hat man sogar einen Status, der dem der Großen zu Beginn ihrer Karriere in den 90ern gleichen mag. Man darf dabei nicht vergessen, dass Animation heute mehr ist als Kamera- und Objektbewegung und idR. auch noch Character und Simulationen mit einschließt. Womit es zu einem riesigen Feld wird, das von den häufig im Einmenschbetrieb arbeitenden Programmierern der „kleinen“ nicht mal eben gleichwertig eingebaut wird.
Aufgrund der schier unfassbaren Zahl solcher "Kleinen" spare ich eine Auflistung. Beispielhaft seien jedoch einige kostenlose wie kostenpflichtige genannt: Milkshape3D, Carrara, Anim8or, Art Of Illusion, Animation:Master, Wings 3D und für Manga/Anime Fans nicht unerheblich: Metasequoia + MikuMikuDance
Ein Link zu weiteren 3D- und CAD-Programmen findet ihr am Ende des Beitrags.
Nachtrag 06/22: viele der eben genannten fallen eigentlich schon unter die Spezialisten: Wings 3D ist ein reiner Modeller; Anim8or, Animation:Master und Metasequoia/MikuMiku sind vor allem Characteranimationsprogramme; MilkShape konnte zwar gut als Modeller herhalten, das Spezialgebiet war jedoch der Game-Sektor - und etliche der genannten werden nicht mehr weiterentwickelt, sind teils nicht mal mehr erhältlich, kostenlos oder nicht.
Siehe dazu auch den zu Anfang verlinkten Beitrag (Programme, Features, Kosten) und die Hinweise, warum die Kleinen heute nahezu obsolet sind.
5. Die 3D-"Spezialisten"
Die letzte Gruppe ist die der Spezial-Software, die wie der Name vermuten lässt nur auf spezielle Aufgaben abzielt, die in den großen Paketen (s.u.) nicht oder nur rudimentär enthalten sind, und andere Aufgaben dafür völlig außen vor lässt.
Dazu gehört z.B. das Sculpting (Zbrush, 3D Coat, Mudbox, Sculptris..). Sculpting ist eine völlig eigene Methode der Modellierung, bei dem nicht mit der direkten Bearbeitung auf Polygon-, Kanten- oder Punktebene gearbeitet wird, sondern ein idR. sehr hoch aufgelöstes Modell wie ein Tonklumpen behandelt und verformt wird. Die hohe Unterteilung des Objektes ermöglicht dies erst, stellt die Sculptingmethode aber auch in eine bestimmte Ecke, nämlich eine mit sehr vielen Polygonen Die sollen jedoch nach Möglichkeit vermieden werden. Zur Weiterverarbeitung werden deshalb idR. Texturen aus diesen Verformungen gezogen, die dann auf einem geringer unterteilten Modell mit sehr viel weniger Polygonen die Verformungsspuren simulieren.
Einige 3D-Programme enthalten (mehr oder weniger rudimentäre) Sculpting Tools, aber das ist kein Vergleich zu Zbrush und Co., was genau das Sculpting betrifft (nichtsdestotrotz entwickeln sich manche dieser integrierten Tools sehr gut!). Was alles andere betrifft - Animieren, Material, Rendering, Partikel, Simulationen.. - da kann man diese völlig vergessen (Ja, sie können immer besser rendern, „aber“..).
Ähnliches gilt für fast jede andere Spezial-Software, die es für zig unterschiedliche Interessen gibt: das o.g. NURBS Modelling (Rhino, Moi3D..) welches Konstruktives für 3D Programme liefert, Fluid-Simulation (Realflow..), Klamotten und -Sim (Marvelous Designer..), Pflanzen und Scatterer (lange Liste), Characterposing (DAZ, Poser uvam., auch wenn es nicht spezial ist, ist es doch sehr speziell ^^), Landschaftsgeneratoren (Vue, TerraGen..), Game-/Echtzeit-Engines (Unity3D, Unreal, CryEngine.. siehe ab Punkt 6.), Renderer (Vray, Octane, Arnold..) und vieles mehr. Etliches davon gibt es auch als Plugins. Allen gemein ist jedenfalls, dass sie so spezialisiert sind, dass man sie nicht unbedingt beim täglichen Arbeiten braucht und deshalb nicht in einem Standard 3D-Paket enthalten sind.
Genaugenommen müssten diese Speziellen selbst unterteilt werden. Denn da sind zum einen die, die Material für 3D-Programme, große wie kleine, liefern (NURBS Modeller, Pflanzengeneratoren..), oder dieses überarbeiten (Sculpting). Ziel ist bei diesen idR. die (Rück)führung ins 3D-Programm.
Dann sind da die Unabhängigen, die auch gerne für sich genommen werden, wie z.B. die Character Programme (Poser, DAZ Studio..). Auch wenn sie einige Modelle mitliefern, benötigen sie jedoch 3D Modelle „von außen“. Das sind häufig zugekaufte, aber immer in anderen, meist großen 3D-Programmen erstellte Modelle, da man in diesen Programmen Modelle direkt nicht selbst erstellen kann.
Dann sind da noch die, die selbst Ziel der erstellten Modelle und Szenen sind. Besonders fallen dabei ins Gewicht die Game-Engines, die nun eine eigene Gruppe unterhalb dieses Absatzes erhalten haben.
Auch die Renderer gehören in diese Gruppe, die Ziel der erstellten 3D-Szenen ist, denn auch wenn sie so weit es geht in die jeweilige 3D-Software integriert werden, gibt es die extern entwickelten so gut wie alle als Plugins und Standalone Software, und in beiden Fällen ist es das Ziel, seine Szene mit diesem Renderer so gut wie möglich darzustellen. Die Szene wird also als letztes vom 3D-Programm aus an den Renderer geschickt, und das geschieht auch, wenn dieser als Plugin integriert ist.
Für Cinema 4D gibt es nun eine kurze Beschreibung der meisten (GPU)-Renderer hier im Forum unter
(GPU-)Rendern unter Cinema 4D
Dieser Artikel wird noch für die Allgemeinheit überarbeitet. Er kann Dir aber jetzt schon eine Übersicht über die gängigsten Renderer auf dem Markt geben, egal welche der großen Software-Pakete Du nutzt.
Interaktive Echtzeit-Programme
Bei den folgenden Gruppen geht es um so genannte "Entwicklungsumgebungen", die idR. dazu da sind, 3D-Content aufzunehmen, den man dort verdrahten will mit dem Ziel, eine interaktive Szene zu generieren, die in Echtzeit (re)agieren, auf uns einwirken kann. Ob das ein 3D-Spiel wird, ein Web-"Konfigurator", in dem Du Dein zukünftiges Auto oder selbst bedruckte Schuhe zusammenstellen und gleich in 3D sehen und drehen kannst, oder eine Software aus dem Infotainment-Bereich, der Unterhaltung und Information spielerisch zusammenfügt: dahinter steckt idR. eine solche Entwicklerumgebung. Damit sie tun kann, was sie tun soll, sind oft Programmabläufe mit wenn-dann Fragen zu erstellen: wenn Du die W-Taste drückst, dann rennt der Protagonist vorwärts. Zum Glück kann man immer häufiger auch "optisch" programmieren, in dem man z.B. Nodes verdrahtet. Die eine oder der andere kennt das schon aus anderen Programmen. Es ist jedenfalls oft sehr viel einfacher zu erlernen als C, Python. LUA oder eine andere der heute üblichen Scriptsprache.
