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Mac,
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AC18
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AC19
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AC20
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AC21
ID-Nr. 1488
Dat. 01.07.15

Wasser in ArchiCAD (Kaustik-Effekt rendern)

In dieser Kurzhilfe wird erklärt, wie Sie Kaustik-Effekte für Renderings erstellen können. Kaustik-Effekte treten auf, wenn Licht durch eine gewellte, transparente (Wasser)Oberfläche auf das umgebende Material auftrifft. Bei einem Pool beispielsweise entstehen auf dem Boden und an den Seitenwänden nicht nur Schatten, sondern auch helle Lichtflächen.

 

Die Sichtbarkeit von Kaustik-Effekten hängt stark vom Kamera-Standpunkt ab. Aus der Vogelperspektive oder unter der Wasseroberfläche sind diese besser sichtbar, als bei einem flachen Winkel über dem Wasser.

Achtung: Kaustik-Effekte sind rechenintensiv. Kalkulieren Sie genügend Zeit, wenn Sie mit Kaustik rendern.
Bild in ArchiCAD 18 gerendert

Video

Sie können diese Kurzhilfe auch als Video ansehen.


Was benötige ich, um Kaustik-Effekte sichtbar zu machen?

  • Ein Wasserkörper (das kann ein 3D-Körper, z. B. ein Morph oder Teil eines Bibliothekelements sein), welchem ein Wasser-Oberflächenmaterial zugewiesen wird [Caustics generieren].
  • Flächen, die das Wasser umgeben. Bei einem Pool die Poolwände und der Poolboden. Diese Elemente bilden den Effekt auf der Oberfläche ab [Caustics empfangen].
  • Lichtquellen, welche den Kaustik-Effekt erzeugen [Oberflächenkaustik erzeugen].

1. Materialien einstellen

Hinweis: In diesem Beispiel wurde das Schwimmbecken aus der ArchiCAD-Bibliothek (Ordner 1. Objekte / 1.10 Umgebung / Sport) verwendet.

Wasser:

Wasser: Transparenz-Einstellungen

Als erstes Material wird das Wasser so eingestellt, dass es einen Kaustik-Effekt generiert. Das Wasser muss dafür eine gewellte Oberfläche haben. Eine flache Wasseroberfläche erzeugt keine Kaustiken.

 

Hinweis: In diesem Beispiel wird als Ausgangsmaterial das Oberflächenmaterial Natur, Wasser verwendet. Sie finden das Material ab ArchiCAD 18 unter Verwaltung / Oberflächenmaterialien.

  • Der Farb- und der Diffusionskanal kann für das Wasser ausgeschaltet werden.
  • Unter Transparenz prüfen Sie folgende Einstellungen:

    • Definieren Sie für die Transparenz einen passenden Farbton.
    • Schauen Sie, dass die Haken Innere Totalreflexion und Austrittsreflexion gesetzt sind.
    • Verwenden Sie unter Absorbtionsfarbe einen passenden Farbton für das Poolwasser.
    • Wichtig: Die Absorbtionsdistanz erhöhen Sie auf 1000. Tipp: Je höher die Absorbtionsdistanz, desto längere Wege kann das Licht im Objekt zurücklegen.

Wasser: Bump
  • Der Bump-Kanal ist für die Erstellung der Wellen zuständig und damit für das Erzeugen des Kaustik-Effekts enorm wichtig. Eine flache Wasseroberfläche erzeugt keine Kaustik.
  • Überprüfen Sie die Einstellungen und vergleichen Sie unter Umständen mit denen des Ausgangsmaterials Natur, Wasser.
  • Spielen Sie, je nach Ihren eigenen Vorstellungen, mit der Stärke des Bump-Kanals.
Wasser: Glanz
  • Im Glanz-Kanal wird der Shader Normale Richtung verwendet.
  • Vergleichen Sie auch hier mit dem Material Natur, Wasser.
Wasser: Reflexion
Fresnel-Shader
  • Setzen Sie den Haken bei Reflexion und reduzieren Sie die Helligkeit auf 25.
  • Im Reflexionskanal wird zusätzlich mit einem Fresnel-Shader gearbeitet. Aktivieren Sie diesen unter Textur.
  • Vergleichen Sie die Einstellungen des Fresnel-Shaders mit dem Screenshot rechts.

Wasser, Boden & Seitenwände:

Caustics generieren & empfangen
  • Im Menü Leuchten finden Sie die Funktionen Caustics generieren und Caustics empfangen, sowie die dazugehörige Stärke. Standardmässig sind die beiden Häkchen gesetzt.
  • Überprüfen Sie jedoch, dass die Häkchen im Wasser-Material und im Material der Seitenwände und des Bodens aktiviert sind.

