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Gestaltung und Produktion
               prozedural erzeugter Digitaler Medien

               am Beispiel abstrakter Formen




                                                                    Quelle:http://www.flickr.com/photos/kozmoczki-attila/4887640479/

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M. Steinberg                                             12.01.2011
                   Gestaltung und Produktion prozedural erzeugter Digitaler Medien am Beispiel abstrakter Formen                4 4
Ablauf
 Einleitung: Definition von „prozedural“

 Abstrakte Formen

 Prozedurale Inhalte bei Digitalen Medien

 Werkzeuge und Algorithmen

 Vor- und Nachteile prozeduraler Erzeugung

 Zusammenfassung / Subsumption

 Quellen / Links

M. Steinberg
M. Steinberg                                         12.01.2011
               Gestaltung und Produktion prozedural erzeugter Digitaler Medien am Beispiel abstrakter Formen   5 5
Procedural techniques are code
segments or algorithms that specify some
characteristic of a computer-generated
model or effect. (Ebert et al.)




                                                                                      Quelle: http://www.flickr.com/photos/mngyver/

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Praktisches Beispiel
 Kein Foto (Pixel) zur Darstellung
  einer Pflanze,
        Pflanze wird erst über Regeln
         definiert, virtuelle Pflanze wird
         erzeugt und dargestellt,

 Prozeduren (Methoden,
  Abläufe) generieren Objekte,

 Abfolge von Anweisungen bzw.
  Algorithmen,

 Objekte werden vom Computer
  über Algorithmen dynamisch in
  Echtzeit (auf Anfrage) erzeugt.

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SYNTH: 100% pure math art!




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               Gestaltung und Produktion prozedural erzeugter Digitaler Medien am Beispiel abstrakter Formen   8 8
Prozedurale Techniken
 Algorithmen (Programmiercode) für Beschreibung und
  Erzeugung von Eigenschaften und Aussehen von z.B.
  Oberflächen, Objekten, Landschaften, Gebäuden,
  Welten, Spielinhalten, ….
 Abstrakt: Welt mit mathematischer Beschreibung
        Über Geometrie und wiederkehrende Formen möglich,
        “The simplest mathematical objects are numbers, and the
         simplest of nature’s patterns are numerical.“ (I. Stewart)
        Blumen haben z.B: meist 3,5,8,13,… Blätter (Fibonacci).
 Je abstrakter, desto einfacher umsetzbar.
 Erstellung geometrischer, komplexer Formen und
  Modelle.
 Techniken auch für andere Themen der Informatik
  adaptierbar.

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Abstrakte Formen




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Selbstähnlichkeit
 Eins der mächtigsten Konzepte der Programmierung ist
  Rekursion:
        Ablauf (Prozedur) ist unterteilt in Sequenzen der Wiederholung
         von sich selbst.
        Einfaches Beispiel (nach Stewart) ist eine Mauersteinwand
        Prozedur Wanderstellung ist über Replikation von sich selbst
         definiert.
 Stopp, wenn Wand hoch genug (Abbruchbedingung).




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Inhaltsgenerierung Multimedia
Procedurale Content Generation (PCG)

 Z.B. Texturen, 3D-Körper und Welten, Partikel, Geräusche,
  Charaktere (Avatare), Animationsabläufe,
  Zufallsereignisse/anzahlen, Level, Spielinventar,
  Gegenstände, Texte, Sounds, …..

    Modellierung und Animation,
    Video und digitaler Film,
    Virtuelle Welten,
    Simulationsinhalte,
    Sound Generation.
    Spiele.

 Sonstige Inhaltsgenerierung (Text, Audio, Video,…) .
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Spiel: Spore-Editor




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Animation/Film: Ratatouille

 Prozedurale Erzeugung von Nahrung:




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               Gestaltung und Produktion prozedural erzeugter Digitaler Medien am Beispiel abstrakter Formen   1414
Weitere Anwendungsfälle
 System zur Simulation von Personenströmen
        Mit Hilfe von Simulation Wege nach Effizienz und
         Sicherheit beurteilen und verbessern.
 Mit Hilfe genetischer Algorithmen Optimierungen im
  Entwurf der Gebäude
        optimale Aufteilung Grundriss in Korridore und
         unterschiedliche Wohnungen.
 Generierung eines Gebäudes, basierend auf
  Regeln
 Selbstähnliche Strukturen in Städten
        Z.B.: Straßennetze einer Großstadt prozedural verlegen
         und die einzelnen Bauwerke an die erzeugten Netze
         anpassen.
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               Gestaltung und Produktion prozedural erzeugter Digitaler Medien am Beispiel abstrakter Formen   1515
Verbreitung prozeduraler Techniken

 Nimmt beständig weiter zu in letzten Jahren.

