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Blinn-Beleuchtungsmodell

Das Blinn-Beleuchtungsmodell (auch Blinn-Phong-Modell) ist ein zusätzlicher Algorithmus zur Verbesserung des Phong-Beleuchtungsmodells durch Nutzung sogenannter Halfway-Vektoren. Die bessere physische Interpretation sorgt für ein realistischeres Reflexionsverhalten bestimmter Oberflächen in 3D-Computergrafiken, ohne den Rechenaufwand signifikant zu erhöhen. Das Modell wurde 1977 von James F. Blinn (Jim Blinn) beschrieben, der auch das Bumpmapping entwickelte.

Anwendung

In der Praxis wird das Blinn-Beleuchtungsmodell zum Beispiel in OpenGL verwendet, da es die Berechnung des Reflexionsvektors vermeidet. Statt dessen wird ein so genannter Bisektor $H$ verwendet:

$H\; =\; \backslash frac\{V\; +\; L\}$

mit

* $V$ ... zwischen der Normale $N$ und dem Bisektor $H$ berechnet werden:

$\backslash cos\; \backslash theta\text{'}\; =\; N\; \backslash cdot\; H$

Die oben genannte Formel gilt natürlich nur unter der Voraussetzung, dass $||N||\; =\; 1$ ist. Diesen Cosinus kann man nun anstelle von $\backslash cos\; \backslash theta$ in der aus dem Phong-Beleuchtungsmodell bekannten Formel zur Berechnung des spekularen Anteils einsetzen:

$$
\begin{matrix}
I_{specular} & = & I_{in} \cdot k_{specular} \cdot \cos^n \theta' \\
& = & I_{in} \cdot k_{specular} \cdot \left(\frac{(V+L) \cdot N}\right)^n
\end{matrix}


mit

* $I\_\{in\}$ ... Lichtstärke des einfallenden Lichtstrahls der Punktlichtquelle
* $k\_\{specular\}$ ... empirisch bestimmter Reflexionsfaktor für spiegelnde Komponente der Reflexion
* $n$ ... konstanter Faktor zur Beschreibung der Oberflächenbeschaffenheit (in OpenGL ?Shininess? genannt)

Literatur

* James F. Blinn: Models of light reflection for computer synthesized pictures. In SIGGRAPH 1977 Proceedings, S. 192?198. ACM Press, San José 1977,

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