Radiosity

Für 3D-Darstellung von Objekten mit realistischen Licht-Schatten-Effekten, mit Reflexionen und Brechungen gibt es mehrere Rendering Verfahren. Raytracing ist eines, Phong Shading ein weiteres. Was Raytracing betrifft, so zeichnet sich dieses dadurch aus, dass es alle sichtbaren und nichtsichtbaren Lichtreflexe und Oberflächenschattierungen detailliert mit äußerst hohem Rechenaufwand darstellt. Allerdings sind die Darstellungsmöglichkeiten für fotorealistische Darstellungen insofern eingeschränkt, als dass Raytracing das Umgebungslicht nicht berücksichtigt und außerdem die Reflektion matter Oberflächen wie die von Wänden nicht hinreichend berücksichtigt.

Ersteres wirkt sich auf eine realistische Kontrastminderung zwischen beleuchteten und schattigen Bereichen aus. Diese beiden Nachteile behebt das Verfahren Radiosity.

Raytracing und Radiosity, Screenshot: budda165.wordpress

Raytracing und Radiosity, Screenshot: budda165.wordpress

Radiosity teilt die Szene in mehrere Teilbereiche und berechnet wie das abgestrahlte Licht der Objekte eines Teilbereichs die Objekte in einem anderen beeinflusst. Wenn die einzelnen Teilbereiche berechnet sind, werden sie verkleinert und erneut berechnet, und zwar solange bis die Berechnung auf Pixelgröße basiert. In die Berechnung werden sowohl die sichtbaren als auch die nichtsichtbaren Bildteile einbezogen. Dadurch werden die Schattenkanten weicher und Bildteile, die nicht unmittelbar von Licht beleuchtet werden, werden sichtbar. Die Radiosity-Technik hat zudem den Vorteil, dass die Berechnungswerte bei der Bewegung durch die Objektwelt weiter benutzt werden können, solange sich die Beleuchtungsquellen nicht ändern. Das macht die Radiosity-Technik vorallem für Architekturdarstellungen interessant bei der sich der Betrachter wie mit virtueller Realität durch die Gebäude bewegen kann.

Nachteilig ist allerdings, dass der Rechenaufwand noch wesentlich höher ist, als der von Raytracing.

Informationen zum Artikel
Deutsch: Radiosity
Englisch: radiosity
Veröffentlicht: 16.08.2019
Wörter: 253
Tags: Grafik-Grundlagen
Links: Brechung, Licht, Objekt, Phong-Schattierung, Raytracing