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Abb. 9.40
Normalenberechnung mit natürlichen Dreieckskoordinaten
Facetten im Knoten wie in Abb.
9.38
dargestellt. Eine andere Möglichkeit ist, die
exakte Normale am Knoten aus der Tangentialebene an dem betreffenden Knoten
zu ermitteln.
Probleme treten bei der Gouraud-Schattierung auf, wenn Facetten sehr dicht an
einer Lichtquelle liegen. Ihre Ecken haben dann nahezu die gleiche Intensität, und
dadurch erhält die ganze Facette eine konstante Schattierung.
Die Rate der Änderung von Farbtönen ist beim Gouraud-Shading nicht gleich-
förmig, unter Umständen stellen sich störende „Mach-Band“-Effekte ein. Und auch
Glanzlichter sind nur schwer darstellbar. Die Phong-Schattierung vermeidet beide
Probleme.
9.6.4.3 Phong-Shading
Das folgende Phong-Schattierungsmodell darf nicht mit dem Phong-Beleuchtungs-
modell verwechselt werden, es handelt sich hierbei um zwei komplett verschiedene
Themen.
Wie bei Gouraud werden zuerst die Normalen an den Facettenecken bestimmt.
Für jeden inneren Facettenpunkt (Pixel) werden entweder Normalen interpoliert
(die einfache Variante), oder berechnet (die teure Variante). In beiden Varianten hat
jeder Facettenpunkt eine eigene Normale, mit der das Beleuchtungsmodell durch-
gerechnet wird, und jeder Facettenpunkt hat folglich seine eigene, exakte Intensität.
„Exakt“ stimmt nicht ganz: An den Ecken sind die Normalen gemittelt und bei der
einfachen Variante im Inneren interpoliert.
Die exakte Berechnung der Normalen im Inneren einer Facette erfolgt recht ele-
gant mit natürlichen Dreieckskoordinaten, siehe Abb.
9.40
und Abschn.
11.3.10
.
Mit dieser Methode könnte man natürlich auch bei Gouraud die Intensitäten im
Inneren der Facetten einrechnen anstatt sie zu interpolieren.
Das Phong-Beleuchtungsmodell ist relativ zeitaufwendig, da es in jedem Punkt
unter Verwendung der Normalenvektoren berechnet wird. Die Bildqualität ist je-
docherheblichbesser(Abb.
9.41
). Die Unterschiede zwischen Phong und Gouraud
machen sich vor allem beim Glanzpunkt bemerkbar. Fällt ein Glanzpunkt direkt in
die Mitte einer Facette, so wird er vom Gouraud-Modell unterdrückt, da an dieser
