Ray Tracing ist ein Rendering-Verfahren, bei dem Lichtstrahlen rechnerisch simuliert werden, um realistische Beleuchtung, Schatten und Reflexionen in digitalen Bildern zu erzeugen. Es gilt als besonders präzise Methode zur Darstellung physikalisch korrekten Lichts in 3D-Szenen.
Im Kern basiert Ray Tracing auf der Idee, Lichtstrahlen vom Betrachter (bzw. der Kamera) rückwärts in die Szene zu verfolgen. Jeder Strahl prüft, welches Objekt er trifft, wie das Licht dort reflektiert oder gebrochen wird, und ob er von einer Lichtquelle erreicht wird. Dabei können Strahlen mehrfach abgelenkt werden – zum Beispiel bei Spiegelungen, durchscheinenden Materialien oder Lichtbrechungen in Glas. Diese mehrstufige Simulation ermöglicht extrem realistische Bilder, bei denen Lichtverläufe, Schattenwürfe, Reflexionen und globale Beleuchtung (Global Illumination) physikalisch korrekt erscheinen. Der große Nachteil: Ray Tracing ist rechenintensiv und war lange Zeit nur im Film- oder High-End-Bereich nutzbar. Inzwischen ermöglichen moderne Grafikkarten – etwa mit spezieller Hardwarebeschleunigung durch NVIDIA RTX oder vergleichbare Systeme – auch Echtzeit-Ray Tracing, das besonders in Games und interaktiven Visualisierungen Einzug hält. Für Anwendungen wie die von VRTX Labs eröffnet Ray Tracing neue Möglichkeiten: Es lassen sich digitale Zwillinge oder technische Anlagen mit überzeugender Lichtwirkung darstellen, etwa bei der Simulation von Materialien, Lichtführung oder Sichtverhältnissen. Auch für die Darstellung von Metallen, Glas oder glänzenden Oberflächen ist Ray Tracing nahezu unerlässlich. Besonders interessant wird es, wenn mehrere Lichtquellen, komplexe Geometrien oder transparente Materialien ins Spiel kommen – klassische Renderingmethoden wie Rasterization stoßen hier schnell an Grenzen. Ray Tracing lässt sich oft auch hybrid einsetzen, also in Kombination mit traditionellen Methoden, um gezielt Reflexionen oder Schatten realistischer wirken zu lassen, ohne die gesamte Szene per Ray Tracing zu berechnen. In der Entwicklung stellt Ray Tracing jedoch hohe Anforderungen an die Optimierung: Zu viele Strahlen, zu komplexe Szenen oder fehlende Beschleunigungsstrukturen können die Performance massiv beeinträchtigen. Dennoch gilt Ray Tracing als Meilenstein in der Echtzeitvisualisierung und wird in den kommenden Jahren eine immer größere Rolle in interaktiven 3D-Anwendungen spielen.