Anfänglich ein Alleinstellungsmerkmal der Unity Engine, können heute alle größeren Engines die fertigen Real-Time Anwendungen auf allen Plattformen (Win, Mac, Linux, iOS, Android usw.) releasen!
6. Game-Engines
Game Engines sind sehr mächtige, umfängliche Entwicklerumgebungen und etwa mit den Großen Sieben oben vergleichbar. Keine Filmstudios, aber sie bieten oft alles, was man braucht, um interaktive Software zusammenzubauen, bei weitem nicht nur Spiele!
Als Beispiele seien hier die weit verbreiteten Unity3D, Epics Unreal Engine sowie bekanntere, aber nicht ganz so verbreiteten Cryteks CryEngine (3), Nvidia Omniverse und Unigine für Offline-Umgebungen genannt (uvam.)
Die beiden folgenden seien beispielhaft speziell für "das Netz" vorgestellt: Coppercube aus der österreichischen Schmiede Ambiera, in der Grundversion kostenlos, sowie das nur im Browser operierende PlayCanvas. Beide ermöglichen Echtzeitcontenterstellung für den Browser.
Weitere Infos dazu im Thread zu den konkreten 3D-Programmen!
7. Virtual Reality, VR; Stereoskopie
Virtual Reality (VR) meint ganz allgemein eine künstliche Welt, in die wir möglichst ohne es selbst zu bemerken so stark eintauchen, dass sich diese Welt real anfühlt. Dieser "Immersion" genannte Effekt tritt in den verschiedensten Zusammenhängen auf. Auch wenn wir ein gutes Buch lesen oder eine Geschichte erzählt bekommen, kann diese so lebendig werden, dass wir uns hineingezogen fühlen. Auch Träume können sich ja so real anfühlen, dass wir sie für echt halten. Im Grunde sind das alles schon Schein-Realitäten.
Allerdings fühlen sich die gerade genannten Realitäten so echt für uns an, weil „Sender und Empfänger auf der gleichen Welle“ surfen. Wenn wir von VR sprechen, sind jedoch vor allem technische Voraussetzungen gemeint, die das Gehirn derart überrumpeln, dass wir auch im wachesten Augenblick nicht gleich wissen, wie wir „da raus“ kommen.
Das geht mit einer Kombination aus verschiedenen Voraussetzungen und Techniken einher. Die einfachste sind zwei gesunde Augen und das stereoskopische Sehen, siehe unten. Ich schreibe bewußt das „gesunde“ Auge, weil ich aus Erfahrung weiß, dass manche Menschen diesen Tiefen-Effekt leider nicht wahrnehmen können. Zum Glück beherrscht das Gehirn mehrere Möglichkeiten der Tiefenwahrnehmung. Diese werden aber eher selten mit diesen Techniken angeboten: Tiefenschärfe würde zusätzlich das Tracking der Augen für den Fokus benötigen, atmosphärische Tiefe braucht sehr große Entfernung und Außengelände, und einige andere Möglichkeiten sind nur in der Bewegung gegeben.
Im Kino werden gerne Filme "in 3D" angeboten. Tatsächlich handelt es sich dabei aber nicht zwingend um 3D-Content in unserem Sinne, also CGI, sondern lediglich um die genannten stereoskopischen Inhalte. Gemeint sind damit Filme, Bilder und Echtzeitdarstellungen, die für beide Augen stereoskopische, leicht unterschiedliche Bilder produzieren. So, wie unser Gehirn unsere echte Außenwelt auch wahrnimmt, nämlich mit ca. 7cm Abstand zwischen unseren Augen. Wenig, reicht aber für den Tiefeneindruck aus und ist genau genommen unser ausgeprägtestes Tiefensehen. Dadurch erhält das Bild/der Film/das Spiel usw. jedenfalls eine scheinbar greifbare Tiefe, die ein normaler Monitor nicht bieten kann (spezielle ermöglichen das hingegen sogar ohne Brille, s.u.)
So schick schon stereoskopisches Sehen ist, reicht das alleine noch nicht für ein VR-Erleben. Umfänglich gehört dazu die eigene Bewegungsfreiheit, weiterhin ein VR-Headset (Helm), das neben zwei kleinen Monitoren für die Augen mit Kopfhörern und einem Mikro ausgestattet sind. Dieses Headset wird bestenfalls "getrackt". Damit wird die Position und Drehung des in die VR eintauchenden Menschen analysiert, damit diese wiederum in jedem Bild neu und korrekt berechnet wird. Mit anderen Worten: drehst Du Dich, dreht sich die virtuelle Welt um Dich herum, so dass Dein Gehirn meint, Du seiest wirklich dort. Immersion fast fertig
Es fehlt noch die Interaktivität: die Welt soll auch auf mich reagieren können. Die Interaktivität kann völlig unterschiedlich ausfallen, deshalb gehe ich hier nicht weiter darauf ein.
Man nimmt für VR-Echtzeitanwendungen idR. die unter 6. genannten Engines.
Für stereoskopische Filme gibt es Techniken, wie man die stereoskopischen Spuren in einen Film packen kann, damit auch der heimische 3D-Bildschirm - so vorhanden - den Film passend wieder gibt. Für Bilder muss man diese nur passend auf dem Monitor platzieren oder ausdrucken. Die einfachste Variante des stereoskopischen Sehens funktioniert tatsächlich mit einem Handspiegel (und natürlich zwei leicht unterschiedlichen Bildern) als Werkzeug und existierte im 19. Jahrhundert schon Solche Bilder und Filme sind allerdings Randbereiche gerade außerhalb der VR, denn dieser Teilbereich betrifft nur das stereoskopische Sehen. Man kann sich dabei nicht frei bewegen und interaktiv verhalten. Ich nehme es hier der Vollständigkeit halber aber mit auf, weil es auch ein Teilbereich der VR ist. Denn wer "Avatar" in 3D gesehen hat, wird das durchaus auch ein immersives Erlebnis nennen. Neben dem stereoskopischen Sehen unterstützt oft ein "Rundum-Sound" das (Heim) Kino-Erlebnis, und kommt damit dem Erleben der Virtual Reality schon nahe.
