बहुत से ShaderToy डेमो दृश्य को प्रस्तुत करने के लिए रे मार्चिंग एल्गोरिथम साझा करते हैं, लेकिन वे अक्सर बहुत कॉम्पैक्ट शैली के साथ लिखे जाते हैं और मुझे कोई भी सीधा उदाहरण या स्पष्टीकरण नहीं मिल सकता है।
तो रे मार्चिंग क्या है? कुछ टिप्पणियों से पता चलता है कि यह स्फियर ट्रेसिंग का रूपांतर है। ऐसे दृष्टिकोण के कम्प्यूटेशनल फायदे क्या हैं?
जवाबों:
वे सॉल्वरों के एक ही परिवार से संबंधित हैं, जहां क्षेत्र अनुरेखण किरण मार्चिंग की एक विधि है, जो परिवार का नाम है।
Raymarching एक ऐसी तकनीक है जो पारंपरिक रीक्रिएटिंग की तरह है, जहां सतह फ़ंक्शन को हल करना आसान नहीं है (या संख्यात्मक पुनरावृत्तियों के बिना असंभव है)। री-इंटरेंसिंग में आप केवल रे चौराहे को देखते हैं, जबकि रे मार्चिंग में आप आगे (या पीछे-पीछे) मार्च करते हैं जब तक कि आपको चौराहा नहीं मिल जाता है, आपके पास पर्याप्त नमूने हैं या जो भी इसे हल करने की कोशिश कर रहा है। सतह खोजने के लिए एक न्यूटन-रफसन विधि की तरह इसे सोचने की कोशिश करें, या एक अलग कार्य को एकीकृत करने के लिए योग करें।
यह उपयोगी हो सकता है यदि आप:
चित्र 1 : सतह खोजने के लिए पारंपरिक किरण मार्चिंग
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क्षेत्र ट्रेसिंग एक संभव रे मार्चिंग एल्गोरिथ्म है। सभी राईमार्चिंग लाभकारी तरीके इस पद्धति का उपयोग नहीं करते हैं, क्योंकि वे इस तरह की योजना में परिवर्तित नहीं हो सकते हैं।
स्फीयर ट्रेसिंग का उपयोग निहित सतहों के प्रतिपादन के लिए किया जाता है । एक निरंतर कार्य के कुछ स्तर पर निहित सतहों का निर्माण होता है। संक्षेप में समीकरण को हल करना
F(X,Y,Z) = 0
प्रत्येक बिंदु पर इस फ़ंक्शन को कैसे हल किया जा सकता है, इस कारण से कोई भी आगे बढ़ सकता है और सबसे बड़े संभावित क्षेत्र का अनुमान लगा सकता है जो वर्तमान मार्च चरण को फिट कर सकता है (या यदि बिल्कुल यथोचित रूप से सुरक्षित नहीं है)। आप तब जानते हैं कि अगले मार्च की दूरी कम से कम इतनी बड़ी है। इस तरह से आप इस प्रक्रिया को तेज करने के लिए अनुकूली किरण अग्रसर कर सकते हैं।
चित्र 2 : एफ़र ट्रेसिंग * एक्शन नोट में कि स्टेप साइज़ कैसे अनुकूल है
अधिक जानकारी के लिए देखें:
* शायद 2d में इसे सर्कल ट्रेसिंग कहा जाना चाहिए :)
रे मार्चिंग एक पुनरावृत्त किरण चौराहा परीक्षण है जिसमें आप एक किरण के साथ कदम उठाते हैं और चौराहों के लिए परीक्षण करते हैं, आमतौर पर ठोस ज्यामिति वाले चौराहों को खोजने के लिए उपयोग किया जाता है , जहां अंदर / बाहर के परीक्षण तेज होते हैं।
राहत बनावट के साथ जेंडरिंग ज्यामिति से छवियाँ
एक निश्चित चरण का आकार बहुत सामान्य है यदि आपको वास्तव में पता नहीं है कि एक चौराहा कहाँ हो सकता है, लेकिन कभी-कभी रूट खोज विधियों जैसे कि एक बाइनरी या सेकेंट खोज का उपयोग किया जाता है। अक्सर एक निश्चित चरण आकार का उपयोग पहले चौराहे को खोजने के लिए किया जाता है, उसके बाद एक द्विआधारी खोज। मैं पहली बार प्रति पिक्सेल विस्थापन मानचित्रण तकनीकों में किरण मार्चिंग के दौरान आया था। नॉन-हाइट-फील्ड सरफेस डिटेल्स का रिलीफ मैपिंग एक अच्छा रीड है!
यह आमतौर पर स्पेस लीपिंग के साथ प्रयोग किया जाता है, एक त्वरण तकनीक जहां कुछ प्रीप्रोसेसिंग एक सुरक्षा दूरी देता है जिसे आप किरण को बिना ज्यामिति को काटे, या बेहतर तरीके से बिना किसी अवरोध के, और फिर ज्यामिति को छोड़ते हुए आगे बढ़ सकते हैं ताकि आप इसे याद न करें। उदाहरण के लिए, कोन स्टेप मैपिंग, और रिलैक्स कोन स्टेप मैपिंग।
क्षेत्र का पता लगाने का तात्पर्य एक अंतर्निहित किरण-क्षेत्र चौराहे के परीक्षण से हो सकता है, लेकिन यह @joojaa उल्लेखों के रूप में, जॉन विलियम हार्ट द्वारा स्पेस लीपिंग तकनीक का नाम भी है, और विलियम डोनली द्वारा उपयोग किया जाता है ( पेर-पिक्सेल डिस्लेमेंट मैपिंग विथ डिस्टेंस फ़ंक्शंस ), जहां एक 3 डी बनावट एनोड क्षेत्र में मौजूद है, जिसमें रेडी का आरेख होता है।