Статья 2384

Алгоритмы, наиболее сложные с вычислительной точки зрения и позволяющие строить наиболее реалистичные изображения с учетом как отражения, так и преломления света, называются алгоритмами трассирования лучей.

По существу, в этих алгоритмах отслеживаются индивидуальные световые лучи, чтобы определить, какие из них оканчиваются в точке наблюдения и как они оказываются там. Для того чтобы не иметь дела с бесконечным числом лучей, исходящих из источника света, лучи прослеживают в обратном направлении, с началом в каждом пикселе. Всякий луч, выходящий из точки наблюдения и проходящий через пиксел, проецируется назад до пересечения с поверхностью. Затем обратное трассирование отраженного луча продолжается, чтобы определить, пришел ли этот луч от источника света или он является результатом отражения от другого объекта. В случае прозрачной поверхности должен быть также отслежен и второй, преломленный луч. Каждый луч на самом деле необходимо проверить на пересечение с каждым объектом. В конечном счете лишь небольшой процент лучей имеет предшественников, исходящих из источника света. Существуют новые методы, позволяющие учитывать отражение и преломление диффузного света, однако они все еще очень дороги с вычислительной точки зрения.
Для формирования фактуры поверхности могут использоваться различные модели, вносящие локальные нерегулярности. Для отображения двумерного узора на поверхность можно воспользоваться узором, образованным значениями интенсивности, чтобы промодулировать интенсивности, вычисленные при помощи алгоритмов закраски и затенения. В некоторых из самых последних работ, посвященных синтезу изображений, рассматриваются такие эффекты, как глубина поля, расплывчатость очертаний у движущихся объектов и реалистичное представление объектов природы, где проявляется как статистическая регулярность, так и нерегулярность.