什么是射线追踪？(ray tracing?)
光线跟踪是一种渲染三维（3D）计算机图形图像以创建尽可能逼真的图像的方法。此方法在渲染期间使用，不一定影响场景或对象的建模或纹理。渲染过程通常涉及生成光线以模拟光与对象交互时所走的路径，以便更准确地分析对象将如何反射、折射和吸收光。光线跟踪可以创建具有非凡真实感的渲染场景，但该过程也相当硬件密集，通常不用于实时图形。
使用计算机图形学在3D中创建场景的过程通常包括四到五个主要步骤：建模对象、应用照明和摄影机位置、动画（如果需要）、创建纹理并将其应用于对象，然后渲染场景。这些步骤中的每一步都需要花费大量的时间，并且整个过程通常包含比本分析中讨论的更多的组件。此过程的最后一个阶段是渲染，此时可以使用光线跟踪使渲染产品更加逼真。
在现实世界中，由于光与周围物体相互作用，然后被人的眼睛接收，因此人们感知周围的物体。光通常可以以四种主要方式相互作用：吸收、反射、折射和荧光。光线跟踪使用相当复杂的算法来复制此行为，并允许场景中的对象尽可能真实地与灯光交互。创建3D场景的人员或团队在场景中创建模型、纹理并创建光源和摄影机，然后可以使用光线跟踪进行渲染。
与其评估光如何从光源传播到对象并与这些对象相互作用，不如从摄影机向后工作，想象摄影机发出的光与对象相互作用，最终到达光源。这允许忽略摄影机不会捕捉到的光线，而不是在不会渲染的场景方面浪费处理能力。光线跟踪有效地跟踪光线与场景中的对象接触时的路径，然后绘制光线在二维平面上接近摄影机时的最终路径。
此平面是使用光线跟踪渲染创建和显示的图像。由此产生的图像在照明方面以及光线如何穿过各种形状的物体以及由高反射或折射材料制成的物体方面更加逼真。玻璃、抛光金属和抛光塑料是所有类型的材质，与许多其他渲染形式相比，这些材质在这种跟踪中看起来更真实。
然而，分析这些光线的过程相当费劲，而且大多数计算机历史上都没有这样的处理能力。这就是为什么光线跟踪主要用于3D中的预渲染场景，例如广告中汽车的静止图像或电影中的场景。另一方面，视频游戏的实时渲染通常使用更简单的渲染形式，以允许在游戏过程中渲染场景。
- 发表于 2021-12-14 15:01
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