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Raytracing
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Prinzip des Raytracing.

Raytracing oder Raytracing ist eine Methode, mit der eine digitale Situation mit virtuellen dreidimensional Objekte werden "fotografiert" mit dem Ziel, ein (zweidimensionales) Bild zu erhalten. Allen Einzelobjekten können spezifische Eigenschaften zugewiesen werden, wie z Farbe, Textur, Grad von Reflexion (von matt bis glänzend) und Durchsichtigkeit (Transparenz). Je nach verwendetem Programm kann bei der Generierung des gewünschten Bildes Sonnenlicht und/oder Kunstlicht simuliert werden, auch in Kombination mit Wetterbedingungen wie Nebel. Außerdem kann die virtuelle Kamera eingestellt werden. In einigen Programmen sind diese Einstellungen denen von Digitalkameras sehr ähnlich.

Bei einer Digitalkamera in der realen Welt trifft das Licht der Lichtquelle auf den Kamerasensor und wird registriert. Beim Raytracing passiert das Gegenteil: Farbe, Intensität und ähnliches werden bei jedem geändert Pixel bestimmt, indem man dem (Licht-)Strahl vom virtuellen Brennpunkt bis zur ursprünglichen Lichtquelle folgt (dieser Vorgang wird Tracing genannt). Unterwegs kann der Strahl von einem oder mehreren Objekten reflektiert werden, was die Intensität und Farbe eines Pixels ergibt. Das endgültige Bild besteht aus einer großen Anzahl dieser Pixelarten.

Reflexion, Brechung und Schatten

Ohne Schatten, Brechung oder Reflexion

Das Ergebnis ist weniger realitätsnah, wenn die Möglichkeit zur Erzeugung von Reflexion, Brechung und Schatten ausgeschaltet oder nicht vorhanden ist.

Schatten

Mit Schatten

Wird bei der Schattierung nur der Ort des Lichts und des Objekts berücksichtigt, entsteht kein Schatten. Es ist möglich, dass sich ein Objekt zwischen dem Licht und der Kollision befindet. Dies wird die Kollision nicht mildern. Dies kann überprüft werden, indem ein Strahl von der Lichtquelle in Richtung der Kollision gestartet wird. Dieser Strahl muss am selben Punkt wie der ursprüngliche Strahl kollidieren. Wenn nicht, befindet sich ein Objekt dazwischen, sodass Schatten erscheinen wird. Es ist auch möglich zu verwenden Schattenkarten.

Reflexion

Mit Reflexion

Reflexion ist die Reflexion eines Strahls. Dies kann erreicht werden, indem bei der Kollision des ersten Strahls ein neuer Strahl erzeugt wird. Das Ergebnis dieses Strahls wird dann zum ersten Originalstrahl hinzugefügt. Auf diese Weise kann ein Raytracer Reflexionen oder Spiegel zeichnen.

Brechung

Mit Brechung

Brechung ist die Lichtbrechung an einer Grenzfläche. Biene transparent Materialien, wie Glas und Wasser, ist dies notwendig. Die Brechung eines Strahls kann berechnet werden, indem am Ort der Kollision mit der Richtung des gebrochenen Strahls ein neuer Strahl erzeugt wird. Im Beispiel wird die Refraktion mit zwei . dargestellt Linsen.

weicher Schatten

Mit weichem Schatten

Normalerweise liefert Raytracing Schatten mit einer scharfen Kante darauf, auch harte Schatten genannt. Dies liegt daran, dass Licht von Punkten und nicht von Oberflächen kommt. Weiche Schatten entstehen, indem man nicht einen Punkt als Lichtquelle, sondern eine Fläche nimmt.

Umgebungslicht

Radiosität

sehen Radiosität für den Hauptartikel zu diesem Thema.

Umgebungsverdeckung

3D-Animation von Umgebungsverdeckung, links ohne und rechts mit

Der Begriff aus dem Englischen "Umgebungsverdeckung" bedeutet: der Grad der Beleuchtung (oder Verdunkelung) durch das Streulicht in der Umgebung. Denken Sie an den Lichtverlauf in einer Röhre, wenn Sie tiefer hineingehen. Oder die obere Ecke eines typischen Raumes, wo zwei Wände und die Decke meet Diese Art der Lichtstreuung kann mit einer Reihe von verfügbaren Programmen berechnet werden.

Globale Aufklärung

Globale Aufklärung

Auf Englisch Globale Beleuchtung. Bei dieser Methode wird jeder Punkt von allem in der Umgebung beleuchtet. Wenn beispielsweise eine große rote Fläche vorhanden ist, wirkt sich dies auf andere Objekte aus. Diese werden dann hellrot eingefärbt. Es gibt mehrere Methoden, um diesen Effekt zu erzielen.

Raytracer

Siehe auch

Quellen