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光線追蹤，什么是光跡追蹤

來(lái)源：整理時(shí)間：2025-01-05 01:11:51 編輯：智能門戶手機(jī)版

本文目錄一覽

1，什么是光跡追蹤
2，光線追蹤的介紹
3，光線追蹤是什么
4，光線追蹤的定義
5，什么是實(shí)時(shí)光線追蹤技術(shù)
6，光線追蹤算法中的光線是怎么描述的

1，什么是光跡追蹤

我覺得應(yīng)該是物理學(xué) 上的問題一束光追著……

根據(jù)蹤跡（或線索）跟蹤追擊而至。

什么是光跡追蹤

2，光線追蹤的介紹

光線跟蹤(ray tracing)（也叫raytracing或者光束投射法)是一個(gè)在二維(2D)屏幕上呈現(xiàn)三維(3D)圖像的方法。

光線追蹤的介紹

3，光線追蹤是什么

光線跟蹤或稱光跡追蹤是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的核心算法之一。在算法中，光線從光源被拋射出來(lái)，當(dāng)他們經(jīng)過(guò)物體表面的時(shí)候，對(duì)他們應(yīng)用種種符合物理光學(xué)定律的變換。最終，光線進(jìn)入虛擬的攝像機(jī)底片中，圖片被生成出來(lái)。由于該算法是成像系統(tǒng)的完全模擬，所以可以模擬生成十分復(fù)雜的圖片。

光線跟蹤是一種真實(shí)地顯示物體的方法，該方法由Appel在1968年提出。光線跟蹤方法沿著到達(dá)視點(diǎn)的光線的反方向跟蹤，經(jīng)過(guò)屏幕上每一個(gè)象素，找出與視線相交的物體表面點(diǎn)P0，并繼續(xù)跟蹤，找出影響P0點(diǎn)光強(qiáng)的所有光源，從而算出P0點(diǎn)上精確的光線強(qiáng)度，在材質(zhì)編輯中經(jīng)常用來(lái)表現(xiàn)鏡面效果。

光線追蹤是什么

4，光線追蹤的定義

.一個(gè)光線跟蹤程序數(shù)學(xué)地確定和復(fù)制從一幅圖像的光線的路線,但是方向相反(從眼睛返回原點(diǎn)).光線跟蹤現(xiàn)在被廣泛用于計(jì)算機(jī)游戲和動(dòng)畫,電視和DVD制作,電影產(chǎn)品中.許多廠商提供用于個(gè)人電腦的光線跟蹤程序.在光線跟蹤中,每一個(gè)光線的路徑由多重直線組成,幾乎總是包含從原點(diǎn)到場(chǎng)景的反射,折射和陰影效應(yīng).在動(dòng)畫中,每一束光線的直線部分的位置和方向總是在不斷變化,因此每一條光線都要用一個(gè)數(shù)學(xué)方程式來(lái)表示,定義光線的空間路徑為時(shí)間的函數(shù).根據(jù)光線在到達(dá)屏幕前經(jīng)過(guò)的場(chǎng)景中的目標(biāo)的色素或顏色來(lái)分配給每一束光線一種顏色.屏幕上的每一個(gè)像素符合每一時(shí)刻可以回溯到源頭的的每條光線.光線跟蹤最先是由一個(gè)叫數(shù)學(xué)應(yīng)用組的組織中的科學(xué)家在20世紀(jì)60年代發(fā)明的.這些科學(xué)家中的一些人變得對(duì)光線跟蹤作為一種藝術(shù)感興趣,成為繪畫藝術(shù)家,并建立了一個(gè)動(dòng)畫攝影工作室,使用光線跟蹤為電視和電影制作3D電腦肖像和動(dòng)畫.

5，什么是實(shí)時(shí)光線追蹤技術(shù)

實(shí)時(shí)光線追蹤(real-time ray tracing)，一直是很多圖形技術(shù)發(fā)燒友心中的夢(mèng)，一旦實(shí)現(xiàn)就將徹底顛覆現(xiàn)在的光柵化渲染技術(shù)，成就真正電影化的游戲等圖形應(yīng)用。Intel、NVIDIA、AMD等行業(yè)公司都在其中投入了巨大的精力。但是光線追蹤技術(shù)極其消耗資源，現(xiàn)在的硬件、軟件都遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠資格，只能在低分辨率、低幀率下模擬。可能很多人不知道的是，在移動(dòng)GPU領(lǐng)域呼風(fēng)喚雨的Imagination Technologies，其實(shí)也在努力攻關(guān)光線追蹤，特別是收購(gòu)了在該領(lǐng)域有革命性突破的創(chuàng)業(yè)公司Caustic Graphics，推出了自己的專用加速卡，PowerVR 6系列也將集成光線追蹤單元。TechReport今天報(bào)道說(shuō)，已經(jīng)結(jié)束多日的CES 2014展會(huì)上，除了常規(guī)移動(dòng)圖形技術(shù)之外，Imagination還在一個(gè)不為人注意的角落里展示了PowerVR光線追蹤，稱其是“真實(shí)化圖形的未來(lái)”。本時(shí)代估計(jì)沒辦反登陸

