Zeichnen in der dritten Dimension

3D-Modelle mit AC3D 4.0

01.01.2004
Das Erschaffen dreidimensionaler Welten mit Povray ist mühsam und fehlerträchtig: Alle Objekte müssen in einer Textdatei definiert werden. AC3D schafft mit seinem grafischen Editor Abhilfe.

Gimp kann viel, aber nicht alles: Wer sich nicht auf Fotobearbeitung beschränken will, sondern eigene, realistisch erscheinende dreidimensionale Szenen erstellen will, kommt an 3D-Modellierung nicht vorbei. Das passende Standard-Tool in der Open-Source-Welt heißt Povray [6], doch trotz mittlerweile immer besserer grafischer Frontends [7] wie KPovModeler schreckt sein Programmieransatz beim Beschreiben der dreidimensionalen Szene viele zunächst ab.

Als Alternative bietet sich der kommerzielle Modellierer AC3D [1] an, eine preiswerte Software zum grafischen Entwerfen dreidimensionaler Welten, zur Modellierung von Zeichnungen und zum Gestalten von Objekten für PC-Spiele, das überdies bei Bedarf mit dem Renderer von Povray zusammenarbeitet. Mit Hilfe von Plugins lassen sich auch andere Objekte wie Flugzeuge für den Gliding Flight Simulator entwerfen.

Da seit der letzten Besprechung in unserer Schwesterzeitschrift Linux-Magazin [2] fast vier Jahre vergangen sind, war es an der Zeit zu schauen, wie sich das Programm, das jetzt in Version 4 vorliegt, entwickelt hat. Bereits ein Blick auf die unterstützten Import- und Exportformate (Tabelle 1) zeigt, dass sich in der Zwischenzeit einiges getan hat.

Tabelle 1: Von AC3D unterstützte Dateiformate

Format Import Export
3D-Studio 3DS x x
Lightwave x -
Alias triangle x x
DXF x x
VRML1 x x
VRML2 - x
Povray - x
Renderman RIB x x
Triangles x x
Direct X - x
Milkshape x x
Quake 3 bsp x -
MD2 x x
Wavefront OBJ x -
OFF x -

Woher nehmen?

Obwohl es sich um ein kommerzielles Programm handelt, muss niemand die Katze im Sack kaufen: Auf der Programm-Homepage finden Sie eine Shareware-Version der Software, die bis auf das Speichern und Exportieren von Zeichnungen den vollen Funktionsumfang bietet und nach 14 Tagen Benutzung die Arbeit einstellt.

Um das Programm zu aktivieren, kaufen Sie für 49,95 US-Dollar einen Registrierungsschlüssel, nach dessen Eingabe die Shareware-Version voll funktionsfähig wird; es ist also kein neuer Download nötig. LinuxUser-Leser(inne)n bietet der Hersteller unter [5] bis zum 31. Januar 2004 20 Prozent Rabatt. Für die Vollversion finden Sie auf der Programm-Homepage zusätzlich eine Reihe von Plugins.

Die Einrichtung des Programms gestaltet sich erfreulich einfach: Sie entpacken das Installationsarchiv ac3dlx.tgz mit dem Befehl

tar -xzvf ac3dlx.tgz

in ein Verzeichnis Ihrer Wahl, zum Beispiel /usr/local/, und rufen das Programm ac3d im neu entstandenen Verzeichnis ac3dlx auf (Abbildung 1). Da es statisch gelinkt ist, benötigen Sie keine weiteren Bibliotheken.

Abbildung 1: AC3D verdankt sein Aussehen dem Tk-Toolkit

AC3Ds Programmoberfläche ist in Tcl/Tk [8] geschrieben, die 3D-Darstellung mit OpenGL realisiert. Fast alle Bedienfunktionen versammeln sich in der Werkzeugleiste am linken Rand des Hauptfensters (Abbildung 2), wo man sie mit der Maus anspricht. Dort finden Sie Instrumente zum Auswählen, Erstellen und Manipulieren von Objekten, zur farblichen Gestaltung und zum Ändern der Ansicht. Zusammen mit einigen wenigen Tastaturkürzeln und der Werkzeugleiste am oberen Rand der Zeichenfenster haben Sie so das Programm im Griff.

