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<b><font size="4">7.  Arbeiten mit Licht und Lichteffekten</font></b>


== 7.2 Der Flare-Effekt ==

<b>Die 10 Grundsätze</b>

Bevor wir  die  Konstruktion  und  den  Einbau  der  Flares  besprechen,  sollten  wir  uns  mit einigen,  wichtigen  Regelungen  vertraut  machen,  die  programmtechnisch  bedingt  sind und in dieser Form befolgt werden sollten, da es sonst zu Grafikfehlern kommen, oder die eigentliche Programmfunktion gar nicht erst erzeugt (also aufgerufen) werden kann:

1. Die Flare-Effekte  können nur  in  Verbindung  mit  Lichtquellen eingesetzt werden, was an sich selbstverständlich sein dürfte, denn da wo es keine Lichtquelle gibt, kann auch kein auch kein Flare-Effekt entstehen.

2. Ein  Flare-Effekt  ist  einer einzigen  Lichtquelle  zugeordnet,  was  soviel  heißt,  dass man zu  jeder  Lichtquelle  nur  eine einzige  Flare  zeichnen  darf. Innerhalb  einer .kon-Datei dürfen keine weiteren Flare-Rechtecke gezeichnet werden!

3. Die größtmögliche Anzahl der unterstützten Flare-Effekte liegt  bei 20. Somit können pro Modell (3DM-Datei) bis zu 20 Lichtquellen mit einem Flare-Effekt belegt werden. Gibt  es  bei  einem  Objekt  mehr  als  20  Lichtquellen, muss  man sich entscheiden, welche der Lichtquellen ohne den Flare-Effekt auskommt.

4. Jeder  der  Flare-Effekte  muss  in  den  Projekteinstellungen  einer  eindeutigen Ordnungszahl (Flare-IDs:1 bis 20 /vgl. hierzu die Flare-Indices im Kapitel: "Grundeinstellungen") zugeordnet werden. Die Einstellungen (Sichtbarkeitswinkel, Rotation, Anfang, Ende und Offset) können bei allen Flares durchaus die gleichen Werte aufweisen, müssen jedoch unterschiedlichen ID’s zugeordnet werden. Grundsätzlich gilt: Ein Flare-Effekt pro Flare-ID.

5. Die Konstruktionsdatei (.kon) einer Flare besteht grundsätzlich aus zwei Instanzen (nicht mehr und  nicht weniger!). In der ersten Instanz wird die Lage der Flare definiert und in der zweiten Instanz, die Position der zugehörigen Lichtquelle.

6. Die Position der Flare sollte über die  Lichtquelle hinausragen, also einen kleinen Abstand zur Lichtquelle (in Richtung des austretenden Lichts vor der Lichtquelle) aufweisen. Der Abstand richtet sich nach den konstruktiven Gegebenheiten und der eigentlichen Größe der Lichtquelle. Es wird jedoch empfohlen mindestens 2 Pixel (2  Zentimeter) Abstand zu halten, um mögliche Komplikationen zu vermeiden. Immerhin ist unsere Flare zweidimensional, wogegen sie in Wirklichkeit eine dreidimensionale Ausbreitung besitzt. (Anmerkung: Ein Z-Offset sollte bei den Flares unbedingt vermieden werden, da ansonsten der Lichtstrahl feste, nicht durchsichtige Teile des Modells durchdringen könnte, was natürlich nicht realistisch aussehen würde).

7. Die Abmaße der Flare sollten (bedeutend) größer sein, als die Abmasse der Lichtquelle, da der Effekt ansonsten keinen Sinn ergibt – man würde die Flare gar nicht erkennen bzw. die Lichtquelle mit zunehmender Entfernung nicht „wachsen“ sehen. Da der Einsatz des Flare-Effektes es aber gerade  zum  Ziel  hat  die Lichtquellen  aus  großer Entfernung größer erscheinen zu lassen, müssen  die Flares  „zwangsweise“ wesentlich größer sein um diese Wirkung  zu erzielen. Das Wachstum der Flare (in  Verbindung mit zunehmender Entfernung zum Modell) wird durch den Skalierungsfaktor der Instanz erzielt.

8. Die Flare sollte als ein Rechteck (vorzugsweise Quadrat) gezeichnet werden. Andere geometrische Mehrecke sind zwar möglich, aber nicht empfehlenswert.

