光线追踪有 diffraction/interference/dispersion 效果吗?

Does ray tracing do diffraction/interference/dispersion effects?

据我了解,计算机图形学中使用的光线追踪是 "geometrical optics",没有考虑波动现象。

有没有办法以有效的方式包含它,或者是否有已知的技巧可以将这些概念伪造到光线追踪算法中?我的直觉答案是否定的;波光学模拟对于计算机图形目的来说不够快。

小更新:有计算机图形光线追踪algorithms/implementations可以模拟白光分散on/through棱镜吗?

我从来没有见过使用几何光学以外的任何场景照明的图形渲染软件包,我想这主要是因为大多数时候你不会目睹许多波浪效果,所以 GO 是够用了。

一些渲染器在收集步骤(计算返回观察者的光时)至少使用物理光学来解释某些现象,但那里没有爬波效应或干扰。

然而,肯定有许多使用其他模型来解释此类效应的计算电磁学软件包,以及波效应非常重要的光子学专用软件。

其中一些软件使用基于几何光学的算法,这些算法与 class 典型的光线追踪方法(基于场景几何、拍摄和弹跳光线的光束细分的自适应光束追踪,... ). 一些软件甚至利用了 GPU 的并行处理能力。

然而,此类算法通常专门针对一类问题,无论波长或场景大小如何,都无法很好地扩展,因为它们必须对给定的 class 问题采取可能的最大胆的简化假设使计算速度更快。

我研究了一种算法,该算法使用光线追踪并考虑了干扰(除其他外)以模拟汽车应用中使用的雷达以交互速度,但它不能用于模拟其他任何东西。还有一些关于在光线追踪中考虑衍射和蠕波效应的建议。

真正的问题是了解您想要模拟的内容以及您感兴趣的输出的特征是什么,然后再权衡性能和真实性。在我能想到的所有场景大小的每个波长下,唯一可以考虑所有波效应的实时电磁模拟器是真实世界。 ;-)

另外不要忘记很多计算机图形学技术都来自计算电磁学。该领域有很多关于 CG 中通常被忽视的波浪效应的学术资源,以及将这些效应考虑在内的技术解决方案。