"Basado físicamente" no es un término muy bien definido, por lo que es difícil responder a esta pregunta exactamente.
En general, "basado físicamente" se refiere al hecho de que el algoritmo en cuestión se deriva de principios basados físicamente. No es físicamente correcto (porque no podemos permitirnos eso) y, por lo general, se deben hacer algunas aproximaciones, pero es bien sabido cuáles son esas aproximaciones e, idealmente, hay cierta intuición sobre qué tipo de error introduce.
Esto contrasta con los modelos ad hoc, que generalmente están hechos por un artista que observa un efecto en la vida real y trata de escribir un sombreador o similar que de alguna manera imita su aspecto. Por lo general, los modelos ad hoc son más simples y más baratos y tienden a ser las primeras soluciones que se presentan para un problema determinado, pero no ofrecen ninguna idea particular de lo que realmente está sucediendo. También es prácticamente imposible decir con qué precisión ese modelo puede reproducir el efecto que intenta simular.
Por lo tanto, en el contexto del renderizado, un "renderizador basado físicamente" sería simplemente algo que renderiza una imagen usando principios basados físicamente, lo cual es una clasificación muy vaga. Un rastreador de rayos no tiene una base física inherente, y la mayoría de los primeros trazadores de rayos de hecho utilizan modelos ad hoc para iluminación y similares. Desde mi experiencia personal, la "representación basada físicamente" solía referirse a resolver la ecuación de representación. Sin embargo, parece que en los últimos años, muchos motores de juegos también han afirmado que este término significa "hacemos conservación de energía" o "ya no usamos phong".
Entonces, realmente, no hay una clasificación sólida de lo que significa "renderizado basado físicamente", y el uso del trazado de rayos por sí solo no hace que un renderizador esté físicamente basado. En el renderizado fuera de línea, este término todavía se usa principalmente para referirse a los renderizadores que resuelven la ecuación de renderizado, mientras que en el renderizado en tiempo real, es más probable que se refiera al uso de modelos de microfacet o similares. Pero es posible que el significado de este término cambie con los años.
No, simplemente:
El renderizado basado en la física no requiere trazado de rayos. Uno puede usar otros medios. *
El trazado de rayos se puede usar para hacer otros efectos además del renderizado basado físicamente.
Raytracing es a menudo más fácil de implementar y pensar. Por lo tanto, está ampliamente implementado para renderizado basado físicamente. Pero por la misma razón, muchos renders no realistas utilizan trucos de trazado de rayos para obtener lo que necesitan.
* Personalmente he estado jugando con FEM no estructurado para renderizar imágenes
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