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1993-10-18
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1,148 lines
Arrow
Version 1.0
ein Ray-Tracer für den Atari ST/STE/TT & Falcon
geschrieben von Holger Bohlmann
Vampire Software
Aller Anfang ist schwer
Was will uns dieses Programm sagen ? Das ist wohl die erste Frage, die
sich jeder Benutzer stellt, wenn er sich ein neues Programm anlegt. Und um
diese philosophische Frage zu klären, gibt es zwei Wege: Man lädt einfach
das Programm und spielt solange damit rum, bis man weiß, was es kann oder
man liest das Handbuch. Ich hoffe, sie haben sich für den letzteren Weg
entschieden, da er sicherlich einfacher ist. Zwar halten sie kein 'Buch'
in den Händen, wohl aber einen Text, der vielleicht alles, sicher aber
einiges klärt. Doch nun schreiten wir zur zentralen Frage: Was kann mein
neues Programm ?
'ARROW' ist ein sogenannter Ray-Tracer. Dank unserer Englisch-Kenntnisse
ist es uns auch ein leichtes zu erfahren, was wohl ungefähr die deutsche
Bedeutung davon ist: Strahlenverfolger. Keine Angst, das hat nichts mit
Radioaktivität zu tun. Es geht hier vielmehr um Lichtstrahlen, deren Wege
verfolgt werden und das alles im Computer! Sie brauchen jetzt nicht einen
Schraubenzieher zu holen und nachzuschauen, ob in dem grauen Kasten ein
kleines Lämpchen brennt. Denn diese Strahenverfolgung findet ganz und gar
auf elektronische Weise statt: Mit dem Programm ARROW können sie nämlich
eine künstliche Welt erschaffen, die mit Hilfe der Ray-Tracing-Methode
realistisch auf den Bildschirm dargestellt wird! Damit ist jetzt die Katze
aus dem Sack.
"Was für eine Welt ?" werden sich jetzt einige fragen und den
Schraubenzieher wieder hervorkramen. Aber lassen sie ihn lieber wo er ist.
Denn diese künstliche Welt, einfach die Welt genannt, wird wie andere
Daten im Computer gespeichert. Sie ist daher nicht real, kann aber,
richtig dargestellt, auf den Beobachter real wirken. Und das hat ARROW
vor. Oft wird diese reale Welt auch unter dem Zauberwort 'Virtual Reality'
geführt. Ganz so hoch möchte ich aber doch nicht greifen.
Einige von ihnen werden sich jetzt wohl an rasend schnelle Animationen
erinnern, die sie hin und wieder gesehen haben. Doch bevor sie denken, sie
können das mit ARROW auch machen und dazu noch in Echtzeit, muß ich sie
bremsen. Mit ARROW können sie zwar Bildsequenzen erstellen, doch ist ARROW
nicht unbedingt ein Animator. Und in Echtzeit können Animationen größeren
Ausmaßes nicht mal von Großrechnern dargestellt werden. Aber dennoch
lassen sich mit ARROW einige schöne Bildchen erzeugen. Also viel Spaß
damit.
Die Diskette
Die Diskette enthält im Hauptverzeichnis folgende Dateien:
ARROW.PRG Das Hauptprogramm
ARROWFPU.PRG Das gleiche Programm mit Unterstützung des
mathematischen Koprozessors
ARROW.RSC Hilfsdatei
ARROW.INF Konfigurationsdatei
README.TXT Dieser Text
Ferner sind folgende Ordner anglegt:
/DOF Beispielwelten
/R24 Fertige, fotorealistische Beispielwelten
Die Datei des Types *.DOF sind die Welten, die noch nicht berechnet
wurden. Damit man aber von diesen Welten eine angemessene Darstellung
erhält, werden nur die markanten Punkte der verschiedenen Körper
dargestellt. Diese Darstellungsart nennt sich Gittermodell. Die Datei
*.R24 enthält das fertige Bild dazu.
Installation
Wenn sie keine Festplatte besitzen, können sie die Diskette einfach so
belassen wie sie ist und mit ihr arbeiten. Vergessen sie aber nicht, eine
Sicherheitskopie zu machen. Besitzen sie eine Festplatte, so kopieren sie
am besten alle Dateien in einen seperaten Ordner und arbeiten dann damit.
Wie sie ja sehen, gibt es aber zwei lauffähige Programme. Das eine
Programm, ARROW.PRG, läuft auf allen Computern, die keinen mathematischen
Koprozessor besitzen oder auf Computern mit Koprozessor und als
Hauptprozessor einen MC68000 oder MC68010. ARROWFPU.PRG läuft nur auf
Computern mit einem mathematischen Koprozessor, deren Hauptprozessor ein
MC68020 oder ein höheres Modell ist.
Sollten sie jetzt garnicht wissen, welches Programm sie starten, schauen
sie einfach auf die folgende Liste, die ihnen in der Regel weiterhilft, zu
welchem Computer welches Programm gehört:
alle ST-Computer ARROW.PRG
alle STE-Computer ARROW.PRG
TT ARROWFPU.PRG
Falcon 030 ARROW.PRG
Sollte ihr Computer aber nachträglich um einen Koprozessor erweitert sein
oder eine Beschleunigerkarte mit entsprechender Hardware besitzen, so
gehen sie einfach folgendermaßen vor:
Starten sie einfach ARROWFPU.PRG. Läuft dieses Programm nicht, so können
sie nur ARROW.PRG laufen lassen. Sollte aber ARROWFPU.PRG auf ihrem
Computer laufen, so sollten sie immer dieses Programm starten, da es ihre
Hardware optimal ausnutzt und daher entsprechend schneller läuft.
Dialoge in Fenstern
In ARROW sind einige Dialog in Fenster verpackt. D.h., daß dann die
entsprechenden Dialoge frei beweglich sind und auch mehrere zur gleichen
Zeit geöffnet werden können. Werden diese Fenster geschlossen, so
entspricht das einem Betätigen der "Abbruch"-Taste. Änderungen werden dann
nicht übernommen, es sei denn, die Daten wurden unmittelbar verändert.
Zusätzlich sind die normalen Dialoge erweitert worden, so daß sie durch
Anklicken der obersten Box im Dialog bewegt werden können.
Die ersten Schritte
Haben sie erst einmal das richtige Programm geladen, so finden sie sich in
einer gewohnten GEM-Umgebung wieder. Unter dem Menüpunkt Datei finden sie
alle Standartoperationen, wie sie sie hoffentlich auch aus anderen
Programmen her kennen. Öffnen sie dann einmal die Datei "BEISPIEL.DOF",
die sie im Ornder /DOF finden werden. Haben sie die Datei geöffnet,
erscheint auf ihrem Bildschirm eine Darstellung einer Kugel. Diese
Darstellung einer Welt nennt sich, wie sie es oben schon erfahren haben,
Gittermodell. Dabei werden, wenn sie sich die Kugel genauer ankucken,
markante Punkte so dargestellt, daß der Betrachter eine Kugel erkennt. In
diesem Fall geschieht das durch ein Gradnetz, das die Kugel eindeutig
definiert.
Doch, so werden wohl einige gleich bemerken, eine Kugel ist ja ein
dreidimensionales Objekt und der Bildschirm hat nur zwei Dimensionen. Nun
kommt die große Frage, wie man das vereinigen kann.
Nun, dazu beobachtet man am besten das menschliche Sehvermögen. So ist es
ja allgemein bekannt, daß für einen Menschen Objekte immer kleiner werden,
je weiter sie entfernt sind. Steht man zum Beispiel in einer Allee, die
durch Bäume begrenzt ist, so erscheinen die hinteren Bäume immer kleiner
und 'laufen' auf einen Punkt zu. Und genau dieses Merkmal des Sehens,
macht sich das Programm zunutze. Er läßt weiter entfernte Objekte kleiner
erscheinen, so daß eine räumliche Wirkung eintritt. Dieses
Darstellungsmodell nennt sich Zentralprojektion.
Doch wie wird das gemacht ? Um das zu erklären, muß man sich folgendes
vorstellen können: Wir sind in einem Kino. Da gibt es eine Leinwand, einen
Projektor aber keinen Film, sondern Kugeln die zwischen Leinwand und
Projektor aufgehängt sind. Diese Kugeln sollen Punkte darstellen, die ein
Objekt genau umreißen, wie z.B. die vier Eckpunkte eines Vierecks. Nun
schalten wir den Projektor ein, der die Leinwand erhellt. Die Schatten der
Kugeln stellen dann auf der Leinwand das Objekt dar. Ist das Objekt z.B.
eine Fläche, so brauch man nur noch die Schattenpunkte verbinden und man
erhält eine Fläche. Auf diese Art und Weise wird nämlich das
dreidimensionale Objekt so auf eine Fläche projeziert, daß das Objekt
räumlich erscheint. Werden die Kugeln dann z.B. näher an den Projektor
heran gebracht, so wird die Projektion größer, bzw. kleiner, wenn man die
Kugeln vom Projektor weg bewegt. Und um das auf dem Computer zu
übertragen, brauchen sie nur die Leinwand durch einen Bildschirm zu
ersetzen und den Projektor duch einen frei wählbaren Punkt. Denn mit
diesen Angaben kann der Computer die entsprechenden Punkte auf dem
Bildschirm errechnen und eine wirkungsvolle Darstellung bieten.
Wenn sie das File "BEISPIEL.DOF" noch vor sich haben, können sie jetzt mal
den Punkt des "Projektors" verändern. Im Menü "Global" finden sie den
Punkt "Fluchtpunkt". Wählen sie diesen an, so können sie die Position des
'Projektors', genannt Fluchtpunkt, wählen. Die Werte x/y/z beschreiben
genau die Koordinate des Punktes. Die Werte stehen dabei für Positionen
auf drei Achsen, die im Raum alle aufeinander senkrecht stehen. Der Punkt,
auf dem sich die drei Achsen schneiden, ist der sogenannte Ursprung und
der dürfte sich genau in der Bildmitte befinden. Wenn sie im selben Menü
den Punkt "Hilfsachsen" wählen, wird dieser Punkt angezeigt. Dabei werden
ferner die drei Achsen dargestellt, die einen Punkt genau bestimmen. Die
Z-Achse ist dabei nicht zu sehen, da sie genau aus dem Bildschirm
herauskommt. Die längeren Stücke dieser Achsen beschreiben die Richtung,
in die die positiven Werte gehen.
