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4.3. BELEUCHTUNG 35
vec3 blinnPhong ( vec3 n , vec3 v , vec3 l )
{
// M a t e r i a l i e n
vec3 kAmbient = vec3 ( 0 . 1 ) ; // Ambient
vec3 k D i f f u s e = vec3 ( 0 . 6 ) ; // Defuse
vec3 kSpecular = vec3 ( 0 . 2 ) ; // Spekular
f l o a t s h i n i n e s s = 1 0 0 . 0 ; // R e f l e x i o n s f a k t o r
// Licht
vec3 ambientLight = vec3 ( 0 . 3 ) ;
vec3 l i g h t C o l o r = vec3 ( 1 . 0 ) ;
// Ambienter T e i l
vec3 ambient = kAmbient* ambientLight ;
// Halfway−Vektor zwischen Licht− und Betrachtungsrichtung
vec3 h = normalize ( l+v ) ;
// Defuser T e i l
f l o a t d i f f u s e L i g h t = max( dot ( l , n ) , 0 ) ;
vec3 d i f f u s e = k D i f f u s e * l i g h t C o l o r * d i f f u s e L i g h t ;
// S p e k u l a r e r T e i l
f l o a t s p e c u l a r L i g h t = pow(max( dot (h , n ) , 0 ) , s h i n i n e s s ) ;
vec3 s p e c u l a r = kSpecular * l i g h t C o l o r * vec3 ( s p e c u l a r L i g h t ) ;
// Aufsummieren der E i n z e l t e i l e
r e t u r n ambient+d i f f u s e+s p e c u l a r ;
}
Listing 4.7: Blinn-Phong Methode im Fragmentshader
4.3.2 Gradient Berechnung
Bei der Beleuchtung von Volumengrafiken kommt ein großes Problem auf.
Anders als bei oberflächenbasierten Objekten ist es bei Volumendaten nicht
einfach möglich eine Normale anzugeben. Da keine Flächen oder Abhängigkeiten
zu den benachbarten Daten vorhanden sind, kann ausgehend vom
betrachteten Punkt keine eindeutige Orientierung angegeben werden. Für
die Beleuchtungsberechnung ist eine Oberflächenorientierung aber unerlässlich,
da an dieser der zusätzliche Lichtanteil der Lichtquelle bemessen wird.
Um so etwas wie eine Orientierung zu erhalten, kann die Steigung (Gradient)
der Dichtewerte an der betroffenen Position auswerten werden. Damit
der Gradient dem Wert an der gesuchten Position entspricht, ist es nötig,
diesen aus den umliegenden Daten zu bilden. Dafür wird in jeder Dimension
einfach die Differenz zwischen den umliegenden Daten gebildet. Wenn der
Wert an der Position x i + 1 mit dem Wert bei x i − 1 subtrahiert wird, ergibt
sich daraufhin eine diskrete Approximation für den gesuchten Gradienten