Die Zukunft der Kommunikation und Content Kreation – entdecken Sie die faszinierende Welt des 3D CGI.

Vielleicht haben Sie schon einmal den Begriff „3D CGI“ gehört und sich gefragt, was das eigentlich bedeutet. 3D CGI, oder „3D Computer Generated Imagery“, beschreibt die Erstellung von dreidimensionalen, computerbasierten Bildern. Diese Bilder können fotorealistisch wirken und so detailgetreu sein, dass sie von echten Fotografien kaum zu unterscheiden sind. CGI wird in Filmen, Videospielen, Werbung und zunehmend auch im Bereich Marketing und Industrie eingesetzt, um Produkte, Szenarien oder sogar ganze virtuelle Welten zu erschaffen. Doch was genau steckt dahinter, und wie funktioniert die Technik?
In diesem Artikel erklären wir Ihnen, was 3D CGI ist, wie der Prozess funktioniert und welche Möglichkeiten es bietet.

Was ist 3D CGI?

3D Visualisierung:

3D CGI steht für dreidimensionale Bilder oder Animationen, die vollständig am Computer erstellt werden. Dabei geht es nicht nur um einfache Zeichnungen oder Illustrationen. Bei 3D CGI werden Objekte und Szenen so modelliert, dass sie Tiefe und Form haben und aus verschiedenen Perspektiven betrachtet werden können. Jedes Detail – von der Struktur eines Materials bis zur Beleuchtung und den Schatten – wird genau berechnet und so auf das Objekt angewendet, dass es vollkommen realistisch wirken kann.

In der 3D-Welt spricht man häufig von „virtuellen Zwillingen“ – digitalen Nachbildungen von realen Objekten. 3D-Modelle können alles darstellen, von alltäglichen Gegenständen wie Möbeln und Autos, über Natur und Lanschaften, bis hin zu komplexen Maschinen und industriellen Anlagen.

Wie funktioniert der Prozess der 3D CGI Erstellung?

Der Prozess der 3D CGI-Erstellung lässt sich in mehrere Schritte unterteilen. Jeder Schritt ist notwendig, um das finale Bild oder Video zu erstellen und eine beeindruckende Wirkung zu erzielen.

1.a Modellierung: Das Erstellen des 3D-Objekts

Der erste Schritt bei der Erstellung von 3D CGI ist die Modellierung. Hier wird das gewünschte Objekt in einer 3D-Software wie Blender, Maya oder Cinema 4D aufgebaut. Modellierung bedeutet, dass die Grundform des Objekts geschaffen wird, meist in Form eines „Meshs“ – ein Netz aus vielen kleinen Polygonen, die zusammen die Oberfläche des Modells bilden.

Je detaillierter das Modell sein soll, desto mehr Polygone sind nötig. Während einfache Objekte wenige Polygone brauchen, kann ein komplexes Modell, wie ein Auto oder ein menschliches Gesicht, aus Millionen von Polygonen bestehen.

1.b Modellierung: Konvertierung und Aufbereitung von CAD-Daten

Wenn CAD-Daten vom Kunden bereitgestellt werden, beginnt der Prozess mit der Konvertierung und Aufbereitung dieser Daten. CAD-Modelle sind in NURBS-Formaten (Non-Uniform Rational B-Splines) aufgebaut, die sich ideal für präzise technische Darstellungen eignen, jedoch nicht direkt für 3D CGI verwendet werden können. Daher müssen sie in ein Polygon-Mesh konvertiert werden, bei dem die Oberfläche aus einer Vielzahl kleiner Dreiecke oder Vierecke besteht.

Nach der Konvertierung folgt der Clean-Up-Prozess: Hier werden fehlerhafte Geometrien bereinigt, ggf. irrelevante Details entfernt und das Polygonnetz optimiert, um die Datengröße zu reduzieren. Diese Schritte sind entscheidend, um eine effiziente und hochwertige Grundlage für das weitere CGI-Projekt zu schaffen und sicherzustellen, dass das Modell sich problemlos texturieren und beleuchten lässt.

2. Rigging: Das Skelett des 3D-Modells erstellen

Beim Rigging wird ein internes „Skelett“ oder Knochengerüst für das 3D-Modell erstellt, das die Grundlage für jede Bewegung oder Animation bildet. Diese Knochen oder „Joints“ werden strategisch innerhalb des Modells platziert und durch ein Netzwerk von Gelenken verbunden, um realistische Bewegungsabläufe zu ermöglichen. Besonders bei animierten Charakteren, Maschinen mit beweglichen Teilen oder komplexen Mechanismen ist das Rigging entscheidend, da es definiert, wie sich einzelne Teile des Modells bewegen und miteinander interagieren. Anschließend wird das Mesh des Modells mit dem Rig verbunden (Skinning), sodass die Geometrie den Bewegungen des Rigs folgt und natürliche Biege- und Dehnbewegungen möglich werden.

3. Texturierung: Material und Farbe hinzufügen

Nachdem das Modell erstellt wurde, geht es darum, ihm ein realistisches Aussehen zu verleihen. Dieser Schritt heißt Texturierung. Hierbei werden Farben, Muster und Oberflächenstrukturen auf das Modell angewendet. Die Texturierung sorgt dafür, dass ein Modell nicht nur glatt und einfarbig erscheint, sondern detailreich und realistisch – von Metall und Holz über Haut bis hin zu Glas und Wasser.

