Bu işlem sırasında, eğer bulunan cisim yansıtma özelliğine sahipse veya saydam ise, ışının bu cisimle etkileşimi sonucu yansıma veya kırılma gerçekleşebilir. Yansıma veya kırılma durumlarında, ışının çarptığı ilk cismin rengi de dikkate alınarak son renk hesaplanır. Bu sayede, her pikselin gerçekçi bir şekilde aydınlatılması ve gölgelendirilmesi mümkün olur. Yansıma ve kırılma özellikleri, materyallerin gerçek dünyadaki davranışlarına daha yakın bir şekilde simüle edilerek foto-gerçekçi görüntüler elde edilir. Ray Tracing, özellikle film endüstrisinde, animasyon stüdyolarında ve son zamanlarda oyun grafiklerinde kullanılarak görsel kaliteyi önemli ölçüde artırmıştır. Bu süreç, bir boyama modeli kullanılarak gerçekleştirilir; örneğin, Phong boyama modeli gibi. Boyama modeli, nesnelerin yüzey özelliklerini (aydınlatma, yansıma, gölgeler vb.) tanımlayan matematiksel bir modeldir. Işın izleme, bu boyama modelini kullanarak her pikselin rengini belirler, böylece gerçekçi ve detaylı görüntüler elde edilir. Işın izleme, özellikle yüksek kaliteli ve foto-gerçekçi görseller elde etmek amacıyla kullanılır. Ancak, hesaplama yoğun bir işlem olduğu için genellikle güçlü bilgisayar sistemleri veya özel donanım gerektirebilir. Son yıllarda, donanım hızlandırıcıları ve gelişmiş algoritmalar sayesinde, gerçek zamanlı ray tracing uygulamaları da geliştirilmeye başlanmıştır.

Bazı temel amaçları:

Görsel Kalite ve Gerçekçilik: Işın izleme, görsel kalite ve gerçekçilik açısından yüksek standartlar sağlar. Geleneksel yöntemlere kıyasla daha gerçekçi aydınlatma, yansımalar, gölgeler ve materyal özellikleri elde etme konusunda daha başarılıdır.

Film ve Animasyon: Film endüstrisi ve animasyon stüdyoları, sahneleri oluşturmak ve daha gerçekçi görüntüler elde etmek için genellikle ışın izleme tekniklerini kullanır. Bu, görsel efektlerin daha etkileyici ve doğal görünmesini sağlar.

Oyun Grafikleri: Son zamanlarda, oyuncular arasında gerçek zamanlı ray tracing kullanılan oyunlar popüler hale gelmiştir. Işın izleme, oyun grafiklerinde gerçekçi aydınlatma, yansımalar ve gölgeler sunarak oyun deneyimini geliştirebilir.

Işın izleme, genellikle bilgisayar grafikleri ve görselleştirme alanındaki profesyonel uygulamalarda kullanılan bir tekniktir ve daha geniş bir kullanım yelpazesiyle gerçek dünya simülasyonlarından eğlence endüstrisine kadar birçok alanda etkili bir şekilde kullanılabilir.

Nasıl Çalışır?

Işığın Yayılması (Light Propagation): İlk adım, ışığın kaynaktan çıkıp sahnedeki nesnelere nasıl yayıldığını modellemektir. Işığın doğrudan veya dolaylı olarak nesnelere çarpması durumu göz önüne alınır.

Işık ve Yüzey Etkileşimi (Light-Surface Interaction): Işık, bir nesnenin yüzeyine çarptığında, bu etkileşimin sonucunda ışığın nesnenin rengi, yansıma, kırılma ve sahip olduğu diğer optik özelliklerle nasıl etkileşime girdiği modellenir. Bu aşamada, materyal özellikleri ve yüzeyin geometrisi dikkate alınır.

Gözün Konumu ve Görüntü Oluşturma (Eye Position and Image Formation): Göz, sahneyi gözlemek üzere belirli bir konumda bulunur. Ray tracing, bu göz noktasından çıkarak her bir piksel için ışınları takip eder. Bu ışınlar, sahneden yansıyan veya kırılan ışıkları simgeler ve bir kamera tarafından algılanır.

Işın İzleme (Ray Tracing): Temelde, her bir piksel için bir ışın çizilir. Bu ışın, sahnede diğer nesnelerle etkileşime girer. Eğer ışın bir yüzeye çarparsa, bu çarpmanın sonuçları hesaplanır (örneğin, yansıma veya kırılma). Bu hesaplamalar, sahnedeki diğer yüzeylerle etkileşimlerle birlikte, görüntünün renk ve parlaklık özelliklerini belirler.

Gölgeler ve Yansımaların Hesaplanması (Shadow and Reflection Computation): Işık kaynağından nesnelere ulaşan ışınlar, gölgelerin ve yansımaların oluşumunu belirler. Yansımalar genellikle aynı zamanda yansıyan yüzeylerin özelliklerini dikkate alarak hesaplanır.