什么是光线追踪？
极客之旅
2024-04-02 17:21
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这篇文章将为大家详细讲解有关什么是光线追踪？，小编觉得挺实用的，因此分享给大家做个参考，希望大家阅读完这篇文章后可以有所收获。
光线追踪
光线追踪是一种用于计算机图形学中的渲染技术，它模拟光线在场景中的传播，以创建逼真的图像。
原理：
光线追踪基于物理原理，它将光线从虚拟相机发送到场景中，并跟踪其与场景中物体表面的交互。光线与物体表面碰撞时，会发生反射、折射、散射或吸收等物理现象。追踪算法模拟这些现象，计算光线在新方向的传播路径。
过程：
光线追踪算法通常包含以下步骤：
- 光线投射：从虚拟相机发射光线。
- 场景求交检测：确定光线与场景中物体表面的第一个交点。
- 着色：根据物体表面材质、光线方向、光源分布和照明模型，计算光线在该交点处产生的颜色。
- 递归：根据表面材质，计算散射或反射光线，并递归地追踪这些光线。
- 最终像素颜色：累积所有追踪光线的颜色贡献，得到最终像素颜色。
优点：
- 逼真度高：光线追踪可以生成高度逼真的图像，因为它模拟了光线在场景中的物理行为。
- 全局照明：光线追踪考虑了所有光源对场景的影响，包括漫反射、间接照明、阴影和焦散。
- 材质复杂性：光线追踪支持各种复杂的材质，如金属、玻璃和布料，能够准确地表现它们的反射和折射特性。
缺点：
- 计算成本高：光线追踪是计算密集型的，渲染单个图像可能需要数小时甚至数天。
- 内存消耗大：光线追踪需要存储大量的场景数据和光线路径信息，这可能需要大量的内存。
- 硬件要求高：光线追踪通常需要专用的图形处理单元 (GPU) 或其他硬件加速器。
应用：
光线追踪广泛用于电影、视频游戏、建筑可视化和科学模拟等行业，用于创建高度逼真的图像和沉浸式体验。
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