रे अनुरेखण बनाम वस्तु-आधारित प्रतिपादन?

Question

इंट्रो ग्राफिक्स पाठ्यक्रम में आमतौर पर एक परियोजना होती है जो आपको एक दृश्य प्रस्तुत करने के लिए एक किरण अनुरेखक बनाने के लिए कहती है। ग्रेड स्कूल में प्रवेश करने वाले कई ग्राफिक्स छात्रों का कहना है कि वे किरण अनुरेखण पर काम करना चाहते हैं। और फिर भी ऐसा लगता है कि रे ट्रेसिंग स्थानों में एक मृत क्षेत्र है जैसे कि SIGGRAPH आदि।

क्या किरण अनुरेखण वास्तव में सभी वांछित रोशनी इत्यादि के साथ एक दृश्य को सही तरीके से प्रस्तुत करने का सबसे अच्छा तरीका है, और क्या यह किरण ट्रेलरों का सिर्फ धीमा (गैर-संवादात्मक) प्रदर्शन है जो उन्हें निर्बाध बनाता है, या कुछ और है?

Comments

शायद रे-ट्रेसिंग एक किया हुआ सौदा है।

— डेव क्लार्क

मुझे लगता है कि प्रश्न शीर्षक को संपादित करने की आवश्यकता है, रेटरेंसिंग एक पिक्सेल-आधारित रेंडरर है, शायद इसे 'रेअटरेंसिंग बनाम ऑब्जेक्ट-बेस्ड रेंडरिंग' या '

— रेस्ट्रेंटिंग

मैं शीर्षक संशोधित करूंगा।

— सुरेश

@DaveClarke: निश्चित नहीं कि इसका क्या मतलब है?

— सुरेश

करने के लिए कोई और अधिक शोध - मुझे कठबोली से बचना चाहिए।

— डेव क्लार्क

Answer 1

रेटरिंग एक बहुत अच्छा और सहज ज्ञान युक्त एल्गोरिथ्म है, और यह एक शारीरिक रूप से यथार्थवादी दृश्य का वर्णन करने की तुलना में अधिक विस्मयकारी तरीका है, लेकिन:

• रेटरिंग धीमा है, विशेष रूप से यदि आप अधिक यथार्थवादी प्रभावों को लागू करना चाहते हैं जो इसे रेखांकन (जैसे कि अपवर्तन, प्रतिबिंब, गति धुंधला, नरम छाया) से अलग करते हैं क्योंकि यह प्रति पिक्सेल बहुत अधिक किरणों का निर्माण करता है।
• अधिकांश लोग वास्तविक और नकली प्रभावों के बीच अंतर नहीं बता सकते हैं, जो मुझे लगता है कि प्रमुख बिंदु है। एक व्यावहारिक प्रतिपादन एल्गोरिदम का लक्ष्य सबसे कुशल तरीके से एक दृश्य का फोटोरिलेस्टिक प्रतिनिधित्व करना है, और अभी रैस्टराइजेशन, हालांकि बहुत से हैक्स का उपयोग करता है, यह बहुत अच्छी तरह से पूरा करता है।
• रैस्टराइज़ेशन रेंडर की तुलना में रेअटरिंग की कई अन्य व्यावहारिक सीमाएँ हैं: खराब एंटी-अलियासिंग और विस्थापन मैपिंग, सीमित इंस्टेंसिंग आदि।

यहां तक ​​कि गैर-इंटरैक्टिव अनुप्रयोगों में, जैसे कि फिल्में, Raytracing का उपयोग अपनी सीमाओं के बहुत कम उपयोग किया जाता है। पिक्सर ने केवल कारों में रेस्ट्रिंग का उपयोग करना शुरू किया, और केवल कुछ विशिष्ट प्रतिबिंब प्रभावों के लिए ( फिल्म 'कार्स के लिए रे ट्रेसिंग )।

यहाँ एक उत्कृष्ट लेख है जो Raytracing की वर्तमान स्थिति और इसके फायदे और नुकसान के बारे में अधिक विस्तार से वर्णन करता है: Ray Tracing के राज्य (खेल में) ।

