تتبع الأشعة (الرسومات)

📅 آخر تحديث: ٢٨ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٨ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 67 صور
الموسوعة الحرة

يوضح هذا التتبع الشعاعي المتكرر للكرات الملونة العاكسة على سطح أبيض تأثيرات عمق المجال الضحل ، ومصادر الضوء "المساحية"، والانعكاس المتبادل المنتشر .

في مجال رسومات الحاسوب ثلاثية الأبعاد ، يعد تتبع الأشعة تقنية لنمذجة انتقال الضوء لاستخدامها في مجموعة واسعة من خوارزميات العرض لإنشاء الصور الرقمية .

على طيفٍ واسعٍ من حيث التكلفة الحسابية ودقة العرض، تُعدّ تقنيات العرض القائمة على تتبع الأشعة، مثل إسقاط الأشعة ، وتتبع الأشعة المتكرر ، وتتبع الأشعة التوزيعي، ورسم خرائط الفوتونات ، وتتبع المسار ، أبطأ عمومًا وأعلى دقةً من طرق العرض القائمة على خطوط المسح . [ 1 ] ولذلك، استُخدم تتبع الأشعة في البداية في تطبيقاتٍ يُمكن فيها تحمّل وقتٍ طويلٍ نسبيًا للعرض، مثل صور CGI الثابتة، والمؤثرات البصرية في الأفلام والتلفزيون ، ولكنه كان أقل ملاءمةً للتطبيقات التي تعمل في الوقت الفعلي ، مثل ألعاب الفيديو ، حيث تُعدّ السرعة عاملًا حاسمًا في عرض كل إطار . [ 2 ]

منذ عام 2018، أصبح تسريع الأجهزة لتتبع الأشعة في الوقت الحقيقي معيارًا في بطاقات الرسومات التجارية الجديدة، وحذت واجهات برمجة تطبيقات الرسومات حذوها، مما يسمح للمطورين باستخدام تتبع الأشعة الهجين والعرض القائم على التنميط النقطي في الألعاب والتطبيقات الأخرى في الوقت الحقيقي مع تأثير أقل على أوقات عرض الإطارات.

تُتيح تقنية تتبع الأشعة محاكاة مجموعة متنوعة من التأثيرات البصرية ، [ 3 ] مثل الانعكاس ، والانكسار ، والظلال الناعمة ، والتشتت ، وعمق المجال ، وضبابية الحركة ، والتشوهات الضوئية ، والانسداد المحيطي ، وظواهر التشتت (مثل الانحراف اللوني ). كما يُمكن استخدامها لتتبع مسار الموجات الصوتية بطريقة مشابهة للموجات الضوئية، مما يجعلها خيارًا عمليًا لتصميم صوتي أكثر واقعية في ألعاب الفيديو من خلال عرض صدى وترددات صوتية واقعية . [ 4 ] في الواقع ، يُمكن محاكاة أي موجة فيزيائية أو ظاهرة جسيمية ذات حركة خطية تقريبًا باستخدام تقنية تتبع الأشعة .

تقنيات العرض القائمة على تتبع الأشعة والتي تقوم بأخذ عينات من الضوء على نطاق معين عادة ما تولد أشعة متعددة وتعتمد في كثير من الأحيان على إزالة التشويش لتقليل الضوضاء الناتجة.

تاريخ

لوحة "رسام يرسم منظورًا لامرأة مستلقية" للفنان ألبرخت دورر، والتي يُحتمل أن تعود إلى عام 1532، تُظهر رجلاً يستخدم تخطيطًا شبكيًا لإنشاء صورة. ويُنسب إلى فنان عصر النهضة الألماني الفضل في وصف هذه التقنية لأول مرة.
لوحة خشبية من تصميم جاكوب دي كايزر، رسمها دورر. باستخدام جهاز دي كايزر، تم تثبيت زاوية رؤية الفنان بواسطة خطاف مثبت في الحائط. رُبط هذا الخطاف بخيط حريري إلى أداة تشبه منظار البندقية، ذات عنصر رأسي مدبب في الأمام وفتحة صغيرة في الخلف. صوب الفنان نحو الهدف ورسم محيطه على الزجاج، مع الحرص على محاذاة العدسة مع الخيط للحفاظ على زاوية الرؤية الصحيحة.

تعود فكرة تتبع الأشعة إلى القرن السادس عشر، عندما وصفها ألبرخت دورر ، الذي يُنسب إليه اختراعها. [ 5 ] وصف دورر تقنيات متعددة لإسقاط المشاهد ثلاثية الأبعاد على مستوى الصورة. بعض هذه التقنيات يُسقط هندسة مُختارة على مستوى الصورة، كما هو الحال في تقنية التنميط النقطي اليوم. بينما تُحدد تقنيات أخرى الهندسة المرئية على طول شعاع مُعين، كما هو الحال في تتبع الأشعة. [ 6 ] [ 7 ]

استُخدم الحاسوب لأول مرة في تقنية تتبع الأشعة لإنشاء صور مظللة على يد آرثر أبيل عام ١٩٦٨. [ ٨ ] استخدم أبيل تقنية تتبع الأشعة لتحديد الرؤية الأساسية (أي تحديد أقرب سطح للكاميرا عند كل نقطة في الصورة) من خلال تتبع شعاع ضوئي عبر كل نقطة مراد تظليلها في المشهد لتحديد السطح المرئي. وكان أقرب سطح يتقاطع مع الشعاع هو السطح المرئي. تُعرف خوارزمية العرض هذه، القائمة على تتبع الأشعة غير التكراري، اليوم باسم " إسقاط الأشعة ". ثم تتبعت خوارزميته أشعة ثانوية إلى مصدر الضوء من كل نقطة مراد تظليلها لتحديد ما إذا كانت النقطة في الظل أم لا.

في وقت لاحق، عام 1971، نشر غولدشتاين وناغل من شركة MAGI (مجموعة التطبيقات الرياضية) [ 9 ] بحثًا بعنوان "محاكاة بصرية ثلاثية الأبعاد"، حيث استُخدم تتبع الأشعة لإنشاء صور مظللة للأجسام الصلبة. عند نقطة تقاطع الشعاع مع السطح، قاما بحساب متجه السطح العمودي، وبمعرفة موقع مصدر الضوء، قاما بحساب سطوع البكسل على الشاشة. يصف بحثهما فيلمًا قصيرًا (30 ثانية) "تم إنتاجه باستخدام جهاز عرض جامعة ميريلاند المزود بكاميرا 16 ملم. أظهر الفيلم طائرة هليكوبتر وموقعًا بسيطًا للمدفع على مستوى الأرض. تمت برمجة طائرة الهليكوبتر للقيام بسلسلة من المناورات، بما في ذلك الانعطافات والإقلاع والهبوط، وما إلى ذلك، حتى يتم إسقاطها وتحطمها في النهاية." تم استخدام جهاز كمبيوتر CDC 6600. أنتجت MAGI فيديو رسوم متحركة بعنوان MAGI/SynthaVision Sampler في عام 1974. [ 10 ]

كتاب قلاب تم إنشاؤه عام 1976 في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا

ظهرت تقنية تتبع الأشعة في أوائل تطبيقاتها عام 1976، عندما ابتكر سكوت روث رسومًا متحركة على شكل كتاب متحرك ضمن دورة رسومات الحاسوب التي كان يُدرّسها بوب سبرول في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا (كالتك) . وتُعرض الصفحات الممسوحة ضوئيًا كفيديو في الصورة المرفقة. وقد رصد برنامج روث الحاسوبي نقطة حافة عند موقع بكسل معين إذا تقاطع الشعاع مع مستوى محدود يختلف عن مستويات جيرانه. وبالطبع، يمكن للشعاع أن يتقاطع مع مستويات متعددة في الفضاء، ولكن النقطة السطحية الأقرب إلى الكاميرا فقط هي التي تم رصدها كنقطة مرئية. وكانت المنصة المستخدمة عبارة عن جهاز DEC PDP-10 ، وشاشة عرض أنبوبية من تيكترونيكس ، وطابعة تقوم بطباعة صورة الشاشة على ورق حراري ملفوف. وقد وسّع روث هذا الإطار، وقدّم مصطلح " تتبع الأشعة" في سياق رسومات الحاسوب والنمذجة ثلاثية الأبعاد ، وفي عام 1982 نشر بحثه أثناء عمله في مختبرات أبحاث جنرال موتورز. [ 11 ]

كان تيرنر ويتد أول من عرض تقنية تتبع الأشعة المتكررة لانعكاس المرآة وانكسار الضوء عبر الأجسام الشفافة، بزاوية تحددها معامل انكسار الجسم الصلب، كما استخدم تتبع الأشعة لتنعيم الحواف . [ 12 ] وعرض ويتد أيضًا ظلالًا مُتتبعة بالأشعة. أنتج فيلمًا بتقنية تتبع الأشعة المتكررة بعنوان "الصياد الماهر " [ 13 ] عام 1979 أثناء عمله مهندسًا في مختبرات بيل. أعادت خوارزمية تتبع الأشعة المتكررة التي ابتكرها ويتد صياغة عملية العرض من كونها مسألة تحديد رؤية السطح في المقام الأول إلى مسألة نقل الضوء. ألهمت ورقته البحثية سلسلة من الأعمال اللاحقة التي قام بها باحثون آخرون، والتي تضمنت تتبع الأشعة التوزيعي ، وأخيرًا تتبع المسار غير المتحيز ، الذي يوفر إطار معادلة العرض الذي سمح للصور المولدة بالحاسوب بأن تكون مطابقة للواقع.

