Por ejemplo, el trazado de rayos se puede usar en la película porque las imágenes se pueden hacer en la postproducción, por lo que tienen mucho tiempo. Por el contrario, los videojuegos requieren una representación de imágenes más rápida; Así que el trazado de rayos no es la mejor opción.
El software llamado trazador de rayos simula el viaje de los rayos de luz individuales desde una fuente de luz virtual a una lente de cámara virtual. El rayo de luz virtual puede pasar a través de atmósferas volumétricas, como niebla o humo, e interactuar con superficies de materiales como metal, vidrio o agua, por ejemplo. Cada uno de estos objetos ha sido diseñado y modelado por artistas e ingenieros para afectar la apariencia de la escena tal como la representa el trazador de rayos. Los trazadores de rayos avanzados pueden aplicar cálculos adicionales como la interreflexión, la radiosidad y los cáusticos para simular comportamientos complejos de la luz.
¿Cuánto tiempo se tarda?
El trazado de rayos puede generar imágenes altamente realistas, pero es computacionalmente costoso y, por lo tanto, muy lento. Por ejemplo, cada fotograma fijo de la película animada por computadora Monsters University, lanzada por Pixar en 2013, requirió 29 horas para renderizarse. A 24 cuadros por segundo, la película de 110 minutos tiene aproximadamente 160, 000 cuadros. Pixar utilizó una granja de renderización masiva para distribuir el cálculo, completándolo en cuestión de meses. En una sola computadora, la película habría tardado cuatro millones y medio de horas (524 años) en terminar de renderizarse.
No todos los renderizadores son trazadores de rayos
Debido a que la computación toma mucho tiempo, el trazado de rayos se usa a menudo para el renderizado final. Los renders intermedios o de vista previa a menudo se realizan con renderizadores "más baratos", que producen rápidamente una imagen de menor calidad. Por ejemplo, Blender usa Cycles Renderer para realizar el trazado de rayos, o Blender Internal Renderer para renderizar rápidamente imágenes no fotorrealistas.
Trazado de rayos en la GPU
Tradicionalmente, el seguimiento de rayos se realiza por la CPU, no por la GPU. El hardware de una GPU está diseñado para bombear tantos FPS (fotogramas por segundo) como sea posible, para mejorar las aplicaciones gráficas en tiempo real, como los videojuegos. Por el contrario, el trazado de rayos suele ser un proceso lento, que sacrifica la velocidad en tiempo real por la calidad fotorrealista. Por lo tanto, el software de rastreo de rayos no ha sido diseñado para ejecutarse en hardware de GPU, y el hardware de GPU no ha sido diseñado para realizar un rastreo de rayos.
Sin embargo, el 13 de agosto de 2018, NVidia anunció su nueva arquitectura de procesamiento de gráficos Turing, capaz de realizar el trazado de rayos en tiempo real. Los primeros GPU que usaron la arquitectura Turing, el Quadro RTX, se lanzarán a finales de 2018.
Software de trazado de rayos
Los siguientes son ejemplos de software de rastreo de rayos disponibles para descargar o comprar.
- Autodesk 3ds max: una aplicación patentada de modelado, animación y renderización 3D, dirigida principalmente a usuarios de CAD, como arquitectos.
- Autodesk Maya: similar a 3ds max, pero con un enfoque en la animación de personajes.
- Blender: una aplicación de modelado, animación y renderización 3D de código abierto y gratuita.
- Bryce - Un generador de paisaje fractal introducido en 1994.
- Cinema 4D: una aplicación de modelado, animación y renderización 3D con efectos de procedimiento para cineastas y artistas de motion graphics, anunciada como fácil de aprender.
- Houdini: una aplicación de animación en 3D con todas las funciones que presenta simulaciones físicas, dinámica de fluidos y simulaciones volumétricas. Una versión limitada llamada Houdini Apprentice está disponible para que los estudiantes y entusiastas la utilicen de forma gratuita.
- Lightwave: una aplicación 3D CGI que se ha utilizado para crear gráficos en movimiento, efectos especiales y videojuegos.
- LuxCoreRender es un renderizador gratuito de código abierto para Windows, macOS y Linux.
- POV-Ray (The Persistence of Vision Raytracer) es un renderizador gratuito de código abierto que crea imágenes desde SDL (Scene Description Language), un lenguaje completo de Turing con soporte de macro.
- RenderMan: un renderizador de calidad cinematográfica desarrollado por Pixar, utilizado en películas como Incredibles 2 y Avengers: Infinity War .
- Visionaray: una biblioteca de seguimiento de rayos de código abierto y multiplataforma.
- YafaRay - Un trazador de rayos de Monte Carlo gratuito y de código abierto.
Recursos adicionales
Animación 3D, CAD, Radiosidad, Simulación, Términos de Software, TurboSquid