 Hoher Anspruch an realitätsgetreue Darstellung und
  abwechslungsreiche Digitale Medien.

 „Von Hand“ oft nicht zu bewältigen
        zu teuer und zu aufwendig, oder zu große
         Dateigrößen/Ladezeiten.


 Zufallsgenerierte Inhalte sorgen für sonst nicht
  mögliche Vielfalt an Lösungen, aber auch für
  gestalterischen Kontrollverlust.

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               Gestaltung und Produktion prozedural erzeugter Digitaler Medien am Beispiel abstrakter Formen   1616
Vorteile
 Umfangreiche Daten in unendlichen Variationen
  automatisiert erzeugbar,
 geringer initialer Speicherbedarf (durch Abstraktion
  als Algorithmus),
 keine Inkompatibilitätsprobleme durch
  verschiedene grafische Ausgabeformate,
 Änderungen und Anpassungen an Inhalten
  einfacher (z.B. Ratatouille Nahrung),
 Anpassung von Inhalten zur Laufzeit (in Echtzeit)
        Reagieren auf Kontext und Interaktion.
 Nutzer-generierte Inhalte mit Funktionen möglich
  („Owning“).
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M. Steinberg                                         12.01.2011
               Gestaltung und Produktion prozedural erzeugter Digitaler Medien am Beispiel abstrakter Formen   1717
Beispiel: Auflösung einer Textur
 Grafiker entscheidet zu Beginn, in welcher Auflösung eine Textur
  verwendet wird,
 Prozedural nicht notwendig:
        Textur kann variieren und wird für gegebene Situation passend erzeugt.
 Parametrische Kontrolle steuert und variiert zu erzeugende
  Inhalte:
        Größe eines Baums, Anzahl Beine und sonstige Eigenschaften über
         Parameter kontrolliert,
        Programm nutzt Zufallsgenerator, generiert für jede Ausführung neuen
         Inhalt.




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M. Steinberg                                           12.01.2011
                 Gestaltung und Produktion prozedural erzeugter Digitaler Medien am Beispiel abstrakter Formen   1818
Nachteile
 Erhöhte Rechenleistung nötig für komplexe
  Rechenvorgänge zur Erstellung der Inhalte in Echtzeit
        bei Rechenleistung moderner CPUs heute meist eher zu
         vernachlässigen.
 Teils Algorithmen mit hoher Komplexität
        Einarbeitungsaufwand, spezifisches Fachwissen, auch teuer.
 Nur ein Werkzeug für Problemlösung, keine Lösung an
  sich.
 Design, Ästhetik, Dynamik, Fantasie, Flow,
  Anreizmaßnahmen:
        nicht allein prozedural lösbar,
        insbesondere nicht „Look and Feel“ und emotionale
         Komponente bei Spielen (besonders wichtig) für „Addiction“
         (Suchtfaktor) und „Engagement“ (Bindung).
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                Gestaltung und Produktion prozedural erzeugter Digitaler Medien am Beispiel abstrakter Formen   1919
Design-Genauigkeit und Detailgrad
 Vielfalt gewonnen, aber Genauigkeit der Ergebnisse verloren.
        Wechselspiel zwischen Flexibilität/Vielfalt und gezielten Ergebnissen.

 Exakte Vorstellung von Ergebnis (künstlerischer bzw. gestalterischer
  Anspruch) oft nicht 100%tig erreichbar:
        Viele Ergebnisse, die alle exakter Vorstellung ähneln.

 Prozedurale Verfahren oft schwer nachvollziehbar, vor allem für
  Newbies,
 meist schwer zu programmieren und fehleranfällig.

 Je nach System, zu erzeugendem Inhalt bzw. Komplexität lange
  Berechnungszeiten
        Verzweigungen expandieren Komplexität und Berechnungszeit sehr schnell.

 Desto detaillierter, umso aufwendiger (bis rein prozedural unmöglich.)


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                   Gestaltung und Produktion prozedural erzeugter Digitaler Medien am Beispiel abstrakter Formen   2020
The details are not the details, the
  details are the design.




