Ray Tracing

Ray Tracing adalah metode untuk menghitung jalan gelombang atau partikel melalui suatu sistem. Ray Tracing atau yang dikenal dengan Ray Casting, menjelaskan hal yang terlihat dari permukaan dengan mengikuti gambaran cahaya dari sinar yang berasal dari penglihatan mata kita terhadap objek di layar. Ray Tracing adalah teknik rendering grafik tiga dimensi dengan interaksi sinar yang kompleks.

Ray tracing dilakukan dalam dua bentuk yang berbeda :

• Ray Tracing (physics), yang digunakan untuk menganalisis sistem optik.
• Ray Tracing (graphics), yang digunakan untuk generasi gambar 3D.

Ray Tracing (physics)

Dalam fisika, ray tracing adalah metode untuk menghitung jalan gelombang atau partikel melalui suatu sistem dengan berbagai propagasi daerah kecepatan, penyerapan karakteristik, dan mencerminkan permukaan. Dalam keadaan ini, permukaan gelombang dapat menekuk, mengubah arah, atau mencerminkan permukaan, dengan analisis yang rumit. Ray tracing memecahkan masalah dengan mempercepat idealisasi berkas sempit secara berulang-ulang yang disebut dengan ray yang melalui suatu medium dengan sejumlah diskrit. Masalah sederhana dapat dianalisis dengan menyebarkan beberapa sinar dengan menggunakan matematika sederhana. Analisis yang lebih detailnya dapat dilakukan dengan menggunakan komputer untuk menyebarkan banyak sinar.

Ray tracing telah digunakan dalam lingkungan produksi untuk off-line rendering selama beberapa dekade sekarang – yaitu rendering yang tidak perlu menyelesaikan seluruh adegan dalam waktu kurang dari beberapa milidetik. Tentu saja kita tidak boleh men-generalisasi dan membiarkan pengguna mengetahui bahwa beberapa implementasi raytracer telah mampu menekan tanda “interaktif”. Sekarang juga disebut “real-time ray tracing”, yaitu bidang yang sangat aktif sekarang, karena sudah dianggap sebagai hal yang besar bahwa akselerator 3D perlu dipercepat. Raytracer sungguh menyukai daerah-daerah yang kualitas refleksinya penting. Banyak efek yang tampaknya sulit dicapai dengan teknik lain yang sangat alami menggunakan raytracer : refleksi, pembiasan, kedalaman bidang, tingginya tingkat kualitas bayangan. Tentunya hal tersebut tidak selalu berarti bahwa raytracer cepat.

Contoh:

Contoh pembuatan ray tracing biasanya dalam pembuatan gambar 3D, agar gambar tersebut terkesan lebih fotorealistis.
Dalam dunia nyata, kita dapat melihat benda dikarenakan ada cahaya yang dipantulkan oleh benda tersebut.
Jadi efek cahaya sangat berpengaruh untuk menghidupkan suatu gambar agar lebih terkesan realistis.
Di sinilah peran ray tracing, sebab ray tracing mampu mensimulasi berbagai efek optis, seperti pemantulan cahaya, pembiasan, maupun penyerapan cahaya.
Pembuatan gambar 3D, seperti pada film animasi, atau game komputer dengan tampilan 3D, menggunakan proses ray tracing.

Ray tracing menjelaskan hal yang terlihat daripermukaan dengan mengikuti gambaran cahaya dari sinar yang berasal dari penglihatan mata kita terhadap obyek dilayar. sebagai sebuah metode rendering pertama kali digunakan pada tahun 1980 untuk pembuatan gambar tiga dimensi agar memiliki hasil yang lebih fotorealistis.

Menurut pendapat kami, ray tracing adalah metode yang paling dan harus kita mengerti dalam sebuah penggambaran. Hal ini didasarkan pada pemikiran bahwa kita dapat merancang pentulan-pantulan dengan mengikuti beruylang-ulang jalur cahaya ketika cahaya itu memenuhi lingkungann.

Ray tracing memiliki algoritma dasar yang bersifat rekursif dan dapat digambarkan dengan sebuah pohon. Metode ini menggunakan algoritma pencarian melebar dalam prosesnya.

