Vad är raycasting?

Introduktion till raycasting.

Raycasting är en metod för att fastställa hur ljuset träffar ögat (eller kameran) i en virtuell scen. Med 3D-grafik efterliknar raycasting digitala ljusstrålar som skickas från betraktarens perspektiv till den digitala miljön. Strålarna korsar objekt i scenen och, baserat på var skärningspunkterna är och respektive objekts egenskaper, hjälper raycasting dig att fastställa färger och ljusstyrka på pixlarna på skärmen.

Raycasting är kritiskt för rendering och visualisering eftersom det ger ett realistiskt ljus. Tekniken simulerar hur ljuset interagerar med objekt i den verkliga världen i en digital miljö som medger enastående realistiska karaktärer, objekt och scener.

Raycastingens historia.

Raycasting är en grundläggande teknik för modern 3D-design men tekniken är flera decennier gammal. På 1960-talet utforskade dataforskare metoder för att simulera hur ljuset interagerar med ytor för en realistisk bildgenerering. På 1980-talet skrev Turner Whitted en rapport om rekursiv raytracing som populariserat tekniken. Konceptet för att hantera speglingar och refraktioner genom att rekursivt skicka strålar – något som verkligen ändrat spelreglerna för raycasting.

John Carmack populariserade raycasting på tidigt 1990-tal med spelet ”Wolfenstein 3D”, som använde sig av raycasting för att skapa ett 3D-perspektiv i en 2D-värld. På 2000-talet blandades raycasting med rastrering för att stötta rendering i realtid i digitala simuleringar. Idag utvecklar företag hårdvaruaccelererad raytracing som tänjer gränserna för vad som är möjligt.

Tillämpningar i verkligheten.

Raycasting är utmärkt för videospel men har också andra viktiga tillämpningar:

1. Medicinsk bildbehandling. Raycasting renderar volumetriska data från CT- och MRI-skanningar. Det ger sjukvården detaljerade 3D-bilder som förbättrar den diagnostiska noggrannheten.
2. Visualisering av arkitektur. Arkitekter använder sig av raycasting för att förutsäga hur ljuset interagerar med deras utrymmen. Det är särskilt användbart för att fastställa hur solljuset belyser rum under olika tider på dagen eller året.
3. Virtuell verklighet (VR). VR använder sig av raycasting för detektering av interaktioner, inklusive ögonfixering och objektmarkering. Det ger en mer immersiv användarupplevelse.
4. Spel. Raycasting är viktigt för design av videospel eftersom det ger stöd för realistiska, interaktiva miljöer. Videospel använder sig av raycasting i olika syften, inklusive rendering och detektering av kollisioner. Spel som Doom Eternal och Cyberpunk 2077 är bara några få exempel på hur raycasting fungerar.

Volumetrisk raycasting.

Volumetrisk raycasting går ett steg längre än vanlig raycasting. Tekniken använder sig av volumetriska data som 3D-texturer och datauppsättningar. Vid vanlig raycasting sammanfaller strålarna med ytor, medan volumetrisk raycasting tar prover på data i hela miljön. Det är praktiskt i tillämpningar som medicinsk bildbehandling där modellen visualiserar 3D-data från CT- eller MRI-skanningar.

Raycasting jämfört med andra renderingstekniker.

Adobe Substance 3D är en kreativ svit för att generera, modifiera och stilisera 3D-modeller. Raycasting är en stor del i Substance 3D, och hjälper till med texturbakning, eller hur ljuset interagerar med digitala material. Utöver Substance 3D:s svit med 3D-verktyg gör raycasting det möjligt att skapa detaljerade, noggranna texturer för mycket realistiska 3D-modeller.

Låt oss ta en titt på hur raycasting fungerar jämfört med andra renderingstekniker:

1. Raycasting. Den här metoden fastställer graden av synlighet genom att skicka strålar från betraktaren till scenen.
2. Rastrering. Den här 3D-modelleringstekniken konverterar geometriska former till pixlar för visning. Den används brett till grafik i realtid för videospel.
3. Raytracing. Detta är en avancerad form av raycasting. Den simulerar vägen för ljusstrålarna när de går genom en scen. Raytracing (strålföljning) skapar mycket realistiska bilder men har en hög beräkningskostnad.

Komma igång med raycasting.

Här kommer en snabbguide om hur du kan komma igång med raycasting:

1. Förstå grunderna. Lär dig vad ljusstrålarna är och hur de fungerar liksom hur de sammanfaller med objekten i en scen.
2. Börja med enkla scener. Om du är nybörjare kan du börja med grundläggande former som sfärer och plan. Använd enkla skuggtekniker för att ge ett djup i dessa objekt. Du får se hur alternativen påverkar skuggor, speglingar och refraktioner i scenen.
3. Gå vidare till komplexa scener. När du väl har fått en känsla för dem kan du införliva fler objekt och material.

Det här hjälper dig att komma igång men glöm inte att fortsätta att förkovra dig med färdigheter inom raycasting. Onlinesjälvstudiekurser, communities och guider från Adobe Substance 3D kommer att stärka dina färdigheter över tiden.

Upplev skillnaden: raycasting med Adobe Substance.

Raycasting skapar mer realistiska digitala scener genom att efterlikna verklig belysning i digitala miljöer. Från medicinsk bildbehandling till videospel – raycasting för in verklighet i den digitala tidsåldern. Bygg upp dina egna enastående bilder: experimentera med raycasting i Adobe Substance 3D nu.