Peter Schlehmil, Carl Barks, John Lasseter and Andy Kopra

Writing mental ® Shaders


Ein Exkurs von © Franz Krahberger




Ich nehme das bei Springer New York Wien erschienene Handbuch Writing mental ray ® Shaders von Andy Kopra zum Anlass in expanded sense meine Anmerkungen zu machen.

Vor mehr als 50 Jahren habe ich die Welt als Labyrinth des roemischen Kunst-, Literatur- und Kulturhistorikers Gustav Rene Hocke erstmals mit Gewinn gelesen. Seitdem habe ich mir angewoehnt, die Welt in grossen Zeitboegen zu betrachten und so zu synoptisch gerafften Einsichten und Erkenntnissen zu kommen. So wie Hocke im Manierismus der Renaissance Parallelen zu Surrealismus erkennen konnte, koennen wir heutige das Bauhaus, den Surrealismus, Dadaism, Konstruktivismus, Futurisimo, Suprematismus, aber zbsp.auch die Popart den Ergebnissen der Neuen Medien Kunst und Kultur gegenueber stellen.

Ein ordentlich lebend Ding braucht seinen Schatten. Hat es den nicht, fuerchtet es der Mensch als ob es ein Geist oder der Teufel selbst waere. So erzaehlt es uns Adelbert von Chamisso in seiner wundersamen Geschichte des Peter Schlehmil. Der verkauft seinen Schatten fuer ein unerschoepfliches Guldensaeckel an einen seltsamen Gesellen, der sich im Laufe der Geschichte als der Teufel selbst erweist. Der hat nun zwei Schatten zum Vorzeigen, den seinen und den, der dem Schlehmil fehlt. Jeder, der ihm bei Tageslicht begegnet, flieht ihn, weil er meint im schattenlosen Schlehmil einen Geist vor sich zu haben. Der ist jetzt zwar schattenlos steinreich, wird dessen nicht aber froh, weil er sich bloss im Dunkel ins Freie wagen darf, ohne Aufsehen zu erregen.


Eine ordentlich kuenstlich Ding braucht ebenso seinen Schatten und so realisierte John Lasseter fuer die Pixar Animation Studios den computeraninmierten Kurzfilm Luxor jr., die schlichte filmische Studie einer Nachttischlampe, die sich bewegte, Licht ausstrahlte und ihren Schatten warf. Die Computeranimation wurde fuer den Oskar nominiert und gewann auf Anhieb eine der ersten Goldenen Nicas der Ars Electronica fuer Computeranimation 1987 in Linz.

Luxor Junior

Die Fachwelt staunte, obwohl der Zeichentrickfilm seit Jahrzehnten mit grosser Akribie und Liebe zum Detail vergleichbares zuwege gebracht hatte. Es war also nicht die Revolution einer neuer Form, einer neuen Kunstgattung, sondern eines neuen Mediums. Denn das Ding kam aus dem PC. Silicon Graphics, Hersteller von besonders leistungsstarken Workstations war ploetzlich in aller Munde, wie auch die SIGGRAPH, die alljaehrliche Fachmesse der C+ Animateure.

Wikipedia: John Lasseter arbeitete schon während seines Kunststudiums am Californian Institute of the Arts bei der Walt Disney Company. Ab 1975 war er für fünf Jahre in der Firma beschäftigt und arbeitete als Animator an Filmen wie Cap und Capper. Inspiriert durch die ebenso innovative wie erfolglose Disney-Produktion Tron, versuchte sich Lasseter gemeinsam mit dem Animator Glen Keane an einem computeranimierten Trickfilm. 1984 besuchte Lasseter die special effects computer group von Lucasfilm und kündigte bei Disney. Lasseter gestaltete eine spektakuläre Szene für die Spielberg-Produktion Das Geheimnis des verborgenen Tempels (1985) und ließ einen gläsernen Ritter aus einem Kirchenfenster herausspringen und lebendig werden.

Die Naehe zu Disney zeigte sich wohl auch in der Wahl des Sujets von Luxor jr. Ich erkenne darin die Mutation das genialen Helferleins des Daniel Duesentrieb, in die Welt zeichnerisch gesetzt von Carl Barks.

