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Backface Culling
Backface Culling</>, im Nostruktor 13.0 auch "Face-Culling: Rückseite" genannt, ist eine Technik der Computergrafik, die es erlaubt, dass die nicht sichtbaren Polygone einer 3D-Szene nicht in das Rendering einbezogen werden.
Die Rendering-Geschwindigke hängt zu einem großen Teil von der Anzahl der zu zeichnenden Flächen ab. Je mehr Flächen gezeichnet werden müssen, desto länger dauert das Rendern. Um den Prozess zu beschleunigen, liegt es nahe, dass Flächen, die in der Szene ohnehin nicht zu sehen sind, gar nicht erst gezeichnet werden. Bei geschlossenen Objekten mit nicht-transparenter Oberfläche sieht der Betrachter nur die Vorderseite, also braucht die Rückseite, die ja von anderen Polygonen verdeckt wird, nicht gezeichnet zu werden. Um festzustellen ob eine Objektseite sichtbar oder unsichtbar ist, braucht man bei dem jeweiligen Polygon nur die Richtung des Normalenvektors NP mit der Blickrichtung N zu vergleichen. Anwendbar ist dies natürlich nur, wenn die betroffenen Polygone tatsächlich unsichtbar wären, was nur bei Objekten mit geschlossener und nicht-transparenter Oberfläche der Fall ist. Analog zum Backface- gibt es ein Frontface-Culling (im Home-Nostruktor 8.0: "Face-Culling Vorderseite"); hier werden jeweils die Vorderseiten verworfen und nur die Rückseiten des Objektes gezeichnet.
Wichtig!
Frontface Culling sollte bei neu gebauten Modellen zu EEP 7.5 bzw. 8.0 nicht mehr angewendet werden, stattdessen sollten alle Seiten des Polygons (in den Kon-Dateien) so gedreht oder ausgerichtet werden, dass das 3D-Modell ein konsequentes Backface Culling, also "Face-Culling: Rückseite" aufweist!"
Beleuchtungsmodell
Beleuchtungsmodell. Als Beleuchtungsmodell bezeichnet man in der 3D-Computergrafik allgemein ein Verfahren, das das Verhalten von Licht simuliert. Meist ist damit ein lokales Beleuchtungsmodell gemeint, das die Oberfläche von Objekten simuliert.
- •Lokale Beleuchtungsmodelle simulieren das Verhalten von Licht auf Objektoberflächen. Hierbei wird die Helligkeit und die Farbe des Lichtstrahls berechnet, der von einem definierten Punkt auf der jeweiligen Oberfläche in eine bestimmte Richtung reflektiert wird. Dabei werden die Blickrichtung, der Lichteinfallswinkel und die Materialeigenschaften des Objektes und der Lichtquellen einbezogen, während die indirekte Beleuchtung zunächst unberücksichtigt bleibt. Für die Simulation von indirekten Beleuchtungseffekten sind globale Beleuchtungsmodelle zuständig; Raytracing beispielsweise sendet zu diesem Zweck weitere Strahlen aus.
Im Unterschied zu anderen Verfahren zur Simulation von Materialeigenschaften wie z.B. Bump-Mapping simulieren Beleuchtungsmodelle nicht die Meso-, sondern die Mikrostruktur von Materialien. Je nach Art der Darstellung müssen hierfür verschiedene Shading-Methoden verwendet werden. Die bekanntesten lokalen Beleuchtungsmodelle sind:
- .1.Lambert-Beleuchtungsmodell (1760)
- .2.Phong-Beleuchtungsmodell (1975)
- .3.Blinn-Beleuchtungsmodell (1977)
- .4.Torrance-Sparrow-Beleuchtungsmodell (1967/1982)
- .5.Schlick-Beleuchtungsmodell (1994)
- .1.Lambert-Beleuchtungsmodell (1760)
- •Globale Beleuchtungsmodelle simulieren die Ausbreitung von Licht in einer Szene. Generell sind damit Radiosity oder Raytracing (und deren Varianten) gemeint - Verfahren, die wegen den hohen Rechenaufwands heute nur bedingt für das Echtzeitrendern oder für die Darstellung von teilweise vorausberechneten statischen Szenen (Radiosity) geeignet erscheinen.