Stereoskopie am Monitor: Hier sei erwähnt, dass es schon seit 2005 Monitore gibt, die eine stereoskopische Tiefenwirkung bzw. zwei Bilder direkt auf die Augen projizieren können, ohne den Umweg über eine Brille. Dabei wird eine Lentikularfolie* auf den Monitor und passend auf die Pixelspalten geklebt. Diese Folie ist dazu in der Lage, jede Reihe Pixel abwechselnd ins rechte oder linke Auge zu projizieren. Und da die berechneten Bilder wieder auf dem schon erwähnten 7cm Abstand beruhen, sehen wir die Bilder - tadaa - stereoskopisch, also mit Tiefe. Allerdings muss man dafür sehr ruhig sitzen und darf den Kopf nicht zu sehr drehen. Ich hatte damals versucht, einige Stunden an so einem Monitor zu Arbeiten. Gab Kopfweh, übrigens genau so mit einer Brille.
*Ungewöhnliches Wort, gesehen hat sowas jeder schonmal, nur meist nicht auf Monitoren. „Kippelbilder“ wurden die passenden Dinger früher bei uns genannt.
8. Augmented Reality, AR
Da zitiere ich Wikipedia
Unter augmented reality (= erweiterte Realität) versteht man die computergestützte Erweiterung der Realitätswahrnehmung.
Die Erweiterung ist, wie bei so vielen Sachen, z.Zt. meistens noch auf das Sehen begrenzt, es gibt jedoch schon viele Jahre andere Ansätze. Ob das Computer sind, die neben Tönen und Bilder auch Gerüche (sic!) ausgeben - was Mitte der 90er schon versucht wurde, wird jetzt in Kickstarter wiederbelebt - oder so genannte "4D-Kino"-Erlebnisse, die übrigens nichts mit Cinema 4D zu tun haben. Hier rütteln und vibrieren die Sitze, auch Staub und feuchte Nebel wurden in manchen Kinos gesichtet bzw. gespürt. Der Unterschied zur VR ist nicht wirklich groß, tatsächlich sind die Grenzen fließend.
Heute versteht man darunter in erster Linie die Möglichkeit, ein oder mehrere 3D-Objekte in eine reale Umgebung zu setzen. Diese Objekte sieht man dann passend in der realen Umgebung, egal ob und wie man sich dabei bewegt. Das können z.B. die neuen Möbel in der eigenen Wohnung sein, die man dort probehalber "platziert".
Das ganze passiert mittels Techniken wie der o.g. VR-Brille mit Tracker/Kamera, oder auch einem einfachen Mobile wie Handy oder Tablet plus z.B. einem "Marker". Das ist häufig ein Stück Papier mit einem bestimmten Muster, das über die Kamera des jeweiligen Gerätes erst erwartet und dann analysiert wird, inkl. dessen Transformation (also Positionierung, Skalierung und Drehung) im 3D-Raum, die über genau den Aufdruck berechnet werden kann. Hier platziert nun die Software das gewünschte Objekt und kann dank Kamera+Marker dieses Objekt immer passend zur eigenen Bewegung drehen und wenden.
Das ist das m.W. z.Zt. umfassendste Einsatzgebiet der AR in 2020. Da für das Zusammenspiel von Kamera und Monitor/VR-Brille besondere Software nötig ist, gehört dies damit tatsächlich einer eigenen (Software-)Gruppe an.
Eine mittlerweile recht ausführliche Liste mit 3D-Programmen aus den meisten o.g. Gruppen, den Hersteller-Links und einigen anderen Attributen findet ihr z.B. im Link. Er führt nun auf die deutsche Wiki-Seite, weil diese mittlerweile sehr viel umfassender gefüllt und strukturiert ist als die englische. Gut, dann muss ich das nicht machen ^^
https://de.wikipedia.org/wiki/Liste_von_3D-Software
Ich hoffe, es hat ein wenig geholfen, mögliche Verwirrungen zu klären.
Nun gut, dann, hau rein, oder wie der Lateiner sagt:
Numquam incipiet esse prohibere, non prohibere incipere.
Fang nie an aufzuhören, hör nie auf anzufangen.
Angeblich Marcus Tullius Cicero
Viel Erfolg und vor allem Spaß in/mit der 3D-Grafik
PS: Falls ihr einen netten Fehler gefunden habt oder meint, etwas sei völlig falsch oder es fehlt etwas, bitte per PN an mich! Danke
Und zum guten Schluss kannst Du hier noch mehr über die Geschichte der "großen 7" erfahren. Vor allem die erste finde ich persönlich sehr schön, weil es ein Interview mit Tom Hudson, dem Entwickler vom ersten 3D Studio unter DOS und davor von „Cyber Studio“ (meinem ersten 3D Programm), ist:
3D Studio
Maya 1, 2
Houdini
Softimage 3D
Blender
C4D
Lightwave 3D
Modo 1, 2
Wenn Du nicht von der Sprungseite gekommen bist, schau Dich doch auch dort um. Einige der Links folgen auch im Text.
Ihr trefft im Forum immer wieder auf mehrere verschiedenen Gruppen von 3D-Software und -Anwendungen, die sich inhaltlich jedoch mehr oder weniger stark voneinander unterscheiden. Für einen besseren Durchblick hier der Versuch einer Erläuterung. Wie immer ohne Gewähr und ohne den Anspruch, vollständig zu sein.
Kursiv gesetzte Softwarenamen sind immer nur Beispiele. Eine sehr viel ausführlichere Beschreibung mit teils weiteren Programmen der Typen 3.-8. findest Du unter
Welches 3D-Programm ist das richtige? (Programme, Features, Kosten)
CAD-Kernel:
1. CAD-Software
2. NURBS-Modeller
3D-Programme:
3. Die "Sieben Großen" 3D-Programme
4. Die "Kleinen" 3D-Programme
5. Die 3D "Spezialisten"
Interaktive Echtzeit-3D-Software
6. "Game"-Engines
7. Virtual Reality (VR)
8. Augmented Reality (AR)
CAD Kernel
1. CAD (= Computer Aided Design, Computer gestütztes Konstruieren)
Immer wieder werden CAD-Programme im gleichen Atemzug mit (unseren) 3D-Programmen genannt. Wo ist der Unterschied? Kurz gesagt: CAD ist in erster Linie für Konstruktion, 3D „für schön“.
Oder so rum: 3D-Kinofilme werden nicht mit CAD-Programmen gemacht. Weder stereoskopische (die mit Brille) noch die mit den lustigen Figuren (Illumination, Pixar, Dreamworks, Disney ...) noch die mit den Monstern (WETA, ILM usw.). In CAD-Programmen für z.B. Filme der o.g. Unternehmen zu animieren ist zwischen unmöglich bis nicht lustig. Gleiches gilt für Organisches Modelling (Monster + Mensch) oder ausgefeiltes Rendern (s.u.). Es kann aber durchaus unterstützend zum Modelling eingesetzt worden sein, wobei dann aber eher auf die speziellen NURBS-Modeller zurückgegriffen wird, s.u.
