Volumetriska strålar är en mjukvaruteknik (teknik) inom tredimensionell datorgrafik , designad för att skapa effekten av tredimensionella ljusstrålar som passerar genom miljön i en tredimensionell scen. [1] I den verkliga världen representeras effekten av tredimensionella strålar av den så kallade optiska Tyndall-effekten , när ljusstrålar passerar genom ett moln av gas, rök, damm, aerosol eller ånga i ett mörkt utrymme. När ljus passerar genom ett sådant medium "belyser" ljusstrålarna partiklar av damm eller vätska som sprids i luften, som ett resultat av vilket effekten av "volymetriska strålar" kan ses. En annan manifestation av en liknande optisk effekt är skymning och anti-crepuskulära strålar . Programvarutekniken för volymetriska strålar är utformad för att simulera alla ovanstående optiska effekter i en tredimensionell miljö. Det används i stor utsträckning i kinematografi och 3D-modellering och rendering, såväl som i interaktiva datorgrafikapplikationer, inklusive datorspel .
Volumetrisk belysning kräver två komponenter: en skuggkarta över det upplysta utrymmet och en djupbuffert. Med utgångspunkt från planet närmast den virtuella kameran spåras hela scenen och värdena för proverna (proverna) skrivs till ingångsbufferten. För varje prov görs en bestämning: om den är upplyst av ljus från den önskade ljuskällan eller inte; för detta används data från skuggkartan. Som ett resultat påverkar endast de upplysta proverna den slutliga färgen på pixeln. [2]
För drift i realtid kräver ovanstående teknik optimering. En möjlig optimeringsmetod är att återge den upplysta volymen med en mycket lägre upplösning än den som används i det ursprungliga grafiksammanhanget. Detta tillvägagångssätt skapar oönskade aliaseffekter som kan elimineras genom att använda ett oskärpafilter . [2]
En annan optimeringsteknik är att göra "felaktiga" effekter. Denna algoritm suddar bort lysande föremål från mitten av huvudljuskällan. Som en allmän regel minskas transparensen gradvis för varje oskärpa, särskilt i mer ljusa scener. Man bör komma ihåg att närvaron av en ljuskälla på skärmen är nödvändig för att denna algoritm ska fungera. [3]