Computergrafik at Hochschule Niederrhein

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Was ist Farbe?

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Was ist Licht?

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Amplitude

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Wellenlänge

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Frequenz

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Wie wirkt sich die Frequenz zur Wellenlänge aus?

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Was ist ein Licht-Spektrum und welche Arten gibt es?

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glatte, kontinuierliche Spektren

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Linienspekten

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Absorption

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Reflektion 

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Computergrafik

Was ist Farbe?

Farbe ist ein Sinneseindruck der durch das Zusammenwirken verschiedener Prozesse entsteht:

  • Licht: ohne Beleuchtung kann kein visueller Sinneseindruck entstehen -> Physik
  • Materialoberfläche/ Reflektivität: i.d.R. wird Licht vor eintreffen im Auge vorher an Materialien reflektiert -> Physik
  • Auge/ Sensoren: erfassen die visuellen Reize -Licht- -> Biologie
  • Gehirn/ Verarbeitung: Erst im Gehirn werden die visuellen Reize zu einer Farbwahrnehmung -> Psychologie

Computergrafik

Was ist Licht?

Licht ist eine elektromagnetische Welle, die sich durch eine Überlagerung eines elektrischen mit einem magnetischen Feld ergibt und sich ohne Übertragungsmedium ausbreitet

Computergrafik

Amplitude

Höhe der Welle/ des Ausschlags bei Licht

Computergrafik

Wellenlänge

Abstand zwischen zwei Wellenbergen (WL)

Computergrafik

Frequenz

Anzahl der Wellen pro Zeiteinheit (F)

Computergrafik

Wie wirkt sich die Frequenz zur Wellenlänge aus?

WL ~ 1/F


d.h. kleine Frequenz -> große WL und umgekehrt


-> umgekehrt proportional voneinander anhängig

Computergrafik

Was ist ein Licht-Spektrum und welche Arten gibt es?

Licht aus "normalen" Lichtquellen ist eine Überlagerung von vielen Wellenlängen. Die Verteilung der Intensität in Abhängigkeit von der Wellenlänge nennt man "Spektrum"

Es gibt 2 wesentliche Arten von Spektren:

  • glatte, kontinuierliche Spektren
  • Linienspektren

Computergrafik

glatte, kontinuierliche Spektren

Erzeugt von Lichtquellen, die aufgrund ihrer Temperatur strahlen.

  • in Realität nicht ganz glatt, da Licht noch durch Atmosphäre muss, und so "aufgehalten" wird
  • Normlichtarten werden durch Filter erzeugt und sind nur eine Annäherung an die Realität

für Temperaturstrahler gilt: 

  • je höher die Temperatur, desto größer die Intensität
  • je höher die Temperatur, desto kleiner die Wellenlänge des Maximums (desto höher die Frequenz)

Computergrafik

Linienspekten

ausgeprägte Maxima - werden von Materialien mit atomarer oder molekularer Anregung ausgestrahlt

-> Verteilung und Art der Linien hängt vom Material ab

Computergrafik

Absorption

das Licht wird ganz oder teilweise (nur bestimmte Wellenlängen (=Farben)) "verschluckt" und in Wärme umgewandelt

Computergrafik

Reflektion 

das Licht wird zurückgestrahlt 


  • bei glatter Oberfläche (ideal) Einfallswinkel = Ausfallswinkel -> "gerichtete Reflexion -> wirkt kräftig (glänzend)
  • raue Oberfläche, viele mikroskopisch kleine Winkel auf der Oberfläche -> "diffuse Reflexion" -> wirkt schwach (matt)

-> in der Regel heißt Kombination beider Reflektionen


REMISSION: diffuse Reflexion

Computergrafik

Transmission

Das Licht wird durch das Material durchgelassen

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