14. Как работает трассировка лучей | Компьютерная графика 2026

Курс "Компьютерная графика", специальность 09.03.04 "Программная инженерия", 3 курс. Про подготовку программистов в Институте iSpring здесь: https://ispring.institute/software-engineering В этой лекции разберём, как строится 3D-изображение с помощью трассировки лучей (Ray Tracing) — метода, который позволяет моделировать распространение света в сцене и получать реалистичные отражения, преломления и тени. Начнём с того, какие ограничения есть у традиционного растрового рендеринга и почему для фотореалистичной графики приходится использовать другой подход. Разберём принцип обратной трассировки лучей: как для каждого пикселя строится луч от камеры, как находится ближайшее пересечение с объектами сцены и каким образом определяется итоговый цвет пикселя. В лекции рассмотрим: - принцип работы Ray Tracing и Ray Casting; - отражённые и преломлённые лучи; - преимущества и ограничения трассировки лучей; - проблему алиасинга и методы Beam Tracing, Cone Tracing и Distributed Ray Tracing; - архитектуру простого программного трассировщика лучей; - генерацию лучей для пикселей изображения; - поиск ближайшего пересечения луча с объектами сцены; - разделение геометрии и шейдинга; - параметрическое уравнение луча; - математическое описание плоскости; - вывод формулы пересечения луча с плоскостью; - реализацию пересечений на C++; - преобразование лучей и нормалей между системами координат; - простой пример трассировки лучей непосредственно во фрагментном шейдере. На практических примерах посмотрим, как математические формулы превращаются в код трассировщика: от генерации первичного луча до поиска точки столкновения и вычисления цвета поверхности. Лекция будет полезна тем, кто изучает компьютерную графику, OpenGL, GLSL, шейдеры, линейную алгебру и алгоритмы 3D-рендеринга, а также хочет понять Ray Tracing не только на уровне красивых изображений, но и на уровне алгоритмов и программной реализации. Полезные ссылки - Слайды и задачи по этому курсу: https://github.com/alexey-malov/cg-course - Поддержать меня на Boosty: https://boosty.to/vivid-bw Тайм-коды: 0:00 — Трассировка лучей vs растеризация 6:18 — Принцип работы трассировки лучей 16:00 — Устройство простого трассировщика лучей 25:50 — Пересечение луча с плоскостью Во вступительной заставке используется шейдер "Enter The Matrix" https://www.shadertoy.com/view/cl3XRX (автор kishimisu).