Säteenjäljityksen

Säteenjäljitys, suomeksi myös säteenseuranta, on tietokonegrafiikan tekniikka, jota käytetään realistisen valaistuksen ja heijastusten luomiseen kolmiulotteisissa kuvissa. Se jäljittää valonsäteiden kulkua kuvapisteestä taaksepäin valonlähteisiin päin. Kun säde kohtaa pinnan, se heijastuu, taittuu tai absorboituu sen ominaisuuksien mukaan. Säteenjäljitys simuloi näitä fysiikan lakeja perusteella, pyrkien luomaan mahdollisimman todenmukaisen lopputuloksen.

Tekniikan perusidea on lähettää jokaisesta kuvapisteestä (pikselistä) valonsäde virtuaalimaailmaan. Kun tämä säde osuu objektiin, lasketaan, miten valo käyttäytyy kyseisellä pinnalla. Pintamateriaali määrittää, miten paljon valoa heijastuu, taittuu tai menee läpi. Heijastuneet säteet jatkavat matkaansa, ja uusia säteitä voidaan lähettää jokaisesta törmäyspisteestä. Tätä prosessia toistetaan useita kertoja, jotta saadaan vangittua monimutkaiset valonvuorovaikutukset, kuten varjot, peilikirkkaat heijastukset ja läpikuultavuus.

Säteenjäljityksen avulla voidaan mallintaa erittäin tarkasti valon käyttäytymistä, mikä johtaa usein huomattavasti realistisempiin kuviin kuin perinteisillä rasterointitekniikoilla. Sen laskennallinen vaativuus on kuitenkin suuri, minkä vuoksi sitä on perinteisesti käytetty enimmäkseen animaatioiden ja ammattimaisen renderöinnin yhteydessä. Viime vuosina reaaliaikainen säteenjäljitys on yleistynyt pelikäytössä, kun laitteistojen suorituskyky on parantunut.