لعقود طويلة، كان يتم تقريب الإضاءة العالمية في الأفلام الرئيسية التي تستخدم الصور المولدة بالحاسوب بإضافة مصادر إضاءة. إلا أن تقنية العرض القائمة على تتبع الأشعة غيرت هذا الواقع لاحقًا، إذ مكّنت من نقل الضوء وفقًا للأسس الفيزيائية. ومن أوائل الأفلام الروائية التي عُرضت بالكامل باستخدام تتبع المسار: فيلم " بيت الوحوش" (2006)، وفيلم "غائم مع فرصة لتساقط كرات اللحم" (2009)، [ 14 ] وفيلم "جامعة الوحوش" (2013). [ 15 ]

نظرة عامة على الخوارزمية

تقوم خوارزمية تتبع الأشعة ببناء صورة عن طريق تمديد الأشعة إلى مشهد وعكسها عن الأسطح ونحو مصادر الضوء لتقريب قيمة لون البكسلات.
رسم توضيحي لخوارزمية تتبع الأشعة لبكسل واحد (حتى الارتداد الأول)

تُعدّ تقنية تتبع الأشعة الضوئية طريقةً لإنتاج صور مرئية مُصممة في بيئات رسومات الحاسوب ثلاثية الأبعاد ، تتميز بواقعية أعلى من تقنيات إسقاط الأشعة أو عرض خطوط المسح . وتعمل هذه التقنية عن طريق تتبع مسار من عين افتراضية عبر كل بكسل في شاشة افتراضية، وحساب لون الجسم المرئي من خلاله.

يتم وصف المشاهد في تقنية تتبع الأشعة رياضياً بواسطة مبرمج أو فنان بصري (عادةً باستخدام أدوات وسيطة). وقد تتضمن المشاهد أيضاً بيانات من صور ونماذج تم التقاطها بوسائل مثل التصوير الرقمي.

عادةً، يجب اختبار كل شعاع ضوئي للتأكد من تقاطعه مع مجموعة فرعية من جميع الأجسام في المشهد. بمجرد تحديد أقرب جسم، تُقدّر الخوارزمية الضوء الوارد عند نقطة التقاطع، وتفحص خصائص مادة الجسم، وتجمع هذه المعلومات لحساب اللون النهائي للبكسل. قد تتطلب بعض خوارزميات الإضاءة والمواد العاكسة أو الشفافة إعادة إسقاط المزيد من الأشعة في المشهد.

قد يبدو للوهلة الأولى أن توجيه الأشعة بعيدًا عن الكاميرا، بدلًا من توجيهها إليها (كما يحدث في الواقع)، أمرٌ غير منطقي أو "معكوس"، لكن هذه الطريقة أكثر كفاءةً بكثير. فبما أن الغالبية العظمى من أشعة الضوء الصادرة من مصدر معين لا تصل مباشرةً إلى عين المشاهد، فإن محاكاة "مباشرة" قد تُهدر قدرًا هائلًا من موارد الحوسبة على مسارات ضوئية لا تُسجّل أبدًا.

لذا، فإنّ الاختصار المُتّبع في تتبّع الأشعة هو افتراض أنّ شعاعًا مُعيّنًا يتقاطع مع إطار العرض. بعد عددٍ أقصى من الانعكاسات أو بعد أن يقطع الشعاع مسافةً مُحدّدة دون تقاطع، يتوقف الشعاع عن الحركة ويتمّ تحديث قيمة البكسل.

حساب الأشعة لمنفذ العرض المستطيل

لدينا المدخلات التالية (في الحساب نستخدم تسوية المتجهات والضرب الاتجاهي ):

  • هـ∈R3{\displaystyle E\in \mathbb {R^{3}} }وضع العين
  • تي∈R3{\displaystyle T\in \mathbb {R^{3}} }الموقع المستهدف
  • θ∈[0،π]{\displaystyle \theta \in [0,\pi ]}مجال الرؤية - بالنسبة للبشر، يمكننا أن نفترض≈π/2 راد=90∘{\displaystyle \approx \pi /2{\text{ rad}}=90^{\circ }}
  • م،ك∈شمال{\displaystyle m,k\in \mathbb {N} }عدد البكسلات المربعة في اتجاهي العرض الرأسي والأفقي
  • أنا،ج∈شمال،1≤أنا≤ك∧1≤ج≤م{\displaystyle i,j\in \mathbb {N} ,1\leq i\leq k\land 1\leq j\leq m}عدد البكسلات الفعلية
  • v→∈R3{\displaystyle {\vec {v}}\in \mathbb {R^{3}} }المتجه الرأسي الذي يشير إلى اتجاه الأعلى والأسفل، عادةًv→=[0،1،0]{\displaystyle {\vec {v}}=[0,1,0]}- مكون الدوران الذي يحدد دوران منفذ العرض حول النقطة C (حيث يكون محور الدوران هو قسم ET)

مخطط منفذ العرض بالبكسلات، العين E والهدف T، مركز منفذ العرض C

الفكرة هي إيجاد موضع مركز كل بكسل في نافذة العرضPأناج{\displaystyle P_{ij}}مما يسمح لنا بإيجاد الخط الممتد من العينهـ{\displaystyle E}من خلال تلك البكسل، وأخيرًا الحصول على الشعاع الموصوف بالنقطةهـ{\displaystyle E}والمتجهR→أناج=Pأناج-هـ{\displaystyle {\vec {R}}_{ij}=P_{ij}-E}(أو تطبيعها)ر→أناج{\displaystyle {\vec {r}}_{ij}}أولاً، نحتاج إلى إيجاد إحداثيات بكسل الجزء السفلي الأيسر من نافذة العرضP1م{\displaystyle P_{1m}}ثم ابحث عن البكسل التالي عن طريق إجراء إزاحة على طول اتجاهات موازية لمنطقة العرض (المتجهات).ب→ن{\displaystyle {\vec {b}}_{n}}،v→ن{\displaystyle {\vec {v}}_{n}}) مضروبًا في حجم البكسل. فيما يلي نقدم صيغًا تتضمن المسافةد{\displaystyle d}بين العين ومنطقة العرض. ومع ذلك، ستنخفض هذه القيمة أثناء عملية تطبيع الأشعة.ر→أناج{\displaystyle {\vec {r}}_{ij}}(لذا من الأفضل أن تقبل ذلك)د=1{\displaystyle d=1}وإزالته من الحسابات).

الحسابات المسبقة: لنقم بإيجاد وتطبيع المتجهت→{\displaystyle {\vec {t}}}والمتجهاتب→،v→{\displaystyle {\vec {b}},{\vec {v}}}والتي تكون موازية لمنفذ الرؤية (جميعها موضحة في الصورة أعلاه)

ت→=تي-هـ،ب→=ت→×v→{\displaystyle {\vec {t}}=T-E,\qquad {\vec {b}}={\vec {t}}\times {\vec {v}}}
ت→ن=ت→||ت→||،ب→ن=ب→||ب→||،v→ن=ت→ن×ب→ن{\displaystyle {\vec {t}}_{n}={\frac {\vec {t}}{||{\vec {t}}||}},\qquad {\vec {b}}_{n}={\frac {\vec {b}}{||{\vec {b}}||}},\qquad {\vec {v}}_{n}={\vec {t}}_{n}\times {\vec {b}}_{n}}

لاحظ أن مركز منطقة العرضج=هـ+ت→ند{\displaystyle C=E+{\vec {t}}_{n}d}ثم نقوم بحساب أحجام نافذة العرضحx،حy{\displaystyle h_{x},h_{y}}مقسومًا على 2 بما في ذلك نسبة العرض إلى الارتفاع العكسيةم-1ك-1{\displaystyle {\frac {m-1}{k-1}}}

زx=حx2=دلون برونزي⁡θ2،زy=حy2=زxم-1ك-1{\displaystyle g_{x}={\frac {h_{x}}{2}}=d\tan {\frac {\theta }{2}},\qquad g_{y}={\frac {h_{y}}{2}}=g_{x}{\frac {m-1}{k-1}}}

ثم نحسب متجهات إزاحة البكسل التاليqx،qy{\displaystyle q_{x},q_{y}}على طول الاتجاهات الموازية لمنطقة العرض (ب→،v→{\displaystyle {\vec {b}},{\vec {v}}}) ومركز البكسل السفلي الأيسرص1م{\displaystyle p_{1m}}

q→x=2زxك-1ب→ن،q→y=2زyم-1v→ن،ص→1م=ت→ند-زxب→ن-زyv→ن{\displaystyle {\vec {q}}_{x}={\frac {2g_{x}}{k-1}}{\vec {b}}_{n},\qquad {\vec {q}}_{y}={\frac {2g_{y}}{m-1}}{\vec {v}}_{n},\qquad {\vec {p}}_{1m}={\vec {t}}_{n}d-g_{x}{\vec {b}}_{n}-g_{y}{\vec {v}}_{n}}

الحسابات: ملاحظةPأناج=هـ+ص→أناج{\displaystyle P_{ij}=E+{\vec {p}}_{ij}}وشعاعR→أناج=Pأناج-هـ=ص→أناج{\displaystyle {\vec {R}}_{ij}=P_{ij}-E={\vec {p}}_{ij}}لذا

ص→أناج=ص→1م+q→x(أنا-1)+q→y(ج-1){\displaystyle {\vec {p}}_{ij}={\vec {p}}_{1m}+{\vec {q}}_{x}(i-1)+{\vec {q}}_{y}(j-1)}
ر→أناج=R→أناج||R→أناج||=ص→أناج||ص→أناج||{\displaystyle {\vec {r}}_{ij}={\frac {{\vec {R}}_{ij}}{||{\vec {R}}_{ij}||}}={\frac {{\vec {p}}_{ij}}{||{\vec {p}}_{ij}||}}}

وصف تفصيلي لخوارزمية تتبع الأشعة الحاسوبية ونشأتها

ما يحدث في الطبيعة (بشكل مبسط)

في الطبيعة، يُصدر مصدر الضوء شعاعًا ضوئيًا ينتقل في النهاية إلى سطح يعترض مساره. يمكن تصور هذا "الشعاع" على أنه سيل من الفوتونات تسير على نفس المسار. في فراغ تام، يكون هذا الشعاع خطًا مستقيمًا (مع إهمال التأثيرات النسبية ). قد تحدث أي من أربع ظواهر مع هذا الشعاع الضوئي: الامتصاص ، والانعكاس ، والانكسار ، والتألق . قد يمتص السطح جزءًا من الشعاع الضوئي، مما يؤدي إلى انخفاض شدة الضوء المنعكس و/أو المنكسر. وقد يعكس السطح أيضًا كل الشعاع الضوئي أو جزءًا منه، في اتجاه واحد أو أكثر. إذا كان للسطح أي خصائص شفافة أو شبه شفافة ، فإنه يكسر جزءًا من حزمة الضوء على نفسه في اتجاه مختلف، بينما يمتص جزءًا من الطيف (أو كله) (وربما يغير اللون). في حالات أقل شيوعًا، قد يمتص سطح ما جزءًا من الضوء ويعيد إصداره بشكل فلوري بلون ذي طول موجي أطول في اتجاه عشوائي، إلا أن هذه الظاهرة نادرة لدرجة يمكن استبعادها من معظم تطبيقات العرض ثلاثي الأبعاد. يجب مراعاة جميع الضوء الساقط، لا أكثر، من خلال الامتصاص والانعكاس والانكسار والتألق. على سبيل المثال، لا يمكن لسطح ما أن يعكس 66% من شعاع ضوئي ساقط ويكسر 50% منه، لأن المجموع سيكون 116%. من هنا، قد تصطدم الأشعة المنعكسة و/أو المنكسرة بأسطح أخرى، حيث تؤثر خصائصها الامتصاصية والانكسارية والانعكاسية والفلورية مرة أخرى على مسار الأشعة الساقطة. بعض هذه الأشعة تسلك مسارًا يصل إلى أعيننا، مما يجعلنا نرى المشهد، وبالتالي يساهم في الصورة النهائية المعروضة.

