Leitfaden: Stilisiertes Architektur-Rendering mit 3ds Max und Arnold Toon Shader

Was lernen Sie in diesem Leitfaden?

Arnold eignet sich nicht nur für realistische Bilder, sondern auch für nicht fotorealistisches Rendering (NPR) und stilisierte Darstellungen. In diesem Leitfaden sehen wir uns die grundlegenden Komponenten von Arnold Toon Shader an, mit denen sich eine 3ds-Max-Szene in Richtung eines linearen, illustrativen oder Cel-Shading-Looks gestalten lässt. Dabei geht es um Konturlinien, Tonwertübergänge und Schraffureffekte sowie darum, welche Funktionen mit welchen Einschränkungen arbeiten.

Der Leitfaden behandelt zwei Ansätze. Beim ersten entsteht mit Toon Shader und dem Contour-Filter ein traditioneller Zeichnungslook. Beim zweiten wird der NPR-Look über die Nodes shader_to_rgba und tone_zones eingerichtet, die mit 3ds Max 2027.2 eingeführt wurden. Dabei handelt es sich nicht um dieselben Funktionen, sondern um getrennte Optionen, die je nach eingesetzter Arnold-Version und gewünschter Bildsprache zu betrachten sind.

In der Architekturvisualisierung können diese Verfahren bei Konzeptpräsentationen, frühen Entwurfsdarstellungen und Wettbewerbsbildern nützlich sein, wenn statt Fotorealismus eine gut lesbare Illustration gefragt ist. Das Ergebnis hängt nicht nur vom Modell ab, sondern auch davon, wie gut Linienintensität und Lichtsetzung kontrolliert werden.

Voraussetzungen und Versionsinformationen

In den von Autodesk veröffentlichten Systemanforderungen für 3ds Max ist die Arnold-Unterstützung für die Versionen 3ds Max 2025, 2026 und 2027 aufgeführt. 3ds Max 2027.2 enthält Arnold for 3ds Max (MAXtoA) in Version 5.9.3.0. Diese Version umfasst die Nodes shader_to_rgba und tone_zones für NPR-Workflows. Es ist wichtig, innerhalb des dokumentierten Versionsbereichs zu arbeiten; die beiden neuen Nodes aus diesem Leitfaden werden insbesondere in der Ankündigung zu MAXtoA 5.9.3.0 erwähnt.

Laut den von Autodesk angegebenen Systemanforderungen werden Windows 10 oder eine neuere Windows-Version sowie ein Prozessor mit Unterstützung für den Befehlssatz SSE4.1 benötigt. Für GPU-Rendering und die OptiX-Rauschreduzierung ist eine NVIDIA-GPU auf Basis der Maxwell-Architektur oder neuer angegeben. Diese Hardwareanforderung bedeutet nicht, dass Toon Shader auf der GPU alle Beleuchtungsarten unterstützt: Die GPU-Nutzung von Toon Shader ist auf direktes Licht beschränkt.

In den Quellen werden weder Anforderungen an ein Benutzerkonto noch Preisinformationen genannt. Prüfen Sie daher die aktuellen Angaben zum verwendeten Autodesk-Produkt, insbesondere zu Installation, Konto und Lizenz. Vergewissern Sie sich vor dem Start, welche Versionen von 3ds Max und MAXtoA installiert sind, und erstellen Sie eine kleine Test-Render auf einer Szenenkopie.

Anwendung in nummerierten Schritten

1. Legen Sie den gewünschten Look fest. Entscheiden Sie zunächst, wie stark die Szene von Linien geprägt und wie schattiert sie sein soll. Bei einem Innenraumkonzept kann es beispielsweise für eine bessere Lesbarkeit sorgen, die Begrenzungen von Hauptwänden und Möbeln hervorzuheben, statt jedes kleine Detail in Linien umzuwandeln. Das ist eine ästhetische Ausgangsentscheidung; gehen Sie nicht davon aus, dass Arnold automatisch die passende Linienstärke auswählt.

