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Abb. 9.23
Modell der diffusen Reflexion
9.6.3.1 Ambiente Beleuchtung
Indirektes Licht kommt aus allen Richtungen, man kann also die Richtung des ein-
fallenden Lichtes nicht berechnen, sondern nimmt an, dass es an jedem Punkt mit
gleicher Intensität I
a
wirkt. Auch ist ambientes Licht unabhängig vom Blickwinkel
des Beobachters. Da jede Facette verschieden stark reflektieren kann, wird ihr ein
Reflexionskoeffizient k
a
zugeordnet. Damit können wir eine sogenannte Beleuch-
tungsgleichung für das Modell der ambienten Beleuchtung aufstellen:
I
D
I
a
k
a
Diese Gleichung ist unabhängig von der Orientierung der jeweiligen Facette inner-
halb der Szene und gilt für alle Punkte eine Facette, weshalb man sie nur einmal
für jede Facette auswerten muss. Die Intensität des indirekten Lichts wird für alle
Facetten der Szene als konstant angenommen. Der
ambiente Reflexionskoeffizient
k
a
liegt zwischen 0 und 1 und ist für jede Facette unterschiedlich. Er gibt den An-
teil des indirekten Lichts an, den die Oberfläche reflektiert. Sind mehrere ambiente
Lichtquellen vorhanden, können ihre Intensitäten zusammengefasst werden.
Der individuelle, ambiente Reflexionskoeffizient k
a
zählt damit zu den
Mate-
rialeigenschaften
einer Oberfläche. Er steht nicht in direkter Verbindung zu einer
physikalischen Eigenschaft des Materials, sondern ist eine empirische Größe.
9.6.3.2 Difuse Relektion, das Lambert-Modell
Bei diffuser Reflexion wird das Licht unabhängig vom Standpunkt des Beobachters
in alle Richtungen reflektiert. Bei stumpfen, matten Flächen tritt
Lambert-Reflexion
oder
diffuse Reflexion
auf. Das Lambertsche Gesetz - auch Lambertsches Kosi-
nusgesetz -, formuliert von Johann Heinrich Lambert (1728-1777), beschreibt die
Abhängigkeit der Lichtstärke eines ideal diffus reflektierenden Flächenstücks (einer
sogenannten Lambert-Fläche) vom Betrachtungswinkel
™
0
.
Das Modell der diffusen Reflexion (Abb.
9.23
) basiert auf einer punktförmigen
anstatt einer indirekten Lichtquelle. Somit ändert sich die Helligkeit an jedem Punkt
einer Facette je nach Entfernung und Richtung zur Lichtquelle. Da bei diesem Mo-
dell alle Flächen als diffuse Lambert-Reflektoren angenommen sind, erscheinen sie
aus allen Richtungen betrachtet gleich hell, da sie das Licht mit gleicher Intensität
in alle Richtungen gleichförmig reflektieren. Das bedeutet, dass die Helligkeit ei-
