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Re: Raytracing - Eine kurze Einleitung
Jowra - 18.12.2004, 15:24Raytracing - Eine kurze Einleitung
(Ein bißchen Grundlagenerklärung muß sein ;) )
Was bedeutet eigentlich Raytracing (Strahlenverfolgung)?
Raytracing ist ein Verfahren mit dem man am Computer 3D-Grafiken/-Animationen erzeugen kann. Gemeint sind hier nicht die 3D-Stereobilder die Anfang der 90er Jahre "in" waren, sondern 2D-Bilder die die Wirklichkeit (wie auf einem Foto) möglichst real wiedergeben.
2D-Grafik:
Das ist ein normales 2D-Bild, wie man es u.a. mit Photoshop recht schnell und einfach erstellen kann. (Ich hab es zum Vergleich mal sehr einfach gehalten, natürlich kann man das in PS noch etwas besser machen. ) Dreidimensionale Effekte lassen sich zwar mit Bildbearbeitungsprogrammen erreichen, aber photorealistisch sehen sie in den seltensten Fällen aus bzw. läßt sich dies nur mit sehr hohem Aufwand erreichen.
3D-Grafik:
Eine ähnliche Szene mit POV-Ray berechnet. Die Kugel zeigt Glanzlichter, wirft einen Schatten, die Umgebung spiegelt sich in ihr, es gibt eine Tiefenunschärfe wie bei guten Kameras usw. Das alles sind Dinge die das Bild photorealistisch erscheinen lassen.
Wie funktioniert also das Raytracing?
Grundsätzlich erstellt man zunächst eine Szene, einen dreidimensionalen Raum. Nehmen wir der Einfachheit halber mal einen leeren Raum mit einer Kugel darin. Wir definieren (egal mit welcher Software nun genau) eine Kugel. Weiterhin brauchen wir als minimale Ausstattung - wie im wirklichen Leben auch - eine Kamera und eine Lichtquelle, sonst wäre es Dunkel und wir würden nichts sehen. Das muß man sich dann ungefähr so vorstellen:
Haben wir diese Szene nun eingerichtet, kann der Raytracer die Berechnung starten. Auf das technische Gedöns gehe ich jetzt erst mal nicht ein, das verwirrt nur am Anfang. Wichtig ist, das der Raytracer an Hand der Szene die wir erstellt haben physikalisch korrekte Berechnungen über den Verlauf des Lichtes, über Spiegelungen, Lichtbrechungen (Glas z.B.) usw. anstellt und dadurch ein Bild entsteht, das der Wirklichkeit sehr nahe kommt. Für den Anfang genügt es aber, wenn man sich den dreidimensionalen Raum so wie auf dem letzten Bild dargestellt vorstellen kann. Alles andere kommt mit der Zeit.
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