Virtuelle Welten am PC: 3D-Software im Test

Software: Heft 12/1998 (S. 61) 6 Seiten

Raumschiffe in virtuellen Sternenwelten oder längst ausgestorbene Dinosaurier in der Gegenwart begegnen und in Kino und Fernsehen. Was im besten Fall täuschend echt aussieht, ist jedoch keine Realität - es kommt aus dem Rechner. Durch die rasante Entwicklung im Hardware-Bereich sind mittlerweile auch Rendering-Programme für den Hausgebrauch auf dem Markt

Mit steigender Leistungsfähigkeit der PCs erschienen in den vergangenen Jahren immer mehr 3D-Modellierungs- und Animationsprogramme. Viele der heutigen Programme haben ihre Kindheit auf dem Amiga verbracht, wie zum Beispiel Real 3D. Auch alte DOS-Software präsentiert sich inzwischen im Windows-Gewand: So wurde aus dem DOS-Programm 3D-Studio das Windows-Programm 3D-Studio Max.

Programme, die durch innovative Programmoberflächen glänzen, sind noch relativ neu auf dem Markt,wie etwa die MetaCreations-Produkte Bryce und Ray Dream Studio. Bereits vor drei Jahren gab es einen Schub in dieser Branche - viele neue Programme kamen auf den Markt. Seitdem ist die Euphorie wieder zurückgegangen, der Markt beruhigt sich langsam. Durch die neue Grafikkartengeneration erhofft sich die Software-Industrie nun einen neuen Aufschwung.

Jedem das seine

Seit den Anfängen hat sich das Angebot stark verändert. Heute existieren verschiedene Spezialprodukte, um den Aufgaben im dreidimensionalen Design gerecht zu werden.

Coole Texte

Mit der einfachsten Kategorie von Programmen können Sie Logos oder Schriften dreidimensional darstellen. In diese Gattung gehören Programme wie Font F/X, Text 3D, Xara3D oder Cool 3D. Die Programme sind auch problemlos von Einsteigern zu beherrschen - Vorkenntnisse im 3D-Modelling sind nicht erforderlich. Die Programme sind leicht zu bedienen und rendern die Schriftzüge meist sehr schnell. Das macht sie attraktiv, um kleinere Elemente - zum Beispiel für Web-Seiten - anzufertigen. Da die Kosten für diese Programme meist unter 100 Mark liegen, sind sie für eine breite Käuferschicht interessant.

Leichter Einstieg

Immer wieder haben die Entwickler von 3D-Software versucht, das dreidimensionale Modelling auch Anfängern schmackhaft zu machen - so recht gelungen ist das bis heute nicht. Es gibt immer wieder Versuche, Programme auf dem Markt zu etablieren, die durch extrem leichte Bedienung und große Clipart-Bibliotheken glänzen, wie etwa Simply 3D Crystal 3D Impact!, oder Asymetrix 3D F/X.

Der Grund für die noch nicht so recht vorhandene Akzeptanz bei den Anwendern liegt auch bei der trägen Render-Geschwindigkeit der meisten Programme aus dieser Kategorie.

Die Spezialisten

In einer weiteren Nische haben sich zwischenzeitlich "Exoten" des 3D-Designs etabliert. So wird Bryce 3D von MetaCreations als reiner Landschaftsgenerator beworben, obwohl diese Software weit mehr kann, als nur Berge und Täler zu rendern.

Der RayDream Designer ist dagegen weiter verbreitet. Viele Anwender kennen die Light-Version dieses Produkts aus dem Corel-Paket. Dort nennt sich das Programm Dream 3D.

Bei RayDream 3D sind verblüffende Möglichkeiten vorhanden, die der Anwender selbst bei sehr teuren Produkten oft vermißt. So lassen sich nicht nur fotorealistische Bilder aus den Modellen errechnen, sondern auch Bilder im Comic-Stil. Bei den attraktiven Preisen der MetaCreations-Produkte lohnt sich ein Versuch als Einstieg in die virtuelle 3D-Welt.

Auch das Urgestein des 3D-Renderings gehört in diese Kategorie. Mit POV-Ray, das es schon viele Jahre als Freeware gibt, können exzellente Raytracing-Ergebnisse erzielt werden - und das erstaunlich schnell. Zum Modellieren eignet sich POV-Ray, das inzwischen bei der Version 3.1 angelangt ist, dagegen weniger, da die Modelle in einer Art Skript-Sprache entstehen. Sie können die Software unter www.povray.org heraus dem Internet herunterladen.

