Ray tracing este o metodă de redare a imaginilor grafice pe computer tridimensionale (3D) pentru a crea o imagine cât mai realistă posibil. Această metodă este utilizată în timpul redării și nu afectează neapărat modul în care o scenă sau un obiect este modelată sau texturată. Procesul de randare implică de obicei raze care sunt generate pentru a simula calea pe care o parcurge lumina atunci când interacționează cu obiectele, pentru a analiza mai precis modul în care obiectele vor reflecta, refracta și absorbi lumina. Tracingul de raze poate crea scene redate de un realism remarcabil, dar procesul este, de asemenea, destul de intensiv în hardware și nu a fost folosit în mod obișnuit pentru grafica în timp real.
Procesul de creare a unei scene în 3D folosind grafica pe computer implică de obicei patru sau cinci pași majori: modelarea obiectelor, aplicarea luminii și a pozițiilor camerei, animație dacă este necesar, crearea și aplicarea texturilor obiectelor și apoi redarea scenei. Fiecare dintre acești pași poate dura mult timp, iar procesul general constă de obicei din mult mai multe componente decât sunt discutate în această analiză. Etapa finală a acestui proces, randarea, este atunci când ray tracing poate fi folosit pentru a face produsul redat mult mai realist.
În lumea reală, oamenii percep obiectele din jurul lor datorită luminii care interacționează cu acele obiecte și apoi sunt primite de ochii oamenilor. Lumina poate interacționa de obicei în oricare dintre cele patru moduri majore: absorbție, reflexie, refracție și fluorescență. Ray tracing folosește algoritmi destul de complexi pentru a reproduce acest comportament și pentru a permite obiectelor dintr-o scenă să interacționeze cu lumina cât mai realist posibil. Persoana sau echipa care creează o scenă 3D modelează, texturi și creează surse de lumină și o cameră într-o scenă, apoi randarea se poate face folosind ray tracing.
În loc să evaluezi modul în care lumina călătorește de la o sursă de lumină la obiecte și interacționează cu acele obiecte, este adesea mai ușor să lucrezi înapoi de la cameră și să-ți imaginezi lumina emisă de cameră, interacționând cu obiectele și, în cele din urmă, ajunge la lumină. sursă. Acest lucru permite ignorarea razelor de lumină care nu ar fi captate de cameră, mai degrabă decât irosirea puterii de procesare pe aspecte ale scenei care nu vor fi redate. Trasarea razelor urmărește în mod eficient calea pe care o parcurg razele luminoase atunci când intră în contact cu obiectele din scenă și apoi trasează căile finale pe care le parcurg acele raze atunci când se apropie de cameră pe un plan bidimensional.
Acest plan este imaginea care este creată și afișată utilizând randarea ray tracing. Imaginea rezultată este mult mai realistă în ceea ce privește iluminarea și modul în care lumina se joacă pe obiecte de diferite forme și realizate din materiale care sunt foarte reflectorizante sau refractive. Sticla, metalul lustruit și plasticul lustruit sunt toate tipurile de materiale care pot părea mult mai realiste cu acest traseu decât multe alte forme de randare.
Procesul de analiză a acestor raze de lumină este însă destul de laborios, iar majoritatea computerelor nu au avut din punct de vedere istoric puterea de procesare pentru a face acest lucru. Acesta este motivul pentru care ray tracing a fost folosit în primul rând pentru scene pre-redate în 3D, cum ar fi imagini statice cu mașini pentru reclame sau scene dintr-un film. Redarea în timp real pentru jocurile video, pe de altă parte, a folosit de obicei forme mai simple de randare pentru a permite redarea scenei în timpul jocului.