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erste Korrekturen und Fragen

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...@@ -42,16 +42,19 @@ Zur physikalischen Beleuchtungsberechnung muss hierzu die Rendergleichung berech ...@@ -42,16 +42,19 @@ Zur physikalischen Beleuchtungsberechnung muss hierzu die Rendergleichung berech
\label{renderingGleichung} \label{renderingGleichung}
L(x,o) = L_e(x,o) + L_r(x,o) = L_e(x,o) + \int_{\Omega^+}f_r(i,x,o)L_i(x,i)max(0,i\cdot n)di L(x,o) = L_e(x,o) + L_r(x,o) = L_e(x,o) + \int_{\Omega^+}f_r(i,x,o)L_i(x,i)max(0,i\cdot n)di
\end{equation} \end{equation}
Hierbei ist $ L(x,o)$ die Radiance die an einem Oberflächenpunkt x in die Richtung o (outgoing) abgegeben wird. Hierbei ist $ L(x,o)$ die Radiance, die an einem Oberflächenpunkt $x$ in die Richtung $o$ (outgoing) abgegeben wird.
$ L_e(x,o)$ ist die von dem Oberflächenpunkt emittierte Licht, und das Integral das reflektierte Licht in die Richtung o. $ L_e(x,o)$ ist das von dem Oberflächenpunkt emittierte Licht, und das Integral das reflektierte Licht in die Richtung $o$.
Das reflektierte Richt wird bestimmt durch das Integral über die positive Hemisphäre, wobei $ L_i(x,i)$ das einfallende Licht aus der Richtung i (incoming), Das reflektierte Licht wird bestimmt durch das Integral über die positive Hemisphäre, wobei $ L_i(x,i)$ das einfallende Licht aus der Richtung $i$ (incoming),
$max(0,i\cdot n)$ der Winkel zwischen der Oberflächennormale n und i, $max(0,i\cdot n)$ der Winkel zwischen der Oberflächennormalen $n$ und $i$.
nd $f_r(i,x,o)$ (kurz $f_r(i,o)$) die \textit{Bidirectional Reflectance Distribution Function} (BRDF). \todo{Ist das nicht der Kosinus und nicht der Winkel selbst?}
Die BRDF ist vom Material abhängig und gibt an einem Oberflächenpunkt x an wie viel Licht vom Einfallswinkel i in die Ausfallrichtung o reflektiert wird. $f_r(i,x,o)$ (kurz $f_r(i,o)$) ist die \textit{Bidirectional Reflectance Distribution Function} (BRDF).
Die BRDF ist vom Material abhängig und gibt an einem Oberflächenpunkt x an, wieviel Licht vom Einfallswinkel $i$ in die Ausfallrichtung $o$ reflektiert wird.
In der Rendergleichung \ref{renderingGleichung} ist $L_i(x,i) = L(y,-i) $ mit $y = ray(x,i)$ geschrieben werden. Somit erhält man eine rekursive Darstellung.
Diese zu lösen ist eine komplexe Aufgabe und wird häufig durch Approximationen angenähert und Vorberechnet um Beleuchtung in Echtzeit zu berechnen. In der Rendergleichung \ref{renderingGleichung} ist $L_i(x,i) = L(y,-i) $ mit $y = ray(x,i)$ geschrieben werden.
Z.B. ignoriert man alle indirekte Beleuchtung und betrachtet nur alle Oberflächen, bei denen $L_e$ > 0 ist. \todo{geschrieben werden ??? -- fehlt das Wort ``kann''?}
Somit erhält man eine rekursive Darstellung.
Diese zu lösen ist eine komplexe Aufgabe und wird häufig durch Approximationen angenähert und vorberechnet, um Beleuchtung in Echtzeit zu berechnen.
Z.B. ignoriert man alle indirekte Beleuchtung und betrachtet nur alle Oberflächen, bei denen $L_e > 0$ ist.
In dieser Ausarbeitung wird ein Algorithmus vorgestellt der die Gleichung mit einer indirekten Reflektion auswertet. In dieser Ausarbeitung wird ein Algorithmus vorgestellt der die Gleichung mit einer indirekten Reflektion auswertet.
