Best Practices für leuchtende Materialien in SketchUp

In meinem Beitrag über künstliche Lichtquellen in SketchUp habe ich mich bereits mit verschiedenen Techniken für realistische Beleuchtung in SketchUp befasst (Best Practices für Beleuchtung und Materialien in SketchUp).

Es gibt aber noch eine weitere Methode, Licht zu erzeugen und Objekte aus Ihren SketchUp-Projekten zum Leuchten zu bringen: selbstleuchtende Materialien. Die selbstleuchtenden Materialien, die in diesem Beitrag vorgestellt werden, können zwar Licht ausstrahlen – aber sie leuchten anders als künstliche Lichtquellen. Selbstleuchtende Materialien können Effekte erzeugen, die mit künstlicher Beleuchtung nicht möglich sind, sowie Objekte zum Leuchten bringen – auch im Dunkeln.

Wenn Sie ein Material in ein selbstleuchtendes Material verwandeln, erzeugen Sie eine strahlende Lichtquelle, der Sie eine beliebige Form zuweisen und die Sie sogar mit einer Textur versehen können. Mit selbstleuchtenden Materialien können Sie also extrem kreativ umgehen. Zum Leuchten werden häufig Objekte gebracht, die in der Realität zum Teil Licht ausstrahlen, wie z. B. TV- oder Computerbildschirme, die Bremslichter eines Autos oder Notausgangsschilder. Sie können aber auch selbstleuchtende, strahlende Materialien dafür einsetzen, Bereiche Ihres Modells zu beleuchten, in denen Beleuchtungskörper unpraktisch wären, so z. B. wenn Sie den Effekt von Deckeneinbauleuchten erzeugen möchten.

Wann selbstleuchtende Materialien oder wann künstliche Beleuchtung verwendet werden soll, ist nicht immer leicht zu beantworten. Beide Optionen haben ihre Vor- und Nachteile. Diese Vor- und Nachteile zu kennen, kann ausschlaggebend sein, wenn Sie Ihrem Projekt noch mehr Realismus verleihen möchten. In diesem Beitrag erfahren Sie, was selbstleuchtende Materialien sind und wie man sie in SketchUp mit dem Material-Editor von Enscape anwendet und anpasst. Dazu zeige ich Ihnen ein paar Anwendungsfälle. Dabei werden Beispiele aus SketchUp gezeigt, aber selbstverständlich können Sie auch in Revit, Rhino und ArchiCAD mit selbstleuchtenden Materialien arbeiten!

Was ist ein selbstleuchtendes Material?

Selbstleuchtende Materialien sind Materialien, deren Oberfläche Licht ausstrahlt. Wird ein selbstleuchtendes Material in eine Szene eingefügt, so wird es als sichtbare Lichtquelle gerendert. Je nach eingestellter Lichtstärke kann das Objekt sogar seine Umgebung ausleuchten. Der große Vorteil von selbstleuchtenden Materialien ist, dass Sie damit komplexe, Licht emittierende Formen erstellen können – Sie können also kreativ damit umgehen! Sehen Sie sich das Bild unten an: Ich habe ein paar Formen in SketchUp erstellt und das ihnen zugewiesene weiße Standardmaterial als selbstleuchtendes Material definiert.

 Best Practices for Emissive Materials in SketchUp-2

Einfache geometrische Formen mit weißem Material

Dieselben geometrischen Formen mit selbstleuchtendem Material

Dieselben geometrischen Formen mit selbstleuchtendem Material

Selbstleuchtende Materialien werden bei der Berechnung der globalen Beleuchtung berücksichtigt. Globale Beleuchtung (Global Illumination, GI) ist ein wichtiges Element beim Rendern realistischer Szenen. Trifft Licht auf eine Oberfläche, wird die Lichtstrahlung von der Oberfläche nicht geschluckt, sondern abgelenkt oder reflektiert. Im Kontext der GI erzeugen diese Rückstrahlungen ein indirektes Licht, mit dem Bereiche Ihres Gebäudes beleuchtet werden, die möglicherweise kein Kunstlicht oder keinen direkten Zugang zum Sonnenlicht haben, wie z. B. ein langer Gang oder die Ecken eines Raums. Selbstleuchtende Materialien sind Teil dieser GI-Berechnung, d. h. sie emittieren indirektes Licht. Sie können damit zwar keine Spotlights simulieren, aber Sie können z. B. das Leuchten eines TV-Bildschirms nachahmen.

