Introduktion till strålspårningsalgoritm
Ray Tracing Algoritm är den mest framgångsrika bildsyntetiseringstekniken. Denna teknik har en stor förmåga att producera den största grad av realism som praktiskt taget är mer än för andra scanline-återgivningsmetoder. Detta innebär dock en högre beräkningskostnad. Datorgrafik har blivit det mest preliminära kravet i den nuvarande digitala världen. Datorgrafik kommer in i bilden när vi måste skapa en bild som i stort sett ser väldigt verklig ut och i själva verket inte kan skiljas från ett normalt fotografi. Det finns många sätt att uppnå detta. Ray Tracing är en sådan renderingsteknik. Detta används för att generera en bild genom att spåra ljusbanan som pixlar i ett plan i bilden och simulera dess effekter när de stöter på virtuella objekt.
En kort historia
När Ray-spårningsalgoritmen uppfanns trodde man att detta är den bästa tekniken för att syntetisera bilder. Men eftersom datorer var mycket långsamma under 1960-talet och denna teknik har lämnats ut eftersom långsamma datorer inte kunde kliva upp med denna mycket avancerade teknik. Men eftersom datahastigheterna exponentiellt improviserades sedan dess, återupptog detta långsamt återigen sin popularitet och blev en av de bästa metoderna.
När / var används det?
Strålspårningsalgoritm används när kostnaden för att implementera inte är en fråga och tid att återge tolereras. Detta beror på att strålspårningsalgoritmen behöver höga kostnader och att tid för att återge bilden är relativt mycket hög.
Därför kan denna algoritm implementeras i film / tv-visuella effekter eftersom de behöver högupplöst och videor av bästa kvalitet.
Typer av strålspårningsalgoritm:
För att effektivisera strålspårning finns det olika metoder som introduceras. Låt oss titta på dessa algoritmer.
1. Spåralgoritm framåt
I denna teknik utlöser programmet ljusstrålar som följer från källa till objekt. Spåra framåt strålning kan bestämma färgen på varje objekt men denna teknik är ineffektiv. Detta beror på att många strålar från en ljuskälla aldrig kommer genom synplanet och in i ögat.
Att spåra varje ljusstråle från källa till objekt är bara slöseri eftersom inte alla strålar bidrar till visualiseringen av bilderna. Detta är anledningen till att framåtsport är också känt som ljusstrålspårning eller fotonspårning.
2. Bakåtstrålningsspårningsalgoritm
Denna metod används för att komma över ineffektiviteten hos spårningsmetoden vidarebefordran. I denna metod skapas ögonstråle nära ögat som passerar genom utsiktsplanet och ut i rymden. Det första objektet som ögonstrålen träffar är föremålet som ses från det synvinkeln. När ljusstrålen hoppar runt, visar strålspåraren den exakta färgen och skuggningen av denna punkt i utsiktsplanet. Detta visas nu med exakt motsvarande pixel på datorskärmen. Därför kallas bakåtstrålsspårning också som ögonspårning.
Det största negativet av bakåtspårning motsvarar det faktum att det endast antar ljusstrålar som kommer genom sikten och in i ögat som kommer till den slutliga bilden. Detta kanske inte är sant i alla fall. Säg, till exempel, ett objekt hålls på ett bord och om ljuset kommer direkt från ovan och om objektet, säg att en lins tar emot ljuset på kontaktpunkten där koncentrationen kan vara mer. I detta fall skulle spår bakåt misslyckas eftersom det inte skulle ha någon aning om de framåtriktade strålarna som kan uppstå genom böjning av ljus vid kontaktpunkterna. Följaktligen kan spårning bakåt bara användas endast när det finns en jämn lapp av ljus som går igenom föremålet.
3. Hybrid Ray Tracing Algoritm:
Hybridstrålespårning är en blandning av båda ovanstående strålspårningstekniker och detta har upptäckts för att kompensera nackdelarna med framåtriktning och bakåtstrålsspårningstekniker.
Hur det fungerar:
Till en viss nivå används spårning framåt och algoritmer används för att spela in dessa data och sedan spåras bakåtspårning på dessa data. Slutlig färgning av den fullständiga bilden beräknas baserat på både framåt och bakåt spårregister.
Strålspåralgoritm blev ganska populär på grund av dess funktion i realistisk stimulering av belysning. Detta är ganska effektivt jämfört med andra renderingstekniker som gjutning av scanline-strålar. Reflektions- och skuggeffekter är ganska enkla resultat av att använda strålspårningsalgoritm. Den största nackdelen är emellertid dess prestanda men det är fortfarande ganska fördelaktigt jämfört med andra återgivningsmetoder som scanline.
Rekommenderade artiklar
Detta har varit en guide till Ray-spårningsalgoritm. Här diskuterade vi konceptet, historia, användningar och typer av strålspårningsalgoritm. Du kan också gå igenom våra andra föreslagna artiklar för att lära dig mer -
- Vad är en algoritm | Varför är det viktigt?
- Algoritm i programmering | Definition | exempel
- Datastrukturer och algoritmer intervjufrågor
- Guide till vad är nervnätverk?