据我了解,计算机图形学中使用的光线追踪是"几何光学",没有考虑波现象。
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测量学目的来说不够快。
微小更新:是否有计算机图形光线追踪算法/实现可以模拟白光在棱镜上/通过棱镜的散射?
我从未见过使用几何光学以外的任何东西进行场景照明的图形渲染软件包,我想这主要是因为你大多数时候不会亲眼目睹很多波效果,所以GO已经足够好了。
一些渲染器在收集步骤(当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,但没有蠕变波效应或干扰。
然而,肯定有很多计算电磁学软件包使用其他模型来解释这种效应,以及用于光子学的专用软件,其中波效应非常重要。
其中一些软件使用基于几何光学的算法,这些算法与经典光线跟踪方法相去不远(自适应光束追踪,基于场景几何形状的光束细分,射击和反射光线,...一些软件甚至利用 GPU 的并行处理能力。
然而,这样的算法通常真正专门针对一种问题,并且不能很好地扩展任何波长或场景大小,因为它们必须对给定的问题类采取最大胆的简化假设才能快速计算。
我研究了一种使用光线追踪的算法,并考虑了干扰(除其他外),以交互式速度模拟汽车应用中使用的雷达,但它不能用于模拟其他任何东西。还有一些建议在光线追踪中考虑衍射和爬波效应。
这实际上是一个知道你想要模拟什么以及你感兴趣的输出功能是什么的问题,然后权衡性能和真实感。唯一可以考虑我能想到的所有场景大小的每个波长的所有波效应的实时电磁模拟器是现实世界。;-)
另外不要忘记,许多计算机图形技术来自计算电磁学。在这个领域有很多关于CG中通常被忽视的波浪效应的学术资源,以及考虑到这些效果的技术解决方案。