光线追踪的应用及发展趋势.
光线追踪技术在影视特效中的应用
光线追踪技术在影视特效中的应用Chapter 1：光线追踪技术简介光线追踪技术（Ray Tracing）是一种重要的三维计算机图形学技术。
它通过模拟光线在场景中的传播过程，计算出光线和物体之间的相互作用，从而得出最终图像。
同时，光线追踪技术还可以计算阴影、反射和折射等光学效果，使得生成的图像更加真实和逼真。
光线追踪技术不仅在电影、游戏等娱乐领域有着广泛的应用，还被应用在工业设计、建筑设计等领域，为计算机图形学的发展做出了重要贡献。
Chapter 2：影视特效中的光线追踪技术随着计算机图形学的不断发展，影视特效越来越被广泛使用，而光线追踪技术在影视特效中的应用也越来越受到重视。
在影片制作中，光线追踪技术可以帮助制作人员更加快速、真实地生成合成图像。
在影视特效中，光线追踪技术可以模拟出现实生活中的光照和阴影效果。
通过计算光线在场景中的传播路径，结合材质和表面质量等因素，可以获得非常真实的阴影和高质量的渲染效果。
这种渲染效果可以使得观众产生身临其境的感觉，提高电影效果的真实感和视觉体验。
此外，光线追踪技术还可以进行折射和反射的计算。
在电影中，我们常常可以看到反光镜、玻璃等物体。
传统的渲染技术无法处理这些物体的渲染效果，而光线追踪技术可以实现这些物体表面的真实反射和折射效果。
Chapter 3：光线追踪技术在电影制作中的应用光线追踪技术在电影制作中有着广泛的应用。
首先，它可以帮助电影制作人员将真实场景和虚拟场景进行融合。
例如，在电影《阿凡达》中，光线追踪技术被用于创建很多虚拟场景，包括植物、动物和人物角色等。
另外，光线追踪技术也可用于创建高质量细节场景。
例如，在电影《指环王》系列中，光线追踪技术在创建场景的时候，可以显示出更加真实的纹理、阴影和光照效果，从而增强了电影的视觉效果。
此外，在电影《汉尼拔》中，光线追踪技术也被用来模拟血液的效果，通过计算光线在液体中的传播路径，并结合材质和纹理等参数，模拟出生动逼真的血液效果。
AE光线追踪技术详解
AE光线追踪技术详解光线追踪（Ray Tracing）技术是一种模拟光线在真实世界中传播的计算方法。
通过该技术，可以模拟光线在场景中的传播、反射和折射等物理现象，从而实现真实感十足的图像渲染。
近年来，AE（Adobe After Effects）软件引入了光线追踪技术，为电影、电视和广告等行业提供了更加高质量的视觉效果。
本文将详细介绍AE光线追踪技术的原理、应用和未来发展。
第一部分：光线追踪技术原理光线追踪的核心思想是通过投射光线的方式，从摄像机出发，抵达物体表面，再根据光线的传播与交互，计算出每个像素点的颜色和明暗等信息。
它基于蒙特卡洛方法，通过随机采样光线的路径，迭代地逼近光线与物体的相交点，并计算光线与物体交互的光能传递方式，最终进行全局光照反射反射、折射等计算，得到高质量的真实感图像。
第二部分：AE中的光线追踪技术应用AE引入光线追踪技术，使得该软件在视觉特效方面有了质的飞跃。
它可以应用于电影、电视剧等制作中，为场景增加真实感和逼真度，提升观众的视觉享受。
光线追踪技术在AE中的应用主要包括：1. 环境光照模拟：通过光线追踪技术，可以模拟光线在场景中的传播和反射，使得场景中的物体能够准确地反射光线，从而营造出真实的环境光照效果。
2. 折射效果模拟：光线在不同介质中传播时，会发生折射现象。
AE 中的光线追踪技术可以模拟这种折射过程，使得物体的透明度和折射效果更加真实。
3. 阴影效果模拟：光线追踪技术可以准确计算出光线与物体的相交点，并据此生成阴影效果。
这使得场景的光照效果更加真实，并且可以表现出复杂的阴影效果，如柔和阴影、硬阴影等。
4. 反射效果模拟：光线追踪技术可以精确计算出光线在物体表面的反射情况，并据此生成物体的反射效果。
这使得场景中的物体能够准确地反射周围物体的光线，增加场景的真实感。
第三部分：AE光线追踪技术的未来发展AE中的光线追踪技术在近年来取得了显著的进展，但仍然存在一些挑战和改进空间：1. 计算效率：光线追踪技术在生成高质量图像的同时，也需要大量的计算资源和时间。
显卡的渲染技术光线追踪
显卡的渲染技术光线追踪显卡是计算机中的一种重要组件，用于图形渲染和处理。
近年来，随着计算机图形技术的不断发展，光线追踪成为了渲染领域中的一项重要技术。
本文将讨论显卡的渲染技术中的光线追踪算法，并介绍其在图形渲染中的应用。
一、光线追踪算法概述光线追踪算法是一种模拟光线在场景中的传播和相互作用的算法。