9. Die Flare kann (muss aber nicht) die gleiche Farbe, wie die dazugehörige Lichtquelle aufweisen. In der Praxis (in  Wirklichkeit) ist Ihre Intensität etwas schwächer und der Farbanteil kann durchaus variieren, je nach  Brechung  des Lichtes [und die Geschwindigkeit der Lichtquelle*. Damit ist natürlich die Geschwindigkeit der Lichtquelle als solche und nicht des Lichts gemeint, da sich das Licht IMMER mit absolut konstanter Geschwindigkeit  von 300.000 km/s verbreitet. Lichtquellen die sich von uns aus weg bewegen sind ins rote - und die, die sich auf uns zu bewegen, ins blaue Farbspektrum verschoben – ist aber nur ein Detail, welches wir nur mit  einem Spektrometer, bei extrem schnellen Objekten messen können.

10. Es ist prinzipiell durchaus möglich innerhalb eines Modells (einer 3DM-Datei) mehrere  unterschiedliche  Flare- Texturen zu benutzen, es wird aber hierzu empfohlen sich auf eine Textur zu beschränken, was nicht nur der         Performance, sondern auch dem Aussehen des Modells zugute kommen wird.



== 7.2.1 Konstruktion von Flares ==

<b>Geometrie der Flare:</b>

Eine „Flare“ ist sehr einfach aufgebaut; sie besteht aus einem, einzigen Rechteck (es muss nicht zwingend ein Quadrat sein), welches mit einer speziell vorbereiteten Textur belegt ist, die ein sternförmiges Strahlenmuster als Abbildung der Lichtstreuung aufweist.

<b>Flare-Ausführungen:</b>

Den Flare-Effekt können wir auf zweierlei Arten ausführen (einstellen):

1. Die Flare ist unbeweglich, verfügt also .über keine Rotation und keinen Bewegungswinkel. Diese Art von Flares können wir bei allen Punktstrahlern und Scheinwerfern, bei den der Lichtstrahl sehr konzentriert ist, also die Lampe (Lichtquelle) sehr tief eingesetzt ist - einstellen.

2. Die Flare ist beweglich, also rotierend und richtet sich automatisch in die Richtung des Betrachters. Bei der Einstellung „rotierend“ können und müssen wir auch den Bewegungswinkel der Flare bestimmen. Diese Art von Flares wird in den meisten Fällen benutzt, auch wenn der Bewegungsbereich der Flare sehr gering ausfallen sollte. Die Einsatzmöglichkeiten der beweglichen Flares sind sehr breit gefächert, von Immobilien bis zu Rollmaterialien – alles ist denkbar. <b>Die Ausführung eines Flare-Effektes wird in den Projekteinstellungen bestimmt.</b>

<b>Textur der Flare:</b>

Die Flare-Textur ist in der Regel mit einem Alpha-Kanal belegt, der einen sehr weichen Übergang der Strahlen (von der Mitte zu den äußeren Rändern der Textur) nachbildet. Selbstverständlich ist es durchaus möglich für jedes neu gebaute Modell eine neue (eigene) Textur zu kreieren, allerdings empfehlen wir an dieser Stelle die bereits mitgelieferten Texturen aus dem Parallels-Ordner vom HomeNos – hier explizit die Textur- IDs: 12278 [flare0], 12280 [flare2], 12281 [3] und die 12283 [flare5] zu benutzen.

Nachfolgend sehen wir die Flare-Texturen ID 12278 und ID 12280:

<center>[[Datei:flare_12278.jpg]]


[[Datei:flare_12280.jpg]]</center>

<center>Abb.:Unterschiedliche Flare-Texturen im Lieferumfang des HomeNos</center>