2. Lichtquellen

Spotlichter über der Wasseroberfläche

Um den Kaustik-Effekt für die gesamte Wasseroberfläche zu generieren, benötigen Sie relativ viele Lichtquellen. Wenn Sie beispielsweise eine Pool-Beleuchtung am Wasserrand integriert haben, oder in der Umgebung Leuchtkörper gesetzt haben, so wird dies nicht für die gesamte Wasserfläche ausreichen.

 

Setzen Sie zu diesem Zweck zusätzliche Lichtquellen über der Wasseroberfläche, welche die Szene nicht beleuchten (so gesehen unsichtbar sind im Rendering), jedoch den Kaustik-Effekt verstärken.

Spotlicht-Einstellungen:

Spot-Geometrie

Zu diesem Zweck verwenden Sie das Spotlicht (5. Leuchten / 5.01 Allgemein). Die Einstellungen und die Positionierung müssen für ein gutes Ergebnis genau stimmen.

  • Öffnen Sie die Grundeinstellung des Spotlichts, indem Sie das entsprechende Werkzeug  doppelklicken.
  • Gehen Sie dann in die Einstellung Spot-Geometrie... und stellen Sie den Aussenwinkel auf 120° und den Innenwinkel auf um.

Hinweis: Ein grösserer Winkel würde zwar die Anzahl an platzierten Leuchten reduzieren, jedoch wäre der Effekt auch schwächer. Bei einem kleineren Winkel müssten zu viele Spotlichter gesetzt werden. Ein gutes Mittelmass ist hier der Schlüssel zum Erfolg.

Für die Berechnung von Kaustik-Effekten spielen die Photonen, welche von der Lichtquelle ausgestrahlt werden, eine grosse Rolle. Die Standardeinstellung ist hier zu niedrig.

  • Rufen Sie unter Effekte die Einstellung Kaustik auf.
  • Aktivieren Sie die Oberfläche Kaustik.
  • Erhöhen Sie die Photonenzahl auf 1'500'000.

Achtung: Die höhere Anzahl Photonen wird den Berechnungsprozess verlangsamen.

Globale Beleuchtung
Diffus-Kanal und

Specular-Kanal ignorieren

Um die Spotlichter so einzustellen, dass diese die Szene nicht beleuchten und im Rendering unsichtbar werden, öffnen Sie das Menü Spezialeffekte für die Beleuchtung...

  • Schalten Sie den Haken Globale Beleuchtung benutzen aus.
  • Gehen Sie dann ins Menü Spezialeffekte für die Schatten und Oberflächen... und setzen Sie die Haken bei Diffus-Kanal ignorieren und Specular-Kanal ignorieren.
Lichtintensität reduzieren
  • Abschliessend reduzieren Sie die Hauptintensität der Lichtquelle im Menü Standard-Lichtparameter auf 50%.

Spotlichter setzen:

Spotlichter im Grundriss
Setzhöhe

Setzen Sie dann die Spotlichter über der Wasseroberfläche ab. Die Lichtquellen sollten nicht zu nahe an der Wasseroberfläche, aber auch nicht zu weit davon entfernt, platziert werden. Wenn diese zu nahe an der Wasseroberfläche gesetzt werden, müssten Sie mehr Lichter setzen, um die ganze Wasseroberfläche abzudecken, was den Berechnungsprozess verlängert. Sind sie zu weit entfernt, wird der Kaustik-Effekt schwächer bis unsichtbar.

3. Photorealistik-Einstellungen

Lichtquellen einschalten
Kaustik einschalten
  • Öffnen Sie das Menü 3D / Photorealistik-Einstellungen.
  • Schalten Sie die Lichtquellen ein (100%).

Abschliessend muss der Kaustik-Effekt vor dem Erstellen des Renderings eingeschaltet werden:

  • Aktivieren Sie die Kaustik unter Detaillierte Einstellungen / Effekte.
  • Prüfen Sie, dass die Oberflächen-Kaustik an ist.
  • Unter Stärke können Sie die Effektstärke nachträglich steuern.

Resultat

Das Resultat hängt stark von den gemachten Einstellungen, der Anzahl Lichtquellen und deren Position und dem Kamera-Standpunkt ab. Je nach Situation müssen Sie die Einstellungen anpassen und einige Testbilder berechnen.

 

Kaustik-Effekte sind, wie schon erwähnt, aus der Vogelperspektive oder unter Wasser besser sichtbar:

Kaustik aus der Vogelperspektive...
und unter der Wasseroberfläche.