UNIVERSITÄT ZU KÖLN

Insbesondere in der Film-, VFX- und Spieleindustrie mit ihrem Streben nach immer fotorealistischerem Aussehen der Computer generierten Bilder (CGI) ist auf dieser Basis eine weitere Technik entwickelt worden, welche nicht nur eine reine Farbgebung des 3D-Objektes mithilfe einer Textur erlaubt, sondern der Oberfläche auch korrekte physikalische Eigenschaften gibt. Solche Texturen werden dann PBR-Texturen oder (PBR-)Materials genannt; PBR steht dabei für ‚physically based rendering‘. Hierbei werden verschiedenen Texturen übereinandergelegt, welche im Rendering-Prozess (also der Erstellung der fertigen Bilder oder Frames, inklusive Beleuchtung und Schatten) verschiedenen physikalische Informationen an die Rendering-Engine geben; dazu gehört z.B. die bereits genannte Farbtextur (diffuse oder albedo map), wie metallisch und somit reflektierend die Oberfläche ist (metallic map), wie rau und somit wie viel oder wenig Licht zurückgeworfen wird (roughness map) und oftmals auch eine Textur, welche Höheninformationen oder Strukturdetails der Oberfläche simulieren, ohne dass sie im 3D-Objekt modelliert sein müssen (normal map). Diese können bei Bedarf und je nach Anwendungszweck durch weitere Texturen ergänzt werden, z.B. um die Lichtdurchdringung von Oberflächen wie Haut zu simulieren (subsurface scattering).

In Kombination mit dem sog. Raytracing, bei dem die Lichtstrahlen einer Lichtquelle und ihre Verteilung im Raum simuliert werden, je nachdem wie sie von einer Oberfläche abgelenkt, ‚geschluckt‘ oder zurückgeworfen werden, entsteht somit eine hypergenaue und realistische Licht-Berechnung der 3D-Szene, die auf diese Weise Fotorealismus erreichen kann