Schauen wir uns an, wie Sie ein Material in SketchUp als „selbstleuchtend“ definieren: Mit dem Material-Editor von Enscape benötigen Sie nur zwei Klicks! Öffnen Sie als Erstes den Material-Editor, indem Sie auf die Schaltfläche im Enscape-Menüband klicken oder im Enscape-Drop-down-Menü die Option Enscape-Materials (Enscape-Materialien) wählen. Nutzen Sie anschließend das anwendungseigene SketchUp-Auswahltool, um das Material auszuwählen, das Sie als „selbstleuchtend“ definieren möchten. Hier können Sie verschiedene Einstellungen in Bezug auf das Material vornehmen: Um das Material als „selbstleuchtend“ zu definieren, aktivieren Sie einfach das Kontrollkästchen neben Self Illumination (Selbstbeleuchtung).

3_Check the Self Illumination box to make your material emissive (1)Aktivieren Sie das Kontrollkästchen Self Illumination (Selbstbeleuchtung) des Materials

4_an-emissive-surface-emitting-white-light-and-creating-shadowsEine selbstleuchtende Oberfläche, die weißes Licht emittiert und Schatten erzeugt

Wie Sie im Bild sehen, strahlt die Materialoberfläche ein sehr helles Licht aus, das weichere Schatten erzeugt. Sselbstleuchtende Materialien werden einmal weniger als Kunstlicht reflektiert, was dazu führt, dass die Lichtstrahlen nicht so häufig um Ecken geführt werden können. Die Helligkeit des Materials stellen Sie mit dem Schieberegler Luminance (Luminanz) ein.

TIPP: Im Enscape-Modus Draft (Entwurf) ist die globale Beleuchtung ausgeschaltet. Dies führt dazu, dass das Licht Ihres selbstleuchtenden Materials nicht mehr reflektiert wird. Die Oberfläche ist nach wie vor hell (siehe Bild unten), aber die Materialien tragen nicht mehr zur Gesamtbeleuchtung der Szene bei.

Beispiel eines selbstleuchtenden MaterialsEin selbstleuchtendes Material emittiert Licht, das im Raum reflektiert wird

Best Practices for Emissive Materials in SketchUp-11Dasselbe selbstleuchtende Material im Entwurfsmodus

TIPP: Selbstleuchtende Materialien können ein Rauschen verursachen. Diese Art von Oberflächen verursacht ein gewisses Rauschen, das man als Lichtrauschen kennt. In einem solchen Fall können Sie als Abhilfemaßnahme die selbstleuchtende Oberfläche vergrößern oder ihre Helligkeit verringern. Es empfiehlt sich, möglichst große selbstleuchtende Flächen zu verwenden, um das Rauschen zu vermeiden.

Selbstleuchtende Materialien sind so vielseitig, weil Sie damit sowohl Farben als auch Texturen beleuchten können. Um eine Farbe auf Ihr selbstleuchtendes Material anzuwenden, wählen Sie einfach eine Farbe aus dem Drop-down-Menü im Material-Editor von Enscape aus.

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Eine selbstleuchtende Oberfläche strahlt blaue Farbe aus

Best Practices for Emissive Materials in SketchUp

Materialfarbe und ausgestrahlte Farbe sollen identisch sein

TIPP: Um die Farbe Ihres Materials exakt an die Farbe anzupassen, die als Licht ausgestrahlt wird, kopieren Sie einfach den Farbwert aus der Registerkarte Advanced (Erweitert) des Drop-down-Menüs Albedo und fügen Sie ihn in den gleichen Bereich im Menü Emissive color (Ausgestrahlte Farbe) ein.

Schauen wir uns jetzt an, wie sich Texturen auf das Aussehen der Oberflächen auswirken. Für dieses Beispiel habe ich einen Holzboden als Textur verwendet, um den Effekt hervorzuheben. Es bleibt Ihnen überlassen, ob Sie die Farbe des ausgestrahlten Lichts an die Farbe des Materials selbst anpassen. Das generische weiße Licht, das ausgestrahlt wird, wird leicht in der Farbe der Textur eingefärbt sein. Wenn Sie den Effekt intensivieren möchten, können Sie die Farbe des ausgestrahlten Lichts anpassen (siehe folgenden Screenshot).

