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»Verfolgen des Lichtstrahls«]
Raytracing ist ein Verfahren zum Erzeugen hochwertiger
Computergrafiken, bei dem mit mathematischen Methoden
der Weg von Lichtstrahlen beschrieben wird, welche
auf ein Objekt treffen. Mit dieser Methode wird eine
fotorealistische dreidimensionale Darstellung des
Objekts möglich.
Beim Raytracing wird zunächst
eine oder mehrere Lichtquellen definiert, die das
Objekt beleuchten. Basis ist nun die Kenntnis der
physikalischen Vorgänge beim Auftreffen eines
(weißen) Lichtstrahls auf ein Objekt. Je nach
Farbe und Beschaffenheit der Oberfläche treten
dabei verschiedene Effekte auf, wie etwa Brechung,
Reflexion etc. Nun wäre es theoretisch möglich,
jeden Lichtstrahl zu verfolgen und seine Richtung,
Stärke und Farbe nach Passieren des Objekts
zu berechnen. Da jedoch der größte Teil
der Strahlen vom Objekt nicht in Richtung Auge des
Betrachters geschickt wird, sondern sozusagen am
Betrachter vorbei oder von ihm weg, würde man
bei dieser Vorgehensweise mit enormem Rechenaufwand
eine riesige Datenmenge produzieren, deren größter
Teil zum Aufbau der Grafik unnütz wäre.
(Die Grafik stellt ja das Objekt aus Sicht des Betrachters
dar, und dieser sieht nur die Lichtstrahlen, die
sein Auge treffen.) Daher geht man den umgekehrten
Weg: Ausgehend vom Auge des Betrachters (bzw. dem
Bildschirm) verfolgt man den Weg des Lichts zurück über
das Objekt zur Lichtquelle. Pixel für Pixel
wird berechnet, wie sich der jeweils ankommende Lichtstrahl
zusammensetzt. Auch so müssen noch große
Mengen von Informationen verarbeitet werden, sodass
Raytracing-Programme oft lange Rechenzeiten benötigen.
Es gibt eine ganze Reihe von Raytracing-Programmen,
teilweise sind sie als Freeware im Internet verfügbar
wie das sehr gute und beliebte Programm »Persistence
of Vision RayTracer« (kurz POV-Ray), dessen
aktuelle Version 3.1 (Stand Anfang 2002) für
DOS, Windows, Linux, Macintosh, SunOS, Unix und Amiga
erhältlich ist. |
