¿Qué es la Ruta de localización y Trazado de Rayos? Y por Qué no Mejoran los Gráficos?

Si usted ha tomado incluso la más mínima glancetowards de juego y gráficos de las noticias últimamente, entonces usted ha oído la última andgreatest palabra de moda: trazado de rayos. Usted podría también haber oído similar-soundingword llamado camino de seguimiento. Y usted podría ser totalmente perdonado por no fullyunderstanding lo tanto uno de los procesos es.

Una explicación simple es que tanto pathtracing y el trazado de rayos son técnicas gráficas que se traducen en más realistas-lookingimages en el costo de significativamente más potencia de cálculo. Hay aMinecraft video en YouTube que muestra los aspectos particulares de raytracing en una manera clara, sino que también ilustra la tensión que pone en un sistema.

Si esa es la única explicación que necesita, ¡genial! Pero si quieres profundizar y averiguar cómo cada técnica de obras andwhy GPU empresas de hardware se carga una pequeña fortuna para el trazado de rayos-capablecards, lee.

Rasterización y Gráficos por Ordenador

Cualquier imagen que usted ve en una pantalla al principio no tuvo esa imagen. Comienza como un ráster o una imagen vectorial. Una imagen de trama se compone de una colección de sombreado de píxeles.

Una imagen vectorial se basa en fórmulas matemáticas que significa que la imagen se puede aumentar en tamaño casi indefinidamente. La desventaja de las imágenes vectoriales es que los detalles más precisos son difíciles de lograr. Las imágenes vectoriales se utilizan mejor cuando sólo un par de colores son necesarios.

La principal fuerza de la rasterización es itsspeed, especialmente en comparación con técnicas como el trazado de rayos. Su GPU, orgraphics unidad de procesamiento, dirá el juego para crear una imagen 3D de smallshapes, más a menudo triángulos. Estos triángulos se convirtió en individuales píxelesy, a continuación, poner a través de un sombreado para crear la imagen que usted ve en la pantalla.

la Rasterización ha sido el ir a la opción forvideo gráficos del juego por un largo tiempo debido a la rapidez con que pueden ser procesados, butas actual de la tecnología comienza a golpear contra sus límites más advancedtechniques son necesarios ot romper a través de la siguiente nivel. Que es donde raytracing viene en.

el trazado de Rayos se ve mucho más realista thanrasterization, como la imagen de abajo muestra. Mira las reflexiones sobre thetea de la olla y la cuchara.

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¿Qué es el Trazado de Rayos?

En el nivel de la superficie, el trazado de rayos es anumbrella término que significa que todo de una sola intersección de la luz andobject para completar el fotorealismo. En la mayoría de contexto común usado hoy en día,sin embargo, el trazado de rayos se refiere a una técnica de representación que sigue un rayo de oflight (en píxeles) de un punto de set y simula la forma en que reacciona cuando itencounters objetos.

Tome un momento y mirar a la pared de theroom en la que estamos. Hay una fuente de luz en la pared, o es la luz que se refleja fuera de la pared de otra fuente? Ray de trazado de gráficos comenzaría en el ojo andfollow de su línea de visión a la pared y, a continuación, siga el camino de la luz proveniente de la pared posterior de la fuente de luz.

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El diagrama anterior ilustra cómo thisworks. La razón por la simulado “ojos” (la cámara en thisdiagram) es disminuir la carga de la GPU.

¿por Qué? Así, el trazado de rayos no es nuevo. Realmente ha sido de alrededor durante bastante tiempo. Pixar utiliza técnicas de trazado de rayos para crear muchas de sus películas, pero de alta fidelidad, marco-por-marco de gráficos en las resoluciones de Pixar logra tomar tiempo.

muchode tiempo. Algunos de los marcos en
Monsters Universitytomó un reportaron 29 horas cada uno.
Toy Story 3tomó un promedio de 7 horas por cuadro, con algunos de los marcos de tomar las 39 horas de acuerdo a una historia a partir de 2010
Wired.

