🌟 RayTrophi - Gelişmiş Gerçek Zamanlı Ray Tracing Motoru

Hibrit CPU/GPU rendering ile yüksek performanslı, üretime hazır ray tracing renderleyici

▶️ Showcase Videosunu YouTube'da İzleyin

Özellikler • Hızlı Başlangıç • Mimari • Performans • Galeri

📖 Genel Bakış

RayTrophi, mimari görselleştirme, ürün renderlaması ve gerçek zamanlı grafik için tasarlanmış, fiziksel tabanlı son teknoloji bir ray tracing motorudur. CPU rendering'in esnekliğini NVIDIA OptiX aracılığıyla GPU hızlandırmasının gücüyle birleştirir.

🎯 Temel Özellikler

Hibrit Rendering: CPU (Embree/Özel BVH) ve GPU (OptiX & Vulkan) hızlandırması arasında sorunsuz geçiş
Üretime Hazır: Principled BSDF, gelişmiş materyaller, volumetric, subsurface scattering
Yüksek Performans: Optimize BVH yapısı (<1s 3.3M üçgen için), %75 bellek tasarruflu üçgen yapısı
Gerçek Zamanlı Önizleme: ImGui ile modern interaktif UI, animasyon timeline
Endüstri Standardı: AssImp yükleyici 40+ 3D format destekler (GLTF, FBX, OBJ, vb.)

✨ Özellikler

🎨 Rendering Yetenekleri

Materyaller
- ✅ Principled BSDF (Disney-tarzı uber-shader)
- ✅ Lambertian, Metal, Dielektrik
- ✅ Gürültü tabanlı yoğunluk ile volumetrik rendering
- ✅ Subsurface Scattering (SSS)
- ✅ Clearcoat, Anizotropik materyaller
- ✅ Saç Sistemi: GPU hızlandırmalı saç/kıl simülasyonu ve renderlaması
Aydınlatma
- ✅ Nokta ışıklar, Yönlü ışıklar
- ✅ Alan ışıkları (mesh tabanlı)
- ✅ Işık yayan materyaller
- ✅ HDR/EXR Environment Haritaları (equirectangular projeksiyon)
- ✅- Gelişmiş Nishita Gökyüzü Modeli:
- Blender uyumlu fiziksel atmosfer parametreleri (Air, Dust, Ozone, Altitude).
- Gece/Gündüz Döngüsü: Prosedürel yıldızlar ve ay ile otomatik geçiş.
- Ay Özellikleri: Ufukta büyüme efekti, kızıl renk değişimi, atmosferik sönümleme ve ay evreleri.
- Güneş Halesi: Yüksek Mie Anisotropy (0.98) ile gerçekçi atmosferik parlamalar.
- Işık Senkronizasyonu: Sahnedeki Directional Light'ı otomatik olarak güneş pozisyonuna kilitler.çılım)
- ✅ Çoklu önem örneklemesi ile yumuşak gölgeler
Gelişmiş Özellikler
- ✅ Birikimli (Accumulative) Render: Gürültüsüz, yüksek kaliteli çıktı için zamanla biriken örnekleme
- ✅ Adaptif Örnekleme (Adaptive Sampling): Gürültülü bölgelere odaklanan akıllı render motoru
- ✅ Derinlik Alanı (DOF)
- ✅ Hareket Bulanıklığı (Motion Blur)
- ✅ Intel Open Image Denoise (OIDN) entegrasyonu
- ✅ Ton haritalama & post-processing
- ✅ Deneysel Vulkan Backend: Akıllı donanım algılamaya sahip platform bağımsız ray tracing mimarisi. Vulkan bağımlılıkları (vulkan-1.dll) veya desteklenmeyen GPU'larda sistemin çökmesini engelleyerek otomatik olarak OptiX veya CPU moduna geçiş (Graceful Fallback).
- ✅ Gelişmiş Animasyon: Kemik (bone) animasyonu, quaternion interpolasyonu ve timeline kontrolü
- ✅ Gelişmiş Bulut Aydınlatma Kontrolleri:
  - Işık Adımları (Light Steps): Volumetrik bulut kalitesi için
  - Gölge Yoğunluğu (Shadow Strength): Gerçekçi bulut gölgeleri
  - Ortam Aydınlatması (Ambient Strength): Bulut taban aydınlatması
  - Gümüş Yoğunluğu (Silver Intensity): Güneş kenarı efektleri
  - Bulut Absorpsiyonu (Absorption): Işık geçirgenlik kontrolü
- ✅ Tam Undo/Redo Sistemi (YENİ v1.2):
  - Obje dönüştürmeleri (taşıma, döndürme, ölçekleme)
  - Obje silme ve kopyalama
  - Işık dönüştürmeleri (taşıma, döndürme, ölçekleme)
  - Işık ekleme/silme/kopyalama
  - Klavye kısayolları: Ctrl+Z (Geri Al), Ctrl+Y (Yinele)

