Digital-Art

Was sind eigentlich Fraktale?

Der Begriff Fraktal (lat. fractus: gebrochen, von frangere: brechen, in Stücke zerbrechen)
wurde vom Mathematiker Benoît Mandelbrot 1975 eingeführt, welcher ein solches 1980 erstmals computergrafisch dargestellt und untersucht hat.

Als Fraktal bezeichnet man geometrische Gebilde und Strukturen, welche grosse Selbstähnlichkeiten aufweisen.
Selbstähnlichkeit bedeutet, dass wenn man in ein Fraktalobjekt immer weiter hinein zoomt, man auch immer wieder auf jeder Vergrösserungsstufe identische oder mindestens ähnliche geometrische Strukturen findet, welche schon im Anfangszustand des Objektes enthalten waren.

Fraktale Bilder existieren einfach, so wie Mathematik und Naturgesetze existieren. Niemand hat sie vorher gemalt oder gezeichnet.
Durch ihren Formenreichtum und dem damit verbundenen ästhetischen Reiz spielen sie in der digitalen Kunst eine gewisse Rolle und haben dort das Genre der sogenannten Fraktalkunst hervorgebracht.

Was ist eigentlich Raytracing (3D-Rendering)?

Raytracing (Strahlenverfolgung) ist ein Verfahren, welches mit mathematischen Berechnungen auf einem Computer realistische Bilder erzeugt. Wir können mit dieser Technik virtuelle Welten bauen und uns in diesen völlig frei bewegen. Raytracing erlaubt also auch die Betrachtung eines Objektes von allen Seiten, oder die Erstellung von Situationen oder Objekten, die man in der Realität niemals erschaffen könnte. Alles was man dazu benötigt, ist ein Computer, eine Raytracing-Software, ein wenig Vorstellungsvermögen und Phantasie - und schließlich noch etwas Geduld.
Der Raytracer ist der Teil einer Software, der aus einer erzeugten Szene (in einem Raum angeordnete Objekte, die meist aus mehreren geometrischen Körpern zusammengesetzt wurden) alle Informationen, wie Farbe, Oberflächenbeschaffenheit, Transparenz, Spiegelung, Lichtbrechungsfaktor, usw. einliest, und daraus zeilenweise das fertige Bild berechnet. Hierbei simuliert das Programm die Wahrnehmung des menschlichen Auges unter Berücksichtigung fast aller physikalischer und optischer Regeln.
Der Raytracer verfolgt simulierte Lichtstrahlen und beobachtet ihren virtuellen Weg. Trifft ein Lichtstrahl auf ein relevantes Objekt, kehrt der Raytracer die Strahlenverfolgung um und errechnet aus der Eigenfarbe des Objekts, seiner Oberflächenbeschaffenheit sowie dem Winkel und der Entfernung zur Lichtquelle die Farbe für das entsprechende Pixel am Bildschirm.
Auf diese Weise arbeitet sich das Programm Schritt für Schritt voran, bis aus den tausenden von bunten Punkten ein realistisches Bild entstanden ist.