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A técnica de Ray-tracing estocástico, também denominada Ray-tracing distribuído, introduzida por [Cook84], propõe uma solução geral para este tipo de problemas: distribuindo raios em forma estocástica, as integrais são calculadas por métodos de Monte Carlo. [Cook84] aplicou esta técnica para a simulação de vários efeitos luminosos:
Distribuindo raios nos ângulos sólidos das fontes de iluminação pode ser simulado efeitos de penumbras.
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Reflexão especular espalhada:
Distribuindo raios segundo a função de distribuição do fluxo refletido pode ser simulado o espalhamento da reflexão especular em superfícies rugosas, observado como reflexão embaçada.
Distribuindo raios segundo a função de distribuição do fluxo transmitido pode ser simulado o efeito de transmissão, observado como trasparência difusa.
Considerando um modelo de câmera de lente fina, [Cook84] incluiu, por meio desta técnica, efeitos utilizados em fotografia como a profundidade de campo, o qual pode ser simulado distribuindo raios sobre a superfície da lente.
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Borrão de movimento (Motion Blur):
[Cook84] também conseguiu incluir o efeito fotográfico de motion blur, resultante do tempo de exposição do filme fotográfico numa cena não estática, agregando uma dimensão temporal no cálculo do traçado de raios e distribuindo raios no espaço do tempo. A idéia fundamental da técnica de Ray-tracing estocástico é o tratamento de problemas de integração por métodos de Monte Carlo. De acordo com estes métodos, a integral multidimensional que determina o valor da intensidade do pixel, pode ser aproximada a partir de várias amostras distribuídas em forma aleatória no espaço do pixel.
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