Introduktion til Ray Tracing Algorithm

Ray Tracing Algorithm er den mest succesrige billedsyntese-teknik. Denne teknik har en stor kapacitet til at producere den største grad af realisme praktisk talt, hvilket er mere end for andre scanline-gengivelsesmetoder. Imidlertid indebærer dette en større beregningsomkostning. Computergrafik er blevet det mest foreløbige krav i den nuværende digitale verden. Computergrafik kommer ind i billedet, når vi er nødt til at skabe et billede, der praktisk taget ser meget reelt ud og faktisk ikke kan skelnes fra et normalt taget fotografi. Der er mange måder at opnå dette på. Ray Tracing er en af ​​sådanne gengivelsesteknikker. Dette bruges til at generere et billede ved at spore lysbanen som pixels i et plan af billedet og simulere dets virkninger, når de støder på virtuelle objekter.

En kort historie

Da Ray-sporingsalgoritme blev opfundet, troede man, at dette er den bedste teknik til at syntetisere billeder. Da computere imidlertid var meget langsomme i løbet af 1960'erne, og denne teknik er blevet udeladt, da langsomt computere ikke kunne holde op med denne meget avancerede teknik. Men da computerhastighederne eksponentielt improviserede siden da, genoptog dette igen sin popularitet og blev en af ​​de bedste metoder.

Hvornår / hvor det bruges?

Strålesporingsalgoritme bruges, når omkostningerne til implementering ikke er et problem, og tid til at gengive tolereres. Dette skyldes, at strålesporingsalgoritme har brug for høje omkostninger, og også tid til at gengive billedet er relativt meget høj.

Derfor kan denne algoritme implementeres i film / tv-visuelle effekter, da de har brug for high definition og videoer af bedste kvalitet.

Typer af strålingssporingsalgoritme:

For at gøre strålesporing mere effektiv er der forskellige metoder, der introduceres. Lad os se på disse algoritmer.

1. Fremadrettet strålingsalgoritme

I denne teknik udløser programmet lysstråler, der følger fra kilde til objekt. Fremadstrålesporing er i stand til at bestemme farven på hvert objekt, men denne teknik er ineffektiv. Dette skyldes det faktum, at mange stråler fra en lyskilde aldrig kommer gennem udsynsplanet og ind i øjet.

At spore hver lysstråle fra kilde til objekt er bare spild, fordi ikke alle stråler bidrager til visualiseringen af ​​billederne. Dette er grunden til, at fremadkørsel også kaldes lysstråling eller fotonsporing.

2. Baglæns strålesporingsalgoritme

Denne metode bruges til at overvinde ineffektiviteten af ​​sporingstrålemetode til spedition. I denne metode oprettes øjestråle nær øjet, der passerer gennem udsynsplanet og ud i rummet. Det første objekt, som øjestrålen rammer, er det objekt, der ses fra det synspunkt. Når lysstrålen springer rundt, figurerer stråletræser den nøjagtige farve og skygge af dette punkt i udsigtsplanet. Dette vises nu på den nøjagtige tilsvarende pixel på computerskærmen. Derfor kaldes bagudstrålesporing også som øjesporing.

Det største negative ved bagudsporning svarer til det faktum, at det kun antager lysstråler, der kommer gennem udsynsplanet og ind i øjet, der kommer til det endelige billede. Dette er muligvis ikke sandt i alle tilfælde. Sig for eksempel, at et objekt holdes på et bord, og hvis lyset kommer direkte fra ovenstående, og hvis objektet, siger, at en linse modtager lyset på det kontaktpunkt, hvor koncentrationen kunne være mere. I dette tilfælde ville bagudsporing mislykkes, da det ikke ville have en idé om de fremadstråler, der kunne opstå ved bøjning af lys ved kontaktpunkterne. Derfor kan sporing bagud kun anvendes, når der er en jævn plet af lys, der går gennem genstanden.

3. Hybrid Ray-sporingsalgoritme:

Hybrid strålesporing er blandingen af ​​begge de ovennævnte strålesporingsteknikker, og dette er blevet opdaget for at kompensere ulemperne ved fremføring og tilbagestående strålesporingsteknikker.

Hvordan det virker:

Til et vist niveau anvendes fremadsporing, og algoritmer bruges til at registrere disse data, og derefter anvendes bagudsporing på disse data. Den endelige farvning af det komplette billede beregnes på baggrund af både fremadgående og bagudsporede poster.

Strålesporingsalgoritme blev ret populær på grund af dens funktion af realistisk stimulering af belysning. Dette er ret effektivt i forhold til andre gengivelsesteknikker som scanline ray casting. Refleksion og skyggeeffekter er ganske enkle resultater af brug af strålesporingsalgoritme. Den største ulempe er imidlertid dens ydeevne, men det er stadig ret fordelagtigt i forhold til andre gengivelsesmetoder som scanline.

Anbefalede artikler

Dette har været en guide til Ray-sporingsalgoritme. Her diskuterede vi koncept, historie, anvendelser og typer af strålingssporingsalgoritme. Du kan også gennemgå vores andre foreslåede artikler for at lære mere -

  1. Hvad er en algoritme | Hvorfor er det vigtigt?
  2. Algoritme i programmering | Definition | eksempler
  3. Datastrukturer og algoritmer Interviewspørgsmål
  4. Vejledning til hvad er neurale netværk?

Kategori:

Softwareudvikling