Introduksjon til Ray Tracing Algorithm
Ray Tracing Algorithm er den mest vellykkede bildesyntese-teknikken. Denne teknikken har en stor evne til å produsere den største grad av realisme praktisk talt, noe som er mer enn for andre scanline-gjengivelsesmetoder. Imidlertid innebærer dette en større beregningskostnad. Datagrafikk har blitt det mest foreløpige kravet i dagens digitale verden. Datamaskingrafikk kommer inn i bildet når vi trenger å lage et bilde praktisk talt som ser veldig ekte ut og faktisk ikke skille ut fra et normalt fotografi tatt. Det er mange måter å oppnå dette på. Ray Tracing er en av slike gjengivelsesteknikker. Dette brukes til å generere et bilde ved å spore lysbanen som piksler i et plan av bildet og simulere effektene når det blir møtt med virtuelle objekter.
En kort historie
Da Ray-sporingsalgoritme ble oppfunnet, trodde man at dette er den beste teknikken for å syntetisere bilder. Men da datamaskiner var veldig treg i løpet av 1960-tallet, og denne teknikken har blitt utelatt, da sakte datamaskiner ikke kunne øke tempoet med denne svært avanserte teknikken. Men da datahastighetene eksponentielt improviserte siden den gang, gjenopptok sakte dette populariteten og ble en av de beste metodene.
Når / hvor den brukes?
Strålesporingsalgoritme brukes når kostnadene for å implementere ikke er et problem og tid til å gjengi tolereres. Dette skyldes at strålesporingsalgoritme trenger høye kostnader og også tid til å gjengi bildet er relativt veldig høyt.
Derfor kan denne algoritmen implementeres i film / fjernsynseffekter ettersom de trenger høydefinisjon og videoer av beste kvalitet.
Typer av strålingssporingsalgoritme:
For å gjøre strålesporing mer effektiv er det forskjellige metoder som blir introdusert. La oss se på disse algoritmene.
1. Fremadstrålingssporingsalgoritme
I denne teknikken utløser programmet stråler av lys som følger fra kilde til objekt. Spoling fremover er i stand til å bestemme fargen på hvert objekt, men denne teknikken er ineffektiv. Dette skyldes det faktum at mange stråler fra en lyskilde aldri kommer gjennom utsiktsplanet og inn i øyet.
Å spore hver lysstråle fra kilde til objekt er bare sløsing fordi ikke alle strålene bidrar til visualisering av bildene. Dette er grunnen til at fremadkjøring også er kjent som lysstråling eller fotonsporing.
2. Bakoverstrålende sporingsalgoritme
Denne metoden brukes for å komme over ineffektiviteten til sporing av fremføringsstråle. I denne metoden lages øyestråle nær øyet som går gjennom utsiktsplanet og ut i rommet. Det første objektet som øyestrålen treffer er objektet som sees fra det synspunktet. Når lysstrålen spretter rundt, viser strålespor den nøyaktige fargen og skyggeleggen for dette punktet i utsiktsplanet. Dette vises nå med nøyaktig tilsvarende piksel på dataskjermen. Følgelig kalles også bakstrålesporing også som øyesporing.
Det største negative av tilbakesporing tilsvarer det faktum at det bare forutsetter lysstråler som kommer gjennom utsiktsplanet og inn i øyet som kommer til det endelige bildet. Dette er kanskje ikke sant i alle tilfeller. Si for eksempel at et objekt holdes på et bord, og hvis lyset kommer direkte fra ovenstående, og hvis objektet, si at en linse mottar lyset på fokuspunktet der konsentrasjonen kan være mer. I dette tilfellet vil sporing bakover mislykkes, da det ikke ville ha en ide om fremoverstrålene som kan oppstå ved bøying av lys ved brennpunktene. Derfor kan sporing bakover bare brukes når det er en jevn lyslapp som går gjennom gjenstanden.
3. Hybrid Ray Tracing Algoritm:
Hybrid strålesporing er blandingen av begge de ovennevnte stråle-sporingsteknikkene, og dette har blitt oppdaget for å kompensere ulempene ved fremføring og bakoverstrålingssporingsteknikker.
Hvordan det fungerer:
Til et visst nivå blir sporing fremover brukt og algoritmer blir brukt til å registrere disse dataene, og deretter tilbakesporing brukes til disse dataene. Endelig fargelegging av det komplette bildet beregnes ut fra både fremover og bakover.
Strålesporingsalgoritme ble ganske populær på grunn av funksjonen til realistisk stimulering av belysning. Dette er ganske effektivt i forhold til andre gjengivelsesteknikker som scanline ray casting. Refleksjons- og skyggeeffekter er ganske enkle resultater av bruk av strålesporingsalgoritme. Den største ulempen er imidlertid ytelsen, men den er fremdeles ganske fordelaktig i forhold til andre gjengivelsesmetoder som scanline.
Anbefalte artikler
Dette har vært en guide til Ray-sporingsalgoritme. Her diskuterte vi konsept, historie, bruk og typer stråle-algoritme. Du kan også gå gjennom andre foreslåtte artikler for å lære mer -
- Hva er en algoritme | Hvorfor er det viktig?
- Algoritme i programmering | Definisjon | eksempler
- Datastrukturer og algoritmer intervjuspørsmål
- Veiledning for hva er nevrale nettverk?