                                              Quelle: Zitat Charles Eames, Foto http://www.flickr.com/photos/30005284@N08/
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               Gestaltung und Produktion prozedural erzeugter Digitaler Medien am Beispiel abstrakter Formen            2121
Algorithmen und Werkzeuge




                                                               Quelle: http://www.flickr.com/photos/jason-samfield/5080904261/
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               Gestaltung und Produktion prozedural erzeugter Digitaler Medien am Beispiel abstrakter Formen                2222
                                                                                                                             /
Algorithmen und Verfahren
 Rauschen
        Erzeugung von Zufallszahlen mittels eines PRNGs
         (Pseudo- Random-Number-Generator).
 Fraktale (Apfelmännchen, 1968)
        geometrische Figuren/Formen, künstlich oder natürlich.
 Lindemayer-Systeme
        L-System besteht aus einer Grammatik über Alphabet
         aus Symbolen (z.B. Von-Koch-Schneeflocke).
 Isofläche und Metaball
        für Flüssigkeiten, kugelartige Gebilde mit Dichtefeld.
 Partikelsysteme
                vielseitig einsetzbar z. B. Erstellen von Rauch, Wolken, Gras,
                 Haaren oder Wasser.
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                     Gestaltung und Produktion prozedural erzeugter Digitaler Medien am Beispiel abstrakter Formen   2323
Werkzeuge und Middleware
 Software (Middleware) für Erstellung von Landschaften, Texturen,
  Städten, organischen Strukturen, … mittels prozeduraler
  Verfahren:
        Terragen 2, Speedtree, CityScape, PaintFX als Maya Erweiterung,
        Houdini, ProFX, Procedural Inc, Cinema 4D, RederMan, …
 Anwender muss nicht selber Algorithmen erstellen/einbinden
        kann mittels Editor bzw. Oberfläche (GUI) verschiedene Effekte und
         Objekte kombinieren,
        realitätsnahe Ergebnisse möglich,
 Umfangreich und in Zukunft sicher noch viele Weitere.




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                 Gestaltung und Produktion prozedural erzeugter Digitaler Medien am Beispiel abstrakter Formen   2424
Subsumption
 The wide range of applications with procedural practice in Digital Media
  is constantly increasing,
 small file sizes of huge object collections are favorable for network
  applications,
 lower production costs, more effective and faster production,
 adjustment is possible "on the fly“ (production in real time),
 often complex tools and algorithms for procedural generation of 2D and
  3D media needed,
 mix of algorithms and hand-made design usually advisable,
 random effects of procedural generation must be handled by design
  aspects or should be wanted intentionally (e.g. artistic manner),
 advantages and disadvantages depend on use case and application,
 abstract shapes with high self-similarity producible very efficiently.

 Many issues open for further courses!

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M. Steinberg                                         12.01.2011
               Gestaltung und Produktion prozedural erzeugter Digitaler Medien am Beispiel abstrakter Formen   2525
Zusammenfassung
 Das weite Einsatzgebiet prozeduraler Verfahren bei Digitalen Medien
  nimmt stetig zu,
 geringe Dateigrössen von großen Objektsammlungen sind günstig für
  Netzwerkanwendungen,
 weniger Produktionskosten, effektivere und schnellere Produktion,
 Anpassung „on the fly“ möglich (während der Erzeugung in Echtzeit),
 oft komplexe Werkzeuge und Algorithmen für prozedurale Erzeugung
  von 2D und 3D Medien,
 Mischung aus Algorithmen und Hand-gemachtem Design meist ratsam,
 Zufallsfaktor rein prozeduraler Generierung muss für Designaspekte
  ,verkraftbar oder absichtlich (z.B. künstlerisch) gewollt sein,
 Vor- und Nachteile je nach Anwendungsfall abwägen,
 bei abstrakten Formen mit hoher Selbstähnlichkeit sehr effizient.

 Viele Themen offen für spannende Lehrveranstaltungen!

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M. Steinberg                                         12.01.2011
               Gestaltung und Produktion prozedural erzeugter Digitaler Medien am Beispiel abstrakter Formen   2626
Quellen
 Procedural Content Generation, B. Guðlaugsson,
  2006.
 Modellierung, weitergehende Schwerpunkte, W.
  Holoch.
 Texturing & Modeling. A Procedural Approach, D.
  S. Ebert, F. K. Musgrave, D. Peachy, K. Perlin, S.
  Worley, Morgen Kaufmann Publishers 2003. ISBN
  1-55860-848-6.
 Procedural Generation Natural Environments out of
  the Box, T. Wallbaum, 2010.