CAD- sind danach also *keine* 3D-Programme (s.u.), auch wenn sie ebenfalls im 3D-Raum arbeiten können und eng verwandt sind. CAD ist vor allem Software für konstruktiven (Maschinen)Bau, Architektur usw. und hat eine völlig andere Mechanik zugrunde liegend, einen anderen Kern („Kernel“), der auch zu anderen Werkzeugen und anderer Arbeitsweise führt.
CAD-Programme können bspw. mit Volumen umgehen (gemeint sind hier "massiv gefüllte Objekte" wie eine Steinmauer oder ein Stahlrundstab. Wenn in 3D-Programmen von Volumen die Rede ist, geht es idR. um Rauch und ähnliches, und häufig fraktale Objekte mit schwer greifbaren Oberflächen, wie Wolken), wo 3D-Programme idR. auf Außenhäute (= Polygone, Meshes, Netze..) aufsetzen. CAD-Software arbeitet mit mathematisch definierten Kurven und Oberflächen, was ähnlich einer 2D-Vektorsoftware (Illustrator, Corel Draw..) ein beliebiges Heranzoomen und Vergrößern und gleichzeitiges Arbeiten in sehr großen bis sehr kleinen Räumen ermöglicht. So kann man damit theoretisch einen ganzen Kontinent in Realmaßen erstellen, in dem noch jedes Schräubchen definierbar ist, oder anders: von mehreren KM- bis runter zu Mikrometer-Arbeiten in der gleichen Datei 100% exakt durchführen. In einer 3D-Software stößt man sehr viel früher an diese Grenzen, sie sind idR. dort aber auch gar nicht notwendig.
Aufgrund des Volumenkernels könnte ein Architekt nach getaner Arbeit z.B. automatisiert eine Liste von Baumaterialien ausgeben lassen und bepreisen, und ein Metallbauer kann bspw. Materialbelastungstest simulieren, soweit das in der Software enthalten ist. Auch andere physikalischen Simulationen sind je nach Software möglich.
Auch wenn man sehr runde Objekte damit erstellen kann, realistisch-organisches wie Menschen, Monster, Mythen oder Pflanzen ist schwierig bis unmöglich, animieren kann man idR. im 3D-Sinne (z.B. Charaktere) gar nicht damit, sieht man von spezifischen Dingen wie z.B. Simulationsabläufen oder vllt. Kamerafahrten ab.
CAD-Daten werden idR. nicht in erster Linie für ein Rendering erstellt. Da sie konstruktiv orientiert sind, werden hauptsächlich z.B. Pläne mit Schnitten ausgegeben, besagte Listen, oder es sind Vorlagen, wie für CNC Fräsen, den 3D Druck, Cutterprogramme (nein, nicht Premiere
) und andere, realbezogene Ausgaben.Der letzte Punkt der bei einer CAD-Software immernoch häufig fehlt, ist das qualitativ hochwertige Rendering. Da Material und Rendering ineinander greifen, grundsätzlich aber Bilder ausgegeben werden können, ist das ganze idR. rudimentär enthalten, aber eben selten ausgefeilt. Was bei einigen CAD-Progammen mit idR. externen Renderern (Plugins) wett gemacht werden kann.
(Natürlich wollen auch CAD-Ergebnisse schön gerendert sein, und manchmal wird CAD gerade wegen seiner exakten Konstruktionsmöglichkeiten zur Produktion eines Objektes oder einer Szene eingesetzt, die dann in einem hochwertigen Renderer berechnet werden. Das passiert auch zunehmend in der CAD Software selbst. Danke für den Hinweis @neudenk)
Die folgenden Absätze als Nachtrag zum "schön" in CAD: die Tendenz, auch direkt in der CAD Umgebung (oder auch einem NURBS-Modeller oder einer beliebigen anderen 3D-Umgebung! s.u.) rendern zu können, steigen jährlich. Beispiele wären neben den beiden u.g. mental ray und iRay vor allem Keyshot, oder Octane von Otoy, die ihre Renderer für eine wirklich beeindruckende Palette an Plattformen entwickeln. iRay ist z.B. immer noch kostenfrei in DAZ3D Studio eingebunden, trotz Stilllegung.
Allerdings machen die Entwickler das nicht für lau. Das unten von neudenk genannte Beispiel - mental ray in AutoCAD - zeigt, dass die Entwickler in dem Fall eine abgespeckte Version eingebaut haben. Die hat gerade eben so viele Funktionen, dass es nett aussieht und für den CAD-Zeichner leichter zu erlernen ist als die umfängliche „Kino“-version, die in 3D-Programmen ihre Anwendung findet. Vergleichbar mit dem Aufwand, der in den 3D-Programmen für Blockbuster betrieben werden kann, ist das nämlich nicht. Und leider sind gerade iRay und mental ray gute Beispiele für schlechtes Management: sie gehören beide zu NVidia und wurden beide Ende 2017 eingestellt.
Abgesehen von diesen Beispielen ist die Qualität in den Renderern, die auch für CAD-Software zu haben ist, stetig steigend. Vor allem dann, wenn die Renderer nicht vom Hersteller integriert wurden (wie Arnold in Max und Maya), sondern vom User finanziert (wahlweise Studio, Firma, Büro..), sprich selbst gewählt und gekauft werden. M.W. hat dabei z.Zt. vor allem Keyshot in Sachen CAD-Renderer die Nase ziemlich weit vorne, der Markt ist wie immer in ständiger Bewegung. Es gibt allerdings auch ganze 3D-Umgebungen, in die der geneigte Architekt seine Häuser packen und in Echtzeit dem Kunden präsentieren kann. Hier liegt z.Zt. Luminon3D ziemlich weit vorne, das wiederum optisch den Vergleich zum Rendering aus einer der genannten Renderingengines oder auch einer Einbindung in Twinmotion/Epic's Unreal (oder Unity3D oder der CryEngine) noch nicht ganz standhalten kann (aber fast), und dabei gut genug aussieht und schick mit bewegten Wolken, Gras und Bäumen arbeitet - und schneller geht die Umsetzung vom Zeichenbrett zur Echtzeit-3D-Darstellung z.Zt. einfach nicht.
Edit 03/20: Und mittlerweile gibt es zusätzlich ein spezielles Tool genau dafür von Epic, mit dem das Umsetzen solcher interaktiven Szenen deutlich einfacher geworden ist für Leute, die nicht aus dem 3D-Sektor kommen oder mit Echtzeitumgebungen nicht so auf Du & Du sind: TwinMotion.
