Například, sledování paprsku může být použito ve filmu, protože obrazy mohou být vyrobeny v postprodukci, tak mít hodně času. Naopak videohry vyžadují rychlejší vykreslování obrázků; takže sledování paprsku není tou nejlepší volbou.
Software nazvaný tracer tracer simuluje cestu jednotlivých světelných paprsků z virtuálního světelného zdroje do virtuálního objektivu fotoaparátu. Virtuální světelný paprsek může procházet volumetrickou atmosférou, jako je mlha nebo kouř, a může působit například na povrchy materiálu, jako je kov, sklo nebo voda. Každý z těchto objektů jsou navrženy a modelovány umělci a inženýry, aby ovlivnili vzhled scény, jak ji vykreslil tracer. Vysílačy pokročilých paprsků mohou použít další výpočty, jako je interreflection, radiosita a žíraviny, aby simulovaly komplexní chování světla.
Jak dlouho to trvá?
Trasování paprsků může generovat vysoce realistické obrazy, ale je finančně nákladné a proto velmi pomalé. Každý statický snímek počítačově animovaného filmu Monsters University, který vydal Pixar v roce 2013, si například vyžádal na renderování 29 hodin. Při 24 snímcích za sekundu má 110 minutový film přibližně 160 000 snímků. Pixar využil masivní renderovací farmy k distribuci výpočtů, dokončení v několika měsících. Film by na jednom počítači zabral čtyři a půl milionu hodin - 524 let - aby dokončil vykreslování.
Ne všechny renderery jsou ray tracery
Protože počítání trvá dlouho, často se pro konečné vykreslování používá sledování paprsku. Intermediální nebo náhledové vykreslování se často provádí s „levnějšími“ vykreslovači, které rychle produkují méně kvalitní obraz. Například Blender používá Renderer cyklů k provádění trasování paprsků, nebo Blender Internal Renderer k rychlému vykreslení nefotorealistických obrazů.
Sledování paprsků na GPU
Trasování paprsků tradičně provádí CPU, nikoli GPU. Hardware GPU je navržen tak, aby vyčerpal co nejvíce FPS (snímků za sekundu), aby se zlepšily grafické aplikace v reálném čase, jako jsou videohry. Naopak, sledování paprsku je obvykle pomalý proces, který obětuje rychlost fotorealistické kvality v reálném čase. Software pro sledování paprsku proto nebyl navržen tak, aby fungoval na hardwaru GPU, a hardware GPU nebyl navržen tak, aby mohl provádět sledování paprsku.
Nicméně, 13. srpna 2018, NVidia oznámila jeho novou Turing grafickou architekturu zpracování, schopný provádět sledování paprsku v reálném čase. První GPU, které používají architekturu Turing, Quadro RTX, by měly být vydány na konci roku 2018.
Software pro sledování paprsku
Níže jsou uvedeny příklady softwaru pro sledování paprsku, který je k dispozici ke stažení nebo nákupu.
- Autodesk 3ds max - Proprietární 3D modelování, animace a aplikace pro vykreslování, zaměřené především na uživatele CAD, jako jsou architekti.
- Autodesk Maya - Podobně jako 3ds max, ale se zaměřením na animaci postav.
- Blender - volný, open-source 3D modelování, animace a aplikace renderování.
- Bryce - fraktálový generátor krajiny představený v roce 1994.
- Kino 4D - 3D modelování, animace, a aplikace vykreslování s procedurálními efekty pro filmmakers a pohybové grafické umělce, inzeroval jak snadno se učit.
- Houdini - plně-představoval 3D animační aplikaci představovat simulovanou fyziku, dynamiku tekutiny a volumetric simulace. Omezená verze s názvem Houdini Apprentice je pro studenty a nadšence k dispozici zdarma.
- Lightwave - 3D CGI aplikace, která byla použita vytvořit grafiku pohybu, speciální efekty a videohry.
- LuxCoreRender je bezplatný open-source renderer pro Windows, macOS a Linux.
- POV-Ray (Persistence of Vision Raytracer) je bezplatný open-source renderer, který vytváří obrazy z SDL (Scene Description Language), jazyka Turing-complete s podporou makra.
- RenderMan - film-kvalitní renderer vyvinutý Pixar, použitý ve filmech takový jak Incredibles 2 a Avengers: Infinity válka .
- Visionaray - An otevřený-zdroj, cross-platformní paprsková sledovací knihovna.
- YafaRay - volný, open-source Monte Carlo ray tracer.
Dodatečné zdroje
3D animace, CAD, Radiosita, Simulace, Softwarové podmínky, TurboSquid