Answer 2

बेसिक रे ट्रेसिंग में परिवेशी प्रकाश से संबंधित एक बड़ी समस्या है। अधिकांश रोशनी मॉडल परिवेश प्रकाश को एक स्थिर कारक के रूप में मानते हैं जो ईथर को व्याप्त करते हैं। जबकि किरण अनुरेखण कंप्यूटिंग प्रतिबिंबों के लिए बहुत अच्छा है, यह संख्यात्मक अस्थिरता और जटिल सतह चौराहे परीक्षणों से ग्रस्त है। रे ट्रेसिंग अच्छी तरह से हार्डवेयर त्वरित प्रतिपादन के साथ नहीं खेल सकते हैं क्योंकि किसी विशेष पिक्सेल के लिए रोशनी का निर्धारण करने में पुनरावृत्ति एक प्रमुख रोल निभाता है। मूल किरण अनुरेखण कम्प्यूटेशनल रूप से बहुत महंगा है।

रेडियोसिटी परिवेश प्रकाश को बेहतर तरीके से संभालती है कि यह वातावरण में सभी वस्तुओं को प्रकाश स्रोतों के रूप में मानती है, एक प्रकाश मॉडल का उत्पादन करती है जो किसी तरह से किरण अनुरेखण से अधिक यथार्थवादी है। एक रेडियोलॉजी समाधान के साथ एक दृश्य में बहुभुज की एक निश्चित संख्या होती है, और गणना हार्डवेयर त्वरण के लिए उत्तरदायी है।

अंतत: किरण अनुक्रमण एक दृश्य को प्रस्तुत करने का सबसे अच्छा तरीका नहीं है, लेकिन यह एक अच्छी प्रतिपादन रणनीति का एक घटक है। उच्च लागत कम्प्यूटेशनल लागत और खराब परिवेश प्रकाश किरण अनुरेखण के खिलाफ प्रमुख हमले हैं। एक शोध विषय के रूप में काम जारी है , लेकिन हार्डवेयर त्वरण पर ध्यान केंद्रित किया जा रहा है।

Comments

ध्यान दें कि रेडियोसिटी करने के सबसे सामान्य तरीकों में से एक (विशेष रूप से, रेडियोसिटी और सामान्य रेडिएशन कार्यों के किसी भी विशिष्ट पहलुओं को संभालने) किरण अनुरेखण शामिल है! दरअसल, रे ट्रेसिंग और रेडियोसिटी दोनों प्रतिपादन समीकरण के लिए अनुमानित हैं।

— स्टीवन स्टडनिक

सच है। एक बुनियादी रेडियोसिटी (एक ऑक्सीमोरोन के लिए कैसा है?) दृष्टिकोण को विशिष्टता और प्रतिबिंब के लिए किरण की तरह कुछ चाहिए।

— जॉन पर्किवल हैकवर्थ

Answer 3

मैं यह नहीं कहूंगा कि किरण-अनुरेखण / पथ-अनुरेखण मर चुका है ... यदि कुछ भी हो, तो इस क्षेत्र में कई संबंधित एल्गोरिदम की अंतर्निहित समानता के कारण क्षेत्र में लोकप्रिय रुचि का पुनरुत्थान हुआ है जीपीयू-आधारित सिस्टम जो प्रति सेकंड लाखों किरणों की गणना करने की अनुमति देता है। यह जोड़ा गया कि रेंडरिंग पाइपलाइन में लचीलापन है कि CUDA और OpenCL जैसी अधिक सामान्य भाषाएं सक्षम हैं जो डेवलपर्स को GPU के समानांतर कार्यक्षमता का लाभ उठाने की अनुमति देता है, बिना प्रारंभिक GPGPU तकनीकों जैसे OpenGL ग्राफिक्स पाइपलाइन का उपयोग किए बिना। निरंतर पथ-अनुरेखण अनुसंधान के कुछ उल्लेखनीय मुख्य-धारा उदाहरणों में शामिल हैं:

• इंटेल एडवांस्ड रेंडर ग्रुप में डैनियल पोहल और अन्य का शोध
• एनवीडिया का ऑप्टिक्स इंजन
• इस पिछले साल SIGGRAPH में मोंटे कार्लो छवि संश्लेषण पर एक जोड़े के पाठ्यक्रम के साथ-साथ फोटॉन घनत्व अनुमान तकनीकों में नवीनतम पर चर्चा शामिल थी।

अंत में, आपके पास वैश्विक रोशनी की समस्या के लिए अनुकूलन तकनीकों में जाने के लिए बहुत सारे शोध हैं, जिसमें बिंदु-आधारित वैश्विक रोशनी, फोटॉन मैपिंग और संबंधित अनुकूलन, उन्नत स्वरूप मॉडलिंग (डेटा-संचालित विधियों सहित), विकिरण कैशिंग, आदि शामिल हैं।