• Was ist der Unterschied zwischen 3D Visualisierung und Raytrace
  • 3D Visualisierung – die Raytracing-Methode
  • Die Technologie verbessert sich rapide, und Echtzeit-Raytracing wird bald eine zugängliche Realität sein.

 

 

Ich werde oft gefragt, was der Unterschied zwischen „Raytrace“ und anderen Render Optionen ist. Antworten auf diese Fragen könnten ganze Bücher und Webseiten füllen, aber ich werde eine sehr einfache Erklärung abgeben.

3D Rendering ist die Erstellung eines Bildes aus einem Modell, das mit einer 3D-Modellierungssoftware erstellt wurde. Bei der 3D Modellierung wird eine mathematische Darstellung eines dreidimensionalen Objekts erstellt. Sobald das 3D Modell erstellt ist, kann eine „Kameraansicht“ des Objekts aus einem beliebigen Winkel (daher der Begriff 3D Visualisierung) erstellt werden. Die Informationen aus dem 3D Modell werden in ein Rendering-Programm übertragen, um verarbeitet und als digitale Bilddatei ausgegeben zu werden. Dabei wird eine einfache Raster oder Scanline Rendering Methode verwendet. Gegenwärtige Prozessoren können diese Art von Rendering schnell und effizient, fast in Echtzeit, erzeugen.

„ Raytracing „ ist eine bestimmte Art von Rendering – Technik. Der Name bezieht sich auf die Art und Weise, wie der Computer das endgültige Bild erstellt, nämlich, indem er die Lichtquellen in der Szene analysiert und die Wege der Strahlen (Photonen) berechnet, die von diesen Lichtern erzeugt werden.

Das Ergebnis ist ein sehr realistisches Bild, das Reflexionen enthält, was zu Licht und Schatten führt, die denen der realen Welt nahe kommen. Raytracing-Algorithmen simulieren das Licht realistisch, während es zwischen verschiedenen Objekten hin- und her prallt. Dabei wird die genaue Farbe jedes Pixels anhand seiner Materialeigenschaften und der empfangenen Lichtmenge berechnet. Beim Raytracing können viele verschiedene Algorithmen zur Berechnung des endgültigen Farbtons eines Pixels herangezogen werden.

3D Visualisierung – die Raytracing-Methode

Die Raytracing-Methode verläuft entgegengesetzt zur normalen Lichtführung, da sie rückwärts abläuft und nur die Pfade der Photonen berechnet, die das Sichtfeld der Kamera tatsächlich schneiden. Dadurch wird der Prozess zwar effizienter, als wenn tatsächlich der Pfad jedes von jeder Lichtquelle in der Szene emittierten Photons verfolgt wird, es werden jedoch nicht immer die realistischsten Ergebnisse erzielt.

Andere Methoden, die sowohl augenbasierte als auch lichtbasierte Strahlengänge kombinieren, wie z. B. die Photonenkartierung und die bidirektionale Pfadverfolgung, können besonders bei Szenen mit indirekter Beleuchtung hervorragende Ergebnisse erzielen.

Das Rendern ist im Allgemeinen weniger zeit- und ressourcenintensiv als das Raytracing. Die Technologie verbessert sich jedoch rapide, und Echtzeit-Raytracing wird bald eine zugängliche Realität sein.

 

Ein Beitrag von: Elena Rurua – Visualisierungsbüro Wien

 

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