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Das Schlick-Modell
Das Modell wurde 1994 von Christophe Schlick [
3
] präsentiert und ist das heute
gängige lokale Beleuchtungsmodell auf physikalischer Basis (im Gegensatz zu den
empirischen Phong-Modellen). Es setzt die Arbeit fort, die bereits durch Cook-
Torrance-Sparrow in deren Modell realisiert wurde. Auch hier geht es zunächst
nur um die weitere Verbesserung der spekularen Reflexion! Unnötige physikalische
Genauigkeit wird vermieden, weil erfahrungsgemäß andere Phasen des Renderpro-
zesses wesentlich ungenauer sind als die hier zu implementierenden Abläufe. Seine
wesentlichen Merkmale sind:
Es hält die relevanten physikalischen Gesetze ein, wie z. B. die Theorie der Mi-
crofacetten, den Energieerhaltungssatz, das Helmholtz-Reziprozitätsgesetz und
die Fresnel-Gleichung.
Es basiert auf einer geringeren Anzahl von Parametern. Diese können entweder
intuitiv erfasst und ohne große physikalische Vorkenntnisse definiert, oder sie
können experimentell sowohl überprüft als auch ermittelt werden.
Es ist möglich, den Formelsatz nur mit den physikalischen Eigenschaften zu
verwenden, die für die Aufgabenstellung wirklich erforderlich sind, z. B. isotro-
pe oder anisotrope Reflexion, homogenes oder heterogenes Material, Spektral-
modifikationen und Selbstabschattung.
Bei den empirischen Beleuchtungsmodellen ist die Intensität nur abhängig vom
Winkel
®
(Phong) oder
'
(Blinn). Bei den analytischen Modellen von Cook-
Torrance und Schlick ist sie abhängig von den vier Winkeln
'
,
“
,
™
,
™
0
.Wenn
im Schlick-Modell zusätzlich Anisotropie des Oberflächenmaterials berücksichtigt
wird, ist der Tangentenvektor
{t}
erforderlich. Dieser liegt gewissermaßen in den
Rillen der Kratzer. Eine raue Oberfläche ist anisotrop, wenn die Orientierung ihrer
„Kratzer“ - die Mikrofacetten - nicht chaotisch verteilt, sondern in eine definierte
Richtung
{t}
ausgerichtet sind. In dieser Richtung ist die Oberfläche isotrop, senk-
recht hierzu anisotrop. Die Richtung
{t}
wird für einen mehr oder weniger großen
Bereich - nicht nur für eine Facette - gelten und ist deshalb eher als Materialkon-
stante zu verstehen. Des Weiteren kommt hinzu der Vektor
f
h
0
g
als Projektion von
{h}
in Richtung
{n}
auf die Oberfläche. Ausgehend von
{t}
nach
f
h
0
g
wird der
Winkel
”
gemessen, der das Maß der Anisotropie festlegt.
In Abb.
9.36
ist
{v}
die Richtung zum Beobachter, in die Licht reflektiert wird.
Diese Richtung ist
nicht
die Reflexionsrichtung {r} der Beleuchtungsrichtung
f
v
0
g
.
Sowohl der Halfwayvektor
{h}
als auch der Winkel
'
wurden bereits in den früheren
Modellen verwendet. Auch die diversen Richtungen bzw. Vektoren sind identisch
mit denen der anderen Beleuchtungsmodelle. Die Winkel ergeben sich wieder aus
den Skalarprodukten der anliegenden Vektoren; im Einzelnen bedeuten:
Das Schlick-Modell unterscheidet zwei Arten von Oberflächen:
einschichtige
, aus Material mit homogenen optischen Eigenschaften, wie z. B.
Metall, Glas, Papier, Gewebe; oder