Extravagantes Design

Die ungewöhnliche Programmoberfläche von Bryce ist wohl hinlänglich bekannt - kein Wunder, da Kai Krause an der Konzeption beteiligt war. Aber auch andere Programme versuchen, mit attraktivem Design Käufer zu werben. In diese Gattung gehört seit vielen Jahren trueSpace. Leider krankten viele Versionen an fehlenden Funktionen und unerklärlichen Bugs. Inzwischen ist die Software aber gereift und kann sich in der aktuellen Version durchaus sehen lassen.

Die Arbeitstiere

Für den Profi zählt hingegen weniger das attraktive Design, sondern eher die Leistungsfähigkeit der Funktionen sowie ein schnelles und perfektes Rendering, verbunden mit umfangreichen Animationsfunktionen.

In dieser Kategorie tummeln sich eine Vielzahl von Programmen wie etwa Lightwave, Arena Design oder Imagine. Bei Cinema wurde dabei noch viel Wert auf Bedienungskomfort gelegt, Real 3D kann dagegen nur mit der Funktionsvielfalt glänzen. Allerdings muß der Anwender hier schon tiefer in die Tasche greifen: Um die 2.000 Mark muß er schon investieren, wenn sich die Ergebnisse mit der Konkurrenz aus Film und Fernsehen messen lassen wollen.

Da war doch noch was?

Genau! Es gibt Programme, die viele Anwender wohl nie zu Gesicht bekommen werden - mangels Investitionskraft. Oder möchten Sie anstatt eines gebrauchten Kleinwagens lieber 3D Studio Max erwerben?

Mit den wichtigsten Plug-in-Modulen ausgestattet, erreichen Sie schnell einen Preis von über 10.000 Mark. Deshalb bleibt diese Software denjenigen vorbehalten, die ihren Lebensunterhalt mit 3D-Design bestreiten. Als Gegenleistung für den stolzen Preis erhalten Sie eine Funktionsvielfalt und Arbeitsgeschwindigkeit, bei der die anderen Programme vor Neid erblassen könnten - obwohl sie in den aktuellen Versionen kräftig aufgeholt haben.

Alles in einem

Bei den früheren Versionen setzten viele Anbieter auf getrennte Programm-Module. So mußten Sie ein Programm-Modul starten, wenn Sie das Modell konstruieren wollten, und in ein anderes wechseln, wenn die entsprechende Textur angewendet werden sollte.

Das hat sich glücklicherweise geändert - den Anwender wird es freuen. Inzwischen arbeiten fast alle Programme in einem Arbeitsfenster. Das beschleunigt die Arbeitsgeschwindigkeit und vermeidet Irritationen.

Die neue Technik

Was hat sich durch die neue Hardware-Generation geändert? Ein großes Hemmnis für den Erfolg der 3D-Programme war seit jeher die mangelhafte Geschwindigkeit. Das gilt einerseits für einen flüssigen Aufbau des Bildes, andererseits für das Rendern des Ergebnisses.

Wenn Stunden vergehen, ehe der Anwender das Ergebnis bewundern kann, vergeht nicht nur der Spaß - es ist auch unmöglich Animationen herzustellen, da die aus 25 Einzelbildern pro Sekunde Film bestehen. Selbst für kurze Filmschnipsel waren früher einige Tage Rechenzeit notwendig. Die neue Prozessorgeneration wirkte sich sehr positiv auf die Arbeitsgeschwindigkeit aus.

Ein weiteres Problem ist die Darstellung während der Bearbeitung. Früher war das Arbeiten im Drahtgittermodus normal. In diesem Modus ist viel Vorstellungsvermögen notwendig, um die richtigen Formen zu erkennen. Durch die Hardware-seitige Unterstützung der neuen Grafikkartengeneration ist es nun möglich mit schattierten Objekten zu arbeiten. Sie erkennen also bereits beim Modellieren grob die Form des Objektes. Durch die gestiegene Rechnergeschwindigkeit ist die Arbeitsgeschwindigkeit auch in diesem Modus mittlerweile akzeptabel.

