ניתוב קרניים

ניתוב קרניים או התוויית קרניים (באנגלית: Ray Tracing) הוא אלגוריתם בגרפיקה ממוחשבת ובפיזיקה. בגרפיקה ממוחשבת הוא משמש לחישוב תאורה לתמונת תלת-ממד שנוצרה באמצעות מחשב.
בפיזיקה ניתוב קרניים משמש לסימולציה של תופעות גלים כגון אור, קרינה אלקטרומגנטית, אקוסטיקה ועוד. באופטיקה, משתמשים בניתוב קרניים לתכנון של עדשות.

גרפיקה ממוחשבת
באלגוריתם זה עוקבים אחרי קרני האור היוצאות ממקורות האור דרך ההשתקפויות שלהם על האובייקטים בסצנה ועד הגעתם אל המצלמה הווירטואלית.

בפועל הניתוב נעשה באופן הפוך: מאחר שאין עניין בחישוב התאורה לכל נקודת תצפית אפשרית אלא מתעניינים רק בתמונה שתראה במצלמה, עוקבים אחרי הקרניים כאילו הן יוצאות מהמצלמה, דרך העצמים בסצנה, ועד למקורות האור. בכך הופך האלגוריתם ל"תלוי מבט", כלומר תוצאת החישוב תלויה בנקודת המבט, שהיא הנקודה בה ממוקמת המצלמה הווירטואלית. דוגמה לאלגוריתם אחר למידול תאורה כוללת לסצנה שאינו תלוי מבט הוא Radiosity.

תכנון עדשות
ממוזער|דוגמה לניתוב קרניים בתכנה אופטית. הצבעים השונים מתארים קרניים ממקורות שונים, המתמקדות לנקודות חדות מימין.
עדשות מורכבות, או כל אלמנט אופטי מורכב אחר מתוכננים כיום באמצעות ניתוב קרניים. בשיטה זו ממדלים מספר קרניים היוצאות מהאובייקט ופוגעות במפתח העדשה. כל קרן מנותבת דרך המערכת האופטית, אם בשבירה לפי חוק סנל דרך עדשות, או בהחזרה ממראות, עד שהקרן מגיעה לגלאי (שהוא דיגיטלי בימינו). המטרה היא שכל נקודה בעצם תיצור נקודה חדה ככל האפשר על הגלאי. התוכנה מבצעת אופטימיזציה על תכונות החומרים וצורת המשטחים עד שמגיעה לתכנון מיטבי.

קישורים חיצוניים

 Interactive Ray Tracing: The replacement of rasterization?
 Péter Dornbach, Implementation of bidirectional ray tracing algorithm

 הערות שוליים 

קטגוריה:ערכים שבהם תבנית בריטניקה אינה מתאימה
קטגוריה:גרפיקה ממוחשבת
קטגוריה:אלגוריתמים