خوارزمية إسقاط الأشعة

تعتمد فكرة تقنية إسقاط الأشعة، وهي التقنية السابقة لتقنية تتبع الأشعة المتكررة، على تتبع الأشعة الصادرة من العين، شعاع واحد لكل بكسل، ثم البحث عن أقرب جسم يحجب مسار هذا الشعاع. تخيل الصورة كشبكة سلكية، حيث يمثل كل مربع فيها بكسلًا. هذا هو الجسم الذي تراه العين من خلال هذا البكسل. باستخدام خصائص المادة وتأثير الإضاءة في المشهد، تستطيع هذه الخوارزمية تحديد تظليل هذا الجسم. ويُفترض تبسيطًا أن الضوء سيصل إلى السطح المواجه للضوء دون أن يُحجب أو يقع في الظل. يُحسب تظليل السطح باستخدام نماذج التظليل التقليدية في رسومات الحاسوب ثلاثية الأبعاد. من أهم مزايا تقنية إسقاط الأشعة مقارنةً بخوارزميات المسح الخطي القديمة ، قدرتها على التعامل بسهولة مع الأسطح غير المستوية والأجسام الصلبة، مثل المخاريط والكرات . إذا كان من الممكن أن يتقاطع شعاع مع سطح رياضي، فيمكن عرضه باستخدام تقنية إسقاط الأشعة. كما يمكن إنشاء أجسام معقدة باستخدام تقنيات النمذجة الصلبة وعرضها بسهولة.

خوارزمية إسقاط الأشعة الحجمية

في طريقة إسقاط الأشعة الحجمية، يتم تتبع كل شعاع بحيث يمكن أخذ عينات من اللون و/أو الكثافة على طول الشعاع، ثم دمجها في لون البكسل النهائي. تُستخدم هذه الطريقة غالبًا عندما يتعذر تمثيل الأجسام بسهولة بأسطح صريحة (مثل المثلثات)، على سبيل المثال عند عرض السحب أو صور المسح الطبي ثلاثي الأبعاد.

تصوير خوارزمية تتبع الأشعة SDF

خوارزمية تتبع الأشعة SDF

في تقنية تتبع الأشعة باستخدام دالة المسافة الموقعة (SDF)، أو تتبع الكرة، [ 16 ] يُتتبع كل شعاع على عدة مراحل لتقريب نقطة تقاطع بين الشعاع وسطح مُحدد بدالة المسافة الموقعة (SDF). تُقيّم دالة المسافة الموقعة في كل تكرار لضمان إمكانية اتخاذ أكبر عدد ممكن من الخطوات دون إغفال أي جزء من السطح. يُستخدم حدٌّ أدنى لإلغاء التكرارات الإضافية عند الوصول إلى نقطة قريبة بما يكفي من السطح. تُستخدم هذه الطريقة غالبًا في عرض الأشكال الكسورية ثلاثية الأبعاد. [ 17 ]

خوارزمية تتبع الأشعة المتكررة

يمكن لتقنية تتبع الأشعة إنشاء صور واقعية للغاية.
بالإضافة إلى درجة الواقعية العالية، يمكن لتتبع الأشعة محاكاة تأثيرات الكاميرا بسبب عمق المجال وشكل الفتحة (في هذه الحالة شكل سداسي ).
يُتحكم في عدد انعكاسات الشعاع الضوئي، أو ارتداداته، وكيفية تأثره عند كل اصطدام بسطح ما، من خلال إعدادات البرنامج. في هذه الصورة، سُمح لكل شعاع بالانعكاس حتى 16 مرة. وبالتالي، يمكن رؤية انعكاسات متعددة للانعكاسات في هذه الكرات. (تم إنشاء الصورة باستخدام برنامج كوبالت ).
يُتحكم في عدد الانكسارات التي يمكن أن يُحدثها شعاع ضوئي، وكيفية تأثره في كل مرة يصطدم فيها بسطح يسمح بمرور الضوء ، من خلال إعدادات البرنامج. هنا، تم ضبط كل شعاع لينكسر أو ينعكس (العمق) حتى 9 مرات . استُخدمت انعكاسات فرينل ، وتظهر الانعكاسات الكاوية بوضوح. (تم إنشاء الصورة باستخدام V-Ray ).

كانت الخوارزميات السابقة تتعقب الأشعة من العين إلى المشهد حتى تصطدم بجسم ما، لكنها كانت تحدد لون الشعاع دون تتبع المزيد من الأشعة بشكل متكرر. أما تتبع الأشعة المتكرر فيواصل هذه العملية. فعندما يصطدم شعاع بسطح ما، قد تنطلق أشعة إضافية نتيجة الانعكاس والانكسار والظل. [ 18 ]

  • يتم تتبع شعاع الانعكاس في اتجاه الانعكاس المرآوي. أقرب جسم يتقاطع معه هو ما سيُرى في الانعكاس.
  • يعمل شعاع الانكسار الذي يمر عبر مادة شفافة بطريقة مماثلة، مع إضافة إمكانية دخول شعاع الانكسار إلى المادة أو خروجه منها. وقد وسّع تيرنر ويتد المنطق الرياضي للأشعة التي تمر عبر مادة صلبة شفافة ليشمل تأثيرات الانكسار. [ 19 ]
  • يتم تتبع شعاع الظل باتجاه كل مصدر ضوء. إذا وُجد أي جسم معتم بين السطح ومصدر الضوء، فإن السطح يكون في الظل ولا يصل إليه الضوء.

تُضفي هذه الأشعة المتكررة مزيدًا من الواقعية على الصور التي تم تتبعها بالأشعة.

مزايا مقارنة بطرق العرض الأخرى

تستمد تقنية العرض القائمة على تتبع الأشعة شعبيتها من كونها تعتمد على محاكاة واقعية لانتقال الضوء ، مقارنةً بأساليب العرض الأخرى، مثل التنميط النقطي ، التي تركز بشكل أكبر على المحاكاة الواقعية للهندسة. وتُعدّ تأثيرات مثل الانعكاسات والظلال ، التي يصعب محاكاتها باستخدام خوارزميات أخرى، نتيجة طبيعية لخوارزمية تتبع الأشعة. إن استقلالية كل شعاع حسابيًا تجعل تتبع الأشعة قابلاً لمستوى أساسي من التوازي ، [ 20 ] إلا أن تباعد مسارات الأشعة يجعل تحقيق الاستخدام الأمثل للموارد في ظل التوازي أمرًا صعبًا للغاية عمليًا. [ 21 ]

العيوب

من أبرز عيوب تتبع الأشعة ضعف الأداء، مع أنه نظرياً قد يكون أسرع من تقنية المسح الخطي التقليدية، وذلك تبعاً لتعقيد المشهد مقابل عدد البكسلات على الشاشة. وحتى أواخر العقد الأول من الألفية الثانية، كان يُعتبر تتبع الأشعة في الوقت الفعلي مستحيلاً على أجهزة المستخدمين العاديين للمهام المعقدة. تستخدم خوارزميات المسح الخطي وغيرها من الخوارزميات تماسك البيانات لتقاسم العمليات الحسابية بين البكسلات، بينما يبدأ تتبع الأشعة العملية من جديد، معالجاً كل شعاع على حدة. مع ذلك، يوفر هذا الفصل مزايا أخرى، مثل القدرة على إطلاق المزيد من الأشعة عند الحاجة لتنفيذ التنعيم المكاني وتحسين جودة الصورة عند الضرورة.

تُعالج تقنية تتبع الأشعة المتكررة على طريقة ويتد الانعكاسات المتبادلة والتأثيرات البصرية كالانكسار، لكنها لا تُحقق واقعية فوتوغرافية بشكل عام . وتتحسن الواقعية عند تقييم معادلة العرض بالكامل، إذ تشمل المعادلة نظريًا كل تأثير فيزيائي لتدفق الضوء. مع ذلك، يُعدّ هذا غير عملي نظرًا للموارد الحاسوبية المطلوبة، والقيود المفروضة على دقة النمذجة الهندسية والمادية. أما تتبع المسار فهو خوارزمية لتقييم معادلة العرض، وبالتالي يُتيح محاكاة أكثر دقة للإضاءة في العالم الحقيقي.

اتجاه معاكس لحركة الأشعة عبر المشهد

تُعرف عملية إطلاق الأشعة من العين إلى مصدر الضوء لتكوين صورة أحيانًا باسم تتبع الأشعة العكسي ، لأنها عكس اتجاه حركة الفوتونات. مع ذلك، ثمة لبسٌ في هذا المصطلح. ففي بدايات تتبع الأشعة، كان يتم دائمًا من خلال العين، وقد استخدم باحثون رواد مثل جيمس أرفو مصطلح تتبع الأشعة العكسي للدلالة على إطلاق الأشعة من مصادر الضوء وجمع النتائج. لذا، من الأوضح التمييز بين تتبع الأشعة القائم على العين وتتبع الأشعة القائم على الضوء .