Doch nun zurück zu unserem Fluchtpunkt. Wie sie sehen hat er die
Koordinate 0/0/500 (X-Achse 0 / Y-Achse 0 / Z-Achse 500). Alles schön und
gut, doch wo genau befindet sich die 'Leinwand' aus unserem vorigen
Beispiel? Nun, es ist die Fläche, die durch die X/Y-Achse aufgespannt
wird. Doch nun wollen wir mal sehen, was passiert, wenn wir den
Fluchtpunkt ändern. Setzen sie dafür den Fluchtpunkt auf die Position
150/0/500 und wählen "Setzen" an. Auf dem neuem Bild scheint dann alles
so, als ob es von der Seite betrachtet wird. Das liegt daran, das der
Blickwinkel jetzt nicht mehr frontal auf unserer 'Leinwand' steht, sondern
seitlich einfällt. Um diese Effekte kennenzulernen, sollen sie mal mit
verschiedenen Werten herumspielen. Durch die Option "Keine Tiefe" schalten
sie den Effekt aus, daß Dinge in größerer Entfernung kleiner werden. So
würden zwei gleich große Vierecke in unterschiedlichen Entfernungen auf
dem Bildschirm auch gleichgroß erscheinen.
Doch bevor es richtig los geht, noch ein paar Begriffserklärungen. Wenn
von der Welt die Rede ist, so meine ich die ganze Situation, die
dargestellt wird. Kommt der Begriff "Fläche" vor, so meine ich nicht nur
Flächen, sondern auch Körper. Unter den Begriff Fläche fallen bei ARROW
nämlich die Grundformen, die ARROW darstellen kann. Da wären Vielecke,
Ellipsen, Quader, Kugeln und Rotationskörper. Ein Objekt ist ein Verbund
aus diesen Grundformen, wobei eine Fläche nicht in zwei Objekten vorkommen
darf. Dann wär' wohl alles geklärt, oder ?
Blickwinkel
Wenn sie schon ein wenig mit den Fluchtpunktkoordinaten herumgespielt
haben, merken sie wohl bald, daß es mit dem Verändern der Werte nicht
möglich ist, die ganze Szene von oben oder von unten zu betrachten. Mit
dem Ändern des Fluchtpunktes können sie nur ein wenig 'um die Ecke
luchsen'. Wenn sie nun aber das Ganze aus einem anderen Blickwinkel sehen
wollen, wählen sie einmal den Menüpunkt "Blickwinkel" unter "Global" an.
Prompt erscheint auf ihrem Bildschirm eine Auswahl von anderen Ansichten:
Vorne, hinten, oben, unten, rechts, links und eine freie Position. Die
Vorderansicht kennen sie ja bereits schon. Wählen sie doch einmal die
Ansicht von oben und genießen den Ausblick.
Natürlich können sie auch hier den Fluchtpunkt ändern. Doch wenn sie das
Fluchtpunktmenü öffnen, so werden sie eine kleine Änderung feststellen.
War der Fluchtpunkt vor der Obenansicht z.B 0/0/500, so hat er jetzt den
Wert 0/500/0 ! Das liegt nämlich daran, daß sie jetzt von oben kucken, was
bedeutet, daß die 'Leinwand' aus dem vorigen Kapitel um 90 Grad um die X-
Achse gekippt ist. Dabei wird dann auch der Fluchtpunkt gekippt. Solche
Drehungen finden natürlich auch bei den anderen Blickwinkel statt.
Etwas anders sieht das aber bei dem frei definierbaren Blickwinkel aus.
Hier müssen sie eine Position defineren. Wenn sie einmal diesen
Blickwinkel bei dem Beispielbild wählen, so betrachten sie die Welt von
schräg oben. Und wenn sie jetzt im Menü "Objekt" den Punkt "Freie Kamera"
anwählen, so können sie auch den Betrachtungspunkt wählen. Unter
"Position" stellen sie ihre Position ein, wobei sie dann immer in Richtung
des Ursprungs (Koordinate 0/0/0) blicken. Um das wieder mit unserer
Leinwand zu verdeutlichen: Die Position entspricht dem Fluchtpunkt und die
Leinwand geht durch den Ursprung, wobei der Betrachter auf die Leinwand
immer senkrecht blickt. Der Eintrag "Entfernung" legt dabei fest, wie groß
die Welt ihnen erscheint. Werte < 0 bedeuten mehr Abstand und Werte > 0
setzen logischerweise einen kleineren Abstand. Mit den "Drehwinkelen"
können sie dann noch ihren Blick um die entsprechenden Achsen drehen. Um
ein wenig 'Feeling' damit zu kriegen, sollten sie wieder einmal mit den
Werten herumspielen.
Der Editor
Doch wollen wir nicht weiter die Welt nur betrachten, wir wollen selbst
Flächen erzeugen. Und unter dem Menüpunkt "Objekt" finden sie den Eintrag
"Editor", den sie auch gleich anwählen sollten, nachdem sie im Menü
"Datei" durch "Neu anlegen" erstmal eine schöne, neue Welt erzeugen. Wenn
der Editor erst einmal aktiv ist, erscheint im Hauptfenster ein kleines
Kreuz und auch ihr Mauszeiger nimmt diese Form an. Wenn sie dann einmal
das Hauptfenster anklicken und mit der Maus über die Arbeitsfläche fahren,
so wird ihnen im oberen Teil des Fensters die Position des Mauszeigers
relativ zum Kreuz mitgeteilt. Somit können sie also z.B die Eckpunkte
eines Vielecks genau bestimmen.
Aufmerksamen Lesern wird aber jetzt sicherlich etwas aufgefallen sein.
Denn die Position der Punkte wird nur durch zwei Werte angegeben, nicht
durch drei. Denn es müssen ja drei Werte angegeben werden, um einen Punkt
im Raum zu definieren. Die Antwort ist ganz einfach: Sie tragen die Punkte
auf eine ganz bestimmte Fläche ein, und zwar auf die entsprechende
'Leinwand' (Somit ist dieser Begriff schon wieder gefallen) die sie gerade
benutzen. Haben sie also den Blickwinkel "Vorne" eingestellt, so werden
die Punkte auf die X/Y-Ebene eingesetzt. Die Z-Koordinate ist also Null.
Kucken sie von oben, wird der Punkt auf die X/Z-Ebene eingesetzt. Dann ist
die Y-Koordinate immer Null, die X-Koordinate hat den Editor-X-Wert und
die Z-Koordinate hat den Editor-Y-Wert. Haben sie als Blickwinkel die
freie Kamera gewählt, wird das schon etwas schwieriger. Die 'Leinwand'
oder um langsam mal einen besseren Namen zu gebrauchen, die
Projektionsebene hat beim freien Blickwinkel den Ursprung als 0/0
Koordinate. Die Punkte des Editors auf der X-Achse werden dann auf dem
Bild als Punkte rechts vom Ursprung eingetragen, die Punkte auf der Y-
Achse als Punkte oberhalb des Ursprungs. Die Editor-Achsen stehen dann
senkrecht zueinander auf der Ebene. Der Betrachter blickt auch immer
senkrecht auf die Projektionsebene.
Sie können aber auch eine feste Editor-Ebene wählen (Übrigens: Eine Ebene
ist wie eine Tischplatte unendlichen Ausmaßes. Sie kann beliebig im Raum
liegen, also auch 'schräg'). Im Menü "Objekt" finden sie den Eintrag
"Editorebene". Wenn sie ihn anwählen, haben sie die Auswahl die aus dem
Blickwinkel resultierende Projektionsebene zu nehmen oder eine von drei
Ebenen, die die Achsen einspannen oder eine freie Ebene. Wählen sie die
freie Ebene, so müssen sie sie mit den angegebenen Werten definieren.
Unter "Position" können sie einen Punkt festlegen, den sie durch den Knopf
rechts oben bestimmen. Für "Nullpunkt" müssen sie den gleichnamigen Punkt
angeben, der die Editor-Koordinate 0/0 hat. "X-Position" steht für den
Editor-Punkt 1/0 und "Y-Position" natürlich für den Editor-Punkt 0/1. Mit
"Punkt übernehmen" können die Koordinaten eines Punktes aus der Welt
übertragen werden, aber dazu später mehr. Zuletzt müssen sie nur noch die
Skalierung angeben, die unter "X-Faktor" und "Y-Faktor" jeweils für die
entsprechenden Editor-Koordinaten angegeben ist. Ein Wert von Eins
bedeutet, daß wie eben beschrieben die Punkte übernommen werden. So wird
z.B der Editor-Punkt 1/0 auf die definierte 'X-Position' gesetzt. Der
Punkt 2/0 würde dann um die zweifache Differenz zwischen X-Position und
Nullpunkt hinzugezählt zum Nullpunkt, gesetzt. So gesehen ist also die
Linie interessant, die man zwischen den X-Positionen und den Nullpunkt
spannen kann. Setzt man andere Werte, so werden die Abstande um den
entsprechenden Faktor verkürzt, bzw. bei Werten < 1 verlängert. Ist der
Faktor aber Null, so wird der Punkt jeweils nach seiner Entfernung
gesetzt. Der Punkt 2/0 würde dann in der Entfernung von 2 in Richtung der
X-Position gesetzt, wenn der X-Faktor Null wäre.
Doch nun wollen wir Objekte zeichnen. Dazu betrachten wir wieder das
Editor-Fenster. Über das Popup-Menü, das sie durch den obersten Knopf
anwählen können, steht ihnen eine Auswahl von fünf Grundflächen zur
Verfügung. Zwar ist ein Quader oder eine Kugel keine Fläche, sie werden in
diesem Programm aber in einen Topf geworfen. Unter den Punkten "Raster"
und "Hilfspunkte" können sie sich die genau Eingabe von Punkten
erleichtern. Mit den Knöpfen, die unter den Titel "Löschen" stehen, können
sie den letzten oder alle Punkte löschen. Wenn sie aber gerade am
Hauptfenster arbeiten, so erreichen sie den Knopf "Punkt" über die
Backspace-Taste und "Alles" über die Clr-Home-Taste. Über den Knopf
"Funktionen" können sie drei Hilfsfunktionen erreichen: Einen Koordinate
im Editor genau festsetzen (Also auch Werte hinter dem Komma festsetzen),
eine Ellipse und damit auch einen Kreis zeichnen so wie einen Winkel. Über
den Knopf "Ebene zeigen" können sie die Ebene anzeigen, auf die sie gerade
zeichnen. Die Welt wird dann so dargestellt, daß sie keine Tiefe hat, so
daß nur die Positionen auf der Ebene zählen (Wie beim Fluchtpunkt die
Option "Keine Tiefe"). Zu guter Letzt können sie noch unter Maßstab einen
Wert festlegen, mit dem die Koordinaten multipliziert werden, wenn sie
mittels des Knopfes "Übernehmen" in die Welt übertragen werden. Wenn sie
gerade am Hauptfenster arbeiten, können sie die "Übernehmen"-Taste durch
die Return-Taste erreichen.
