9. Beleuchtungsmodelle

In diesem Kapitel sind die Grundlagen für die Beleuchtung in der Computergrafik dargestellt. Es werden lokale und globale Beleuchtungsmodelle voneinander unterschieden. In einer computergrafischen Szene trifft das Licht von modellierten Lichtquellen auf die Oberfläche von Objekten, wird dort reflektiert und erzeugt abhängig von den Materialeigenschaften der Objektoberflächen Beleuchtungseffekte. Als ein wichtiger Vertreter der lokalen Beleuchtungsmodelle ist das Modell nach Phong dargestellt. Weiterhin enthält dieses Kapitel Erläuterungen zu Shading-Verfahren, durch die bestimmt wird, wie die Polygone der Objektoberflächen auf Basis der Beleuchtungsberechnung eingefärbt werden. In einer dreidimensionalen Szene werden nicht nur Objekte durch Lichtquellen beleuchtet, wodurch bestimmte (lokale) Effekte auftreten. Darüber hinaus wird ein Teil des Lichts an den Objektoberflächen reflektiert, wodurch wiederum andere Objekte beleuchtet werden. Diese Wechselwirkungen lassen sich durch globale Beleuchtungsmodellen modellieren. Durch das Radiosity-Modell können globale diffuse Reflexionen modelliert werden. Ray-Tracing-Verfahren sind dazu geeignet, globale Spiegelreflexionen zu simulieren. Dieses Kapitel enthält Grundlagen zu diesen beiden Verfahren.