🚀 Performans & Optimizasyon

Çoklu BVH Desteği
- Embree BVH (Intel, üretim seviyesi)
- Özel ParallelBVH (SAH tabanlı, OpenMP paralelleştirilmiş)
- OptiX GPU hızlandırma yapısı
- Vulkan izleme ve ivmelendirme (TLAS/BLAS) yapısı (Deneysel)
Optimizasyonlar
Optimizasyonlar
- SIMD vektör işlemleri
- Çok thread'li tile tabanlı rendering
- Progressive refinement (ilerlemeli iyileştirme)
- Bellek Optimizasyonu: Üçgen başına 612 byte -> 146 byte'a düşürüldü (%75 tasarruf)
- Güvenli Texture Sistemi: Unicode dosya yolları ve bozuk formatlar için crash korumalı yükleyici
- Önbellekli Texture Yönetimi (Cache Hit/Miss optimizasyonu)

🖥️ Kullanıcı Arayüzü

Modern ImGui tabanlı koyu tema (Dark UI)
Animasyon Timeline Paneli: Play/Pause, Scrubbing, Kare atlama
Render Kalite Presetleri (Düşük, Orta, Yüksek, Ultra)
Dinamik Çözünürlük Ayarları (Resolution Scaling)
Sahne hiyerarşi görüntüleyici ve Materyal editörü
Performans metrikleri (FPS, rays/s, bellek kullanımı)

🛠️ Prosedürel Araçlar ve Sistemler

🏔️ Gelişmiş Arazi Editörü

Şekillendirme Fırçaları: Arazi geometrisini gerçek zamanlı olarak yükseltmek, alçaltmak, yumuşatmak ve düzleştirmek için sezgisel fırçalar.
Hidrolik & Nehir (Fluvial) Erozyonu:
- Gerçekçi su akışını ve tortu taşınımını simüle edin
- Doğal görünümlü nehir yatakları ve vadileri otomatik oluşturun
- Erozyon gücünü, yağmur miktarını ve çözünürlüğü kontrol edin
Heightmap Desteği: Harici iş akışları (World Machine, Gaea) için 16-bit yükseklik haritası içe/dışa aktarımı.
Düğüm (Node) Tabanlı İş Akışı: Güçlü bir düğüm grafiği editörü kullanarak tahribatsız (non-destructive) arazi oluşturma. Gürültüleri, filtreleri ve maskeleri birleştirin.

🌿 Prosedürel Bitki Örtüsü & Dağılım

GPU Instancing: OptiX donanım hızlandırması kullanarak milyonlarca çim, ağaç ve kayayı sıfır performans kaybıyla renderlayın.
Akıllı Dağılım (Smart Scattering):
- Kural tabanlı yerleşim (eğim, yükseklik, doku maskesi)
- Örneklerin üst üste binmesini önlemek için çarpışma (collision) engelleme
Boyama Modu: Fırça araçlarını kullanarak ormanları veya belirli ayrıntıları manuel olarak boyayın.
Dinamik Rüzgar: Tüm bitki örtüsü küresel rüzgar parametrelerine (güç, yön, ani rüzgar) tepki verir.

💇 Saç & Kıl Sistemi (Yeni!)

GPU Simülasyon & Render: Gerçek zamanlı performans için tamamen NVIDIA OptiX ile hızlandırılmıştır.
Tarama (Grooming) Fırçaları:
- Tarak (Comb): Saç yönünü doğal bir şekilde şekillendirin
- Kes/Uzat (Cut/Grow): Uzunluğu etkileşimli olarak ayarlayın
- Yumuşat (Smooth): Saç tellerini gevşetin/düzeltin
Fizik Entegrasyonu: Saç telleri karakter ağlarıyla (mesh) çarpışır ve yerçekimine/kuvvetlere tepki verir.
Materyal Desteği: Gerçekçi renderlama için Melanin tabanlı saç BSDF materyali.

