Распределенная трассировка лучей , также называемая распределенной трассировкой лучей и стохастической трассировкой лучей , представляет собой усовершенствованную версию трассировки лучей , которая позволяет визуализировать « мягкие» явления.
Традиционная трассировка лучей использует одиночные лучи для выборки множества различных доменов. Например, когда вычисляется цвет объекта, трассировка лучей может отправить один луч к каждому источнику света в сцене. Это приводит к резким теням, поскольку нет возможности для источника света быть частично перекрытым (другой способ сказать это — все источники света являются точечными и имеют нулевую площадь). Традиционная трассировка лучей также обычно порождает один луч отражения и один луч пропускания на пересечение. В результате отраженные и прошедшие изображения идеально (и обычно нереалистично) резкие.
Распределенная трассировка лучей устраняет эти ограничения путем усреднения нескольких лучей, распределенных по интервалу. Например, мягкие тени могут быть визуализированы путем распределения теневых лучей по области источника света. Глянцевые или размытые отражения и передачи могут быть визуализированы путем распределения отражательных и пропускающих лучей по телесному углу относительно направления зеркального отражения или передачи. Добавление «мягких» явлений к изображениям с трассировкой лучей таким образом может значительно улучшить реализм, поскольку резкие явления, визуализируемые обычной трассировкой лучей, почти никогда не наблюдаются в реальности. [ необходима цитата ]
Более продвинутые эффекты также возможны с использованием той же структуры. Например, глубина резкости может быть достигнута путем распределения источников лучей по области линзы. В анимированной сцене размытие движения может быть смоделировано путем распределения лучей во времени. Распределение лучей в спектре позволяет визуализировать эффекты дисперсии , такие как радуги и призмы .
Математически, чтобы оценить уравнение рендеринга , необходимо оценить несколько интегралов . Обычная трассировка лучей оценивает эти интегралы, выбирая значение подынтегральной функции в одной точке домена, что является очень плохим приближением, за исключением узких доменов. Распределенная трассировка лучей выбирает подынтегральную функцию во многих случайно выбранных точках и усредняет результаты для получения лучшего приближения. По сути, это применение метода Монте-Карло к трехмерной компьютерной графике , и по этой причине также называется « стохастической трассировкой лучей». Трассировка пути — это метод рендеринга, который объединяет все эти домены интегрирования в один высокоразмерный домен и выбирает его унифицированным образом.
Термин распределенная трассировка лучей также относится к применению методов распределенных вычислений к трассировке лучей. Два решения этой двусмысленности — это термин распределенная трассировка лучей для техники рендеринга или термин параллельная трассировка лучей в отношении параллельных вычислений .