Die Texturen werden oft mithilfe von UV-Mapping auf das Modell projiziert, einem Prozess, bei dem die Oberfläche des Modells „entfaltet“ wird, sodass eine 2D-Textur präzise auf die 3D-Form passt.

4. Beleuchtung: Licht und Schatten setzen

Beleuchtung spielt eine entscheidende Rolle in der 3D CGI-Erstellung. Ähnlich wie bei der Fotografie wird durch die Beleuchtung die Stimmung der Szene bestimmt. Lichtquellen werden positioniert und eingestellt, um Schatten und Highlights zu erzeugen, die das Modell realistischer wirken lassen.

Auch sogenannte HDRI-Umgebungen (High Dynamic Range Imaging) können genutzt werden, um eine realistische Beleuchtung zu simulieren, da sie echte Umgebungslichtverhältnisse einfangen und auf die 3D-Szene anwenden. Das sind praktisch 360 Grad Aufnahmen einer echten Location inklusive der Information über Lichtquellen und -richtungen.

5. Rendering: Das finale Bild erzeugen

Im Rendering wird das 3D-Modell schließlich in ein fertiges Bild oder Video umgewandelt. Das Rendering ist der Schritt, bei dem alle Elemente – Modell, Textur, Beleuchtung – zusammengeführt und berechnet werden. Je nachdem, wie komplex die Szene ist, kann das Rendering lange dauern, da der Computer detailliert berechnet, wie Licht, Schatten und Materialien aussehen sollen. Häufig wird in mehreren Layern gerendert, um maximale Bearbeitungsfreiheit in der Postproduktion haben. Das bedeutet, dass beispielsweise auf einem Layer ausschließlich die Farbdaten der Szene sind, auf einem weitern die Reflektions-Daten und auf einem weiteren die Licht-Informationen.

Für das Rendern gibt es verschiedene Techniken. Pathtracing berechnet effektiv, wie sich die einzelnen Photonen-Strahlen in einer Szene und in der Interaktion mit Materialien und Objekten physisch verhalten würden. Diese Render-Technik führt zu den fotorealistischsten und exaktesten Ergebnissen, hat aber auch die längste Rechenzeit. Anstelle Licht und jede Reflexion physikalisch zu kalkulieren, simulieren Realtime Renderengines Lichtverhalten in Echtzeit, indem sie Abkürzungen nutzen, nur den sichtbaren Bildbereich analysieren und vorgefertigte Daten verwenden. Dadurch erreichen sie heutzutage eine extrem gute visuelle Qualität bei hoher Geschwindigkeit.

Welchen Weg man auch nutzt, am Ende entsteht das finale Bild oder Video.

6. Post-Produktion: Der letzte Schliff für das perfekte Bild

In der Post-Produktion werden die final gerenderten Bilder oder Animationen nachbearbeitet, um das bestmögliche Ergebnis zu erzielen. Hier kommen Effekte wie Farbkorrekturen, Kontrastanpassungen, Tiefenschärfe oder auch Motion Blur (Bewegungsunschärfe) ins Spiel, um die Szene realistischer und atmosphärischer wirken zu lassen. Zusätzlich können in der Post-Produktion mehrere gerenderte Ebenen (wie Schatten, Reflexionen und Lichteffekte) zusammengefügt und feinjustiert werden. So wird aus dem 3D-Rendering ein fertiges, hochwertiges Bild oder Video, das visuell beeindruckt und die Markenbotschaft perfekt transportiert.

Warum ist 3D CGI heute so wichtig?

In einer zunehmend digitalen Welt spielt 3D CGI eine entscheidende Rolle, da es Unternehmen erlaubt, ihre Produkte und Marken auf eine visuell ansprechende und innovative Weise zu präsentieren. CGI ermöglicht eine flexiblere Content-Produktion, reduziert Kosten und schafft immersive Erlebnisse, die Kunden emotional ansprechen.

Ein großer Vorteil von 3D CGI ist die Nachhaltigkeit: Ein digitales Modell kann beliebig oft verwendet und angepasst werden, was Material- und Produktionskosten spart. Zudem ist CGI skalierbar, sodass Anpassungen oder Updates am Modell schnell vorgenommen werden können.

Fazit: 3D CGI als Schlüssel zur modernen Visualisierung

3D CGI ist weit mehr als nur digitale Kunst – es ist ein Werkzeug, das es Unternehmen ermöglicht, Produkte lebendig und verständlich darzustellen. Vom virtuellen Showroom bis zur interaktiven Produktdemo: Die Einsatzmöglichkeiten sind vielfältig und bieten innovative Wege, Kunden zu erreichen und zu begeistern. Dank 3D CGI können Ideen visualisiert werden, die zuvor unmöglich schienen, und komplexe Produkte oder Prozesse auf eine Weise gezeigt werden, die den Wert und die Funktion auf den ersten Blick verständlich machen.

Egal, ob Sie im Marketing, in der Produktentwicklung oder im Vertrieb arbeiten – ein Verständnis für die Grundlagen von 3D CGI öffnet Ihnen die Tür zu einem breiten Spektrum an Möglichkeiten, Ihre Marke und Ihre Produkte zukunftsorientiert zu präsentieren.