Doch bevor es los geht, noch ein paar kleine Beschreibungen zu den
einzelnden Flächen:
Vieleck:
Wenn sie ein Vieleck defineren, können sie ihm bis zu 127 Ecken geben.
Durch den Knopf "Loch-Fläche" können sie dann noch eine zweite Fläche mit
ebensoviel Ecken festsetzen, mit der sie sozusagen ein Loch in die andere
Fläche schneiden können. Diese Loch-Fläche können sie nur beim Vieleck
definieren. Bitte achten sie darauf, daß im Editor die Verbindungslinie
des Vielecks zwischen dem ersten und letzten Punkt nicht gezeichnet wird.
Dasselbe gilt auch für die Loch-Fläche, die ja auch ein Vieleck ist. Sie
brauchen daher nicht den letzten Punkt auf den ersten zu setzen, das wäre
reine Verschwendung.
Ellipse:
Hier brauchen sie nur wie bei der Ellipsenfunktion den Mittelpunkt und die
beiden Radien angeben.
Quader:
Zuerst müssen sie zwei gegenüberliegende Punkte auf der X/Y-Ebene
festsetzen und anschließend "Übernehmen" betätigen. Dann müssen sie wieder
mit zwei Punkten die Tiefenabmessung des Quaders definieren. Die
angezeigte Z-Koordinate gibt dann an, welche Koordinate der Quader nach
dem Übertragen senkrecht zur Projektionsebene hat. Beispiel: Ist die
Projektionsebene die X/Y-Ebene, so gibt die Z-Koordinate die Position auf
der Z-Achse wieder.
Kugel:
Definieren sie zuerst den Mittelpunkt, dann den Radius und dann nach
"Übernehmen" die Position senkrecht zur Projektionsebene.
Rotation:
Und nun zum Glanzstück: Dem Rotationskörper. Die bei dieser Fläche
definierten Punkte werden nacher um die Editor-Y-Achse gedreht (rotiert)
und bilden somit eine runde Form. Diese Rotation wird natürlich beim
Übertragen nicht dadurch geformt, daß sie aus Vierecken zusammengesetzt
wird, sondern sie wird auch als solche gespeichert und beim Gittermodell
durch Flächen angenährt. Zeichnen sie sich einen Kreis, so wird nachher
daraus ein Ring. Zeichnen sie einen Halbkreis, der an der Y-Achse anliegt,
wird später daraus eine Kugel. Sie können hiermit also Objekte herstellen
wie auf einer Töpferscheibe. Im Gegensatz zum Vieleck werden hier aber
nicht der erste und letzte Punkt nach dem Übertragen verbunden, so daß sie
auch offene Rotationen erzeugen können, z.B. einen Hohl-Zylinder.
Kurz zum Begriff Fläche:
Quader, Kugeln und Rotationskörper sind real natürlich Körper und keine
Flächen. Doch bei ARROW werden diese Körper eigentlich nur als Flächen
dargestellt, nur ihre Oberflächen sind zu sehen. Es sind alles Hohlkörper.
Somit kann man also wieder von einer Fläche sprechen.
Bewegen und Verändern
Auch wenn sie mit dem Editor Flächen eingeben können, so möchten sie doch
sicherlich diese Flächen auch im Raum umherschieben. Dazu dienen die
Punkte "Ändern num.", "Ändern sym." und "Ändern special" im Menü "Objekt".
Was sie dabei bewegen, legen sie im Menü "Edit" fest: Welt, Objekt,
Flächen oder Punkt. Unter "Ändern sym." können sie das Ausgewählte jeweils
um die drei Raumachsen drehen, verschieben oder stauchen/strecken, jeweils
mit dem Faktor, der unter dem dazugehörigen Kästchen steht. Dieselben
Optionen sind unter "Ändern num." zu erreichen, nur können sie hier
genauer angegeben werden. Wenn sie ein Objekt oder die ganze Welt
selektiert haben, so wird bei "Ändern num." die bisherige Veränderung
angegeben. Bei Flächen oder Punkten werden die Bewegungen nicht nochmal
zwischengespeichert, sondern das Objekt direkt bewegt. So werden dann auch
nach dem Bewegen alle Werte in "Ändern num." bei diesem Selektiertyp
gelöscht.
Unter "Ändern spezial" können sie das Selektierte jeweils um die drei
Raumachsen spiegeln (Die oberen drei Kästchen). Die unteren drei Kästchen
verschieben, drehen oder strecken/stauchen das Selektierte um eine frei
definierbare Achse. Der entsprechende Faktor steht dabei unterhalb der
Kästchen. Diese Achse können sie unter "Freie Achse" festlegen. In diesem
Fenster legen sie zwei Punkte fest, die dann eine Achse bilden. Wie sie
auch hier die Punkt aus der Welt übernehmen können folgt gleich.
Im "Edit"-Menü können sie festlegen, was sie gerade bearbeiten wollen.
Wählen sie die Welt, werden alle Flächen bewegt. Wählen sie Flächen, so
können sie einzelnde Flächen bewegen. Die gerade selektierte Fläche (auch
aktive Fläche) wird dann durch einen Kasten, der die Fläche einschließt,
verdeutlicht. Mit Control-Pfeil-Hoch fahren sie eine Flächennummer tiefer,
mit Control-Pfeil-Runter fahren sie eine Flächennummer hoch, wobei sie mit
der Shift-Taste den Vorgang beschleunigen können. Der Typ der selektierten
Fläche wird im oberen Teil des Fenster angegeben. Mit Control-Insert
können sie die aktive Fläche dauerselektieren, d.h. daß auch diese Fläche
dann mitbewegt wird. Die Anzahl der dauerselektierten Flächen wird auch im
oberen Teil des Fensters angegeben. Diese Selektion wird für alle Flächen
aufgehoben, wenn sie nochmal unter "Edit" den Punkt "Flächen" definieren.
Einzelnde Flächen können sie mittels Control-Del wieder aus der
Dauerselektierung herausnehmen. Dazu müssen sie nur die entsprechende
Fläche mit dem aktiven Selektor anwählen und die entsprechende Taste
drücken. Sie können übrigens auch Flächen dadurch anwählen, das sie sie
direkt im Hauptfenster anklicken. Liegen mehrere Flächen auf demselben
Bereich, so klicken sie erneut auf die gewünschte Fläche. Wenn sie alles
selektieren wollen, so können sie das unter "Alles selektieren" im Menü
"Edit".
Direkt unter diesem Punkt, befindet sich der Eintrag "Objekt setzen". Die
selektierten Flächen werden bei Anwählen zu einem Objekt zusammengefaßt.
Bitte beachten sie, daß eine Fläche nicht in mehreren Objekten
gleichzeitig existieren kann. Außerdem wird bei der Erstellung eines neuen
Objekts unter Umständen die ganze Flächenreihenfolge neu sortiert. Wenn
sie aber dann Objekte selektieren, werden die in ihm enthaltenen Flächen
durch Umrahmungen angezeigt. Eine Dauerselektierung gibt es bei Objekten
nicht. Zu guter Letzt können sie noch einzeilnde Punkte bewegen. Dort
können sie wie bei den Flächen die Punkte selektieren, nur die
Dauerselektierung gibt es hier auch nicht. Die Koordinaten des gewählten
Punktes können sie durch Drücken des enstprechenden Knopfes dann in
"Editorebene" und "Freie Achse" übernehmen. Bewegen können sie aber nur
Punkte in Vielecken.
Aber Vorsicht ! Die Vielecke sollten immer auf einer Ebene liegn, da es
sonst Schwierigekeiten beim Ray-Tracing gibt. So ist diese Option nur bei
Dreiecken gefahrlos, da sie immer eine Ebene bilden (Ein Tisch mit drei
Beinen wackelt auch bei den rauhesten Untergrund nicht !). Eine
Besonderheit bei der Punkteselektion ist dabei die Option "Gleiche Punkte"
im Menü "Edit". Ist sie aktiviert, werden alle Punkte, die ganz nah am
selektierten Punkt liegen, mitbewegt. Diese mitbewegten Punkte können aus
allen Flächentypen stammen, nur sollten sie wieder darauf achten, daß
Vielecke eine Ebene bilden. Dasselbe gilt dabei für Ellipsen und auch für
die Punkte eines Rotationskörpers. Auch sollten die Quader Quader bleiben
und die Kugeln sich nicht verzerren, denn sonst sind spätere Probleme
vorprogrammiert.
Löschen, Kopieren und sonstige Schelmereien
Wenn ihnen eine Fläche nicht mehr gefällt, so können sie diese auch
löschen. Dazu müssen sie diese selektieren und einfach den Punkt "Löschen"
unter "Edit" wählen. Das Ganze geht natürlich auch mit dauerselektierten
Flächen. Ebenso haben sie die Möglichkeiten "Ausschneiden" und "Kopieren",
wobei dann die Flächen oder das Duplikat in einen Zwischenspeicher landen,
der erst durch Programmbeendigung gelöscht wird. Wird dann "Einfügen"
gewählt, erscheint die Fläche(n) aus den Zwischenspeicher dann genau dort,
von wo sie kommt (Die Dialogbox "Materialien zusammenlegen" beantworten
sie vorerst bitte mit "Ja"). Genauso können sie auch mit Objekten
arbeiten. Bei Flächen und Objekten werden dann immer die eingefügten Daten
automatisch selektiert, so daß sie sie gleich bewegen können. Punkte
hingegen lassen sich nur löschen und auch nur dann, wenn sie damit keine
Flächen "beschädigen".
