O que é Ray Tracing ?

A Revolução Visual: Desvendando o Ray Tracing e sua Transformação nos Gráficos 3D

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O que é Ray Tracing ?
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Nos últimos anos, uma inovação tecnológica tem tomado a atenção da indústria de entretenimento digital, prometendo elevar a experiência visual a um novo patamar. Estamos falando do Ray Tracing, uma tecnologia de renderização gráfica que revoluciona a forma como interagimos com ambientes tridimensionais. Ao simular o comportamento da luz no mundo real, o Ray Tracing proporciona um nível de realismo sem precedentes, criando imagens que desafiam os limites entre o virtual e o concreto.

Neste artigo, vamos explorar em detalhes o que é o Ray Tracing, como ele funciona e por que se tornou a peça-chave para a próxima geração de experiências visuais em jogos, animações e produções cinematográficas. Acompanhe-nos nesta jornada pelas entranhas desta tecnologia, descobrindo como ela está transformando não apenas a maneira como jogamos, mas também como consumimos conteúdo visual em um mundo cada vez mais digitalizado. Vamos adentrar o fascinante universo do Ray Tracing e desvendar seus segredos.

O que é Ray Tracing?

Ray Tracing é uma técnica de renderização gráfica que replica o comportamento da luz no mundo real para criar imagens 3D incrivelmente realistas. Esta inovação tem sido aclamada por sua capacidade de recriar efeitos de iluminação, reflexos e sombras de forma a tornar os ambientes digitais praticamente indistinguíveis de seu equivalente no mundo físico. Vamos mergulhar fundo neste conceito fundamental e desvendar os segredos por trás do Ray Tracing.

Traduzido “ray tracing” significa “traçado de raios“.

O que é ray tracing?

Como Funciona o Ray Tracing na GPU?

A implementação do Ray Tracing em tempo real é um feito impressionante que exige o poder de processamento de uma unidade de processamento gráfico (GPU) de última geração. Esta seção nos levará através do processo pelo qual a GPU utiliza cálculos matemáticos avançados para simular o comportamento da luz durante a renderização de uma imagem. Vamos explorar como os raios de luz são lançados a partir de uma câmera virtual, interagindo com objetos tridimensionais para criar reflexos, refrações e sombras que imitam a realidade. Compreender o papel crucial da GPU na implementação do Ray Tracing nos permitirá apreciar plenamente o salto qualitativo que esta tecnologia representa na geração de gráficos 3D.

Vídeo demonstrativo do Ray Tracing

Para ficar ainda mais claro como funciona a tecnologia ray tracing, veja exemplos no vídeo publicado pela Nvidia.

 

História do Ray Tracing

Para compreender completamente a magnitude da inovação que é o Ray Tracing, é essencial mergulhar em sua rica história na computação gráfica. Desde seus primeiros passos na década de 1970 até sua ascensão como uma ferramenta essencial na indústria de entretenimento, o Ray Tracing tem desempenhado um papel fundamental na evolução da representação visual. Produções icônicas como “Exterminador do Futuro 2”, “Jurassic Park” e “Carros” foram pioneiras no uso desta técnica para criar imagens notavelmente realistas. Ao explorarmos esse legado, seremos capazes de apreciar a trajetória fascinante do Ray Tracing e sua influência no mundo da computação gráfica e do entretenimento visual.

Quais placas de vídeo e consoles suportam Ray Tracing?

A capacidade de suportar Ray Tracing representa um marco significativo na indústria de gráficos, elevando a qualidade visual dos jogos e conteúdo visual em geral. Abaixo, destacamos as principais plataformas que oferecem suporte para essa tecnologia:

