GDTF-Builder in der Praxis | Teil 2: Geometry

GDTF-Builder: Fixtures visualisieren

Damit ein Scheinwerfer in einer Visualisierung auch erkennbar wird, bietet der GDTF-Builder Geometrie-Funktionen und Optionen für den Austritt des Lichts. Wir zeigen, wie man diese nutzt und welche Kniffe zu den gewünschten Ergebnissen führen.

Hand holding glowing cubes. Innovation and creativity concept.(Bild: Sergey Nivens/Shutterstock)

Eine der anspruchsvollsten Aufgaben im GDTF-Builder ist die Geometrie. Hier müssen dreidimensionale Körper erst in ihre beweglichen oder verstellbaren Komponenten zerlegt werden. Anschließend werden sie – ihre Freiheitsgrade berücksichtigend – wieder zusammengesetzt, um sie dann über DMX zueinander bewegen zu können. Mehrflammige Leuchten und verschiedene DMX-Modi der Lampen lassen den sonst so intuitiven Builder schnell komplexer werden. Aber wir werden uns hier Stück für Stück der Materie annähern und den Schrecken nehmen.

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Übersicht: 

Geometries: Modelle kombinieren

Base Models

„Leuchtende“ Models

Zusammenstellung

Lichtwerfer

Ausblick nächster GDTF-Workshop


Nutzt man die verfügbaren Fixture-Vorlagen auf der Startseite, wenn man den Builder öffnet, ist man auf jeden Fall auf der sicheren Seite und kann sich ansehen, wie es standardmäßig zu handhaben ist. Im Folgenden wollen wir jedoch vom Standard abweichen und unsere Vorstellung eines Fixture umzusetzen.

Geometries: Modelle kombinieren

Unter dem Reiter „Geometries“ können jene Geometrien zusammengesetzt werden, die unter „Models“ zur Verfügung stehen. Mithilfe der vorhandenen Grundgeometrien können Standard-Fixtures recht komfortabel erstellt werden. Möchte man jedoch seinen eignen Look umsetzen, so besteht unter dem Reiter „Models“ die Möglichkeit, seine eigenen dreidimensionalen Körper hochzuladen.

GDTF Geometrie
Step 2: Nach der generellen Anlage des Gerätes betrachten wir nun die geometrischen Details und besonders auch den Weg des Lichts (Bild: Herbert Bernstädt)

Dazu wird zurzeit das Format .3DS verwendet, das man aus Programmen wie Blender, Vectorworks, Autodesk 3Ds Max, Trimble SketchUp oder Maxon Cinema 4D, um nur einige zu nennen, exportieren kann. In Zukunft soll der Builder zusätzlich das GLTF-Format unterstützen, wobei man hier drei Auflösungsstufen unterteilen möchte: High Res mit max. 1200 Polygonen, Standard mit max. 600 Polygonen und Lowres mit max. 300 Polygonen.

GDTF Wiremodel vor Render
Flächen werden aus Dreiecken geformt. Je glatter ein Bogen, Kreis oder Kurve dargestellt wird, umso mehr Dreiecke müssen verwendet werden, das treibt die Polygonzahl schnell nach oben (Bild: Herbert Bernstädt)

Je größer die Show, umso höher ja auch die Anzahl der verwendeten Scheinwerfer. Für eine Visualisierung muss aber jede Fläche, gebildet durch ein Vieleck (Polygon), berechnet werden. Wenn nun ein sehr detailreich gezeichneter Scheinwerfer mit vielen runden Lüftungsschlitzen verwendet wird, ist für viele Rechner bereits bei acht Scheinwerfern bei der Echtzeitdarstellung die Ruckelgrenze erreicht. Aus diesem Grund versucht man möglichst wenige Polygone zu spannen, indem man auf abgerundete Flächen verzichtet und selbst die Radien mehr oder weniger eckig aussehen lässt, wenn man nahe herangeht.

Wenn man später unter dem Folder „Geometries“ alle Modelle einander zugeordnet hat und im Models-Folder einige Geometrien mit einem roten Kreuz gekennzeichnet sind, dann bedeutet dies, dass diese Geometrie keine Aufgabe hat bzw. „übrig“ ist und eigentlich entfernt werden kann.

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Base Models

Wie beim Hausbau ist das Fundament das A und O, damit alles Folgende auch richtig aufsetzen kann. So ist es auch hier. Möchte man z.B. den Bügel eines Scheinwerfers einsetzen, analog dem Basement eines Moving-Lights, dann sollte der Bügel im CAD-Programm so platziert werden, dass das Zentrum des Bügels bzw. das Loch für den C-Haken im Zentrum (bzw. Nullpunkt der x- und y-Achse) liegt. Ungewöhnlich ist, dass die Oberkannte des Bügels (also da, wo sich das C-Haken-Loch befindet) in der Höhenebene null liegen soll.

