Beleuchtungsalgorithmen in der Computergrafik

Inhaltsverzeichnis1 Einleitung.1.1 Motivation.1.2 Realismus in der Computergrafik.2 Grundlagen aus der Physik.2.1 Licht.2.2 Ausbreitung von Licht.2.3 Reflexion und Refraktion.2.4 Lichttechnische Grundlagen.2.4.1 Spektren.2.4.2 Größen und Einheiten.2.5 Farben.2.5.1 Das Auge.2.5.2 Farbnormung.2.5.3 Farbmodelle.3 Der Bildsyntheseprozeß.3.1 Überblick.3.2 Der Algorithmus des Ray-Tracing-Verfahrens.3.3 Der Algorithmus des Radiosity-Verfahrens.3.4 Unterschiede beider Verfahren.4 Beleuchtungsmodelle.4.1 Überblick.4.2 Beleuchtung.4.2.1 Konzept einer Hemisphäre.4.2.2 Ein allgemeines Beleuchtungsmodell.4.3 Lichtquellenmodelle.4.4 Beleuchtungsmodelle für das Ray-Tracing.4.4.1 Diffus reflektiertes Licht.4.4.2 Gerichtet reflektiertes Licht.4.4.3 Gerichtet gebrochenes Licht.4.4.4 Ambientes Licht.4.4.5 Globale Reflexion.4.4.6 GlobaleRefraktion.4.4.7 Zusammenfassung.4.5 Beleuchtungsmodell des Radiosity-Verfahrens.4.6 Unterschiede zwischen den Beleuchtungsmodellen der beiden Verfahren.5 Berechnung der Formfaktoren.5.1 Die Hemicube-Methode.5.2 Die Singleplane-Methode.5.3 Die adaptive Unterteilung.5.4 Aufwandsreduktion.6 Vergleich beider Verfahren.6.1 Die Approximation der Leuchtdichte-Gleichung als Kriterium eines bewertenden Vergleichs.6.1.1 Von der Leuchtdichte-Gleichung zum Ray-Tracing-Verfahren.6.1.2 Von der Leuchtdichte-Gleichung zum Radiosity-Verfahren.6.2 Zusammenfassender Vergleich zwischen Ray-Tracing- und Radiosity-Verfahren.6.2.1 Vergleich der Bildqualität.6.2.2 Vergleich des Aufwandes.7 Erweiterungen der Verfahren.7.1 Erweiterungen für die Ray-Tracing-Verfahren.7.1.1 Verteiltes Ray-Tracing.7.1.2 Stochastisches Ray-Tracing.7.2 Erweiterungen für das Radiosity-Verfahren.7.3 Zwei-Phasen-Verfahren.Schlußbemerkungen.Anhang I Computergenerierte Bilder.I.1 Mit dem Radiosity-Verfahren erzeugte Bilder.I.2 Mit dem Ray-Tracing-Verfahren erzeugte Bilder.Anhang II Kodierungsbeispiele.II.1 Ray-Tracing.II.2 Radiosity.II.3 Farbberechnung.Literatur.