O que é ray casting?

Introdução ao ray casting.

Ray casting é uma técnica que calcula como a luz será capturada pelo olho (ou câmera) em um ambiente virtual. Nos gráficos 3D, o ray casting simula a emissão de feixes digitais de luz da perspectiva do observador em direção ao ambiente digital. Os raios encontram objetos na cena e, dependendo das interseções e das características dos objetos, o ray casting define a cor e o brilho dos pixels na tela.

A técnica é fundamental para renderização e visualização, pois proporciona uma iluminação realista. Ela simula como a luz interage com objetos do mundo real em um ambiente digital, o que permite a criação de personagens, objetos e cenas surpreendentemente realistas.

História do ray casting.

O ray casting é uma técnica essencial para o design 3D contemporâneo, embora a tecnologia já exista há décadas. Na década de 1960, cientistas da computação começaram a investigar métodos para simular a interação da luz com as superfícies, visando a geração de imagens realistas. Nos anos 1980, Turner Whitted escreveu um artigo sobre ray tracing recursivo, o que contribuiu para popularizar essa técnica. Whitted revolucionou o ray casting ao introduzir reflexões e refrações recursivas com lançamentos de raios.

John Carmack popularizou a técnica no início dos anos 1990 com o jogo Wolfenstein 3D, que utilizava essa técnica para criar uma perspectiva 3D em um mundo 2D. Nos anos 2000, as técnicas de ray casting foram combinadas com a rasterização para possibilitar a renderização em tempo real em simulações digitais. Atualmente, as empresas estão desenvolvendo o traçado de raios acelerado por hardware, que está ultrapassando os limites do que é possível.

Aplicações práticas.

O ray casting é excelente para videogames, mas também tem diversas outras aplicações importantes, tais como:

1. Imagens médicas. O ray casting renderiza dados volumétricos de tomografias computadorizadas e ressonâncias magnéticas. Isso fornece aos profissionais da área médica imagens 3D detalhadas que melhoram a precisão dos diagnósticos.
2. Visualizações arquitetônicas. Os arquitetos usam o ray casting para prever como a luz vai interagir com os espaços. Sua utilidade se destaca ao calcular como a luz solar incidirá em ambientes em variados momentos do dia ou do ano.
3. Realidade virtual (VR). A realidade virtual usa o ray casting para detecção de interação, incluindo rastreamento de olhar e seleção de objetos. Isso cria uma experiência de usuário mais imersiva.
4. Jogos. O ray casting é importante para o design de videogames porque é compatível com ambientes realistas e interativos. É usado em videogames para diversos fins, como renderização e detecção de colisão. Jogos como Doom Eternal e Cyberpunk 2077 são apenas alguns exemplos do ray casting em ação.

Ray casting volumétrico.

O ray casting volumétrico vai além do ray casting padrão. Essa técnica usa dados volumétricos, como texturas 3D e conjuntos de dados. No ray casting convencional, os raios interceptam superfícies. No ray casting volumétrico, os dados são coletados em todo o espaço. Essa abordagem é útil em imagens médicas, permitindo visualizar dados 3D de tomografias computadorizadas ou ressonâncias magnéticas.

Ray casting versus outras técnicas de renderização.

O Adobe Substance 3D é um conjunto criativo para gerar, modificar e estilizar modelos 3D. Ray casting é uma parte importante do Substance 3D, ajudando na criação de texturas e na interação da luz com materiais digitais. Além do conjunto de ferramentas 3D do Substance 3D, o ray casting possibilita a criação de texturas detalhadas e precisas para modelos 3D altamente realistas.

Vamos comparar o ray casting com outras técnicas de renderização:

1. Ray casting. Esse método determina a visibilidade lançando raios do visualizador para a cena.
2. Rasterização. Essa técnica de modelagem 3D converte formas geométricas em pixels para exibição. Essa técnica é amplamente usada em gráficos em tempo real para videogames.
3. Traçado de raios. Essa é uma forma avançada de ray casting. Ela simula o trajeto dos raios de luz à medida que atravessam uma cena. O traçado de raios cria imagens altamente realistas, mas tem um custo computacional elevado.

Introdução ao ray casting.

Veja um guia rápido sobre como começar a usar o ray casting:

1. Entenda o básico. Entenda o que são os raios, como funcionam e como se cruzam com objetos em uma cena.
2. Comece com cenas simples. De início, comece com formas básicas como esferas e planos. Aplique técnicas básicas de sombreamento para conferir profundidade a esses objetos. Você verá como essas escolhas influenciam sombras, reflexos e refrações na cena.
3. Passe a usar cenas complexas. Depois de dominar a técnica, inclua mais objetos e materiais.

Embora seja um bom começo, continue aprimorando suas habilidades de ray casting. Use os tutoriais, comunidades e guias online do Adobe Substance 3D para aprimorar suas habilidades ao longo do tempo.

Veja a diferença: ray casting com o Adobe Substance.

O ray casting cria cenas digitais mais realistas ao simular a iluminação do mundo real dentro de ambientes digitais. De imagens médicas a videogames, o ray casting traz a realidade para a era digital. Crie os próprios visuais impressionantes: teste o ray casting no Adobe Substance 3D agora mesmo.