Edit 06/22: Mittlerweile setzt zumindest Autodesk auf neue Techniken. Welcher Renderer genutzt wird, ist noch unklar, aber die User*innen können nun per Cloud rendern lassen. Da schöne Materialien und komplexe Szenen idR. viel Zeit verschlingen, ist damit zumindest dieses Problem angegangen, und man kann richtig gute Ergebnisse per Cloudrendering direkt aus ACAD raustun. Ähnliche Entwicklungen bieten auch anderen Anbieter, wie z.B. Otoy mit RNDR, oder Amazon mit seinem VFX Burst Rendering Framework (nicht weiter recherchiert). Daneben, so meine Prognose, wird auch das sehr viel schnellere GPU Rendern noch weiter Verbreitung finden (ist ja schon auf dem Weg).
2. NURBS-Modeller
Eine Unter- oder Randgruppe in der CAD-Sparte sind die NURBS-Modeller (Rhinoceros aka Rhino, Moi3D, Plasticity..). Manche davon haben einen ähnlichen, wenn nicht den gleichen Volumen-Kernel wie CAD-Software, in jedem Fall wird aber intern ebenfalls alles mit mathematischen Kurven definiert, was wieder zu hoher Genauigkeit und der einfachen Nutzung von Techniken wie das Boolen führt. Allerdings sind sie vor allem auf Objekte (idR. Produktmodellierung) ausgelegt und haben das reine Modellieren als Schwerpunkt. Auch hiermit sind organische Modellings (Wesen!) schwierig bis unmöglich, und sehr viel mehr als die reine Konstruktion, der Modellbau, ist bei den meisten ohne Plugins nicht ohne Weiteres möglich. Dabei sind aber runde und geschwungene Objekte möglich, nicht von dem Wort „organisch“ irritieren lassen.
Sowohl CAD-Software als auch NURBS-Modeller sind dazu in der Lage, 3D-Modelle zu importieren, um z.B. ein Häuschen mit Pflanzen zu versehen. Sie können also mit Polygonen umgehen, haben aber idR. keine oder nur sehr rudimentäre Modellierungstools dafür. Andersherum ist es aufgrund der unterschiedlichen Techniken knifflig, CAD-Modelle in 3D-Programme zu importieren. Wobei mittlerweile jedes der sieben Großen Importer davon an Bord hat oder per Plugin dazuladen kann. Eine Garantie für ein im technischen Sinne „sauberes“ Modell ist das jedoch leider nicht. Im Gegenteil, nahezu jeder Import benötigt noch aufwändiges Nacharbeiten. Vor allem wenn viele, unterschiedliche Rundungen in der Form aufeinander treffen.
Auch für separate NURBS-Modeller wie Rhino.. gibt es verschiedene externe Renderer als Plugin, um die Objekte schick in Szene zu setzen. Und 3D-Programme wie Maya, Max, Houdini, XSI oder Blender beherrschen NURBS-Modelling, bis zu einem gewissen Grad. Spätestens beim Rendern werden die Oberflächen aber idR. Prinzip bedingt in Polygone umgewandelt, was u.U. zu Überraschungen führen kann.
3D-Programme
Die drei folgenden Gruppen sind 3D-Programme nach der obigen Definition, also basierend auf Polygonen = hohlen Außenhäuten, nicht beliebig skalierbar und damit nicht immer sehr exakt, und vor allem um schöne oder realistische Renderings zu erstellen. Klingt widersprüchlich, funktioniert in der Realität aber sehr gut.
Dabei gibt es die folgenden Unterscheidungen:
3. Die "Sieben Großen" 3D-Programme
Die Gruppe der Sieben Großen umfasst in alphabetischer Reihenfolge:
3DS Max, Blender, Cinema 4D, Houdini, Lightwave, Maya und Modo.
XSI sei als ehemaliges achtes noch genannt, wird aber leider seit 2014 nicht mehr weiter entwickelt (Danke, Autodesk
).Diese Gruppe wird aus mehreren Gründen von den anderen unterschieden. Da die enthaltenen Programme nach dem jeweils aktuellen Stand der Technik alle Tools mit sich bringen, um z.B. komplette, Abend füllende Spielfilme zu erzeugen, fand und findet man nicht selten das Wort „Studio“ im Namen dieser (wie z.B. „3D Studio Max“, und auch in denen kleinerer 3D Programme, wenn sie größer gemacht werden sollen
), häufiger jedoch in dem (Firmennamen) ihrer Nutzer, wohl um auf die Nachbildung eines Filmstudios hinzuweisen, die tatsächlich umfänglich in der Software enthalten ist, s.u.Denn dafür beinhalten sie sehr umfassende 3D-Fähigkeiten, die so mehr oder weniger in allen „großen“ vorkommen: vom Modellieren (Geometrie) über das Texturieren (Materialerstellung), Beleuchten der Szene, Kameraführung, Rendering bis zu den Simulationen, also Character, Partikel, Physics/Dynamics, Destruction, Fluids (Wasser, Feuer, Rauch), Stoff/Kleidung, Haare uvam.. Renderings sind dabei idR. qualitativ hochwertig bis photorealistisch.
Tatsächlich enthalten sie alle Werkzeuge, die man auch in einem Filmstudio findet. Aus diesem Grund ist der sie nutzende 3D Grafiker ein Allrounder, der neben der Beherrschung der Software selbst auch Regisseur, Beleuchter, Drehbuchautor und Animatic-Produzent, Tonmensch, Cutter, Bühnenbauer und -maler, Schauspieler, Special Effects Spezialist (hier allerdings VFX genannt, nicht SFX), Schneider usw. ist, wenn er seine Software voll ausreizen will (Cut, Ton und VFX kommen aber in aller Regel erst in der Post hinzu) . Da das einen ziemlich großen Leistungsumfang bedeutet, spezialisieren sich viele 3D Artists auf nur einige Dinge davon. Und nutzen ihre Software schlicht nicht in vollem Umfang.
Die „Großen“ sind aufgrund ihres Umfangs und ihrer Fähigkeiten idR. in den großen Filmstudios zu finden und werden dort genau für dieses eingesetzt: abendfüllende Spielfilme. Das heißt aber nicht, dass diese Softwaregruppe nur oder hauptsächlich dazu genutzt wird. Aber es bekundet ihren Bekanntheitsgrad und ihre Größe, im Sinne von Umfang wie auch dem ihres Ruhms
Andere Einsatzgebiete (Werbung/Architektur/Produkte/Kunst..) gibt es ebenso mannigfache wie bisweilen bizarre, darüber gibt es genügend Material im Netz. Die folgenden, wachsenden Bereiche sollen jedoch nicht ungenannt bleiben, sie können allerdings teilweise durch die noch nachfolgenden Softwaregruppen (mit) abgedeckt werden: Game- bzw. Echtzeitcontent einerseits, also Material für Spiele und Realtimeanwendungen (siehe dazu auch unten, ab Punkt 6.), wie sie auch auf Mobiles immer häufiger zu finden sind, andererseits Vorlagen für den 3D-Druck (inkl. passgenauen Prothesen). Genannt werden sollten auch Laser- und Beamerprojektionen auf Großflächen, die es zwar schon lange gibt, aber immer bombastischer werden, uvam. Viel mehr.
