sugárkövetés



sugárkövetés

A grafikai tervezésben használják, sugárkövetés a fény által megtett út használatának a cselekménye pixel képek létrehozására. A sugárkövetés szimulálja a fénysugarak által a találkozott tárgyakra gyakorolt ​​hatásokat. A sugárkövetéssel készített képek általában jobb minőségűek és magasabb szintű realizmusúak, de elkészítésük hosszabb ideig tart, és nagyobb számítási teljesítményre van szükségük. Ezért a sugárkövetést leggyakrabban állóképek létrehozására használják.



Például sugárkövetés használható a filmekben, mert a képek utómunkálatokban készíthetők, így sok idő áll rendelkezésükre. Ezzel szemben a videojátékok gyorsabb képmegjelenítést igényelnek; így a sugárkövetés nem a legjobb megoldás.

Hogyan működik a sugárkövetés?

A nevű szoftver sugár nyomjelző szimulálja az egyes fénysugarak utazását egy virtuális fényforrástól a virtuális kamera lencséjéig. A virtuális fénysugár áthaladhat a légköri atmoszférákon, például a ködön vagy a füstön, és kölcsönhatásba léphet olyan anyagfelületekkel, mint például a fém, az üveg vagy a víz. Ezeket a tárgyakat művészek és mérnökök tervezték és modellezték, hogy befolyásolják a jelenet megjelenését, amelyet a sugárjelölő nyújt. A fejlett sugárkövetők további számításokat végezhetnek, mint pl reflexió , a sugárzás és a kausztika a fény összetett viselkedésének szimulálására.



Mennyi ideig tart?

A sugárkövetés rendkívül reális képeket generálhat, de számítási szempontból drága, ezért nagyon lassú. Például a számítógépes animációs film minden állóképe Szörny egyetem , kiadta Pixar 2013-ban 29 órára volt szükség a megjelenítéshez. 24 képkocka / másodperc sebességgel a 110 perces film körülbelül 160 000 képkockával rendelkezik. A Pixar hatalmas renderelő farmot használt terjeszteni a számítást, hónapok alatt elkészítve. Egyetlen számítógépen a film négy és fél millió órát - 524 évet - vett volna igénybe a renderelés befejezéséig.

Nem minden megjelenítő sugárjelző

Mivel a kiszámítása hosszú ideig tart, a végső rendereléshez gyakran használnak sugárkövetést. A közbenső vagy előnézeti megjelenítéseket gyakran „olcsóbb” renderelőkkel hajtják végre, amelyek gyorsan rosszabb minőségű képet hoznak létre. Például a Blender a Cycles Renderert használja a sugárkövetéshez, vagy a Blender belső Renderert a nem fotorealisztikus képek gyors megjelenítéséhez.



Sugárkövetés a GPU-n

Hagyományosan a sugárkövetést a CPU végzi, nem a GPU. A GPU hardverét annyi kiszivattyúzására tervezték FPS (képkocka / másodperc) a valós idejű grafikus alkalmazások, például a videojátékok fejlesztése. Ezzel szemben a sugárkövetés általában lassú folyamat, a valós idejű sebesség feláldozása a fotorealisztikus minőség érdekében. Ezért a sugárkövető szoftvert nem úgy tervezték, hogy GPU hardveren fusson, és a GPU hardvert sem sugárkövetés végrehajtására.

Azonban augusztus 13-án 2018 , NVidia bejelentette új Turing grafikus feldolgozó architektúráját, amely valós időben képes sugárkövetésre. A Turing architektúrát használó első GPU-k, a Quadro RTX, a tervek szerint a végén kerül kiadásra 2018 .

Sugárkövető szoftver

Az alábbiakban példák találhatók a letölthető vagy megvásárolható sugárkövető szoftverekre.

  • Autodesk 3ds max - Saját fejlesztésű 3D-s modellező, animációs és renderelő alkalmazás, amely elsősorban CAD-felhasználóknak, például építészeknek szól.
  • Autodesk Maya - Hasonló a 3ds max-hoz, de a karakter animációra összpontosít.
  • Blender - Ingyenes, nyílt forráskód 3D modellezés, animáció és renderelés.
  • Bryce - Fraktál tájgenerátor bevezetése 1994 .
  • Mozi 4D - Egy 3D-s modellező, animációs és renderelő alkalmazás, eljárási hatásokkal, a filmkészítők és a mozgásgrafikusok számára, amelyet könnyen megtanulhatóként hirdetnek.
  • Houdini - Teljesen felszerelt 3D-s animációs alkalmazás, amely szimulált fizikát, folyadékdinamikát és volumetrikus szimulációkat tartalmaz. A Houdini Apprentice nevű korlátozott verzió ingyenesen használható a hallgatók és rajongók számára.
  • Gyenge hullám - 3D CGI alkalmazás, amelyet mozgásgrafika készítésére használnak, különleges hatások , és videójátékok .
  • LuxCoreRender - Ingyenes, nyílt forráskódú renderelő ablakok , Mac operációs rendszer , és Linux .
  • POV-Ray (A Vision Raytracer perzisztenciája) - Ingyenes, nyílt forráskódú renderelő, amely képeket hoz létre az SDL-ből (Scene Description Language), egy Turing-teljes nyelvből makró támogatás.
  • RenderMan - A Pixar által kifejlesztett filmminőségű renderelő, amelyet olyan filmekben használnak, mint pl Hihetetlenek 2 és Bosszúállók: Végtelen háború .
  • Visionaray - Nyílt forráskódú, platformokon átívelő sugárkövető könyvtár.