レイトレーシング(れいとれーしんぐ)

3次元コンピュータグラフィックスにおいて、視点から画面の各画素を通る視線を仮想空間内へ伸ばし、物体表面での光の反射や屈折、透過の経路を光源に向かって逆向きに追跡することで画素ごとの色や明るさを求めるレンダリング手法。日本語では光線追跡法とも呼ばれ、鏡面反射や透明な物体の表現に優れる。

詳細解説

現実の世界では光源から出た無数の光が物体に当たって目に届きますが、目に入らない光まで計算すると処理量が膨大になります。そのためこの手法では、視点からスクリーンの全画素を通過する直線を延ばし、空間内の物体と交差する点のうち最も手前にあるものを探すことで、隠れた面を省きながら効率よく描画を行います。

交差した物体が鏡やガラスのような性質を持つ場合は、その点からさらに反射方向や屈折方向へ視線の追跡を繰り返し、最終的にどの光源からどれだけの光が届くかを計算します。これにより、周囲の景色の映り込みやレンズを通した歪み、くっきりとした影などを写実的に描き出せます。

他の代表的な描画手法と比べた場合、ざらついた面どうしが光を照らし合う相互反射の計算から面全体の明るさを決めるラジオシティ法とは、得意とする質感表現が異なります。また、画面の走査線ごとに奥行きを判定するスキャンライン法や、物体表面に2次元の柄を貼り付けるテクスチャマッピングとも区別されます。

レイトレーシングが問われた過去問

レイトレーシングが登場する過去問

  • 2023(R5)春 午前I 問8コンピュータグラフィックスに関する記述のうち,適切なものはどれか。
  • 2023(R5)春 午前 問25コンピュータグラフィックスに関する記述のうち,適切なものはどれか。
  • 2021(R3)秋 午前 問25コンピュータグラフィックスに関する記述のうち,適切なものはどれか。

関連する分野

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