Die Hürde Animation

Wenn es um bewegte Bilder geht, hakt es immer noch. Nur wenige Programme, wie etwa 3D-Studio Max, können im Vorschaumodus ebenfalls mit schattierten Objekten arbeiten - zumindest so lange der Speicher ausreicht. Selbst bei 128 MB RAM kann dies allerdings ein kurzes Vergnügen sein.

In der Vergangenheit zeigte sich, daß die Programme im Gegensatz etwa zu den 3D-Spielen der Hardware-Entwicklung hinterherhinkten. Man darf daher gespannt sein, wie die Entwickler auf die neuen Möglichkeiten reagieren werden, die die künftige Grafikkarten-Generationen bieten. Wenn eines Tages das flüssige Arbeiten, das aus anderen Grafikprogrammen bekannt ist, erreicht ist, werden sich noch mehr Anwender dem 3D-Modelling zuwenden.

Die taiwanesischen Entwickler haben in den vergangenen Jahren einige bemerkenswerte Programme auf dem Markt etabliert - angefangen vom Bildbearbeitungsprogramm PhotoStyler bis hin zu PhotoImpact. Alle Programme zeichnen sich durch eine einfache und übersichtliche Bedienung aus, die Einsteigern die Arbeit erleichtert.

Mit Cool 3D lassen sich Schriftzüge und Logos dreidimensional in bewegten Bildern herstellen, die Sie - als animierte GIFs - zum Beispiel auf Ihrer Webseite integrieren können. Der GIF-Animator zum Zusammenstellen der animierten GIFs liegt dem Paket als gesondertes Programm bei.

Für das Design der Schriftzüge können Sie auf ein breit gefächertes Archiv zurückgreifen. Die Zuweisung der Parameter erfolgt einfach per Drag & Drop. Alle zugewiesenen Einstellungen, wie zum Beispiel Kamera, Hintergrundart, Licht sowie Extrusionsart und -tiefe können numerisch exakt verändert werden.

In der aktuellen Version 2 kamen vielseitige Effekte hinzu: So können Sie nun "flammende" oder "eingefrorene" Schriften darstellen. Zum Speichern kann der Anwender neben den Web-Formaten auch die Formate BMP und TGA verwenden. Da beim TGA-Export auch der Alphakanal gesichert wird, können die Schriftzüge prima als freigestellte Objekte weiterverarbeitet werden.

Wie der Name schon sagt, macht es auch das Micrografx-Produkt dem Einsteiger sehr leicht. Für deutlich weniger als 100 Mark lohnt sich ein Ausprobieren allemal. Nach dem Start überrascht zunächst die sehr aufgeräumte Arbeitsoberfläche, auf der man schnell alles findet, was wichtig ist.

Die benötigten Objekte können aus dem prall gefüllten Katalog einfach in die Arbeitsfläche gezogen werden. Alternativ dazu ist auch der DXF-Import möglich, auch wenn es hier bei größeren Dateien oft Importprobleme gibt. Zur eigenen Modellierung stehen alle wichtigen Grundformen wie etwa Kugel oder Zylinder zur Verfügung - auf Spline-Objekte müssen Sie allerdings verzichten. Dafür lassen sich Animationen anhand vorgegebener Effekte erstellen, die ebenfalls per Vorschaubild ausgewählt werden können.

Daß auch die Wirkung von Lichtquellen anhand von Vorschaubildern vor dem Zuweisen begutachtet werden kann, ist ebenfalls für den Einsteiger erfreulich. Für jeden, der einmal in die 3D-Welt hineinschnuppern möchte, ist Simply 3D empfehlenswert.

Das Shareware-Programm POV-Ray hat eine große Fangemeinde - ein wichtiger Grund ist allein schon die Verfügbarkeit für alle Betriebssysteme.

Der Kult um dieses schon viele Jahre alte Programm ist zunächst unverständlich, geht es hier doch sehr puristisch zu. Es gibt keine bunten Schaltflächen, um Modelle zu konstruieren, statt dessen nimmt ein Texteditor-Fenster den überwiegenden Teil der Arbeitsfläche ein.

So wird beispielsweise anhand einer Skript-Sprache modelliert, die gewisse Ähnlichkeiten mit der Programmiersprache C hat. Um zu außergewöhnlichen Bildern zu gelangen, bedarf es also einer langen Einarbeitungszeit - belohnt werden Sie allerdings mit qualitativ hochwertigen Bildern, denen man die Herkunft nicht anmerkt. Das intensive Studium der umfangreichen Dokumentation ist dabei hilfreich.