它通过追踪光线的路径，计算光线与场景中物体的相交点，从而决定物体表面的颜色和光照效果。
相比传统的渲染算法，如光栅化算法，光线追踪算法能够更真实地模拟光线的传播和反射行为，从而得到更逼真的图像效果。
光线追踪算法的核心思想是从相机位置发射一束光线，然后通过迭代的方式，计算光线与场景中物体的相交点。
当光线与物体相交时，根据物体表面的材质属性，计算光线的反射、折射等行为，并继续发射新的光线。
通过追踪每个光线的路径，最终得到图像中每个像素的颜色信息。
二、光线追踪算法的实现光线追踪算法实现的关键在于加速光线与物体的相交计算。
由于光线与场景中的物体可能存在大量的相交计算，传统的蛮力算法效率较低。
然而，显卡的并行计算能力提供了极大的优势，可以加速光线追踪的计算过程。
在显卡上实现光线追踪算法需要使用光线追踪的着色器程序。
这些着色器程序运行在图形渲染管线的特定阶段，如片段着色器。
通过编写适当的着色器代码，可以实现光线与物体的相交计算、光照计算等关键步骤。
另外，为了进一步提高光线追踪的效率，还可以采用一些加速结构，如包围盒层次结构（Bounding Volume Hierarchy，BVH）等。
这些加速结构通过划分场景中的物体，并建立物体之间的相对关系，可以有效减少相交计算的数量，提高计算效率。
三、光线追踪在图形渲染中的应用光线追踪技术在图形渲染中有着广泛的应用。
以下是一些典型的应用场景：1. 游戏图形渲染：光线追踪可以用于实现逼真的游戏图形效果，如实时阴影、反射、折射等。
通过光线追踪算法，游戏画面可以更真实地模拟光影效果，提升游戏的视觉表现力。
光线追踪的应用及发展趋势
课程论文课程论文题目：光线追踪的应用及未来发展学院：人民武装学院专业：计算机科学与技术班级：物联人151学号： **********学生姓名：***指导教师：**2016 年6 月3 日目录摘要 (II)第一章绪论 (1)1.1 光线追踪的定义 (1)1.2 光线追踪的原理 (1)1.2.1 自然现象 (1)1.2.2 光线追踪的原理 (1)1.3 光线追踪的特点 (3)1.3.1 光线追踪的优点 (3)1.3.2 光线追踪的缺点 (3)第二章光线追踪的应用 (4)2.1 光线追踪在图形渲染中的应用 (4)2.2 光线追踪在物理学中的应用 (4)2.3 光线追踪在实际应用 (4)2.4 实时跟踪 (4)第三章光线追踪的未来发展趋势 (6)3.1 光线追踪VS光栅化 (6)3.2 显卡何时才能实时光线追踪 (7)3.3 光线追踪的未来发展 (8)光线追踪的应用及未来发展摘要光线跟踪是一种真实地显示物体的方法，该方法由Appe在1968年提出。
光线跟踪方法沿着到达视点的光线的反方向跟踪，经过屏幕上每一个象素，找出与视线相交的物体表面点P0，并继续跟踪，找出影响P0点光强的所有光源，从而算出P0点上精确的光线强度，在材质编辑中经常用来表现镜面效果。
光线跟踪或称光迹追踪是计算机图形学的核心算法之一。
在算法中，光线从光源被抛射出来，当他们经过物体表面的时候，对他们应用种种符合物理光学定律的变换。
最终，光线进入虚拟的摄像机底片中，图片被生成出来。
关键字：光线跟踪（Ray tracing），真实感第一章绪论1.1 光线追踪的定义光线跟踪（Ray tracing），又称为光迹追踪或光线追迹，来自于几何光学的一项通用技术，它通过跟踪与光学表面发生交互作用的光线从而得到光线经过路径的模型。
它用于光学系统设计，如照相机镜头、显微镜、望远镜以及双目镜等。
这个术语也用于表示三维计算机图形学中的特殊渲染算法，跟踪从眼睛发出的光线而不是光源发出的光线，通过这样一项技术生成编排好的场景的数学模型显现出来。
光线追踪应用场景
光线追踪应用场景
1. 电影特效：光线追踪广泛应用于电影特效制作中，能够实现
逼真的光影效果，为电影增添真实感和视觉效果。
2. 渲染引擎开发：光线追踪是制作渲染引擎的关键技术之一，
许多现代渲染引擎中都采用了光线追踪技术。
3. 游戏开发：光线追踪可以实现高保真的图像渲染效果，因此
逐渐得到游戏制作方的关注和应用，可提升游戏画面的质量和真实度。
4. 建筑设计和室内设计：光线追踪可以模拟日光、灯光等形成
的影子和色彩，使建筑和室内设计更加生动逼真。
5. 工业设计：在汽车、飞机等复杂产品的设计过程中，光线追
踪可以以真实的光照环境为参考，帮助设计师进行材质选择和表面光
泽效果的调整。
6. 医学图像分析：医学图像分析需要进行三维重建和仿真，光
