Bereits 1978 ist es möglich realistische und detailreiche Szenen rechnergestützt zu generieren, welchen jedoch immerzu ein Problem anhaftet. Ein Beobachter kann stets erkennen, dass es sich bei einer so entstandenen Aufnahme um kein echtes Foto, sondern um ein digital erstelltes Bild handelt. Vor allem ist dies darauf zurückzuführen, dass die Oberflächen der Objekte in einer solchen Szenerie unnatürlich glatt wirken. Um Oberflächen plastischer und damit realististischer wirken zu lassen, bedarf es einer Methode, welche die natürlichen Unebenenheiten simuliert, die echte Oberflächen mit sich bringen. Glücklicherweise wirken raue Oberflächen vor allem rau, wenn darauf einfallendes Licht gestreut reflektiert wird. Wie genau sich das nutzen lässt, erläutert James F. Blinn in seinem Paper Simulation of Wrinkled Surfaces.
Inhaltsverzeichnis
- Einleitung
- Überblick
- Stand der Technik und Problemstellung
- Ein erster Versuch: Texture Mapping[Catmull 1975]
- Motivation
- Bump Mapping
- Die Oberflächennormale
- Die Texturfunktion
- Störung der Oberflächennormale
- Skalierung
- Definition der Texturfunktion
- Möglichkeiten für das Erstellen einer Texturfunktion
- Algorithmen
- Resultate
- Bump Maps erzeugen
- Schatten
- Normal Mapping
- Schluss
- Quellenverzeichnis
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Das Paper „Simulation of Wrinkled Surfaces" von James F. Blinn aus dem Jahr 1978 beschreibt eine Methode, die heute als Bump Mapping bekannt ist. Diese Methode ermöglicht die realistische Darstellung rauer und unebener Oberflächen, ohne dass jede einzelne Vertiefung modelliert werden muss. Das Paper untersucht die Funktionsweise von Bump Mapping und seine Vorteile gegenüber anderen Methoden der Oberflächenmodellierung, insbesondere im Vergleich zum Texture Mapping.
- Die Funktionsweise von Bump Mapping
- Die Verwendung von Texturfunktionen zur Simulation von Oberflächenunebenheiten
- Die Bedeutung der Oberflächennormalen für die Lichtreflektion
- Die Skalierungsunabhängigkeit von Bump Mapping
- Die praktische Anwendung von Bump Mapping in der Computergrafik
Zusammenfassung der Kapitel
Die Einleitung des Papers stellt die Problemstellung dar, dass Oberflächen in computergenerierten Szenen oft unnatürlich glatt wirken. Texture Mapping, eine bereits bestehende Methode, liefert zwar gute Ergebnisse für Oberflächen mit Mustern, versagt jedoch bei der Simulation von unregelmäßigen Oberflächen. Bump Mapping bietet eine Lösung, indem es die Oberflächennormale an jedem Punkt einer Oberfläche verändert, um eine scheinbare Streuung des Lichts zu erzeugen.
Das Kapitel „Bump Mapping" erklärt die Funktionsweise der Methode im Detail. Es beschreibt die Oberflächennormale, die Texturfunktion und die Störung der Oberflächennormale durch die Texturfunktion. Weiterhin wird die Skalierung der Texturfunktion behandelt, um eine Skalierungsunabhängigkeit des Effekts zu gewährleisten.
Das Kapitel „Definition der Texturfunktion" geht auf die Möglichkeiten zur Erstellung einer Texturfunktion ein und stellt verschiedene Algorithmen für die Abfrage von Werten aus einer zweidimensionalen Tabelle vor.
Das Kapitel „Resultate" zeigt die Anwendung von Bump Mapping in der Praxis. Es werden Beispiele für die Erzeugung von Bump Maps und die Darstellung von Schatten gezeigt. Außerdem wird das Normal Mapping vorgestellt, eine moderne Methode, die auf Bump Mapping basiert und in der Echtzeitgrafik eingesetzt wird.
Schlüsselwörter
Die Schlüsselwörter und Schwerpunktthemen des Textes umfassen Bump Mapping, Oberflächenmodellierung, Texturfunktionen, Oberflächennormale, Lichtreflektion, Skalierung, Normal Mapping, Computergrafik, Echtzeitgrafik.
- Arbeit zitieren
- Uli Holtmann (Autor:in), 2011, Simulation von unebenen Oberflächen, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/266204
