Konzepte: Bloom und Flare

Bei der Abbildung in optischen Apparaten entstehen Fehler, die uns so selbstverständlich sind, dass uns das Ausbleiben dieser Fehler als nicht wirklichkeitsgetreu erscheint. Dabei ist es gleichgültig, ob der optische Apparat ein Foto-Apparat, eine Filmkamera oder das menschliche Auge ist. Diese Fehler entstehen unabhängig davon, ob in der Abbildungsebene ein Zelluloid-Film, Photo-Dioden oder die Netzhaut liegt.

Abbildungsfehler in optischen Apparaten

Die Abbildungsfehler werden hauptsächlich durch zwei Elemente des optischen Apparats erzeugt: der Linse und der Blende (bzw. der Iris im menschlichen Auge).

Linsenfehler

Linsen sind nie perfekt. Auch das Medium, das das Abbild aufnimmt, liegt nie exakt in der Brennweite der Linse. Außerdem werden die verschiedenen Farben unterschiedlich stark gebrochen, so dass auch hierdurch Abweichungen entstehen. Zwar versucht man in hochwertigen Kameras diese Fehler zu minimieren; völlig verhindern lassen sie sich aber nicht.

Der Effekt dieser Fehler ist, dass ein Punkt in der Bildebene nicht genau einem Punkt der Wirklichkeit entspricht. Vielmehr hat die unmittelbare Umgebung des abzubildenden Punktes einen Einfluss auf das Abbild. Diese Auswirkung wird umso stärker, je höher der Helligkeitsunterschied zwischen dem abzubildenden Punkt und seiner Umgebung ist.

Wenn also etwa ein Gegenstand leuchtet, ist er wesentlich heller als seine Umgebung. Durch die Linsenfehler wird dann die Umgebung des abgebildeten Punkts zusätzlich aufgehellt.

Die nebenstehende Abbildung zeigt einige kritische Stellen.

Im Home-Nostruktor lassen sich solche Fehler durch "Blooming" simulieren.

Blendenfehler

Teile der Linse werden durch die Blende abgebildet. Im menschlichen Auge übernimmt die Iris diese Funktion.

Am Rand der Blende entstehen weitere Abbildungsfehler. Häufig erzeugen sie ein Muster, dessen Wiederholungen mit der Anzahl der Blendensegmente übereinstimmt.

Der wesentliche Fehler sind Strahlen, die von einem leuchtenden Körper auszugehen scheinen.

Dieser "Fehler" ist uns so selbstverständlich, dass wir die Abbildung von Sternen mit 4, 6 oder 8 Strahlen als "real" empfinden, obwohl dies das Ergebnis eines Blendenfehlers ist.

Auch eine höhere Anzahl an Strahlen kann entstehen, siehe beispielsweise nebenstehendes Bild.

Das Hilfsmittel im Home-Nostruktor, um diese Fehler zu simulieren, sind die sogenannten "Flares".

Nebenstehend noch ein zweites Beispiel.

Im oberen Bereich sieht man die Unschärfe bei hohem Kontrast, also den Linsenfehler.

Um unteren Bereich sieht man die Strahlen, also den Blenderfehler.

Simulation der Abbildungsfehler im Home-Nostruktor

Bloom

Im Home-Nostruktor ist Blooming eine Einstellung der Vertices in Kon-Dateien, bzw. der Import-Einstellungen von x- oder n3d-Dateien. In beiden Fällen ist ein eventuelles Blooming an die Beleuchtung gebunden; ohne Leuchten kein Blooming. Während in Kon-Dateien jeder Vertex eine individuelle Einstellung für das Blooming haben kann, gibt es beim Import aus einem 3D-Konstruktionsprogramm nur eine Einstellung für das gesamte (Teil-) Objekt. Dies reicht jedoch in nahezu allen Fällen aus.

In den entsprechenden Dialogen gibt es jeweils einen Bloom-Wert, über den die Intensität des Effekts eingestellt wird (0 = kein Blooming, 255 = maximales Blooming).

Welcher Wert als angemessen anzusehen ist, hängt von vielen Faktoren ab und muss im Einzelfall geprüft werden.

Flare

Ein Flare wird durch eine eigene, spezielle Kon-Datei erstellt. Diese Kon-Datei ist Bestandteil eines Objekts innerhalb eines Modells. Ein Flare kann also auch auf einer Achse dargestellt werden.

Diese Kon-Datei benötigt eine spezielle Textur und weitere besondere Einstellungen, die im Artikel Der Flare-Effekt beschrieben sind.

Siehe auch

• Konzepte: Backface-Culling
• Konzepte: Reflexion
• Vertex-Eigenschaften
• Objekt hinzufügen
• Der Flare-Effekt