Graphics Reference
In-Depth Information
Abb. 9.66
Veränderung der Farben
durch Beleuchtungseffekte
Abb. 9.67
Oberflächenmodell
mit einfachen Facette für jedes
beliebige Objekt.
Links
mit
einfachem Flat-Shading,
rechts
nach Gouraud-Shading
-
ein Farbanteil aus der Fortleitung eines Strahls, der aus der Brechungs-
richtung stammt (Strahl 3).
Strahlverfolgung und Schnittpunkte
Die Ermittlung des Schnittpunkts eines Strahls mit einem Objekt ist das Herzstück
des RayTracing. Diese Aufgabe ist ggf. für eine Vielzahl von Objekten zu lösen:
für die schon verwendeten Dreiecke, aber auch für Kugeln, Quader, Zylinder und
weitere. Bei unseren bisherigen Oberflächenmodellen aus dreieckigen Facetten ist
nur eine Reflexion des Strahls möglich. Zur Brechung gehören aber stets mehr
oder weniger transparente Volumenobjekte wie die oben erwähnten. Viele Grafik-
programme verzichten allerdings auf diese, zugunsten einfacher Mathematik und
übersichtlicher Programme. Auch aus Oberflächenmodellen mit einfachen Facetten
lässt sich jedes beliebige Objekt mit guter Näherung zusammensetzen (Abb.
9.67
).
Der jeweils aktuelle Primärstrahl wird als Sichtstrahl {
s
} bezeichnet und verläuft
vom Beobachter durch ein Pixel in die Szene. Mit den Koordinaten der Beobachter-
position
{B}
und denen des Pixel
{P}
lässt sich die Richtung dieses Strahls angeben:
f
s
gDf
P
gf
B
g
und damit die Gleichung des Strahls zu:
f
B
gC
t
f
s
g
mit
{B}
.
B
x
;
B
y
;
B
z
/
{s}
.
s
x
;
s
y
;
s
z
/
t
>0
legt Strahl-Länge fest
!
Halbgerade
In der weiteren Strahlverfolgung markiert der Strahl
f
B
gC
t
f
s
g
den Schnittpunkt
{S}
mit einem Objekt (sofern es einen gibt). Der Anfangspunkt des nächsten Strahls
