allgemein

• translationen sind nicht linear

  -> man benötigt zusätzliche dimension

  -> alle affinen Abbildungen in 4x4 Matrix darstellbar

• Flat shading

• Gouraud Shading

• Phong Shading

• eine Beleuchtung pro Polygon

• jede Fläche hat konstante Farbe

• sehr schnell aber kantig/keine Übergänge

• Beleuchtung an Eck-Vertices

• Vertiex-Farben linear über Fläche interpolieren

• glatte Verläufe, geringer Rechenaufwand

• Normalen an den Vertices interpolieren

• Beleuchtungsmodell pro Pixel auswerten

• realistische, scharfe Highlights - hoher Rechenaufwand

• definiert Sichtpunkt und Blickrichtung

• projiziert 3D-Szene in 2D-Bildkoordinaten

• 2D Polygone in Pixel umgerechnet?

• welche Pixel werden gefüllt? welche Farbe?

• gezieltes Aussortieren von Geometrie

  -> im finalen Bild nicht sichtbar

• spart Rechenzeit

  -> muss nicht gerendert werden

• View Frustum Culling

• Back-Face Culling

• Occlusion Culling

Objekte außerhalb des Sichtkegels der Kamera ignorieren

Rückseiten von Objekten (weg von der Kamera) werden ignoriert

Objekte, die komplett von anderen verdeckt sind, werden ignoriert

1. Point light

2. Spot light

3. Direction/Distant light

4. Ambient light

5. Area light

• lokal: nur direkte Beleuchtung von bekannten Lichtquellen

  -> Flat shading

• global: gesamte Szene inklusive indirekte Effekte wie Lichtreflexionen,…

  -> Ray Tracing

• Object shadow -> side of object pointing away from light

• cast/drop shadow -> shadow cast onto another object

• shadow as the absence of light -> no light source reaches this place

• aus Sicht der Lichtquelle eine Tiefenkarte berechnen.

• Beim Rendern testen, ob ein Punkt „im Licht“ oder „im Schatten“ liegt

Schätzen von zwischenwerten zweier Punkte

1. Flat: 1 Farbe pro Polygon (pro Normale)

2. Gouraud: Farbe pro Vertex → dann interpoliert

3. Phong: Normale pro Pixel → Farbe pro Pixel berechnet

1. ambient component: reflection of ambient light source from and in all directions

   Iamb = I_a * I_k

2. diffuse component: diffuse reflection of the given light source in all directions

   Idiff = I_i * k_d(l-> * k->)

3. specular component: „glossy“ reflection creating specular highlights

   Ispec = Ii * ks(r-> * v->)^n

Das Umwandeln von Polygonen in Pixel.

-> Welche Pixel sind betroffen? Welche Farbe bekommen sie?

• von jedem kamera pixel wird ein strahl durch die szene geschickt

• welches Objekt wird zuerst getroffen?

• welches Objekt sehe ich an diesem Punkt?

• Raycasting nur ein Strahl pro pixel

• Raytracing verfolgt Strahlen rekursiv

  -> Reflektionen, Schatten, Transparenz

• Von jedem sichtbaren Punkt -> Schattenstrahl zur Lichtquelle geschickt

• Wenn er blockiert wird, liegt der Punkt im Schatten.

• dx = x1 - x0

• dy = y1 - y0

• D = 2dy - dx

• Dy = 2dy

1. wenn D ≤ 0 -> pixel nach rechts -> D = D + Dy

2. wenn D > 0 -> pixel diagonal -> D = D + Dy - 2dx