광선 추적 대 객체 기반 렌더링?

인트로 그래픽 코스에는 일반적으로 장면을 렌더링하기 위해 광선 추적기를 작성하도록 요청하는 프로젝트가 있습니다. 대학원에 입학하는 많은 그래픽 학생들은 광선 추적 작업을 원한다고 말합니다. 그러나 레이 트레이싱은 SIGGRAPH 등과 같은 장소에서 죽은 분야 인 것 같습니다.

광선 추적은 실제로 원하는 모든 조명 등으로 장면을 정확하게 렌더링하는 가장 좋은 방법 입니까, 광선 추적기 의 느린 (읽기 비 대화식) 성능으로 인해 흥미롭지 않거나 다른 것이 있습니까?

레이트 레이싱은 매우 훌륭하고 직관적 인 알고리즘이며 래스터 화보다 장면의 조명을 설명하는보다 실제적으로 현실적인 방법입니다.

• 픽셀 당 더 많은 광선을 생성하기 때문에 래스터 화 (예 : 굴절, 반사, 모션 블러, 부드러운 그림자)와 구별되는보다 사실적인 효과를 구현하려는 경우 특히 레이트 레이싱이 느립니다.
• 대부분의 사람들은 실제 효과와 가짜 효과의 차이를 알 수 없으며 이것이 핵심 요점이라고 생각합니다. 실용적인 렌더링 알고리즘의 목표는 가장 효율적인 방식으로 장면의 사실적인 표현을 만드는 것입니다. 지금은 많은 해킹을 사용하지만 래스터 화는이를 잘 수행합니다.
• 래스터 화 렌더러와 비교하여 레이트 레이싱의 다른 많은 실질적인 한계가 있습니다 : 앤티 앨리어싱 및 변위 매핑 불량, 인스턴스화 제한 등

영화와 같은 비대화 형 응용 프로그램에서도 Raytracing은 제한 때문에 거의 사용되지 않습니다. Pixar는 자동차에서 레이트 레이싱을 사용하기 시작했으며 특정 반사 효과 ( 영화 'Car'에 대한 레이트 레이싱)에 대해서만 사용했습니다 .

다음은 Raytracing의 현재 상태와 장단점을 자세히 설명하는 훌륭한 기사입니다. 레이 트레이싱 상태 (게임 내) .

기본 광선 추적에는 주변 광과 관련된 주요 문제가 있습니다. 대부분의 조명 모델은 주변 광을 에테르에 퍼져있는 일정한 요소로 취급합니다. 레이트 레이싱은 반사 계산에 유용하지만 수치 불안정성과 복잡한 표면 교차 테스트로 어려움을 겪습니다. 재귀가 특정 픽셀의 조명을 결정하는 데 큰 역할을하기 때문에 레이 트레이싱은 하드웨어 가속 렌더링과 잘 어울리지 않을 수 있습니다. 기본 광선 추적은 계산 상 매우 비쌉니다.

Radiosity는 환경의 모든 물체를 광원으로 취급하여 광선 추적보다 더 현실적인 조명 모델을 생성하므로 주변 광을 더 잘 처리합니다. 라디오 시티 솔루션을 사용하면 한 장면에 고정 된 수의 다각형이 있으며 계산은 하드웨어 가속에 적합합니다.

궁극적으로 레이 트 랜싱은 장면을 렌더링하는 가장 좋은 방법은 아니지만 좋은 렌더링 전략의 구성 요소입니다. 비용이 많이 드는 계산 비용과 열악한 주변 조명은 광선 추적에 대한 주요 타격입니다. 연구 주제로 작업이 진행 중이지만 하드웨어 가속에 중점을 둔 것으로 보입니다.

광선 추적 / 경로 추적이 죽었다고 말하지는 않을 것입니다.이 분야의 많은 관련 알고리즘의 본질적인 병렬성과 속도와 결합하여 해당 분야에 대한 대중의 관심이 상당히 높아졌습니다. 초당 수백만 개의 광선을 계산할 수있는 GPU 기반 시스템. CUDA 및 OpenCL과 같은보다 일반적인 언어로 개발자가 초기 GPGPU 기술과 같은 OpenGL 그래픽 파이프 라인을 명시 적으로 사용하지 않고도 GPU의 병렬 기능을 활용할 수 있도록하는 렌더링 파이프 라인의 유연성이 추가되었습니다. 지속적인 경로 추적 연구의 주목할만한 주요 사례는 다음과 같습니다.

• 인텔 고급 렌더 그룹의 Daniel Pohl 및 기타 연구
• 엔비디아 옵틱스 엔진
• SIGGRAPH는 작년에 Monte Carlo 이미지 합성에 관한 몇 가지 과정과 최신 광자 밀도 추정 기술에 대한 토론을 포함했습니다.

마지막으로, 포인트 기반 전역 조명, 광자 매핑 및 관련 최적화, 고급 모양 모델링 (데이터 기반 방법 포함), 복사 조도 등을 포함하여 전역 조명 문제에 대한 최적화 기술에 대한 많은 연구가 있습니다.