Radiosity
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Irradiance (deutsch: Bestrahlungsstärke) bezeichnet die Energie pro Flächeneinheit, die auf einer Oberfläche auftrifft (siehe Buch Physically-Based-Rendering [1]). Aus dieser Energie lässt sich für einen bestimmten Bereich der bestrahlten Oberfläche (sog. Solid Angle) eine Intensität berechnen. Das Radiosity-Verfahren berechnet diese Intensitäten eines bestimmten Oberflächenelements (patch, gelb in der unteren Zeichnung) für alle anderen Oberflächenelemente (grau in der unteren Zeichnung) der gesamten Szene. Aufgrund der Abhängigkeiten zwischen den Objekten in der Szene (Pfeile in der unteren Zeichnung) ist die Berechnung nicht trivial.
Das Verfahren ist ursprĂĽnglich von einer Finite-Elemente Methode zur Lösung von Gleichungssystemen abgeleitet, welche den Wärmeenergietransport innerhalb eines erhitzten WerkstĂĽcks berechnet (‘50er). Analog dazu berechnet Radiosity den Lichtenergietransport zwischen Oberflächenelementen (Goral et al. 1984).
Energie wird gleichmäßig in alle Himmelsrichtungen abgegeben, d.h. das Verfahren gilt nur für vollständig diffus reflektierende Szenen. Dann ist die diffuse Beleuchtung unabhängig vom Beobachterstandpunkt. Dies ermöglicht auch die Nutzung von Radiosity zur Vorberechnung von globaler Beleuchtung, sog. Light Baking.
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| Light-Baking der diffusen Beleuchtung mittels Radiosity in Blender (links: In Textur gespeicherte Irradiance der Bodenebene, rechts: Lokales Beleuchtungsmodell mit (geschummelter) indirekter Beleuchtung) |
Weitere Informationen:
[1] PBR-Buch (frei verfĂĽgbar seit 2018): pbr-book.org