Entwicklung eines BRDF-Shader-Plugins für Cinema 4d

4.5 Integration
In diesem Abschnitt werden die implementierten Komponenten zu einem
Gesamtsystem integriert. Das Resultat der Berechnungen aus Unterkapitel
4.4 ist ein BRDF-Wert, der nun verwendet werden kann. Codeausschnitt
7 auf Seite 36 zeigt einen Teil der Output-Routine, die für die Berechnung
jedes einzelnen Pixels der Oberfläche aufgerufen wird. Zunächst wird, wie
bereits beschrieben, die Position der Kamera (cam) bestimmt, ein Vektor
zur Kamera (toCam) erzeugt und dieser wird ins lokale Koordinatensystem
des Oberflächenpunktes transformiert (toCamL), indem komponentenweise
das Skalarprodukt des Kameravektors mit den lokalen Achsen gebildet
wird. Dies entspricht der Multiplikation mit einer Matrix, in der die Basisvektoren
zeilenweise enthalten sind. Anschließend wird der Vektor in
Kugelkoordinaten umgewandelt.
Der Vektor zur Lichtquelle muss im Gegensatz zum Kameravektor gegebenenfalls
mehrfach berechnet werden, da sich mehrere Lichtquellen in
einer Szene befinden können. Die für den Kameravektor bereits ausgeführten
Schritte werden daher in einer Schleife für alle Lichtquellen wiederholt.
Sobald die beiden Winkelpaare in Kugelkoordinaten vorliegen, wird die
Funktion SampleBrdf aufgerufen, die für die Fehlerabfrage zuständig ist und
dann entsprechend die Funktion GetInterpolatedValue aufruft. Die Fehlerbehandlung
überprüft lediglich, ob Werte im Array zu den vier Winkeln
gefunden werden können. Ist dies nicht der Fall, müssten die Werte extrapoliert
werden, was aus Zeitgründen in dieser Arbeit leider nicht umgesetzt
werden konnte.
In Zeile 22-24 des Quellcodes wird die Distanz zur Lichtquelle ermittelt.
Diese Entfernung fließt mit 1/r 2 in die Berechnung ein, falls der Benutzer
den Lichtabfall von Lichtquellen in der GUI aktiviert hat. Zu beachten ist,
dass die Entfernungswerte in CINEMA 4D teilweise sehr groß sind und der
BRDF-Wert daher durch die Multiplikation mit einer steigenden Entfernung
gegen 0 konvergiert.
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