线追踪可以实现高效的体积光线追踪，帮助诊断和治疗。
7. 虚拟现实技术：光线追踪可以帮助实现虚拟现实技术的真实感，使场景更加逼真，增强用户的沉浸感和体验感。
基于光线追踪的实时渲染技术分析
基于光线追踪的实时渲染技术分析【摘要】光线追踪技术是一种高级的渲染技术，能够模拟真实光线的传播和反射，实现逼真的光影效果。
实时渲染技术则是指在短时间内生成并显示图像，要求有非常高的性能要求。
本文将分析光线追踪在实时渲染中的应用，探讨实时渲染中的光线追踪算法，讨论基于光线追踪的实时渲染技术的优势，以及面临的挑战与发展方向。
还将列举一些光线追踪技术在实时渲染中的应用案例。
本文旨在总结光线追踪在实时渲染中的重要性和未来发展方向，为读者深入了解这一领域提供参考。
【关键词】光线追踪、实时渲染、算法、优势、挑战、发展、应用案例、结论、展望未来、意义。
1. 引言1.1 介绍光线追踪技术光线追踪是一种计算机图形学中常用的渲染技术，它的原理是模拟光线在场景中的传播过程，通过追踪光线与物体的交互来生成逼真的影像。
相比传统的光栅化渲染技术，光线追踪能够更加精确地模拟光的物理特性，例如光的折射、反射、阴影等，因此能够产生更加真实的光照效果。
光线追踪技术最早由Arthur Appel在1968年提出，随后由Turner Whitted在1980年首次引入反射和折射处理，是影视动画和电脑游戏行业中使用最广泛的渲染技术之一。
光线追踪基于光的物理传播原理，通过递归地追踪光线与场景中的物体的交互来计算出最终的光照效果。
在实时渲染领域，光线追踪技术一直是一个备受关注的研究方向。
随着硬件性能的不断提升和算法的不断优化，现在已经可以在普通个人电脑上实现实时的光线追踪渲染效果。
光线追踪在实时渲染中的应用不断拓展，为计算机图形学领域带来了更加逼真的视觉效果和更加真实的虚拟世界体验。
1.2 介绍实时渲染技术实时渲染技术是一种在计算机图形学领域中广泛应用的技术，它能够在实时性要求下以高质量的效果呈现出三维场景。
实时渲染技术主要应用于电子游戏、虚拟现实、增强现实等领域。
在实时渲染中，渲染时间通常受到严格的限制，要求在几十到几百毫秒内完成一帧图像的渲染。
光线跟踪算法在电影特效中的应用研究
光线跟踪算法在电影特效中的应用研究光线跟踪算法是一种用于渲染三维场景的技术，在电影特效制作中具有极高的应用价值。
本文将探讨光线跟踪算法在电影特效中的应用研究，包括其优势、局限以及未来的发展方向。
1. 光线跟踪算法的优势光线跟踪算法是一种基于物理描述的渲染技术，通过模拟光线在场景中的传播路径来计算每个像素点的颜色值。
相较于传统的渲染技术，如光栅化、扫描线等，光线跟踪算法具有以下优势：1.1 真实性更高光线跟踪算法能够精确模拟光在场景中的传播，从而计算出每个像素点真实的颜色值。
而传统的渲染技术则是通过近似计算来得出像素点的颜色值，因此无法达到光线跟踪算法的真实性。
1.2 灵活性更强光线跟踪算法能够处理多种复杂的渲染效果，如全局光照、反射、折射、阴影等。
而传统的渲染技术则需要通过不同的算法来处理不同的效果，无法像光线跟踪算法一样灵活。
1.3 显示效果更好光线跟踪算法能够生成高质量的图像，表现出更真实、更细腻的细节。
而传统的渲染技术则可能会出现锯齿等伪影现象，影响显示效果。
2. 光线跟踪算法的局限虽然光线跟踪算法具有很多优势，但是它也存在一些局限，导致它在实际生产中仍然受到一些限制。
2.1 计算复杂度高光线跟踪算法需要大量的计算来模拟光线在场景中的传播路径，因此计算复杂度很高。
特别是在处理大场景、大规模光线追踪等方面，计算时间甚至可能超过几小时，难以满足实时渲染需求。
2.2 需要高性能硬件支持由于光线跟踪算法的计算复杂度高，需要大量的计算资源来支持。
因此，需要具备高性能的硬件设备，如GPU、多核CPU等来保证光线跟踪算法的正常运行。
2.3 纹理处理难度较大光线跟踪算法对材质纹理的处理较为复杂，需要进行反复的采样和平滑。
而传统的渲染技术可以直接在画面上进行映射，因此在处理纹理方面具有优势。
3. 光线跟踪算法的未来发展尽管光线跟踪算法存在一些局限，但它作为一种高保真的渲染技术，仍然具有广阔的发展前景。
未来，光线跟踪算法可能会朝着以下几个方向发展：3.1 加速技术的发展为了解决光线跟踪算法计算时间过长的问题，近年来出现了许多加速技术。
知识点归纳 计算机图形学中的光线跟踪与实时渲染
知识点归纳计算机图形学中的光线跟踪与实时渲染在计算机图形学领域，光线跟踪（Ray Tracing）和实时渲染（Real-time Rendering）是两个重要的知识点。