🌊 Gerçekçi Su & Okyanus

FFT Okyanus Simülasyonu: Köpük oluşumu ile Hızlı Fourier Dönüşümü (FFT) tabanlı derin okyanus dalgaları.
Caustics: Deniz tabanında gerçekçi ışık kırılması ve kaustik desenleri.
Su Altı Volumetrikleri: Derinliğe bağlı sis yoğunluğu ve ışık emilimi (absorption).

🏞️ Nehir Aracı

Spline Tabanlı Oluşturma: Sezgisel bezier eğrileri kullanarak nehirler çizin.
Otomatik Oyma (Auto-Carving): Nehirler yollarını araziye otomatik olarak oyar.
Akış Haritalama (Flow Mapping): Su dokusu, spline yönü boyunca doğal bir şekilde akar.
Fizik Etkileşimi: Nesneler nehir akış hızına göre sürüklenir ve yüzer.

🚦 Hızlı Başlangıç

Ön Gereksinimler

Gerekli:

Visual Studio 2022 (MSVC v143) - ÖNERİLEN DERLEME SİSTEMİ
Windows 10/11 (x64)
CMake 3.20+ (opsiyonel, VS2022 tercih edilir)

Opsiyonel (GPU rendering için):

NVIDIA GPU (SM 5.0+): GTX 9xx, 10xx, 16xx veya RTX serisi
CUDA Toolkit 12.0+
OptiX 7.x SDK
Vulkan SDK 1.3+ (Vulkan rendering desteği için)

GPU Uyumluluğu:

GPU Serisi	Mimari	Mod	Performans
RTX 40xx	Ada Lovelace	Donanım RT	⚡ En Hızlı
RTX 30xx	Ampere	Donanım RT	⚡ Çok Hızlı
RTX 20xx	Turing	Donanım RT	⚡ Hızlı
GTX 16xx	Turing	Compute	🔶 İyi
GTX 10xx	Pascal	Compute	🔶 Orta
GTX 9xx	Maxwell	Compute	🔶 Yavaş

📦 Bağımlılıklar

Tüm bağımlılıklar otomatik yönetilir:

SDL2 (grafik çıktısı)
Embree 4.x (CPU BVH)
AssImp 5.x (model yükleme)
ImGui (UI)
OpenMP (paralelleştirme)
stb_image (HDR/texture yükleme)
TinyEXR (EXR format desteği)
Intel OIDN (denoising)
CUDA/OptiX/Vulkan (GPU rendering - opsiyonel)

Ortam Değişkeni (Env Var)	Açıklama
`SDL2_ROOT`	SDL2 Kök Dizini
`OPTIX_ROOT`	OptiX SDK Dizini
`EMBREE_ROOT`	Embree Kök Dizini
`OIDN_ROOT`	Intel Open Image Denoise Dizini
`ASSIMP_ROOT`	Assimp Kök Dizini
`CUDA_PATH`	CUDA Toolkit Dizini
`VULKAN_SDK`	Vulkan SDK Dizini

🔨 Derleme Talimatları

Yöntem 1: Visual Studio 2022 (ÖNERİLİR)

# 1. Repository'yi klonlayın
git clone https://github.com/maxkemal/RayTrophi.git
cd RayTrophi/raytrac_sdl2

# 2. Solution'ı açın
# raytrac_sdl2.vcxproj dosyasına çift tıklayın veya Visual Studio 2022'de açın

# 3. Derleyin
# Konfigürasyonu "Release" ve platformu "x64" olarak ayarlayın
# Build > Build Solution (Ctrl+Shift+B)

# 4. Çalıştırın
# Exe dosyası şurada olacak: x64/Release/raytracing_render_code.exe

Not: Tüm bağımlılıklar (DLL'ler, kaynaklar) derleme sistemi tarafından otomatik olarak çıktı dizinine kopyalanır.

Yöntem 2: CMake (Bilinen Sorunlar - Aşağıya bakın)

mkdir build && cd build
cmake .. -G "Visual Studio 17 2022" -A x64
cmake --build . --config Release

⚠️ CMake Bilinen Sorun: SDL ile CPU rendering'de ekran güncelleme hatası var. Kararlı CPU rendering için VS2022 .vcxproj derlemesini kullanın.

▶️ Çalıştırma

cd x64/Release
raytracing_render_code.exe

UI açılacaktır. Model içe aktarmak için File > Load Scene kullanın (GLTF önerilir).

