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Licensed Unlicensed Requires Authentication Published by De Gruyter Oldenbourg September 25, 2009

“Smart Approaches” to Lighting Design Intelligente Komposition von Lichtquellen in Computergraphiken

Patrick Olivier and Hai NAM Ha

Abstract

The declarative design of graphics lies at the core of the Smart Graphics research agenda. For 3D graphics the number of lights included, and the properties of these lights, has an enormous impact on what a viewer can judge about the content (the objects), properties (the geometric characteristics and spatial relations of the objects) and other aesthetic qualities of a scene. The traditional approach to lighting design for image synthesis is based on manual design methods, whereby users interactively specify values of lighting parameters, render the scene, and modify the lighting parameters until the desired visual properties of the scene are achieved. Non-expert users encounter a number of difficulties in selecting the appropriate lighting parameters, as the process requires both a subtle technical and aesthetic understanding of lighting in computer graphics. We review range of “smart” lighting design and steady slow convergence on ideal lighting approaches which optimise the lighting configuration for a scene with respect to a set of absolute perceptual metrics. More recently perceptual approaches have been combined with aspects of exemplar driven approaches to yield “lighting-by-example” techniques that can replicate the lighting of existing static 2D images and 3D scenes.

Zusammenfassung

Die Entwicklung deklarativer Methoden zur Generierung von Graphiken ist eines der Hauptanliegen von Smart Graphics. Die Anzahl und Eigenschaften der Lichtquellen haben einen enormen Einfluss auf die Bildwahrnehmung, insbesondere auf den Bildinhalt (Art der Objekte), und die Bildeigenschaften (die geometrischen und räumlichen Beziehung von Objekten), und bestimmen, welchen ästhetischen Gesamteindruck ein Bild beim Betrachter hinterlässt. Der klassische Ansatz, Lichtquellen richtig auszuwählen und zu platzieren, ist traditionell von einer starken interaktiven, manuellen Vorgehensweise geprägt. Der Benutzer spezifiziert alle wichtigen Parameter, bis der gewünschte Lichteffekt eintritt. Insbesondere Laien haben große Probleme, mit Hilfe dieser Verfahrensweise akzeptable Resultate zu erzielen, da der Vorgang sowohl ein technisches als auch ein ästhetisches Verständnis einfordert. In diesem Artikel untersuchen wir verschiedene Ansätze, dieses Problem zu automatisieren, indem die Anordnung und Parametrisierung der Lichtquellen auf ein bestimmtes absolutes perzeptuelles Zielbild hin optimiert wird. Neuere Ansätze werden präsentiert, die beispielorientiert arbeiten und es Benutzern so ermöglichen, Lichtquellenarrangements zu finden, die klassischen 2D- und 3D-Anordnungen sehr ähnlich sind.


* Correspondence address: Newcastle University, NE1 7RU Newcastle Upon Tyne, Grossbritannien,

Published Online: 2009-09-25
Published in Print: 2009-05

© by Oldenbourg Wissenschaftsverlag, München, Germany

Downloaded on 30.1.2023 from https://www.degruyter.com/document/doi/10.1524/itit.2009.0535/html
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