Setiap simpul menyatakan objek yang ada dalam model yang telah ditentukan sebelumnya. Jumlah objek dapat berbeda-beda, tergantung dari deklarasi dalam kode program. Meskipun setiap objek memiliki sifat permukaan yang berbeda-beda, ketiga sifat dasar cahaya tetap berpengaruh pada benda dengan kadar yang berbeda-beda. Untuk menentukan warna apa yang akan ditampilkan oleh setiap pixel yang membentuk gambar, digunakan algoritma pencarian melebar. Algoritma pencarian melebar yang juga dikenal dengan nama BFS (Broadth First Search) adalah salah satu algoritma traversal untuk graf selain pencarian mendalam atau DFS (Depth First Search).

Proses ray tracing yang prosesnya dapat digambarkan sebagai sebuah pohon sebenarnya dapat diselesaikan dengan algoritma yang lain, yakni algoritma pencarian runut balik. Tetapi, jika dianalisis lebih lanjut, penggunaan algoritma runut balik justru kurang efisien untuk kasus ini, karena setiap kali simpul dimatikan, perlu proses lain untuk naik ke simpul di atasnya dan membangkitkan anak-anak simpul lain hingga seluruh anak simpul dibangkitkan. Proses naik ke simpul sebelumnya membuat proses pencarian menjadi lama.

Tujuan dari ray tracing ini adalah menentukan warna pada tiap-tiap piksel dengan memperhitungkan gejala-gejala optik di dunia nyata, seperti pemantulan cahaya, interseksi (irisan) cahaya dengan benda tembus pandang berbagai bentuk, serta bayangan yang dihasilkan.

Ada dua konsep dasar yang harus Anda perhatikan dalam ray tracing ini, yaitu: kita dapat melihat benda karena benda tersebut memantulkan cahaya; jika sinar menabrak permukaan benda maka dapat terjadi 3 hal, yaitu penyerapan, pemantulan, dan pembiasan. Ada pula 3 efek umum yang terjadi pada proses ray tracing, yaitu penyerapan, pemantulan, dan pembiasan cahaya. Di sini pemahaman kita mengenai fisika optik harus digali lagi.

Teknik Rendering Pada Malam Hari

Untuk mengikutinya Anda harus mengetahui dasar-dasar 3ds max dan vray.

1. Natural Light
Langkah pertama adalah untuk memilih gambar latar belakang dari langit. Pada contoh ini saya menggunakan gambar seperti di bawah ini :


Sekarang menempatkan gambar yang diinginkan ke dalam lingkungan slot (3d max dari lingkungan slot, bukan dalam vray's). Vray dalam pengaturan, check global cahaya, pilih lightcache untuk kedua bouncing, irradiance peta untuk SD (Anda juga dapat menggunakan kekuatan kasar, tetapi akan memakan waktu lebih lama untuk membuat). Dalam global beralih tab, pastikan bahwa "standar lampu" adalah dicentang.

Last but not least pergi ke slot vray lingkungan dan memeriksa "GI lingkungan (kaca atap) menimpa. Dalam slot di samping kanan menaruh lerengan (biru tua di atas slot, yang ringan di tengah biru dan oranye atau ungu pucat di posisi yang lebih rendah).



Jika anda menekan render, Anda akan berakhir dengan sesuatu seperti ini:




2) Menambahkan lampu buatan di dalam
Anda sebagai pemberitahuan, hal ini juga mulai terlihat seperti satu malam rendering, tetapi pada saat ini ia tidak pencahayaan buatan sehingga ruang terlihat sepi.

Kami akan mulai dengan menambahkan vray lampu di dalam rumah, untuk mensimulasikan pencahayaan buatan.
Satu hal penting yang perlu diingat pada saat ini adalah cahaya buatan yang dapat terlihat berbeda dari satu kasus lainnya, tergantung pada berbagai faktor (intensitas, suhu warna, ukuran ruang yang sebenarnya lit, dll) sehingga Anda tidak perlu meletakkan sumber cahaya dan contoh itu seluruh tempat. Menjadi kreatif dan bermain dengan parameter seperti intensitas multipliers, filter warna, dll
Untuk adegan ini saya telah menggunakan lampu bulat vray dengan intensitas multipliers bervariasi 1-2, filter dengan warna orange, kuning dan biru tints radius dan berbeda untuk masing-masing.



