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Dämpfung durch Entfernung
Die Dämpfung der Intensität in Abhängigkeit von der Entfernung wird „Fading“
oder „depth cueing“ genannt. Gemessen wird dabei stets die Entfernung von der
Lichtquelle zum Facettenpunkt, obwohl die Entfernung zum Beobachter natürlich
auch eine gewisse Rolle spielt, die aber unberücksichtigt bleibt.
Die Beleuchtungsgleichung erfordert eine Korrektur mit einem Faktor f(e) der
die Entfernung e berücksichtigt. Hierfür gibt es mehrere Möglichkeiten:
eine physikalische, nach der die Intensität einer punktförmigen Lichtquelle mit
der Entfernung quadratisch abnimmt: f
.
e
/ D 1=
e
2
mehrere empirische, die iterativ zu einer verbesserten Bildästhetik führen.
Die folgende Dämpfungsfunktion deckt die meisten anderen ab. Ihre Parameter c
1
,
c
2
und c
3
variiert man in Testreihen und tastet sich so an die gewünschte Bildqualität
heran.
Für große Entfernungen wird der Dämpfungskoeffizient sehr klein. Im Vergleich
mit anderen großen Entfernungen werden die Dämpfungskoeffizienten sich nur ge-
ringfügig unterscheiden, mit der Folge, dass auch die Intensität nur ein geringes
Unterscheidungspotenzial hat. Bei nahe gelegenen Lichtquellen schwanken die Un-
terschiede dagegen stark. Dadurch werden entfernte und nahe Flächen bei gleichem
Winkel sehr unterschiedlich schattiert. Das ist zwar für punktförmige Lichtquel-
len theoretisch korrekt, aber in der Natur werden Szenen typischerweise nicht von
punktförmigen Lichtquellen beleuchtet und schon gar nicht mit vereinfachten Be-
leuchtungsmodellen schattiert.
Die Dämpfungsfunktion bietet neben der quadratischen Abhängigkeit auch die
Möglichkeit einer feineren Abstimmung mittels linearer Abhängigkeit und einer zu-
sätzlichen Konstanten. Hierin verhindert c
1
, dass der Nenner zu klein und damit die
Dämpfung zu groß wird, wenn sich die Lichtquelle sehr nahe am Objekt befindet.
Weder die ambiente noch die diffuse Beleuchtung ergeben, jeweils einzeln ver-
wendet, eine halbwegs natürliche Darstellung der Szene. Ohne zusätzliche Schat-
tierung liefert die ambiente Beleuchtung nur schemenhafte Silhouetten. Nur mit
diffuser Beleuchtung ergibt sich eine zu grelle Darstellung, als würde ein dunk-
ler Raum von einem Blitz beleuchtet. Um einer realistischen Darstellung näher zu
kommen, kombiniert man die beiden Modelle miteinander, indem man den am-
bienten und den diffusen Lichtanteil zusammen verwendet und auch den Einfluss
der Entfernung berücksichtigt:
I
D
I
a
k
a
C
f
.
e
/
I
P
k
d
cos
.™
0
/
Da für das Licht ebenfalls das Superpositionsgesetz gilt, können alle Effekte aus
Linearkombinationen der Einzeleffekte zusammengesetzt werden.
