Graphics Reference
In-Depth Information
5
Modellierung dreidimensionaler Szenerien
Bevor etwas auf dem Bildschirm grafisch dargestellt werden kann, muss zunächst
eine virtuelle dreidimensionale Welt der Szenerie im Rechner erzeugt werden. De-
ren Umsetzung in einen Datensatz zur Weiterverarbeitung mit einem Grafikpro-
gramm nennt man Modellierung. Dabei stellt sich je nach Problemstellung die
Frage, ob nur die sichtbaren Teile (die Objektoberflächen) oder das vollständige
Objektvolumen in ein geometrisches Modell überführt werden müssen. Für eine
realistische Darstellung muss zudem ein geeignetes Beleuchtungs- und Reflexions-
modell herangezogen werden.
Bei vielen Anwendungen sollen Objekte dargestellt werden, die in der Realität
(noch) gar nicht vorhanden sind. Das gilt sowohl für die Fantasiewelten in Com-
puterspielen als auch z. B. für Prototypen von Flugzeugen oder Autos, die sich in
der Entwicklung befinden. Im Flugzeug- und Fahrzeugbau ist es gängige Praxis,
den Prototyp möglichst früh dem Kunden grafisch zu präsentieren. Aber auch bei
der Teileproduktion im Maschinenbau werden entsprechende Modelle verwendet,
z. B. für Turbinenschaufeln, Gehäuseteile u. v. m. Im Bauwesen werden neue Ge-
bäude oder Brücken im richtigen Maßstab grafisch in ein gegebenes digitales Bild
der Szene montiert, um den Stadt- und Landschaftsplanern Entscheidungshilfen zu
geben.
Für diese Aufgaben müssen dem Entwickler geeignete Methoden zur Modellie-
rung dreidimensionaler Objekte zur Verfügung stehen. Selbst wenn reale Objekte
abgebildet werden sollen, ist dennoch ihre Modellierung häufig unvermeidbar. Bei
existierenden Objekten kennt man zwar die wesentlichen Abmessungen, diese rei-
chen aber bei Weitem nicht aus für eine Modellierung, die zu einer annähernd
realistische Computergrafik führt.
In der Computergrafik werden grundsätzlich drei verschiedene Modelltypen un-
terschieden:
Drahtmodelle
beschreiben Objekte nur durch Flächenkanten, die Flächen selbst
werden nicht dargestellt. Diese Einschränkung beschleunigt alle Berechnungen
