Sissejuhatus kiirte jälgimise algoritmi
Ray Tracing Algorithm on piltide sünteesimise kõige edukam tehnika. Sellel tehnikal on suur võime toota praktiliselt kõige suuremat realismi, mis on rohkem kui teistel skaneerimisliinide renderdamismeetoditel. See hõlmab aga suuremaid arvutuskulusid. Arvutigraafikast on saanud praeguses digitaalses maailmas kõige eelsem nõue. Arvutigraafika satub pilti siis, kui peame looma praktiliselt pildi, mis näeb välja väga reaalne ja tegelikult tavalisest fotost eristamatu. Selle saavutamiseks on palju võimalusi. Ray Tracing on üks sellistest renderdamistehnikatest. Seda kasutatakse pildi genereerimiseks, jälgides valguse teekonda pikslites pildi tasapinnal ja simuleerides selle efekte, kui kohtutakse virtuaalsete objektidega.
Lühike ajalugu
Kui leiutati kiirte jälgimise algoritm, arvati, et see on parim meetod piltide sünteesimiseks. Kuna 1960. aastatel olid arvutid väga aeglased ja see tehnika jäeti välja, kuna aeglased arvutid ei suutnud selle kõrgelt arenenud tehnikaga sammu pidada. Kuid kuna arvutikiirused olid sellest ajast alates plahvatuslikult improviseerivad, taastas see aeglaselt populaarsuse ja sai üheks parimaks meetodiks.
Millal / kus seda kasutatakse?
Ray tracing algoritmi kasutatakse juhul, kui rakendamise kulud ei ole probleem ja renderdamise aeg on lubatud. Selle põhjuseks on asjaolu, et kiirjälgimisalgoritm vajab suuri kulutusi ja ka pildi kuvamiseks kulub suhteliselt palju aega.
Seega saab seda algoritmi rakendada filmide / telerite visuaalefektides, kuna need vajavad kõrglahutusega ja parima kvaliteediga videoid.
Ray Tracing Algorithm tüübid:
Kiirjälgimise tõhustamiseks on kasutusele võetud erinevad meetodid. Vaatame neid algoritme.
1. Edasikiirte jälgimise algoritm
Selle tehnika puhul käivitab programm valguskiirt, mis järgneb allikast objektile. Edasine kiirjälg on võimeline määrama iga objekti värvi, kuid see tehnika on ebaefektiivne. Selle põhjuseks on asjaolu, et paljud valgusallika kiired ei jõua kunagi vaatetasapinnast ega silma.
Samuti on iga valguskiire jälgimine allikast objektile lihtsalt raiskamine, sest mitte kõik kiired ei aita piltide visuaalset kujundamist. See on põhjus, miks eelvõistlust tuntakse ka kui valguskiirte või footoni jälgimist.
2. Kiire jälitamise algoritm
Seda meetodit kasutatakse kiiruse edastamise kiiruse jälgimise meetodi ebatõhususest üle saamiseks. Selle meetodi korral luuakse silmaümbrus silma lähedal, mis läbib vaatetasapinna ja kosmosesse. Esimene objekt, mida silmakiir tabab, on objekt, mida nähakse sellest vaatepunkti tasandist. Kui valguskiir põrkab ümber, arvutab kiirjälgimisseade selle punkti täpse värvuse ja varjundi vaatetasapinnal. Seda kuvatakse nüüd arvutiekraanil täpselt vastava piksli juures. Seetõttu nimetatakse tagasiulatuvat kiirgusjälgimist ka silma jälgimiseks.
Suurim tagurpidi jälgimise negatiivne väärtus vastab asjaolule, et see eeldab ainult valguskiirte saabumist läbi vaatetasapinna ja silma, mis jõuab lõppkujutiseni. See ei pruugi kõigil juhtudel tõsi olla. Ütle näiteks, et objekti hoitakse laual ja kui valgus tuleb otse ülalt ja kui objekt tuleb, siis näiteks objektiiv võtab valgust fookuspunktis, kus kontsentratsioon võiks olla suurem. Sel juhul ebaõnnestub tagurpidi jälgimine, kuna tal pole aimugi ettepoole suunatud kiirtest, mis võivad tuleneda fookuspunktides valguse painutamisest. Seega saab tagurpidi liikumist rangelt kasutada ainult juhul, kui objekti vahel on ühtlane valguse laik.
3. Hübriidi kiirte jälgimise algoritm:
Hübriidkiirguse jälgimine on mõlema ülaltoodud kiirjälgimismeetodi segu ning see on avastatud hüvitamaks edasisuunamise ja tagasiulatuva kiirguse jälgimise tehnika puudusi.
Kuidas see töötab:
Teatud tasemele rakendatakse edasisuunalist jälgimist ja andmete salvestamiseks kasutatakse algoritme ning seejärel rakendatakse nendele andmetele tagurpidi jälgimist. Tervikpildi lõplik värvus arvutatakse nii edasi- kui ka tagumise jälje kirjete põhjal.
Kiirguse jälgimise algoritm sai üsna populaarseks tänu sellele, et sellel on valgustuse realistlik stimuleerimine. See on teiste renderdamismeetodite, näiteks skaneeriva kiirvaluse korral üsna tõhus. Peegeldus- ja variefektid on kiirjälgimisalgoritmi kasutamisel üsna lihtsad tulemused. Suurim puudus on selle jõudlus, kuid see on siiski teiste renderdamismeetodite (nt scanline) suhtes üsna soodne.
Soovitatavad artiklid
See on olnud Ray jälgimisalgoritmi juhend. Siin arutasime kiirte jälgimise algoritmi, ajaloo, kasutamise ja tüüpide üle. Lisateavet leiate ka meie muudest soovitatud artiklitest -
- Mis on algoritm | Miks see on oluline?
- Programmeerimise algoritm | Mõiste | Näited
- Andmestruktuuride ja algoritmide küsitlemise küsimused
- Juhend mis on närvivõrgud?