3D Szene / 3D Scene
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Eine 3D-Szene ist eine digitale, dreidimensionale Umgebung, in der verschiedene Elemente wie 3D-Modelle, Materialien, Lichtquellen, Kameras und Umgebungsinformationen angeordnet werden. Sie bildet die Grundlage für ein 3D-Rendering, eine Animation, ein Computerspiel oder eine Visualisierung.
Man kann sich eine 3D-Szene wie ein virtuelles Filmset vorstellen: Die Modelle sind die Schauspieler und Gegenstände, die Kamera bestimmt den Bildausschnitt, die Beleuchtung sorgt für Licht und Schatten und die Materialien legen fest, wie die Oberflächen aussehen.
Bestandteile einer 3D-Szene
Eine typische 3D-Szene kann aus vielen unterschiedlichen Komponenten bestehen:
3D-Modelle:
Sie stellen die Objekte innerhalb der Szene dar, beispielsweise Gebäude, Fahrzeuge, Maschinen, Möbel, Menschen oder Landschaften. Die Modelle bestehen aus geometrischen Strukturen wie Vertices, Edges und Faces.
Materialien und Texturen:
Sie bestimmen das Aussehen der Oberflächen. Dazu gehören beispielsweise Farbe, Rauheit, Metallizität, Transparenz, Reflexion und Brechung. Texturen und Maps wie Albedo Maps, Roughness Maps, Normal Maps oder Bump Maps können zusätzliche Oberflächendetails erzeugen.
Lichtquellen:
Licht ist entscheidend für die Wirkung einer Szene. Punktlichter, Flächenlichter, Sonnenlichter oder HDRI-Umgebungen können verwendet werden, um Objekte realistisch auszuleuchten und Schatten sowie Reflexionen zu erzeugen.
Kameras:
Eine Kamera bestimmt, aus welcher Perspektive die Szene betrachtet oder gerendert wird. Einstellungen wie Brennweite, Field of View (FoV), Position und Schärfentiefe beeinflussen die spätere Bildwirkung.
Umgebung:
Dazu können beispielsweise Himmel, Hintergrund, Boden, Nebel, atmosphärische Effekte oder eine HDRI-Umgebung gehören.
3D-Szenen in der Animation
Bei einer 3D-Animation wird eine Szene nicht nur statisch aufgebaut. Die einzelnen Elemente können sich über die Zeit verändern. Mit Keyframes lassen sich beispielsweise Position, Rotation, Skalierung, Kamerabewegungen oder Materialeigenschaften animieren.
Die 3D-Szene bildet dabei die Grundlage für jeden einzelnen Frame der Animation.
Von der 3D-Szene zum Rendering
Wenn die Szene fertig aufgebaut ist, berechnet ein Renderer daraus ein zweidimensionales Bild. Dabei werden unter anderem Geometrie, Materialien, Licht, Schatten, Reflexionen und Kameraperspektive berücksichtigt.
Der Ablauf lässt sich vereinfacht so darstellen:
Modellierung → Materialien → Beleuchtung → Kamera → Animation → Rendering
Bei einem fotorealistischen Rendering kommen zusätzlich Verfahren wie Raytracing, Global Illumination, Ambient Occlusion, Depth of Field oder Motion Blur zum Einsatz.
Beispiel
Für eine 3D-Visualisierung eines modernen Hauses könnte eine Szene beispielsweise enthalten:
- ein 3D-Modell des Gebäudes
- Fenster, Türen und Möbel
- Materialien für Beton, Glas, Holz und Metall
- eine Landschaft mit Gras und Bäumen
- eine HDRI-Umgebung
- verschiedene Lichtquellen
- eine virtuelle Kamera
- animierte Personen oder Fahrzeuge
- atmosphärische Effekte wie Nebel oder Staub
Alle diese Elemente werden gemeinsam in einem 3D-Szenenraum positioniert und bilden die komplette digitale Umgebung.
Unterschied zwischen 3D-Modell und 3D-Szene
Ein 3D-Modell ist ein einzelnes digitales Objekt, beispielsweise ein Auto oder ein Tisch. Eine 3D-Szene enthält dagegen normalerweise mehrere Objekte sowie Kamera, Licht und weitere Einstellungen.
Kurz gesagt:
Ein 3D-Modell ist ein einzelner Bestandteil – die 3D-Szene ist die gesamte virtuelle Umgebung, in der diese Objekte platziert, beleuchtet, animiert und anschließend gerendert werden.