Die Naehe zu Disney und die perfekte Arbeit, die Lasseter in Linz eingereicht hatte, signalisierte knallhart den obersten Level der Computerkunst, bereits abgestimmt auf die globale Massendistribution.

Mit TinToy erhielt er im selben Jahr den Oscar und mit der Toy Story eroberte Lasseter 1995 gemeinsam mit Disney das Kino im abendfuellenden Langfilm Grossformat.

Dieser Film war fuer mich sowohl faszinierend wie auch ennervierend. Einerseits geriet die Story ueber das inhaltliche Zeichentrickrepertoire nicht hinaus und andererseits machte ich erstmals die Erfahrung, das Computer Bild aus der digitalen Konserve in der visuellen Rezeption im uebertragenen Sinn hart wie eine Betonwand sein kann. Eine Erfahrung, die man auch physisch im Auge verspuert. Mir geht es zumindest so.

Zwanzig Jahre spaeter hat John Lasseter mit dem Film Cars die Betonwand ueberwunden. Full Speed...


Natuerliche Wahrnehmung versus Wirkung des Artefaktes bleibt allerdings ohendies weiterhin ein Thema. Koennen wir von der Natur kaum mehr lernen, da sie uns zunehmend aus dem Gesichts- und Wahrnehmungsfeld verschwindet, bzw. wir sich ihr entziehen, entkommen wir doch nicht der Evolution, die naturgemaess in uns selbst steckt und nicht in der veraeusserten Technologie.

Peter Schlehmils wundersame Geschichte, erstmals erschienen 1813, lehrt uns weiteres. In Wort und Bildern, die Illustrationen zu meiner Ausgabe aus dem Jahre 1920 stammen von George Cruikshank, hat sich immer schon unwirkliches, phantastisches, geisterhaftes und uebersinnliches erzaehlen und zeigen lassen. Paranormalitaet und Wirklichkeit sind im Surrealismus eine Symbiose eingegangen. Dieser magischen Kunstwelt begegnen wir heutzutage in Fuelle in Form von Fantasy Produkten. Die Faehigkeiten und die scheinbar unbegrenzten Moeglichkeiten der Maschine verfuehren zum Traeumen (Ted Nelson Dreaming Machines).

Vor mehr als einem Jahrzehnt habe ich meinem Essay Little Nemo & Alice Instant Dreams (aus dem Band Babylonprojekt) festgestellt, dass mittels des Computers Konzeptvorstellungen verwirklicht werden koennen, die ansonsten in der Realitaet, in der wahrnehmbaren Wirklichkeit keinen Platz haetten. Kuenstliche Welten, echte Artefakte, die allein im virtuellen Heim der digitalen Festplatte existieren, und nicht bloss Imaginationen sind, entstehen.

Little Nemo & Alice

So laesst sich heute technisch gesehen ein computer animierter Film von Peter Schlehmils Geschichte leicht herstellen. Der Teufel mit zwei Schatten, und sein Geschaeftspartner, der ohne Schatten ungluecklich durchs Leben laufen muss. Das laesst sich in Zeichentrick kaum vorstellen. In der Computeranimation wird es selbstverstaendlich machbar. Das Medium schafft nicht nur einen neuen Zugang zum Thema, es erweitert die Dimension, und traegt so ahnbar weiteres Potential in sich.

Auf You Tube findet sich ein Take - max/maya 2008 mental ray production library demo, in dem real abgefilmter Hintergrund, bewegte Objekte, animierte Figuren im Sinne eines frei geordneten triadischen Ballettes (erinnere Bauhaus Oskar Schlemmer) vereint und virtuell digital choreographiert worden sind.

Hersteller ist mental images gesmbh, Standort Berlin > for rendering imagination visible, zu der Andy Kopra, Verfasser des Lehrbuches Writing mental ray Shaders eine enge Beziehung hat. Der umfangreiche Band, mitgeliefert die Software auf CD, ist 2008 bei Springer Wien New York erschienen und ist auf jeden Fall die virtuelle Reise der Durchsicht und Lektuere wert. Die klug aufgebaute Softwaredescription fuer Anwender aller Art kostet 163,- Euronen. Arbeits- und Lernzeit muss naturgemaess selbst investiert werden. Aber dann hat man was in petto.