2. Richten Sie die Grundtöne mit Toon Shader ein. Die Komponenten Base und Specular von Toon Shader können über eine Tonwertkurve eine abgestufte, also Cel-Shading-ähnliche Darstellung erzeugen. Die Autodesk-Dokumentation empfiehlt für diese Komponenten die Verwendung eines Gradients; das bedeutet jedoch nicht, dass am Tonemap-Eingang ausschließlich ein Gradient verwendet werden kann. Testen Sie zunächst die Grundfarbe der Oberfläche und die Abstufung der Glanzlichter. Da sich die Darstellung des Gradients je nach Lichtart ändern kann, treffen Sie die endgültige Entscheidung bei der tatsächlichen Lichtsetzung der Szene.

3. Aktivieren Sie die Konturlinien. Ändern Sie den Filtertyp in den Sampling-Einstellungen zu Contour, damit Toon-Kanten sichtbar werden. Passen Sie Linienfarbe und Breitensteuerung so an, dass die Silhouette des Modells gut lesbar bleibt. Autodesk weist darauf hin, dass die Kantenerkennung auch ID-, Maskenfarben- und UV-Diskontinuitäten nutzen kann. Eine größere Breite kann zu kräftigeren Konturen führen; ein höherer Wert für Contour Filter Width verlängert jedoch auch die Renderzeit. Erstellen Sie deshalb Vergleichsrenderings in einem kleinen Bildausschnitt, statt den Wert von Anfang an auf die gesamte Szene anzuwenden.

4. Setzen Sie Highlights mit Bedacht ein. Für stilisierte Highlights kann eine geeignete Textur verwendet werden; für diese Komponente muss ein Licht angegeben werden. Laut Autodesk-Dokumentation ist für ein fehlerfreies Ergebnis eine Subdivision mit aktiviertem Smooth Tangent erforderlich. Prüfen Sie, ob die Highlights zur Material- und Lichtgestaltung passen, statt sie auf jeder Oberfläche der Szene zu erzwingen.

5. Probieren Sie eine Schraffur aus. Ein dokumentiertes Beispiel für einen Kreuzschraffur-Look ist, die Datei UberNoise.osl mit dem Eingang toon.mask_color zu verbinden. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, eine Rauschtextur für die Oberflächenverschiebung zu verwenden und mit dem Kanteneffekt von Toon Shader ein schraffurähnliches Ergebnis zu erzielen. Dabei handelt es sich nicht um fertige Rezepte, die sich unverändert auf jede Szene übertragen lassen, sondern um Methoden, die je nach Geometrie und Lichtsetzung getestet werden müssen. Prüfen Sie außerdem, ob die Datei oder der Node in Ihrer Arbeitsumgebung verfügbar ist.

6. Richten Sie mit den aktuellen Nodes einen alternativen Look ein. shader_to_rgba in MAXtoA 5.9.3.0 wandelt die Beleuchtung eines Oberflächen-Shaders in eine RGBA-Ausgabe um. Diese Ausgabe lässt sich in einer weiteren Shading-Komponente, etwa einer Rampe, verwenden. Direktes und indirektes Licht können als separate Ausgaben ausgegeben werden; über den light group filter lässt sich außerdem jeder Lichtquelle ein eigener Stil zuweisen. Beachten Sie, dass out_indirect auf der GPU nicht verfügbar ist. tone_zones unterteilt die Beleuchtung in bis zu acht Helligkeitsbereiche und gibt für diese Bereiche Farb- und Maskenausgaben aus; die Weichheit der Übergänge lässt sich einzeln einstellen. Testen Sie die Nodes zunächst mit einem einfachen Material und übertragen Sie sie anschließend auf die Szene.

7. Machen Sie den Stil wiederverwendbar. In einem Kurs der Autodesk University werden Arnold Operators behandelt, mit denen sich unterschiedliche Illustrationsstile als Vorlagen anlegen und schneller anwenden lassen. Bei Projekten, für die mehrere Präsentationsstile benötigt werden, kann es hilfreich sein, Kontur- und Schraffureinstellungen als separate Varianten zu verwalten. Der Titel des Kurses erläutert diesen Ansatz, gibt aber weder eine konkrete fertige Operator-Vorlage noch einen Menüpfad an.

