lichtexprimente ls stadttechnik ws 02/03

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lichtexprimente ls stadttechnik ws 02/03
lichtsimulation mit software
marco bartsch marco laske
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lichtsimulation mit software
ziele
realistisch wirkende dreidimensionale
bilder lichtquelle material
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lichtsimulation mit software
entwicklung
...nun sahen kugeln wirklich wie kugeln aus,
schienen objekte wirklich dreidimesional zu
sein...
drahtgittermodell liniendarstellung flächenfüllung
mit definierten objektfarben farbverlauf
(schattierungsalgorithmen)
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lichtsimulation mit software
beleuchtungsverfahren lokal
global
interaktion zwischen lichtquellen und oberflächen
der körper schattenwurf und reflexion
unberücksichtigt einfache, schnelle
berechnung bsp echtzeianwendungen
(flugsimulatoren, virtuelle realität)
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lichtsimulation mit software
beleuchtungsverfahren lokal
global
realitätsnahe wiedergabe schattenwurf,
tranzparenz und reflexion berücksichtigt zwei
verschieden techniken raytracing und radiosity
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lichtsimulation mit software
raytracing (strahlverfolgung) anfänge
verfahren
1637 erstes virtuelles bild durch brechnung und
spiegelung (rené descartes) begirff aus zweitem
weltkrieg radarverfolgung von
flugzeugen heutzutage können zahllose
schicksale von millionen lichtstrahlen
berechnet werden
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raytracing (strahlverfolgung) anfänge
verfahren
simulation der lichtausbreitung durch verfolgen
von lichtstrahlen nur photonen von interesse -
umkehrung verfolgung der sehstrahlen, nicht der
lichtstrahlen ausgesandter strahl wird
berechnet trifft auf objekt berechnung der
pixelfarbe verschwindet in leere
hintergrundfarbe
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radiosity (lichtenergiekalkül) anfänge
verfahren
1940 moon und spencer berechnung einzelner
flächenelemente (patches) per hand und schnitten
papierschnipsel von munsell-farbtabelle aus zu
bild zusammengeklebt 1984 in computergrafik
eingeführt durch mehr und mehr algorithmen
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radiosity (lichtenergiekalkül) anfänge
verfahren
betrachtung von energieaustausch von
flächenelementen lichtenergie von lichtquelle zu
patches oberflächeneigenschaft bestimmt
absorbtions- und reflektionsenergie reflektierende
flächenelemente werden wie neue lichtquelle
betrachtet so wird energiegrundmenge bis auf null
reduziert
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lichtsimulation mit software
vergleich raytracing radiosity
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vergleich raytracing radiosity
vorteile genaue berechnung direkter
beleuchtung schatten, spiegelnde reflexionen und
transparenzeffekte speichereffizient
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vergleich raytracing radiosity
vorteile genaue berechnung direkter
beleuchtung schatten, spiegelnde reflexionen und
transparenzeffekte   speichereffizient
nachteile rechenintensiv die zeit, die
benötigt wird um ein bild zu generieren ist stark
von der anzahl der lichtquellen abhängig das
bild muß für jeden blickwinkel neu berechnet
werden (vom betrachter abhängig) beachtet nicht
diffuse reflexion zwischen flächen
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vergleich raytracing radiosity
vorteile berechnung diffuser reflexion zwischen
den flächen für schnelle anzeige willkürlich
gewähltem blickwinkel (vom betrachter
unabhängig) schon am anfang der berechnung ist
ein resultat erkennbar, das mit der zeit mehr und
mehr an qualität gewinnt
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lichtsimulation mit software
vergleich raytracing radiosity
vorteile berechnung diffuser reflexion zwischen
den flächen für schnelle anzeige willkürlich
gewähltem blickwinkel (vom betrachter
unabhängig) schon am anfang der berechnung ist
ein resultat erkennbar, das mit der zeit mehr und
mehr an qualität gewinnt
nachteile die 3d-daten benötigen mehr
speicherplatz als das ursprüngliche
modell beachtet nicht spiegelnde reflexionen
oder transparenzeffekte
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vergleich raytracing radiosity
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softwarebeispiele lightscape cinema 4d
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softwarebeispiele lightscape cinema 4d
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quellen
www.photonensturm.de www.maxon.net radiosity
on-line a bibliographyian ashdown and eric
hainesreprinted from computer graphics
28(4)277-279 (november) friedrich kittler
computergraphik. eine halbtechnische einführung
(vortrag gehalten in basel, juni 1998) b.j.
novitski (editor to a/e/c systems the magazine
of computer solutions)
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