El Projecte | Sobre nosaltres | Contribuir | Donacions | Llicència
HOME Els meus cursos Finalitzats
◄ Anterior
◄

Traçat de Raigs

Següent ►
►

El traçat de raigs (Ray Tracing) és una tècnica avançada de renderització que simula el comportament de la llum per produir imatges amb un alt grau de realisme. Aquesta tècnica es basa en el seguiment dels raigs de llum mentre interactuen amb els objectes en una escena, permetent efectes com reflexions, refraccions i ombres suaus.

Conceptes Clau del Traçat de Raigs

  1. Raigs Primaris: Són els raigs que es disparen des de la càmera cap a l'escena.
  2. Raigs Secundaris: Són els raigs que es generen a partir de les interaccions dels raigs primaris amb els objectes (reflexions, refraccions).
  3. Intersecció de Raigs: El càlcul de la intersecció dels raigs amb les superfícies dels objectes.
  4. Il·luminació Global: La simulació de la llum que rebota múltiples vegades en una escena, contribuint a un realisme més gran.

Configuració Inicial

Requisits

  • DirectX 12 SDK
  • Targeta gràfica compatible amb DirectX Raytracing (DXR)
  • Entorn de desenvolupament configurat (Visual Studio)

Inicialització de DXR

// Incloure les llibreries necessàries
#include <d3d12.h>
#include <dxgi1_4.h>
#include <d3d12shader.h>
#include <dxcapi.h>

// Inicialitzar el dispositiu DXR
ComPtr<ID3D12Device5> dxrDevice;
D3D12CreateDevice(nullptr, D3D_FEATURE_LEVEL_12_1, IID_PPV_ARGS(&dxrDevice));

// Crear la descripció del pipeline de traçat de raigs
D3D12_STATE_OBJECT_DESC raytracingPipelineDesc = {};
raytracingPipelineDesc.Type = D3D12_STATE_OBJECT_TYPE_RAYTRACING_PIPELINE;

Escriure Shaders per al Traçat de Raigs

Shader de Raig de Generació

// Ray Generation Shader
[shader("raygeneration")]
void RayGenShader()
{
    // Codi per generar raigs primaris
    RayDesc ray;
    ray.Origin = cameraPosition;
    ray.Direction = calculateRayDirection();
    TraceRay(ray);
}

Shader de Raig de Col·lisió

// Closest Hit Shader
[shader("closesthit")]
void ClosestHitShader()
{
    // Codi per gestionar la intersecció del raig amb un objecte
    float3 hitPosition = calculateHitPosition();
    float3 normal = calculateNormal();
    float3 color = calculateColor(hitPosition, normal);
    outputColor = color;
}

Compilar i Utilitzar Shaders

Compilació de Shaders

// Utilitzar el compilador DXC per compilar els shaders
ComPtr<IDxcCompiler> compiler;
DxcCreateInstance(CLSID_DxcCompiler, IID_PPV_ARGS(&compiler));

ComPtr<IDxcBlob> rayGenShaderBlob;
compiler->Compile(rayGenShaderSource, L"RayGenShader.hlsl", L"RayGenShader", L"lib_6_3", nullptr, 0, nullptr, 0, nullptr, &rayGenShaderBlob);

Configuració del Pipeline

// Configurar el pipeline de traçat de raigs
D3D12_STATE_SUBOBJECT rayGenShaderSubobject = {};
rayGenShaderSubobject.Type = D3D12_STATE_SUBOBJECT_TYPE_DXIL_LIBRARY;
rayGenShaderSubobject.pDesc = &rayGenShaderDesc;

raytracingPipelineDesc.NumSubobjects = 1;
raytracingPipelineDesc.pSubobjects = &rayGenShaderSubobject;

ComPtr<ID3D12StateObject> raytracingPipeline;
dxrDevice->CreateStateObject(&raytracingPipelineDesc, IID_PPV_ARGS(&raytracingPipeline));

Exercici Pràctic

Objectiu

Implementar un shader de traçat de raigs que generi reflexions en una escena simple.

Passos

  1. Crear una escena amb objectes reflectants.
  2. Escriure un shader de raig de generació que dispari raigs primaris.
  3. Escriure un shader de col·lisió que calculi les reflexions.
  4. Compilar i configurar el pipeline de traçat de raigs.
  5. Renderitzar l'escena i observar les reflexions.

Solució

// Ray Generation Shader
[shader("raygeneration")]
void RayGenShader()
{
    RayDesc ray;
    ray.Origin = cameraPosition;
    ray.Direction = calculateRayDirection();
    TraceRay(ray);
}

// Closest Hit Shader
[shader("closesthit")]
void ClosestHitShader()
{
    float3 hitPosition = calculateHitPosition();
    float3 normal = calculateNormal();
    float3 reflectionDirection = reflect(ray.Direction, normal);
    
    RayDesc reflectionRay;
    reflectionRay.Origin = hitPosition;
    reflectionRay.Direction = reflectionDirection;
    
    float3 reflectionColor = TraceRay(reflectionRay);
    outputColor = reflectionColor;
}

Resum

En aquesta secció, hem explorat els conceptes bàsics del traçat de raigs i hem implementat shaders per generar raigs i calcular reflexions. Hem après a configurar el pipeline de traçat de raigs i a compilar els shaders necessaris. Aquesta tècnica permet crear imatges amb un alt grau de realisme, simulant efectes complexos de llum com reflexions i refraccions. En el següent mòdul, explorarem altres tècniques avançades de renderització per millorar encara més la qualitat visual de les nostres aplicacions DirectX.

◄ Anterior
◄
Següent ►
►
El Projecte | Sobre nosaltres | Contribuir | Donacions | Llicència
© Copyright 2024. Tots els drets reservats