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Textur anwenden und Farbe anpassen

 

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Auch die auf ein selbstleuchtendes Material angewendete Textur leuchtet

Selbstleuchtende Materialien können aber auch Nachteile haben. Ist die Geometrie, auf die Sie ein selbstleuchtendes Material angewendet haben, auf dem Bildschirm nicht sichtbar, kann es gelegentlich vorkommen, dass das von der Oberfläche ausgestrahlte Licht unter Umständen nicht zum tatsächlichen Beleuchtungsgrad der Szene beiträgt. Wenn Sie z. B. ein selbstleuchtendes Material auf eine Geometrie anwenden und die Kamera so drehen, dass die Geometrie nicht mehr im Blickfeld ist, wird das von der Oberfläche ausgestrahlte Licht möglicherweise nicht mehr dargestellt. Tritt dieser unerwünschte Effekt auf, ändern Sie die Kameraperspektive, bis ein Teil der Geometrie wieder sichtbar ist. Das ausgestrahlte Licht müsste wieder zu sehen sein.

So verwenden Sie selbstleuchtende Materialien in SketchUp

Eine wirksame Methode, den Realismus Ihrer Szene mit selbstleuchtenden Materialien zu steigern, ist die Beleuchtung digitaler Bildschirme. Haben Sie schon einmal die gerenderte Szene eines Wohnzimmers mit Fernseher oder eines Büros voller Computerbildschirme gesehen und das Gefühl gehabt, dass da etwas nicht stimmt? Das liegt daran, dass wir im echten Leben von leuchtenden Bildschirmen umgeben sind. Das Anwenden eines schwach selbstleuchtenden Materials kann Ihrer Szene diese fehlende Echtheit verleihen. Sehen Sie sich das Wohnzimmer im unteren Bild an. Der Raum sieht schon ziemlich gut aus, aber der Fernseher und das Tablet wirken etwas flach.

Wie wendet man selbstleuchtende Materialien in SketchUp-Projekten in Enscape an? Wählen Sie die Textur auf dem Bildschirm mit dem Auswahltool aus. Sie sehen die Textur im Albedo-Bereich des Material-Editors von Enscape. Aktivieren Sie einfach die Option Self Illumination (Selbstbeleuchtung), damit der Bildschirm Licht ausstrahlt. Passen Sie die Helligkeit nach Belieben an: Wahrscheinlich muss das Objekt nicht so hell leuchten, dass es zur Gesamthelligkeit des Raums beitragen muss. Es reicht aus, wenn ein sichtbares Glimmen ausgestrahlt wird. Die Farbe des ausgestrahlten Lichts können Sie stets auf die jeweilige Situation anpassen. Im Bild habe ich diese Anpassung für den Fernseher vorgenommen, aber das Tablet mit dem standardmäßigen weißen Licht belassen. Lassen Sie Ihrer Kreativität freien Lauf!

Gerendertes Bild eines Wohnzimmers

Szene mit gemütlichem Wohnzimmer

Emissive Materials-1Achten Sie auf die Reflexion auf dem Kaffeetisch!

Eine weitere Methode, mit selbstleuchtenden Materialien die Echtheit einer Szene zu erhöhen, ist deren Anwendung auf kleine leuchtende Elemente, die wir jeden Tag sehen. Zu meinen Lieblingsanwendungen gehört die Verfeinerung von Automodellen. Das Bild unten soll ein Auto im Leerlauf in der Haupteinfahrt darstellen. Da aber keines der Rücklichter leuchtet, wirkt die Szene nicht besonders realitätsnah. Lassen Sie einfach ein paar Materialien strahlen, und schon sieht es so aus, als könnte das Auto gleich wegfahren.

TIPP: Kombinieren Sie selbstleuchtende Materialien mit Kunstlicht. Enscape rendert nicht die eigentliche Quelle des Kunstlichts, sondern nur das Ergebnis: Sie sehen zwar nicht den Punkt, von dem das Licht ausgeht, aber es ist sichtbar, wie das Licht auf einen Bereich der Szene trifft. Definieren Sie die Geometrie im Innern der Lichtinstallation als „selbstleuchtend“, um einen realistischen Beleuchtungseffekt ohne jegliche Nachbearbeitung zu erzielen.