...@@ -59,26 +62,26 @@ In dieser Ausarbeitung wird ein Algorithmus vorgestellt der die Gleichung mit ei ...@@ -59,26 +62,26 @@ In dieser Ausarbeitung wird ein Algorithmus vorgestellt der die Gleichung mit ei
\begin{figure} \begin{figure}
\begin{center} \begin{center}
\includegraphics[width=.6\textwidth]{Bilder/Phong.png} \includegraphics[width=.6\textwidth]{Bilder/Phong.png}
\caption{Richtungen im Phong Beleuchtungsmodel. N ist die Oberflächennormale, V der Viewvektor, L der Lichtvektor und R der Reflektion von L an N} \caption{Richtungen im Phong Beleuchtungsmodel. N ist die Oberflächennormale, V der Viewvektor, L der Lichtvektor und R die Reflektion von L an N}
\end{center} \end{center}
\end{figure} \end{figure}
Eine einfache BRDF ist durch das Phong Beleuchtungsmodell gegeben. Eine einfache BRDF ist durch das Phong Beleuchtungsmodell gegeben.
Die Beleuchtung wird in eine diffuse und Spekulare Komponente getrennt. Die Beleuchtung wird in eine diffuse und spekulare Komponente getrennt.
Der diffuse Anteil wird berechnet durch $k_d*I_L*(N\cdot L)$ und der spekulrare Anteil durch $k_s*I_L* (R\cdot V)^n$. Der diffuse Anteil wird berechnet durch $k_d*I_L*(N\cdot L)$ und der spekulrare Anteil durch $k_s*I_L* (R\cdot V)^n$.
Hierbei ist $I_L$ die einfallende Lichtintensität, $k_d$ und $k_s$ materialabhängige Konstanten und n der Phong Exponent, der die Größe der spekularen Glanzlichter beeinflusst. Hierbei ist $I_L$ die einfallende Lichtintensität, $k_d$ und $k_s$ materialabhängige Konstanten und $n$ der Phong Exponent, der die Größe der spekularen Glanzlichter beeinflusst.
\todo{siehe Bild Nummer 3.1}
\section{Spherical Gausians} \section{Spherical Gausians}
\label{ch:Content2:sec:Section1} \label{ch:Content2:sec:Section1}
Eine Möglichkeit BRDF's zu approximieren bieten Spherical Gausians (SG). Eine Möglichkeit BRDF's zu approximieren bieten Spherical Gausians (SG).
Spherical Gaussian sind definiert als Spherical Gaussians sind definiert als
$$G(v;p,\lambda,c) = c*e{^{\lambda(v \cdot p-1)}}$$ $$G(v;p,\lambda,c) = c*e{^{\lambda(v \cdot p-1)}}$$
mit p als Mittelachse, $\lambda$ als sharpness und c als Skalar. mit $p$ als Mittelachse, $\lambda$ als sharpness und $c$ als Skalar.
Als kurze Schreibweise ist $G_l(v)=G(v;p_l,\lambda_l) = G(v;p_l,\lambda_l,1)$ Als kurze Schreibweise ist $G_l(v)=G(v;p_l,\lambda_l) = G(v;p_l,\lambda_l,1)$
BRDFsS können als Summe aus einem diffusen und einer spekularen Anteil beschrieben werden: BRDFsS können als Summe aus einem diffusen und einer spekularen Anteil beschrieben werden:
$$f_r(i,o) = k_d+k_sf_s(i,o)$$ $$f_r(i,o) = k_d+k_sf_s(i,o)$$
In Wang et al.\cite{Wang09asia} wird beschreiben wie man die spekulare Komponente als Summe von SG dargestellt werden kann. In Wang et al.\cite{Wang09asia} wird beschreiben, wie man die spekulare Komponente als Summe von SGs dargestellt werden kann.
$$K_sf_r(i,o) \approx \sum \limits_j=1^n G(i,o^j,\lambda^j,c^j)$$ $$K_sf_r(i,o) \approx \sum \limits_j=1^n G(i,o^j,\lambda^j,c^j)$$
mit $o^j$, $\lambda^j$, $c^j$ als Zentrum, sharpness und Koeffizient der j. SG. mit $o^j$, $\lambda^j$, $c^j$ als Zentrum, sharpness und Koeffizient der j. SG.
Die Diffuse Komponente kann als SG mit 0 sharpness dargestellt werden. Die Diffuse Komponente kann als SG mit 0 sharpness dargestellt werden.
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