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               Gestaltung und Produktion prozedural erzeugter Digitaler Medien am Beispiel abstrakter Formen   2727
Links
 PCG Wiki, http://pcg.wikidot.com/, besucht: 05.01.2011,
  aktualisiert: 2011.
 The Death Of The Level Designer,
  http://pcg.wikidot.com/the-death-of-the-level-designer,
  besucht: 05.01.2011, aktualisiert: 2008.
 The Procedural World, Part 1 and Part 2,
  http://www.shamusyoung.com/twentysidedtale/?p=537,
  besucht: 05.01.2011, aktualisiert: 2006.
 Pixar RenderMan: http://de.wikipedia.org/wiki/RenderMan,
  https://renderman.pixar.com/products/whats_renderman/2.ht
  ml, besucht: 25.12.10, aktualisiert: 2010.
 Wikipedia.
  http://en.wikipedia.org/wiki/Procedural_generation, besucht:
  05.01.2011, aktualisiert: 2010.
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Vielen Dank für ihre
                Aufmerksamkeit!
                                           Fragen?
                                Anregungen?


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Prozedurale Generierung digitaler Medien am Beispiel abstrakter Formen

  • 1. Gestaltung und Produktion prozedural erzeugter Digitaler Medien am Beispiel abstrakter Formen Quelle:http://www.flickr.com/photos/kozmoczki-attila/4887640479/ M. Steinberg M. Steinberg 12.01.2011 Gestaltung und Produktion prozedural erzeugter Digitaler Medien am Beispiel abstrakter Formen 4 4
  • 2. Ablauf  Einleitung: Definition von „prozedural“  Abstrakte Formen  Prozedurale Inhalte bei Digitalen Medien  Werkzeuge und Algorithmen  Vor- und Nachteile prozeduraler Erzeugung  Zusammenfassung / Subsumption  Quellen / Links M. Steinberg M. Steinberg 12.01.2011 Gestaltung und Produktion prozedural erzeugter Digitaler Medien am Beispiel abstrakter Formen 5 5
  • 3. Procedural techniques are code segments or algorithms that specify some characteristic of a computer-generated model or effect. (Ebert et al.) Quelle: http://www.flickr.com/photos/mngyver/ M. Steinberg M. Steinberg 12.01.2011 Gestaltung und Produktion prozedural erzeugter Digitaler Medien am Beispiel abstrakter Formen 6 6
  • 4. Praktisches Beispiel  Kein Foto (Pixel) zur Darstellung einer Pflanze,  Pflanze wird erst über Regeln definiert, virtuelle Pflanze wird erzeugt und dargestellt,  Prozeduren (Methoden, Abläufe) generieren Objekte,  Abfolge von Anweisungen bzw. Algorithmen,  Objekte werden vom Computer über Algorithmen dynamisch in Echtzeit (auf Anfrage) erzeugt. M. Steinberg M. Steinberg 12.01.2011 Gestaltung und Produktion prozedural erzeugter Digitaler Medien am Beispiel abstrakter Formen 7 7
  • 5. SYNTH: 100% pure math art! .kkrieger: 96K gross M. Steinberg M. Steinberg 12.01.2011 Gestaltung und Produktion prozedural erzeugter Digitaler Medien am Beispiel abstrakter Formen 8 8
  • 6. Prozedurale Techniken  Algorithmen (Programmiercode) für Beschreibung und Erzeugung von Eigenschaften und Aussehen von z.B. Oberflächen, Objekten, Landschaften, Gebäuden, Welten, Spielinhalten, ….  Abstrakt: Welt mit mathematischer Beschreibung  Über Geometrie und wiederkehrende Formen möglich,  “The simplest mathematical objects are numbers, and the simplest of nature’s patterns are numerical.“ (I. Stewart)  Blumen haben z.B: meist 3,5,8,13,… Blätter (Fibonacci).  Je abstrakter, desto einfacher umsetzbar.  Erstellung geometrischer, komplexer Formen und Modelle.  Techniken auch für andere Themen der Informatik adaptierbar. M. Steinberg M. Steinberg 12.01.2011 Gestaltung und Produktion prozedural erzeugter Digitaler Medien am Beispiel abstrakter Formen 9 9
  • 7. Abstrakte Formen M. Steinberg M. Steinberg 12.01.2011 Gestaltung und Produktion prozedural erzeugter Digitaler Medien am Beispiel abstrakter Formen 1010
  • 8. Selbstähnlichkeit  Eins der mächtigsten Konzepte der Programmierung ist Rekursion:  Ablauf (Prozedur) ist unterteilt in Sequenzen der Wiederholung von sich selbst.  Einfaches Beispiel (nach Stewart) ist eine Mauersteinwand  Prozedur Wanderstellung ist über Replikation von sich selbst definiert.  Stopp, wenn Wand hoch genug (Abbruchbedingung). M. Steinberg M. Steinberg 12.01.2011 Gestaltung und Produktion prozedural erzeugter Digitaler Medien am Beispiel abstrakter Formen 1111
  • 9. Inhaltsgenerierung Multimedia Procedurale Content Generation (PCG)  Z.B. Texturen, 3D-Körper und Welten, Partikel, Geräusche, Charaktere (Avatare), Animationsabläufe, Zufallsereignisse/anzahlen, Level, Spielinventar, Gegenstände, Texte, Sounds, …..  Modellierung und Animation,  Video und digitaler Film,  Virtuelle Welten,  Simulationsinhalte,  Sound Generation.  Spiele.  Sonstige Inhaltsgenerierung (Text, Audio, Video,…) . M. Steinberg M. Steinberg 12.01.2011 Gestaltung und Produktion prozedural erzeugter Digitaler Medien am Beispiel abstrakter Formen 1212
  • 10. Spiel: Spore-Editor M. Steinberg M. Steinberg 12.01.2011 Gestaltung und Produktion prozedural erzeugter Digitaler Medien am Beispiel abstrakter Formen 1313
  • 11. Animation/Film: Ratatouille  Prozedurale Erzeugung von Nahrung: M. Steinberg M. Steinberg 12.01.2011 Gestaltung und Produktion prozedural erzeugter Digitaler Medien am Beispiel abstrakter Formen 1414
  • 12. Weitere Anwendungsfälle  System zur Simulation von Personenströmen  Mit Hilfe von Simulation Wege nach Effizienz und Sicherheit beurteilen und verbessern.  Mit Hilfe genetischer Algorithmen Optimierungen im Entwurf der Gebäude  optimale Aufteilung Grundriss in Korridore und unterschiedliche Wohnungen.  Generierung eines Gebäudes, basierend auf Regeln  Selbstähnliche Strukturen in Städten  Z.B.: Straßennetze einer Großstadt prozedural verlegen und die einzelnen Bauwerke an die erzeugten Netze anpassen. M. Steinberg M. Steinberg 12.01.2011 Gestaltung und Produktion prozedural erzeugter Digitaler Medien am Beispiel abstrakter Formen 1515
  • 13. Verbreitung prozeduraler Techniken  Nimmt beständig weiter zu in letzten Jahren.  Hoher Anspruch an realitätsgetreue Darstellung und abwechslungsreiche Digitale Medien.  „Von Hand“ oft nicht zu bewältigen  zu teuer und zu aufwendig, oder zu große Dateigrößen/Ladezeiten.  Zufallsgenerierte Inhalte sorgen für sonst nicht mögliche Vielfalt an Lösungen, aber auch für gestalterischen Kontrollverlust. M. Steinberg M. Steinberg 12.01.2011 Gestaltung und Produktion prozedural erzeugter Digitaler Medien am Beispiel abstrakter Formen 1616
  • 14. Vorteile  Umfangreiche Daten in unendlichen Variationen automatisiert erzeugbar,  geringer initialer Speicherbedarf (durch Abstraktion als Algorithmus),  keine Inkompatibilitätsprobleme durch verschiedene grafische Ausgabeformate,  Änderungen und Anpassungen an Inhalten einfacher (z.B. Ratatouille Nahrung),  Anpassung von Inhalten zur Laufzeit (in Echtzeit)  Reagieren auf Kontext und Interaktion.  Nutzer-generierte Inhalte mit Funktionen möglich („Owning“). M. Steinberg M. Steinberg 12.01.2011 Gestaltung und Produktion prozedural erzeugter Digitaler Medien am Beispiel abstrakter Formen 1717
