Raytracing

Didier Collard en Simon Koolstra

Inhoud

• Wat is raytracing?• Waarom raytracing?• De scѐne• Rayintersectie• Licht• Reflectie en breking• Voorbeelden• Vragen?

Wat is raytracing?

• Techniek om een 3D scène om te zetten naar een 2D afbeelding

• Echt: Licht valt op ons oog

• Raytracing: Vanuit het oog kijken waar het licht vandaan komt

Wat is raytracing?• Proces:

– Ray afschieten door scherm naar scѐne– Wat raakt de ray?– Vanaf snijpunt verder kijken

Waarom raytracing?

• Model van werkelijkheid

• Erg realistisch

• Waarom niet?– Duurt lang

De scène

• Objecten beschrijven

• Voorbeeld: Bol– |p – c| = r– Bol afhankelijk van:• Middelpunt c• Straal r

Rayintersectie

• Punten op ray afhankelijk van:– Oorsprong o– Richtingsvector d– Parameter t

• Snijpunt berekenen:– p substitueren in vergelijking object– Bereken t

Licht

• Hoeveel licht wordt er vanaf een punt naar de camera weerkaatst?

• Afhankelijk van:– Inkomend licht– Weerkaasting: BRDF

• Rendervergelijking

2π

Licht

• Som van het licht van alle lichtbronnen:

Licht Proces:

Bepalen welke lichtbronnen het punt kunnen bereiken

Het weerkaatste licht berekenen met de som

Lichtbronnen

• Gedefinieerd door kleur c en sterkte ls

• Ambient, constant• Directional, afhankelijk van richting• Punt, afhankelijk van punt

AmbientDirectional Punt

Licht – Phong model

DiffuseAmbient Specular

Phong

• • Ambient deel• Diffuse deel• Specular deel

Reflectie

• Spiegelreflectie

• Hoek van inval = hoek van terugkaatsing

• Nieuwe ray in reflectierichting

Breking

• Wet van Snellius:

• Echt licht:

• Rays:

• Nieuwe ray in brekingsrichting

VoorbeeldenRaytracer zonder licht – Allereerste versie

Met belichting

Met reflectie Met breking en transparantie