Introduction à l'algorithme de lancer de rayons
L'algorithme de traçage de rayons est la technique de synthèse d'images la plus réussie. Cette technique a une grande capacité à produire virtuellement le plus grand degré de réalisme, ce qui est supérieur à celui des autres méthodes de rendu des lignes de balayage. Cependant, cela implique un coût de calcul plus élevé. L'infographie est devenue l'exigence la plus préliminaire dans le monde numérique actuel. L'infographie entre en scène lorsque nous devons créer une image virtuelle qui semble très réelle et, en fait, impossible à distinguer d'une photographie normale prise. Il existe de nombreuses façons d'y parvenir. Le lancer de rayons est l'une de ces techniques de rendu. Il est utilisé pour générer une image en traçant le chemin de la lumière sous forme de pixels dans un plan de l'image et en simulant ses effets lorsqu'ils sont rencontrés avec des objets virtuels.
Une histoire brève
Lorsque l'algorithme de lancer de rayons a été inventé, on pensait que c'était la meilleure technique pour synthétiser des images. Cependant, comme les ordinateurs étaient très lents au cours des années 1960 et que cette technique a été laissée de côté car les ordinateurs lents ne pouvaient pas suivre cette technique très avancée. Mais comme les vitesses des ordinateurs improvisaient de façon exponentielle depuis lors, lentement, cela a repris sa popularité et est devenu l'une des meilleures méthodes.
Quand / où est-il utilisé?
L'algorithme de lancer de rayons est utilisé lorsque le coût de mise en œuvre n'est pas un problème et que le temps de rendu est toléré. C'est parce que l'algorithme de lancer de rayons a besoin de coûts élevés et que le temps de rendu de l'image est relativement très élevé.
Par conséquent, cet algorithme peut être mis en œuvre dans des effets visuels de cinéma / télévision car ils nécessitent une haute définition et des vidéos de la meilleure qualité.
Types d'algorithme de lancer de rayons:
Pour rendre le lancer de rayons plus efficace, différentes méthodes sont introduites. Voyons ces algorithmes.
1. Algorithme de suivi de rayon vers l'avant
Dans cette technique, le programme déclenche des rayons de lumière qui suivent de la source à l'objet. Le tracé de rayons vers l'avant est capable de déterminer la couleur de chaque objet, mais cette technique est inefficace. Cela est dû au fait que de nombreux rayons provenant d'une source lumineuse ne traversent jamais le plan de vue et ne pénètrent pas dans l'œil.
De plus, le suivi de chaque rayon lumineux de la source à l'objet n'est qu'un gaspillage car tous les rayons ne contribuent pas à la visualisation des images. C'est la raison pour laquelle la course vers l'avant est également connue sous le nom de traçage des rayons lumineux ou traçage des photons.
2. Algorithme de suivi des rayons en arrière
Cette méthode est utilisée pour surmonter l'inefficacité de la méthode de transfert de rayons. Dans cette méthode, un rayon oculaire est créé près de l'œil qui traverse le plan de vue et dans l'espace. Le premier objet que frappe le rayon des yeux est l'objet qui est vu de ce point de vue. Une fois que le rayon lumineux rebondit, le traceur de rayons détermine la coloration et l'ombrage exacts de ce point dans le plan de vue. Ceci est maintenant affiché au pixel correspondant exact sur l'écran de l'ordinateur. Par conséquent, le traçage des rayons vers l'arrière est également appelé suivi oculaire.
Le plus grand point négatif du traçage vers l'arrière correspond au fait qu'il ne suppose que des rayons lumineux venant du plan de vue et pénétrant dans l'œil qui parviennent à l'image finale. Cela pourrait ne pas être vrai dans tous les cas. Disons, par exemple, qu'un objet est tenu sur une table et si la lumière vient directement de ce qui précède et si l'objet, disons qu'une lentille reçoit la lumière sur le point focal où la concentration pourrait être plus. Dans ce cas, le traçage vers l'arrière échouerait car il n'aurait aucune idée des rayons avant qui pourraient survenir par la flexion de la lumière aux points focaux. Par conséquent, le traçage vers l'arrière ne peut être strictement utilisé que lorsqu'il y a une tache de lumière uniforme qui traverse l'objet.
3. Algorithme hybride de traçage des rayons:
Le traçage de rayons hybride est le mélange des deux techniques de traçage de rayons ci-dessus et cela a été découvert pour compenser les inconvénients des techniques de retransmission et de retracement.
Comment ça fonctionne:
À un certain niveau, le suivi vers l'avant est appliqué et des algorithmes sont utilisés pour enregistrer ces données, puis le suivi vers l'arrière est appliqué à ces données. La coloration finale de l'image complète est calculée sur la base des enregistrements de trace avant et arrière.
L'algorithme de lancer de rayons est devenu très populaire en raison de sa caractéristique de stimulation réaliste de l'éclairage. C'est assez efficace par rapport à d'autres techniques de rendu comme le lancer de rayons scanline. Les effets de réflexion et d'ombre sont des résultats assez simples de l'utilisation de l'algorithme de lancer de rayons. Le plus gros inconvénient, cependant, est ses performances, mais il est encore assez avantageux par rapport à d'autres méthodes de rendu comme scanline.
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