Visualisierung - Computergrafik fur Ingenieure - page 210

derselben Materialeigenschaft ist der Kehrwert des Transmissionsgrades, die
Opazität . Ergänzend hierzu bezeichnet man vollständig lichtdurchlässige Ob-
jekte als transparent , dagegen werden begrenzt lichtdurchlässige als opaque
(oder opak) bezeichnet.
Dispersion/Streuung beschreibt die Abhängigkeit einer physikalischen Größe
oder Erscheinung von der Wellenlänge; im engeren Sinn die Wellenlängenab-
hängigkeit der Brechzahl und damit der Ausbreitungsgeschwindigkeit des Lichts
in einem Medium. Dieser Effekt ermöglicht beispielsweise die Zerlegung von
weißem Licht in seine Spektralfarben.
Absorption ist die Schwächung einer Strahlung beim Durchgang durch Mate-
rie. Die Energie der absorbierten Strahlung wird dabei in andere Energieformen,
z. B. in Wärme, umgewandelt. Durch Absorption und Emission kann sich das
Fortpflanzen einer Welle verzögern.
Refraktion / Brechung beschreibt die Brechung - die Richtungsänderung - von
Licht beim Auftreffen auf eine Grenzfläche zweier Medien. Hierzu gehört die
Brechzahl (oft auch als Brechungsindex bezeichnet) als eine dimensionslose
physikalische Größe, die von der Wellenlänge des Lichts abhängig ist. Brech-
zahlen sind Materialkonstanten und werden in homogenen Medien als konstant
angenommen.
Eine andere Art der Richtungsänderung, die in der Computergrafik nicht betrach-
tet wird, ist die Beugung . Der Unterschied zwischen Brechung und Beugung ist
folgender: Während Brechung die Richtungsänderung einer Welle durch verän-
derte Geschwindigkeit in unterschiedlichen Medien ist, bedeutet Beugung die
Ablenkung an einem Hindernis (Spalt, Gitter, Linsenrand usw.).
Emission ist das Aussenden einer Strahlung durch ein atomares System, z. B. die
Emission von Licht durch leuchtende Körper (Lumineszenz) oder durch Licht
(Fotoeffekt). Emission tritt auf, wenn die Teilchen von einem höheren in ein
niedrigeres Energieniveau zurückfallen, weil sie zuvor angeregt wurden.
9.6.2 Lichtquellen
Man unterscheidet hauptsächlich vier verschiedene Arten von Lichtquellen, und
ihre Simulation in der Computergrafik ist in der dargestellten Reihenfolge unter-
schiedlich komplex (Abb. 9.22 ).
Ambientes Licht ist eine indirekte Lichtquelle, d. h. das Licht hat keine be-
stimmte Richtung, sondern es kommt als Umgebungslicht aus allen Richtungen mit
der Intensität I a . Ambientes Licht entsteht durch Reflexion des Lichts an matten
Oberflächen infolge einer anderen Lichtquelle. Es bewirkt eine gewisse Grundhel-
ligkeit auch in den Bereichen, die nicht direkt von anderen Lichtquellen beleuchtet
werden. Man nennt es deshalb auch indirekte oder Hintergrundbeleuchtung.
Gerichtetes Licht kommt aus Punktlichtquellen, die soweit von der Szene ent-
fernt sind, dass ihre Lichtstrahlen nahezu parallel aus der Richtung L d mit der
Intensität I p auf die Facetten treffen, z. B. Sonnenlicht.