Schattierungsartefakte

Schattierungsartefakte, auch bekannt als Rendering-Artefakte oder Schattenfehler, sind unerwünschte visuelle Störungen, die in computergenerierten Bildern auftreten, wenn versucht wird, Schatten darzustellen. Diese Artefakte entstehen durch die Vereinfachung oder Ungenauigkeit von Algorithmen, die zur Berechnung der Lichtverbreitung und der damit verbundenen Schattenwurfphänomene verwendet werden.

Ein häufiges Schattierungsartefakt ist das sogenannte "Aliasing" oder "Jaggies", bei dem die Kanten von Schatten ungleichmäßig und treppenartig erscheinen. Dies liegt daran, dass die Auflösung der Schattenkarte nicht ausreicht, um die feinen Details der Geometrie abzubilden. Ein weiteres Problem ist das "Peter-Panning", bei dem sich ein Objekt scheinbar vom Boden oder einer anderen Oberfläche löst und ein kleiner Abstand zwischen dem Objekt und seinem Schatten entsteht, obwohl sie sich berühren sollten.

"Shadow Acne" oder Schattenakne ist ein weiteres Phänomen, bei dem sich kleine, unnatürliche "Pickel" oder dunkle Flecken auf Oberflächen bilden, die eigentlich im Schatten liegen sollten. Dies kann durch Fehler bei der Tiefenprüfung während des Rendering-Prozesses verursacht werden. "Light Bleeding" tritt auf, wenn Licht unnatürlich durch Objekte dringt und Schattenbereiche erhellt, die eigentlich dunkel sein sollten. Dies ist oft ein Ergebnis von ungenauen Schattenberechnungen, die das Licht nicht korrekt blockieren.

Diese Artefakte können die visuelle Qualität eines 3D-Modells oder einer Computerspielgrafik erheblich beeinträchtigen. Entwickler verwenden verschiedene Techniken, um Schattierungsartefakte zu reduzieren oder zu eliminieren, wie z.B. höhere Auflösung von Schattenkarten, weichere Schattenfilter (wie Percentage-Closer Filtering oder Variance Shadow Maps) und spezifische Optimierungen im Rendering-Shader. Die Balance zwischen visueller Qualität und Leistungsanforderungen ist dabei oft eine Herausforderung.