Zusammenfassung
Seit Computertechnologien fähig sind, Bilder hervorzubringen, kann man nach deren Ästhetik, also ihren Formen und Gestaltungsweisen, fragen. Gibt es also auch eine Ästhetik des Hintergrunds in der Computergrafik? Und wäre das eine Ästhetik, die sich mit dem Begriff ‚Ambient‘ verbinden lässt? Es wird sich erstens zeigen, dass es den Begriff ‚Ambient‘ in der Computergrafik tatsächlich gibt. Das ‚ambient light‘ spielt – in Form des mathematischen ‚ambient term‘ – eine durchaus wichtige Rolle. Die Wendung zum ‚ambient light‘ deutet schon an, dass die Frage nach einer Ästhetik des Hintergrunds in der Computergrafik wesentlich eine Frage nach dem simulierten Licht ist, welches die Szenerie erhellt. Daran schließt sich zweitens die Frage an: Welche Simulationen von ‚Atmosphäre‘ gibt es (und in welchem Sinne)? Es wird am Ende zu fragen sein, was eine Ästhetik des Hintergrunds in der Computergrafik sein kann und welche historiographischen Implikationen die hier vorgenommene, notwendig selektive, Rekonstruktion hat.
Und man siehet die im Lichte/
Die im Dunkeln sieht man nicht.
Bertolt Brecht
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Notes
- 1.
Am Rande: In Foley et al. (1990, Farbtafel II.20) gibt es ein Rendering des Uranus durch Jim Blinn zu bewundern. Dazu heißt es: „For example, in depicting Uranus in Color Plate 11.20, Blinn shined an extra light on the night side of the planet and stretched the contrast to make all features visible simultaneously – the night side of the planet would have been black otherwise. Taking liberties with physics can result in attractive, memorable, and useful pictures!“ (Foley et al. 1990, S. 605 f.) D. h. manchmal kann auch die Schwärze realistisch sein. Mindestens zeigt sich, dass es nicht immer einfach ist, festzulegen, was ‚realistisch‘ ist.
- 2.
Selbst die ‚rendering equation‘ von Kajiya, ist, wie auch Kittler (2002, S. 193) betont, kein vollständiges Modell des Lichttransportes in einer Szene: „As an approximation to Maxwell’s equation for electromagnetics [the rendering equation] does not attempt to model all interesting optical phenomena. It is essentially a geometrical optics approximation“ (Kajiya 1986, S. 143). Doch ist diese Simplifikation nicht nur unvermeidlich, da eine vollständige Simulation auf Basis der Elektrodynamik, der speziellen Relativitätstheorie und der Quantenmechanik jeden Computer heute noch überfordern würde, sondern auch unnötig, da man auch mit einfacheren Modellen zu visuell überzeugenden Ergebnissen kommt – wie im Folgenden zu zeigen sein wird.
- 3.
So schreibt der im Zitat erwähnte Phong (1975, S. 314): „To simulate a real physical object, then the shading model should in some way imitate real physical shading situations.“ Interessant ist also, dass der gescholtene Phong selber sehr wohl 1975 das Ziel verfolgte, ein ‚real physical object‘ zu ‚simulieren‘, dies aber, indem echte Beleuchtungssituationen imitiert werden. Zwischen simulieren und imitieren würde man medientheoretisch heute unterscheiden, insofern Simulation die Generierung (hier) eines Bildes auf der Basis eines Modells des Objekts, Imitation jedoch nur die Nachahmung seiner Erscheinung (wie z. B. in der Malerei) bedeutet – darauf sei gleich noch einmal zurückzukommen. Zum Begriff der Simulation siehe Gramelsberger (2010). Zur Differenzierung von Fiktion und Simulation siehe Kittler (1991) und den Kommentar dazu in Schröter (2016).
- 4.
Es gibt z. B. auch nicht-fotorealistisches Rendering (vgl. Gooch und Gooch 2001; Strothotte and Schlechtweg 2002). Die Filme von Pixar verbinden auf interessante Weise nicht-fotorealistisches mit fotorealistischem Rendering. Zum nicht-fotorealistischen Rendering gehört z. B. auch die Verwendung nicht-optischer Verfahren wie der Parallelperspektive, vgl. Beil und Schröter (2011).
- 5.
Auch wenn das nicht expliziert wird, dürfte es sich bei dem ‚dominant model‘ um ein auf Ray Tracing oder auf Weiterentwicklungen des Ray Tracing basiertes Modell handeln, denn Ray Tracing enthält noch den ‚ambient term‘, s. u.
- 6.
In der Computergrafik gibt es eine Spannung zwischen zwei Realismus-Idealen: dem der Simulation des Fotografischen und dem der Simulation des Verhaltens des Lichts (vgl. Schröter 2003).
- 7.
- 8.
Das gilt auch für Phänomene wie Feuer, die als solche vielleicht nicht im engeren Sinne zur Atmosphäre gezählt werden (s. u.). Die Simulation der Oberfläche von bewegtem Wasser, das immerhin noch eine definierte, wenn auch raue, Oberfläche hat, ist ein Grenzfall, dessen Medienarchäologie Roch (1998) mit Bezug auf Cook und Torrance (1982) beschrieben hat. Siehe dazu auch Schröter (2005).
- 9.
Das Shading-Modell von Gouraud (1971) war ein wichtiger Schritt, an dem sich der unten ausführlicher diskutierte Phong abarbeitet.