Abbildung 2: Fast alle Funktionen bedient man über die Werkzeugleiste

Alles so primitiv

Zum Zeichnen bietet AC3D nur einen kleinen Satz von Primitiven an, aus denen Sie das gewünschte Objekt zusammensetzen: Es stehen Polygonlinien, geschlossene Polygonzüge, Kreise, Ellipsen, Rechtecke, Schachbrettmuster, Quader, Zylinder und Kugeln zur Verfügung (Abbildung 3). Diese Auswahl scheint zunächst etwas klein, beim Arbeiten mit dem Programm stellt sich aber schnell heraus, dass sich daraus durch Kombinieren einzelner Elemente alle wichtigen Formen gewinnen lassen. Komplizierte Objekte erzeugen Sie durch Manipulation von Polygonzügen, die Sie auf Knopfdruck in dreidimensionale Objekte umwandeln.

Abbildung 3: Aus diesen Primitiven lassen sich alle benötigten Formen gewinnen

Einen sehr guten Überblick über die Möglichkeiten, die das Programm bietet, und eine Basis für erste Experimente erhalten Sie, wenn Sie die mitgelieferten Beispiele im Verzeichnis models/sampels unterhalb des AC3D-Verzeichnisses öffnen. Wer weitere Inspiration sucht, findet unter [3] eine Reihe von Grafiken, die zeigen, was AC3D alles kann.

Das viergeteilte Fenster aus Abbildung 1 dient als Konstruktionsarbeitsplatz. Neben drei Ansichten des Modells, in denen Sie zeichnen, gibt es eine 3D-Anzeige, in der alle Änderungen an der Zeichnung sofort erscheinen. Dabei beeindruckt vor allem die Geschwindigkeit, mit der auch aufwändige Modelle dargestellt werden. In den Konstruktionsfenstern lassen sich einzelne Objekte ein- und ausblenden, was dabei hilft, auch bei komplizierten Szenen den Überblick zu behalten. Alle Objekte dürfen zudem mit einem Namen versehen und zur gemeinsamen Bearbeitung in Gruppen zusammengefasst werden (Abbildung 4).

Abbildung 4: Objekte benennen

Objekte bearbeiten

Jedes Objekt kann nach Auswahl und Klick auf eine der Farben in der Werkzeugleiste individuell eingefärbt werden. Den "Glanzgrad" und die Transparenz der Oberfläche legen Sie bequem über einen Dialog fest, den Sie über den Punkt Edit Material im Kontextmenü der Farbauswahl in der Werkzeugleiste erreichen (Abbildung 5); das Menü öffnet sich wie gewohnt auf einen Klick mit der rechten Maustaste.

Abbildung 5: Oberflächen bearbeiten

Farbwerte und Effekte wie Glanz und Spiegelung oder Transparenz stellen Sie hier über Schieberegler ein. Alle Veränderungen erscheinen sofort in den Zeichnungsansichten und in der 3D-Ansicht. Natürlich lassen sich die Objekte auch mit Texturen in einer Riesenauswahl von Formaten versehen.

Hintergrundbilder – pro Zeichenansicht eines – erleichtern die Konstruktion. Um ein Objekt nachzuzeichnen, legen Sie sich einfach einen Scan als Hintergrundbild in ein Konstruktionsfenster und zeichnen das Bild mit den Zeichenwerkzeugen nach.

Objekte bearbeiten Sie in einem von vier Modi, die die Werkzeugleiste bereitstellt: Group bewegt eine Gruppe von Objekten, Object ein einzelnes Element der Zeichnung, mit Surface nehmen Sie Manipulationen an der Oberfläche vor, und Vertex schließlich erlaubt das Bearbeiten einzelner Punkte des Objekts, wodurch Sie die Elemente beliebig verformen. Ein Raster hilft bei der exakten Positionierung der einzelnen Teile.

Im Menü Object finden Sie eine Funktion, mit deren Hilfe Sie bogenförmige Objekte in beliebigem Radius und Querschnitt produzieren: Revolve. Sie zeichnen dazu ein zweidimensionales Objekt, beispielsweise einen Kreis, wählen Object / Revolve und geben im erscheinenden Dialog den Winkel und die Anzahl der Segmente ein.