本文将对这两个知识点进行归纳和综合，探讨它们的原理、应用以及未来的发展趋势。
一、光线跟踪光线跟踪是一种用于模拟光在场景中传播的技术。
它通过追踪光线在场景中的传播路径，计算光线与物体的相交点，从而模拟光线与物体的相互作用过程。
光线跟踪算法具有较高的真实感和精度，可以生成逼真的图像。
1. 光线跟踪的原理光线跟踪的原理可以简单地描述为：从相机发射一条射线（光线）到场景中，通过与场景中的物体相交来计算该点的颜色。
当相机发射的光线与物体相交时，可以计算交点处的颜色值，然后通过反射、折射等操作来计算下一条光线的路径，直到达到终止条件。
2. 光线跟踪的应用光线跟踪在许多领域有着广泛的应用。
在计算机图形学中，光线跟踪可以用于生成逼真的三维图像，用于电影制作、游戏开发等领域。
在工程设计领域，光线跟踪可以模拟光线的传播和反射，用于室内照明设计、汽车灯光设计等。
此外，光线跟踪还可以应用于科学研究中，如天体物理学中对光的传播和反射的模拟。
3. 光线跟踪的发展趋势随着计算机硬件和算法的不断发展，光线跟踪技术在实时渲染方面取得了突破。
目前的光线跟踪算法已经可以在实时场景中进行渲染，并且具备了一定的真实感和交互性。
未来，随着硬件性能的提升和算法的优化，光线跟踪技术有望在游戏、虚拟现实等领域得到更广泛的应用。
二、实时渲染实时渲染是一种能够在计算机上实时生成和渲染图像的技术。
与光线跟踪不同，实时渲染更注重图像的实时生成和渲染速度，通常用于要求实时交互的场景，如游戏和虚拟现实。
1. 实时渲染的原理实时渲染的原理可以简单描述为：通过将三维模型转化为二维图像，并且将其进行光照处理、纹理映射等操作，最终生成最终的图像。
在实时渲染中，通常采用的渲染算法有光栅化（Rasterization）和光照模型（Lighting Model）等。
光线追踪技术在计算机图形学中的应用
光线追踪技术在计算机图形学中的应用计算机图形学是一门研究计算机图像处理和图像识别等技术的科学学科。
早在20世纪60年代，计算机图形学已经开始出现，并迅速发展。
而在计算机图形学中，光线追踪技术是一种重要的技术手段，应用十分广泛。
光线追踪技术是一种模拟光线在环境中传播的方法。
通过确定每条光线的起点和方向，并在环境中向前追踪，来模拟光线在环境中的传播过程。
在追踪的过程中，可以计算每条光线与物体的交点，从而得到了光线与物体的相交信息。
在得到相交信息后，可以进一步计算出反射、折射、阴影等等信息，从而生成真实感的图像。
因此，光线追踪技术被广泛应用于计算机图形学中的渲染、动画、游戏等领域。
在计算机图形学中，渲染是最为基础和重要的领域之一。
渲染指的是将三维模型以二维图像的形式呈现出来的过程。
早期，渲染的方法主要是基于光栅化的方法。
这种方法将三维物体映射到二维像素平面上，通过对每个像素进行着色来生成图像。
然而，由于光栅化方法没有考虑到场景中光线的真实传播，因此往往会出现一些不真实的情况。
例如，当两个物体重合时，使用光栅化方法绘制的图像会出现黑边。
此时，光线追踪技术就可以发挥作用，通过真正模拟光线的传播来生成更真实的图像。
在光线追踪技术中，一些重要的概念需要理解：1. 光线：光线是一条贯穿场景的直线，它有起点和方向。
2. 相交测试：相交测试指的是确定光线是否与场景中的物体相交的过程。
一般使用较为复杂的算法进行相交测试，以获得较高的效率。
3. 反射和折射：光线在物体表面发生反射、折射时，会改变光线的方向。
通过计算反射和折射的光线，可以模拟出物体表面的反射和折射效果，从而获得更真实的图像。
4. 阴影：阴影指的是由于光线被物体遮挡而造成的暗影。
在光线追踪中，可通过光线与物体的相交信息来计算阴影。
除了渲染，光线追踪技术还广泛应用于动画制作和游戏开发等领域。
在动画制作中，光线追踪技术可以实现更真实的光照效果，使得动画的画面更加清晰、细腻。
光线追迹反射与折射的光线追迹法
光线追迹反射与折射的光线追迹法光线追踪是一种计算机图形学中常用的渲染技术，它模拟光线与物体相互作用的过程，从而得到逼真的光照效果。
在光线追踪中，反射和折射是两个关键过程，它们使光线的路径发生变化，产生不同的视觉效果。
本文将详细介绍光线追踪中的反射和折射的光线追踪法。
一、光线追踪简介光线追踪是一种逆向渲染技术，它从相机位置出发，模拟光线在场景中的传播和相互作用过程。
在光线追踪中，光线从相机位置出发，与场景中的物体相交，经过反射和折射的过程，最终达到光源或被吸收，从而得到最终的像素颜色。
