Vorlesungsskript Computergraphik II - IWR

1.2. BLINN-PHONG, EIN LOKALES LICHTMODELL 3
Wesentlichen das Phong Modell von 1975
I = I a k a + I i [k d (L · N) + k s (R · V ) n ]
und die Weiterentwicklung zum Blinn-Phong Modell von 1977, dass mit dem Halfway Vektor H auf
Hälfte zwischen L und V arbeitet. Dieser Vektor lässt sich einfacher als die Reflexionsrichtung R
berechnen.
I = I a k a + I i [k d (L · N) + k s (N · H) m ]
N H
✻
✒ R
✂ ✂✂✍ L ✛ ✂ (cosϕ) m
❅❅■ ϕ
❅ ✠ ✂ ✂
❅θ
■φ
(cosφ) n
✂
❅
✘ ✘✘ ✘ ✘ ✘✿
✂ V
Abbildung 1.1. Der diffuse Anteil des abstrahlenden Lichts (grüne Linie) geschieht gleichmäßig in alle Richtungen,
der dazu addierte spiegelnde Anteil berechnet sich aus der Betrachterposition V . Das Phong Modell (blaue Linie)
benutzt dazu den Reflexionsvektor R, das Blinn-Phong Modell (rote Linie) den Halfway Vektor H auf Hälfte
zwischen L und V .
1.2.1 Gerichtete Lichtquellen
Als sogenanntes Warn Modell (1983) bezeichnet man ein mit geringem Rechenaufwand erweitertes
Phong Modell, bei dem die Quellenintensität zusätzlich vom Winkel ϑ zwischen den Vektoren L N
und (−L) abhängt. Der cos ϑ kann wieder über ein Skalarprodukt ausgedrückt werden, mit dem die
Intensität gewichtet wird. Dabei sorgt der Exponent s für ein Fokussieren des Lichts: Je größer der
Exponent, desto konzentrierter fällt das Licht nur in die ausgezeichnete Richtung L N .
I = I a k a + I i (L N · (−L)) s [k d (L · N) + k s (N · H) n ]