Visualisierung - Computergrafik fur Ingenieure - page 234

Abb. 9.41 Beispielzylinder als grobes
Modell mit Flat-Shading ( links ) und
als feines Modell mit Phong-Shading
( rechts )

Tab. 9 . 4 Beleuchtungsmodelle im Vergleich

Merkmal Beleuchtungsmodell

lokal global

Berechnung der Szene erfolgt Punktweise Global

Lichteffekte Einfach Komplex

Reflexionen Einfach Mehrfach

Wechselwirkungen durch Mehrfachreflexion Nein Ja

Farbabstufung durch Schattierung Ja Ja

Intensitätsübergang zwischen Facetten Nein Ja

Berücksichtigung verdeckter Lichtquellen Nein Ja

Echter Schattenwurf Nein Nein

Echter Schattenwurf durch Zusatzfunktion Bedingt Ja

Heterogenes Oberflächenmaterial Nein Ja

Anisotropie der Oberfläche Nein Ja

Numerischer Aufwand Überschaubar Recht hoch

Stelle nur Randintensitäten interpoliert wurden. Fällt ein Glanzpunkt direkt auf eine
Ecke, so wird bei Gouraud wegen der Interpolation die Darstellung verschmiert.

9.6.5 Globale Beleuchtungsmodelle

Wie realistisch ein gerendertes Bild wirkt, hängt maßgeblich davon ab, inwieweit
die Verteilung des Lichts innerhalb der Szene berücksichtigt wird. Im Gegensatz zu
den lokalen Beleuchtungsmodellen berücksichtigen globale Beleuchtungsmodelle
alle Arten der Lichtreflexion und alle Möglichkeiten der Ausbreitung von Licht
in einer Szene. Tabelle 9.4 stellt nochmals die wesentlichen Unterschiede heraus
zwischen lokalen und globalen Beleuchtungsmodellen.
Mit jeder Verfeinerung des Beleuchtungsmodells kommt man zwar einer rea-
listischen Darstellung näher, jedoch deutlich schneller ufert die Rechenzeit aus. Es
ist deshalb zweckmäßig, das Beleuchtungsmodell von der jeweiligen Aufgabenstel-
lung abhängig zu machen. Oft kommt man mit einem lokalen Beleuchtungsmodell
aus, das nur die Oberflächen simuliert. Globale Beleuchtungsmodelle dagegen ba-
sieren auf physikalischen Gesetzen und berechnen die Ausbreitung von Licht in-