Trazado de rayos distribuido

El trazado de rayos distribuido , también llamado trazado de rayos de distribución o trazado de rayos estocástico , es un perfeccionamiento del trazado de rayos que permite la representación de fenómenos "suaves".

El trazado de rayos convencional utiliza rayos individuales para muestrear muchos dominios diferentes. Por ejemplo, al calcular el color de un objeto, el trazado de rayos podría enviar un solo rayo a cada fuente de luz en la escena. Esto produce sombras nítidas, ya que no hay forma de que una fuente de luz quede parcialmente ocluida (otra forma de decirlo es que todas las luces son fuentes puntuales y tienen área cero). El trazado de rayos convencional también suele generar un rayo de reflexión y un rayo de transmisión por intersección. Como resultado, las imágenes reflejadas y transmitidas son perfectamente nítidas (y generalmente de forma poco realista).

El trazado de rayos distribuido elimina estas restricciones promediando múltiples rayos distribuidos en un intervalo. Por ejemplo, se pueden renderizar sombras suaves distribuyendo los rayos de sombra sobre el área de la fuente de luz. Los reflejos y transmisiones brillantes o borrosos se pueden renderizar distribuyendo los rayos de reflexión y transmisión en un ángulo sólido alrededor de la dirección de reflexión o transmisión del espejo. Agregar fenómenos "suaves" a las imágenes renderizadas con trazado de rayos de esta manera puede mejorar enormemente el realismo, ya que los fenómenos nítidos que se renderizan con el trazado de rayos convencional casi nunca se ven en la realidad.

También es posible lograr efectos más avanzados utilizando el mismo marco. Por ejemplo, se puede conseguir profundidad de campo distribuyendo los orígenes de los rayos sobre el área de la lente. En una escena animada, se puede simular el desenfoque de movimiento distribuyendo los rayos en el tiempo. La distribución de los rayos en el espectro permite renderizar efectos de dispersión , como arcoíris y prismas .

Matemáticamente, para evaluar la ecuación de renderizado , es necesario evaluar varias integrales . El trazado de rayos convencional estima estas integrales muestreando el valor del integrando en un único punto del dominio, lo cual es una aproximación muy deficiente, excepto para dominios estrechos. El trazado de rayos distribuido muestrea el integrando en muchos puntos elegidos aleatoriamente y promedia los resultados para obtener una mejor aproximación. Esencialmente, es una aplicación del método de Monte Carlo a los gráficos 3D por computadora , y por esta razón también se denomina " trazado de rayos estocástico ". El trazado de trayectorias es una técnica de renderizado que combina todos estos dominios de integración en un único dominio de alta dimensión y lo muestrea de manera unificada.

• Sombras suaves
• Suavizado de bordes
• Reflejo brillante
• Transmisión brillante
• Profundidad de campo
• Desenfoque de movimiento
• Renderizado espectral

El término trazado de rayos distribuido también se refiere a la aplicación de técnicas de computación distribuida al trazado de rayos. Dos soluciones a esta ambigüedad son el término trazado de rayos de distribución para la técnica de renderizado, o el término trazado de rayos paralelo en referencia a la computación paralela .

• Iluminación global
• método de Monte Carlo
• trazado de rayos

• Rasterización estocástica