Jika anda menekan lain menyebabkan Anda akan berakhir dengan sesuatu yang sangat mirip dengan berikut ini.



3) simulasi cahaya buatan "tersebar" dari dalam
Sekarang kita memiliki cahaya di dalam rumah, tetapi tidak ringan tampaknya "keluar" cukup. Oleh karena itu kita akan menempatkan vray planar hanya lampu di depan jendela, yang menunjuk ke arah luar, seperti pada gambar.



Hit lain tes rendering dan Anda harus memiliki sesuatu yang mirip dengan di bawah ini membuat:



4) Menambahkan lampu buatan di halaman
Kami memperoleh menuatu. Apa yang tidak tepat pada saat ini adalah kenyataan bahwa halaman terlalu gelap. Tergantung pada adegan tersebut, Anda mungkin harus eksterior pencahayaan Fixtures (seperti cahaya yang saya posting ada di tempat ini), atau bahkan yang menerangi spotlights eksterior bangunan. Jika Anda tidak memiliki instruksi khusus untuk ini, Anda dapat menempatkan lampu somewhere di belakang kamera, sehingga Anda memberikan kesan bahwa ruang menerima cahaya dari sumber tetangga (lampu jalan, lampu mobil, atau bahkan bangunan lainnya).

Ini di tempat tertentu, lampu untuk menambahkan cahaya lampu taman kecil posting harus cukup.
Pertama saya ada yang ditugaskan mereka dengan bahan vraylight lerengan peta; daripada saya telah menempatkan vray lampu bulat atas masing-masing. Untuk setiap cahaya vray di halaman saya yang dikecualikan pencahayaan posting di bawah ini. Ini adalah jenis yang palsu, namun pada akhirnya tampaknya kanan, and that's all that matters. (Jika anda ingin melakukannya lagi "akurat" melihat tutorial kap lampu juga).



Menekan tes pada tahap ini menyebabkan anda harus mendapatkan sesuatu seperti ini:

Kesimpulan
Rendering yang luar pada malam hari dapat menjadi sangat rumit. Pendekatan yang terbaik menurut pendapat saya adalah untuk bawa oleh sistematis dimulai dengan cahaya alami, dan menambahkan lampu buatan satu per satu selama proses. Jika tidak, Anda dapat menemukan sendiri hilang tidak tahu di mana Anda melakukan sesuatu yang salah.
Saya tidak bisa cukup menekankan betapa pentingnya adalah untuk memiliki beberapa contoh arsitektur profesional fotografi di tangan dan melihat mereka di setiap tahap proses.
Berikut adalah beberapa panduan umum yang selalu diingat ketika saya melakukan malam rendering:

1) Bahkan pada malam hari saat jendela loteng masih memuntahkan bayangan yang halus.
2) Jangan membuat langit hitam 100%; seharusnya mempunyai baik biru atau warna ungu.
3) Jika tidak ada lampu buatan di lapangan, langit akan selalu terang dan tanah akan "meminjam" yang kebiru-biruan atau warna ungu dari langit
4) lampu adalah campuran ungu gelap / kebiru-biruan tints di bagian atas dan orange / kuning di atas tanah dan bangunan (s). Yang karena cahaya alami blends dengan sumber cahaya buatan yang ditempatkan di lapangan.
5) warna yang lebih jenuh dalam satu malam rendering bahwa dalam satu siang hari.
6) Artificial sumber cahaya yang halus berseri sekelilingnya.
7) Jika Anda memiliki "benda bergerak" dalam scene, jangan takut untuk menggunakan motion blur. Jika Anda tahu sedikit tentang fotografi, Anda akan menyadari bahwa pada waktu malam fotografer menggunakan tinggi eksposur kali ketika mereka menargetkan arsitektur pelajaran; ini menyebabkan semua hal bergerak di sekitar (mobil, orang, dll) untuk tampil dengan gerakan blur.

PS : Thanks to Dody ardiansyah..