Das ist nicht alles, was die Großen definiert. Datenaustausch mit anderen 3D-Programmen und, meist noch wichtiger, mit Compositing-Software (After Effects, Nuke, Fusion, Motion..) gehören ebenso dazu wie eine Flut an Plugins, die vor allem für diese sieben erhältlich sind. Diese Flut ist sachlich betrachtet kein Qualitätsmerkmal, aber ein Fanal und grenzt die „Großen“ deutlich ab.
Darin also gleichen sich die „Großen“. Sie unterscheiden sich aber auch deutlich voneinander. Da das nicht das Hauptthema hier sein soll und schon verschiedentlich im Forum ausgeführt wurde, hänge ich beizeiten einen kurzen Vergleich aus meiner Sicht an.
4. Die "Kleinen" 3D-Programme
Eine weitere, im Forum *früher* oft genannte Gruppe ist die der „kleinen" 3D-Programme (für das „klein“ beziehe ich jetzt Haue ^^). Diese unterscheiden sich von den „Großen Sieben“ durch einen nicht ganz scharf definierten Umfang von fehlenden Funktionen, Möglichkeiten und Tools, die die großen zu einem - dem aktuellen Stand der Technik entsprechend - sehr runden 3D-Paket macht. Mit anderen Worten: die kleinen enthalten einiges, aber nicht alles und oft nicht sehr viel von einem großen 3D-Paket.
Die allermeisten „Kleinen“ sind Modellierungsprogramme - und verwischen damit die Grenze zu den Spezialisten -, denn sie enthalten erstmal (nur) die grundsätzlichen Modellingtools, die man deshalb häufig auch als einzelnes Programm findet. Material, Licht und Rendern kommt bei einigen ebenso hinzu wie das Animieren bei anderen. Nimmt man die ersten, also Modelling, Texturing, Beleuchtung und Rendering zusammen, hat man ein Softwarepaket, mit dem viele Studios, die nur einzelne Bilder brauchen, schon völlig zufrieden sein können. Nimmt man das Animieren hinzu, hat man sogar einen Status, der dem der Großen zu Beginn ihrer Karriere in den 90ern gleichen mag. Man darf dabei nicht vergessen, dass Animation heute mehr ist als Kamera- und Objektbewegung und idR. auch noch Character und Simulationen mit einschließt. Womit es zu einem riesigen Feld wird, das von den häufig im Einmenschbetrieb arbeitenden Programmierern der „kleinen“ nicht mal eben gleichwertig eingebaut wird.
Aufgrund der schier unfassbaren Zahl solcher "Kleinen" spare ich eine Auflistung. Beispielhaft seien jedoch einige kostenlose wie kostenpflichtige genannt: Milkshape3D, Carrara, Anim8or, Art Of Illusion, Animation:Master, Wings 3D und für Manga/Anime Fans nicht unerheblich: Metasequoia + MikuMikuDance
Ein Link zu weiteren 3D- und CAD-Programmen findet ihr am Ende des Beitrags.
Nachtrag 06/22: viele der eben genannten fallen eigentlich schon unter die Spezialisten: Wings 3D ist ein reiner Modeller; Anim8or, Animation:Master und Metasequoia/MikuMiku sind vor allem Characteranimationsprogramme; MilkShape konnte zwar gut als Modeller herhalten, das Spezialgebiet war jedoch der Game-Sektor - und etliche der genannten werden nicht mehr weiterentwickelt, sind teils nicht mal mehr erhältlich, kostenlos oder nicht.
Siehe dazu auch den zu Anfang verlinkten Beitrag (Programme, Features, Kosten) und die Hinweise, warum die Kleinen heute nahezu obsolet sind.
5. Die 3D-"Spezialisten"
Die letzte Gruppe ist die der Spezial-Software, die wie der Name vermuten lässt nur auf spezielle Aufgaben abzielt, die in den großen Paketen (s.u.) nicht oder nur rudimentär enthalten sind, und andere Aufgaben dafür völlig außen vor lässt.
Dazu gehört z.B. das Sculpting (Zbrush, 3D Coat, Mudbox, Sculptris..). Sculpting ist eine völlig eigene Methode der Modellierung, bei dem nicht mit der direkten Bearbeitung auf Polygon-, Kanten- oder Punktebene gearbeitet wird, sondern ein idR. sehr hoch aufgelöstes Modell wie ein Tonklumpen behandelt und verformt wird. Die hohe Unterteilung des Objektes ermöglicht dies erst, stellt die Sculptingmethode aber auch in eine bestimmte Ecke, nämlich eine mit sehr vielen Polygonen
Die sollen jedoch nach Möglichkeit vermieden werden. Zur Weiterverarbeitung werden deshalb idR. Texturen aus diesen Verformungen gezogen, die dann auf einem geringer unterteilten Modell mit sehr viel weniger Polygonen die Verformungsspuren simulieren.Einige 3D-Programme enthalten (mehr oder weniger rudimentäre) Sculpting Tools, aber das ist kein Vergleich zu Zbrush und Co., was genau das Sculpting betrifft (nichtsdestotrotz entwickeln sich manche dieser integrierten Tools sehr gut!). Was alles andere betrifft - Animieren, Material, Rendering, Partikel, Simulationen.. - da kann man diese völlig vergessen (Ja, sie können immer besser rendern, „aber“..).
Ähnliches gilt für fast jede andere Spezial-Software, die es für zig unterschiedliche Interessen gibt: das o.g. NURBS Modelling (Rhino, Moi3D..) welches Konstruktives für 3D Programme liefert, Fluid-Simulation (Realflow..), Klamotten und -Sim (Marvelous Designer..), Pflanzen und Scatterer (lange Liste), Characterposing (DAZ, Poser uvam., auch wenn es nicht spezial ist, ist es doch sehr speziell ^^), Landschaftsgeneratoren (Vue, TerraGen..), Game-/Echtzeit-Engines (Unity3D, Unreal, CryEngine.. siehe ab Punkt 6.), Renderer (Vray, Octane, Arnold..) und vieles mehr. Etliches davon gibt es auch als Plugins. Allen gemein ist jedenfalls, dass sie so spezialisiert sind, dass man sie nicht unbedingt beim täglichen Arbeiten braucht und deshalb nicht in einem Standard 3D-Paket enthalten sind.
Genaugenommen müssten diese Speziellen selbst unterteilt werden. Denn da sind zum einen die, die Material für 3D-Programme, große wie kleine, liefern (NURBS Modeller, Pflanzengeneratoren..), oder dieses überarbeiten (Sculpting). Ziel ist bei diesen idR. die (Rück)führung ins 3D-Programm.
