Rendering

Bei der Lichtberechnung mit dem Radiosity-Verfahren gehen die Lichtstrahlen von der Lichtquelle aus und werden bei dem Auftreffen auf eine Fläche reflektiert. Dieser Vorgang setzt sich in einer definierten Anzahl von Iterationen fort und berücksichtigt dadurch auch das reflektierte Licht von anderen Flächen.
Ein wesentlicher Vorteil von Radiosity liegt in der Speicherung der Lichteigenschaften in einem Gitternetz auf der Modellgeometrie. So lässt sich der Kamerastandpunkt nachträglich ohne eine Neuberechnung verändern.
Als nachteilig erweist sich bei Radiosity der Effekt von Details, Kugeln oder komplexen Szenen mit einer sehr hohen Anzahl von Polygonen auf die Rechenzeit. Bei einem relativ groben Netz der Lichtwerte für eine schnellere Berechnung können dagegen Fehler in der Beleuchtungsstärkeverteilung entstehen.
Radiosity war eines der ersten Verfahren zur Lichtberechnung und wegen der Möglichkeit, indirekte diffuse Beleuchtung zu berechnen, stark verbreitet. Wenn sich bei der Animation eines Architekturmodells nur die Kameraeinstellung verändert, aber nicht das Licht, genügt eine einmalige Berechnung für verschiedene Perspektiven.

Das Photon Mapping funktioniert ähnlich wie das Raytracing-Verfahren. Während Raytracing mit Strahlen vom Augpunkt aus arbeitet, nutzt Photon Mapping von der Lichtquelle ausgehende Strahlen. Das Photon Mapping arbeitet mit virtuellen Partikeln, so genannten "Photonen", von denen das Licht in den Raum strahlt. Treffen sie auf eine Oberfläche, werden sie reflektiert und die Lichtwerte dort gespeichert. Eine eigene Karte (Photon Map) speichert die Einstellungen der Photonen. Sie ist damit nicht an die Geometrie gebunden und kann für Simulationen mit verteilten Berechnungen im Netzwerk eingesetzt werden. Die Kameraposition lässt sich modifizieren ohne eine neue Berechnung durchzuführen - wenngleich dieser Vorgang nicht interaktiv möglich ist.
Je mehr Photonen das Modell aufweist, desto akkurater lassen sich die Übergänge im Rendering gestalten und desto mehr nimmt der Rechenaufwand zu. Nach einer bestimmten Anzahl an Reflexionen hat die Photonenkarte die gewünschte Präzision. In einem weiteren Prozess können die Punkte durch eine Glättung (Gathering) verschmolzen werden.
Das Photon Mapping dient derzeit als Basis für weitere Berechnungsverfahren. Um Details besser darzustellen, wird eine Kombination mit Raytracing verwendet. Eine ausschließlich auf Raytracing basierende Methode kann bei Modellen mit sehr kleinen und sehr hellen Lichtquellen aufwendiger sein.

Die Lichtberechnung mit Raytracing, auch Monte Carlo Raytracing genannt, setzt nicht wie Radiosity und Photon Mapping bei den von den Lichtquellen ausgehenden Lichtstrahlen an. Stattdessen gehen Strahlen vom Augpunkt zum Modell und den Lichtquellen. Treffen die Strahlen vom Augpunkt auf eine Oberfläche, wird über weitere Strahlen geprüft, ob dieser Punkt Licht reflektiert oder Schatten erhält. Das Ergebnis zu diesem Punkt wird auf einer Bildebene als Pixel abgebildet. Je größer die Auflösung der Bildebene gewählt wird und je mehr reflektierende Oberflächen vorhanden sind, desto mehr Strahlen und damit Rechenaufwand erfordert die Simulation.
Der Vorteil von Raytracing liegt in der genauen Abbildung von Details und kleinsten Schatten. Da diese Methode von einer Bildebene abhängt, verlangt eine Veränderung des Standpunktes und der Blickrichtung eine neue Berechnung. Szenen mit sehr hohen Kontrastverhältnissen sind kritisch, da die zufälligen Strahlen zur Berechnung vom Auge ausgehen und Lichtöffnungen wie kleine Fenster auf einer großen Wand zunächst unberücksichtigt bleiben können.