二、反射的光线追踪法在光线追踪中，当光线与物体碰撞时，根据物体的属性，一部分入射光会被反射出去。
反射是光线追踪中常用的技术，它模拟光线在碰撞物体后按照反射定律发生反射的过程。
1. 反射定律光线在与物体碰撞时，按照反射定律发生反射。
反射定律表明，入射光线和法线所构成的入射角等于反射光线和法线所构成的反射角。
2. 反射计算在光线追踪中，计算反射光线的方向和强度是关键。
一般情况下，使用镜面反射模型计算反射光线。
镜面反射模型假设入射光线在碰撞面上按照反射定律反射，并且镜面反射光线的能量不会衰减。
三、折射的光线追踪法在光线追踪中，当光线从一种介质（如空气）进入另一种介质（如水或玻璃）时，光线的传播方向会发生改变，这个过程称为折射。
折射是光线追踪中常用的技术，它模拟光线在介质边界上按照折射定律发生折射的过程。
1. 折射定律光线在从一种介质进入另一种介质时，按照折射定律发生折射。
折射定律表明，入射光线和法线所构成的入射角、入射介质的折射率以及出射介质的折射率之间存在一定的关系。
2. 折射计算在光线追踪中，计算折射光线的方向和强度同样重要。
一般情况下，使用折射率和入射光线的方向计算折射光线。
根据折射定律，可以得到折射光线的方向。
四、光线追踪的应用和发展光线追踪技术在计算机图形学中有着广泛的应用，特别是在生成逼真的渲染图像方面。
通过模拟光线与物体的相互作用，光线追踪可以产生逼真的光照效果，从而用于电影、游戏等领域。
光线追踪的应用及发展趋势
光线追踪的应用及发展趋势光线追踪（Ray Tracing）是一种实时渲染技术，通过模拟光线在场景中的传播和交互，以高度逼真的方式生成和呈现图像。
它具有很多应用领域，包括电影和视频游戏的特效制作、产品设计和建筑可视化等。
在电影和视频游戏领域，光线追踪可以产生高质量的图像和视觉效果。
通过精确地模拟光线与场景对象之间的交互，包括折射、反射和散射等现象，可以呈现出真实世界中的光照和阴影效果。
这使得电影制作公司能够创建出逼真的特效和景观，提升影片的视觉质量。
同样，在视频游戏中，光线追踪使得游戏场景更加真实和引人入胜。
在产品设计方面，光线追踪也发挥着重要的作用。
通过模拟光线在产品表面的反射和折射，可以精确地显示产品的外观和材质属性。
这对于制造商来说非常有价值，因为可以在产品设计的早期阶段预测和优化产品的外观。
在建筑可视化方面，光线追踪可以提供高质量的渲染效果，帮助建筑师和设计师展示他们的设计理念。
通过模拟光线在建筑物中的传播和交互，可以呈现出真实的光照和阴影效果，使用户能够更好地理解建筑设计和空间布局。
随着计算机硬件的发展，光线追踪的实时渲染也取得了显著的进展。
传统上，光线追踪是一种计算密集型任务，需要大量的计算资源和时间。
但是，随着图形处理器（GPU）的提升和新的硬件加速技术的引入，如光线追踪专用硬件和实时光线跟踪引擎，实时光线追踪正在成为可能。
除了实时渲染的进展，光线追踪在去年附近还面临了机器学习技术的应用。
通过使用机器学习算法来加速光线追踪过程，如神经网络和深度学习，可以显著提高计算效率。
这种技术的引入有助于缩短渲染时间，使光线追踪更加实用。
另外，虚拟现实（VR）和增强现实（AR）也为光线追踪提供了新的应用场景。
通过模拟真实世界中的光线传播和交互，光线追踪可以为虚拟和增强现实应用创造更加逼真的视觉效果。
这对于游戏、教育和培训等领域具有重要意义。
总之，光线追踪在电影、视频游戏、产品设计和建筑可视化等领域都有广泛的应用。
智能照明系统中的光线追踪技术研究
智能照明系统中的光线追踪技术研究随着智能化的推进，越来越多的家庭和企业开始采用智能照明系统。
智能照明系统可以实现远程控制、定时控制、人体感应控制等功能，不仅方便了人们的生活，还可以有效地节约能源。
其中，光线追踪技术是智能照明系统的核心技术之一。
光线追踪技术是一种计算机图形学领域的基础算法，其主要思想是通过模拟光线在三维场景中的反射、折射等物理现象来生成图像。
在智能照明系统中，光线追踪技术可以帮助人们更加准确地模拟光源的位置、光线的传播路径和物体的阴影等因素，从而实现更加真实、舒适、节能的照明效果。
一、光线追踪技术的基本原理光线追踪技术的主要思想是从观察点发射光线，然后让光线在场景中跟随一定的路径，与物体相交后进行反射、折射等计算，最终形成一幅图像。
其中，光线追踪技术主要包括如下几个步骤：1. 光线起点计算：根据相机的位置和角度，确定光线的起点。
