Трассиро́вка луче́й (англ. Ray tracing; рейтре́йсинг) — один из методов геометрической оптики — исследование оптических систем путём отслеживания взаимодействия отдельных лучей с поверхностями. В узком смысле — технология построения изображения трёхмерных моделей в компьютерных программах, при которых отслеживается обратная траектория распространения луча (от экрана к источнику).
Трассировка лучей в компьютерных играх — это решение для создания реалистичного освещения, отражений и теней, обеспечивающее более высокий уровень реализма по сравнению с традиционными способами рендеринга. Turing от Nvidia стала первой архитектурой (лето 2018), позволяющей проводить трассировку лучей в реальном времени на GPU.[1]Другие области применения трассировки лучей — это аурализация и высокочастотные технологии.
До того, как была разработана трассировка лучей, молодая область трехмерной компьютерной графики, по существу, состояла из серии «программных приёмов», имитирующих затенение освещённых объектов. Трассировка лучей была первым алгоритмом в этой области, имевшим физический смысл.
Первое изображение с трассировкой лучей было отображено на экране, подобном осциллографу, в Университете Мэриленда в 1963 году. [2] В качестве разработчиков алгоритма трассировки лучей часто упоминают Артура Аппеля, Роберта Голдштейна и Роджера Нагеля, опубликовавших в конце 1960-х годов алгоритм.[3][4][5] Другими исследователями, которые в то время занимались методами трассировки лучей, были Херб Стейнберг, Марти Коэн и Юджин Трубецкой. [6] Трассировка лучей основана на геометрической оптике, где под светом понимается группа лучей. Методы, используемые при трассировке лучей, использовались гораздо раньше, в том числе производителями оптических систем. Сегодня многие средства визуализации (компьютерные программы для создания изображений из 3D-сцен) используют трассировку лучей, возможно, в сочетании с другими процессами.
Простые формы трассировки лучей рассчитывают только прямое освещение, то есть свет, поступающий непосредственно от источников света. Однако трассировка лучей значительно расширилась в несколько раз с тех пор, как впервые была использована в компьютерной графике. Более развитые формы также учитывают непрямой свет, отражённый от других объектов; затем говорят о методе глобального освещения.
Термин Raycasting в основном описывает упрощенную форму трассировки лучей, но иногда также используется как синоним.