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Schon ein wenig Licht …

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... kann Ihre Szene viel realistischer aussehen lassen!

Selbstleuchtende Materialien eignen sich auch optimal, wenn Sie den Lichteffekt einer LED-Leuchte nachahmen oder Bereiche beleuchten wollen, die mit Kunstlicht nur schwer zu erreichen sind. Nehmen Sie zum Beispiel Deckeneinbauleuchten oder LED-Leuchten an den Oberseiten von Schränken. Solche Leuchten finden sich sowohl in Wohnhäusern als auch in Bürogebäuden oder Geschäften.

Diesen Effekt mit Kunstlicht zu erzielen, ist mitunter zeitaufwendig und verfehlt unter Umständen das angestrebte Ziel. Verwenden Sie stattdessen selbstleuchtende Materialien. Das geht in der Regel ganz schnell und einfach, da die Geometrie bereits vorhanden ist. Bringen Sie einfach ein selbstleuchtendes Material an der richtigen Stelle an – und schon entsteht der Effekt einer eingelassenen LED-Lichtschiene.

TIPP: Im Gegensatz zu anderen Arten von indirektem Licht werden selbstleuchtende Materialien – wie auch andere vorhandene Farben oder Texturen – in den Reflexionen sichtbar. Es ist allerdings nicht möglich, eine 100-prozentige Genauigkeit bei Reflexionen zu garantieren: Je mehr Geometrie vorhanden ist, desto unwahrscheinlicher ist es (aus Leistungsgründen), dass die Reflexionen genau dargestellt werden. Deshalb: Wenn Reflexionen ein wichtiger Teil Ihrer Szene sind, empfehlen sich einfache Geometrien.

Selbstleuchtende Materialen vs. künstliche Beleuchtung 

Was sollten Sie also bei der Abwägung zwischen selbstleuchtenden Materialien und Kunstlicht beachten? In vielen Fällen ist es zunächst unklar, welche Art von Beleuchtung sich am besten für eine gegebene Situation eignet. In der folgenden Tabelle finden Sie einen Überblick über alle Stärken und Schwächen von selbstleuchtenden Materialien und künstlicher Beleuchtung.

  SELBSTLEUCHTENDE MATERIALIEN KÜNSTLICHE BELEUCHTUNG
Form und Größe Beleuchtet alle möglichen Oberflächen und Formen Eingeschränkt auf bestimmte Typen und Größen (Spotlight, Kugellicht, Rechtecklicht, Scheibenlicht und Linienlicht)
Licht Gefahr von Rauschen, besonders bei starken und kleinen Quellen Nahezu rauschfrei
Schatten Eher unscharfe Schatten Scharfe Schatten
Reflexion Benötigt eine indirekte Reflexion, um sichtbar zu sein Direkt sichtbar, hat also eine indirekte Reflexion mehr als selbstleuchtende Materialien
Anpassung Farbe kann geändert werden; es kann eine Textur zum Beleuchten angewendet werden Nur die Farbe kann geändert werden
Leistung Beansprucht weniger Leistungskapazität als Kunstlicht Eine hohe Anzahl von Kunstlichtquellen kann das Real-time-Rendering beeinträchtigen
Sichtbarkeit Beleuchtung u. U. nicht wirksam, wenn die Quelle nicht im (Kamera-)Bild ist Licht ist immer sichtbar, auch wenn die Kamera nicht auf die Quelle gerichtet ist
Anpassung der Helligkeit Muss individuell gedimmt oder aufgehellt werden Kann über das Enscape-Menü Settings (Einstellungen) zentral ein- und ausgeschaltet werden
Quelle Strahlt Licht aus und zeigt, woher das Licht stammt Strahlt Licht aus, zeigt aber keine sichtbare Quelle


Form und Größe:
Selbstleuchtende Materialien können auf Geometrien jeglicher Größe oder Form angewendet werden. Ihrer Kreativität sind im Grunde keine Grenzen gesetzt! Künstliche Beleuchtung hat hingegen vordefinierte Formen und Größen.

Licht: Diffuses Licht kann unter Umständen starkes Rauschen verursachen, besonders wenn die selbstleuchtende Fläche klein und hell ist. In solchen Fällen empfiehlt es sich, ein Flächen- oder Punktlicht zu verwenden, da Kunstlicht nahezu rauschfrei ist.