بينما يُعدّ تتبع الأشعة المعتمد على العين أفضل طريقة لرصد الإضاءة المباشرة، إلا أن بعض التأثيرات غير المباشرة يمكن الاستفادة فيها من الأشعة المنبعثة من مصادر الضوء. تُعرف الانعكاسات الضوئية بأنها أنماط ساطعة ناتجة عن تركيز الضوء من منطقة عاكسة واسعة على منطقة ضيقة من سطح شبه منتشر. ويمكن لخوارزمية تُسقط الأشعة مباشرة من مصادر الضوء على الأجسام العاكسة، متتبعةً مساراتها إلى العين، أن تُحسّن من رصد هذه الظاهرة. ويُعبّر عن هذا التكامل بين الأشعة المعتمدة على العين والأشعة المعتمدة على الضوء عادةً بتتبع المسار ثنائي الاتجاه، حيث تُتتبع المسارات من كلٍّ من العين ومصادر الضوء، ثم تُربط هذه المسارات لاحقًا بشعاع رابط بعد مسافة معينة. [ 22 ] [ 23 ]

يُعدّ رسم خرائط الفوتونات طريقة أخرى تستخدم تتبع الأشعة الضوئية والبصرية؛ ففي المرحلة الأولى، تُتتبّع الفوتونات عالية الطاقة على طول الأشعة الصادرة من مصدر الضوء لحساب تقدير التدفق الإشعاعي كدالة للفضاء ثلاثي الأبعاد (وهي خريطة الفوتونات نفسها). وفي المرحلة الثانية، تُتتبّع الأشعة من العين إلى المشهد لتحديد الأسطح المرئية، وتُستخدم خريطة الفوتونات لتقدير الإضاءة عند نقاط السطح المرئي. [ 24 ] [ 25 ] وتكمن ميزة رسم خرائط الفوتونات مقارنةً بتتبع المسار ثنائي الاتجاه في إمكانية إعادة استخدام الفوتونات بشكل كبير، مما يقلل من العمليات الحسابية، على حساب التحيز الإحصائي.

تظهر مشكلة إضافية عندما يتعين على الضوء المرور عبر فتحة ضيقة جدًا لإضاءة المشهد (تخيل غرفة مظلمة، وبابها موارب قليلاً يؤدي إلى غرفة مضاءة جيدًا)، أو مشهد لا توجد فيه خطوط رؤية مباشرة لمعظم النقاط مع أي مصدر ضوء (كما هو الحال مع مصابيح السقف أو المصابيح الأرضية ). في مثل هذه الحالات، لا ينقل الطاقة إلا جزء صغير جدًا من المسارات؛ وتُعد خوارزمية نقل الضوء "متروبوليس" طريقة تبدأ ببحث عشوائي في فضاء المسارات، وعند العثور على مسارات غنية بالطاقة، تعيد استخدام هذه المعلومات من خلال استكشاف فضاء الأشعة المجاور. [ 26 ]

صورة توضح الأشعة المتولدة بشكل متكرر من "العين" (وعبر مستوى الصورة) إلى مصدر الضوء بعد اصطدامها بسطحين منتشرين

إلى اليمين صورة توضح مثالاً بسيطاً لمسار أشعة يتم توليدها بشكل متكرر من الكاميرا (أو العين) إلى مصدر الضوء باستخدام الخوارزمية المذكورة أعلاه. يعكس السطح المنتشر الضوء في جميع الاتجاهات.

أولًا، يُنشأ شعاع ضوئي من نقطة نظر العين، ثم يُتتبع عبر البكسل وصولًا إلى المشهد، حيث يصطدم بسطح مُشتت. من هذا السطح، تُولّد الخوارزمية بشكل متكرر شعاعًا عاكسًا، يُتتبع عبر المشهد، حيث يصطدم بسطح مُشتت آخر. أخيرًا، يُولّد شعاع عاكس آخر ويُتتبع عبر المشهد، حيث يصطدم بمصدر الضوء ويُمتص. يعتمد لون البكسل الآن على لوني السطحين المُشتتين الأول والثاني، ولون الضوء المنبعث من مصدر الضوء. على سبيل المثال، إذا كان مصدر الضوء يُصدر ضوءًا أبيض، وكان السطحان المُشتتان أزرقين، فسيكون لون البكسل الناتج أزرق.

مثال

عقدة ثلاثية الفصوص ، تم إنشاؤها باستخدام معادلة بارامترية وتتبع الأشعة في بايثون

كمثال توضيحي لمبادئ تتبع الأشعة، لننظر كيف يتم إيجاد نقطة تقاطع شعاع مع كرة. هذا ببساطة هو الحساب الرياضي لنقطة تقاطع الخط مع الكرة، ومن ثم تحديد لون البكسل. بالطبع، هناك تفاصيل أخرى كثيرة في عملية تتبع الأشعة، لكن هذا المثال يوضح الخوارزميات المستخدمة.

في الترميز المتجهي ، معادلة الكرة التي مركزهاج{\displaystyle \mathbf {c} }ونصف القطرر{\displaystyle r}يكون

‖x-ج‖2=ر2.{\displaystyle \left\Vert \mathbf {x} -\mathbf {c} \right\Vert ^{2}=r^{2}.}

أي نقطة على شعاع يبدأ من النقطةs{\displaystyle \mathbf {s} }مع التوجيهد{\displaystyle \mathbf {d} }(هناد{\displaystyle \mathbf {d} }( متجه وحدة ) يمكن كتابته على النحو التالي

x=s+تد،{\displaystyle \mathbf {x} =\mathbf {s} +t\mathbf {d} ,}

أينت{\displaystyle t}هي المسافة بينهاx{\displaystyle \mathbf {x} }وs{\displaystyle \mathbf {s} }في مسألتنا، نعلمج{\displaystyle \mathbf {c} }،ر{\displaystyle r}،s{\displaystyle \mathbf {s} }(مثلاً، موضع مصدر الضوء) ود{\displaystyle \mathbf {d} }ونحن بحاجة إلى إيجادت{\displaystyle t}لذلك، نستبدل بـx{\displaystyle \mathbf {x} }:

‖s+تد-ج‖2=ر2.{\displaystyle \left\Vert \mathbf {s} +t\mathbf {d} -\mathbf {c} \right\Vert ^{2}=r^{2}.}

يتركv =دهـو s-ج{\displaystyle \mathbf {v} \ {\stackrel {\mathrm {def} }{=}}\ \mathbf {s} -\mathbf {c} }لتبسيط الأمور؛ ثم

‖v+تد‖2=ر2{\displaystyle \left\Vert \mathbf {v} +t\mathbf {d} \right\Vert ^{2}=r^{2}}
v2+ت2د2+2v⋅تد=ر2{\displaystyle \mathbf {v} ^{2}+t^{2}\mathbf {d} ^{2}+2\mathbf {v} \cdot t\mathbf {d} =r^{2}}
(د2)ت2+(2v⋅د)ت+(v2-ر2)=0.{\displaystyle (\mathbf {d} ^{2})t^{2}+(2\mathbf {v} \cdot \mathbf {d} )t+(\mathbf {v} ^{2}-r^{2})=0.}

إن معرفة أن d هو متجه وحدة يسمح لنا بهذا التبسيط البسيط:

ت2+(2v⋅د)ت+(v2-ر2)=0.{\displaystyle t^{2}+(2\mathbf {v} \cdot \mathbf {d} )t+(\mathbf {v} ^{2}-r^{2})=0.}

لهذه المعادلة التربيعية حلول

ت=-(2v⋅د)±(2v⋅د)2-4(v2-ر2)2=-(v⋅د)±(v⋅د)2-(v2-ر2).{\displaystyle t={\frac {-(2\mathbf {v} \cdot \mathbf {d} )\pm {\sqrt {(2\mathbf {v} \cdot \mathbf {d} )^{2}-4(\mathbf {v} ^{2}-r^{2})}}}{2}}=-(\mathbf {v} \cdot \mathbf {d} )\pm {\sqrt {(\mathbf {v} \cdot \mathbf {d} )^{2}-(\mathbf {v} ^{2}-r^{2})}}.}

القيمتان لـت{\displaystyle t}يتم إيجاد القيمتين اللتين تحققان من خلال حل هذه المعادلة بحيثs+تد{\displaystyle \mathbf {s} +t\mathbf {d} }هي النقاط التي يتقاطع عندها الشعاع مع الكرة.

أي قيمة سالبة لا تقع على الشعاع، بل تقع في نصف الخط المقابل (أي الخط الذي يبدأ منs{\displaystyle \mathbf {s} }(باتجاه معاكس).

إذا كانت الكمية الموجودة تحت الجذر التربيعي ( المميز ) سالبة، فإن الشعاع لا يتقاطع مع الكرة.

لنفترض الآن أن هناك حلاً إيجابياً على الأقل، ولنفترضت{\displaystyle t}لنفترض أن الكرة هي أقرب جسم في المشهد يتقاطع مع شعاعنا الضوئي، وأنها مصنوعة من مادة عاكسة. علينا تحديد اتجاه انعكاس الشعاع الضوئي. تنص قوانين الانعكاس على أن زاوية الانعكاس تساوي وتعاكس زاوية السقوط بين الشعاع الساقط والعمود المقام على الكرة.

