Как работает трассировка лучей в видеоиграх и фильмах

Трассировка лучей (Ray Tracing) — это технология рендеринга, которая имитирует физическое поведение света, чтобы добиться высокой реалистичности изображения в видеоиграх и фильмах. Её суть в том, чтобы «проследить» путь виртуальных лучей света от источников через сцену, их взаимодействие с объектами (отражение, преломление, поглощение) и определение финального цвета пикселей на экране. Как это работает в видеоиграх Процесс можно разделить на несколько ключевых этапов: Генерация лучей. Из точки расположения виртуальной камеры (от лица которой вы смотрите на сцену) испускаются лучи для каждого пикселя будущего изображения. Направление лучей зависит от поля зрения камеры и разрешения картинки. Для сглаживания (антиалиасинга) или расчёта эффектов глубины резкости могут генерироваться дополнительные лучи. Поиск пересечений. Каждый луч проверяется на пересечение с объектами 3D-сцены. В точке пересечения вычисляются параметры: координаты, нормаль поверхности (перпендикуляр к ней), свойства материала. Расчёт освещения. Освещённость поверхности определяется с учётом свойств материала и источников света. Для этого могут использоваться локальные модели (например, модель Фонга) или глобальные методы (фотонные карты). Учитываются прямое освещение, отражения, преломления и затенение. Вторичные лучи. Для симуляции отражений и преломлений из точек пересечений генерируются вторичные лучи. Их направление определяется законами отражения и преломления света. Процесс трассировки рекурсивно...