For eksempel kan ray tracing brukes i film fordi bildene kan gjøres i etterproduksjon, og dermed ha god tid. Derimot krever videospill raskere bildegengivelse; så ray tracing er ikke det beste alternativet.
Programvare som kalles ray tracer simulerer reisen til individuelle lysstråler fra en virtuell lyskilde til en virtuell kameraobjektiv. Den virtuelle lysstrålen kan passere gjennom volumetriske atmosfærer som tåke eller røyk, og samhandle med materielle overflater som for eksempel metall, glass eller vann. Hver av disse objektene er utformet og modellert av kunstnere og ingeniører for å påvirke utseendet på scenen som gjengitt av strålekilden. Avanserte ray-sporere kan bruke flere beregninger som interrefleks, radiositet og kaustikk for å simulere komplekse oppførsel av lys.
Hvor lang tid tar det?
Ray tracing kan generere svært realistiske bilder, men er beregningsmessig dyrt, og derfor veldig sakte. For eksempel krever hver stillbilde av den datamaskin-animerte filmen Monsters University, utgitt av Pixar i 2013, 29 timer å gjengi. Med 24 bilder per sekund har 110-minuttersfilmen omtrent 160.000 rammer. Pixar brukte en massiv gjengegård for å distribuere beregningen og fullførte den om noen måneder. På en enkelt datamaskin ville filmen ha tatt fire og en halv million timer - 524 år - for å fullføre gjengivelsen.
Ikke alle gjengjeldene er strålestrålere
Fordi det tar lang tid å beregne, brukes ray tracing ofte til den endelige gjengivelsen. Intermediate eller forhåndsvisning gjøres ofte med "billigere" renderere, som raskt produserer et bilde av lavere kvalitet. For eksempel bruker Blender Cycles Renderer til å utføre ray tracing, eller Blender Internal Renderer for raskt å gjengi ikke-fotorealistiske bilder.
Ray tracing på GPU
Tradisjonelt utføres strålesporing av CPU, ikke GPU. Maskinvaren til en GPU er designet for å pumpe ut så mange FPS (rammer per sekund) som mulig, for å forbedre grafikkapplikasjoner i sanntid, for eksempel videospill. I motsetning til dette er strålesporing vanligvis en sakte prosess, og avgir sanntidshastighet for fotorealistisk kvalitet. Derfor har ray tracing-programvare ikke blitt designet for å kjøre på GPU-maskinvare, og GPU-maskinvare har ikke blitt utviklet for å utføre strålesporing.
Men den 13. august 2018 annonserte NVidia sin nye Turing grafikkbehandlingsarkitektur, i stand til å utføre strålingssporing i sanntid. De første GPUene som bruker Turing-arkitekturen, Quadro RTX, er planlagt å bli utgitt i slutten av 2018.
Ray tracing programvare
Følgende er eksempler på ray tracing programvare tilgjengelig for nedlasting eller kjøp.
- Autodesk 3ds max - En proprietær 3D modellering, animasjon og gjengivelse applikasjon, primært rettet mot CAD-brukere, for eksempel arkitekter.
- Autodesk Maya - Ligner på 3ds maks, men med fokus på karakter animasjon.
- Blender - En gratis, åpen kildekode 3D modellering, animasjon og gjengivelse program.
- Bryce - En fraktal landskapsgenerator introdusert i 1994.
- Kino 4D - En 3D-modellering, animasjon og gjengivelse med prosedyreffekter for filmskapere og bevegelsesgrafikkartister, annonsert så lett å lære.
- Houdini - Et fullverdig 3D animasjonsprogram med simulert fysikk, væskedynamikk og volumetriske simuleringer. En begrenset versjon ved navn Houdini Apprentice er tilgjengelig for studenter og entusiaster å bruke gratis.
- Lightwave - En 3D CGI-applikasjon som har blitt brukt til å lage bevegelsesgrafik, spesialeffekter og videospill.
- LuxCoreRender er en gratis, åpen kildekode-gjengivelse for Windows, MacOS og Linux.
- POV-Ray (Persistensen av Vision Raytracer) er en gratis, åpen kildekode-gjengivelse som lager bilder fra SDL (Scene Description Language), et Turing-komplett språk med makro-støtte.
- RenderMan - En filmkvalitets gjengivelse utviklet av Pixar, brukt i filmer som Incredibles 2 og Avengers: Infinity War .
- Visionaray - En åpen kildekode-plattform, ray-tracing-bibliotek.
- YafaRay - En fri, åpen kildekode Monte Carlo ray tracer.
Tilleggsressurser
3d animasjon, CAD, Radiosity, Simulering, Programvarevilkår, TurboSquid