Besonders interessant ist die Option "Körper bilden". Nehmen sie dazu eine
Fläche, kopieren sie, fügen sie ein und bewegen sie anschließend ein
wenige und wählen "Körper bilden", so werden diese Flächen so verbunden,
daß sie einen Körper bilden. Aus einem Vieleck wird z.B. ein Quader. Bitte
beachten sie, daß dieses nur mit Vielecken geht und daß sie nach dem
Kopieren die Selektion der zweiten Fläche beibehalten. Arbeiten sie mit
einer Fläche, die eine Loch-Fläche besitzt, so werden sie gefragt, ob sie
das Loch benutzen, so daß in den Körper dann auch ein Loch eingefügt wird,
oder ob sie das Loch ignorieren, so daß sie einen Körper erhalten, der
über die beiden Ur-Flächen einen Eingang besitzt.
Unter den Menü "Objekt" gibt es dann noch den Eintrag "Info". Hier können
sie zusätzliche Daten über die Welt, die Objekte, die Flächen oder die
Punkte erfahren, je nachdem was sie selektiert haben. Sie können aber auch
über dieses Info Veränderungen vornehmen. So können sie bei selektierten
Objekten nur das Objekt und nicht die Flächen entfernen lassen, die
Flächen also aus dem Objekt herausnehmen. Selektieren sie Flächen, so wird
nur die Information über die gerade aktive Fläche angezeigt. Sie können
aber in dem Objekt durch Wählen von "Aufspalten" und anschließendem "OK"
sämtliche selektierte Flächen umwandeln. So wird eine Rotation dann in
einzelnde Flächen aufgespaltet, die annährend eine Rotation ergeben. Durch
den Eintrag "Ecken" im Flächen-Info können sie nämlich festlegen, wieviele
Ecken zur Annährung erzeugt werden. Dasselbe gilt für eine Kugel. Ein
Quader wird in 6 Rechtecke aufgespaltet, eine Ellipse in ein Vieleck mit
der gewählten Anzahl Ecken. Ein Vieleck selber wird so umgewandelt, daß
seine Fläche durch Dreiecke abgedeckt wird, wobei eine eventuelle Loch-
Fläche nicht berücksichtigt wird. Sie können also eine Welt soweit
aufspalten, daß sie nur aus Dreiecken besteht.
Im Menü "Global" können sie die Zoom-Funktion einschalten, so daß sie im
Hauptfenster bestimmte Bereich 'anzoomen' können. Mittels "Zoom in" und
"Zoom out" können sie vom aktuellen Bildmittelpunkt aus heran- oder
herauszoomen. Mit "Orginalgröße" wird dann wieder der Urzustand
herbeigeführt. Unter "Bild einpassen" wird das Bild so gezoomt, daß alle
Flächen in die Seite hineinpassen. Unter Umständen klappt dieses nicht
immer gleich haargenau, so daß sie sich nochmal bemühen müssen.
Unter "Seitengröße" können sie einstellen, wie groß die Zeichenfläche sein
soll mit der Maßeinheit Pixel. Das spätere Ray-Trace-Bild hat dann genau
diese Ausmaße. Beachten sie bitte, daß sie die Breite des Bildes nur in
16-Punkte-Schritten einstellen können. Über den Knopf "Auflösung" können
sie Breite und Höhe nach bestimmten Werten einstellen. Sie können die
Pixelgrößen der aktuellen Bildschirmauflösung nehmen, oder die des
geladenen Ray-Tracing-Bildes. Mittels "Figur" wird dann eine Größe
eingestellt, in die die aktuelle Welt gerade hineinpaßt.
Mittels "Einstellungen" haben sie dann Zugang zu den "Systemparametern".
Hier können sie unter "Ecken" festlegen, wie viele Ecken runde Flächen bei
der Gitterdarstellung haben sollen. Über den Knopf "Objekteffekte" können
sie regeln, ob die schrumpfenden oder größer werdenden Boxen beim
Darstellen von Dialogen erscheinen oder nicht. Einige Leute finden sowas
lästig. Ist der Knopf "Zeitteilung" aktiviert, so läßt ARROW auch einige
andere Applikationen öfters an die CPU ran, was bei Betriebssystem-
Erweiterungen wie MultiGem oder Mag!X wichtig ist. Durch diese Option
verringert sich aber auch die Geschwindigkeit von ARROW. Unter MultiTos
brauchen sie diese Option nicht zu aktivieren, da ein Task-Wechsel nicht
von der Gutmütigkeit des Programms abhängt. Mittels "Auto-Window" können
sie schließlich noch die Option einstellen, ob ein Fenster von ARROW
automatisch aktiviert wird, wenn sich der Mauszeiger über dem Fenster
befindet. Damit läßt es sich manchmal ganz gut arbeiten.
Doch nun zum schwierigsten Punkt: Dem Bildaufbau. Sie können dabei
zwischen "Neuzeichnen", "Austauschen" oder "Off-Screen"/"2. Bildschirm"
wählen. Ist "Neuzeichnen" gewählt, so wird immer der neuzuzeichnende
Bereich im Hauptfenster neu nachgezeichnet, auch wenn sie nur ein anderes
Fenster über den Hauptfernster in seiner Position ändern. Dieses hat den
Nachteil, daß dieses Neuzeichnen manchmal recht lange dauern kann und
damit etwas lästig ist. Mit "Austauschen" wählen sie eine andere Methode.
Das aktuelle Bild wird nur einmal ganz gezeichnet und dann im Hintergrund
im Speicher gehalten. Das hat den Vorteil, daß wenn ein Teil des Fenster
einfach nur wieder nachgezeichnet werden muß, man die Bildinformation
schnell aus dem Speicher in den Bilschirm kopiert. Somit läßt es sich
angenehmer arbeiten. Es hat aber auch den Nachteil, daß man den Speicher
mit einem zweiten Bildschirm belegen muß, der bei entsprechender Größe und
Farbtiefe nicht allzu klein ist. Außerdem wird aus Kompatibilitätsgründen
zu Grafikerweiterungen der Zeichenvorgang nur auf dem sichtbaren Bildchirm
ausgeführt. Daher werden die beiden Bildbereiche immer getauscht, was aus
Speichergründen blockweise geschieht. Dieses Tauschen kann bei langsamen
Grafikoperationen manchmal schon ein wenige Zeit in Anspruch nehmen. Haben
sie als letzten Punkt "2. Bildschirm" und wählen sie ihn an, so wird wie
bei "Austauschen" ein zweiter Bildschirm erzeugt. Nur werden hier die
Änderungen in den 2. Bildschirm direkt geschrieben, es findet kein
lästiges Kopieren statt. Leider ist dieser Vorteil mit dem Nachteil
verbunden, daß es nicht mit allen Grafikauflösungen arbeitet. Es
funktioniert zwar mit den Grafikauflösungen die der ST, TT, und Falcon von
"Haus" aus mitbringt, aber sicher nicht mit neuen Garfikkarten. Außer sie
nennen sich ein Besitzer des NVDI 2.5 und/oder Besitzer der mitgelieferten
VDI-Funktionserweiterung, die Off-Screen-Bitmaps ermöglichen. Denn ist
jenes aktiviert, steht im Punkt "2. Bildschirm" der Text "Off-Screen" und
sie können dann dasselbe Verfahren auf allen Grafikkarten benutzen. Die
Kompatibilität ist dann gewahrt. Diese Funktionserweiterung (nennt sich
übrigens VDI-Enhancer) ist PD und wird vielleicht mit ARROW zusammen
ausgeliefert. NVDI 2.5 Besitzer haben sie, wie schon gesagt, gleich
mitdrin.
Nachdem sie nun alles eingestellt haben, können sie noch unter "Werte
sichern" diese Einstellungen speichern, sowie die aktuellen Dateipfade und
die Bildschirmdarstellung des Ray-Tracers (Erklärung kommt viel später).
Zu guter Letzt können sie noch unter "4 Beobachter" eine Sichtweise
festsetzen, bei der sie die Welt aus vier Perspektiven sehen: Vorne ,
Oben, Links, Rechts. Mittels Tastendruck kommen sie dann wieder aus dieser
Einstellung raus.
Jetzt kommt Farbe rein
Da unsere Flächen einmal später auch durchs Ray-Tracing-Verfahren sollen,
müssen sie natürlich auch ein gewisses Aussehen haben. Im Menü "Objekte"
stehte der Eintrag "Materialien". Hier können sie Materialien definieren,
die dann später auf bestimmte Flächen gesetzt werden. Öfnnen sie einmal
das Materialien-Fenster, so erhalten sie ein große Auswahl an
Möglichkeiten. Unter Lichtverteilung können sie einstellen, wie das
Material Licht behandelt. Diffuse Reflexion bedeutet, daß das Material
einfallendes Licht gleichmäßig an die Umgebung abgibt. Die Helligkeit wird
nur dadurch bestimmt, unter welchen Winkel das Licht einer Lichtquelle
einfällt. Spiegelnde Reflexion wirft das einfallende Licht unter denselben
Ausfallswinkel zurück. Transparenz läßt das einfallende Licht durch und
bricht je nach Brechzahl den Lichtstrahl in eine andere Richtung. Dabei
kann natürlich auch eine Totalreflexion eintreten.
Über die zu diesen Reflexionsarten gehörenden Slider können sie dann den
Anteil an einfallenden Licht in 1/1000 angeben. Über den Knopf "Summe <=
1000" erreichen sie es, daß bei Änderung der Slider der Gesamtanteil nicht
den Wert 1000 überschreitet. Ansonsten wird mehr Licht reflektiert als
wirklich ankommt. Welche Farbe dabei das Licht zurückwirft wird unter dem
Punkt "Grundfaktoren" festgelegt. Mit den Lichtanteilen von Rot, Grün und
Blau können sie eindeutig eine Farbe bestimmen. Läßt ihre Grafikauflösung
dann noch Farbe zu, wird ihnen unterhalb der Slider eine kleine Kostprobe
der Farbeinstellung serviert. Diese Farbdefinition können sie für alle
drei Reflexionsarten festlegen. Durch das Anklicken der Texte "Diffuse
Reflexion", "Spiegel" oder "Transparenz" wird unter Grundfaktoren die
gewählte Farbgebung angezeigt. Der kleine Pfeil neben den
Lichtverteilungsslidern zeigt ihnen dann an, welche Farbe sie gerade vor
sich haben. Zusätzlich steht dann noch über den Farbslidern die gerade
aktive Reflexionsart.
