Digunakan dalam reka bentuk grafik, pelacakan sinar adalah tindakan menggunakan jalan yang menerangi cahaya melalui piksel untuk membuat imej untuk mensimulasikan kesan-kesan yang ada pada sinaran cahaya pada objek yang mereka hadapi. Imej-imej yang dibuat dengan pengesan sinaran biasanya mempunyai kualiti yang lebih baik dan mempunyai tahap realisme yang lebih tinggi, tetapi mengambil masa lebih lama untuk menyelesaikan dan memerlukan lebih banyak kuasa pengkomputeran. Oleh itu, pengesan sinaran biasanya digunakan untuk membuat imej pegun.

Sebagai contoh, pelacak sinar boleh digunakan dalam filem kerana imej boleh dibuat dalam pasca pengeluaran, dengan itu mempunyai banyak masa. Sebaliknya, permainan video memerlukan rendering imej yang lebih pantas; jadi pelacakan sinar bukanlah pilihan terbaik.

Perisian yang disebut sinar sinar merintis perjalanan sinar cahaya individu dari sumber cahaya maya ke lensa kamera maya. Cahaya sinar maya boleh melalui atmosfera volumetrik seperti kabus atau asap, dan berinteraksi dengan permukaan bahan seperti logam, kaca, atau air, contohnya. Setiap objek ini direka bentuk dan dimodelkan oleh artis dan jurutera untuk menjejaskan penampilan tempat kejadian seperti yang ditunjukkan oleh sinar sinar. Pengesan sinar lanjutan mungkin menggunakan pengiraan tambahan seperti perantaraan, radiasi, dan caustics untuk meniru tingkah laku kompleks cahaya.

Berapa lamakah masa yang diambil?

Pengesan ray dapat menghasilkan imej yang sangat realistis, tetapi komputasi mahal, dan oleh itu sangat lambat. Sebagai contoh, setiap rangka filem animasi komputer Monsters University, yang dikeluarkan oleh Pixar pada tahun 2013, memerlukan 29 jam untuk diberikan. Pada 24 bingkai sesaat, filem 110-minit mempunyai kira-kira 160, 000 bingkai. Pixar menggunakan ladang penternakan besar-besaran untuk mengedarkan pengiraan, menyelesaikannya dalam masa beberapa bulan. Pada satu komputer, filem itu akan mengambil empat setengah juta jam - 524 tahun - untuk menyelesaikan rendering.

Tidak semua penafsir adalah pengesan ray

Oleh kerana memerlukan masa yang lama untuk mengira, pengesanan sinar sering digunakan untuk membuat akhir. Penyedia pertengahan atau pratonton sering dilakukan dengan penghasil "murah", yang dengan cepat menghasilkan imej yang lebih rendah. Sebagai contoh, Blender menggunakan Cycles Renderer untuk melakukan pelacakan sinar, atau Blender Internal Renderer untuk cepat membuat imej bukan photorealistic.

Ray mengesan pada GPU

Secara tradisinya, tracing ray dilakukan oleh CPU, bukan GPU. Perkakasan GPU direka untuk mengepam seberapa banyak FPS (bingkai sesaat) yang mungkin, untuk meningkatkan aplikasi grafik masa nyata seperti permainan video. Sebaliknya, pelacakan sinar biasanya merupakan proses perlahan, mengorbankan kelajuan masa sebenar untuk kualiti photorealistic. Oleh itu, perisian pelacakan sinar tidak dirancang untuk dijalankan pada perkakasan GPU, dan perkakasan GPU tidak dirancang untuk melakukan pelacakan sinar.

Walau bagaimanapun, pada 13 Ogos 2018, NVidia mengumumkan arkitektur pemprosesan grafik Turing yang baru, yang mampu melaksanakan pengesanan sinar dalam masa nyata. GPU pertama menggunakan seni bina Turing, Quadro RTX, dijadualkan akan dikeluarkan pada akhir tahun 2018.

Perisian pelacakan Ray

Berikut adalah contoh perisian pelacakan sinar yang tersedia untuk dimuat turun atau dibeli.

• Autodesk 3ds max - Pemodelan, animasi, dan aplikasi rendering 3D proprietari, yang ditujukan terutamanya kepada pengguna CAD, seperti arkitek.
• Autodesk Maya - Sama seperti 3ds max, tetapi dengan fokus pada animasi watak.
• Blender - Pemodelan, animasi, dan aplikasi rendering 3D percuma, sumber terbuka.
• Bryce - Penjana landskap fraktal diperkenalkan pada tahun 1994.
• Cinema 4D - Pemodelan 3D, animasi, dan aplikasi rendering dengan kesan prosedur untuk pembuat filem dan artis grafik gerakan, diiklankan sebagai mudah dipelajari.
• Houdini - Aplikasi animasi 3D yang memaparkan ciri-ciri yang memaparkan fizik simulasi, dinamik bendalir, dan simulasi volumetrik. Versi terhad bernama Houdini Apprentice boleh didapati untuk pelajar dan peminat untuk digunakan secara percuma.
• Lightwave - Aplikasi 3D CGI yang telah digunakan untuk mencipta grafik gerakan, kesan khas dan permainan video.
• LuxCoreRender adalah penghantar percuma, sumber terbuka untuk Windows, macOS, dan Linux.
• POV-Ray (The Persistence of Vision Raytracer) adalah penghantar bebas, sumber terbuka yang mencipta imej dari SDL (Bahasa Penerangan Gambaran), bahasa Turing-lengkap dengan sokongan makro.
• RenderMan - Penunjuk kualiti filem yang dibangunkan oleh Pixar, yang digunakan dalam filem-filem seperti Incredibles 2 dan Avengers: Infinity War .
• Visionaray - Perpustakaan terbuka mengesan sinaran rentas platform.
• YafaRay - Pengayun ray sumber bebas, Monte Carlo.

Sumber tambahan

Animasi 3d, CAD, Radiositi, Simulasi, istilah Perisian, TurboSquid