光线追踪
一种渲染技术，通过追踪光线从相机穿过每个像素的路径，以物理精度模拟反射、折射和阴影，生成照片级真实感图像。
光线追踪从虚拟相机出发，反向追踪光线穿过每个像素的路径，在交点处计算颜色。自 Turner Whitted 1980 年发表递归光线追踪论文以来，它一直是离线渲染的黄金标准。近年来，NVIDIA RTX 系列 GPU 搭载的 RT Core 使实时光线追踪成为可能。
基本算法对每个像素发射一条主光线，在与场景几何体的最近交点处计算着色。对于反射和折射表面，递归发射次级光线。阴影通过向光源发射阴影光线来判定。
- 路径追踪：在每个交点随机采样半球方向，通过蒙特卡洛积分求解完整的渲染方程。物理上最精确但需要大量采样才能收敛
- BVH 加速结构：层次包围盒将光线与场景求交从 O(n) 降至 O(log n)，是实时光线追踪的关键
- 降噪：实时光线追踪每像素仅发射 1-2 条光线，依赖 AI 降噪器（如 NVIDIA OptiX Denoiser）从稀疏采样中重建干净图像
- 混合渲染：当前游戏引擎将光栅化用于主要几何体渲染，仅对反射、阴影和全局光照使用光线追踪，平衡质量与性能
DirectX Raytracing (DXR) 和 Vulkan Ray Tracing 提供了标准化的 API。在影视制作中，基于路径追踪的渲染器（如 Arnold、RenderMan、Cycles）已完全取代了光栅化管线。