Mit den Knopf "Glanz" können sie die Option einstellen, daß ein Material
glänzt wie eine polierte Fläche, wenn man unter dem richtigen Winkel auf
die Fläche kuckt. Mittels Glanzstärke können sie dann einstellen, wie
stark dieser Effekt ist. Ein Wert von 1 bedeutet da schon eine große
Stärke. Unter Fokussierung legen sie dann fest, wie stark sich der Glanz
'ausweitet'. Bei einem Wert von 1 ist dieser Glanzeffekt über eine große
Fläche bemerkbar. Bei einem Wert von 10 ist er schon auf einen kleineren
Wert begrentzt. Für realistische Darstellungen empfehle ich einen Wert um
10 oder höher.
Unter Brechungszahl können sie dann noch den Brechungsindex angeben, wenn
das Material einen transparenten Anteil besitzt. Der Knopf "Fresnel"
stellt dann noch bei transparenten Materialien den Effekt ein, daß an der
Oberfläche ein Teil des Lichtes gespiegelt wird, je nach Brechzahl und
Einfallswinkel. Das gibt einen zusätzlichen realistischen Effekt, erhöht
aber auch den Rechenaufwand. Zum Schluß können sie dem Material noch einen
Namen geben.
Über den Slider unter "Materialnummer" können sie dann andere Materialien
erreichen. Dasgleiche gilt für den Knopf "Auswahl". Üben den Knopf
"Funktionen" erreichen sie ein Popup-Menü, bei dem sie Materialien
hinzufügen, laden, speichern und löschen können. Fügen sie ein Material
hinzu, so wird von dem aktuellen Material eine Kopie angelegt und jene an
die Materialliste angehängt. Durch laden ein nachgeladenes an die Liste
angehängt. Soviel zu Materialien.
Rauf damit - Das Oberflächen-Menü
Nun haben wir schon einige Materialien definiert und wollen diese auf die
entsprechenden Flächen anbringen. Ganz einfach. Selektieren sie die
gewünschten Flächen und wählen sie den Punkt "Oberfläche" im Menü
"Objekt". Hier können sie jetzt bestimmen, wie die Materialien auf die
Oberfläche gebracht werden. Die angezeigten Eigenschaften entsprechen
dabei der Fläche, die gerade aktiv selektiert ist.
Durch den Knopf links unten können sie einen der drei Typen wählen:
"Einfarbig", "Textur" oder "Muster". Fangen wir zunächst mit dem
einfarbigen Auftragen an. Unter dem Text "Material(ien)" können sie
festlegen, welches Material sie auf die Fläche legen. Jeder Punkt dieser
Fläche hat dann ein und dieselbe Materialeigenschaft. Durch die Box mit
dem "X" können sie den Eintrag wieder löschen. Dabei gilt: Wird beim Ray-
Tracing auf der Fläche ein Punkt angezeigt, für den kein Material
existiert, so gilt die Fläche an dieser Stelle als nicht existent. Der
Ray-Tracer tut so, als ob die Fläche nicht vorhanden wäre, obwohl er sie
bei der Strahlenverfolgung geschnitten hat. Der Lichtstrahl geht dann
einfach durch die Fläche hindurch.
Mit der Box neben dem Text "Licht" können sie festlegen, ob es sich bei
der Fläche um eine Lichtquelle handelt. Diese Option können sie allerdings
nur bei Kugeln anwenden. Sind aber auch Flächen von der
Oberflächenänderung betroffen, die keine Kugeln sind, so wird für diese
Flächen die Option ignoriert. Mit dem Faktor daneben können sie die Stärke
der Lichtquelle einstellen (Welcher Wert da günstig ist, erfahren sie
später).Der Knopf "L-Quelle" bestimmt, daß die Kugel nur als Lichtquelle
fungiert, aber nicht als Kugel beim Ray-Tracing dargestellt wird.
Mit dem Knopf neben dem Text "Normale" aktivieren sie eine besondere
Option: Sie können damit bewirken, daß die Normale, die auf der Fläche
steht, zufällig verändert wird. Die Normale ist eine Gerade, die auf einen
Punkt einer Fläche senkrecht steht. Mit ihr berechnet sich der Winkel
zwischen ein- und ausfallendem Licht. Bei Veränderung der Normalen bei
einer Spiegelfläche würde dann z.B. die Fläche so wirken, als ob sie mehr
oder weniger uneben sei und damit das Licht aus allen Richtungen spiegele,
wie z.B. eine unruhige Wasseroberfläche. Mit dem Faktor neben dem Text
"Normale" können sie dann festlegen, wie stark der Effekt sein soll. Ein
Wert von 1 enspricht da schon großen Schwankungen. Mit der Skalierung
sieht es da schon schwieriger aus:
Bevor das Ray-Tracing beginnt, legt ARROW ein sogenanntes
Zufallszahlenfeld an. Dort sind, wie der Name schon sagt, zufällige Zahlen
vorhanden (Die Größe des Feldes läßt sich natürlich festlegen). Brauch man
wie bei der Normalenänderung also zufällige Wert, so kann man ganz einfach
vorgehen: Das entsprechende Feld wird dreidimensional angelegt, so daß man
für einen bestimmten x,y und z-Wert einen bestimmten Wert erhält. Da
dieses Feld nur eine bestimmte Größe hat, wiederholen sich die Feldblöcke.
Hat z.B ein Zufallszahlenfeld für jede Richtung 16 Einträge, so hat die
Koordinate 0/0/0 denselben Wert wie 16/0/0 oder 0/16/0 oder 0/0/16 oder
0/16/16 usw. So können wir einen Punkt einer Fläche eine bestimmte
Zufallszahl zuordnen. Liegt dieser Punkt nicht direkt auf einem
Feldelement, so wird durch Mittelung zu den benachbarten Punkten ein Wert
bestimmt.
Die Skalierung bestimmt dann, wie weit dieses Zufallszahlenfeld
auseinander gezogen wird. Je höher die Skalierung dann ist, desdo sanfter
sind die Übergänge zwischen den Punkten. So empfiehlt es sich, bei der
Skalierung meistens mit höheren Werten als Eins zu arbeiten.
Doch nun zur nächsten Oberflächenart, die sehr viel mehr mit dem
Zufallszahlenfeld arbeitet:
Die Textur
Besitzt eine Oberfläche eine Textur, dann werden bestimmte Materialien
zufällig auf die Oberfläche verteilt. Sie können dann begrenzte Bereich
besetzen oder fließende Übergänge haben. Die gesamte Verteilung bleibt
aber zufällig.
So können sie, wenn sie eine Textur entwerfen wollen, fünf Materialien
einsetzen. Wenn sie einmal das Oberflächenfenster öffnen und eine Textur
wählen, sehen sie auch, daß zu diesen fünf Materialien fünf Text-Zeilen
zugeordnet sind. Die Werte in diesen Zeilen bestimmen, wie die Materialien
verteilt werden. Und dazu kommt unser Zufallszahlenfeld von vorhin wieder
in Einsatz. So wird wie bei der Änderung der Normale auch bei der Textur
mittels der Koordinate des darzustellenden Punktes ein Zufallswert
ermittelt. Diese Zahl hat einen Wert zwischen Null und Eins. Und mit
diesem Wert sollen sie nun bestimmen, welches Material genommen wird. Je
nachdem, was unter dem Material steht, wird nun der Punkt entsprechend
gesetzt:
'x - y':
Ist die Zufallszahl größer oder gleich x und kleiner oder gleich y, so
wird das entsprechende Material genommen. Steht dort der Text "0 - 1", so
ist dieses Material immer definiert, da die Zufallszahl immer innerhalb
dieses Bereiches ist.
'x / y':
Ist die Zufallszahl gleich x, so wird das entsprechende Material genommen.
Ist die Zufallszahl in den Bereich von größer x bis x + y, so wird
zwischen den bisherigen und diesem Material gemittelt. Ein Beispiel: Ein
rein grün und diffus reflektierendes Material ist vorher für den Bereich
"0 - 1" gesetzt worden. Nun wird ein rein rotes und ebenfalls diffus
reflektierendes Material auf "0.5 / 0.3" gesetzt. Für die Zufallszahl bis
ausschließlich 0.5 wird dann das grüne Material genommen. Ist die
Zufallszahl genau 0.5, so wird Rot genommen. Für Zufallszahlen größer als
0.5 wird dann immer mehr Grün wieder zu dem Rot reingemischt, bis
schließlich bei 0.8 der entsprechende Punkt wieder das reine grüne
Material ist. So wird dann für alle Flächen mit einer solchen
Materialabstufung, für alle Materialangaben, wie Farben oder
Lichtverteilung, eine entsprechende Mittelung vorgenommen, wenn der
Zufallswert innerhalb des definierten Bereiches ist. Würde das vorige
Beispiel mit einem spiegelndem und einem diffusem Material durchgeführt,
so würde sich für den Bereich zwischen 0.5 und 0.8 ein mehr oder weniger
spiegelndes Material ergeben mit dem gegengesetzten Anteil diffuser
Reflexion. Ob jedoch die Glanz- oder Fresnel-Option gesetzt ist, hängt
davon ab, ob sie bei einen Material gesetzt ist. Tritt eine Mittelung auf,
so wird die entsprechende Option nur dann nicht gesetzt, wenn sie beide
Materialien nicht besitzen. Es werden also alle Materialwerte von den zwei
verschiedenen Materialien gemittelt.
'x % y':
Entspricht fast dem vorigen, nur mit dem Unterschied, daß auch der Bereich
x - y bis x gemittelt wird. Würde bei unserem ersten Beispiel der Wert
"0.5 % 0.3" stehen, würde ab der Zahl 0.2 das rote Material zu dem grünen
beigemischt, bis bei 0.5 dann ein vollständig rotes Material erscheint.
Anschließend geht es so weiter wie vorher.
Wichtig ist auch noch wie ARROW bei der Ermittlung des Materials vorgeht.
So wird die Liste von oben bis unter geprüft, ob sich ein fest
abgegrenztes Material finden läßt, also ein mit "x - y" definiertes.
Anschließend wird die Liste erneut nach Materialien durchsucht, die durch
Mittelung einfluß nehmen und dann bei einem Treffer mit dem schon vorher
fest abgegrentzten Material gemittelt. Die Mittelung findet also immer mit
dem zuletzt definierten Material statt. Bei einer erneuten Mittelung wird
dann mit dem Ergebnis der vorigen Mittelung gerechnet. Ist aber kein
Material vorher gefunden, so wird ein Material zur Mittelung herangezogen,
bei dem alle Materialwerte auf Null sind, ausgenommen die Fokussierung und
die Brechzahl. Die stehen dann auf 1.