Häufige Fehler

Ein typisches Problem ist die Erwartung, dass Toon-Kanten sichtbar werden, ohne den Contour-Filter zu aktivieren. Eine übermäßig große Contour-Breite kann das Bild schwerfällig wirken lassen und die Renderzeit verlängern. Wenn die Linien zu komplex wirken, überprüfen Sie die Einstellungen für Line Color und Width Control. Denken Sie dabei daran, dass die Kantenerkennung auch ID-, Maskenfarben- und UV-Diskontinuitäten verwenden kann.

Gehen Sie nicht davon aus, dass Reflexionen, Brechungen oder indirekte Beleuchtung mit Toon Shader auf der GPU funktionieren. Laut Autodesk-Dokumentation ist die Toon-Nutzung auf der GPU auf direktes Licht beschränkt. Außerdem kann Toon Shader nicht zusammen mit Volumen, Bewegungsunschärfe und Tiefenschärfe verwendet werden. Wirken stilisierte Highlights fehlerhaft, prüfen Sie, ob eine Subdivision mit aktiviertem Smooth Tangent vorhanden ist.

Auswirkungen auf den Workflow der Architekturvisualisierung

Dieser Ansatz bietet Architektinnen und Architekten, Innenarchitektinnen und Innenarchitekten, Archviz-Künstlerinnen und -Künstlern sowie Studierenden eine alternative Präsentationssprache, wenn fotorealistische Renderings nicht für jedes Projekt das Ziel sind. Eine lineare Darstellung kann dabei helfen, frühe Entwurfsentscheidungen, die Volumen und Begrenzungen eines Raums oder unterschiedliche Atmosphären schneller zu besprechen. Der praktische Nutzen besteht nicht nur darin, ein Rendering zu erstellen, sondern auch darin, verschiedene Linien- und Tonwertansätze für dieselbe Szene strukturiert vergleichen zu können.

Die Art der Abgabe sowie die verwendete Version und Hardware sollten jedoch von Anfang an eingeplant werden. Besonders bei GPU-Rendering sind die Einschränkungen von Toon Shader und die Verfügbarkeit von out_indirect in shader_to_rgba auf der GPU zu berücksichtigen. Da die Konturbreite die Renderzeit beeinflussen kann, empfiehlt es sich, vor der hochauflösenden finalen Ausgabe Test-Renderings zu erstellen. Wenn Funktionen aus MAXtoA 5.9.3.0 verwendet werden, sollte außerdem die Versionskompatibilität für alle Teammitglieder geprüft werden, die die Szene öffnen.

Nächste Schritte

Testen Sie zunächst in einem einfachen Innenraumausschnitt die Base- und Specular-Töne und anschließend separat den Contour-Filter. Erstellen Sie für denselben Ausschnitt zwei Test-Renderings – eines mit Toon Shader und eines mit tone_zones – und vergleichen Sie die Lesbarkeit der Linien, die Schattierungsstufen und die Renderzeit. Wenn der gewünschte Look im Team wiederverwendet werden soll, sehen Sie sich anschließend den Ansatz mit Arnold Operators aus dem Kurs der Autodesk University an. Ändern Sie bei jedem Test nur eine Einstellung, damit sich leichter nachvollziehen lässt, welche Einstellung das Ergebnis beeinflusst.

Quellen und Lizenz

Dieser Leitfaden wurde eigenständig auf Grundlage des Kurses „Exploring Stylized Looks with Arnold Toon Shader, 3ds Max, and OSL“ der Autodesk University, der Erläuterungen zu Toon Shader in der Autodesk-Arnold-Benutzerdokumentation sowie der Autodesk-Neuerungsseite zu 3ds Max 2027.2 / MAXtoA 5.9.3.0 erstellt. Die Quellen sind im Lizenzbereich als frei angegeben; der Inhalt wurde nicht direkt übersetzt, sondern als deutschsprachiger Anwendungsleitfaden mit den technischen Informationen neu aufbereitet.