光柵化渲染就是先計(jì)算多邊形或三角形頂點(diǎn)的坐標(biāo)變換,然后在多邊形或三角形內(nèi)填充紋理(同樣是經(jīng)過(guò)坐標(biāo)變換),同時(shí)每個(gè)填充點(diǎn)也可以經(jīng)過(guò)fragment shader計(jì)算來(lái)實(shí)現(xiàn)各種效果。光線追蹤渲染就是假設(shè)屏幕上每一個(gè)點(diǎn)是一根一根向前的射線,計(jì)算這個(gè)射線打到了哪個(gè)多邊形、平面或曲面上哪個(gè)位置,然后取出該點(diǎn)的紋理像素顏色。如果被打到的面帶有反射或折射屬性,那么還需要產(chǎn)生多根射線往下遞歸,最終經(jīng)過(guò)blending算得最終像素顏色。如果遇到漫反射面的話一般是需要產(chǎn)生非常多的次級(jí)射線往下遞歸才能達(dá)到比較好的效果(否則噪點(diǎn)比較明顯),如果需要模擬出光線打到玻璃或鏡面上的效果,還需要計(jì)算photon map。而且搜尋一根射線跟一大堆多邊形中哪一個(gè)相交也是非常耗時(shí)間的計(jì)算。所以光線追蹤渲染的計(jì)算量非常大。記得采納啊

6，光線追蹤算法中的光線是怎么描述的

光線跟蹤思路：從視點(diǎn)出發(fā),通過(guò)圖像平面上每個(gè)像素中心向場(chǎng)景發(fā)出一條光線,光線的起點(diǎn)為視點(diǎn),方向?yàn)橄袼刂行暮鸵朁c(diǎn)連線單位向量.光線與離視點(diǎn)最近的場(chǎng)景物體表面交點(diǎn)有三種可能：當(dāng)前交點(diǎn)所在的物體表面為理想漫射面,跟蹤結(jié)束. 當(dāng)前交點(diǎn)所在的物體表面為理想鏡面,光線沿其鏡面發(fā)射方向繼續(xù)跟蹤. 當(dāng)前交點(diǎn)所在的物體表面為規(guī)則透射面,光線沿其規(guī)則透射方向繼續(xù)跟蹤. 偽代碼： void TraceRay(const Vec3& start,const Vec3& direction,int depth,Color& color) { Vec3 intersectionPoint,reflectedDirection,transmittedDirection; Color localColor,reflectedColor,transmittedColor; if (depth >= MAX_DEPTH) { color = Black; //#000 } else { Ray ray(start,direction); //取start起點(diǎn),方向direction為跟蹤射線； if ( !scene->HasIntersection(ray) ) color = BackgroundColor; else { 計(jì)算理起始點(diǎn)start最近的交點(diǎn)intersectionPoint, 記錄相交物體intersectionObject, // #1 Shade(intersectionObject,intersectionPoint,localColor); // #2 if ( intersectionPoint所在面為鏡面 ) { 計(jì)算跟蹤光想S在intersectionPoint處的反射光線方向reflectedDirection, TraceRay(intersectionPoint,reflectedDirection,depth+1,reflectedColor); } // #3 if ( intersectionPoint所在的表面為透明面 ) { 計(jì)算跟蹤光線S在intersectionPoint處的規(guī)則透射光線方向transmittedDirection, TraceRay(intersectionPoint,transmittedDirection,depth+1,transmittedColor); } // #summarize color = localColor + Ks * reflectedColor + Kt * transmittedColor; }// else } //else } // 局部光照模型計(jì)算交點(diǎn)intersectionPoint處的局部光亮度localColor void Shade(const Object& intersectionObj,const Vec3& intersectionPoint,Color& localColor) { 確定intersectionObj在intersectionPoint處的單位法向量N, 漫反射系數(shù)Kd, 鏡面反射系數(shù)Ks, 環(huán)境反射系數(shù)Ka; localColor = Ka * Ia; //Ia為環(huán)境光亮度 for ( 每一個(gè)點(diǎn)光源PointLight ) { 計(jì)算入射光線單位向量L和虛擬鏡面法向單位向量H, // 由Phong模型計(jì)算光源PointLight在intersectionPoint處的漫反射和鏡面反射光亮度 localColor += ( Ipointlight * ( Kd * (N.dot(L)) + Ks * (N.dot(H))^n ) ); } }

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