- 10.
Mit BRDF ist eine „bidirectional reflection distribution function“ gemeint (vgl. Foley et al. 2014, S. 353–358). Wichtig ist: Noch immer bestimmt die Leistungsfähigkeit der Hardware, welcher Algorithmus eingesetzt wird (Kittler 1993; siehe auch Watt 2000, S. 342 f.). In diesem Sinne bemerkt auch Watt (1996, S. 158): „The evolution of rendering techniques has been influenced by many factors other than the pursuit of image quality. One of the strongest influences has been the development of graphics workstations with hardware that implements various polygon-based rendering techniques.“ Ray Tracing und Radiosity etwa sind (noch?) einfach zu rechenaufwändig, um gerade in Computerspielen genutzt zu werden – also in Situationen, in denen andauernd schnell neue Bilder berechnet werden müssen.
- 11.
Auch eine spätere Diskussion von Phongs Algorithmus beginnt mit der Aussage: „This classic reflection model, the most commonly used model in computer graphics, divides the reflectivity into a diffuse component and a specular component“ (Watt 1992, S. 42). Diese Beschreibung ist also ganz nahe an Phongs ursprünglicher Darstellung, in der nur zwei Komponenten – ‚diffuse‘ und ‚specular‘ – unterschieden werden. Nur eine Seite weiter heißt es dann: „The common implementation of Phong’s model is usually given in terms of unit vectors associated with the geometry of the point under consideration. Shortening the ambient, diffuse and specular subscripts to a, d and s respectively we have […]“ (Watt 1992, S. 43) und dann wird eine Version der Phong-Gleichung angeschrieben. Doch plötzlich ist wieder das ‚ambient subscript‘ ins Spiel gekommen. Auch schon bei Cook und Torrance (1982, S. 7) heißt es lediglich: „Phong […] proposed a reflectance model for computer graphics that was a linear combination of specular and diffuse reflection.“
- 12.
Für die Nähe von Phänomenologie und Ästhetik kann man Husserl (1993) als Kronzeugen heranziehen.
- 13.
Um medienarchäologisch genau zu bleiben, lese man Appel (1968).
- 14.
Das zeigt, dass das Ray Tracing Teil der Serie der geometrischen Optik ist (vgl. auch Roch 1998, S. 229–235) und allzu sukzessionistische medienhistorische Modelle, die etwa einen abrupten Übergang von geometrischer zu physiologischer Optik im 19. Jahrhundert postulieren, problematisch sind (vgl. Schröter 2009, S. 40).
- 15.
Vgl. Foley et al. (2014, S. xxviii): „direct-lighting-plus-ambient approximations“.
- 16.
Also ideal etwa für architektonische Praxis.
- 17.
Auf die wichtigen Forschungen und Diskussionen zu ‚ambient occlusion‘, die aus Zhukov et al. (1998) folgen, gehe ich hier nicht detaillierter ein, siehe dazu etwa Kontkanen und Laine (2005). Dort heißt es: „Multiplying the classical ambient term (Phong 1975) with 1−A gives a much better looking result than the dull constant, because the ambient occlusion is able to approximate effects that are otherwise attainable only by computing full global illumination. For instance, sharp corners appear darker than open areas and objects cast plausible contact shadows on the surfaces they are resting on. Compared to a full global illumination solution, ambient occlusion is significantly faster to compute“ (Kontkanen und Laine 2005, S. 41). Entscheidend ist, dass auch 2005 noch ganz selbstverständlich mit Variationen von Phong gearbeitet wird. A bezieht sich dabei auf „attenuation of ambient light due to the occlusion of nearby geometry“ (Kontkanen und Laine 2005) und wird durch eine in der Quelle gegebene Gleichung beschrieben.
- 18.
Die zweite Stelle, an der im Text ein Wort wie ‚atmospheric‘ vorkommt, ist Foley et al. (2014, S. 942): „We index into the vertical coordinate using distance from the eye so that more-distant points are bluer, resulting in a weak approximation of atmospheric perspective, which is based on the observation that in outdoor scenes, more-distant objects (e.g., mountains) tend to look bluer, and hence we can provide a distance cue by mimicking this.“ Hier geht es also um die klassische, aus der Malerei seit langer Zeit bekannte Beobachtung, dass entferntere Objekte wegen des Durchblicks durch die Luft blauer erscheinen.
- 19.
In Kittler (1991, S. 212) wird aber über Computeralgorithmen, die Meereswellen beschreiben, nachgedacht.
- 20.
Z. B. existieren zahlreiche weitere Beleuchtungsmodelle, auf die hier nicht eingegangen werden konnte.
- 21.
Sicher, Reeves (1983, S. 360) verweist selber darauf, dass bestimmte frühe Entwicklungen punktzentrierter Systeme in Flugsimulatoren stattfanden, aber daraus kann man nur mit großer Mühe schließen, dass eine wie auch immer geartete militärische Prägung der Computergrafik sich auch in Entwicklungen durchhält, die ab den späten 1970er Jahren zunehmend von Hollywood und dann von der Computerspieleindustrie gefördert wurden.
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Schröter, J. (2018). …especially the „ambient term,“ was a terrible thing . In: Schröter, J., Schwering, G., Maeder, D., Heilmann, T. (eds) Ambient. Neue Perspektiven der Medienästhetik. Springer VS, Wiesbaden. https://doi.org/10.1007/978-3-658-19752-0_9
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