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Abb. 9.27
Spiegelung an einem absolut perfekten Spiegel
Das Phong-Modell
Von Phong Bui-Tuong stammt ein immer noch häufig genutztes (weil nicht be-
sonders rechenintensives) Beleuchtungsmodell für nicht perfekte Reflektoren. Bei
diesem - und allen anderen auf dem Phong-Modell basierenden - handelt es sich um
ein vollständig empirisches Modell. Abbildungen
9.27
und
9.28
zeigen die gleiche
Situation bei einer spiegelnden Reflexion. [„Phong-Beleuchtungsmodell“/Wiki]
Ein absolut perfekter Spiegel reflektiert Licht nur in die Richtung
{r}
, die durch
Spiegeln von
{l}
an
{n}
entsteht.
.f
r
gDf
l
g2f
n
g..
n
/f
l
g/
, siehe Abschn.
11.3.9
).
Glänzende Flächen dagegen reflektieren in einem Streuungskegel mit dem Öff-
nungswinkel
®
um
{r}
. Die Blickrichtung
{v}
des Beobachters liegt irgendwo auf
dem Kegelmantel, d. h.,
{v}
liegt
nicht
in der Ebene, die durch
{l}
und
{r}
auf-
gespannt wird. Oder umgekehrt: Der Öffnungswinkel
®
des Streuungskegels wird
gebildet durch
{r}
und
{v}
.
Phong ging davon aus, dass die Reflexion maximal wird, wenn
® D 0
ist. Ein
Beobachter wird also nur dann reflektiertes Licht sehen, wenn seine Blickrichtung
mit der Reflexionsrichtung
f
v
gDf
r
g
zusammenfällt und damit
® D 0
ist. Je mehr
der Winkel
®
vom Ausfallswinkel
™
abweicht, umso schneller nimmt die Reflexion
ab. Ausgehend von der Lichtintensität I
P
ist der spiegelnde Anteil der Intensität in
Richtung
{r}
nach Phong:
I
S
D
I
P
!.™
0
;œ/
cos
a
.®/
D
I
P
k
s
cos
a
.®/
Die Funktion
!.™
0
;œ/
wird als Spiegelreflexionskoeffizient k
s
D !.™
0
;œ/
einge-
führt, analog zur ambienten und diffusen Reflexion. k
s
hängt vom Material ab und
bestimmt die Stärke der Spiegelung in Abhängigkeit vom Einfallswinkel
™
0
und
der Wellenlänge
œ
des Lichts. Für viele Materialien ist
!.™
0
;œ/
und damit der
Spiegelreflexionskoeffizient k
s
konstant. Man legt ihn experimentell so fest, dass
zufriedenstellende Grafiken entstehen.