Writing mental ray ® Shaders

A Perceptual Introduction
Series: mental ray® Handbooks , Vol. 3
Kopra, Andy
2008, XIV, 635 p. 171 illus. in color., Softcover
ISBN: 978-3-211-48964-2


About this book

A tutorial introduction to mental ray shader programming
Includes the full source code for 100 shaders
Illustrated with over 200 rendered scenes and diagrams

An increasing number of artists and programmers in visual effects and broadcast production now use mental ray, a high performance rendering engine for generating photorealistic images. This book details the aesthetics of rendering with mental ray. It describes the varieties of shader programming from the point of view of increasing perceptual complexity: from color, to the effects of light, to the manipulation of shape, to the output of the final image. It includes many example shaders, including the simplest shader possible in each category that can serve as a starting point for further customization. These examples will also provide a basis for training artists interested in extending their technical skills by learning how the write shaders for mental ray.

Written for:

Computer graphics students and researchers, CAD/CAE software programmers, digital visual effects programmers and artists, feature animation design programmers and artists, designers and programmers of 3D modeling applications

Keywords:

computer graphics
mental ray
shader programming

Volume 3:
Writing mental ray Shaders: A perceptual introduction
Andy Kopra
Contains cd-rom with mental ray standalone
Springer Verlag Wien New York

Siehe also On-Line: Writing Shaders






Der erfolgreiche Film- und Computeranimateur Andy Kopra behandelt folgerichtig die visuelle Hierarchie von Farbe, Licht, Form und Gestalt, Raum und Image. Bereits im 15.Jahrhundert zeichnete sich in der italienischen Malerei das Zusammenspiel u.a. von Colorire Farbgebung, Disegnatore Kontur und varieta, der Mannigfaltigkeit, ab. Fast ein halbes Jahrtausend hat die stetige Entwicklung und deren Variationen gedauert, bis der Sprung vom Tafelbild mit seinen illusionistischen Techniken bis zum perfekt animierten bewegten generierten Bild gelungen ist. Erst jene Technologien, die aus der Nutzung der Elektriztaet entstanden sind, die Neuen Medien, liessen diesen Sprung endgueltig vollziehen.
Auch das dauerte mehr als hundert Jahre, denn so neu sind die Neuen Medien nicht.

Dem kuenstlichen Spiel von Licht und Dunkel, von Farbe und Schatten stehen neue Moeglichkeiten offen. Abgesehen davon, dass erst daraus die Wahrnehmung von Koerper und Raum in Natura visuell moeglich ist, eroeffnen sich die Konstruktion kuenstlicher Welten, die unsere bisherigen Vorstellungen bei weitem uebersteigen. Paradox im Sinne der Zen Malerei eroeffnet sich ein leerer weisser Fleck noch nicht ausgeloteter Dimension, den keiner uebergelassen hat. Und das ist kein Teufelsspuk.

Leicht kryptisch wirkt die Dedication von Kopras Lehr- und Fachbuch. Er widmet es seinem Vater, den er als seinen lebenslangen Lehrer ansieht. Darueber stellt er aber das grosse Staubbild von Marcel Duchamp, Entwurf zum grossen Glas in monatelang gehegten Atelierstaub in strenger Geometrischer Form gezeichnet, und dessen Satz

For now we see through a Glass, darkly; but then face to face.


Die suprematistische Parodoxie von vergaenglichem Staub und strenger geometrischer Form mag noch mit der Beziehung und dem Gegensatz von natuerlicher und artifizeller Wahrnehmung zu tun haben. owohl Duchamp wie auch Edgard Varese mit seiner Looking Glas Theorie waren Maenner des Bruchs und des Uebergangs. Heute ist der Tunnel durchbrochen und die Neue Welt oeffnet sich von Tag zu Tag mehr. Wer das noch immer nicht begriffen hat, bleibt in der ewigen Analogie, in der Wiederholung und im Zitat stecken. Die Debatte ist jedoch noch lange nicht ans Ende gelangt.

