Introducere în algoritmul de urmărire a razelor
Ray Tracing Algorithm este cea mai de succes tehnică de sinteză a imaginilor. Această tehnică are o mare capacitate de a produce cel mai mare grad de realism practic, care este mai mult decât cel al altor metode de redare a liniei de scanare. Cu toate acestea, acest lucru implică un cost de calcul mai mare. Graficul computerului a devenit cea mai preliminară cerință din lumea digitală actuală. Grafica computerului intră în imagine atunci când trebuie să creăm o imagine care să arate foarte real și care să nu se distingă de la o fotografie obișnuită. Există multe modalități de a realiza acest lucru. Ray Tracing este una dintre astfel de tehnici de redare. Aceasta este utilizată pentru generarea unei imagini urmărind calea luminii sub formă de pixeli într-un plan al imaginii și simulând efectele acesteia atunci când este întâlnită cu obiecte virtuale.
O scurta istorie
Când a fost inventat algoritmul de urmărire Ray, s-a crezut că aceasta este cea mai bună tehnică de sinteză a imaginilor. Cu toate acestea, deoarece computerele au fost foarte lente în anii '60 și această tehnică a fost lăsată în afara, deoarece computerele lente nu au putut accelera această tehnică extrem de avansată. Dar, deoarece vitezele computerului improvizau exponențial de atunci, încetul cu încetul, aceasta a reluat popularitatea și a devenit una dintre cele mai bune metode.
Când / Unde este folosit?
Algoritmul de urmărire a razei este utilizat atunci când costul de implementare nu este o problemă și timpul de redare este tolerat. Acest lucru se datorează faptului că algoritmul de urmărire a razei are nevoie de costuri mari și, de asemenea, timpul pentru a reda imaginea este relativ foarte mare.
Prin urmare, acest algoritm poate fi implementat în efecte vizuale de film / televiziune, deoarece au nevoie de videoclipuri de înaltă definiție și de cea mai bună calitate.
Tipuri de algoritm de urmărire a razelor:
Pentru a eficientiza urmărirea razei, sunt introduse diferite metode. Să ne uităm la acei algoritmi.
1. Algoritmul de urmărire a razei înainte
În această tehnică, programul declanșează raze de lumină care urmează de la sursă la obiect. Urmărirea razei înainte este capabilă să determine culoarea fiecărui obiect, însă această tehnică este ineficientă. Acest lucru se datorează faptului că multe raze dintr-o sursă de lumină nu trec niciodată prin planul vizual și în ochi.
De asemenea, urmărirea fiecărei raze de lumină de la sursă la obiect este doar o pierdere, deoarece nu toate razele contribuie la vizualizarea imaginilor. Acesta este motivul pentru care cursa în față este cunoscută și sub denumirea de tracțiune cu raze de lumină sau de fotonizare.
2. Algoritmul de urmărire a razelor înapoi
Această metodă este utilizată pentru a depăși ineficiența metodei de urmărire a razelor. În această metodă, raza de ochi este creată lângă ochi care trece prin planul vizual și în spațiu. Primul obiect care lovește raza de ochi este obiectul care este văzut din planul respectiv. Odată ce raza de lumină se învârte în jurul valorii de urmărire, trasatorul de raze ilustrează colorarea și umbrirea exactă a acestui punct în planul de vedere. Acesta este acum afișat la pixelul exact corespunzător pe ecranul computerului. Prin urmare, urmărirea razei înapoi se mai numește și urmărire a ochilor.
Cel mai mare negativ al urmăririi înapoi corespunde faptului că presupune numai raze de lumină care trec prin planul de vedere și în ochi care ajunge la imaginea finală. Acest lucru poate să nu fie adevărat în toate cazurile. Spuneți, de exemplu, un obiect este ținut pe o masă și dacă lumina provine direct de mai sus și dacă obiectul, spuneți că o lentilă primește lumina pe punctul focal unde concentrația ar putea fi mai mare. În acest caz, urmărirea înapoi ar eșua, deoarece nu ar avea o idee despre razele înainte care ar putea apărea prin îndoirea luminii în punctele focale. Prin urmare, urmărirea înapoi poate fi utilizată strict numai atunci când există un petic de lumină care trece prin obiect.
3. Algoritmul de urmărire a razelor hibride:
Urmărirea razei hibride este amestecul ambelor tehnici de urmărire a razei de mai sus și acest lucru a fost descoperit pentru a compensa dezavantajele tehnicilor de redirecționare și retragere înapoi.
Cum functioneaza:
La un anumit nivel, se aplică urmărirea înainte și se utilizează algoritmi pentru înregistrarea acestor date, iar apoi urmărirea înapoi se aplică la aceste date. Colorarea finală a imaginii complete este calculată atât pe baza înregistrărilor înainte și înapoi.
Algoritmul de urmărire a razelor a devenit destul de popular datorită caracteristicii sale de stimulare realistă a iluminatului. Acest lucru este destul de eficient în raport cu alte tehnici de redare, cum ar fi turnarea razei scanline. Efectele de reflexie și umbre sunt rezultate destul de simple ale utilizării algoritmului de urmărire a razei. Cel mai mare dezavantaj este însă performanța sa, dar este totuși destul de avantajos față de alte metode de redare, precum scanline.
Articole recomandate
Acesta a fost un ghid pentru algoritmul de urmărire Ray. Aici am discutat despre conceptul, istoricul, utilizările și tipurile de algoritm de urmărire a razelor. Puteți parcurge și alte articole sugerate pentru a afla mai multe -
- Ce este un algoritm | De ce este important?
- Algoritmul în programare | Definiție | Exemple
- Structuri de date și algoritmi Întrebări de interviu
- Ghid pentru Ce este rețelele neuronale?