Il Raytracing

Il Raytracing è un algoritmo per computer, appartenente alla categoria della “geometria ottica”, che permette di calcolare il tragitto percorso dalla luce seguendo la rifrazione dei raggi una volta che impattano le superfici, ideato da Turner Whitted nel 1979. Il termine Raytracing viene molto utilizzato anche per un preciso algoritmo di renderizzazione usato nel campo della computer grafica 3D. Questo tipo di rendering permette la generazione di ombre, riflessi e rifrazioni anche molto complessi, utilizzando il metodo di tracciamento dei raggi luminosi partendo dal punto di vista della telecamera invece che dalle sorgenti di luce presenti, come altri tipi di algoritmi invece fanno. Questo tipo di elaborazione di

immagini è uno dei migliori attualmente presenti e produce infatti maggior realismo rispetto ad altri algoritmi utilizzati per l’elaborazione di immagini come ad esempio il ray casting o lo scanline rendering; esso funziona in modo da tracciare all’inverso, il percorso che potrebbe aver seguito un certo raggio di luce prima di impattare una lente immaginaria; le scene, inoltre, vengono descritte matematicamente, di norma da parte di un programmatore o da un grafico, che fanno utilizzo di programmi specifici. Oltre che nel campo della computer grafica viene utilizzato anche per la modellazione di sistemi ottici, come microscopi, binocoli, canocchiali, lenti per fotocamere ecc…

I vantaggi di questo tipo di algoritmo sono dovuti soprattutto alla migliore simulazione realistica che riesce ad assicurare rispetto ad altri algoritmi come i già citati scanline rendering o ray casting; l’algoritmo permette infatti di generare effetti come la riflessione e l’ombra in modo dettagliato, difficilmente simulabili a questo livello tramite altri metodi.
Gli svantaggi possono essere individuati sicuramente nelle performance. Gli altri algoritmi già citati sono più veloci, ma producono comunque risultati più scadenti, mentre il Raytracing tratta ogni raggio di luce in modo separato, migliorando la qualità dell’immagine risultante, ma aumentando sostanzialmente il tempo di elaborazione dell’immagine stessa.

Il Raytracing tradizionale non è però necessariamente foto realistico, il vero fotorealismo si raggiunge quando la cosiddetta equazione di rendering è ben approssimata e vi è da dire che per la completa realizzazione dell’equazione sono necessarie risorse di computazione molto esigenti, così vengono in aiuto anche altri algoritmi come il photon mapping, basato anch’esso in alcuni punti sul Raytracing, che assicura ancora migliori risultati ad una minore richiesta di potenza computazionale.

Col passare del tempo sono stati fatti numerosi sforzi anche per portare il Raytracing in applicazioni real-time come i videogiochi.

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