Montag, 20. August 2007

Beleuchtung - Volumenstreuung

Ich habe mich an das Thema Sub-Surface-Scattering (Volumenstreuung) herangewagt.

Es handelt sich hierbei um ein Verfahren, mit dem die Lichtberechnung bei transluzenten Körpern erfolgt. Transluzent bedeutet, dass diese Körper das Licht zu einem Teil durchlassen, das Licht wird in tiefer liegenden Schichten des Körpers reflektiert. Ein typisches Beispiel hierfür liefert die Haut.

Sub-Surface-Scattering (SSS)

Bei dem Sub-Surface-Scattering (SSS) gilt nicht die Regel des Reflexionsgesetztes, so sind Einfalls- und Ausfallswinkel nicht immer gleich, sondern die Verteilung der Austrittspunkte und –winkel der Lichtstrahlen erfolgt über eine Wahrscheinlichkeitsberechnung. Man kann diese mit einer Erweiterung der so genannten Bidirektionale-Reflektionsverteilungs-Funktion (engl. bidirectional reflection distribution function, kurz: BRDF) berechnen.

Und zwar mittels der Bidirektionale-Oberflächenstreuungs-Reflexionsverteilungs- Funktion (engl. bidirectional surface scattering reflectance distribution function, kurz: BSSRDF). Die Reflexion eines Lichtstrahls an einem gegebenen Punkt ist vom Einfalls- und Betrachtungswinkel, sowie vom Punkt an dem der Lichtstrahl in das Material eintritt abhängig

Das mathematisch Korrekte Verfahren der BSSRDF findet in der Computer Grafik kaum Anwendung, da es zu aufwendig in seiner Berechnung ist. Stattdessen wurde 2001 ein Näherungsverfahren entwickelt, welches ein sehr ähnliches Ergebnis liefert.

Hierbei wird über das gesamte Material eine Phasenfunktion mit einem Absorptions- und Streuungskoeffizient angegeben.

(vgl. Artikel Bidirectional Surface Scattering Reflectance Distribution Function. In: Wikipedia, Die freie Enzyklopädie. Bearbeitungsstand: 3. Juni 2007)

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