Dann sind da die Unabhängigen, die auch gerne für sich genommen werden, wie z.B. die Character Programme (Poser, DAZ Studio..). Auch wenn sie einige Modelle mitliefern, benötigen sie jedoch 3D Modelle „von außen“. Das sind häufig zugekaufte, aber immer in anderen, meist großen 3D-Programmen erstellte Modelle, da man in diesen Programmen Modelle direkt nicht selbst erstellen kann.
Dann sind da noch die, die selbst Ziel der erstellten Modelle und Szenen sind. Besonders fallen dabei ins Gewicht die Game-Engines, die nun eine eigene Gruppe unterhalb dieses Absatzes erhalten haben.
Auch die Renderer gehören in diese Gruppe, die Ziel der erstellten 3D-Szenen ist, denn auch wenn sie so weit es geht in die jeweilige 3D-Software integriert werden, gibt es die extern entwickelten so gut wie alle als Plugins und Standalone Software, und in beiden Fällen ist es das Ziel, seine Szene mit diesem Renderer so gut wie möglich darzustellen. Die Szene wird also als letztes vom 3D-Programm aus an den Renderer geschickt, und das geschieht auch, wenn dieser als Plugin integriert ist.
Für Cinema 4D gibt es nun eine kurze Beschreibung der meisten (GPU)-Renderer hier im Forum unter
(GPU-)Rendern unter Cinema 4D
Dieser Artikel wird noch für die Allgemeinheit überarbeitet. Er kann Dir aber jetzt schon eine Übersicht über die gängigsten Renderer auf dem Markt geben, egal welche der großen Software-Pakete Du nutzt.
Interaktive Echtzeit-Programme
Bei den folgenden Gruppen geht es um so genannte "Entwicklungsumgebungen", die idR. dazu da sind, 3D-Content aufzunehmen, den man dort verdrahten will mit dem Ziel, eine interaktive Szene zu generieren, die in Echtzeit (re)agieren, auf uns einwirken kann. Ob das ein 3D-Spiel wird, ein Web-"Konfigurator", in dem Du Dein zukünftiges Auto oder selbst bedruckte Schuhe zusammenstellen und gleich in 3D sehen und drehen kannst, oder eine Software aus dem Infotainment-Bereich, der Unterhaltung und Information spielerisch zusammenfügt: dahinter steckt idR. eine solche Entwicklerumgebung. Damit sie tun kann, was sie tun soll, sind oft Programmabläufe mit wenn-dann Fragen zu erstellen: wenn Du die W-Taste drückst, dann rennt der Protagonist vorwärts. Zum Glück kann man immer häufiger auch "optisch" programmieren, in dem man z.B. Nodes verdrahtet. Die eine oder der andere kennt das schon aus anderen Programmen. Es ist jedenfalls oft sehr viel einfacher zu erlernen als C, Python. LUA oder eine andere der heute üblichen Scriptsprache.
Anfänglich ein Alleinstellungsmerkmal der Unity Engine, können heute alle größeren Engines die fertigen Real-Time Anwendungen auf allen Plattformen (Win, Mac, Linux, iOS, Android usw.) releasen!
6. Game-Engines
Game Engines sind sehr mächtige, umfängliche Entwicklerumgebungen und etwa mit den Großen Sieben oben vergleichbar. Keine Filmstudios, aber sie bieten oft alles, was man braucht, um interaktive Software zusammenzubauen, bei weitem nicht nur Spiele!
Als Beispiele seien hier die weit verbreiteten Unity3D, Epics Unreal Engine sowie bekanntere, aber nicht ganz so verbreiteten Cryteks CryEngine (3), Nvidia Omniverse und Unigine für Offline-Umgebungen genannt (uvam.)
Die beiden folgenden seien beispielhaft speziell für "das Netz" vorgestellt: Coppercube aus der österreichischen Schmiede Ambiera, in der Grundversion kostenlos, sowie das nur im Browser operierende PlayCanvas. Beide ermöglichen Echtzeitcontenterstellung für den Browser.
Weitere Infos dazu im Thread zu den konkreten 3D-Programmen!
7. Virtual Reality, VR; Stereoskopie
Virtual Reality (VR) meint ganz allgemein eine künstliche Welt, in die wir möglichst ohne es selbst zu bemerken so stark eintauchen, dass sich diese Welt real anfühlt. Dieser "Immersion" genannte Effekt tritt in den verschiedensten Zusammenhängen auf. Auch wenn wir ein gutes Buch lesen oder eine Geschichte erzählt bekommen, kann diese so lebendig werden, dass wir uns hineingezogen fühlen. Auch Träume können sich ja so real anfühlen, dass wir sie für echt halten. Im Grunde sind das alles schon Schein-Realitäten.
Allerdings fühlen sich die gerade genannten Realitäten so echt für uns an, weil „Sender und Empfänger auf der gleichen Welle“ surfen. Wenn wir von VR sprechen, sind jedoch vor allem technische Voraussetzungen gemeint, die das Gehirn derart überrumpeln, dass wir auch im wachesten Augenblick nicht gleich wissen, wie wir „da raus“ kommen.
Das geht mit einer Kombination aus verschiedenen Voraussetzungen und Techniken einher. Die einfachste sind zwei gesunde Augen und das stereoskopische Sehen, siehe unten. Ich schreibe bewußt das „gesunde“ Auge, weil ich aus Erfahrung weiß, dass manche Menschen diesen Tiefen-Effekt leider nicht wahrnehmen können. Zum Glück beherrscht das Gehirn mehrere Möglichkeiten der Tiefenwahrnehmung. Diese werden aber eher selten mit diesen Techniken angeboten: Tiefenschärfe würde zusätzlich das Tracking der Augen für den Fokus benötigen, atmosphärische Tiefe braucht sehr große Entfernung und Außengelände, und einige andere Möglichkeiten sind nur in der Bewegung gegeben.
Im Kino werden gerne Filme "in 3D" angeboten. Tatsächlich handelt es sich dabei aber nicht zwingend um 3D-Content in unserem Sinne, also CGI, sondern lediglich um die genannten stereoskopischen Inhalte. Gemeint sind damit Filme, Bilder und Echtzeitdarstellungen, die für beide Augen stereoskopische, leicht unterschiedliche Bilder produzieren. So, wie unser Gehirn unsere echte Außenwelt auch wahrnimmt, nämlich mit ca. 7cm Abstand zwischen unseren Augen. Wenig, reicht aber für den Tiefeneindruck aus und ist genau genommen unser ausgeprägtestes Tiefensehen. Dadurch erhält das Bild/der Film/das Spiel usw. jedenfalls eine scheinbar greifbare Tiefe, die ein normaler Monitor nicht bieten kann (spezielle ermöglichen das hingegen sogar ohne Brille, s.u.)
