Visualisierung - Computergrafik fur Ingenieure - page 272

des reflektierten und eines transmittierten Strahls (sofern das Objekt transparent
ist), also der Reflexions- und Transmissionsanteil I ref und I tran . Damit stellt sich das
erweiterte Phong-Modell nun wie folgt dar:

I D I a k a glo, diffuses Streu-Licht

C I P k d cos .™ 0 / loc, diffus reflektierte direkte Beleuchtung

C I P k s cos a .®/ loc, spiegelnd reflektierte direkte Beleuchtung

C k r I ref glo, reflektiertes Licht an Oberflächen

C k t I tran glo, transmittiertes Licht infolge Brechung

Die Kürzel glo und loc stehen jeweils für globale oder lokale Beiträge. Die Inten-
sitäten I ref und I tran sind hierin das Ergebnis von Strahlverfolgungen und gelten
jeweils am ersten Schnittpunkt eines Strahls mit einem Objekt. Diese fünf Terme
lassen sich für jeden beliebigen Schnittpunkt S zu den oben beschriebenen drei
Farbanteilen zusammenfassen, womit diese drei Anteile präzisiert sind:

I S D I loc C k r I ref C k t I tran

Der lokale Anteil I loc deckt den ‚lokalen Phong' ab einschließlich Streulicht I a ,
weil dieses ohnehin als konstant angenommen wird. Genau die Summierung die-
ser drei Anteile an einem Schnittpunkt stellt einen rekursiven Prozess dar. Denn
I tran benötigt seinerseits bei der nächsten Oberfläche, die vom transmittierten Strahl
geschnitten wird, einen äquivalenten Ausdruck für I, und für I ref gilt das Gleiche,
wenn der reflektierten Strahl die nächste Oberfläche trifft usw.
Diese Rekursion setzt sich fort, bis

man den vorgegebenen trace level erreich hat, oder
kein weiteres Objekt geschnitten wird, oder
die Lichtintensität so gering geworden ist, dass ihr Einfluss auf das aktuelle Pixel
vernachlässigt werden kann.
alle Äste des RayTracing-Baumes abgearbeitet sind.

Die Materialkonstanten - hier die Reflexionskoeffizienten k - haben die glei-
che Bedeutung wie im ‚lokalen Phong'. Hinzugekommen ist der Koeffizient k t
für die Transmission. Die beiden Spiegelungskoeffizienten k s für direkte, speku-
lare Spiegelung und k r für Reflexionen bei Strahlverfolgung sind normalerweise
gleich (Abb. 9.73 ).

Vermeidbarer Aufwand
Die Generierung hochwertiger Grafiken mit RayTracing ist stets mit viel Rechen-
zeit verbunden. Es ist deshalb zweckmäßig, schon beim Entwurf eines Programmes
und bei seiner Implementierung alles zu unterbinden, was formal zwar richtig und