El trazado de rayos es un método para representar imágenes gráficas de computadora tridimensionales (3D) para crear una imagen lo más realista posible. Este método se utiliza durante el renderizado y no afecta necesariamente la forma en que se modela o texturiza una escena u objeto. El proceso de renderizado generalmente involucra rayos que se generan para simular el camino que toma la luz cuando interactúa con los objetos, con el fin de analizar con mayor precisión cómo los objetos reflejarán, refractarán y absorberán la luz. El trazado de rayos puede crear escenas renderizadas de notable realismo, pero el proceso también es bastante intensivo en hardware y no se ha utilizado comúnmente para gráficos en tiempo real.
El proceso de crear una escena en 3D utilizando gráficos por computadora generalmente implica cuatro o cinco pasos principales: modelar los objetos, aplicar la iluminación y las posiciones de la cámara, animación si es necesario, crear y aplicar texturas a los objetos y luego renderizar la escena. Cada uno de estos pasos puede llevar mucho tiempo, y el proceso general generalmente consta de muchos más componentes de los que se analizan en este análisis. La etapa final de este proceso, el renderizado, es cuando se puede utilizar el trazado de rayos para hacer que el producto renderizado sea mucho más realista.
En el mundo real, las personas perciben los objetos a su alrededor debido a que la luz interactúa con esos objetos y luego es recibida por los ojos de las personas. La luz normalmente puede interactuar de cuatro formas principales: absorción, reflexión, refracción y fluorescencia. El trazado de rayos utiliza algoritmos bastante complejos para replicar este comportamiento y permitir que los objetos en una escena interactúen con la luz de la manera más realista posible. La persona o el equipo que crea una escena en 3D modela, texturiza y crea fuentes de luz y una cámara dentro de una escena, luego la renderización se puede realizar mediante el trazado de rayos.
En lugar de evaluar cómo la luz viaja desde una fuente de luz a los objetos e interactúa con esos objetos, a menudo es más fácil trabajar hacia atrás desde la cámara e imaginar la luz emitida por la cámara, interactuando con los objetos y finalmente terminando en la luz. fuente. Esto permite ignorar los rayos de luz que no serían capturados por la cámara, en lugar de desperdiciar poder de procesamiento en aspectos de la escena que no se renderizarán. El trazado de rayos traza de manera efectiva el camino que toman los rayos de luz cuando entran en contacto con los objetos en la escena, y luego traza los caminos finales que toman esos rayos cuando se acercan a la cámara en un plano bidimensional.
Este plano es la imagen que se crea y se muestra mediante el renderizado de trazado de rayos. La imagen resultante es mucho más realista con respecto a la iluminación y cómo la luz juega a través de objetos de varias formas y está hecha de materiales que son altamente reflectantes o refractivos. El vidrio, el metal pulido y el plástico pulido son todos tipos de materiales que pueden parecer mucho más realistas con este trazado que muchas otras formas de renderizado.
Sin embargo, el proceso de analizar estos rayos de luz es bastante laborioso y, históricamente, la mayoría de las computadoras no han tenido la capacidad de procesamiento para hacerlo. Esta es la razón por la que el trazado de rayos se ha utilizado principalmente para escenas renderizadas previamente en 3D, como imágenes fijas de automóviles para anuncios o escenas en una película. El renderizado en tiempo real para videojuegos, por otro lado, generalmente ha utilizado formas más simples de renderizado para permitir que la escena se renderice durante el juego.