<b>Aufbau der Flare:</b>

Beim Aufbau der Flare ist es sehr wichtig, dass sich die Mitte der Flare auch in der Mitte des Koordinatensystems befindet, da dieser Nullpunkt - wie wir gleich sehen werden - die Mitte unserer Lichtquelle darstellt. Darüber hinaus stellt der Nullpunkt des Koordinatensystems den Rotationspunkt dar, um den sich die ganze Flare drehen kann. Ist der Aufbau der Flare asymmetrisch, oder befindet sich die Fläche der Flare nicht in einem „Gleichgewicht“ zum Zentrum des Koordinatensystems (ist also in eine Richtung versetzt), so kann es zu absolut unrealistischen Darstellung des Astigmatismus führen. Dieser Umstand ist in erster Linie dann wichtig, wenn es sich um eine rotierende Flare, mit einem einstellbaren Bewegungswinkel handelt. Bei starren, unbeweglichen Flares könnte man zwar auf die mittige Ausrichtung verzichten, aber Vorteile brächte es eigentlich keine…

<center>[[Datei:8-flare-aufbau.png]]</center>

<center>Abb.: Die Konstruktion und Position einer Flare</center>

 

Wurde  die  simple  Geometrie  der  Flare  gezeichnet  und  die  Texturbelegung  der  Vertexe eingetragen,  sollten  die  Farbwerte  der Beleuchtung  bestimmt  werden,  da  sinngemäß auch  eine Flare  ein  „Leuchtmittel“  ist  und  zusammen mit  der  eigentlichen  Lichtquelle eingeschaltet (zum Leuchten gebracht) wird. Ist auch dieses geschehen, so können wir schlussendlich dem HomeNos mitteilen, dass es sich hierbei um einen Flare-Effekt handelt, dessen  Funktionsweise  die  Grafikengine  von  EEP  übernehmen  wird.  Diese  Mitteilung (Einstellung) nehmen wir im Instanzen-Dialog der KON-Datei vor.


<center>[[Datei:8-flare_einst-id.png]]</center>

<center>Abb.: Einstellung der ID-Nummer des Flare-Effektes</center>

 

Wie in "10 Grundsätze“/ Punkt 5 – bereits geschrieben, besteht eine KON-Datei der Flare grundsätzlich aus zwei Instanzen. In der ersten Instanz (Nummer:  0)  wird  die  Position  und  die  Ausrichtung  der  Flare  im Bezug  zum Modell eingetragen. Die Auswahl einer ID-Nummer für den Flare-Effekt (rot markiert) teilt dem HomeNos  mit,  dass  es  sich  hierbei  nicht um ein  „gewöhnliches“  Teil  der  Modellgeometrie, vielmehr um ein Flare-Effekt handelt, dessen Ansteuerung die Grafikengine übernehmen soll.

Die  zweite  Instanz  der  Flare-KON-Datei,  die  wir  hiermit  anlegen  müssen(!),  stellt  die Lichtquelle  (im  Sinne  der Glühbirne  einer  Lampe)  dar.  Entgegen  der  „normalen“ Funktionsweise des  Instanzen-Dialogs,  bei  dem  jede  weitere Instanz  einer  KON-Datei eine  Kopie  der ursprünglichen  Zeichnung  bedeutet,  weiß der  HomeNos  darüber  Bescheid, dass er hiermit keine Kopie der Flare, sondern vielmehr eine „virtuelle Glühbirne“ erschaffen soll. Dies resultiert aus der Vergabe der ID des Flare-Effektes, die wir bei der ersten Instanz vorgenommen haben.

Ist  die  zweite  und  somit  letzte(!)  Instanz  der  Flare-KON-Datei  angelegt,  können  die Koordinaten  unserer  „virtuellen  Glühbirne“  eingetragen  werden.  Zu  beachten  ist  dabei, dass sich  die Koordinaten der Glühbirne (im Regelfall)  insofern zu den Koordinaten der Flare  unterscheiden,  als  die  Flare  vor  der  „virtuellen  Glühbirne“  ihren  Platz  annehmen sollte.  Möglich  ist  natürlich  auch,  dass  beide  Koordinaten  identisch  sind  und  die  Flare direkt in der Glühbirne ihren Ursprung (Drehpunkt) hat, aber in den meisten Fällen (vor allem bei den Scheinwerfern von Rollmaterialien) werden die Flares vor die Lichtquellen platziert. Die Position der Lichtquellen (also der Glühbirnen) kann in der 3D-Ansicht vom HomeNos durch die Anzeige der sogenannten „Lichtquellen-Testobjekte“ überprüft werden.
"
Hierzu wählen Sie aus dem Menü des 3D-Fensters vom HomeNos den Eintrag: <b>„Anzeige -> Lichtquellen-Testobjekte"</b> an.  Die weißen  Punkte/ geometrischen Figuren  zeigen  nun  die  Position  der zweiten Instanz der Flares an, also alle „virtuellen Glühbirnen“ des Modells.