Schatten: Das von selbstleuchtenden Materialien ausgestrahlte Licht erzeugt unscharfe, sehr verschwommene Schatten. Wenn Sie scharfe, saubere Grenzen zwischen hell und dunkel wünschen, empfehlen sich eher Spotlights.

Reflexion: Selbstleuchtende Materialien werden einmal weniger als Kunstlicht reflektiert. Das führt dazu, dass die Lichtstrahlen nicht so häufig um Ecken geführt werden können. Kunstlicht wird einmal mehr reflektiert und ist daher in der Regel heller.

Anpassung: Kunstlicht lässt sich mit einer Farbe versehen, was nützlich ist, wenn Sie eine bestimmte Atmosphäre oder einen besonderen Effekt erzeugen möchten. Aber mit selbstleuchtenden Materialien können Sie nicht nur eine Farbe, sondern auch eine angewendete Textur beleuchten – Ihrer Kreativität sind damit keine Grenzen gesetzt.

Leistung: Das Einfügen einer hohen Anzahl künstlicher Lichtquellen kann die Leistungskapazität beeinträchtigen, selbst wenn Sie eine leistungsstarke Grafikkarte haben. Wenn das Rendering Ihres Projekts mit Verzögerung läuft, verwenden Sie stattdessen selbstleuchtende Materialien.

Sichtbarkeit: Es kann vorkommen, dass das Licht von selbstleuchtenden Materialien „verschwindet“, wenn die Quelle nicht direkt im Blick der Kamera ist. Auch wenn sich die Lichtquelle hinter der Kamera befindet, ist das ausgestrahlte Licht unter Umständen nicht sichtbar. Das von künstlichen Leuchten abgegebene Licht ist immer sichtbar.

Anpassung der Helligkeit: Die Helligkeit Ihrer künstlichen Leuchten können Sie einzeln einstellen. Wenn Sie die Helligkeit aller Beleuchtungskörper gleichzeitig erhöhen oder alle Leuchten auf einmal ausschalten möchten, nutzen Sie den Schieberegler Luminance (Luminanz) in der Registerkarte Advanced (Erweitert) des Enscape-Menüs Settings (Einstellungen). Diese Einstellung wirkt sich nicht auf selbstleuchtende Materialien aus: Wenn Sie diese dimmen oder ausschalten möchten, müssen Sie die Einstellungen für jedes Material einzeln anpassen.

Quelle: Selbstleuchtende Materialien geben Licht ab und zeigen, woher das Licht stammt: Die jeweilige Lichtquelle ist sichtbar. Bei Kunstlicht sehen Sie nur das ausgestrahlte Licht, aber nicht die Quelle dieses Lichts in Form eines Punktes oder einer anderen Form.

Rendering von Enscape-Forumsnutzer Tas_1985

Rendering von Enscape-Forumsnutzer Tas_1985

Fazit

Selbstleuchtende Materialien haben zahlreiche Vorteile und können Ihrem Projekt mehr Realismus verleihen. Anwendung und Einstellung funktionieren ganz schnell und einfach. Mit selbstleuchtenden Materialien bringen Sie Bildschirme zum Leuchten und ahmen LED-Beleuchtung nach. Auf diese einfache Weise bereichern Sie Ihr Projekt mit ansprechenden, anregenden Elementen. Bei Kundenpräsentationen geht es nicht lediglich darum, das Projekt vorzustellen: Ihr Ziel muss vielmehr sein, dass sich der Kunde tatsächlich vorstellen kann, in dem Gebäude zu leben oder zu arbeiten. Mit selbstleuchtenden Materialien lässt sich eine solche Umgebung ganz schnell schaffen.

Eine ausgewogene Kombination aus selbstleuchtenden Materialien und Kunstlicht kann den Ausschlag geben und bewirken, dass Ihr Kunde die Verwirklichung seines Traumprojekts vor sich sieht. Dabei muss man abwägen, wann welche Art von Licht am besten geeignet ist, um den gewünschten Effekt zu erzielen. Überlegen Sie in jeder Situation sorgfältig, welche Art von Beleuchtung am besten passt – und das Ergebnis wird Ihre Kunden begeistern!

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