العمودي على الكرة هو ببساطة

ن=y-ج‖y-ج‖،{\displaystyle \mathbf {n} ={\frac {\mathbf {y} -\mathbf {c} }{\left\Vert \mathbf {y} -\mathbf {c} \right\Vert }},}

أينy=s+تد{\displaystyle \mathbf {y} =\mathbf {s} +t\mathbf {d} }هي نقطة التقاطع التي تم تحديدها سابقًا. يمكن إيجاد اتجاه الانعكاس عن طريق انعكاس النقطة.د{\displaystyle \mathbf {d} }بالنسبة إلىن{\displaystyle \mathbf {n} }، إنه

ر=د-2(ن⋅د)ن.{\displaystyle \mathbf {r} =\mathbf {d} -2(\mathbf {n} \cdot \mathbf {d} )\mathbf {n} .}

وبالتالي فإن الشعاع المنعكس له المعادلة

x=y+uر.{\displaystyle \mathbf {x} =\mathbf {y} +u\mathbf {r} .\,}

الآن، كل ما نحتاجه هو حساب نقطة تقاطع الشعاع الأخير مع مجال رؤيتنا ، لنحصل على البكسل الذي سيصطدم به شعاع الضوء المنعكس. وأخيرًا، يتم تعيين لون مناسب لهذا البكسل، مع مراعاة كيفية دمج لون مصدر الضوء الأصلي ولون الكرة بفعل الانعكاس.

التحكم التكيفي في العمق

تعني خاصية التحكم التكيفي في العمق أن برنامج العرض يتوقف عن توليد الأشعة المنعكسة/النافذة عندما تقل شدة الإضاءة المحسوبة عن عتبة معينة. يجب دائمًا تحديد حد أقصى للعمق، وإلا سيولد البرنامج عددًا لا نهائيًا من الأشعة. ولكن ليس من الضروري دائمًا الوصول إلى أقصى عمق إذا لم تكن الأسطح عاكسة للغاية. لاختبار ذلك، يجب على برنامج تتبع الأشعة حساب وحفظ حاصل ضرب معاملات الانعكاس والانعكاس الكلي أثناء تتبع الأشعة.

مثال: لنفترض أن Kr = 0.5 لمجموعة من الأسطح. عندئذٍ، تكون المساهمة القصوى من السطح الأول 0.5، ومن السطح الثاني: 0.5 × 0.5 = 0.25، ومن الثالث: 0.25 × 0.5 = 0.125، ومن الرابع: 0.125 × 0.5 = 0.0625، ومن الخامس: 0.0625 × 0.5 = 0.03125، وهكذا. إضافةً إلى ذلك، يمكننا تطبيق عامل تخفيف المسافة مثل 1/D²، مما يقلل أيضًا من مساهمة الشدة.

بالنسبة للأشعة المنقولة، يمكننا القيام بشيء مماثل، ولكن في هذه الحالة، ستؤدي المسافة التي تقطعها الأشعة عبر الجسم إلى انخفاض أسرع في شدة الإضاءة. على سبيل المثال، وجد هول وغرينبيرغ أنه حتى في مشهد عاكس للغاية، فإن استخدام هذه الطريقة مع عمق أقصى يبلغ 15 ينتج عنه متوسط ​​عمق لشجرة الأشعة يبلغ 1.7. [ 27 ]

الأحجام المحيطة

يُقلل حصر مجموعات من الأجسام في تسلسلات هرمية للأحجام المحيطة (BVH) من حجم العمليات الحسابية المطلوبة لتتبع الأشعة. يُختبر شعاع مُسقط أولًا للتأكد من تقاطعه مع الحجم المحيط ، ثم في حال وجود تقاطع، يُقسم الحجم بشكل متكرر حتى يصطدم الشعاع بالجسم. يُحدد شكل الجسم أو الأجسام الأساسية أفضل نوع من الأحجام المحيطة. على سبيل المثال، إذا كانت الأجسام طويلة ورفيعة، فإن الكرة ستُحيط بمساحة فارغة في الغالب مقارنةً بالمكعب. كما أن المكعبات أسهل في توليد أحجام محيطة هرمية.

لاحظ أن استخدام نظام هرمي كهذا (بافتراض تنفيذه بعناية) يُغيّر وقت حساب التقاطع من اعتماد خطي على عدد الكائنات إلى اعتماد بين الخطي واللوغاريتمي. وذلك لأنه، في الحالة المثالية، سيقسم كل اختبار تقاطع الاحتمالات على اثنين، مما ينتج عنه بنية شبيهة بشجرة ثنائية. تحاول طرق التقسيم المكاني، التي سنناقشها لاحقًا، تحقيق ذلك. علاوة على ذلك، تجعل بنية التسريع هذه حساب تتبع الأشعة حساسًا لمخرجات العملية. أي أن تعقيد حسابات تقاطع الأشعة يعتمد على عدد الكائنات التي تتقاطع فعليًا مع الأشعة، وليس (فقط) على عدد الكائنات في المشهد.

يقدم كاي وكاجيا قائمة بالخصائص المرغوبة للأحجام المحيطة الهرمية:

  • ينبغي أن تحتوي الأشجار الفرعية على كائنات قريبة من بعضها البعض، وكلما اتجهنا لأسفل الشجرة، كلما تقاربت الكائنات.
  • ينبغي أن يكون حجم كل عقدة في حده الأدنى.
  • يجب أن يكون مجموع أحجام جميع الأحجام المحيطة بالجسم في حده الأدنى.
  • ينبغي إيلاء اهتمام أكبر للعقد القريبة من الجذر لأن تقليم فرع بالقرب من الجذر سيؤدي إلى إزالة عدد أكبر من الكائنات المحتملة مقارنة بفرع أبعد في الشجرة.
  • ينبغي أن يكون الوقت المستغرق في بناء التسلسل الهرمي أقل بكثير من الوقت الذي يتم توفيره باستخدامه.

تتبع الأشعة التفاعلي

كان نظام LINKS-1 للرسومات الحاسوبية، الذي بُني عام 1982 في كلية الهندسة بجامعة أوساكا على يد الأساتذة أومورا كويتشي، وشيراكاوا إيساو، وكاواتا تورو، بمساعدة 50 طالبًا، أول تطبيق عملي لتقنية تتبع الأشعة التفاعلية . كان نظامًا حاسوبيًا للمعالجة المتوازية الضخمة ، يضم 514 معالجًا دقيقًا (257 من نوع Zilog Z8001 و257 من نوع iAPX 86 )، ويُستخدم في رسومات الحاسوب ثلاثية الأبعاد بتقنية تتبع الأشعة عالية السرعة. ووفقًا لجمعية معالجة المعلومات في اليابان : "يكمن جوهر عرض الصور ثلاثية الأبعاد في حساب إضاءة كل بكسل يُكوّن سطحًا مُصوَّرًا، انطلاقًا من وجهة النظر ومصدر الضوء وموقع الجسم. وقد طُوِّر نظام LINKS-1 لتحقيق منهجية عرض صور تسمح بمعالجة كل بكسل بشكل متوازٍ ومستقل باستخدام تقنية تتبع الأشعة. وبفضل تطوير منهجية برمجية جديدة مُخصصة لعرض الصور بسرعة عالية، تمكن نظام LINKS-1 من عرض صور واقعية للغاية بسرعة فائقة." استُخدم هذا النظام لإنشاء فيديو ثلاثي الأبعاد مبكر يُحاكي القبة السماوية ، مُصمّم بالكامل باستخدام رسومات الحاسوب. عُرض الفيديو في جناح فوجيتسو في المعرض الدولي لعام 1985 في تسوكوبا . [ 28 ] وكان ثاني نظام يُقدّم هذه الخدمة بعد نظام إيفانز آند ساذرلاند ديجيستار عام 1982. وادّعى مُصمّمو نظام LINKS-1 أنه أقوى حاسوب في العالم عام 1984. [ 29 ]

في مؤتمر SIGGRAPH لرسومات الحاسوب عام 2005، نُسب الفضل في تطوير أداة تتبع الأشعة التفاعلية التالية، والأولى التي وُصفت بأنها "في الوقت الحقيقي"، إلى أدوات REMRT/RT التي طورها مايك موس عام 1986 لنظام BRL-CAD لنمذجة الأجسام الصلبة. نُشرت أداة تتبع الأشعة BRL-CAD لأول مرة عام 1987 في مؤتمر USENIX ، وكانت تطبيقًا مبكرًا لنظام تتبع الأشعة الموزع عبر شبكة متوازية، والذي حقق أداءً عاليًا في العرض يصل إلى عدة إطارات في الثانية. [ 30 ] وقد تحقق هذا الأداء بفضل محرك تتبع الأشعة LIBRT عالي الكفاءة والمستقل عن المنصة في BRL-CAD، وباستخدام هندسة CSG الضمنية الصلبة على عدة أجهزة متوازية ذات ذاكرة مشتركة عبر شبكة عامة. ولا تزال أداة تتبع الأشعة BRL-CAD، بما في ذلك أدوات REMRT/RT، متاحة ويتم تطويرها حتى اليوم كبرنامج مفتوح المصدر . [ 31 ]

منذ ذلك الحين، بُذلت جهودٌ كبيرة وأُجريت أبحاثٌ مكثفة لتطبيق تقنية تتبع الأشعة بسرعاتٍ فورية لأغراضٍ متنوعة على أجهزة الكمبيوتر المكتبية المستقلة. تشمل هذه الأغراض تطبيقات الرسومات ثلاثية الأبعاد التفاعلية، مثل عروض المشاهد التجريبية ، وألعاب الكمبيوتر والفيديو ، ومعالجة الصور. وقد طوّر بعض مبرمجي العروض التجريبية الهواة بعض محركات البرامج ثلاثية الأبعاد الفورية القائمة على تتبع الأشعة منذ أواخر التسعينيات. [ 32 ]

في عام 1999، قام فريق من جامعة يوتا ، بقيادة ستيفن باركر، بعرض تقنية تتبع الأشعة التفاعلية مباشرةً في ندوة عام 1999 حول الرسومات ثلاثية الأبعاد التفاعلية. وقد قاموا بعرض نموذج كروي مكون من 35 مليون كرة بدقة 512 × 512 بكسل، بمعدل 15 إطارًا في الثانية تقريبًا على 60 وحدة معالجة مركزية. [ 33 ]

تضمن مشروع Open RT نواة برمجية مُحسّنة للغاية لتتبع الأشعة، بالإضافة إلى واجهة برمجة تطبيقات شبيهة بـ OpenGL، وذلك لتقديم بديل للنهج الحالي القائم على الترسيم النقطي للرسومات ثلاثية الأبعاد التفاعلية. صُممت أجهزة تتبع الأشعة ، مثل وحدة معالجة الأشعة التجريبية التي طورها سفين ووب في جامعة سارلاند ، لتسريع بعض العمليات الحسابية المكثفة لتتبع الأشعة.