Auch die Spiegel-Funktion, die Sie unter Object / Mirror finden, eignet sich zum Manipulieren und gleichzeitigen Duplizieren von Objekten. Egal, um welche der drei Achsen Sie spiegeln, erzeugt AC3D gleichzeitig eine Kopie des gespiegelten Objekts. Wer die nicht braucht, muss sie allerdings händisch löschen.

Mehrere Zeichungen fügen Sie zusammen, indem Sie über File / Merge ein bereits gespeichertes AC3D-Modell ins aktuelle Modell laden. So wird das Arbeiten mit immer wieder benötigten Teilen zum Kinderspiel.

Hinter dem Menüpunkt Tools / Create Text verbirgt sich ein mächtiges Textwerkzeug. Sie wählen eine Schriftart, geben Ihren Text ein und bestimmen, ob die Schrift gefüllt (Solid) oder umrahmt (Outline), als 3D-Objekt (Extruded) oder an der Oberseite abgeschrägt (Bevelled) dargestellt werden soll. Text lässt sich wie jedes andere Objekt verschieben, einfärben und verformen, so dass die interessantesten Schrifteffekte machbar sind.

Der Replicator, zu erreichen über Tools / Replicator, erlaubt das Vervielfältigen und Drehen von Objekten in einem Schritt. Sie geben im Dialog die Anzahl der gewünschten Kopien, die Schrittweite, den Rotationswinkel und -ursprung ein, und das Programm erzeugt die neuen Objekte an der eingegebenen Position.

Genügt das programmeigene 3D-Vorschaubild nicht mehr zur Qualitätskontrolle, lässt sich in den Programmeinstellungen ein Renderer, zum Beispiel Povray, festlegen, der dann hochaufgelöste Vorschaubilder auf Knopfdruck erzeugt. Hinter dem entsprechenden Menüpunkt, Edit / Settings, finden sich zahlreiche weitere Einstellmöglichkeiten. Neben dem bevorzugten Renderer stellen Sie dort unter anderem die Rasterweite, die Farben für Raster und Hintergrund und den Browser ein, der die Hilfeseiten anzeigt.

Hilfe bei Problemen

Wer es lieber auf Papier hat, findet unter [4] ein 71-seitiges, englischsprachiges Handbuch im PDF-Format, das die Arbeit mit dem Programm erläutert und Antworten auf die am häufigsten gestellten Fragen gibt. Über den Menüpunkt Help / Online Manual gelangen Sie auf die Homepage von AC3D, wo Sie weitere Informationen finden.

AC3D lädt in jedem Fall zum Spielen ein und besticht vor allem durch die Vielzahl der unterstützten Im- und Exportformate. Trotz der kurzen Einarbeitungszeit ist es sehr mächtig, läuft stabil und auch auf Rechnern unterhalb der GHz-Marke noch sehr flüssig.

Glossar

Renderer

Berechnet das fotorealistische Bild aus der Szenenbeschreibung, die der Modellierer erstellt.

Plugins

Ein "extern angedocktes" Programmstück, das eine Software um eine oder mehrere Funktionen erweitert.

Primitiven

Geometrische Grundformen zum Zeichnen von zwei- oder dreidimensionalen Objekten. Dazu zählen zum Beispiel Linien und Kreise, bei 3D-Programmen Quadern und Kugeln.

Infos

[1] http://www.ac3d.org/

[2] http://www.linux-magazin.de/Artikel/ausgabe/1998/02/Ac3d/ac3d.html

[3] http://www.ac3d.org/pages/gallery/

[4] http://inivis.swmirror.com/ac3dman4.pdf

[5] AC3D-Sonderangebot für LinuxUser-Leser/innen (gültig bis 31. 01. 2004): http://ac3d.org/linuxuserde/

[6] Christian Perle: "Strahlenförmig", Linux-Magazin 04/1998, S. 19 ff., http://www.linux-magazin.de/Artikel/ausgabe/1998/04/Povray/povray.html

[7] Frank Wieduwilt: "Gut gerendert", LinuxUser 09/2002, S. 24 ff.

[8] Sibylle Nägle: "Ein Kleid für die Kommandozeile", Linux-Magazin 04/2000, S. 120 ff., http://www.linux-user.de/ausgabe/2000/06/TclTk1/tcl1.html

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