🏗️ Mimari

Proje Yapısı

RayTrophi/
├── raytrac_sdl2/                  # Ana proje
│   ├── source/
│   │   ├── src/                   # Modüllere ayrılmış kaynak dosyalar
│   │   │   ├── Core/              # Ana giriş (Main.cpp), Proje Yönetimi
│   │   │   ├── Render/            # Renderer, OptiX Wrapper, BVH İnşası
│   │   │   ├── Scene/             # Sahne Objeleri, Işıklar, Materyaller
│   │   │   ├── Physics/           # Arazi, Su, Gaz Simülasyonu, Fizik Motoru
│   │   │   ├── Device/            # CUDA Kernel (.cu) & GPU Mantığı
│   │   │   ├── UI/                # ImGui Panelleri & Editör Mantığı
│   │   │   ├── Utils/             # Yardımcı Araçlar (Yükleyiciler, Matematik)
│   │   │   └── ...
│   │   ├── include/               # Header (.h) dosyaları
│   │   │   ├── Renderer.h
│   │   │   ├── Material.h
│   │   │   └── ...
│   │   ├── raygen.ptx             # Derlenmiş OptiX kernelleri
│   │   └── ...
│   ├── raytrac_sdl2.vcxproj       # Visual Studio projesi
│   ├── CMakeLists.txt             # CMake derleme yapılandırması
│   └── raygen.ptx                 # OptiX shader
└── README.md                      # Bu dosya

Temel Bileşenler

Renderer (src/Render/Renderer.cpp)
- Tile (kare) tabanlı çok thread'li rendering
- Progressive refinement (Aşamalı iyileştirme)
- Denoising entegrasyonu
BVH Sistemleri
- EmbreeBVH (src/Render/EmbreeBVH.cpp): Endüstri standardı, hız için optimize
- ParallelBVHNode (src/Render/ParallelBVHNode.cpp): Özel SAH tabanlı, OpenMP paralel build
- OptiX BVH (src/Render/OptixWrapper.cpp): NVIDIA GPU hızlandırmalı yapı
- Vulkan RT (src/Backend/VulkanBackend.cpp): Vulkan donanım tabanlı ray tracing yapısı
Materyal Sistemi (src/Scene/PrincipledBSDF.cpp)
- Modüler özellik tabanlı materyaller
- Texture desteği (albedo, roughness, metallic, normal, emission)
- sRGB/Linear renk uzayı işleme
OptixWrapper (src/Render/OptixWrapper.cpp, src/Device/*.cu)
- CUDA/OptiX backend
- SBT (Shader Binding Table) yönetimi
- Texture object önbellekleme
Fizik & Prosedürel (src/Physics/*)
- TerrainManager: Hidrolik erozyon, şekillendirme
- WaterManager: FFT Okyanus simülasyonu
- EmitterSystem: Parçacık sistemleri & kuvvetler

🎨 Galeri

🎬 Demo Reel

▶️ Demo Reel'i YouTube'da İzleyin

🖼️ Render Örnekleri

Mimari Görselleştirme

Gelişmiş aydınlatma ile karmaşık mimari sahne - 3.3M üçgen, Embree BVH

Ürün Renderlaması

Volumetrik aydınlatma ve subsurface scattering ile iç mekan tasarımı

GPU Hızlandırmalı Rendering

OptiX ile gerçek zamanlı GPU rendering - 500M+ rays/saniye

Stilize Rendering

Özel materyaller ve prosedürel texture'lar ile stilize ejderha

CPU Path Tracing

Progressive refinement ile saf CPU path tracing

Materyaller & Texture'lar

PBR texture'lar ile Principled BSDF materyalleri

Açık Hava Sahnesi

Doğal aydınlatma ile açık hava ortamı

Gerçek Zamanlı UI

Canlı parametre ayarlamaları ile interaktif ImGui arayüzü

🛠️ Kaynaktan Derleme - Detaylı Kılavuz

Bağımlılık Kurulumu

Otomatik (önerilir): Visual Studio projesi bağımlılıkları vcpkg veya manuel yollar ile yönetir.

Manuel:

SDL2, Embree, AssImp'i resmi kaynaklardan indirin
Proje özelliklerinde include/library yollarını güncelleyin

Derleme Konfigürasyonları

Debug: Tam semboller, daha yavaş (~10x)
Release: Optimize, üretim kullanımı
RelWithDebInfo: Optimize + semboller (profiling)

CMake vs Visual Studio

Özellik	VS2022 .vcxproj	CMake
CPU Rendering (SDL)	✅ Çalışıyor	⚠️ Hatalı
GPU Rendering (OptiX)	✅ Çalışıyor	✅ Çalışıyor
Vulkan Rendering (RT)	✅ Çalışıyor	✅ Çalışıyor
Bağımlılık Yönetimi	✅ Mükemmel	⚠️ Manuel
Derleme Hızı	Hızlı	Daha yavaş
Öneri	BUNU KULLAN	Deneysel

Neden VS2022?