GDTF Buegel Nullpunkt
Bügel-Nullpunkt: Die Gitterlinien stellen die horizontale Nulllinie dar. Die Koordinatenpfeile in blau, rot und grün entspringen aus dem Nullpunkt, der Bügel hängt herab. Man muss sich vorstellen: An der Null-Ebene wird das Traversenrohr sein, unter dem der Scheinwerfer gehängt wird (Bild: Herbert Bernstädt)

Die „Bügelohren“ werden dann nach unten, also mit negativer Höhe, gezeichnet. Auf der anderen Seite wiederum logisch, da der Nullpunkt später der Ort ist, an dem der Scheinwerfer virtuell angeschlagen wird. So gezeichnet, kann man dann den Bügel als Einzelkomponente unter Models als 3DS-File hochladen. Diese Basisplatzierung ist deshalb so wichtig, weil die Basis bei der Zusammenstellung der Komponenten unter Geometries keine Rotation oder Platzierung erlaubt.

Anordnung DIN-Spec
DIN SPEC 158000: Ausrichtung als hängender Scheinwerfer, wie es in der DIN SPEC 158000 dargestellt wird (Bild: Herbert Bernstädt)

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„Leuchtende“ Models

Jetzt kann man alle weiteren Komponenten relativ frei hochladen, da bei den darauf aufbauenden Körpern eine Rotation und Verschiebung der Komponenten zueinander erlaubt wird.

Eine Besonderheit bilden noch die leuchtenden Körper bzw. die Körper, aus denen in der Simulation das Licht austreten soll – also die Lichtaustrittsfläche bzw. Linse. Für eine Fresnellinse oder Moving-Head-Spot ist das meist einfach eine flache, runde Scheibe (Zylinder). Bei mehrflammigen Leuchten mit womöglich unterschiedlich geformten Austrittslinsen muss man jedoch darauf achten, dass hier die leuchtenden Flächen, die nicht im Zentrum der Leuchte liegen, dennoch als Einzelkörper im Nullpunkt platziert werden: Später wird der Lichtbeam aus dem Zentrum des Körpers generiert. Würde man alle Linsen geografisch korrekt an der Position in der Datei abspeichern, ist das zwar vorteilhaft beim späteren Anordnen unter Geometries, aber der Lichtbeam jeder Linse würde aus der Mitte des Scheinwerfers kommen, nicht aus der Mitte der angesteuerten Linse.

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Zusammenstellung

Nachdem man seine Grundkörper unter dem Reiter „Models“ hochgeladen oder aus den Vorlagen ausgewählt hat, beginnt das Zusammenstellen der einzelnen Komponenten zu einem Scheinwerfer.

Anordnung DIN-Spec 2
DIN SPEC: Verknüpfung der einzelnen Achsen (Bild: Herbert Bernstädt)

So wird auf dem Basement der Yoke platziert und in den Yoke der Kopf. Bei unserem Linsenscheinwerfer wählen wir statt des Basements einen Bügel, da er den Ankerpunkt der hängenden Lampe bildet. Welcher Körper eines Elementes verknüpft wird, ist mit dem Auswahlfeld „Linked Models“ unter Properties festzulegen.

Geometrie F2 Neigung
Verknüpfung: Eine nachfolgend verknüpfte Geometrie baut auf den vorangegangenen Parametern der Parent-Geometrie auf: Wenn man den Lampenkopf um 30 neigt, wird der vorgesetzte Tubus ebenfalls mitbewegt (Bild: Herbert Bernstädt)

Um eine weitere Komponente anzuketten, verwendet man „+ Add Child Geometries“. Das kommt uns bereits vom letzten Mal bekannt vor, denn was nun angedockt wird, übernimmt die Eigenschaften der Mutter-Geometrie bzw. ist davon abhängig. Das wird auch interessant, wenn man den Geometrien später DMX-Steuerkreise zuordnet.

Das Augensymbol zeigt an, ob das Model angezeigt werden soll oder nicht. So kann man z.B. Zubehör wie eine aufgeflanschte Kamera ein- oder ausblenden, was sich dann auch im Visualisierer entsprechend zeigt. Für das Positionieren der Modelle befinden sich unter „Properties“ Positions- und Rotations-Felder. Die farbliche Kennzeichnung hilft ungemein bei der Orientierung am nebenstehenden Modell. Man sieht in Echtzeit, welche Auswirkungen eine Eingabe hat.