Inzwischen gibt es viele Shareware- und Freeware-Programme, die POV-Ray um wichtige Funktionen erweitern. So gibt es Landschaftsgeneratoren und Textur-Designer ebenso wie Erweiterungen zur grafischen Modellierung. Das Internet bietet in zahlreichen Foren die wichtigsten Informationen an.

Programme vom deutschen Entwickler Kai Krause sind immer etwas Besonderes. Die ungewöhnlichen Arbeitsoberflächen bestechen durch ihr ausgefeiltes Design - leider sind sie aber oft nur nach einer gewissen Eingewöhnungszeit verständlich.

Das gilt auch für Bryce. Auf Anhieb ist nur ein Teil der Funktionen zu sehen, da viele Funktionen erst dann erscheinen, wenn man den Mauszeiger darüber bewegt.

In vielen Punkten unterscheidet sich Bryce von anderen 3D-Programmen. Aus der Menüzeile, die aus lauter Symbolen besteht, können entweder Landschaftselemente oder geometrische Grundformen gewählt werden.

Die Parameter der Objekteigenschaften sind vielfältig. Damit lassen sich leicht realistisch anmutende Wolken oder Landschaftsstrukturen herstellen. So wurde beispielsweise auch das Einstiegsbild zu diesem Artikel mit Bryce gerendert.

In der aktuellen Version werden erstmals auch Animationsfunktionen angeboten, die sich mit denen sehr viel teurerer Programme messen können.

Aber es gibt nicht nur Positives: Textfunktionen brauchen Sie nicht zu suchen - sie fehlen ebenso wie die bei anderen Programmen übliche viergeteilte Ansicht des Modells. Die gerenderten Bilder glänzen durch die perfekte realistische Darstellung. Auf das Ergebnis müssen Sie aber unter Umständen - wenn Sie mit großen Modellen und einem etwas betagten Rechner arbeiten - einige Stunden warten.

Dieses Programm gibt es in zwei Versionen: RayDream 3D kostet um die 200, das Vollprodukt RayDream Studio dagegen rund 800 Mark.

In der abgespeckten Fassung muß der Anwender auf einige Funktionen verzichten, wie etwa die inverse Kinematik, das Partikelsystem oder Verformungsmöglichkeiten. Auch der Polygoneditor fehlt beim preiswerten Bruder.

Die Vollversion kann sich dagegen sehen lassen. Alle wichtigen Funktionen sind vorhanden - von Spline-Objekten bis zu Nebel- und Flammeneffekten oder einer variablen Tiefenschärfe.

Überzeugen können die Möglichkeiten, fertige Objekte zu verformen - eine Option, die auch bei 3D Studio Max zu den Highlights gehört. Beim Einsatz dieser Option verzögert sich allerdings der Render-Vorgang, so daß die Render-Geschwindigkeit bei RayDream Studio keine Begeisterungsstürme auslösen kann. Interessant sind die vielfältigen Render-Einstellungen, mit denen auch Cartoons erstellt werden können. So lassen sich schnell Zeichentrickfilme herstellen, denen man die Herkunft aus dem Rechner kaum ansieht.

Trotz des riesigen Funktionsumfangs ist die Bedienung schnell zu erlernen, da alle Funktionen übersichtlich zu erreichen sind.

Unter allen vorgestellten Programmen wirkt die Arbeitsoberfläche von trueSpace am aufgeräumtesten. Es gibt weder Menüs noch platzfressende Dialogfenster. Alle Funktionen sind über eine übersichtliche Symbolleiste am Fuß der Arbeitsfläche erreichbar. Einige Zusatzfenster werden nur bei Bedarf automatisch geöffnet.

Durch die verständlichen Symbole findet man sich schnell in trueSpace zurecht. Das Modellieren organischer Körper fällt durch die Unterstützung von Boolschen Funktionen und Spline-Objekten sehr leicht.

Wenn Sie im Schattierungsmodus arbeiten, fällt die Beurteilung besonders leicht. Durch die Hardware-Beschleunigung über OpenGL- und 3DR geht das Arbeiten flott vonstatten. Selbst Animationen werden in Echtzeit angezeigt - so macht 3D Spaß!

Auch trueSpace unterstützt inzwischen alle wichtigen Funktionen: von Bones bis zur Unterstützung einer Skript-Sprache. Das Rendering - einer der Schwachpunkte der Vorgängerversionen - wurde verbessert. Nun wird auch Radiosity- und Volumen-Rendering unterstützt; die Geschwindigkeit ist gut.