Tüm bağımlılıklar önceden yapılandırılmış
Kaynak dosyaları (ikonlar, PTX) otomatik kopyalanır
CPU rendering'de SDL refresh hatası yok
Daha iyi debugging deneyimi

📚 Kullanım Örnekleri

Temel Rendering

#include "Renderer.h"
#include "SceneData.h"

int main() {
    Renderer renderer(1920, 1080, 8, 128);
    SceneData scene;
    OptixWrapper optix;
    
    // Sahne yükle
    renderer.create_scene(scene, &optix, "path/to/model.gltf");
    
    // Render et
    SDL_Surface* surface = /* ... */;
    renderer.render_image(surface, scene, /* ... */);
    
    return 0;
}

BVH Backend Değiştirme

// Embree kullan (en hızlı)
renderer.rebuildBVH(scene, true);  // use_embree = true

// Özel ParallelBVH kullan
renderer.rebuildBVH(scene, false); // use_embree = false

Materyal Oluşturma

auto mat = std::make_shared<PrincipledBSDF>();
mat->albedoProperty.constant_value = Vec3(0.8, 0.1, 0.1); // Kırmızı
mat->roughnessProperty.constant_value = Vec3(0.3, 0.3, 0.3);
mat->metallicProperty.constant_value = Vec3(1.0, 1.0, 1.0); // Metalik

🐛 Bilinen Sorunlar & Sınırlamalar

Derleme Sistemi

⚠️ CMake derlemesinde CPU rendering'de SDL ekran güncelleme hatası var → Bunun yerine VS2022 kullanın
DLL bağımlılıkları .exe ile aynı klasörde olmalı

Rendering

OptiX, SM 5.0+ NVIDIA GPU gerektirir (GTX 9xx veya daha yeni)
RTX GPU'lar donanım RT core kullanır; GTX GPU'lar compute tabanlı ray tracing kullanır (daha yavaş)
Çok büyük sahneler (>10M üçgen) bellek sorunlarına neden olabilir
Denoising Intel OIDN kullanır, NVIDIA GPU'larda CUDA ile hızlandırılır

Platform

Şu anda sadece Windows (SDL2, DirectX bağımlılıkları)
Linux/macOS desteği portlama gerektirir

🗺️ Yol Haritası

Daha hızlı BVH inşası için Binned SAH
Index tabanlı BVH (vektör kopyalamayı kaldır)
SBVH (Spatial BVH splits)
Linux/macOS desteği
Vulkan backend (OptiX alternatifi)
Ağ rendering (dağıtık ray tracing)
USD format desteği
Işık yolu görselleştirme/debugging

🤝 Katkıda Bulunma

Katkılar memnuniyetle karşılanır! İlgi alanları:

Performans optimizasyonları
Yeni materyal modelleri
Ek 3D format desteği
Hata düzeltmeleri
Dokümantasyon iyileştirmeleri

Nasıl katkıda bulunulur:

Repository'yi fork edin
Bir özellik branch'i oluşturun (git checkout -b feature/muhteşem-özellik)
Değişikliklerinizi commit edin (git commit -m 'Muhteşem özellik ekle')
Branch'e push yapın (git push origin feature/muhteşem-özellik)
Bir Pull Request açın

📝 Lisans

Bu proje MIT Lisansı altında lisanslanmıştır - detaylar için LICENSE dosyasına bakın.

🙏 Teşekkürler

Embree - Intel'in yüksek performanslı ray tracing çekirdekleri
OptiX - NVIDIA'nın GPU ray tracing motoru
AssImp - Open Asset Import Library
ImGui - Dear ImGui kullanıcı arayüzü için
SDL2 - Simple DirectMedia Layer
Intel OIDN - Open Image Denoise
stb - Sean Barrett'ın public domain kütüphaneleri (HDR için stb_image)
TinyEXR - Syoyo Fujita'nın EXR yükleyici kütüphanesi

👤 Yazar

Kemal - @maxkemal

📧 İletişim & Destek

Sorunlar: GitHub Issues
Tartışmalar: GitHub Discussions

⭐ Faydalı bulduysanız bu repository'ye yıldız verin!

❤️ ve bol ☕ ile yapıldı

FilesExpand file tree

README_TR.md

Latest commit

History