光线跟踪提供了一种基于物理几何光学的实现全局反射和透射效果的准确方法。该方法跟踪从屏幕像素点射入场景中的光线，累积不同物体表面之间的折射和反射的光强贡献，得到最终的光强。在自然场景中，光源朝各个方向发出的光线是沿直线传播的，当和某个物体表面相交后，会在物体表面按照物理规律产生反射和折射，同时部分光还会被物体表面吸收，剩余部分沿着新的反射和折射方向继续沿直线传播，并作为新的入射光与其他物体表面相交，再次产生反射和折射和吸收。从光源出发的光线经过多次反射、折射和吸收后，最终到达视点处，从而最终成像。在模拟光线传播的整个过程，都必须符合光学的反射和折射定律，还应满足光的能量守恒定律。
实际的光线跟踪其实是逆向的光线跟踪，即利用光路的可逆性，从虚拟视点发射光线，沿着到达视点的传输路径逆向跟踪，穿过屏幕像素后，到达场景光源。
光线跟踪的基本流程如下图所示。首先从视点出发生成初始光线。经过虚拟屏幕后，进入场景中传播。传播过程中，若光线与物体表面相交，则根据物体表面BRDF计算交点处的光强，累积至对应像素点，并生成反射和折射次级光线，沿着反射和折射方向继续传播和跟踪；若光线穿过场景，不与任何物体表面相交，则结束此条光线的跟踪，并将对应的像素颜色设置为背景色；重复以上过程，直至所有产生的光线都处理完毕。
当所有穿过虚拟屏幕像素的光线都被跟踪并计算交点光强后，将光强映射会对应的像素点，即可得到绘制的图像，如下图所示。
预览时标签不可点收录于话题#个上一篇下一篇