Wie kommt Andy Kopra zur Qualifizierung der Eigenschaft Mental ?

Shading nach wikipedia

Als Shading wird die Berechnung der Farben an Oberflächen anhand der zugehörigen Materialeigenschaften und dem direkt von den Lichtquellen eintreffenden Licht bezeichnet. Shading kommt sowohl beim Echtzeitrendern als auch beim realistischen Rendern zum Einsatz. Die indirekte Beleuchtung durch Lichtreflexion zwischen Objekten bleibt dabei zunächst unberücksichtigt. Einen Spezialfall stellt sogenanntes Non-photorealistic Rendering dar, bei dem zum Beispiel aus ästhetischen Gründen Verfremdungen erzeugt werden.

Eines der in der realistischen Bildsynthese verwendeten Verfahren ist Raytracing. Raytracing ist zwar in erster Linie ein Algorithmus zur Verdeckungsberechnung, der auf der Aussendung von Strahlen basiert, kann aber in erweiterten Formen auch Lichtreflexionen und -brechungen berechnen. Um die globale Beleuchtung zu simulieren, werden Verfahren wie Path Tracing oder Photon Mapping verwendet, die auf Raytracing basieren.

Andy Kopra in Chapter 1.1. Vol.3 A visual hierarchy: color, light, shape, space, image

The mental ray rendering software is itself a pretty tall building. But it also provides for users of the software to make their own additions to its structures. These additions are called shaders, and are executed throughout the whole of the rendering process.

Individual experience, however, will argue for one ordering of the hierarchy over another. Do you find the overall color of an object more or less important than its shape ? The psychology of perception has a lot to say about this, too. Some factors are hard-wired into our consciousness, like the eye-brain mechanism that emphasizes edges (and which results in the unevem coloring known as Mach banding). Other factors are cultural or based on the unique experiences of the individual.

Mental meint also subjective, individuelle Wahrnehmung. Tatsaechlich wiesen die ersten Progamme zu wenig Freiheitgrade auf, und man machte wohl mehr das, was die Maschine konnte und wollte, als man selbst sich vorgestellt hat. So gesehen waren Programme durch ihre Programmierer beschraenkte Korsette, die man erfuellen hatte. Das fuehrte eine zeitlang zu einer Art monokulturellen Computer Aestheik, die als globaler Anspruch voellig missverstanden worden ist.

Anhand der Websters Eintragung laesst sich noch im allgemeinen ueber den Begriff des Mentalen reflektieren.




Websters Free On Line Edition

Ich warne davor, die kuenstlichen artifiziellen Welten mit den Wissenschaften, insbesondere mit den erkennenden und messenden, also den empirischen Wissenschaften gleich setzen wollen. Die technologisch visuelle und materialanalytische Sensorik, die heute unser Weltall und den Mikroraum auslotet, ist bedeutend avancierter, als sich das Dagobert und Daisy Jedermann an ihrem PC oder Laptop vor zu stellen vermoegen. Der Bereich der Kunst mag auch nicht der Objektivitaet allein unterworfen sein, obwohl ich dem Realismus durchaus seine Ansprueche zubillige. Doch die Kunst ist ebenso das weite Land der Phantasie, der Seele, der sensiblen Wahrnehmung, der Erfindung und der Konstruktion. Und sich solchen Faehigkeit programmtechnisch mit Scheuklappen zu verschliessen, waere schlicht dumm. Nicht nur im Bereich xder Informatik, sondern eben auch in der allgemeinen humanoiden wie tierischen Wahrnehmung.

Traeume, but dont do it in the way of Instant Dreams like trinking Instant Coffee.

Vielleicht finde ich einen phantasiebegabten und flexiblen C-Programmierer mit dem ich den Schlemihlischen Schattentanz von Chamisso
, dem gegenueber der Faust in zwei Teilen des alten Herren Goethe aus Weimar etwas schwerfaellig wirkt, schelmisch umsetzen kann. Das Angebot sei hiermit fuers erste unverbindlich gemacht.


German Mental Ray Forum

Alice Shockwave Flash Stuff



·^·