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George Rigato
Vinicius Alves
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Definição
Como Funciona?
Algoritmo Básico
Foto realismo
Realismo
Raios Secundários
Desempenho
Paralelização
Complexidade Algorítmica
Técnicas Avançadas de RT
Comparações
Bibliografia
Definição
 Algoritmo de Síntese de Imagem
 Mais Foto Realismo
 Menos Desempenho
 Dificuldade em aliar alta qualidade e desempenho
 Mais adequado em Cinema, Televisão, Efeitos
Especiais, Maquetes Eletrônicas
Como funciona?
 Custoso calcular a trajetória da maioria dos raios de luz
emitidos
 Inverte-se o processo
 Os poucos raios de luz saem dos olhos do observador
transpassam a tela e colidem com certos objetos
 Pixels são pintados da cor desses objetos
Como Funciona?
Foto Realismo
Foto Realismo
Raios Secundários
 Ponto de colisão dos raios primários emite:
 Raios de Sombra
 Raios de Reflexão
 Raios de Refração
 Também chamado de ray tracing recursivo
Raios Secundários
Raio Sombra
Reflexões e Refrações
Desempenho
 75% a 95% calculando intersecção com objetos
 Rotinas de intersecção raio-objetos afetam
significativamente a eficiência do algoritmo
 Impossibilidade de realizar cálculo a partir da fonte
luminosa
 Independência dos raios permite paralelização
Desempenho
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Quake IV – Ray Tracing
Complexidade Algorítmica
 Imagem de resolução u * u
 n objetos
 Complexidade = O (n * (u * u))
 Para raios Primários
Complexidade Algorítmica
 Imagem de 512 * 512
 100 Objetos
 Média de 10 fp por objeto
 Temos:
 ~262.000.000 de operações de ponto flutuante
 Computadores domésticos < 108 Giga flops
Técnicas Avançadas de RT
 Sólidos Limitantes(Bounding Volumes)
 Antialiasing
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 Ray Tracing Distribuído
 Penumbra
 Reflexão Borrada
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Comparações
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Ray Tracing
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Bibliografia
1. DA SILVA, Fernando Wagner Vilela – Introdução ao Ray Tracing –
COPPE/UFRJ http://www.visgraf.impa.br/Data/RefBib/PS_PDF/silva94/rt.pdf
2. Wikipédia – Imagens Slide 4 - http://pt.wikipedia.org/wiki/POV-Ray http://pt.wikipedia.org/wiki/Ray_tracing
3. MANSSOUR, Isabel Harb, COHEN, Marcelo – Introdução a
Computação Gráfica – Faculdade de Informática, PUCRS
http://www.inf.pucrs.br/~manssour/Publicacoes/TutorialSib2006.pdf
4. NERY, Alexandre Solon – GRIDRT: Uma arquitetura paralela para ray
tracing utilizando volumes uniformes, 2010 – UFRJ
http://fenix3.ufrj.br/60/teses/coppe_m/AlexandreSolonNery.pdf
5. BEZERIANOS, Anastasia – Using Projection to Accelerate Ray
Tracing, 2001 – University of Toronto http://www.dgp.toronto.edu/~anab/publications/ut-masters-
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Ray Tracing

  • 1. ISIGS - 2010 George Rigato Vinicius Alves
  • 2. Conteúdo Definição Como Funciona? Algoritmo Básico Foto realismo Realismo Raios Secundários Desempenho Paralelização Complexidade Algorítmica Técnicas Avançadas de RT Comparações Bibliografia
  • 3. Definição  Algoritmo de Síntese de Imagem  Mais Foto Realismo  Menos Desempenho  Dificuldade em aliar alta qualidade e desempenho  Mais adequado em Cinema, Televisão, Efeitos Especiais, Maquetes Eletrônicas
  • 4. Como funciona?  Custoso calcular a trajetória da maioria dos raios de luz emitidos  Inverte-se o processo  Os poucos raios de luz saem dos olhos do observador transpassam a tela e colidem com certos objetos  Pixels são pintados da cor desses objetos
  • 8. Raios Secundários  Ponto de colisão dos raios primários emite:  Raios de Sombra  Raios de Reflexão  Raios de Refração  Também chamado de ray tracing recursivo
  • 10. Desempenho  75% a 95% calculando intersecção com objetos  Rotinas de intersecção raio-objetos afetam significativamente a eficiência do algoritmo  Impossibilidade de realizar cálculo a partir da fonte luminosa  Independência dos raios permite paralelização
  • 13. Complexidade Algorítmica  Imagem de resolução u * u  n objetos  Complexidade = O (n * (u * u))  Para raios Primários
  • 14. Complexidade Algorítmica  Imagem de 512 * 512  100 Objetos  Média de 10 fp por objeto  Temos:  ~262.000.000 de operações de ponto flutuante  Computadores domésticos < 108 Giga flops
  • 15. Técnicas Avançadas de RT  Sólidos Limitantes(Bounding Volumes)  Antialiasing  Efeito “escada” – Aliasing  Ray Tracing Distribuído  Penumbra  Reflexão Borrada  Translucência
  • 20. Bibliografia 1. DA SILVA, Fernando Wagner Vilela – Introdução ao Ray Tracing – COPPE/UFRJ http://www.visgraf.impa.br/Data/RefBib/PS_PDF/silva94/rt.pdf 2. Wikipédia – Imagens Slide 4 - http://pt.wikipedia.org/wiki/POV-Ray http://pt.wikipedia.org/wiki/Ray_tracing 3. MANSSOUR, Isabel Harb, COHEN, Marcelo – Introdução a Computação Gráfica – Faculdade de Informática, PUCRS http://www.inf.pucrs.br/~manssour/Publicacoes/TutorialSib2006.pdf 4. NERY, Alexandre Solon – GRIDRT: Uma arquitetura paralela para ray tracing utilizando volumes uniformes, 2010 – UFRJ http://fenix3.ufrj.br/60/teses/coppe_m/AlexandreSolonNery.pdf 5. BEZERIANOS, Anastasia – Using Projection to Accelerate Ray Tracing, 2001 – University of Toronto http://www.dgp.toronto.edu/~anab/publications/ut-masters- thesis-times.pdf