Normalenattribut

Normalenattribut bezeichnet in der Computergrafik ein Attribut, das den Normalenvektor einer Oberfläche beschreibt. Der Normalenvektor ist ein Einheitsvektor, der senkrecht zur Oberflächenlage steht und zur Berechnung von Lichtreflexionen verwendet wird. Normalenattribute werden typischerweise pro Scheitelpunkt (Vertex-Normal) oder pro Fläche (Face-Normal) gespeichert und beeinflussen Schattenbildung und Glanz in Rendering-Pipelines.

Speicherung erfolgt üblicherweise als Dreiervektor mit den Komponenten x, y, z, oft als Fließkommawerte. In Mesh-Dateiformaten wie OBJ, PLY oder glTF werden Normalen als Attribut oder als separate Normalenliste mit Indizes angegeben. In vielen Systemen wird das Normalenattribut auch als Normal bezeichnet und in Vertex-Buffer-Strukturen abgelegt.

Entstehung: Normalen können aus der Geometrie abgeleitet oder vom Künstler explizit festgelegt werden. Bei glatter Shading-Ansicht werden Vertex-Normalen durch Mittelung der Flächen-Normalen der angrenzenden Facetten gebildet; bei flachem Shading verwendet man pro-Face-Normalen. Die Normalen spielen eine zentrale Rolle bei Lichtmodellen wie Lambert, Phong oder physikalisch basierten Shading-Ansätzen.

Bezug zu Normal Maps: Das Normalenattribut einer Geometrie ist unabhängig von Normal Maps, die per Pixel die Oberflächen-Normale durch eine Textur modifizieren. Für konsistente Beleuchtung ist es wichtig, dass Normalen normalisiert (Einheitslänge) sind und zur verwendeten Koordinatensystemausrichtung passen (rechtshändig oder linkshändig).