كويك وورز: تتبع الأشعة

حظيت فكرة إمكانية استخدام تقنية تتبع الأشعة في رسومات ألعاب الفيديو في الوقت الفعلي باهتمام إعلامي واسع في أواخر العقد الأول من الألفية الثانية. خلال تلك الفترة، قام الباحث دانيال بول، بتوجيه من أستاذ الرسومات فيليب سلوساليك وبالتعاون مع جامعتي إرلانجن وسارلاند في ألمانيا، بتزويد لعبتي Quake III و Quake IV بمحرك قام ببرمجته بنفسه، والذي عرضته جامعة سارلاند لاحقًا في معرض CeBIT 2007. [ 34 ] وقد أعجبت شركة إنتل ، الراعية لجامعة سارلاند، بالتقنية لدرجة أنها وظفت بول وبدأت برنامجًا بحثيًا مخصصًا لرسومات تتبع الأشعة، وهو ما اعتبرته مبررًا لزيادة عدد أنوية معالجاتها. [ 35 ] : 99-100 [ 36 ] في 12 يونيو 2008، عرضت إنتل نسخة خاصة من لعبة Enemy Territory: Quake Wars ، بعنوان Quake Wars: Ray Traced ، تستخدم تقنية تتبع الأشعة في العرض، وتعمل بدقة HD أساسية (720p). كان نظام ETQW يعمل بمعدل 14-29 إطارًا في الثانية على نظام Xeon Tigerton ذي 16 نواة (4 مقابس، 4 نوى) يعمل بسرعة 2.93 جيجاهرتز. [ 37 ] 

في مؤتمر SIGGRAPH 2009، أعلنت Nvidia عن OptiX ، وهي واجهة برمجة تطبيقات مجانية لتتبع الأشعة في الوقت الفعلي على وحدات معالجة الرسومات من Nvidia. توفر واجهة برمجة التطبيقات سبع نقاط دخول قابلة للبرمجة ضمن مسار تتبع الأشعة، مما يسمح باستخدام كاميرات مخصصة، وتقاطعات الأشعة مع الأشكال الأولية، والمظلات، والتظليل، وغيرها. تُمكّن هذه المرونة من تتبع المسار ثنائي الاتجاه، ونقل الضوء باستخدام خوارزمية Metropolis، والعديد من خوارزميات العرض الأخرى التي لا يمكن تنفيذها باستخدام التكرار الذيل. [ 38 ] تُستخدم برامج العرض القائمة على OptiX في Autodesk Arnold و Adobe After Effects وBunkspeed Shot و Autodesk Maya و 3ds Max والعديد من برامج العرض الأخرى.

في عام 2014، عرضت نسخة تجريبية من لعبة The Tomorrow Children لجهاز PlayStation 4 ، والتي طورتها شركتا Q-Games و Japan Studio ، تقنيات إضاءة جديدة طورتها شركة Q-Games، ولا سيما تقنية تتبع الأشعة المخروطية المتتالية ، والتي تحاكي الإضاءة في الوقت الفعلي وتستخدم انعكاسات أكثر واقعية بدلاً من انعكاسات مساحة الشاشة . [ 39 ]

أطلقت شركة إنفيديا معالجات الرسوميات GeForce RTX وQuadro RTX في سبتمبر 2018، والمبنية على معمارية تورينج التي تتيح تتبع الأشعة المُسرّع بواسطة الأجهزة. يستخدم جهاز إنفيديا وحدة وظيفية منفصلة، ​​تُعرف باسم "نواة RT". تُشابه هذه الوحدة إلى حد ما وحدة معالجة الصور من حيث الحجم وزمن الاستجابة والتواصل مع نواة المعالج. تتميز هذه الوحدة باجتياز BVH ، وفك ضغط عقد BVH المضغوطة، واختبار تقاطع الأشعة مع AABB، واختبار تقاطع الأشعة مع المثلثات. [ 40 ] أصبحت GeForce RTX، بنموذجيها 2080 و2080 Ti، أول علامة تجارية لبطاقات الرسوميات موجهة للمستهلكين قادرة على تنفيذ تتبع الأشعة في الوقت الفعلي، [ 41 ] وفي نوفمبر 2018، أصبحت لعبة Battlefield V من Electronic Arts أول لعبة تستفيد من إمكانيات تتبع الأشعة، وذلك عبر واجهة برمجة التطبيقات الجديدة من مايكروسوفت، DirectX Raytracing . [ 42 ] كشفت AMD، التي كانت تُقدم بالفعل تقنية تتبع الأشعة التفاعلية على منصة OpenCL من خلال برنامج Radeon ProRender ، [ 43 ] [ 44 ] في أكتوبر 2020 عن سلسلة Radeon RX 6000 ، وهي الجيل الثاني من وحدات معالجة الرسومات Navi التي تدعم تتبع الأشعة المُسرّع بواسطة الأجهزة، وذلك خلال فعالية عبر الإنترنت. [ 45 ] [ 46 ] [ 47 ] [ 48 ] [ 49 ] ومنذ ذلك الحين، ظهرت ألعاب لاحقة تُعرض رسوماتها بهذه الطريقة، ويعود الفضل في ذلك إلى التحسينات التي طرأت على الأجهزة والجهود المبذولة لجعل المزيد من واجهات برمجة التطبيقات ومحركات الألعاب متوافقة مع هذه التقنية. [ 50 ] تُطبّق أجهزة ألعاب الفيديو المنزلية الحالية أجهزة تتبع أشعة مُخصصة في وحدات معالجة الرسومات الخاصة بها للحصول على تأثيرات تتبع الأشعة في الوقت الفعلي، وقد بدأ ذلك مع أجهزة الجيل التاسع PlayStation 5 و Xbox Series X وSeries S. [ 51 ] [ 52 ] [ 53 ] [ 54 ] [ 55 ]

في 4 نوفمبر 2021، أعلنت شركة إيماجينيشن تكنولوجيز عن معالج الرسوميات IMG CXT بتقنية تتبع الأشعة المُسرّعة بواسطة الأجهزة. [ 56 ] [ 57 ] وفي 18 يناير 2022، أعلنت سامسونج عن معالج النظام على شريحة Exynos 2200 AP بتقنية تتبع الأشعة المُسرّعة بواسطة الأجهزة. [ 58 ] وفي 28 يونيو 2022، أعلنت شركة آرم عن معالج Immortalis-G715 بتقنية تتبع الأشعة المُسرّعة بواسطة الأجهزة. [ 59 ] وفي 16 نوفمبر 2022، أعلنت كوالكوم عن معالج Snapdragon 8 Gen 2 بتقنية تتبع الأشعة المُسرّعة بواسطة الأجهزة. [ 60 ] [ 61 ]

في 12 سبتمبر 2023، قدمت آبل تقنية تتبع الأشعة المُسرّعة بواسطة الأجهزة في تصميمات رقائقها، بدءًا من شريحة A17 Pro لهواتف iPhone 15 Pro. [ 62 ] [ 63 ] وفي وقت لاحق من العام نفسه، أطلقت آبل عائلة معالجات M3 التي تدعم تتبع الأشعة بواسطة الأجهزة. [ 64 ] حاليًا، هذه التقنية متاحة في أجهزة iPhone وiPad وأجهزة Mac عبر واجهة برمجة تطبيقات Metal . تُشير آبل إلى زيادة في الأداء تصل إلى 4 أضعاف مقارنةً بتقنية تتبع الأشعة البرمجية السابقة على الهاتف [ 63 ] ، وسرعة تصل إلى 2.5 ضعف عند مقارنة M3 بشريحة M1. [ 64 ] يتضمن التنفيذ المادي تسريع اجتياز البنية وتقاطعات صناديق الأشعة المخصصة، وتدعم واجهة برمجة التطبيقات RayQuery (تتبع الأشعة المضمن) بالإضافة إلى ميزات RayPipeline. [ 65 ]

التعقيد الحسابي

تم إثبات نتائج مختلفة تتعلق بالتعقيد لبعض صياغات مسألة تتبع الأشعة. على وجه الخصوص، إذا عُرِّفت صيغة القرار لمسألة تتبع الأشعة على النحو التالي [ 66 ] - أي، بمعلومية الموضع والاتجاه الابتدائي لشعاع ضوئي ونقطة ثابتة، هل يصل الشعاع في النهاية إلى تلك النقطة؟ - فإن الورقة المرجعية تثبت النتائج التالية:

  • إن تتبع الأشعة في الأنظمة البصرية ثلاثية الأبعاد مع مجموعة محدودة من الأجسام العاكسة أو المنكسرة التي يتم تمثيلها بواسطة نظام من المتباينات التربيعية العقلانية غير قابل للتقرير .
  • إن تتبع الأشعة في الأنظمة البصرية ثلاثية الأبعاد مع مجموعة محدودة من الأجسام الانكسارية الممثلة بنظام من المتباينات الخطية العقلانية أمر غير قابل للتقرير.
  • إن تتبع الأشعة في الأنظمة البصرية ثلاثية الأبعاد مع مجموعة محدودة من الأجسام المستطيلة العاكسة أو المنكسرة أمر غير قابل للتقرير.
  • إن تتبع الأشعة في الأنظمة البصرية ثلاثية الأبعاد مع مجموعة محدودة من الأجسام العاكسة أو العاكسة جزئيًا والممثلة بنظام من المتباينات الخطية، والتي يمكن أن يكون بعضها غير منطقي، أمر غير قابل للتقرير.
  • تتبع الأشعة في الأنظمة البصرية ثلاثية الأبعاد مع مجموعة محدودة من الأجسام العاكسة أو العاكسة جزئيًا والممثلة بنظام من المتباينات الخطية العقلانية هو PSPACE -hard.
  • بالنسبة لأي بُعد يساوي أو يزيد عن 2، فإن تتبع الأشعة مع مجموعة محدودة من الأسطح العاكسة المتوازية والمتعامدة الممثلة بمتباينات خطية منطقية يكون في PSPACE.

