Shadingmodellen

Shadingmodellen beschrijven hoe zichtbaar licht voor een oppervlak berekend wordt in een digitale afbeelding. Ze bepalen welke kleur en welke helderheid een pixel krijgt op basis van het licht, de materiaal-eigenschappen en de kijkrichting. Verschillende modellen staan voor verschillende niveaus van realisme en rekenefficiëntie.

Historisch onderscheiden we eenvoudige en meer verfijnde modellen. Flat shading berekent één kleur per driehoek; Gouraud shading interpoleert kleurtinten tussen de hoeken via vertexkleuren; Phong shading berekent de kleur per pixel met geïnterpoleerde normaalvectoren. Diffuse (Lambert) reflectie levert matte kleuren; speculaire reflectie zorgt voor glans afhankelijk van de kijkrichting en het oppervlak.

Moderne computergraphics maakt vaak gebruik van fysiek gebaseerde shading (PBR). Hierbij wordt gebruikgemaakt van BRDF's (bidirectionele Reflectance Distribution Functions) zoals microfacet-modellen (Cook-Torrance). Materialen bevatten eigenschappen als albedo, metallic en roughness; normaal maps kunnen extra details toevoegen. Het doel is energy conservation en consistente weergave onder wisselende belichting, wat resulteert in realistische diepte en glans.

In de praktijk worden shadingmodellen toegepast met verschillende technieken, zoals per-vertex of per-pixel shading. Normal maps en HDR-omgevingslichten spelen een grote rol bij de uiteindelijke look. Shadingmodellen vormen een kernonderdeel van zowel realtime graphics als offline rendering en bepalen hoe materialen reageren op licht in virtuele werelden.