レイトレーシング
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レイトレーシング (ray tracing) は、波の伝播経路 (レイ) を追跡する計算法である。
レイには光、電波、地震波、超音波などが使われ、それぞれに応じて光線追跡法、波線追跡法、音線追跡法などとも呼ぶ。
反射や屈折を忠実に再現できる。ただし、回折には近似やモデリングを必要とする。
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[編集] レイトレーシングの種類
レイを追跡するという点では共通だが、実際はレイの種類により用途が異なり、それにより計算手順が異なる。
[編集] 光
受信点（カメラ）からのレイを追跡し、その方向に何が見えるかを判定する。
これを各方向に対し計算し、3次元CG画像を得る。
[編集] 電波
発信点からのレイを追跡し、受信点における伝播特性、特に電界密度を得る。
多くの場合、これを格子状に（通常、一定の高度の水平面上に）配置された受信点に対し繰り返し、電界密度マップを得る。このマップは、無線設備の配置の決定などに使われる。
与えられた発信点から与えられた受信点までの波線は陽的に求まらないため、次のような解法がある。
- レイラウンチング法 (ray launching)
- 送信点から多数のレイを発射 (launch) し、受信点の近くを通るレイを選び出す。計算量は少ないが、厳密な結果を得るためにはテクニックが必要である。なお、正しくは「レイローンチング」だが、慣習的に「レイラウンチング」と呼ぶ。
- イメージング法 (imaging)
- 「イメージ」は「鏡像」の意味。鏡像原理にもとづき送信点と受信点を結ぶ経路のみを計算するため、常に厳密な結果が得られるが、反射回数に対し計算量が指数関数的に増加するため、2～3回程度の反射しか追跡できない。
[編集] 地震波・超音波
通常のレイトレーシングでは、反射・屈折などの条件から、受信点での受信波を計算するが、この場合は、実際に測定された受信波から反射・屈折などの条件（特に波速分布）を逆算し、トモグラフィー（断層画像）を得る。
