Как работает технология ray tracing для оптимизации игрового мира?

Ray Tracing (трассировка лучей) — технология построения 3D-изображения, которая позволяет достичь высокого уровня реалистичности благодаря имитации физики поведения света и теней. 1

Процесс работы технологии включает несколько этапов: 1

1. Поиск пересечений. 1 Каждый луч проверяется на пересечение с объектами 3D-сцены. 1 В точке пересечения луча и объекта вычисляются параметры: координаты, нормаль поверхности, материал и т. д.. 1
2. Расчёт освещения. 1 В точке пересечения определяется освещённость поверхности на основе свойств материала и источников света. 1 Учитываются эффекты прямого освещения, отражений, преломлений и затенения. 1
3. Генерация вторичных лучей. 1 Для симуляции отражений и преломлений света генерируются вторичные лучи из точек пересечения. 1 Направление вторичных лучей определяется законами отражения и преломления света. 1
4. Затенение и освещение. 1 Для расчёта теней испускаются тестовые лучи из точки пересечения к источникам света. 1 Если тестовый луч блокируется другими объектами сцены, точка считается затенённой. 1 Мягкие тени достигаются путём испускания множества тестовых лучей к площадным источникам света. 1
5. Интеграция цвета. 1 Финальный цвет пикселя вычисляется путём интеграции (усреднения) цветовых вкладов всех лучей, прошедших через этот пиксель. 1 При необходимости применяются пост-эффекты, такие как тональная компрессия, размытие или глубина резкости. 1

В итоге технология Ray Tracing создаёт реалистичную картинку с точки зрения освещения: тени находятся там, где должны быть, а поверхности освещены так, как это было бы в реальном мире. 4