Debido a que la película ilustra la reflectionof luz de cada superficie para crear la interfaz gráfica de estilo de todo el mundo ha venido conocido y el amor, la carga de trabajo es casi inimaginable. Por la limitación de ray tracingtechniques sólo a lo que el ojo puede ver, los juegos se pueden utilizar los techniquewithout la causa de su procesador de gráficos para tener una (literal) colapso.

echa un vistazo a la imagen de abajo.

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Eso no es una fotografía, a pesar de lo real que se ve. Es un trazado de rayos de la imagen. Trate de imaginar la cantidad de energía que se requiere para crear una imagen que se parece a esto. Uno de los rayos puede ser rastreada y procesados sin mucho problema, pero ¿qué pasa cuando el rayo rebota en un objeto?

Un solo rayo puede convertir en 10 rayos, y esos 10 se puede convertir en 100, y así sucesivamente. El aumento es exponencial. Después de un punto, rebota y reflexiones más allá del terciario y del cuaternario mostrar rendimientos decrecientes. En otras palabras, requieren más energía para calcular y mostrar lo que valen. Por el bien de la representación de una imagen, un límite, tiene que ser dibujado en algún lugar.

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Ray Tracing Ejemplo

Ahora imagina haciendo que de 30 a 60 veces persecond. Que es la cantidad de energía que requiere el uso de técnicas de trazado de rayos ingames. Es sin duda impresionante, ¿verdad?

La consecución de tarjetas gráficas capableof el trazado de rayos se sube a medida que pasa el tiempo, y, finalmente, esta técnica willbecome como fácilmente disponible en forma de gráficos en 3D. Por ahora, sin embargo, el trazado de rayos isstill considera la vanguardia de los gráficos por ordenador. Entonces, ¿cómo pathtracing entran en juego?

¿Qué es la Ruta de Seguimiento?

el Trazado de trayectorias es un tipo de trazado de rayos. Itfalls bajo ese paraguas, pero donde el trazado de rayos originalmente fue teorizado in1968, trazado de no venir en la escena, hasta que en 1986 (y los resultados werenot tan drásticos como los de ahora.)

Recuerde que el aumento exponencial de la raysmentioned anteriores? Ruta de rastreo proporciona una solución a eso. Cuando se utiliza pathtracing para la representación, los rayos sólo producir un solo rayo por cada rebote. El raysdo no seguir una línea por cada rebote, pero en lugar de disparar fuera en un randomdirection.

El camino algoritmo de trazado, a continuación, toma arandom de muestreo de todos los rayos para crear la imagen final. Esto se traduce en samplinga variedad de diferentes tipos de iluminación, pero sobre todo la iluminación global.

Una cosa interesante acerca de trazado de isthat el efecto puede ser emulada mediante el uso de shaders. Un sombreado patchappeared recientemente por un Interruptor de Nintendo emulador que permite a los jugadores toemulate camino trazado iluminación global en títulos como
La Leyenda de Zelda: la Respiración de la naturalezay
Super Mario Odisea.Mientras que los efectos se ven bien, no se ascomplete como verdadero camino trazado.

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Trazado es sólo una forma de raytracing. Mientras era aclamado como la mejor manera para representar imágenes, camino tracingcomes con sus propios defectos.

Pero al final, tanto de trazado y el trazado de rayos resultado en absolutamente hermosas imágenes. Ahora que el hardware de los consumidores en grado de máquinas ha llegado a un punto en el que el trazado de rayos es posible en tiempo real en los juegos de video, la industria está preparada para hacer un gran avance que es casi tan impresionante como el paso de 2D a 3D de gráficos.

sin Embargo, aún puede ser un poco de tiempo de varios años, al menos—antes de que el hardware necesario será considerada como “asequibles”. A partir de ahora, incluso la necesaria tarjetas gráficas costar más de $1.000.

Preguntas frecuentes

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