Sind menschliche Augen Path Tracer oder eher Ray Tracer?
Hallo
Ich beschäftige mich sehr gerne mit 3D Animation und ich frage mich, sind menschliche Augen Path Tracer oder Ray Tracer? :)
Ich freue mich auf informative Antworten :)
3 Antworten
Pathtracing ist eine Unterform des Raytracings.
Da Augen alle Lichtpfade wahrnehmen, die an den Rezeptoren enden und auch alle Pfade von der Realität berechnet werden, handelt es sich nicht um Pathtracing.
Eigentlich auch kein Raytracing. Licht ist ein Quanteneffekt.
sind menschliche Augen Path Tracer oder Ray Tracer? :)
Menschliche Augen empfangen passiv das einfallende Licht, danach gibt es komplexe Weiterverarbeitung dieses Lichteindrucks im Gehirn.
Da ist nix mit "Tracing". Das macht ja die Physik in der Welt da draußen.
Keines von Beiden...
Zwischen der realen Welt und einer virtuellen Szenerie in einer Computersimulation bestehen gewaltige Unterschiede.
In der Realenwelt gehen Lichtstrahlen mehr oder weniger gestreut von einer Lichtquelle aus. Diese treffen auf reale Oberflächen und werden reflektiert/gestreut/gebrochen und treffen auf andere Oberflächen um wiederum reflektiert/gestreut/gebrochen zu werden usw... Das läuft so lange bis die so veränderten Lichtstrahlen ein Auge treffen (oder auch nicht)
...und völlig Gleichgültig ob ein Auge diese wahrnimmt, Lichtstrahlen/Wellen durchwandern unzählig den Raum. Das Auge nimmt nur die Photonen wahr, welche dirch 2mm Pupille auf die Netzhaut treffen. Das Auge selbst ist dabei passiv und das Ende der wenigen "Strahlen" welche es erreichen.
Es verfolgt/tract die Strahlen nicht, sondern empfängt diese lediglich.
Bei Unzählige Lichtstrahlen liegt dann auch der Knackpunkt für Computermodelle. Es wäre unsinnig alle Strahlen einer Virtuellen Lichtquelle zu simulieren/verfolgen, da die meisten garnicht im Auge enden, sondern irgendwann im "Nichts" verschwinden. Wie sollte man effizient die Strahlen herausfinden welche im "Virtuellen Auge" enden?
Die Methode, es der realen Welt gleich zu tun, wäre Äußerst ineffizient
"Wenn ein Baum im Wald umfällt und niemand da ist, der es hört, macht es ein Geräusch?"
Stellen wir die ganze Sache auf den Kopf...
Wenn kein virtuelles Auge anwesend ist, welches die virtuelle Szenerie beobachtet, gibt's auch keine Notwendigkeit einen Lichtstrahl zu verfolgen ...und unser virtuelles Auge ist nur an einer Definierten Stelle und die Milliarden anderer möglicher Positionen sind uninteressant.
Was liegt da näher, als auf die Biologie und Physik zu pfeifen und das Auge zum "Strahler" zu machen? Dann müssen wir nur noch die Bahn der gedachten Strahlen von "virtuellen Strahl-Auge" durch in die Szenerie verfolgen. ...und mit ein paar Winkelberechnungen lässt sich festlegen ob der Stahl irgendwann eine Lichtquelle trifft, oder nach einer vorgegebenen Anzahl von Reflexionen so weit gedämpft wird, das dieser 0 wird. Flächen, welche von anderen Objekten verdeckt werden brauchen ebenfalls nicht bewertet werden.
Dies Umkehrung eines "Lichtwegs" Raytracing ist lediglich ein Trick um die nötige Rechenleistung zu minimieren indem man irrelevante Strahlenwege von vornherein ausschließt.
https://de.wikipedia.org/wiki/Raytracing
Pathtraycing ist lediglich eine Sonderform bei der durch "Streuungsmodelle" auch diffuse Reflexionen in die Berechnung einbezogen werden.
Wie gesagt ein reales Auge sendet keine Strahlen.... , es nimmt aus der Fülle von Lichtstrahlen nur die wahr, welche dieses zufällig treffen.
Ich bin ein Relikt einer Zeit, als PCs mit 16MHz liefen. Aber auch in dieser Zeit waren die Menschen von künstlich erzeugten Szenerien fasziniert.
Der bekannteste Raytracer war POV-Ray mit einer riesigen Fangemeinde. Damals gab es noch keine Grafikkarten mit Millionen von Rendereinheiten. Eine virtuelle Szenerie zu in 640×480 Pixeln zu rendern konnte gut und gerne einige Stunden bis Tage dauern.
Also eher Ray-Tracing? :)