Kas yra spindulių metimas?

Įvadas į spindulių metimą.

Spindulių metimas – tai metodas, skirtas nustatyti, kaip šviesa pateks į akis (arba kamerą) virtualioje scenoje. Naudojant 3D grafiką, spindulių metimas imituoja skaitmeninių šviesos spindulių siuntimą iš žiūrovo perspektyvos į skaitmeninę aplinką. Spinduliai susikerta su scenos objektais ir, atsižvelgiant į susikirtimo vietas bei kiekvieno objekto savybes, spindulių metimas padeda nustatyti ekrano pikselių spalvą ir ryškumą.

Spindulių metimas labai svarbus atvaizdavimui ir vizualizacijai, nes jo dėka sukuriamas tikroviškas apšvietimas. Šiuo metodu skaitmeninėje aplinkoje imituojama, kaip šviesa sąveikauja su realaus pasaulio objektais, todėl galima sukurti stulbinamai tikroviškus veikėjus, objektus ir scenas.

Spindulių metimo istorija.

Spindulių metimas yra esminis šiuolaikinio 3D dizaino metodas, tačiau ši technologija yra dešimtmečių senumo. XX a. septintajame dešimtmetyje kompiuterių mokslininkai tyrinėjo metodus, kaip imituoti šviesos sąveiką su paviršiais, kad būtų galima sukurti tikrovišką vaizdą. Aštuntajame dešimtmetyje Turneris Whittedas parašė straipsnį apie rekursyvųjį spindulių metimą, kuris išpopuliarino šią techniką. Jame buvo pateikta atspindžių ir lūžių tvarkymo rekursyviai metant spindulius koncepcija – tai iš tiesų pakeitė žaidimo taisykles.

Johnas Carmackas išpopuliarino spindulių metimą dešimtojo dešimtmečio pradžioje su žaidimu „Wolfenstein 3D“, kuriame buvo naudojamas spindulių metimas siekiant sukurti 3D perspektyvą 2D pasaulyje. 2000-aisiais spindulių metimo metodai buvo sujungti su rasterizavimu, kad būtų galima realiuoju laiku atvaizduoti skaitmenines simuliacijas. Šiandien bendrovės kuria aparatinės įrangos spartinamąjį spindulių sekimą, kuris praplečia galimybių ribas.

Pritaikymo realiame pasaulyje sritys.

spindulių liejimas puikiai tinka vaizdo žaidimams, tačiau jis turi ir kitų svarbių pritaikymo sričių, pvz.:

1. Medicininis vaizdavimas. Taikant spindulių metimo metodą, atvaizduojami tomografijos ir magnetinio rezonanso tomografijos duomenys. Taip medicinos specialistai gauna detalius 3D vaizdus, kurie pagerina diagnostikos tikslumą.
2. Architektūros vizualizacijos Architektai naudoja spindulių metimą, norėdami numatyti, kaip šviesa sąveikaus su jų erdvėmis. Tai ypač naudinga nustatant, kaip saulės šviesa apšvies patalpas skirtingu dienos ar metų laiku.
3. Virtualioji realybė (VR). VR srityje spindulių metimas naudojamas sąveikai nustatyti, įskaitant žvilgsnio sekimą ir objektų pasirinkimą. Taip sukuriama labiau įtraukianti naudotojo patirtis.
4. Žaidimai. Spindulių metimas yra svarbus vaizdo žaidimų projektavimui, nes padeda kurti tikroviškas, interaktyvias aplinkas. Vaizdo žaidimuose spindulių metimas naudojamas įvairiais tikslais, įskaitant atvaizdavimą ir susidūrimų aptikimą. Tokie žaidimai kaip „Doom Eternal“ ir „Cyberpunk 2077“ – tai tik keletas spindulių metimo pavyzdžių.

Tūrinis spindulių metimas.

Tūrinis spindulių metimas yra dar vienu žingsniu toliau nei standartinis spindulių metimas. Šiuo metodu naudojami tūriniai duomenys, pavyzdžiui, 3D tekstūros ir duomenų rinkiniai. Standartiniame spindulių metimo modelyje spinduliai kerta paviršius, o tūrinis spindulių metimas apima duomenis visoje erdvėje. Tai naudinga tokiose taikomosiose programose kaip medicininis vaizdavimas, kai modelis vizualizuoja 3D duomenis iš KT ar MR nuotraukos.

Spindulių metimas ir kiti atvaizdavimo būdai.

„Adobe Substance 3D“ yra kūrybinis rinkinys, skirtas 3D modeliams kurti, keisti ir stilizuoti. Spindulių metimas yra svarbi „Substance 3D“ dalis, padedanti kurti tekstūras, arba kaip šviesa sąveikauja su skaitmeninėmis medžiagomis. Be „Substance 3D“ trimačių įrankių rinkinio, spindulių metimas leidžia kurti išsamias ir tikslias tekstūras labai realistiškiems 3D modeliams.

Apžvelkime, kaip spindulių metimas lyginamas su kitais atvaizdavimo būdais:

1. Spindulių metimas. Šiuo metodu matomumas nustatomas metant spindulius iš žiūrovo į sceną.
2. Rastravimas. Šiuo3D modeliavimo metodugeometrinės figūros paverčiamos pikseliais, kad būtų rodomos. Jis plačiai naudojamas realaus laiko grafikoje vaizdo žaidimuose.
3. Spindulių sekimas. Tai patobulinta spindulių metimo forma. Metodas imituoja šviesos spindulių kelią, kai jie keliauja per sceną. Naudojant spindulių sekimą, kuriami labai tikroviški vaizdai, tačiau jis reikalauja didelių skaičiavimo sąnaudų.

Darbo su spindulių metimu pradžia.

Pateikiame trumpą vadovą, kaip pradėti naudoti spindulių metimą.

1. Supraskite pagrindus. Sužinokite, kas yra spinduliai ir kaip jie veikia, taip pat kaip jie susikerta su scenos objektais.
2. Pradėkite nuo paprastų scenų. Jei tik pradedate, pradėkite nuo pagrindinių figūrų, pavyzdžiui, sferų ir plokštumų. Naudokite paprastus šešėliavimo būdus, kad suteiktumėte šiems objektams gylio. Pamatysite, kaip šie pasirinkimai veikia šešėlius, atspindžius ir lūžius scenoje.
3. Pereikite prie sudėtingų scenų. Kai tai įvaldysite, įtraukite daugiau objektų ir medžiagų.

Nors tai padės jums pradėti, nepamirškite ir toliau investuoti į spindulių metimo įgūdžius. Internetinės Internetinės mokymo priemonės, bendruomenės ir „Adobe Substance 3D“ vadovai laikui bėgant patobulins jūsų įgūdžius.

Patirkite skirtumą: spindulių metimas su „Adobe Substance“.

Spindulių metimas sukuria tikroviškesnes skaitmenines scenas, imituodamas realaus pasaulio apšvietimą skaitmeninėse erdvėse. Nuo medicininių vaizdų iki vaizdo žaidimų – spindulių metimas perkelia tikrovę į skaitmeninę erą. Kurkite savo nuostabius vaizdus: eksperimentuokite su spindulių metimu programoje „Adobe Substance 3D“ dabar.