  • Placas de Vídeo Nvidia GeForce RTX: A Nvidia lidera o caminho no que diz respeito ao Ray Tracing, graças à sua família de placas GeForce RTX. Lançadas em 2018 e baseadas na arquitetura Turing, essas placas apresentam núcleos de Ray Tracing dedicados, conhecidos como RT Cores. Isso permitiu um novo patamar de realismo gráfico nos jogos.
  • Placas de Vídeo AMD Radeon RX 6000: A AMD entrou no mundo do Ray Tracing em grande estilo com a família Radeon RX 6000, lançada em 2020. Modelos como RX 6800, RX 6800 XT e RX 6900 XT oferecem suporte para essa tecnologia em tempo real. Posteriormente, a AMD expandiu o suporte para GPUs mais acessíveis, como a RX 6600.
  • Consoles de Nova Geração (PlayStation 5, Xbox Series X e Xbox Series S): A chegada da nova geração de consoles marcou um avanço significativo, pois o PlayStation 5, Xbox Series X e Xbox Series S também oferecem suporte ao Ray Tracing. Esses consoles utilizam a arquitetura Big Navi da família AMD Radeon RX 6000 para proporcionar uma experiência visual avançada nos jogos.

Com uma ampla variedade de placas de vídeo e consoles suportando o Ray Tracing, os jogadores têm à disposição uma gama de opções para desfrutar de uma experiência visual mais imersiva e realista em seus jogos favoritos. Desde Fortnite e Minecraft até títulos de última geração como CoD: Black Ops Cold War e Cyberpunk 2077, o Ray Tracing tem transformado a maneira como interagimos com o mundo virtual.

Qual é a diferença entre ray tracing e ray casting?

O Ray Tracing e o Ray Casting são dois algoritmos fundamentais na computação gráfica, cada um com abordagens distintas para a síntese de imagens tridimensionais. Enquanto o Ray Tracing busca realismo avançado, o Ray Casting é escolhido por eficiência em situações onde a rapidez de renderização é prioritária. Ou seja, o Ray Tracing é mais complexo e simula interações completas de luz, incluindo reflexões e sombras, sendo computacionalmente mais exigente. Já o Ray Casting é mais simples e calcula interseções diretas de raios de visão com objetos, sem considerar reflexões, sendo menos computacionalmente exigente. Abaixo, apresentamos as principais diferenças entre esses métodos:

  1. Complexidade e Profundidade:
    • Ray Tracing: É um método mais complexo que simula o comportamento completo da luz, incluindo reflexões, refrações e sombras. É recursivo e pode calcular múltiplas interações dos raios com os objetos na cena.
    • Ray Casting: É uma abordagem mais simples e direta. Calcula apenas as interseções diretas dos raios de visão com os objetos na cena, sem considerar reflexões ou refrações. Não é recursivo.
  2. Realismo e Detalhes de Iluminação:
    • Ray Tracing: Produz resultados altamente realistas, com detalhes precisos de iluminação, incluindo reflexões e sombras suaves.
    • Ray Casting: Gera imagens mais simplificadas e menos detalhadas, sem considerar efeitos de iluminação complexos.
  3. Eficiência Computacional:
    • Ray Tracing: É computacionalmente mais exigente devido à sua natureza recursiva e à simulação de múltiplas interações dos raios com os objetos.
    • Ray Casting: É menos exigente em termos de processamento, pois lida apenas com interseções diretas entre raios de visão e objetos.
  4. Aplicações Específicas:
    • Ray Tracing: Amplamente utilizado em produções de efeitos visuais para cinema, animações e em jogos para criar ambientes altamente realistas em tempo real.
    • Ray Casting: Utilizado em situações onde a rapidez de renderização é prioritária, como em certos tipos de visualizações gráficas.

Em resumo, o Ray Tracing é uma técnica mais avançada que busca replicar com precisão os efeitos de iluminação realista, enquanto o Ray Casting é uma abordagem mais simples que se concentra em determinar interseções diretas entre raios de visão e objetos na cena. Ambos têm suas aplicações específicas na computação gráfica, dependendo das necessidades e das restrições de desempenho.

Marcus é o fundador da Seletronic. Além disso, é programador, e editor no site. Ama ajudar as pessoas a resolverem problemas com tecnologia, por isso criou esse site. Segundo ele: "A tecnologia foi feita para facilitar a vida das pessoas, então devemos ensinar a usá-la". Apesar de respirar tecnologia, ama plantas, animais exóticos e cozinhar.
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