CoGr@Ohm Computergrafik/Spekulare Reflektion (Phong Modell)

Spekulare Reflektion (Phong Modell)

Reflektion an einer nicht ideal spiegelnden Oberfläche:

Licht wird nur unter einem Ausfallswinkel beobachtet, welcher gleich dem Einfallswinkel ist (Nicht-uniforme BRDF).

Einfallswinkel = Ausfallswinkel

Flächen sind nicht ideal spiegelnd, d.h. Glanzlicht in einem schmalen Winkelbereich um den Ausfallswinkel.

Phong Exponent $n$ simuliert das Glanzlicht um den Ausfallswinkel, R reflektierter Lichtvektor, V Betrachterrichtung ( $R, V$ jeweils normalisiert!):

$I = (R\cdot V)^n I_{L}$

Je höher der Exponent, desto schmaler der Winkelbereich des Glanzlichts. Idealer Spiegel: $n\rightarrow\infty$ . Ambientes Licht: $n=0$ .

$I_{specular} = \sum_{l\in L} k_s max(R\cdot V, 0)^n I_{L}$

Alternativ über Halfway-Vektor (Blinn-Phong):

$H = \frac{L+V}{|L+V|}$

$cos^{-1} R\cdot V = 2 cos^{-1} H\cdot N$

Der Winkel zw. H und N ist halb so groß wie der zwischen R und V
Dieser Faktor kann ignoriert werden, da das ganze sowieso eine Approximation ist
Normierung von H aufwändiger als Skalarprodukt von R und V
aber keine Berechnung des Reflektionsvektors nötig

also:

$I_{specular} = \sum_{l\in L} k_s max(N\cdot H, 0)^n I_{L}$