So schick schon stereoskopisches Sehen ist, reicht das alleine noch nicht für ein VR-Erleben. Umfänglich gehört dazu die eigene Bewegungsfreiheit, weiterhin ein VR-Headset (Helm), das neben zwei kleinen Monitoren für die Augen mit Kopfhörern und einem Mikro ausgestattet sind. Dieses Headset wird bestenfalls "getrackt". Damit wird die Position und Drehung des in die VR eintauchenden Menschen analysiert, damit diese wiederum in jedem Bild neu und korrekt berechnet wird. Mit anderen Worten: drehst Du Dich, dreht sich die virtuelle Welt um Dich herum, so dass Dein Gehirn meint, Du seiest wirklich dort. Immersion fast fertig
Es fehlt noch die Interaktivität: die Welt soll auch auf mich reagieren können. Die Interaktivität kann völlig unterschiedlich ausfallen, deshalb gehe ich hier nicht weiter darauf ein.Man nimmt für VR-Echtzeitanwendungen idR. die unter 6. genannten Engines.
Für stereoskopische Filme gibt es Techniken, wie man die stereoskopischen Spuren in einen Film packen kann, damit auch der heimische 3D-Bildschirm - so vorhanden - den Film passend wieder gibt. Für Bilder muss man diese nur passend auf dem Monitor platzieren oder ausdrucken. Die einfachste Variante des stereoskopischen Sehens funktioniert tatsächlich mit einem Handspiegel (und natürlich zwei leicht unterschiedlichen Bildern) als Werkzeug und existierte im 19. Jahrhundert schon
Solche Bilder und Filme sind allerdings Randbereiche gerade außerhalb der VR, denn dieser Teilbereich betrifft nur das stereoskopische Sehen. Man kann sich dabei nicht frei bewegen und interaktiv verhalten. Ich nehme es hier der Vollständigkeit halber aber mit auf, weil es auch ein Teilbereich der VR ist. Denn wer "Avatar" in 3D gesehen hat, wird das durchaus auch ein immersives Erlebnis nennen. Neben dem stereoskopischen Sehen unterstützt oft ein "Rundum-Sound" das (Heim) Kino-Erlebnis, und kommt damit dem Erleben der Virtual Reality schon nahe.Stereoskopie am Monitor: Hier sei erwähnt, dass es schon seit 2005 Monitore gibt, die eine stereoskopische Tiefenwirkung bzw. zwei Bilder direkt auf die Augen projizieren können, ohne den Umweg über eine Brille. Dabei wird eine Lentikularfolie* auf den Monitor und passend auf die Pixelspalten geklebt. Diese Folie ist dazu in der Lage, jede Reihe Pixel abwechselnd ins rechte oder linke Auge zu projizieren. Und da die berechneten Bilder wieder auf dem schon erwähnten 7cm Abstand beruhen, sehen wir die Bilder - tadaa - stereoskopisch, also mit Tiefe. Allerdings muss man dafür sehr ruhig sitzen und darf den Kopf nicht zu sehr drehen. Ich hatte damals versucht, einige Stunden an so einem Monitor zu Arbeiten. Gab Kopfweh, übrigens genau so mit einer Brille.
*Ungewöhnliches Wort, gesehen hat sowas jeder schonmal, nur meist nicht auf Monitoren. „Kippelbilder“ wurden die passenden Dinger früher bei uns genannt.
8. Augmented Reality, AR
Da zitiere ich Wikipedia
Unter augmented reality (= erweiterte Realität) versteht man die computergestützte Erweiterung der Realitätswahrnehmung.
Die Erweiterung ist, wie bei so vielen Sachen, z.Zt. meistens noch auf das Sehen begrenzt, es gibt jedoch schon viele Jahre andere Ansätze. Ob das Computer sind, die neben Tönen und Bilder auch Gerüche (sic!) ausgeben - was Mitte der 90er schon versucht wurde, wird jetzt in Kickstarter wiederbelebt - oder so genannte "4D-Kino"-Erlebnisse, die übrigens nichts mit Cinema 4D zu tun haben. Hier rütteln und vibrieren die Sitze, auch Staub und feuchte Nebel wurden in manchen Kinos gesichtet bzw. gespürt. Der Unterschied zur VR ist nicht wirklich groß, tatsächlich sind die Grenzen fließend.
Heute versteht man darunter in erster Linie die Möglichkeit, ein oder mehrere 3D-Objekte in eine reale Umgebung zu setzen. Diese Objekte sieht man dann passend in der realen Umgebung, egal ob und wie man sich dabei bewegt. Das können z.B. die neuen Möbel in der eigenen Wohnung sein, die man dort probehalber "platziert".
Das ganze passiert mittels Techniken wie der o.g. VR-Brille mit Tracker/Kamera, oder auch einem einfachen Mobile wie Handy oder Tablet plus z.B. einem "Marker". Das ist häufig ein Stück Papier mit einem bestimmten Muster, das über die Kamera des jeweiligen Gerätes erst erwartet und dann analysiert wird, inkl. dessen Transformation (also Positionierung, Skalierung und Drehung) im 3D-Raum, die über genau den Aufdruck berechnet werden kann. Hier platziert nun die Software das gewünschte Objekt und kann dank Kamera+Marker dieses Objekt immer passend zur eigenen Bewegung drehen und wenden.
Das ist das m.W. z.Zt. umfassendste Einsatzgebiet der AR in 2020. Da für das Zusammenspiel von Kamera und Monitor/VR-Brille besondere Software nötig ist, gehört dies damit tatsächlich einer eigenen (Software-)Gruppe an.
Eine mittlerweile recht ausführliche Liste mit 3D-Programmen aus den meisten o.g. Gruppen, den Hersteller-Links und einigen anderen Attributen findet ihr z.B. im Link. Er führt nun auf die deutsche Wiki-Seite, weil diese mittlerweile sehr viel umfassender gefüllt und strukturiert ist als die englische. Gut, dann muss ich das nicht machen ^^
https://de.wikipedia.org/wiki/Liste_von_3D-Software
Ich hoffe, es hat ein wenig geholfen, mögliche Verwirrungen zu klären.
Nun gut, dann, hau rein, oder wie der Lateiner sagt:
Numquam incipiet esse prohibere, non prohibere incipere.
Fang nie an aufzuhören, hör nie auf anzufangen.
Angeblich Marcus Tullius Cicero
Viel Erfolg und vor allem Spaß in/mit der 3D-Grafik
PS: Falls ihr einen netten Fehler gefunden habt oder meint, etwas sei völlig falsch oder es fehlt etwas, bitte per PN an mich! Danke
Und zum guten Schluss kannst Du hier noch mehr über die Geschichte der "großen 7" erfahren. Vor allem die erste finde ich persönlich sehr schön, weil es ein Interview mit Tom Hudson, dem Entwickler vom ersten 3D Studio unter DOS und davor von „Cyber Studio“ (meinem ersten 3D Programm), ist:
3D Studio
Maya 1, 2
Houdini
Softimage 3D
Blender
C4D
Lightwave 3D
Modo 1, 2