  • 15. Beispiel: Auflösung einer Textur  Grafiker entscheidet zu Beginn, in welcher Auflösung eine Textur verwendet wird,  Prozedural nicht notwendig:  Textur kann variieren und wird für gegebene Situation passend erzeugt.  Parametrische Kontrolle steuert und variiert zu erzeugende Inhalte:  Größe eines Baums, Anzahl Beine und sonstige Eigenschaften über Parameter kontrolliert,  Programm nutzt Zufallsgenerator, generiert für jede Ausführung neuen Inhalt. M. Steinberg M. Steinberg 12.01.2011 Gestaltung und Produktion prozedural erzeugter Digitaler Medien am Beispiel abstrakter Formen 1818
  • 16. Nachteile  Erhöhte Rechenleistung nötig für komplexe Rechenvorgänge zur Erstellung der Inhalte in Echtzeit  bei Rechenleistung moderner CPUs heute meist eher zu vernachlässigen.  Teils Algorithmen mit hoher Komplexität  Einarbeitungsaufwand, spezifisches Fachwissen, auch teuer.  Nur ein Werkzeug für Problemlösung, keine Lösung an sich.  Design, Ästhetik, Dynamik, Fantasie, Flow, Anreizmaßnahmen:  nicht allein prozedural lösbar,  insbesondere nicht „Look and Feel“ und emotionale Komponente bei Spielen (besonders wichtig) für „Addiction“ (Suchtfaktor) und „Engagement“ (Bindung). M. Steinberg M. Steinberg 12.01.2011 Gestaltung und Produktion prozedural erzeugter Digitaler Medien am Beispiel abstrakter Formen 1919
  • 17. Design-Genauigkeit und Detailgrad  Vielfalt gewonnen, aber Genauigkeit der Ergebnisse verloren.  Wechselspiel zwischen Flexibilität/Vielfalt und gezielten Ergebnissen.  Exakte Vorstellung von Ergebnis (künstlerischer bzw. gestalterischer Anspruch) oft nicht 100%tig erreichbar:  Viele Ergebnisse, die alle exakter Vorstellung ähneln.  Prozedurale Verfahren oft schwer nachvollziehbar, vor allem für Newbies,  meist schwer zu programmieren und fehleranfällig.  Je nach System, zu erzeugendem Inhalt bzw. Komplexität lange Berechnungszeiten  Verzweigungen expandieren Komplexität und Berechnungszeit sehr schnell.  Desto detaillierter, umso aufwendiger (bis rein prozedural unmöglich.) M. Steinberg M. Steinberg 12.01.2011 Gestaltung und Produktion prozedural erzeugter Digitaler Medien am Beispiel abstrakter Formen 2020
  • 18. The details are not the details, the details are the design. Quelle: Zitat Charles Eames, Foto http://www.flickr.com/photos/30005284@N08/ M. Steinberg M. Steinberg 12.01.2011 Gestaltung und Produktion prozedural erzeugter Digitaler Medien am Beispiel abstrakter Formen 2121
  • 19. Algorithmen und Werkzeuge Quelle: http://www.flickr.com/photos/jason-samfield/5080904261/ M. Steinberg M. Steinberg 12.01.2011 Gestaltung und Produktion prozedural erzeugter Digitaler Medien am Beispiel abstrakter Formen 2222 /
  • 20. Algorithmen und Verfahren  Rauschen  Erzeugung von Zufallszahlen mittels eines PRNGs (Pseudo- Random-Number-Generator).  Fraktale (Apfelmännchen, 1968)  geometrische Figuren/Formen, künstlich oder natürlich.  Lindemayer-Systeme  L-System besteht aus einer Grammatik über Alphabet aus Symbolen (z.B. Von-Koch-Schneeflocke).  Isofläche und Metaball  für Flüssigkeiten, kugelartige Gebilde mit Dichtefeld.  Partikelsysteme  vielseitig einsetzbar z. B. Erstellen von Rauch, Wolken, Gras, Haaren oder Wasser. M. Steinberg M. Steinberg 12.01.2011 Gestaltung und Produktion prozedural erzeugter Digitaler Medien am Beispiel abstrakter Formen 2323
  • 21. Werkzeuge und Middleware  Software (Middleware) für Erstellung von Landschaften, Texturen, Städten, organischen Strukturen, … mittels prozeduraler Verfahren:  Terragen 2, Speedtree, CityScape, PaintFX als Maya Erweiterung,  Houdini, ProFX, Procedural Inc, Cinema 4D, RederMan, …  Anwender muss nicht selber Algorithmen erstellen/einbinden  kann mittels Editor bzw. Oberfläche (GUI) verschiedene Effekte und Objekte kombinieren,  realitätsnahe Ergebnisse möglich,  Umfangreich und in Zukunft sicher noch viele Weitere. M. Steinberg M. Steinberg 12.01.2011 Gestaltung und Produktion prozedural erzeugter Digitaler Medien am Beispiel abstrakter Formen 2424