هندسة البرمجيات

البرمجيات الوسيطة

واجهة برمجة التطبيقات (API)

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ شيرلي، بيتر (9 يوليو 2003). تتبع الأشعة الواقعي . إيه كيه بيترز/سي آر سي برس؛ الطبعة الثانية. رقم ISBN 978-1568814612.
  2. ↑ "مقال دعائي: تغيير قواعد اللعبة - تتبع الأشعة التجريبي القائم على الحوسبة السحابية" . www.gamasutra.com . مؤرشف من الأصل بتاريخ 9 مايو 2012. تم الاطلاع عليه بتاريخ 18 مارس 2021 .
  3. ↑ رافينسكرافت، إريك. "هل ينبغي لأحد أن يهتم فعلاً بتقنية تتبع الأشعة؟" . مجلة وايرد . الرقم الدولي الموحد للدوريات 1059-1028 . تاريخ الاسترجاع: 27 فبراير 2026 . 
  4. ↑ كاستباور، داميان (28 يناير 2010). "الخطوات الكبيرة التالية في تصميم الصوت للألعاب" . غاماسوترا . مؤرشف من الأصل في 9 مايو 2012. تم الاطلاع عليه في 18 مارس 2021 .
  5. ↑ جورج راينر هوفمان (1990). "من اخترع تتبع الأشعة؟". الحاسوب المرئي . 6 (3): 120-124 . doi : 10.1007/BF01911003 . S2CID 26348610 . .
  6. ↑ ستيف لوكينغ (2013). "دورر، الرسم، والتفكير الرقمي - مؤتمر FATE لعام 2013" . brian-curtis.com . تاريخ الاطلاع: 13 أغسطس 2020 .
  7. ↑ ستيف لوكينج. "ستيفن جيه لوكينج" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 13 أغسطس 2020 .
  8. ↑ أبيل، آرثر (30 أبريل 1968). "بعض تقنيات تظليل الرسومات الحاسوبية للأجسام الصلبة". وقائع المؤتمر المشترك للحاسوب الربيعي المنعقد في الفترة من 30 أبريل إلى 2 مايو 1968 - AFIPS '68 (ربيع) (ملف PDF) . الصفحات 37-45 . doi : 10.1145/1468075.1468082 . S2CID 207171023. مؤرشف (ملف PDF) من الأصل في 20 يوليو 2008. تم الاطلاع عليه في 9 أغسطس 2011 .  
  9. ↑ غولدشتاين، روبرت؛ ناغل، روجر (يناير 1971)، "محاكاة بصرية ثلاثية الأبعاد"، المحاكاة ، 16 (1): 25-31 ، doi : 10.1177/003754977101600104 ، S2CID 122824395 
  10. ↑ Syntha Vision Sampler . 1974 – عبر أرشيف الإنترنت .
  11. ↑ روث، سكوت د. (فبراير 1982)، "تقنية إسقاط الأشعة لنمذجة الأجسام الصلبة"، رسومات الحاسوب ومعالجة الصور ، 18 (2): 109-144 ، doi : 10.1016/0146-664X(82)90169-1
  12. ↑ ويتد، ت. (1979). نموذج إضاءة مُحسَّن للعرض المُظلَّل. مؤرشف في 19 أكتوبر 2012 على موقع Wayback Machine . وقائع المؤتمر السنوي السادس حول رسومات الحاسوب والتقنيات التفاعلية.
  13. ↑ الصياد الكامل . مختبرات بيل. 1978 – عبر أرشيف الإنترنت .
  14. ↑ "طعام للضحك" . عالم رسومات الحاسوب .
  15. ↑ مجلة (28 مايو 2013). "هذه الحياة المتحركة: فيلم لايت سبيد من إنتاج بيكسار يُضفي ضوءًا جديدًا على جامعة الوحوش" . هذه الحياة المتحركة . مؤرشف من الأصل في 17 يوليو 2020. تم الاطلاع عليه في 26 مايو 2020 .
  16. ↑ هارت، جون سي. (يونيو 1995)، "تتبع الكرة: طريقة هندسية لتتبع الأشعة المضاد للتشويش للأسطح الضمنية" (ملف PDF) ، الحاسوب المرئي
  17. ↑ هارت، جون سي؛ ساندين، دانيال جيه؛ كوفمان، لويس إتش (يوليو 1989)، "تتبع الأشعة للكسور ثلاثية الأبعاد الحتمية" (ملف PDF) ، رسومات الحاسوب ، 23 (3): 289-296 ، doi : 10.1145/74334.74363
  18. ↑ توماس نيكوديم (يونيو 2010). "خوارزمية تتبع الأشعة للتطبيقات التفاعلية" (ملف PDF) . الجامعة التقنية التشيكية، كلية الهندسة الكهربائية والإلكترونية . مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) في 3 مارس 2016.
  19. ↑ ويتد، ت. (1979). "نموذج إضاءة مُحسَّن للعرض المُظلَّل" . وقائع المؤتمر السنوي السادس حول رسومات الحاسوب والتقنيات التفاعلية . رابطة آلات الحوسبة. CiteSeerX 10.1.1.156.1534 . ISBN  0-89791-004-4أُرشف من الأصل في 19 أكتوبر 2012. تم الاطلاع عليه في 9 أغسطس 2011 .
  20. ↑ تشالمرز، أ.؛ ديفيس، ت.؛ راينهارد، إ. (2002). العرض المتوازي العملي . إيه كيه بيترز. ISBN 1-56881-179-9.
  21. ↑ آيلا، تيمو؛ لاين، سامولي (2009). "فهم كفاءة اجتياز الأشعة على وحدات معالجة الرسومات". HPG '09: وقائع مؤتمر الرسومات عالية الأداء 2009. الصفحات 145-149 . doi : 10.1145/1572769.1572792 . ISBN  9781605586038. S2CID 15392840 . 
  22. ↑ إريك ب. لافورتون وإيف د. ويليمز (ديسمبر 1993). "تتبع المسار ثنائي الاتجاه" . وقائع مؤتمر Compugraphics '93 : 145-153 .
  23. ↑ بيتر دورنباخ (1998). "تنفيذ خوارزمية تتبع الأشعة ثنائية الاتجاه" (ملف PDF) . تم الاطلاع عليه بتاريخ 11 يونيو 2008 .
  24. ↑ الإضاءة العالمية باستخدام خرائط الفوتونات، مؤرشفة في 8 أغسطس 2008، على موقع Wayback Machine
  25. ↑ "رسم خرائط الفوتون - زاك ووترز" . مؤرشف من الأصل في 1 يونيو 2008. تم الاطلاع عليه في 11 يونيو 2008 .
  26. ↑ فيتش، إريك؛ غيباس، ليونيداس ج. (1997). "النقل الخفيف في المدن الكبرى". سيغراف 97: وقائع المؤتمر السنوي الرابع والعشرين حول رسومات الحاسوب والتقنيات التفاعلية . الصفحات 65-76 . doi : 10.1145/258734.258775 . ISBN  0897918967. S2CID 1832504 . 
  27. ↑ هول، روي أ.؛ غرينبيرغ، دونالد ب. (نوفمبر 1983). "منصة اختبار لتوليف الصور الواقعية". مجلة IEEE لرسومات الحاسوب وتطبيقاتها . 3 (8): 10-20 . Bibcode : 1983ICGA....3h..10H . CiteSeerX 10.1.1.131.1958 . doi : 10.1109/MCG.1983.263292 . S2CID 9594422 .  
  28. ↑ «نظام LINKS-1 للرسومات الحاسوبية - جامعة أوساكا» . متحف الحاسوب التابع لجمعية معالجة المعلومات في اليابان. مؤرشف من الأصل في 7 مايو 2017. تم الاطلاع عليه في 15 نوفمبر 2018 .
  29. ↑ ديفانتي، توماس أ. (1984). التطورات في مجال الحواسيب. المجلد 23 (ملف PDF) . دار النشر الأكاديمية . ص 121. ISBN  0-12-012123-9تمت أرشفة الملف (PDF) من النسخة الأصلية في 12 يناير 2021. تم الاطلاع عليه في 16 نوفمبر 2018 .
  30. ↑ انظر وقائع ورشة عمل رسومات الحاسوب الرابعة، كامبريدج، ماساتشوستس، الولايات المتحدة الأمريكية، أكتوبر 1987. جمعية Usenix، 1987. الصفحات 86-98.
  31. ↑ "حول BRL-CAD" . مؤرشف من الأصل في 1 سبتمبر 2009. تم الاطلاع عليه في 18 يناير 2019 .
  32. ↑ بييرو فوسكاري. "عالم تتبع الأشعة في الوقت الحقيقي" . معاملات ACM في الرسومات . مؤرشف من الأصل في 15 سبتمبر 2006. تم الاسترجاع في 17 سبتمبر 2007 .
  33. ↑ باركر، ستيفن؛ مارتن، ويليام (26 أبريل 1999). "تتبع الأشعة التفاعلي" . وقائع ندوة عام 1999 حول الرسومات ثلاثية الأبعاد التفاعلية . I3D '99. المجلد 5. الصفحات 119-126 . CiteSeerX 10.1.1.6.8426 . doi : 10.1145/300523.300537 . ISBN    1581130821. S2CID 4522715 . تم الاسترجاع في 30 أكتوبر 2019 . 
  34. ↑ مارك وارد (16 مارس 2007). "أشعة تضيء رسومات نابضة بالحياة" . بي بي سي نيوز . مؤرشف من الأصل في 5 أكتوبر 2007. تم الاطلاع عليه في 17 سبتمبر 2007 .
  35. ↑ بيدي، جون (2019). تتبع الأشعة: أداة للجميع . سبرينغر نيتشر سويسرا . ISBN 978-3-030-17490-3تم الاطلاع عليه بتاريخ 2 نوفمبر 2022 .
