Raze volumetrice este o tehnică software (tehnică) în grafica computerizată tridimensională , concepută pentru a crea efectul razelor de lumină tridimensionale care trec prin mediul unei scene tridimensionale. [1] În lumea reală, efectul razelor tridimensionale este reprezentat de așa-numitul efect optic Tyndall , când razele luminoase trec printr-un nor de gaz, fum, praf, aerosoli sau vapori într-un spațiu întunecat. Când lumina trece printr-un astfel de mediu, razele de lumină „iluminează” particule de praf sau lichid care sunt dispersate în aer, în urma cărora se poate observa efectul „razelor volumetrice”. O altă manifestare a unui efect optic similar este razele crepusculare și anti-crepusculare .. Tehnica software a razelor volumetrice este concepută pentru a simula toate efectele optice de mai sus într-un mediu tridimensional. Este utilizat pe scară largă în cinematografie și modelare și randare 3D, precum și în aplicații interactive de grafică pe computer, inclusiv jocuri pe calculator .
Iluminatul volumetric necesită două componente: o hartă de umbră a spațiului iluminat și un tampon de adâncime. Pornind de la planul cel mai apropiat de camera virtuală, întreaga scenă este urmărită și valorile mostrelor (eșantioanelor) sunt scrise în buffer-ul de intrare. Pentru fiecare probă se face o determinare: dacă este iluminată sau nu de lumină de la sursa de lumină dorită ; pentru aceasta se folosesc date din harta umbră. Ca rezultat, doar mostrele iluminate afectează culoarea finală a pixelului. [2]
Pentru operarea în timp real, tehnica de mai sus necesită optimizare. O posibilă abordare de optimizare este redarea volumului iluminat la o rezoluție mult mai mică decât cea utilizată în contextul grafic original. Această abordare creează efecte de aliasing nedorite care pot fi eliminate prin aplicarea unui filtru de estompare . [2]
O altă tehnică de optimizare este redarea efectelor „inexacte”. Acest algoritm estompează obiectele luminoase departe de centrul sursei principale de lumină. Ca regulă generală, transparența este redusă treptat cu fiecare trecere de estompare, mai ales în scenele mai luminoase. Trebuie avut în vedere faptul că prezența unei surse de lumină pe ecran este necesară pentru ca acest algoritm să funcționeze. [3]