Falloffbasierte

Falloffbasierte Ansätze bezeichnen Verfahren, Modelle oder Berechnungen, die die Abnahme einer Größe mit Distanz oder anderen Faktoren systematisch berücksichtigen. Der Begriff wird in der Computergraphik, der Akustik, der Signalverarbeitung und der Fotografie verwendet, um die Abschwächung von Licht-, Schall- oder Signalstärke zu modellieren. Im Kern liefern falloffbasierte Modelle Funktionen, die Distanz d auf Werte zwischen 0 und 1 abbilden, um die aktuelle Intensität oder Wirksamkeit zu bestimmen.

Typische Falloff-Funktionen umfassen inverse Quadratfunktionen (1/d^2), lineare oder quadratische Abnahmen sowie exponentielle oder benutzerdefinierte Kurven. In der Praxis werden oft gemischte Modelle genutzt; bei Punktlichtern in der Grafik etwa wird die Lichtattenuation durch eine Formel beschrieben, wie Attenuation = 1 / (kc + kl d + kq d^2). Die Parameter kc, kl, kq steuern Nah- bzw. Fernwirkung und verhindern Artefakte bei sehr kleinen oder großen Distanzen.

Anwendungen finden sich in der Realzeit-3D-Grafik, wo falloffbasierte Beleuchtung realistische Helligkeitsverläufe erzeugt; in der Raumakustik zur Modellierung von Lautstärkeabnahme; in der Bildverarbeitung für Vignetting- oder Radialeffekte; sowie in der Sensorik zur Abschätzung von Signalfall.

Bei der Implementierung gilt es, Realismus gegen Rechenaufwand abzuwägen, das Koordinatensystem der Szene konsistent zu skalieren und Grenzfälle wie d = 0 sinnvoll zu handhaben. Die Wahl der Falloff-Funktion beeinflusst maßgeblich visuelle oder akustische Eigenschaften und wird je nach Anwendung angepasst.