El trazado de rayos distribuido , también llamado trazado de rayos de distribución y trazado de rayos estocástico , es un refinamiento del trazado de rayos que permite la representación de fenómenos "suaves".
El trazado de rayos convencional utiliza rayos individuales para muestrear muchos dominios diferentes. Por ejemplo, cuando se calcula el color de un objeto, el trazado de rayos puede enviar un solo rayo a cada fuente de luz en la escena. Esto genera sombras nítidas, ya que no hay forma de que una fuente de luz quede parcialmente ocluida (otra forma de decir esto es que todas las luces son fuentes puntuales y tienen un área cero). El trazado de rayos convencional también suele generar un rayo de reflexión y un rayo de transmisión por intersección. Como resultado, las imágenes reflejadas y transmitidas son perfectamente nítidas (y, por lo general, poco realistas).
El trazado de rayos distribuido elimina estas restricciones al promediar varios rayos distribuidos en un intervalo. Por ejemplo, se pueden reproducir sombras suaves distribuyendo los rayos de sombra sobre el área de la fuente de luz. Los reflejos y transmisiones brillantes o borrosos se pueden reproducir distribuyendo los rayos de reflexión y transmisión sobre un ángulo sólido alrededor de la dirección de reflexión o transmisión del espejo. Agregar fenómenos "suaves" a las imágenes trazadas con rayos de esta manera puede mejorar enormemente el realismo, ya que los fenómenos nítidos que se reproducen con el trazado de rayos convencional casi nunca se ven en la realidad. [ cita requerida ]
También es posible lograr efectos más avanzados utilizando el mismo marco. Por ejemplo, se puede lograr profundidad de campo distribuyendo los orígenes de los rayos sobre el área de la lente. En una escena animada, se puede simular el desenfoque de movimiento distribuyendo los rayos en el tiempo. La distribución de los rayos en el espectro permite la representación de efectos de dispersión , como arcoíris y prismas .
Matemáticamente, para evaluar la ecuación de renderizado , se deben evaluar varias integrales . El trazado de rayos convencional estima estas integrales muestreando el valor del integrando en un único punto del dominio, lo que es una aproximación muy mala, excepto para dominios estrechos. El trazado de rayos distribuido muestrea el integrando en muchos puntos elegidos aleatoriamente y promedia los resultados para obtener una mejor aproximación. Es esencialmente una aplicación del método de Monte Carlo a los gráficos de computadora en 3D , y por esta razón también se lo llama " trazado de rayos estocástico ". El trazado de trayectorias es una técnica de renderizado que combina todos estos dominios de integración en un único dominio de alta dimensión y lo muestrea de manera unificada.
El término trazado de rayos distribuido también se refiere a la aplicación de técnicas de computación distribuida al trazado de rayos. Dos soluciones a esta ambigüedad son el término trazado de rayos distribuido para la técnica de renderizado o el término trazado de rayos paralelo en referencia a la computación paralela .