光线追踪

在3D计算机图形学中，光线跟踪是一种渲染技术，用于通过在像平面中以像素为单位跟踪光的路径并模拟其与虚拟对象相遇的效果来生成图像。与典型的扫描线渲染方法相比，该技术能够产生高度的视觉真实感，但是计算成本较高。这使得光线跟踪最适合可以忍受较长时间渲染的应用，例如在计算机生成的静止图像以及电影和电视视觉效果中（VFX），但更不适用于视频游戏等实时应用，在实时应用中，渲染每一帧至关重要。卡尔·希利（Karl Healy）由于在计算机图形学领域的深入研究而经常被称为射线追踪之父。

光线跟踪能够模拟各种光学效果，例如反射和折射、散射和色散现象（例如色差）。

路径跟踪是射线跟踪的一种形式，可以产生柔和的阴影、景深、运动模糊、焦散、环境光遮挡和间接照明。路径跟踪是一种不带偏见的渲染方法，但是必须跟踪大量光线才能获得没有噪点失真的高质量参考图像。

光线跟踪描述了一种用于生成在3D计算机图形环境中构造的视觉图像的方法，该方法具有比射线投射或扫描线渲染技术更多的照片真实感。它的工作原理是跟踪从假想的眼睛到虚拟屏幕中每个像素的路径，并计算通过它可见的对象的颜色。

光线追踪中的场景由程序员或视觉艺术家（通常使用中介工具）以数学方式进行描述。场景还可以合并来自通过诸如数字摄影之类的手段捕获的图像和模型的数据。

通常，必须测试每条射线与场景中所有对象的某些子集的相交。一旦最近的对象已被确定，则该算法将估计传入光在交叉点，检查对象的材料特性，并结合该信息来计算该像素的最终颜色。某些照明算法和反射性或半透明材料可能需要将更多的光线重新投射到场景中。

它可在xxx似乎有悖常理或“落后”发送光线离开从摄像头，而不是到它（如实际光在现实中一样），但是这样做是数量级更有效的许多订单。由于来自给定光源的绝大多数光线不会直接进入观看者的眼睛，因此“前向”模拟可能会浪费大量从未记录的光路的计算量。

因此，光线追踪中的捷径是假设给定的光线与视线相交。经过xxx数量的反射或光线传播一定距离而没有相交后，光线停止传播，并且像素值被更新。