  36. ↑ أبي شحلة، فيدي (22 يوليو/تموز 2009). "متى سيحل تتبع الأشعة محلّ التجسيد النقطي؟" . موقع تومز هاردوير . مؤرشف من الأصل في 17 مايو/أيار 2026. تم الاطلاع عليه في 4 نوفمبر/تشرين الثاني 2022 .
  37. ↑ فاليتش، ثيو (12 يونيو 2008). "إنتل تحوّل لعبة ET: Quake Wars إلى تقنية تتبع الأشعة" . تي جي ديلي. مؤرشف من الأصل في 2 أكتوبر 2008. تم الاطلاع عليه في 16 يونيو 2008 .
  38. ↑ إنفيديا (18 أكتوبر 2009). "إنفيديا أوبتيكس" . إنفيديا . تم الاطلاع عليه في 6 نوفمبر 2009 .
  39. ↑ كوثبرت، ديلان (24 أكتوبر 2015). "ابتكار الرسومات الجميلة والمبتكرة للعبة The Tomorrow Children على جهاز PS4" . مدونة بلاي ستيشن . مؤرشف من الأصل في 11 ديسمبر 2015. تم الاطلاع عليه في 7 ديسمبر 2015 .
  40. ↑ كيلغاريف، إيميت؛ مورتون، هنري؛ ستام، نيك؛ بيل، براندون (14 سبتمبر 2018). "نظرة معمقة على بنية تورينج من إنفيديا" . مطورو إنفيديا . مؤرشف من الأصل في 13 نوفمبر 2022. تم الاطلاع عليه في 13 نوفمبر 2022 .
  41. ↑ تاكاهاشي، دين (20 أغسطس 2018). "إنفيديا تكشف النقاب عن رقائق رسومات GeForce RTX لألعاب تتبع الأشعة في الوقت الفعلي" . فينشر بيت . مؤرشف من الأصل في 13 نوفمبر 2022. تم الاسترجاع في 13 نوفمبر 2022 .
  42. ↑ تشاكوس، براد (14 نوفمبر 2018). "تشغيل تقنية RTX! لعبة Battlefield V تصبح أول لعبة تدعم تقنية تتبع الأشعة في الوقت الحقيقي DXR" . PCWorld . مؤرشف من الأصل في 13 نوفمبر 2018. تم الاطلاع عليه في 13 نوفمبر 2018 .
  43. ↑ "تتبع الأشعة في الوقت الحقيقي باستخدام Radeon ProRender" . GPUOpen . 20 مارس 2018. مؤرشف من الأصل في 13 نوفمبر 2022. تم الاطلاع عليه في 13 نوفمبر 2022 .
  44. ↑ هارادا، تاكاهيرو (23 نوفمبر 2020). "تسريع تتبع الأشعة بواسطة الأجهزة في AMD Radeon™ ProRender 2.0" . GPUOpen . مؤرشف من الأصل في 13 نوفمبر 2022. تم الاسترجاع في 13 نوفمبر 2022 .
  45. ↑ غاريفا، أنتوني (9 سبتمبر 2020). "شركة AMD ستكشف عن بطاقات الرسومات Big Navi RDNA 2 من الجيل التالي في 28 أكتوبر" . TweakTown . مؤرشف من الأصل في 10 سبتمبر 2020. تم الاطلاع عليه في 9 سبتمبر 2020 .
  46. ↑ لايلز، تايلور (9 سبتمبر 2020). "سيتم الكشف عن معالجات Zen 3 من الجيل التالي من AMD ووحدة معالجة الرسومات Radeon RX 6000 'Big Navi' الشهر المقبل" . ذا فيرج . مؤرشف من الأصل في 9 سبتمبر 2020. تم الاسترجاع في 10 سبتمبر 2020 .
  47. ↑ "شركة AMD تُشوق لأرقام أداء بطاقة Radeon RX 6000: هل تستهدف أداء 3080؟" . anandtech.com . AnandTech . 8 أكتوبر 2020. مؤرشف من الأصل في 8 أكتوبر 2020. تم الاطلاع عليه في 25 أكتوبر 2020 .
  48. ↑ "أعلنت AMD عن معالجات Ryzen "Zen 3" وبطاقات Radeon "RDNA2" في أكتوبر: بداية رحلة جديدة" . anandtech.com . AnandTech . 9 سبتمبر 2020. مؤرشف من الأصل في 10 سبتمبر 2020. تم الاطلاع عليه في 25 أكتوبر 2020 .
  49. ↑ جود، ويل (28 أكتوبر 2020). "شركة AMD تكشف النقاب عن ثلاث بطاقات رسومات Radeon 6000 بتقنية تتبع الأشعة وأداء يتفوق على تقنية RTX" . يورو غيمر . مؤرشف من الأصل في 10 سبتمبر 2021. تم الاطلاع عليه في 28 أكتوبر 2020 .
  50. ↑ مارز، آدم؛ شيرلي، بيتر ؛ والد، إنجو (2021). جواهر تتبع الأشعة II: الجيل التالي من العرض في الوقت الحقيقي باستخدام DXR وVulkan وOptiX . Apress . الصفحات 213-214 ، 791-792 . hdl : 20.500.12657/50334 . ISBN  9781484271858.
  51. ↑ وارن، توم (8 يونيو 2019). "مايكروسوفت تلمح إلى جهاز إكس بوكس ​​من الجيل التالي 'سكارليت' في عروض E3 التشويقية" . ذا فيرج . مؤرشف من الأصل في 9 يونيو 2019. تم الاطلاع عليه في 8 أكتوبر 2019 .
  52. ↑ حاييم، غارتنبرغ (8 أكتوبر 2019). "سوني تؤكد اسم بلاي ستيشن 5 وتاريخ إصداره في موسم الأعياد 2020" . ذا فيرج . تم الاطلاع عليه بتاريخ 8 أكتوبر 2019 .
  53. ↑ وارن، توم (24 فبراير 2020). "مايكروسوفت تكشف عن المزيد من مواصفات إكس بوكس ​​سيريس إكس، وتؤكد وجود معالج رسوميات بقوة 12 تيرافلوب" . ذا فيرج . مؤرشف من الأصل في 24 فبراير 2020. تم الاطلاع عليه في 25 فبراير 2020 .
  54. ↑ وارن، توم (9 سبتمبر 2020). "مايكروسوفت تكشف عن مواصفات إكس بوكس ​​سيريس إس، وتعد بأربعة أضعاف قوة معالجة إكس بوكس ​​ون" . ذا فيرج . مؤرشف من الأصل في 9 سبتمبر 2020. تم الاطلاع عليه في 9 سبتمبر 2020 .
  55. ↑ فاندرفيل، آندي (4 يناير 2020). "فهم شائعات جهاز إكس بوكس ​​سيريس إكس المنتشرة" . مجلة وايرد . مؤرشف من الأصل في 13 نوفمبر 2022. تم الاطلاع عليه في 13 نوفمبر 2022 .
  56. ↑ 93digital (4 نوفمبر 2021). "شركة إيماجينيشن تطلق وحدة معالجة الرسومات الأكثر تطوراً بتقنية تتبع الأشعة" . إيماجينيشن . تم الاطلاع عليه بتاريخ 17 سبتمبر 2023 .{{cite web}}: صيانة CS1: الأسماء الرقمية: قائمة المؤلفين ( رابط )
  57. ↑ "تتبع الأشعة" . الخيال . تم الاسترجاع في 17 سبتمبر 2023 .
  58. ↑ "سامسونج تُطلق معالج Exynos 2200 الثوري مع وحدة معالجة الرسومات Xclipse، المدعوم ببنية AMD RDNA 2" . news.samsung.com . تاريخ الاطلاع: 17 سبتمبر 2023 .
  59. ↑ "أداء ألعاب مُطلق مع وحدات معالجة الرسومات الجديدة من Arm - إعلانات - مدونات مجتمع Arm - مجتمع Arm" . community.arm.com . 28 يونيو 2022. تم الاطلاع عليه في 17 سبتمبر 2023 .
  60. ↑ "معالج سنابدراغون 8 من الجيل الثاني يُرسي معيارًا جديدًا للهواتف الذكية المتميزة" . www.qualcomm.com . مؤرشف من الأصل بتاريخ 2 أبريل 2023. تم الاطلاع عليه بتاريخ 17 سبتمبر 2023 .
  61. ↑ "معالج سنابدراغون 8 من الجيل الثاني الجديد: 8 تجارب استثنائية للهواتف المحمولة، تم الكشف عنها" . www.qualcomm.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 17 سبتمبر 2023 .
  62. ↑ بونشور، رايان سميث، جافين. "مدونة البث المباشر لحدث آبل لخريف 2023 عن هواتف آيفون (تبدأ الساعة 10 صباحًا بتوقيت المحيط الهادئ/17:00 بالتوقيت العالمي المنسق)" . www.anandtech.com . مؤرشف من الأصل في 12 سبتمبر 2023. تم الاطلاع عليه في 17 سبتمبر 2023 .{{cite web}}: صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين ( رابط )
  63. ١ ٢ "أبل تكشف النقاب عن هاتفي iPhone 15 Pro و iPhone 15 Pro Max" . غرفة أخبار أبل . مؤرشف من الأصل في ١٢ سبتمبر ٢٠٢٣. تم الاطلاع عليه في ٢٧ أكتوبر ٢٠٢٤ .
  64. ١ ٢ "أبل تكشف النقاب عن M3 وM3 Pro وM3 Max، وهي أحدث الرقاقات لأجهزة الكمبيوتر الشخصية" . غرفة أخبار أبل . مؤرشف من الأصل في ٨ يونيو ٢٠٢٦. تم الاطلاع عليه في ٢٧ أكتوبر ٢٠٢٤ .
  65. ↑ "اكتشف تقنية تتبع الأشعة باستخدام Metal - مؤتمر WWDC20 - فيديوهات" . مطورو Apple . تم الاطلاع عليه بتاريخ 27 أكتوبر 2024 .
  66. ↑ "قابلية الحوسبة وتعقيد تتبع الأشعة" (ملف PDF) . CS.Duke.edu . مؤرشف (ملف PDF) من الأصل في 17 يناير 2015. تم الاطلاع عليه في 4 فبراير 2014 .