Wie bei der Normalenänderung können sie auch bei der Textur eine
Skalierung vornehmen. Jedoch können sie hier die einzelnden Richtungen mit
verschiedenen Werten skalieren. Über die Box "Testbild" können sie sich
dann auch die Zufallswerte ankucken, wobei hier nur Werte aus dem
Zufallszahlenfeld genommen werden, deren Z-Koordinate Null ist. Eine
entsprechende Skalierung in die Z-Richtung bewirkt bei dem Testbild also
garnichts. In diesem Testbild wird die Zahl Null durch eine dunkle Stelle
angedeutet und die Zahl Eins durch eine helle , alles natürlich mit
verschiedenen Zwischenstufen. Mit diesem Testbild können sie ein wenig den
Eindruck gewinnen, wie die Zufallszahlen verteilt sind.
Über den Knopf "Glättung" können sie die Option einstellen, daß die
Ermittlung einer Zufallszahl, die ebenfalls durch Mittelung zwischen
mehreren Zahlen entsteht, durch eine weichere Mittelungsmethode geschieht.
Das wird erst ab größeren Skalierungen bemerkbar. Durch den Knopf
"Zufallsfeld an Objekt" erreichen sie es, daß das Zufallszahlenfeld an die
Fläche gebunden ist. Wenn bei mehreren Bildern eine Fläche z.B. gedreht
wird, verändern sich nicht die Zufallszahlen für die Punkte auf dieser
Fläche, daß Feld dreht sich sozusagen mit.
Das Muster
Mit ARROW können sie aber nicht nur zufällige Muster auf eine Fläche
setzen, sondern auch regelmäßige. Wählen sie dazu im Oberflächenfenster
die Musterdefinition an.
Dort können sie ein Füllmuster bestimmen, daß maximal vier Materialien
enthält. Das entsprechende Material stehte dabei direkt neben dem
Füllmuster, mit dem sie das Muster malen können. Durch Anklicken des
Füllmusters wählen sie jenes Muster, mit dem sie dann auf der Musterfläche
malen können. Das Muster selber ist 16x16 Pixel breit. Sie können aber
auch ein vordefiniertes Muster benutzen. Über die Pfeiltasten unterhalb
der kleineren Fläche können sie ein Muster wählen, daß ihnen oberhalb
angezeigt wird. Der von den Pfeiltasten am weitesten links stehende Knopf,
veranlaßt ein Übertragen des Musters. Das Material für die schwarzen
Punkte des Urmusters wird durch das gewählte Material gesetzt. Mit dem
Knopf rechts neben dem Übertrag-Knopf können sie die Musterfläche mit dem
aktiven Material füllen.
Mit der Skalierung ist es da schon schwieriger. Wie sie verwendet wird,
hängt davon ab, was sie unter "Position" eingestellt haben. Wählen sie
eine Ebene, so ist es recht einfach: Der Punkt wird je nach Position in
der gewählten Ebene mit dem entsprechenden Musterpunkt gesetzt. Die
Skalierung gibt dabei an, wie weit diese Punkte auseinander gezogen
werden. Haben sie z.B. ein Schachbrettmuster definiert, bei dem jeder
Musterpunkt ein anderes Material hat, so wie als Position die X/Y-Ebene
und die Skalierung von 2, so hat der Punkt 0/0/0 das Material des
obersten, linkesten Punktes im Füllmuster (der 1. Musterpunkt). Das
gleiche gilt für die Punkte 1/0/0 und 0/1/0 und 1/1/0. Da aber nur die
X/Y-Position zählt, wird immer derselbe Musterpunkt genommen, egal welche
Z-Koordinate der zu bestimmende Punkt besitzt. Der Punkt 2/0/0 hätte das
Material des Punktes im Füllmuster, der weiter rechts steht (in diese
Richtung geht die Muster-X-Achse). Der Punkt 0/2/0 hätte entsprechend das
Material des Punktes einen Schritt weiter unten (die Muster-Y-Achse).
Ist jedoch als Position "Am Objekt" gewählt, so wird der Musterpunkt bei
den Flächen unterschiedlich bestimmt:
Vieleck:
Hier liegt der 1. Musterpunkt direkt auf dem ersten Punkt des Vielecks.
Die Verbindungslinie des zweiten Vieleckpunktes mit dem ersten
Vieleckpunkt bestimmt den Verlauf der Muster-X-Achse und die
Verbindunglinie des letzten Vieleckpunktes mit dem 1. Vieleckpunkt
bestimmt den Verlauf der Muster-Y-Achse. Bei einer Skalierung von 1 wird
als Schritt für das Muster die Länge der Strecke herangezogen. Wird also
auf der X-Achse die Strecke der Länge 1 zurückgelegt, so nimmt man auch
den Musterpunkt auf der X-Position 1. Bei höherer Skalierung wird dann das
Muster auseinandergezogen, bei kleinerer Skalierung entsprechend zusammen.
Ellipse:
Entspricht genau dem Vieleck, nur daß hier die Muster-X-Achse zwischen dem
ersten Ellipsenpunkt und dem Ellipsenmittelpunkt sitzt und die Muster-Y-
Achse zwischen dem zweiten Punkt und dem Mittelpunkt.
Quader:
Die Seiten des Quaders werden wie Vierecke und damit wie Vielecke
behandelt. Der erste Musterpunkt liegt dabei immer auf dem ersten Punkt
des Quaders.
Kugel:
Hier gibt die Skalierung nicht mehr eine Strecke an, sondern einen Winkel,
in den das ganze Muster in seiner X-Länge hineinpaßt. So rotiert hier das
Muster um die Achse, die zwischen den beiden Polen der Kugel gebildet
werden kann. Unter den entsprechenden Skalierungswinkel wiederholt sich
dabei das Muster. In Y-Richtung wird das Muster je nach Position angepaßt.
Das Muster verhält sich also so, wie die Flächen der Gitterdarstellung: Um
den Äquator hat es seine größte Ausdehnung, die zu den Polen hin abnimmt.
Rotation:
Auch hier wird durch die Skalierung ein Winkel angegeben. Dabei wird das
Muster ebenfalls um die Rotationsachse gedreht, genau wie bei der Kugel.
In Y-Richtung wird das Muster dann auch entsprechend angepaßt.
Abschließend noch einige Bemerkungen zur Lichtquelle und zur
Normalenveränderung:
Beide Parameter können sie natürlich auch bei Textur und Muster festlegen.
Bei der Lichtquelle müssen sie nur beachten, daß das von ihr ausgesandte
Licht nicht nur durch die Stärke bestimmt wird. Wählen sie als Material
für eine Lichtquelle ein rotes, so wird das Licht auch rot erscheinen.
Dabei wird aber auch nur der diffuse Anteil des Materials betrachtet. Ist
es also kein rein diffus reflektierendes Material, so ist die Stärke des
Lichtes je nach Anteil der diffusen Reflexion mehr oder minder
abgeschwächt. Die Lichtquelle selber wird, wenn sie die Stärke Eins hat,
mit genau derselben Farbe erstrahlen, wie sie das Material definiert
haben. Wenn die Lichtquelle als reine Lichtquelle definiert ist, strahlt
sie das Licht so ab, als ob sie als normale Lichtquelle definiert wäre.
Nur als Kugel erscheint sie später nicht beim Ray-Tracing-Verfahren.
Abschließend vergessen sie bitte nich den Knopf "Setzen" zu drücken, damit
ihre Änderungen auf die Flächen übertragen werden. Dabei werden alle
Flächen verändert, die sie selektiert haben, auch dauerselektierte. Wenn
sie wieder eine andere Fläche selektieren, werden ihre Änderungen
verworfen und die Eigenschaften der neuen Fläche eingetragen. Unter
Werteliste können sie dann noch ihre im Oberflächenmenü befindliche
Oberfläche abspeichern oder eine andere nachladen. Die zur Oberfläche
gehörigen Materialien werden dabei mitgeladen und auch mitgespeichert.
Wenn sie eine Oberfläche laden, so werden sie gefragt, ob identische
Materialien zusammengelegt werden sollen (Genau wie beim Einfügen
kopierter Flächen). Das ist nötig, weil durch das Nachladen von
Oberflächen Materialen doppelt vorkommen können. Auch beim Kopieren von
Flächen werden die dazugehörigen Materialien mitkopiert und können doppelt
vorkommen.
Die letzten Einstellungen
Bevor sie nun ihre Welt endgültig dem Ray-Tracer unterziehen, sollten sie
sich vorher unter dem Menü "Ray-Tracer" den Punkt "Hintergrund" anschauen.
Wählen sie ihn an, so haben sie noch ein paar kleine Einstellungen vor
sich.
Sie können unter anderem die Farbe für den Hintergrund definieren, oder
aber auch die Farbe der allgemeinen Helligkeit. Zwischen den Einstellungen
wechseln sie, indem sie den Knopf oben rechts im Dialog benutzen. Die
diffuse Helligkeit gibt dabei die allgemeine Helligkeit an, also die
Helligkeit, die an jedem Ort der Welt vorhanden ist. Die Hintergrundfarbe
ist sinnvollerweise die Farbe des Hintergrundes, sie erscheint also an
allen Stellen, die nicht von einer Fläche abgedeckt sind. Diese
Hintergrundfarbe beeinflußt aber nicht die Flächen, dafür ist die diffuse
Helligkeit zuständig. Ferner können sie einen Größenfaktor einstellen.
Dieser gibt eine Länge an, unter der der Lichtstrahl die Hälfte seiner
Intensität verliert. Unter Berechnungstiefe können sie angeben, inwieweit
ein Lichtstrahl verfolgt werden soll. Dabei geht ARROW folgendermaßen vor:
Bekanntlich wird ja für jeden Bildpunkt ein entsprechender Strahl in diese
Richtung gesetzt und dann festgestellt, ob dieser Strahl eine Fläche
schneidet. Wenn ja, wird ausgerechnet, wie sich dieser Punkt auf der
Fläche präsentiert. Hat die Fläche an diesem Punkt einen spiegelnden
Anteil, so bildet ARROW einen weiteren Strahl, der von dem Eingangsstrahl
spiegelnd wegläuft. Die Prozedur wird dann wiederholti. Bei transparenten
Flächen wird dieser Strahl gebrochen und somit auch neu bestimmt. Haben
diese transparenten Flächen auch noch die Option "Fresnel" gesetzt, so muß
noch ein weiterer Strahl hinzugezogen werden, der dann auch spiegelnd von
der Fläche fortläuft. Bei Punkten von Flächen, wo kein Material existiert,
wird ebenfalls ein zweiter Strahl gebildet, der aber dieselbe Richtung des
Ur-Strahls hat. Die gewählte Berechnungstiefe begrentzt nun die Anzahl der
neuen Strahlen, damit irgendwann einmal Schluß ist.