2. 光线路径计算：将光线从起点发射向场景中的目标点，计算光线路径。
3. 光线与物体相交计算：将光线与场景中的物体进行相交计算，确定光线的交点和反射、折射等参数。
4. 光线颜色计算：利用光线的交点和反射、折射等参数，计算该点的颜色。
5. 阴影计算：根据光线与物体的相交情况，计算出该点是否受到遮挡而产生阴影。
6. 最终图像生成：将得到的所有像素颜色合成一幅图像，作为最终的照明效果。
二、光线追踪技术在智能照明系统中的应用光线追踪技术在智能照明系统中有着广泛的应用。
比如，它可以用于模拟自然光线，实现更加真实、舒适的照明效果。
在模拟自然光线时，可以根据光源的位置、强度、颜色等参数进行计算，从而实现不同时间、不同天气、不同季节的照明效果。
此外，也可以根据场景中物体的反射、折射等特性进行计算，从而实现物体表面的反射、折射等特性。
光线追踪技术还可以用于照明系统的阴影计算。
在传统的照明系统中，阴影的生成通常是通过将物体分为几何体然后进行呈图计算得到的。
而在光线追踪技术中，阴影的计算可以通过判断光线是否被物体遮挡而产生。
光线追迹算法
光线追迹算法光线追迹算法（Ray Tracing Algorithm）是一种计算机图形学中常用的渲染技术，它模拟了光线在场景中的传播和反射过程，从而生成逼真的图像。
本文将详细介绍光线追迹算法的原理和应用。
一、光线追迹算法原理光线追迹算法的核心思想是模拟光线从相机出发，经过场景中的物体与光线的交互，最终到达图像平面的过程。
其基本步骤如下：1. 发射光线：从相机的视点发射一条光线，经过图像平面上的像素点。
2. 确定光线与场景中物体的相交点：将发射的光线与场景中的物体进行相交检测，找到光线与物体的交点。
3. 确定光线的颜色：根据交点处的材质属性、光照条件等信息，计算该点的颜色。
4. 考虑反射和折射：根据物体的材质属性，判断是否存在反射或折射，并继续追踪反射或折射光线。
5. 递归追踪：重复上述步骤，直到光线没有交点或达到最大追踪深度。
6. 累积颜色：将每次追踪得到的颜色进行累积，得到最终的像素颜色。
1. 渲染图像：光线追迹算法可以生成高质量逼真的图像，因此广泛应用于电影、动画、游戏等领域的图像渲染。
2. 光照模拟：光线追迹算法可以模拟复杂的光照效果，包括全局光照、阴影、折射等，使得渲染结果更加真实。
3. 物理仿真：光线追迹算法可以用于物理仿真，如光学系统设计、光线传播模拟等。
4. 虚拟现实：光线追迹算法可以用于虚拟现实技术中，实现真实感的场景渲染和交互效果。
5. 计算机辅助设计：光线追迹算法可以在计算机辅助设计中应用，如建筑设计、工业设计等领域，帮助设计师可视化设计效果。
三、光线追迹算法的优缺点光线追迹算法具有以下优点：1. 真实感：光线追迹算法可以模拟光线在场景中的真实传播和反射过程，生成逼真的图像。
2. 灵活性：光线追迹算法可以模拟各种复杂的光照效果和物体材质，具有很高的灵活性。
3. 精确性：光线追迹算法可以精确计算光线与物体的交点和颜色，生成高质量的渲染结果。
然而，光线追迹算法也存在一些缺点：1. 计算复杂度高：光线追迹算法需要对每条光线进行逐像素的追踪和计算，计算复杂度较高。
光学仪器中的光线追踪技术发展趋势
光学仪器中的光线追踪技术发展趋势近年来，光学仪器的发展取得了巨大的突破，其中光线追踪技术作为一种重要的光学仿真方法，也在不断地发展和进步。
光线追踪技术通过模拟光线在光学系统中的传播路径，可以预测和优化光学系统的性能。
本文将从光线追踪技术的基本原理、应用领域和未来发展趋势三个方面探讨光学仪器中的光线追踪技术的发展趋势。
光线追踪技术的基本原理是基于光学几何的模拟，通过跟踪光线的传播路径和与物体的交互过程，来计算光的传播和衍射效应。
在光线追踪技术中，光线被抽象为一条直线，通过物体的表面反射、折射和散射等过程，最终到达观察者的眼睛或者光传感器。
通过计算光线的路径和与物体的交互，可以获得光学系统的成像效果、光照效果等信息。
光线追踪技术在光学仪器中的应用非常广泛。
在光学设计中，光线追踪技术可以用于模拟和优化光学系统的成像质量，通过调整光学元件的参数，提高系统的分辨率和对比度。
在光学制造中，光线追踪技术可以用于检测和修复光学元件的缺陷，提高制造过程的精度和效率。
在光学测量中，光线追踪技术可以用于模拟和分析光学传感器的工作原理，提高测量的准确性和稳定性。
此外，光线追踪技术还可以应用于光学仿真、虚拟现实、计算机图形学等领域。
随着计算机硬件性能的不断提升，光线追踪技术在光学仪器中的应用也得到了进一步的拓展。
