Beleuchtung in der Computergrafik benoetigt zwei Komponenten
Lichtquellen
Oberflaechen
konzeptionelle (aber keine geometrischen) Elemente, die Licht emittieren\
verfuegen selber nicht ueber Oberflaechen die reflektieren
Lichtquelentypen
Ambientes Licht
Gerichtetes Licht
Punktlicht
Spotlicht (Spotlight)
Flaechenlichtquelle
simuliert allgemeine Raumhelligkeit (Grundhelligkeit)
besteht aus ungerichteten, gleichmäßig verteilten Lichtstrahlen
Lichtintensität ist dabei konstant und distanzunabhängig
besteht aus gleichmäßig und parallel laufenden Lichtstrahlen
simuliert unendlich weit entfernte Lichtquelle
Lichtintensität ist konstant und distanzunabhaengig
z.B Sonne
Lichtquelle mit geometrischem Zentrum
strahlt Licht gleichmäßig in alle Richtungen aus
(optionaler) Dämpfungsfaktor zur Abschwächung der Wirkung bei zunehmender Distanz
spezielle Punktlichtquelle mit geometrischem Zentrum
restringiert auf kegelförmigen Breich mit Spitze im Zentrum
spezifiziert durch Richtung, Öffnungswinkel und Exponenten für den Abfall der Helligkeit mit Abstand zum Zentrum
besitzt geometrisches Zentrum und geometrische Ausdehnung
Ausstrahlung von Licht über gesamte Fläche analog zu einer Punktlichtquelle
Materialeigenschaften
werden durch Farbwerte, Texturen, Transparenz, Reflexion oder andere Effekte definiert
additive Farbmischung
Hinzufügen von Licht um einzelne Farben (und schließlich weißes Licht) darzustellen
Farbaddition
falls weder Stäbchen noch Zapfen durch Licht erregt werden, sehen wir schwarz
werden alle Stäbchen und Zapfen erregt, sehen wir weiß
Normalisierung
unabhaengig von gewaehlter Quantisierung (mit maximalen Farbwert Kmax) lassen sich Farbkanaele mit Werten R, G und B auf Bereich [0,1] (oder in %) normalisieren
Reflexionskoeffizient
unterschiedliche Objekte reflektieren Farbe des Lichts/ Materials eher diffus und/ oder spekular
Objekte bekommen in der Regel mindestens drei Reflexionskoeffizienten zugewiesen:
Ambienter Reflexionskoeffizient
beschreibt Objektfarbe durch konstanten Farbwert
Diffuser Reflexionskoeffizient
beschreibt Wirkung matter Oberfläche unter gleichmäßiger Lichtausbreitung
Spekularer Reflexionskoeffizient
beschreibt wie stark und in welcher Farbe Licht einer Lichtquelle spekular reflektiert wird
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