GMA3 3D F2 Variation
Stufenlinsen-Varianten: Visualisierung zweier Varianten einer Stufenlinse — einmal hängend mit halbausgezogenem Tubus von der Traverse mit Torblende, einmal stehend auf einem Stativ (Bild: Herbert Bernstädt)

Auch sehr schick ist diese Funktion: Wenn man im Ansichtsbild auf die Positionierungs-Pfeile klickt, kann man das angewählte Model einfach verschieben. Tipp am Rande: Wenn man das Lampengehäuse z. B. 30° geneigt hat und dann eine Torklappe davon verschieben will, muss man in zwei Richtungen schieben, weil die Pfeile sich natürlich nicht um 30° schwenken. Einfacher ist es, das Lampengehäuse zurück auf 0° zu drehen. Dann kann man mit einem Pfeil linear verschieben. Anschließend dreht man das Lampengehäuse wieder um 30°. Da die Child-Geometrie abhängig der Eltern ist, wird auch die Torklappe um die 30° gewinkelt.

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Lichtwerfer

Eine besondere Aufgabe müssen die Licht-Module erfüllen: Diese haben eine Lichtstrahlaustrittsrichtung. Schaut man im Visualisierer auf die Lampe, leuchtet die ganze Fläche des Modells, wenn der Dimmer hochgezogen wurde. Ein Lichtstrahl verlässt die Lampe an jener Stelle und beleuchtet den virtuellen Raum.

W3 geo
Einfaches Rechteck am Basement: Es symbolisiert ein Kabel-Anschlussfeld des Scheinwerfers – hilfreich in der Ausrichtung des Scheinwerfers in der virtuellen Welt, wenn man sonst nicht erkennen kann, wo vorne oder hinten ist (Bild: Herbert Bernstädt)

Wie breit der Beam nun aus der Geometrie heraustritt, wird über „Beam Diameter“ in den Properties festgelegt. Im seitlichen Anschauungsbild wird der Lichtstrahl mit einem gelben Pfeil gekennzeichnet, damit man das Modell nicht aus Versehen um 180° gedreht anordnet und der Lichtbeam in den Scheinwerfer hineinleuchtet.

Anordnung Linse
Die Funktion eines Lichtstrahls wird dem verknüpften Modell über den Geometrietyp zugeordnet. Mit „Beam“ eröffnen sich weitere Felder zur Definition des Lichtstrahls, wie „Lamp Type: LED (Discharge, Tungsten Halogen), Power: 565 W, Luminous Lux: 21.000 lm, Color Temperature: 6500K, Beam Angle: 18 , Field Angel: 35 , Beam Diameter: 200 mm (Durchmesser der Lichtaustrittslinse), Beam Type: Wash (Spot, None) und CRI: 71“ (Bild: Herbert Bernstädt)

Verwendet man z. B. eine Licht-Bar wie den Sunstrip mit zehn Lichtquellen, gibt es einen DMX-Mode, wo ein Steuerkreis alle zehn Lichtquellen dimmt, oder einen DMX-Mode, mit dem man jede einzelne Lichtquelle dimmen kann. In diesem Fall muss man seine erstellte Geometrie kopieren und natürlich mit einem anderen passenden Namen versehen, was später bei der DMX-Zuordnung hilfreich ist.

Geometrie 3 DMX-Modi
Mehrere DMX-Modi zur alternativen Auswahl einzelner oder Gruppen von Lichtquellen erfordern drei komplette Geometrien und das Zusammenführen über eine Hilfsgeometrie (Bild: Herbert Bernstädt)

Mit der einen Geometrie kann man für den Einzelansteuer-DMX-Mode auf jede einzelne Lichtquellengeometrie verweisen, während man den Dimmerkreis im Over-all-DMX-Mode mit einer vorgelagerten Hilfsgeometrie verknüpft.

Geometrie Beam Fläche
Rechenleistung: Für LED-Felder, die vor allem der Aufsicht dienen und keine Beleuchtungsaufgaben haben (wie eine LED-Wand), macht es keinen Sinn, jede LED als Beam zu definieren. Ein Raytracing-Programm behandelt sonst jede einzelne LED als eigenen Beam und berechnet die Ausbreitung im Raum inkl. Reflexionen, was auch bei 24 LED-Segmenten wie hier beim Cameo Movo Beam 200) richtig Rechenleistung benötigt. Für eine einfache Lichtfläche ohne Beam-Berechnung stellt man den Beamtyp auf „None“ (Bild: Herbert Bernstädt)

Da die folgenden Module abhängig sind, reicht dann der eine Dimmerkanal, der z.B. auf die Lampengehäuse-Geometrie gelegt wird, um alle folgenden Lichtmodule gleichzeitig anzusteuern.

Geometrie Referenz
Damit man bei vielen identischen Lichtquellen nicht für jeden Beam alle Parameter widerholt eingeben muss, referenziert man auf ein Objekt, legt eine Lichtquelle mit allen Beam-Daten als „Top Level Geometrie“ an und wählt in der Fixture-Geometrie „Referenz“, das verlinkt unter Linked Geometrie auf die „Top Level Geometrie“. (Bild: Herbert Bernstädt)

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Ausblick nächster GDTF-Workshop

In der nächsten Ausgabe widmen wir uns als Folge 4 den physikalischen Beschreibungen im GDTF-Builder.

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