首先，光线追踪技术可以实现更加真实的光学仿真效果。
通过增加光线的数量和增强光线与物体的交互过程的模拟，可以获得更加逼真的光照效果和阴影效果。
其次，光线追踪技术可以实现更加复杂的光学系统模拟。
通过引入更多的光学元件和光学效应，可以模拟和优化更加复杂的光学系统，如透镜组、光纤传输系统等。
再次，光线追踪技术可以实现更加高效的光学设计和优化。
通过利用计算机的并行计算能力和优化算法，可以快速准确地搜索最优的光学设计方案。
未来，光线追踪技术在光学仪器中的发展趋势将主要体现在以下几个方面。
首先，光线追踪技术将更加注重与其他光学仿真方法的融合。
图形学中的光线追踪技术
图形学中的光线追踪技术光线追踪技术(Rendering)是计算机图形学中，用于处理三维空间内物体间光线的交互与显影效果的一种方法。
它既可以应用于建立高质量电影影片，也可以应用于建立令人惊叹的游戏场景。
本文将详细介绍光线追踪技术的原理、应用以及未来的发展。
光线追踪技术的原理光线追踪技术主要是通过模拟现实世界中光线的行为来呈现器物体间光线的交互与显影效果。
其基本原理是通过追踪光线在途中的交互过程，确定光线在最终到达观察者视点前所经过的路径。
具体而言，光线追踪技术使用了射线投射的方式，即从观察者视点开始追踪一条光线，直到该光线与物体相交，然后再根据光线与物体交点处的颜色与特性等信息，计算出该点的颜色值与阴影等信息。
光线追踪技术的应用在图形学中，光线追踪技术可应用于建立高质量的电影影片、游戏场景、还原历史文物等。
在电影影片制作中，光线追踪技术可以模拟复杂的场景和光影效果，例如水晶，玻璃，金属等材质的反射、折射等效果。
在游戏场景制作中，则可以用光线追踪技术来实现更为细腻的贴图效果、天空阴影效果等。
另外，光线追踪技术还可以用于文物复原领域，例如对于金字塔惊天大盗（Tutankhamun: Treasures of the Golden Pharaoh）的复原中，就使用了光线追踪技术，通过分析被复原的文物的特征，再运用光线追踪技术，可以极大地还原文物真实的外观。
光线追踪技术的未来发展当前，光线追踪技术已经取得了很大的发展，例如利用GPU核心可以极大的加速光线追踪的计算量，从而实现更为快速的呈现效果。
未来，随着量子计算机、AI等新技术的发展，光线追踪技术也将在计算复杂度、真实感等方面进一步得到提升。
“路径追踪”等高级技术的出现，可以大幅提升实时物理渲染的表现力。
其中，“路径追踪”针对复杂的镜面反射、玻璃折射、体积散射等现象，实现了高质量的物理仿真效果。
因此，光线追踪技术未来的发展将进一步提高图形学呈现效果的真实度与效率。
光学追踪技术在机器视觉中的应用研究
光学追踪技术在机器视觉中的应用研究一、引言随着人工智能和机器学习的发展，机器视觉成为了一个备受瞩目的领域。
在生产制造、交通运输、医疗保健等领域中，机器视觉技术被广泛应用，提升了生产效率、安全性和质量。
其中，光学追踪技术是机器视觉的重要组成部分之一，具有很好的监测和控制能力。
二、光学追踪技术概述1.光学追踪技术原理光学追踪技术是指利用高速相机和光学镜头对目标进行全方位、精细的跟踪和监测的技术。
光学追踪技术的原理是通过摄像机拍摄目标的变化，利用图像处理和计算机算法进行快速分析和识别，从而实现对目标的实时追踪和监测。
光学追踪技术主要包括目标跟踪、运动分析、形状分析、虚拟增强等方面。
2.光学追踪技术类型目前，光学追踪技术主要包括以下几种类型：全景追踪、点追踪、区域追踪。
全景追踪是指利用高速相机和全景镜头进行目标的全景拍摄和识别；点追踪是指从目标的特定点出发进行追踪和分析；区域追踪是指对目标的特定区域进行追踪和监测。
三、光学追踪技术在机器视觉中的应用1.机器人视觉光学追踪技术可以被用来尽可能地优化机器人的运作。
在机器人视觉中，光学追踪技术的应用可以实现目标的位置、姿态和状态等实时监测和追踪，从而实现机器人的自主导航和定位。
此外，光学追踪技术还可以用于机器人的抓取和操作，提高了机器人的灵活性和精确性。
2.汽车视觉在汽车视觉中，光学追踪技术可以实现对车辆的实时监测和观察。
例如，在自动驾驶汽车中，光学追踪技术可以实现车辆的路徑規劃和行駛過程中的實時監測。
此外，光學追踪技術還可以用於車輛碰撞評估和安全測試，提高了車輛的安全性能和設計質量。
3.医疗视觉在医疗视觉中，光学追踪技术可以被用来检测和监测病人的生理状态和病情变化，促进病情的早期诊断和治疗。