  • 22. Subsumption  The wide range of applications with procedural practice in Digital Media is constantly increasing,  small file sizes of huge object collections are favorable for network applications,  lower production costs, more effective and faster production,  adjustment is possible "on the fly“ (production in real time),  often complex tools and algorithms for procedural generation of 2D and 3D media needed,  mix of algorithms and hand-made design usually advisable,  random effects of procedural generation must be handled by design aspects or should be wanted intentionally (e.g. artistic manner),  advantages and disadvantages depend on use case and application,  abstract shapes with high self-similarity producible very efficiently.  Many issues open for further courses! M. Steinberg M. Steinberg 12.01.2011 Gestaltung und Produktion prozedural erzeugter Digitaler Medien am Beispiel abstrakter Formen 2525
  • 23. Zusammenfassung  Das weite Einsatzgebiet prozeduraler Verfahren bei Digitalen Medien nimmt stetig zu,  geringe Dateigrössen von großen Objektsammlungen sind günstig für Netzwerkanwendungen,  weniger Produktionskosten, effektivere und schnellere Produktion,  Anpassung „on the fly“ möglich (während der Erzeugung in Echtzeit),  oft komplexe Werkzeuge und Algorithmen für prozedurale Erzeugung von 2D und 3D Medien,  Mischung aus Algorithmen und Hand-gemachtem Design meist ratsam,  Zufallsfaktor rein prozeduraler Generierung muss für Designaspekte ,verkraftbar oder absichtlich (z.B. künstlerisch) gewollt sein,  Vor- und Nachteile je nach Anwendungsfall abwägen,  bei abstrakten Formen mit hoher Selbstähnlichkeit sehr effizient.  Viele Themen offen für spannende Lehrveranstaltungen! M. Steinberg M. Steinberg 12.01.2011 Gestaltung und Produktion prozedural erzeugter Digitaler Medien am Beispiel abstrakter Formen 2626
  • 24. Quellen  Procedural Content Generation, B. Guðlaugsson, 2006.  Modellierung, weitergehende Schwerpunkte, W. Holoch.  Texturing & Modeling. A Procedural Approach, D. S. Ebert, F. K. Musgrave, D. Peachy, K. Perlin, S. Worley, Morgen Kaufmann Publishers 2003. ISBN 1-55860-848-6.  Procedural Generation Natural Environments out of the Box, T. Wallbaum, 2010. M. Steinberg M. Steinberg 12.01.2011 Gestaltung und Produktion prozedural erzeugter Digitaler Medien am Beispiel abstrakter Formen 2727
  • 25. Links  PCG Wiki, http://pcg.wikidot.com/, besucht: 05.01.2011, aktualisiert: 2011.  The Death Of The Level Designer, http://pcg.wikidot.com/the-death-of-the-level-designer, besucht: 05.01.2011, aktualisiert: 2008.  The Procedural World, Part 1 and Part 2, http://www.shamusyoung.com/twentysidedtale/?p=537, besucht: 05.01.2011, aktualisiert: 2006.  Pixar RenderMan: http://de.wikipedia.org/wiki/RenderMan, https://renderman.pixar.com/products/whats_renderman/2.ht ml, besucht: 25.12.10, aktualisiert: 2010.  Wikipedia. http://en.wikipedia.org/wiki/Procedural_generation, besucht: 05.01.2011, aktualisiert: 2010. M. Steinberg M. Steinberg 12.01.2011 Gestaltung und Produktion prozedural erzeugter Digitaler Medien am Beispiel abstrakter Formen 2828
  • 26. Vielen Dank für ihre Aufmerksamkeit! Fragen? Anregungen? M. Steinberg M. Steinberg 12.01.2011 Gestaltung und Produktion prozedural erzeugter Digitaler Medien am Beispiel abstrakter Formen 2929