Entwicklung eines BRDF-Shader-Plugins für Cinema 4d

Die Reflexion einer isotropen BRDF hängt also nicht von den beiden Azimutwinkeln
φi und φo ab, sondern von ihrer Differenz, was Formel 15 nochmals
veranschaulicht. Gleichung 14 bildet die Grundlage für diese Aussage, da
zu beiden Azimutwinkeln ein beliebiger Wert φ aufaddiert werden kann,
der das Ergebnis aber dennoch nicht verändert [CW93].
BRDFisotrop(θi, φi, θo, φo) = BRDF(θi, φi + φ, θo, φo + φ) (14)
= BRDF(θi, 0, θo, φo − φi) (15)
Den Unterschied zwischen einem isotropen und einem anisotropen Material
zeigt Abbildung 6.
Abbildung 6: BRDF: Isotrope Oberfläche links, anisotrope Oberfläche rechts; Abbildung
aus: [Geb]
3.4 Beleuchtungsmodelle
Nachdem die verschiedenen Eigenschaften der BRDFs näher erläutert wurden,
wird nun auf die möglichen Beschreibungsarten der Reflexionseigenschaften
verschiedener Materialien eingegangen. Dazu findet eine Unterscheidung
zwischen zwei grundsätzlichen Vorgehensweisen statt: Zum
einen die exakte Messung der BRDF eines Materials, womit sich Abschnitt
3.5 näher beschäftigt, und zum anderen die Approximation mit Hilfe von
empirischen oder theoretischen Modellen, welche die Eigenschaften einer
Oberfläche näherungsweise beschreiben sollen. Sie unterscheiden sich beispielsweise
in ihrer Verwendung für die unterschiedlichsten Materialklassen
(Plastik, Metall, Papier), im Realismus oder im Aufwand der Berechnung.
Auf Grund der höheren Flexibilität sind sie gegenüber der gemessenen
BRDFs sehr gut anhand verschiedener Parameter anpassbar und finden
somit eine sehr häufige Verwendung in der Computergrafik. Diese Modelle
werden als lokal bezeichnet, da sie im Gegensatz zu gobalen Beleuchtungsmodellen
(Beispiele: Raytracing, Radiosity) lediglich das Verhalten von Licht
für einen bestimmten Punkt der Oberfläche beschreiben. Die Simulation
von indirektem Licht geschieht global.
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