Global Illumination (GI) bezeichnet eine Gruppe von Rendering-Techniken, die den indirekten Lichteinfall in einer Szene simulieren – also Licht, das nicht direkt von einer Lichtquelle auf ein Objekt trifft, sondern über Umgebungen reflektiert oder gestreut wird. Ziel ist es, eine möglichst realistische und natürlich wirkende Beleuchtung zu erzeugen.
Im Gegensatz zur direkten Beleuchtung, bei der Lichtstrahlen von einer Quelle direkt auf eine Oberfläche treffen, berücksichtigt Global Illumination auch das Verhalten von Licht, nachdem es ein erstes Objekt berührt hat. In der realen Welt wird Licht beispielsweise von Wänden, Böden oder anderen Flächen reflektiert, gestreut oder durch transparente Materialien hindurchgelassen. Diese komplexen Wechselwirkungen sorgen für weiche Schatten, subtile Farbübertragungen (z. B. farbige Reflexionen von einem roten Teppich auf eine weiße Wand) und eine deutlich plastischere Bildwirkung. Technisch wird GI durch verschiedene Verfahren umgesetzt, darunter Ray Tracing, Radiosity oder Screen Space Global Illumination (SSGI). Während klassische Rendering-Methoden wie Rasterization meist nur direkte Beleuchtung abbilden, ermöglicht GI eine erheblich tiefere Lichtsimulation – allerdings auf Kosten der Rechenleistung. Für Echtzeitanwendungen, wie sie VRTX Labs entwickelt, stellt Global Illumination eine besondere Herausforderung dar: Einerseits verbessert sie die visuelle Glaubwürdigkeit und unterstützt das räumliche Verständnis, andererseits muss sie performant genug sein, um interaktive Szenen flüssig darzustellen. Deshalb werden oft vereinfachte oder hybride Verfahren genutzt, etwa Lightmaps (vorgebackene Beleuchtungsinformationen), Voxel-basiertes GI oder dynamische Approximationen. GI ist besonders wichtig in Szenarien mit mehreren Lichtquellen, engen Räumen, durchscheinenden Materialien oder reflektierenden Oberflächen – also überall dort, wo Licht nicht nur von vorn kommt, sondern sich komplex im Raum verteilt. Auch in der Simulation technischer Anlagen oder Gebäude spielt GI eine Rolle, zum Beispiel bei der Bewertung von Ausleuchtung, Sichtverhältnissen oder Lichtreflexionen. Insgesamt trägt Global Illumination entscheidend dazu bei, dass eine digitale Szene nicht nur hell ist, sondern auch stimmig, lebendig und glaubwürdig wirkt – ein zentrales Element für hochwertige 3D-Visualisierung.