Visualisierung - Computergrafik fur Ingenieure - page 232

Abb. 9.38 Gemittelte Normale am Punkt P
Abb. 9.39 Interpolation der Intensitäten I 1 ,I 2 ,I 3 ent-
lang der Rasterzeile
von relativ weit entfernten Lichtquellen beleuchtet werden, gute Ergebnisse brin-
gen, weil sich die diffuse Komponente auf jeder Fläche nur wenig ändert.
Diese Methode hat offensichtlich auch gravierende Nachteile: zwischen den ein-
zelnen Facettenkanten gibt es (ggf. starke) Intensitätssprünge, die vor allem bei
einer kleinen Anzahl von Facetten - also bei großformatigen - sehr störend wir-
ken. Ein weiterer Schwachpunkt wird deutlich, wenn man mit ebenen Facetten eine
gekrümmte Fläche modelliert. Die diskontinuierlichen Übergänge an den Facetten-
grenzen sind als „Konturen“ mehr oder weniger deutlich sichtbar. Und oftmals geht
die gerichtete Reflexion der Lichtquelle - das Glanzlicht - ganz verloren. Enthält
die ausgewählte Facette jedoch gerade das Glanzlicht, ist seine Farbe meist mit der
eigenen und der der Lichtquelle verschmiert.
9.6.4.2 Gouraud-Shading
Beim Gouraud-Shading werden zwar auch die Facettennormalen gebraucht, aber
das Verfahren basiert auf den Normalen an den Facettenecken. Da eine Ecke
meist zu mehreren Facetten gehört, werden alle angrenzenden Normalen gemittelt
(Abb. 9.38 ).
Hierbei ist vorausgesetzt, dass alle {n} normiert sind. Im nächsten Schritt berech-
net man das Beleuchtungsmodell mit den so gewonnenen Normalen und interpoliert
die Intensitäten I k innerhalb der Facette zunächst entlang der Kanten und dann
zwischen den Kanten entlang der Rasterzeile für den Punkt P. Ob vertikale oder
horizontale Rasterzeilen verwendet werden, ist dabei nicht von Belang (Abb. 9.39 ).
In vielen Anwendungsbereichen werden Freiformflächen genutzt, z. B. beim
Automobil- und Flugzeugbau u.v.a. Werden diese gekrümmten Oberflächen mit
ebenen Dreiecken modelliert, mittelt man die Normalenvektoren der angrenzenden