Ray marchando

En el trazado de esferas [ ^{2 ]} o el trazado de rayos asistido por esferas, ^se aproxima un punto de intersección entre el rayo y una superficie definida por una función de distancia con signo (FDS). La FDS se evalúa en cada iteración para poder dar pasos lo más grandes posible sin perder ninguna parte de la superficie. Se utiliza un umbral para cancelar la iteración posterior cuando se ha alcanzado un punto que está lo suficientemente cerca de la superficie. A medida que el hardware de GPU potente se hizo más accesible, este método fue popularizado por la demoscene e Íñigo Quilez, cocreador de Shadertoy .

Para escenas sencillas con formas 3D básicas, el ray marching no ofrece muchas ventajas sobre el trazado de rayos (que encuentra intersecciones sin recorrer el espacio). Las ventajas del ray marching SDF se observan, por ejemplo, al transformar formas, aproximar sombras suaves, repetir geometría y en escenas definidas algorítmicamente.

Existen funciones de distancia con signo para muchas formas 3D primitivas. ^{[ 3 ]} Se pueden combinar mediante operaciones matemáticas como el módulo y las funciones booleanas para formar superficies más complejas. Por ejemplo, al calcular el módulo de las coordenadas de entrada de una función de distancia con signo, se obtiene un mosaico de su volumen en todo el espacio, y al calcular el máximo de dos funciones de distancia con signo se obtiene la superficie de intersección de sus volúmenes. Dado que las funciones de distancia con signo se pueden definir para muchos fractales, el trazado de esferas se utiliza a menudo para la representación de fractales en 3D. ^{[ 4 ]}

Mediante una técnica similar al trazado de rayos asistido por esferas, se puede utilizar el uso de cubos y la distancia de taxi para renderizar volúmenes de vóxeles.