Auch Cinema gibt es in zwei Versionen: In der Lowcost-Variante, die 350 Mark kostet, heißt das Programm Cinema 4D Go. In der XL-Version kann der Anwender unter anderem auch auf Bewegungsunschärfe, Bones und Volumen-Lichter zurückgreifen.

Bedauerlicherweise haben die Entwickler die Unsitte zur Zwangsregistrierung übernommen - ohne Registrierung verweigert die Version ihren Dienst. Anwender, die die Investition von rund 3.000 Mark auf sich genommen haben, werden von diesem Zwang sicher wenig erfreut sein.

Das eigentliche Programm gehörte bei unseren Tests zu den stabilsten und schnellsten. Mit der Java-ähnlichen Programmiersprache lassen sich weitere Funktionen integrieren.

Die aufgeräumte Arbeitsoberfläche macht den Einstieg leicht. Die Komplexität der vielseitigen Funktionen verbirgt sich zunächst im Hintergrund. Erfreulich ist auch, daß auch bei sehr umfangreichen Modellen die Bearbeitung sehr flott vonstatten geht.

Viele Aktionen lassen sich per Drag & Drop durchführen - das spart Zeit, etwa beim Zuweisen von Texturen. Mit dem Partikelsystem lassen sich schnell Lagerfeuer oder Wasserfälle konstruieren. Auch physikalische Kräfte werden unterstützt.

Die Optionen für Lichtquellen und Texturen sind vielfältig und lassen keine Wünsche offen. Erwähnenswert sind noch die animierbaren Boolschen Operationen, mit denen Sie Objekte auch während einer Animation verformen können.

Als ein Spezialistenprogramm muß das ungefähr 1.000 Mark teure Real 3D bezeichnet werden. Normale Anwender werden sich in der Arbeitsoberfläche, die mit Funktionen vollgestopft ist, kaum zurechtfinden.

Erschwerend kommt noch hinzu, daß viele Funktionen erst mit dem Einsatz der internen Programmiersprache RPL voll ausgenutzt werden können.

Der 3D-Spezialist wird dagegen hocherfreut über die Leistungsfähigkeit des Programms sein, denn Real 3D beherrscht alles, was machbar ist. So ist es zum Beispiel kein Problem, virtuelle Menschen Treppen steigen zu lassen, ohne daß dabei die Füße in den Treppenstufen versinken. Auch Fußstapfen in Untergründen sind realisierbar. Spline-Modelle werden ebenso unterstützt wie eine flexible inverse Kinematik - auch hier bleiben keine Wünsche offen.

Mit der sehr schnellen Rendering-Engine werden qualitativ hochwertige Bilder erzeugt. In unserer Abbildung sehen Sie die überzeugende Darstellung von transparenten Gegenständen. Wer sich einmal in die ungewohnte Arbeitsumgebung eingearbeitet hat, wird mit Real 3D beeindruckende Ergebnisse erzielen.

Fazit

Bei der Breite des Spektrums der3D-Software sollte für jeden etwas dabei sein - vom Gelegenheits-3D-Web-Designer bis hin zum professionellen Animations-Designer. Die Programme haben in der letzten Zeit viele interessante Funktionen integriert - leider oft zu Lasten der Übersichtlichkeit. Die meisten Anwender werden wohl nur einen Bruchteil der Funktionen nutzen, die von der Software bereitgestellt werden. Auch ohne besondere Hardware-Unterstützung ist - meist dank schnellerer Rechner - die Arbeitsgeschwindigkeit akzeptabel. Kommt zusätzlich eine Grafikkarte der neuen Generation zum Einsatz, macht bei vielen Programmen das Modellieren richtig Spaß. Die Richtung stimmt also. Es wäre wünschenswert, wenn die Entwickler weiter an einer gesteigerten Performance arbeiten würden. Wenn sie dann noch an eine intuitive Bedienung denken, wie sie inzwischen bei Grafikprogrammen gang und gäbe ist, kann sich der Anwender freuen. Eines bleibt ihm aber nicht erspart: Das Modellieren komplexer Szenen wird immer aufwendig bleiben - zumindest dann, wenn man sich nicht mit den Objekten der Clipart-Sammlungen zufrieden gibt.