Physikalisch plausible Darstellung des Himelsgewölbes

Ziel des Projektes ist die Entwicklung von im Bereich der photorealistischen Bildsynthese einsetzbaren, physikalisch plausiblen analytischen Modellen der Helligkeitsverteilung am Himmelsgewölbe und der atmosphärischen Perspektive. Obwohl existierende Modelle in diesem Bereich fallweise einen hohen Grad an Realismus vermitteln können, ist doch keine der bekannten Techniken in der Lage eine verläßliche Vorhersage der Natur zu vermitteln. Obwohl für manche Bereiche - wie etwa die Filmproduktion im Unterhaltungsbereich - eine derartige Genauigkeit nicht erforderlich ist, gibt es Anwendungen - wie beispielsweise Beleuchtungssimulationen im Architekturbereich und virtuelles Prototyping - wo für ausreichende Genauigkeit eine Reihe von relativ subtilen atmosphärischen Effekten Berücksichtigung finden muß. Ein Beispiel wäre das Aussehen von glasverkleideten Gebäuden, das unter bestimmten Umständen signifikant vom - fallweise sehr hohen - Polarisationsgrad des Himmelslichtes abhängt. Die Berücksichtigung der Polarisation ist auch beispielsweise im Automobilbau bei der Abschätzung von unerwünschten wechselseitigen Reflexionen des Himmels in Windschutzscheibe und anderen Teilen der Karosserie relevant. Ebenfalls wesentlich ist die Berechnung von plausiblen Emissionsspektren für das Himmelsgewölbe, die für eine exakte Vorhersage des Aussehens eines Objektes unter freiem Himmel nötig sind. Hier sind insbesondere Fluoreszenzeffekte mit herkömmlichen Methoden nicht zu erfassen, da keines der bekannten Modelle Daten über den nahen UV-Bereich liefert. Diese Effekte sind angesichts der Tatsache daß viele moderne Farbstoffe zumindestens teilweise fluoreszierend sind für Vorhersagezwecke allerdings im Grunde ziemlich wichtig. Wir planen diesen Problemkreis von zwei Richtungen her zu bearbeiten. Zum einen werden wir uns mit der Ableitung von neuen analytischen Modellen für die genannten Effekte beschäftigen, und zum anderen an den für Außenszenen verwendeten Bildsytheseverfahren insoferne Verbesserungen vornehmen als wir die bisher nicht gegebene effiziente Verwendbarkeit einer ganzen Klasse von modernen, bidirektional arbeitenden Bildsynthesealgoritlunen für Szenen dieser Art sicherstellen wollen. Letzteres ist insoferne wesentlich, als ohne Zugriff auf solche modernen Verfahren die von uns angestrebten Verbesserungen in den eigentlichen Himmelslichtmodellen nicht - oder nur ungenügend - zu Geltung kommen würden.