Raumgeometrie. Konstruieren und Visualisieren [Theoriebuch]

B Begriffe des CAD Die Grundhelligkeit einer Szene wird durch zwei Lichtarten bewirkt. Das Umgebungslicht (ambientes Licht) geht von keiner Quelle aus und hat auch keine Richtung, es ist „einfach da“. Beim Blitzlicht sind die Lichtstrahlen die Projektionsstrahlen der betreffenden Ansicht. Diese beiden Lichtarten verursachen keine sichtbaren Schatten. Sie verhindern eigentlich nur, dass beim Rendern alles schwarz ist. Zum eindrucksvollen Rendern sind hingegen Lichtarten wie Parallellicht, Punktlicht, Scheinwerferlicht oder Flächenlicht erforderlich. Auch das naturgetreue Sonnenlicht (definiert durch die geografischen Koordinaten sowie Datum und Uhrzeit) wird angeboten, wobei sogar der Grad der Bewölkung eingestellt werden kann. Schatten können aktiviert oder deaktiviert bzw. in ihrer Härte abgemildert werden. Fig. B.8 zeigt die Auswirkungen von Parallellicht, Scheinwerferlicht und Punktlicht. Beim Parallellicht (linkes Bild) sind die einfallenden Lichtstrahlen parallel und treffen auf der gesamten Szene mit der gleichen Helligkeit auf (wie bei der Beleuchtung durch Sonnenstrahlen). Beim Scheinwerferlicht (mittleres Bild) gehen die Lichtstrahlen von der Spitze eines Kegels aus und werden vom Kegelmantel begrenzt (wie bei der Beleuchtung mit einer Taschenlampe). Die Helligkeit der Lichtstrahlen nimmt mit dem Quadrat der Entfernung von der Kegelspitze ab. Beim Punktlicht (rechtes Bild) wird das Licht von einem Punkt aus in jede Richtung emittiert und nimmt ebenfalls mit dem Quadrat der Entfernung vom Emissionspunkt ab. Es dient vor allem zum lokalen Aufhellen einer Szene. Fig. B.8  Fig B.8 Materialbelegung Für ein realitätsnahes Bild müssen die Objekte einer Szene mit Materialien belegt werden. Ein Material wird durch Eigenschaften wie Farbe, Diffusität, Reflexion, Glanz, Lichtdurchlässigkeit oder Lichtbrechung festgelegt. Die Intensität dieser Eigenschaften ist einstellbar. Durch eine geschickte Kombination solcher Einstellungen können etwa Gummi, Stahl oder Glas sehr realitätsnah simuliert werden. Wenn aber eine Holzart wie etwa Pinie simuliert werden soll, ist eine Holzmaserung erforderlich. Dazu kann ein Bild der Holzmaserung auf die Oberfläche des Objekts abgebildet werden, entweder als Ganzes oder in Form von sich wiederholenden Fliesen. Diesen Vorgang nennt man Mapping (map = abbilden). Im Prinzip kann hier jedes Bild in einem gängigen Format verwendet werden, etwa ein als jpg abgespeichertes Foto. Die Szene in Fig. B.9 ist mit Raytracing gerendert. Die Materialien Glas (für die Tischplatte) und Stahl (für die Welle) verwenden kein Mapping. Für den Fußboden und die Tischstütze wurden Pattern Maps (Fotos von Holzstrukturen) in Form von Fliesen auf die Objekte „geklebt“. Die Pflanze wurde übrigens nicht geometrisch modelliert, sondern als fertiges Objekt (rpc-Zelle) aus einer Zellbibliothek importiert. Die Abkürzung rpc steht für „rich photorealistic content“.  Fig B.9 160 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv