Zusammenfassung
Ein Ziel der Computergraphik ist es, Objekte so zu modellieren und auf einem Ausgabemedium darzustellen, daß sie von realen Objekten möglichst nicht zu unterscheiden sind. Das Aussehen von realen Objekten hängt u.a. von ihren Material- und Oberflächeneigenschaften ab, ebenso von der Farbe und der Intensität des einfallenden Lichtes. Außerdem spielt die Lage der Objekte und der Lichtquellen und deren Geometrie eine Rolle. Zur Modellierung der Objekte müssen alle diese Faktoren und die Wechselwirkungen zwischen ihnen berücksichtigt und möglichst genau nachgebildet werden. Dazu werden in der Computergraphik Beleuchtungsmodelle und Reflexionsmodelle verwendet.
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Literatur
Die angegebenen Gleichungen setzen die Verwendung des rationalisierten MSKA-Einheitensystems voraus. Bei Verwendung des cgs-Systems ergeben sich geringfügig andere Gleichungen.
Für Wasser ist die Maxweirsche Gleichung wegen auftretenden Dispersionseffekten nicht erfüllt, vgl. [GKV77].
Ein Raumwinkel ist durch das Verhältnis des über ihm aufgespannten Kugelflächenteils zum Quadrat des Radius r der Kugel gegeben. Die Einheit wird manchmal Steradiant (sr) genannt. Da die Oberfläche einer Kugel gleich 4πr 2 ist, bestimmt die gesamte Kugel den Raumwinkel 47πr2/r2 = 4π.
Üblicherweise geht man davon aus, daß eine Fläche S nur in einen Halbraum abstrahlt, d.h. nur auf einer Seite der Ebene, in der S liegt. Diese Annahme ist insbesondere dann sinnvoll, wenn S als Oberfläche eines Objektes verwendet wird, was wir im folgenden annehmen.
Im Teilchenmodell wird das einfallende Licht als Strahl von Photonen interpretiert, deren Anzahl die Strahlungsmenge und damit auch die Intensität bestimmt. dS wird von umso mehr Photonen getroffen, je mehr dS in den Photonenstrahl gedreht wird. Wenn dS parallel zum Photonenstrahl steht, wird sie von keinem der Photonen getroffen. Wenn dS senkrecht zum Photonenstrahl steht, wird sie von maximal vielen Photonen getroffen.
im helladaptierten Zustand
Dies nimmt man oft an, um parallele Lichtstrahlen zu erzeugen.
Die Berechnung von R ist in Abschnitt 8.2.1 beschrieben.
In [CT82] fehlt die 4 im Nenner, vgl. [Hal89].
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© 1993 B. G. Teubner Stuttgart
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Rauber, T. (1993). Reflexions- und Beleuchtungsmodelle. In: Algorithmen in der Computergraphik. Leitfäden und Monographien der Informatik. Vieweg+Teubner Verlag. https://doi.org/10.1007/978-3-322-89537-0_5
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DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-322-89537-0_5
Publisher Name: Vieweg+Teubner Verlag
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