<center>[[Datei:7.licht-flare_anzeigenlichttestobj.jpg]]</center>

<center>Abb.: Anzeige der Lichtquellen-Testobjekte in der 3D-Ansicht der HomeNos</center>

== Eigenschaften der Flare in den Projekteinstellungen ==

 

Da die Flares und deren Lichtquellen bereits eingebaut sind, kommen wir abschließend zu den Funktionseigenschaften der Flare, also deren automatischer Ansteuerung seitens der Grafikengine. Diese Werte werden im Dialogfenster  der  Projekteinstellungen - aus  dem Menü:  „Datei -> Projekteinstellungen“ oder über die Schaltfläche [[Datei:2a_grundeinstellungen-aufruf_homenos.jpg]] aufrufbar - in der zweiten Zeile unter: <b>„Billboads für Flare-Effekte“</b> individuell  eingetragen bzw. geändert und zwar für jede der 10 Flare-Effekte einzeln. Wie schon in den 10 Grundsätzen zu den Flare-Effekten unter dem Punkt 4 erwähnt, können innerhalb eines 3DM-Modells höchstens 10 Flare-Effekte angesteuert werden. Verfügt ein Modell über mehr als 10 Lampen, muss bei den übrigen auf den Flare-Effekt verzichtet werden. In diesem Fall sollte man nur die wichtigsten bzw. wirkungsvollsten Lichter auswählen, oder aber das Modell komplett umkonzipieren und es mit der „Alpha-Bloom-Maskierung“ versuchen, was zwar nicht den gleichen, aber ähnlichen Licht-Effekt bringen würde.

<center>[[Datei:1_projekt-flare.png]]</center>

<center>Abb.:Bestimmung der Eigenschaften von Flare-Effekten in den Projekteinstellungen</center>


In  der  zweiten  Zeile  des  Dialogfensters  der  Projekteinstellungen  stehen  uns  folgende Einstellmöglichkeiten zur Verfügung:

Index:

Im  Auswahlmenü  können  wir  eine  der  10  Flare-IDs  auswählen  und  deren  Werte bearbeiten. Die ID einer Flare steht in eckigen Klammern. Die Werte neben der ID stehen für die aktuell benutzten Werte für den Anfang, das Ende und den Offset.

<b>Sichtbarkeitswinkel:</b>

Das Eingabefeld des Sichtbarkeitswinkels ist verbunden mit der Option zur Rotation der Flare. Ist dabei der Haken für die Rotation gesetzt, können wir im Eingabefeld einen Winkel der Rotation eingeben. Der Wert des Rotationswinkels kann zwischen 1° und 90° betragen, wobei wir uns dabei vergegenwärtigen müssen, dass der eingetragene Wert effektiv immer verdoppelt wird(!), da die Rotation in beide Richtungen (links und rechts) erfolgen kann. Bei der Eingabe des Wertes „90“, kann es sich sogar um die Sichtbarkeit des Flare-Effektes um volle 360! handeln. Warum? Weil wir zunächst den Bewegungsbereich von -90° bis +90° haben, dann aber auch die Rückseite der Flare, die sich ebenfalls um -90° bis +90° bewegen kann. Dies setzt natürlich voraus, dass man die Sichtbarkeit der Flare von beiden Seiten zulässt, aber möglich ist es alle Mal, z.B. im Falle einer kugelförmigen Parklaterne, deren Flare um die vollen 360° zu sehen ist, da sie immer zum Betrachter geneigt ist.

<b>Rotierend:</b>

Der Haken dieser Option bestimmt die Art der Flare: unbeweglich, oder rotierend. Ist der Haken nicht gesetzt, wird die Flare starr eingebaut, was ich mir persönlich bei den Lichtsignalen vorstellen könnte, die eine ausgeklügelte Optik verfügen und das Licht sehr konzentriert in einer Richtung ausstrahlen.

<b>Anfang:</b>

Der Anfang bestimmt den Abstand des Modells zum Betrachter (zur Kamera), bei dem die Flare anfängt.




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