ما هو تعقب الأشعة؟

مقدمة في تعقب الأشعة.

يعد تعقب الأشعة طريقة لتحديد كيفية وصول الضوء إلى العين (أو الكاميرا) في مشهد افتراضي. باستخدام الرسومات ثلاثية الأبعاد، يحاكي تعقب الأشعة إرسال حزم الضوء الرقمية من منظور المشاهد إلى البيئة الرقمية. ستتقاطع الأشعة مع العناصر الموجودة في المشهد، واستنادًا إلى مكان حدوث التقاطعات وخصائص كل عنصر، يساعدك تعقب الأشعة على تحديد لون وسطوع وحدات البكسل على الشاشة.

يعد تعقب الأشعة أمرًا بالغ الأهمية للعرض والتصور لأنه يخلق إضاءة واقعية. تحاكي هذه التقنية كيفية تفاعل الضوء مع الأشياء في العالم الحقيقي في بيئة رقمية، مما يسمح بشخصيات وعناصر ومشاهد واقعية بشكل مذهل.

تاريخ تعقب الأشعة.

يعد تعقب الأشعة تقنية أساسية للتصميم ثلاثي الأبعاد الحديث، لكن هذه التقنية عمرها عقود. في الستينيات، اكتشف علماء الكمبيوتر طرقًا لمحاكاة كيفية تفاعل الضوء مع الأسطح لتوليد صور واقعية. في الثمانينيات، كتب تيرنر ويتيد ورقة بحثية عن تتبع الأشعة المتكرر والتي ساهمت في نشر هذه التقنية. لقد قدم مفهوم التعامل مع الانعكاسات والانكسارات عن طريق تعقب الأشعة بشكل متكرر - وهو تغيير حقيقي لقواعد اللعبة في تسليط الأشعة.

قام جون كارماك بنشر تقنية تعقب الأشعة في أوائل التسعينيات من خلال لعبة "Wolfenstein 3D"، والتي استخدمت تقنية تعقب الأشعة لتصميم منظور ثلاثي الأبعاد في عالم ثنائي الأبعاد. في العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، تم مزج تقنيات تعقب الأشعة مع التحويل إلى صورة نقطية لدعم العرض في الوقت الفعلي في عمليات المحاكاة الرقمية. واليوم، تعمل الشركات على تطوير تقنية تتبع الأشعة المتسارعة بالأجهزة، والتي تتجاوز حدود ما هو ممكن.

تطبيقات العالم الحقيقي.

يعد تعقب الأشعة أمرًا رائعًا لألعاب الفيديو، ولكن له أيضًا تطبيقات مهمة أخرى، مثل:

1. التصوير الطبي. يعرض تعقب الأشعة البيانات الحجمية من الأشعة المقطعية والتصوير بالرنين المغناطيسي. وهذا يمنح المتخصصين الطبيين صورًا ثلاثية الأبعاد مفصلة تعمل على تحسين دقة التشخيص.
2. التصورات المعمارية. يستخدم المهندسون المعماريون تقنية تعقب الأشعة للتنبؤ بكيفية تفاعل الضوء مع مساحاتهم. إنه مفيد بشكل خاص لتحديد كيفية إضاءة ضوء الشمس للغرف في أوقات مختلفة من اليوم أو السنة.
3. الواقع الافتراضي (VR) يستخدم الواقع الافتراضي تقنية تعقب الأشعة لاكتشاف التفاعل، بما في ذلك تتبع النظرات واختيار العناصر. وهذا يخلق تجربة مستخدم أكثر ثراءً.
4. الألعاب. تعتبر تقنية تعقب الأشعة مهمة لتصميم ألعاب الفيديو لأنها تدعم البيئات الواقعية والتفاعلية. تستخدم ألعاب الفيديو تعقب الأشعة لأغراض مختلفة، بما في ذلك العرض واكتشاف الاصطدام. ألعاب مثل Doom Eternal وCyberpunk 2077 هي مجرد أمثلة قليلة على تعقب الأشعة في العمل.

