Beleuchtungsalgorithmen in der Computergrafik

1 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.- 2.5 Farben.- 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.- 4.3 Lichtquellenmodelle.- 4.4 Beleuchtungsmodelle für das Ray-Tracing.- 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.- 6.2 Zusammenfassender Vergleich zwischen Ray-Tracing- und Radiosity-Verfahren.- 7 Erweiterungen der Verfahren.- 7.1 Erweiterungen für die Ray-Tracing-Verfahren.- 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.