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Referate und Hausarbeiten : Informatik

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3D-Modellierung

3D-Modellierung Jedes Objekt wird durch Polygone beschrieben. Das Wort Polygon kommt aus dem Griechischen und bedeutet Vieleck. Vielecke werden durch ihre Eckpunkte charakterisiert. Der Computer verbindet diese Eckpunkte so miteinander, daß dabei Dreiecke entstehen, die somit die kleinste Einheit der Polygone bilden und wesentlich einfacher zu bestimmen sind. Dieser Vorgang wird als Tesselation bezeichnet. Ein Dreieck besteht aus genau drei Eckpunkten, denen bestimmte Werte zugewiesen werden: eine x-Koordinate für die horizontale Position, eine y-Koordinate für die vertikale Position und eine z-Koordinate, die den Tiefenwert angibt. Mit Hilfe dieser Daten berechnet der Computer ein sogenanntes dreidimensionales Drahtgittermodell. Es entsteht eine Figur, die sich ausschließlich aus Dreiecken zusammensetzt und das Grundgerüst eines jeden 3D Gegenstandes bildet. Z-Buffering: Um zusätzlich Rechenzeit einzusparen, müssen unsichtbare Objekte und Flächen entfernt werden. Dazu verwendet man den sogenannten Z-Buffer. Er fungiert als Zwischenspeicher für den Tiefenwert, in dem die z-Koordinaten bestimmter, in einer Ebene liegender Punkte eines Objektes festgehalten werden. Der Computer vergleicht diese Koordinaten untereinander und weiß daher, welche Objekte bzw. Flächen für den Betrachter sichtbar sind und welche nicht. Jetzt muß er nur noch diese Objekte mit den dazugehörigen Flächen berechnen und über die Anzeige ausgeben.Die Genauigkeit des Z-Buffers wird in Bit angegeben Farb- und Lichteffekte: Nun wird jedem der Dreiecke ein bestimmter Farbwert zugeordnet und deren Fläche damit ausgefüllt. Man bezeichnet das als Flat-Shading. Mit zunehmender Rechenleistung verwendet man das sogenannte Gouraud-Shading. Dabei enthält jeder Eckpunkt des Dreiecks einen eigenen Farbwert. Aus diesen Werten errechnet sich der Computer den Farbverlauf für die Dreiecksfläche und weist all seinen Flächenpunkten einen dementsprechenden Farbwert zu, wodur...

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