FreePencil2 erzeugt Line-Art aus 3D-Modellen in Blender per Knopfdruck: 1,28 Mio. Polygone in unter 30 Sekunden

Der japanische Anime-Produzent und Animator Masamune Sakaki hat ein Update für FreePencil2 veröffentlicht — ein Add-on, das aus einem 3D-Modell in Blender ohne manuelle Einrichtung eine Konturzeichnung gewinnt. Der Ablauf besteht aus drei Schritten: Modell öffnen, eine Taste drücken, Linien erhalten. Die Strichdichte lässt sich per Schieberegler noch nach der Berechnung anpassen; Nodes zusammenzubauen und Outline-Parameter zu suchen ist nicht nötig.

Der Wert für den Künstler liegt hier in der Geschwindigkeit und darin, dass das Add-on die aufwendigste Phase der Farbtrennungsmethode übernimmt. Nach Messungen des Entwicklers wird ein Modell mit 1,28 Mio. Polygonen in weniger als 30 Sekunden verarbeitet, ein Panzer mit 420.000 Polygonen in etwa 19 Sekunden. Im Demovideo zum Update wird eine Szene aus 155 Teilen in 5,5 Sekunden berechnet.

Die Geschwindigkeit kommt von der Einfachheit des Prinzips

Das Add-on führt keine aufwendige Berechnung der Konturlinien durch. Das Modell wird automatisch mit Vertex-Farben eingefärbt, und die Grenzen zwischen den Farben werden im Compositor per Kantenerkennung herausgezogen — dieses Verfahren ist als Farbtrennungsmethode bekannt. Kantenerkennung ist rechnerisch günstig, deshalb läuft die Verarbeitung schnell.

Die Schwierigkeit der Methode lag immer in der Vorbereitung — darin, wie genau das Modell in Farbzonen aufzuteilen ist. Benachbarte Bereiche mit ähnlichen Farben ergeben keine Grenze, und die Linie erscheint nicht; eine zu feine Unterteilung erzeugt Rauschen; auf flachen Oberflächen entstehen unnatürliche Trennlinien; einen Sonderfall bilden Bauteilfugen und die Gelenke geriggter Charaktere.

Genau diese Vorbereitung übernimmt das Add-on:

• es bestimmt den Trennwinkel anhand der Verteilung der Flächenwinkel des Modells;
• es färbt den Nachbarschaftsgraphen so ein, dass benachbarte Bereiche immer in unterschiedliche Farbklassen fallen;
• es verschmilzt automatisch kleine Bereiche, aus denen sonst Linienmüll entstehen würde;
• es trennt sich berührende Bauteile im Farbton;
• es erkennt das Rig und teilt das Modell nach Knochen auf.

Der letzte Punkt deckt den Charakterfall ab: Ist eine Armature vorhanden, erfolgt die Einfärbung nach Knochen, Flächen, die ein Gelenk überqueren, werden nicht zu einer Insel zusammengefasst, und beim Beugen brechen die Linien seltener auf.

Was sich in Version 2.7 geändert hat

Die wichtigste Korrektur: Der Schwellenwert, nach dem eine Linie bestimmt wird, ist standardmäßig gesenkt. Zuvor erreichten ihn manche Grenzen nicht, und dort erschienen keine Linien, obwohl die Farbtrennung korrekt arbeitete: Der Helligkeitsunterschied bei nahe beieinanderliegenden Kombinationen wie Hellblau und Weiß war zu gering. Der Autor nennt ein Beispiel: Die Linien der Takelage eines Segelschiffs, die früher zu einer gepunkteten Linie zerfielen, kommen jetzt durchgehend heraus.

Die Änderung betrifft auch bereits eingerichtete Szenen. Das frühere Ergebnis erhält man zurück, indem man die „Linienempfindlichkeit“ im Schritt STEP3 auf den Wert 1.0 setzt.

In derselben Version wurden Abstürze bei großen Szenen behoben, die Verarbeitung von Modellen mit vielen Teilen beschleunigt, die nicht funktionierende Maskenfarbe in Blender 5.x beseitigt sowie das Schwarzwerden von Dateien, die in der neuen Version gespeichert und in der alten geöffnet wurden. Die erzeugten Nodes werden jetzt automatisch ausgerichtet.

Kompatibilität, Einschränkungen und Bezugsquelle

Angegeben ist die Arbeit mit Blender von 4.2 bis 5.2, doch die Zweige sind nicht gleichwertig. Empfohlen werden 5.2 LTS und 4.5 LTS; in 4.2 ist die Unterstützung eingeschränkt — der Viewport-Compositor wertet dort keine AOVs aus, deshalb gibt es in der Live-Vorschau keine Linien, obwohl der finale Render genauso arbeitet wie in den anderen Versionen. Blender 4.1 und älter werden nicht unterstützt.

Die bekannten Einschränkungen sind im Repository aufgeführt: transparente Materialien mit dem Blend-Modus BLEND werden auf HASHED umgestellt (echtes Glas mit Brechung verarbeitet das Add-on nicht); bei Modellen mit sehr vielen Teilen fällt der Helligkeitsunterschied bei einem Teil der benachbarten Bereiche um die Hälfte und die Linien werden blass — dieses Problem führt der Entwickler als ungelöst; eine in 5.2 gespeicherte Datei zerstört beim Öffnen in 4.5 die Arbeit des Compositors. Form, Vertex-Anzahl, Sharps und Seams verändert das Add-on nicht.

Der Quellcode von FreePencil2 ist auf GitHub unter der Lizenz GPL-3.0-or-later veröffentlicht: Das Add-on selbst zu bauen und zu nutzen ist kostenlos. Separat verkauft der Autor für 500 Yen eine Variante mit fertigem ZIP, japanischer Anleitung, Zugang zu früheren Versionen und Support in den Kommentaren.

Warum solche Add-ons gerade um Blender herum wachsen

Es gibt zwei Bordmittel, um in Blender eine Kontur zu erhalten — Freestyle und den Line-Art-Modifikator für Grease Pencil. Beide werden auf dem Prozessor berechnet und arbeiten bei komplexen Szenen umso langsamer, je mehr Geometrie und Überschneidungen vorhanden sind, was die Linienvorschau in Echtzeit erschwert. Für die Anime-Produktion, in der die Linie das wichtigste bildnerische Mittel ist, stößt diese Mathematik an die Deadline.

Vor diesem Hintergrund hat sich um Blender ein eigener Markt für Outlines gebildet: kommerzielle Linien-Renderer, Fremd-Builds der Engine mit neu geschriebenem NPR-Renderer, Add-ons für zeichnerische Stilisierung wie Pencil Pro von CGMatter. FreePencil2 besetzt in dieser Reihe seine Nische durch einen anderen Kompromiss — es verliert wahrscheinlich an Genauigkeit gegenüber einer ehrlichen Sichtbarkeitsberechnung, liefert aber eine vorhersagbare Rechenzeit und gibt das Ergebnis als gewöhnlichen Render-Pass aus, der anschließend ins Compositing wandert.

Hält der Trend an, wird der Druck auf die Bordmittel wachsen: Je mehr Studios und Einzelkünstler ihre Anime-Pipeline in Blender aufbauen, desto deutlicher wird die Kluft zwischen dem, was der Editor ab Werk kann, und dem, was Drittentwickler bereits leisten. Die offene Lizenz arbeitet hier für die Community — die im Add-on umgesetzten Ideen der automatischen Aufteilung sind prinzipiell auch in anderen Werkzeugen nachbaubar.

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