Unter Zufallsfeldgröße können sie abschließend noch die Größe einstellen,
die das Zufallsfeld hat. Dabei wird angegeben, wieviele Elemente das Feld
für alle drei Richtungen haben soll. Durch den Knopf "Einmal neu" wird
dieses Feld dann nur einmal im Laufe des Programmes erzeugt, so daß sie
bei erneutem Gebrauch des Zufallszahlenfeldes nicht völlig andere Zahlen
vor sich haben. Somit können sie dann Bildsequenzen erzeugen, ohne daß
ihre Textur jedesmal anders aussieht.
Wollen sie testen, wie ihre Flächen nach dem Ray-Tracing aussehen, so gibt
es dafür die Option "Betrachten" im Menü "Objekt". Wird sie angewählt, so
wird die aktive Fläche schon einmal einem Testlauf unterzogen, dessen
Ergebnisse auch promt auf dem Bildschirm angezeigt werden. Mittels
Tastendruck können sie die Berechnung unterbrechen. Wie die Daten auf dem
Bildschirm kommen, wird unter "Bild-Parameter" im Menü "Ray-Tracing"
gewählt und hängt von der Verfügbarkeit an Farben ab (Dazu später mehr).
Die durch die Betrachten-Option angezeige Fläche wird so dargestellt, als
ob es nur die Lichtquellen in der Welt gäbe und also ob die Fläche keine
Schatten wirft. Auch die Abschwächung des Lichtstrahls über die Entfernung
ist deaktiviert, sowie die Möglichkeit von Spiegelungen und Transparenz.
So erhalten sie durch die Option schon mal einen kleinen Eindruck, wie die
Fläche wohl aussieht. Bitte beachten sie aber noch, daß nur die Fläche
korrekt angezeigt wird, die beim Aktivieren der Option aktiv selektiert
war. Am besten, sie schauen sich die Fläche an und schließen wieder das
Fenster.
Der Ray-Tracer
Ist alles fertig, so starten sie den Ray-Tracer durch Anwählen von "Ray-
Tracing" im gleichnamigen Menü. Bevor es dann los geht, werden sie
eventuell gewarnt, daß sie keine direkte Lichtquelle aktiviert haben.
Anschließend werden sie noch gefragt, ob sie das Bild auslagern wollen.
Wenn ihr Speicher nämlich begrenzt ist, können sie die Ergebnisse der
Berechnung direkt auf einem Speichermedium ablegen. Ist dann alles
gewählt, so fängt ARROW an zu rechnen. Zuerst wird, wenn nötig, ein
Zufallsfeld erzeugt. Anschließend bereitet ARROW einige Flächen für die
Berechnung vor, damit das ganze schneller laufen kann. Diese Vorberechnung
kostet natürlich Speicherplatz. Ist dann davon zuwenig vorhanden, werden
sie darüber informiert und können auch gleich die Berechnung abbrechen,
was auch empfehlenswert ist, da die Berechnungsgeschwindigkeit doch
erheblich absinken kann.
Wenn sie die Zeitteilung aktiviert haben, wird in dem Menüpunkt "Ray-
Tracer" angezeigt, wie weit ARROW schon mit der Berechnung ist. Bei nicht-
aktivierter Zeitteilung befindet sich diese Anzeige im Hauptfenster. Den
Berechnungvorgang können sie in beiden Fällen dadurch abbrechen, daß sie
im Menü die Stelle wählen, wo vorher "Ray-Tracing" stand. Wenn sie
abbrechen und ein Auslagerungsfile definert haben, so wird dieses
automatisch gelöscht. Bei nicht-aktivierter Zeitteilung achten sie bitte
darauf, daß der Bildschirm nicht blockiert wird, wie wenn sie die Menü-
Zeile mit der Maus anwählen. Dann wird der Berechnungsvorgang aufgrund der
Betriebssystemstruktur angehalten, es sei denn sie besitzen MultiTos oder
ein ähnliches Produkt.
Die Welt wird übrigens so gerechnet, wie sie als Gittermodell auf den
Bildschirm dargestellt ist. Die Welt die sie gerade sehen, werden sie dann
also mit all seinen Lichteigenschaften nach getaner Arbeit bewundern
können. Doch nun einige Tips und Anmerkungen zu der Berechnung von ARROW:
- Das Berechnen der ersten Zeile dauert immer besonders lange, warten sie
also erst einmal ab, bevor ihnen die Berechnung zu viel wird.
- Haben sie einen schwachbrüstigen Rechner, so sollten sie sich auf lange
Wartezeiten gefaßt machen.
- Jede Lichtquelle erhöht den Rechenaufwand um einen anständigen Faktor.
Werden also in ihrem Bild viele Bildpunkte mit Flächen belegt, so haben
sie bei mehreren Lichtquellen entsprechend zu warten.
- Vieleck und Quader werden besonders schnell durchgerechnet, wenn es sich
um den ersten Berechnungsstrahl handelt und wenn dieser Strahl die
Fläche nicht trifft. So kann eine Berechnung zunächst sehr schnell
wirken, wenn immer nur der Hintergrund gesetzt wird, dann aber sehr
langsam werden, wenn ein gespiegelter oder gebrochener Lichtstrahl
verfolgt wird.
- Lichtquellen senden immer ein punktuelles Licht aus, dessen Mittelpunkt
auf dem Mittelpunkt der Kugel liegt, von der das Licht stammt.
- Die Größe der Lichtquelle hat auf das ausgesandte Licht keine Wirkung,
da, wie eben schon gesagt, davon ausgegangen wird, daß das Licht vom
Mittelpunkt der Kugel ausgeht. So kann ihre Lichtquelle z.B. riesengro0
sein; sie wird aber trotzdem dasselbe Licht ausstrahlen wie eine kleine
Kugel, oder wie eine reine Lichtquelle.
- Wird geprüft, ob eine Fläche von einer Lichtquelle getroffen wird, so
werfen alle Flächen einen Schatten, es sei denn, die dazwischenliegende
Fläche hat einen transparenten Anteil. Dann wird das Licht durch die
Farbe der Transparenz verändert und durch den entsprechenden
transparenten Anteil der Fläche abgeschwächt (Bei einem Anteil von 1000
findet natürlich keine Abschwächung statt). Eine Brechung des
Lichtstrahls wird hier nicht beachtet.
- Andere Flächen, die beleuchtet sind, senden kein Licht indirekt auf
wieder andere Flächen. Das gilt auch für Spiegel ! Dieser Effekt wird in
einen anderem Verfahren, dem Radiosity-Verfahren berücksichtigt (ARROW
kennt dieses Verfahren nicht, da es ein Ray-Tracing-Programm ist). Nur
durch die Einstellung der indirekten Helligkeit können sie einen Wert
festlegen, der alle Flächen erhellt.
- Bei ARROW gibt es keine Wellenaufteilung des Lichtes. So ist es nicht
möglich, z.B. ein Prisma zu erzeugen. Für Physiker: Es gibt auch keine
Bragg- Reflexion, kein Gitter, keine Spalte und insgesamt keine
Simulation der Welleneigenschaft des Lichtes oder sonstige Qualen.
Wenn ihre Berechnung fertig ist, so werden sie mit einer Dialogbox darauf
aufmerksam gemacht. Das Bild befindet sich dann im Speicher oder auf einen
Speichermedium, falls sie es ausgelagert haben. Doch nun wollen sie es
sich sicherlich anschauen.
Das Ray-Trace-Bild
Unter dem Menü "Ray-Tracer" finden sie alles, um fertige Bilder
darzustellen. Sie können sie einmal laden oder speichern, aber auch
löschen, um Speicher zurückzugewinnen. Speichern sie ein Bild, so werden
sie gefragt, ob es kompremiert werden soll. Diese Kompremierung ist dann
besonders effektiv, wenn das Bild nur Graufstufen hat oder einfarbige
Flächen. Die Bildinformationen selber sind in drei Werte pro Pixel für
Rot, Grün und Blau gespeichert, je mit 256 Abstufungen (True Color). Mit
einer Grafikkarte, die eine solch hohe Farbauflösung darstellen kann,
können sie dann einzelnde Abstufungen nicht mehr erkennen. ARROW erzeugt
also Bilder einer hohen Qualität. Selbst für Profi-Zwecke ist diese
Farbauflösung ausreichend. Die Bilder selber können dabei eine Breite und
Höhe von maximal 4096 Pixeln besitzen. Mehr können sie bei der
Seitengrößeneinstellung eh nicht festlegen. Ein Bild mit den Ausmaßen
4096x4096 hat unkompremiert und bei der von ARROW standartmäßig
verwendeten Farbauflösung einen Umfang von 48 MB. (4096 * 4096 * 3 Werte
für Rot, Grün und Blau * 1 Byte (256 Abstufungen) = 50331648 Bytes). Ein
solches Bild kann schon viel Berechnungszeit in Anspruch nehmen.
Bei dem Hantieren mit dem Bild sollten sie jedoch beachten, daß ARROW
nicht feststellt, ob ein Bild, wenn es gelöscht wird, unwiederbringbar
verloren ist oder nicht. Es wird also immer sicherhaltshalber nachgefragt,
wenn ein Ray-Trace-Bild verloren gehen soll, egal ob sie es gerade
berechnet haben oder ob es gerade eben nachgeladen worden ist.
Im selben Menü können sie dann unter "Darstellen" ein Fenster öffnen, in
dem das Bild angezeigt wird. Die Geschwindigkeit der Anzeige ist
sicherlich nicht berauschend. Es soll daher auch eine Option sein, schon
direkt nach der Berechnung ein Bild einmal anzuschauen. Andere Programm,
die Bilder nachbearbeiten und besser anzeigen können, sind für ARROW
empfehlenswert. Aber trotzdem lassen sich mit ARROW bei entsprechender
Grafikdarstellung die Bilder auch gut erkennen.
