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Abb. 10.6
Bump Mapping
Abb. 10.7
Phong-Shading
Beleuchtungsrechnung in jedem Flächenpunkt durchführt. Hierfür geeignet sind das
Schattierungsmodell von Phong oder das Raytracing-Verfahren, jedoch nicht das
Flat- und das Gouraud-Shading.
Im einfachsten Falle, wenn es nur darum geht, etwas Unruhe in die monotone
Oberflächenfarbe zu bekommen, funktioniert folgende simple Methode: Die domi-
nante Komponente des Normalvektors
{n}
sei z. B. n
z
. Nun verändert man einfach
die beiden anderen Komponenten mit Zufallszahlen in den Grenzen von
˙
2
n
z
,
wobei der Faktor
1
2
ganz willkürlich gewählt ist. Mit diesem neuen (normierten)
Vektor erfolgt das Phong-Shading (Abb.
10.7
). Ein Oberflächenrelief wird sich da-
mit allerdings nicht einstellen.
Um eine reliefartige Oberfläche zu erzeugen, benötigt man ein Relief. Analog
zum Textur-Mapping verwendet man anstatt einer Textur jetzt ein zweidimensiona-
les Höhenfeld - die Bump Map - in den
u,v
-Koordinaten.
Im Eindimensionalen stellt sich der Ablauf wie in Abb.
10.8
gezeigt dar.
In der Bump Map wird ein willkürliches (eindimensionales) Höhenprofil h(u)
hinterlegt. Der Wert h(u) ist ein Faktor, mit dem die Länge der Normalen N(u)
verändert wird. Die Offsetkurve ergibt sich damit zu P
0
.
/ D
P
.
/ C
h
.
/
N
.
/
u
u
u
u
.
Die neuen Normalen N
0
.
/
werden für diese Offsetkurve berechnet.
Im zweidimensionalen ist die Sache nicht ganz so einfach.
Eine zweidimensionale Bump Map h(u,v) ist normalerweise als diskretes Zah-
lenfeld gegeben oder ist prozedural definiert als eine Funktion von u und v. Da für
das Phong-Shading die exakten geometrischen
u,v
-Positionen der Flächenpunkte
gar nicht gebraucht werden, geht es nur noch um die „gestörten“ Flächennormalen
N
0
.
u
;
/
. Geht man von kleinen Unebenheiten aus, kann die Visualisierung mit der
Originalgeometrie P(u,v) durchgeführt werden. Nur das Phong-Shading erfolgt mit
den neuen Normalen N
0
.
u
v
;
/
u
v
der Offsetfläche.
