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Abb. 9.62
Beispiele für RayTracing-Bilder
werden die Lichtstrahlen so ausgesendet, dass sie sich der Beleuchtung anpassen
und die Szene „erkunden“. MLT bietet oft deutliche Geschwindigkeitsvorteile
und vernünftige Ergebnisse bei Szenen, die mit anderen Algorithmen nur schwer
korrekt zu simulieren sind.
Photon Mapping
wurde 1994 von
H.W. Jensen
vorgestellt als Ergänzung an-
derer RayTracing-Methoden, meistens um diffuses RayTracing auf globale Be-
leuchtung zu erweitern.
Das Verfahren läuft in zwei Phasen ab. Zuerst wird die Photon-Map (Photonen-
karte) erstellt und dann durch
Rendering
- unter Mithilfe der Photonenkarte - das
eigentliche Bild erzeugt. Dabei wird an einer bestimmten Stelle im Bild die
Energie der Photonen auf Basis der Photonenkarte bestimmt. So lässt sich durch
Addition der indirekten, aus der Photonenkarte errechneten, und der berechne-
ten direkten Beleuchtung die globale Beleuchtung der Szene bestimmen. Die
verwendbaren Lichtquellen beim Photon Mapping sind nahezu unbegrenzt.
Das Photon Mapping liefert neben der globalen Beleuchtung gleichzeitig auch
Kaustiken. Das sind Bereiche, die sich durch Brechung klar in ihrer Helligkeit
von den übrigen, meist dunkler beleuchteten, Bereichen abgrenzen - gut zu er-
kennen bei Wassergläsern, Glaskugeln und auch in bewegtem Wasser.
In der Literatur findet sich eine Fülle von RayTracing-Beispielen ähnlich den fol-
genden. Die dargestellten Szenen sind sorgfältig komponiert, um die Merkmale des
RayTracing zu demonstrieren. So enthalten die meisten Beispiele sowohl stark re-
flektierende wie auch transparente Objekte, und stets sind Kugeln mit diesen Eigen-
schaften dabei. Damit lassen sich z. B. Spiegelungen zwischen Objekten behandeln
oder auch Schattenwurf darstellen. Solche eindrucksvollen Bilder sind sofort und
zweifelsfrei als RayTracing-Bilder zu erkennen (Abb.
9.62
).
Trotzdem stellt RayTracing auch nur eine Teillösung des globalen Beleuchtungs-
problems dar, ebenso wie Radiosity eine andere Teillösung ist. Für anspruchsvolle
Grafiken gibt es, insbesondere bei komplexen Szenen mit unterschiedlichsten Ma-
terialien, keine Alternative zu RayTracing und seinen Weiterentwicklungen. Sein
größter Vorteil ist, dass es elegant aus einzelnen Modulen kombiniert werden kann.
Seine größten Nachteile sind die gleichen wie bei Radiosity: der extrem hohe Ver-
brauch an Speicherplatz (RAM) und eine lange Rechenzeit.
