光线追踪究竟是什么？它又是如何实时呈现三维图形呢？

简介：
我们所处的这个世界，沐浴着来自太阳或其他人为光源发出的以数亿计的光线。当这些光线照射到物体表面时，它们会以多种形式反弹、分散和反射，最终抵达我们视觉感受的范围。这种复杂的相互作用正是构建我们所感知现实的基础。光线追踪是一种用于三维图形的先进照明技术，它旨在模拟真实世界中光线传播的规律。尽管这种技术能够呈现出极高的逼真度，但从计算机运算的角度来看，其处理流程仍然过于繁琐，难以在实时环境中生成三维图像。目前，光线追踪已被广泛应用于创造广告和电影中令人惊叹的超逼真渲染效果；即便是在利用当今最强大的计算服务器的情况下，生成每一帧所需的时间仍然可能达到数小时。作为实时图形领域的一个热门话题，光线追踪正吸引着众多人的关注（当然，也有观点认为这其中存在一定的炒作，这取决于个人的判断）。本文将深入探讨光线追踪的技术原理及其实现方法。 在三维游戏中，场景通常由大量的物体构成，这些物体组合在一起形成数百万个三角形。光线追踪的核心功能在于发射一条光线，并沿着这条光线的路径在三维场景中寻找第一个与之相交的物体，从而确定该物体应如何进行照明处理。然而，如果针对场景中的每一个物体都进行一次测试以验证其是否与光线相交的话，这种方法将会导致效率极低、计算成本过高，完全无法满足实时渲染的需求。 因此，为了能够有效地应用光线追踪技术，我们需要找到解决这一关键问题的方案。