تعقب الأشعة الحجمي.

يتجاوز تعقب الأشعة الحجمي خطوة أبعد من تعقب الأشعة القياسي. تستخدم هذه التقنية بيانات حجمية، مثل الملمس ثلاثي الأبعاد ومجموعات البيانات. يتقاطع تعقب الأشعة القياسي مع الأسطح، في حين أن تعقب الأشعة الحجمي يأخذ عينات من البيانات في جميع أنحاء الفضاء. وهذا مفيد في تطبيقات مثل التصوير الطبي، حيث يتصور النموذج بيانات ثلاثية الأبعاد من الأشعة المقطعية أو التصوير بالرنين المغناطيسي.

تعقب الأشعة مقابل تقنيات العرض الأخرى.

Adobe Substance 3D عبارة عن مجموعة إبداعية لإنشاء نماذج ثلاثية الأبعاد وتعديلها وتصميمها. يعد تعقب الأشعة جزءًا كبيرًا من Substance 3D، والذي يساعد في تجهيز الملمس، أو كيفية تفاعل الضوء مع المواد الرقمية. بالإضافة إلى مجموعة الأدوات ثلاثية الأبعاد الخاصة بـ Substance 3D، فإن تقنية تعقب الأشعة تجعل من الممكن تصميم أنواع ملمس مفصلة ودقيقة لنماذج ثلاثية الأبعاد واقعية للغاية.

دعونا نلقي نظرة على كيفية مقارنة تقنية تعقب الأشعة بتقنيات العرض الأخرى:

1. تعقب الأشعة. تحدد هذه الطريقة مدى الرؤية عن طريق تعقب الأشعة من الناظر إلى داخل المشهد.
2. التحويل إلى صورة نقطية. تعمل تقنية تصميم نماذج ثلاثية الأبعاد هذه على تحويل الأشكال الهندسية إلى وحدات بكسل للعرض. يستخدم هذا على نطاق واسع في الرسومات في الوقت الفعلي لألعاب الفيديو.
3. تسليط الأشعة. هذا شكل متقدم من أشكال تعقب الأشعة. إنه يحاكي مسار أشعة الضوء أثناء انتقالها عبر المشهد. تسليط الأشعة يصمم صورًا واقعية للغاية، ولكن له تكلفة حسابية باهظة.

البدء في تعقب الأشعة.

فيما يلي دليل سريع لكيفية البدء باستخدام تقنية تعقب الأشعة:

1. افهم الأساسيات. التعرف على ماهية الأشعة وكيفية عملها وكذلك كيفية تقاطعها مع الأشياء الموجودة في المشهد.
2. ابدأ بمشاهد بسيطة. إذا كنت بدأت للتو، فابدأ بالأشكال الأساسية مثل الكرات والمسطحات. استخدم تقنيات تظليل بسيطة لإضفاء العمق على هذه العناصر. سترى كيف تؤثر هذه الاختيارات على الظلال والانعكاسات والانكسارات في المشهد.
3. توسع إلى المشاهد المعقدة. بمجرد الانتهاء من ذلك، قم بدمج المزيد من العناصر والمواد.

على الرغم من أن هذا سيساعدك على البدء، فلا تنس مواصلة الاستثمار في مهاراتك في استخدام الأشعة. ستعمل البرامج التعليمية والمجتمعات والأدلة عبر الإنترنت من Adobe Substance 3D على تحسين مهاراتك بمرور الوقت.

اختبر الفرق: تعقب الأشعة باستخدام Adobe Substance.

يُنشئ تعقب الأشعة مشاهد رقمية أكثر واقعية عن طريق محاكاة إضاءة العالم الحقيقي في المساحات الرقمية. من التصوير الطبي إلى ألعاب الفيديو، يجلب تعقب الأشعة الواقع إلى العصر الرقمي. صمم صورك المذهلة: جرّب تعقب الأشعة في Adobe Substance 3D الآن.