Für die Darstellung gibt es mehrere Methoden, die sie alle unter
"Bildparameter" wählen können. Sie sind dafür da, daß Ray-Trace-Bild, das
eine Farbauflösung von 16 Mio. Farbmöglichkeiten für einen Punkt besitzt,
in die entsprechende Farbauflösung ihrer Grafikdarstellung mehr oder
weniger hineinzuzwängen. Was sie wählen können hängt dabei von der
Farbdarstellung ihrer momentanen Grafikauflösung ab. So gibt es folgende
Möglichkeiten, die sie in einem Popup-Menü anwählen können:
Schattierung:
Ist ab zwei Farben verfügbar (Also auch bei einer monochromen
Farbdarstellung). Wählen sie unter dem Menü den Punkt "Alle", so wird für
jeden Punkt eine dazugehörige Graustufe ermittelt und je nach Helligkeit
nach einem Muster dann auf den Bildschirm gesetzt. Wählen sie den Punkt
"Rot", "Grün" oder "Blau", so wird nicht wie bei "Alle" der Durchschnitt
aus den drei Werten gebildet, sondern jeweils nur der entsprechende Wert
für die Farbe Rot, Grün oder Blau als Helligkeitsstufe genommen.
Dithering:
Dithering_2:
Dithering ist ebenfalls ab zwei Farben verfügbar, Dithering_2 ab 16
Farben. Hier wird eine Methode benutzt, aus den verfügbaren Farben ein
Bild darzustellen. Die Option "Schnell" sollte man bei einer höheren
verfügbaren Anzahl Farben verwenden, da sie nur da etwas bringt. Bei
Dithering_2 wird eine Farbpalette von ARROW selber gesetzt, bei der die
einzelnden Farben einen möglichst großen Farbbereich abdecken. Die
Farbpalette von Dithering solle dieses auch möglichst tun. Die beste
Darstellung erhalten sie, wenn die Farbpalette die Farben in ihrem Ray-
Tracing-Bild gut abdeckt. Besteht ihr Ray-Tracing-Bild zum Beispiel nur
aus Graustufen, so nützt es wenig, eine rote Farbe in der Farbpalette zu
haben. Viele Graustufen wären in diesem Beispiel schon angebrachter.
Graustufen:
Ist ab 16 Farben verfügbar. Hier wird das Ray-Tracing-Bild in Graustufen
umgerechnet und diese dann dargestellt. Wie bei Schattierung können sie
hier auch Rot-, Grün- und Blaustufen anzeigen. Hier werden sie dann aber
auch Rot, Grün oder Blau gezeichnet.
Grauschattierung:
Ist ab 4 Farben verfügbar und ähnelt der Graustufendarstellung. Hier
werden nur eventuelle Mittelwerte durch ein Muster ausgeglichen.
Übrigens: Wenn ihr Computer 256 Farben hat, heißt das nicht, daß ihr
Computer auch 256 Graustufen darstellen kann. So können viele Grafikkarten
nur 64 Abstufungen darstellen, auf das bei Graustufen noch einige
"Treppchen" sichtbar sind. Durch Grauschattierung können diese sichtbaren
Farbabstufungen dann aber gänzlich verschwinden.
True-Color:
Dieser Modus ist nur bei True-Color oder Hi-Color Darstellungen möglich.
Hat ihre momentane Grafikauflösung eine solche Farbdarstellung, so können
sie auch nur diese Option anwählen, d.h. sie ist bereits voreingestellt.
Unter True-Color erhalten sie dann ein Bild, daß genau dem Ray-Trace-Bild
entspricht ohne irgendwelche Abstriche und Näherungen wie bei den übrigen
Darstellungen. Auch auf Hi-Color-Grafikauflösungen wird ein gutes Bild
geliefert.
Abschließend können sie noch einstellen, ob ihr Bild vergrößert oder
verkleinert werden soll. Unter "Skalierung" ist dieses möglich. Ein Wert
von 100% bedeutet, daß ihr dargestelltes Bild die Orginalgröße besitzt. 1%
beinhaltet die kleinste Darstellungsgröße und 800% die größte
Vergrößerung. Die hier gewählten Einstellungen werden übrigens auch in der
Konfigurationsdatei gesichert, wenn sie ihre Einstellungen speichern. Kann
ihre Grafikauflösung die gespeicherte Einstellung nicht darstellen, so
wird automatisch eine passende Darstellungsart gewählt.
Auf dem Weg zu anderen Programmen
Natürlich wollen sie die Bilder, die sie erzeugt haben, auch mal anderswo
einbinden oder einsetzen. Dazu gibt es die Option "Exportieren". Hier
können sie das gerade geladene Bild in ein geläufiges Dateiformat bringen.
Wählen sie den Punkt an, so können sie unter folgenden Formaten wählen:
TIFF:
Unter diesem Punkt können sie das Bild als TIFF-True-Color-Bild speichern,
also in derselben Farbauflösung wie das spezielle Fomrat unter ARROW (Auch
24Bit-Bild genannt). Wenn sie den Punkt anwählen, haben sie auch die
Möglichkeit, ihr Bild als TIFF-Bild mit 256 Graustufen zu speichern.
BMP:
Das Bild wird als BMP-File gespeichert. Hier werden ebenfalls 16 Mio.
Farben unterstützt, es findet ebenfalls keine Informationsreduzierung
statt.
IFF-24Bit:
Das Bild wird wie bei BMP als IFF-True-Color-Bild gesichert.
IFF-256 Farben und IFF-16 Farben:
Das Bild wird als IFF-Bild gespeichert, daß die entsprechende Anzahl
Farben unterstützt. Es ist so, als ob es auf einer Grafikauflösung
dargestellt wird, die die entspechende Anzahl Farben liefert. Wird einer
dieser Punkt angewählt, so können sie aussuchen, nach welcher
Darstellungsart das Bild in seiner Farbinformation reduziert werden soll.
Beachten sie bitte aber, daß die Farbpalette der IFF-Bilder nur max. 16
Graustufen zuläßt. Wählen sie das Dithering, so wird immer die von ARROW
erzeugte Farbpalette genommen.
Degas:
Die Degas-Bild werden wie bei einen IFF-16-Farben-Bild produziert. Vorher
werden sie jedoch gefragt, ob eine STE-Palette erzeugt werden kann. Wenn
sie "Ja" wählen, können die Farben aus einer Palette von 4096 möglichen
Farben, anstatt aus 512 Farben gewählt werden. Da ein Degas-Bild maximal
eine Größe von 320x200 Pixel besitzt, müssen bei größeren Ray-Trace-
Bildern mehrere Degas-Bilder erzeugt werden. Deshalb werden sie eventuell
aufgefordert, zwei Zeichen am Ende des DateiNAMENS freizuhalten, z.B.:
TESTXX als Dateiname.
GEM-Image:
Das Bild wird nach dem Schattierungsverfahren dargestellt und anschließend
als Gem-Image gespeichert.
Doch auch Gitterbilder können woanders verwendet werden. Sie können im
Menü "Datei" unter "Ausgabetreiber" festlegen, was mit ihren Daten
passiert, wenn sie "Ausgabe" wählen. Wählen sie "Liniendatei", so werden
die Linien des Gittermodells in einer Datei gespeichert. Dabei werden die
Koordinaten der Linien auf den Bildschirm angegeben, so daß sie mit wenig
Programmierkünsten diese Datei lesen und das Gittermodell einer Welt
woanders auftauchen lassen können. Der Aufbau der Datei steht im Anhang.
Haben sie ein GDOS installiert, so können sie die Daten über ein Meta-File
oder einen Drucker ausgeben. Speichern sie das Gittermodell als Meta-File,
so werden sie Linien des Gittermodells gespeichert. Sie müssen dazu eine
entsprechende Datei angeben, so wie die Größe des Bildes in Zentimetern
angeben. Leider kommt es bei mir allen bekannten Treibern vor, daß immer
zusätzlich eine Datei namens "GEMFILE.GEM" in dem Orderner erzeugt wird,
aus dem sie ARROW gestartet haben. Ignorieren sie diese Datei einfach.
Wählen sie als Ausgabe den Drucker, so können sie auch ein Rasterbild auf
den Drucker ausgeben. Vor der Ausgabe werden sie dann eventuell gefragt,
ob sie ein Raster-Bild (Der Ray-Tracer) oder das Gittermodell ausgeben
wollen. Beim Rasterbild und beim Gittermodell müssen sie dann die Größe
des Bilder festlegen, wobei beim Rasterbild nur eine maximale Vergrößerung
um den Faktor Acht möglich ist. Bei beiden können sie auch noch die Option
aktivieren, daß um ihr Bild ein Rand gezogen wird. Drucken sie ein
Gittermodell aus, so können sie zusätzlich festlegen, ob die Dicke der
Linien proportional zur Größe des Bildes mitvergrößert wird. Beim
Rasterbild können sie eine Invertierung veranlassen.
Doch keine schöne Option ohne Haken: Anscheinend gibt es Druckertreiber,
die kommen mit der Rasterausgabe nicht zurecht, wie mein Druckertreiber
(Außer bei der maximalen Größe). Ich hoffe , daß sich dieses Problem in
Zukunft ändern wird.
Anhang
Linienfiledefinition
Kopfstruktur:
int Seitenbreite
int Seitenhöhe
long Filelänge der folgenden Daten
Linie (wiederholt sich immer):
int Anzahl der Punkte;
int Anzahl der Punkt * (x , y)
Also entsprechend viele Koordinatenpaare
Die Datei endet mit einem Null-Wort (Null-Wort wird zur Filelänge
dazugezählt).
Definition des Ray-Tracing-Files
Kopf:
char[4] 'ARWR' = Kennung für Ray-Trace-Bild
char[2] 1,0 = Version 1.0
int Breite des Bildes in Pixeln
int Höhe des Bildes in Pixeln
int Kompremierungsflag, 1 = Aktiv
Daten:
unsigned char[3] Anzahl = Breite x Höhe
Jedes dieser Elemente bestimmt die Farbe. Das erste Byte den Rot-, das
zweite den Grün- und das dritte den Blauanteil. Der Wert 0 bedeutet keine
Helligkeit für den Anteil, 255 maximale Helligkeit.
Hilfe, Hilfe !
Haben sie Probleme, Anregungen oder kunstruktive Kritik, so wenden sie
sich an den beliebten Programmierer des Programmes:
Holger Bohlmann
Schimmelmannstr. 2
22926 Ahrensburg
Frankierte Rückumschläge erhöhen die Chance auf eine Antwort nicht
unerheblich.