Τι είναι το Ray Casting;

Η χύτευση ακτίνων είναι μια διαδικασία που βοηθά στον εντοπισμό και την επίλυση ενός ευρέος φάσματος προβλημάτων που σχετίζονται με τα γραφικά. Μερικές φορές συγχέεται με τη διαδικασία ανίχνευσης ακτίνων, η χύτευση ακτίνων εκτελεί ορισμένες από τις ίδιες λειτουργίες και συνήθως μπορεί να κινείται με μεγαλύτερη ταχύτητα από τα τρέχοντα πρωτόκολλα ανίχνευσης ακτίνων. Η ανάπτυξη του πρώτου αλγορίθμου χύτευσης ακτίνων συνήθως εντοπίζεται στο 1968 και στο έργο του Άρθουρ Άπελ.

Κάπως πιο εστιασμένο σε εύρος από την ανίχνευση ακτίνων, η χύτευση ακτίνων καθιστά δυνατή τη λήψη τρισδιάστατων εικόνων και την αποτελεσματική απόδοση τους σε δισδιάστατες οθόνες. Αυτό επιτυγχάνεται με την παρακολούθηση των ακτίνων φωτός που διαγράφουν μια απευθείας διαδρομή από το μάτι σε κάποια πηγή φωτός. Ωστόσο, η χύτευση ακτίνων μειώνει την επίδραση οποιουδήποτε στοιχείου που μπορεί να τέμνει αυτή τη διαδρομή μεταξύ του ματιού και της πηγής φωτός, αν και η επίδραση αυτών των στοιχείων στο σημείο τερματισμού όντως παίζει ρόλο. Τυπικές επιρροές θα ήταν η διάθλαση, η αντανάκλαση και η σκίαση.

Ένας από τους ευκολότερους τρόπους για να κατανοήσετε πώς λειτουργεί η χύτευση ακτίνων είναι να σκεφτείτε το φως που εκπέμπει από το μάτι και συνεχίζει σε ευθεία γραμμή μέχρι να μπλοκαριστεί από κάποιο αντικείμενο. Ένα μέρος του φωτός θα σταματήσει ή θα απορροφηθεί από το αντικείμενο. Ένα άλλο μέρος του φωτός μπορεί να ανακλάται από το αντικείμενο σε πολλές διαφορετικές κατευθύνσεις. Οποιοδήποτε υπόλοιπο τμήμα διαθλάται από το αντικείμενο. Η χύτευση ακτίνων επιδιώκει να προσδιορίσει ποιο ποσοστό της ακτίνας ή του φωτός είναι αφιερωμένο σε καθεμία από αυτές τις τρεις δυνατότητες, έτσι ώστε η ακτίνα ή το φως να λαμβάνεται πλήρως υπόψη.

Η νεότερη τεχνολογία χύτευσης ακτίνων είχε αντίκτυπο στον κόσμο του animation σε πολύ σύντομο χρονικό διάστημα. Λόγω του τρόπου με τον οποίο αυτή η διαδικασία κατασκευάζει εικόνες, η χύτευση ακτίνων κατέστησε δυνατή τη σχεδίαση κινουμένων σχεδίων για ταινίες και τηλεοπτικές εκπομπές που είχαν βάθος και λεπτομέρεια που δεν επιτυγχάνονταν εύκολα με άλλες μεθόδους. Στα μέσα της δεκαετίας του 1980, το ray casting είχε γίνει ένα κοινό εργαλείο σε πολλά στούντιο κινουμένων σχεδίων.

Μαζί με τον αντίκτυπο στις ταινίες και την τηλεόραση, η χύτευση ακτίνων βοήθησε επίσης στην εξέλιξη των βιντεοπαιχνιδιών. Ενώ οι πρώτες προσπάθειες ήταν κάπως πρωτόγονες στα τέλη της δεκαετίας του 1970 και στις αρχές της δεκαετίας του 1980, η χύτευση ακτίνων βοήθησε στην προσθήκη ευκρινών και συναρπαστικών γραφικών και τρισδιάστατων εικόνων στα βιντεοπαιχνίδια τη δεκαετία του 3. Αυτές οι επιλογές ψυχαγωγίας υψηλής ανάλυσης συνεχίζουν να ενημερώνουν και να εμπνέουν νέα σχέδια βιντεοπαιχνιδιών, καθώς και να ενισχύουν τη δυνατότητα χρήσης κινούμενων εικόνων σε κινηματογραφικές και τηλεοπτικές παραγωγές.