例如，在手术中，光學追踪技術可以實現在患者體內病灶的定位和手術過程的實時監控，從而大大提高了手術的安全性和精確性。
四、光学追踪技术的未来发展目前，随着技术的不断发展，光学追踪技术正变得越来越智能和精细。
电脑显卡的实时光线追踪技术解析
电脑显卡的实时光线追踪技术解析随着科技的不断进步和发展，电脑显卡逐渐扮演着越来越重要的角色。
它们不仅仅是将信息从电脑发送到显示器的媒介，还承担着在电脑图像渲染中起到至关重要作用的任务。
而其中最引人瞩目的技术之一就是实时光线追踪技术。
一、实时光线追踪技术的概述实时光线追踪技术（Real-time Ray Tracing）是一种广泛应用于计算机图形学中的渲染技术。
它通过模拟真实世界中光线的传播和反射，呈现出更逼真、更真实的图像效果。
与传统渲染技术相比，实时光线追踪技术能够提供更加精确的光照效果和阴影效果，从而增强了图像的真实感和细腻度。
二、实时光线追踪技术的原理与应用实时光线追踪技术的原理主要包括了光线的发射、光线的追踪、光线的相交和光线的反射等几个关键步骤。
首先，计算机会发射光线，这些光线会从光源或者物体表面发射出去。
然后，计算机会追踪这些光线在场景中的传播路径，包括光线与物体的碰撞以及光线的路径延伸。
接着，计算机会计算光线与物体的相交点以及光线被物体表面反射的颜色。
最后，计算机会利用这些信息来绘制出最终的图像。
实时光线追踪技术主要得益于计算机硬件的不断进步和发展。
现代显卡通过集成大量的计算单元和高性能的处理器，能够快速并行地处理光线追踪算法，从而实现实时渲染。
该技术在游戏、影视特效、虚拟现实和工程设计等领域得到了广泛应用。
三、实时光线追踪技术的优势与挑战实时光线追踪技术相较于传统的渲染技术具有明显的优势。
首先，它能够提供更加真实、逼真的光照效果，使得图像更加细致与真实。
其次，实时光线追踪技术能够更好地模拟光线在场景中的传播和反射，从而产生更加精确的阴影和反射效果。
此外，它还能够简化传统渲染技术中艰难复杂的光照计算，提高图像渲染的效率。
然而，实时光线追踪技术也面临着一些挑战。
首先，该技术对硬件的要求较高，需要显卡具备强大的计算能力和高速的数据传输能力。
其次，实时光线追踪算法的计算复杂度较高，需要较长的计算时间。
光线追踪渲染技术在游戏引擎里的应用
光线追踪渲染技术在游戏引擎里的应用光线追踪渲染技术在游戏引擎里的应用随着科技的不断进步，现在游戏已经成为了许多人日常生活中必不可少的一部分，而在游戏制作中，渲染技术是不可或缺的一个环节。
而在渲染技术中，光线追踪渲染技术由于其高精度、真实感和逼真度颇受欢迎，现在已经成为很多游戏引擎必不可少的一部分。
一、什么是光线追踪渲染技术？光线追踪渲染技术（ray tracing）是一种通过投射一条光线来模拟光线在多个物体表面的反射、折射、透明等物理现象，最终计算出在镜头位置看到的场景的渲染过程。
具体来说，光线追踪渲染技术是一种基于物理学原理的渲染方法，可以模拟出真实的光照效果，如自然光、光源反射、阴影、折射、透明、反射等。
这种技术的优越性在于能够准确复制真实世界的物理景象，如镜面反射的效果、透明材质产生的折射效果、扩散透射的效果，这些效果都不需要人为的处理。
二、光线追踪渲染技术在游戏引擎里的应用1. 物体的真实感在传统的渲染中，阴影需要通过近似计算来完成，而在光线追踪渲染技术中，可以通过完美地处理出光线的追踪，来产生真实的阴影效果，可以让场景中的物体看起来更加的有立体感和真实感。
2. 材质的真实感在光线追踪技术中，物体表面材质的参数非常丰富，可以包括很多物理性质，如反射率、折射率、透明度等等。
这给游戏中的物体渲染提供了非常大的空间，可以实现各种哇哇的效果，如金属的高光和反射效果、水的真实感等等。
3. 物理碰撞效果在物理碰撞效果上，传统的渲染技术都是用着物理引擎模拟碰撞效果，然而在光线追踪技术中，碰撞效果已经不止局限于物理计算，同时在逼真度的表现上是得到了很大的提升。
4. 逼真度的提高光线追踪技术可以做到影子的效果非常逼真，同时雾的深浅也可以准确地反映出来。
对于雾的反映，传统的渲染技术是无法做到的，而在光线追踪技术中，则可以实现完美的雾的效果。
三、光线追踪渲染技术的局限性光线追踪技术在渲染时需要进行大量的计算，而计算量也会随着图形细节的增大而变得越来越大。
光线追踪市场调研报告结果
光线追踪市场调研报告结果光线追踪是一种计算机图形学技术，它模拟了真实光线在环境中的行为，可实现高度逼真的渲染效果。
随着计算机硬件的不断发展和图形学算法的进步，光线追踪技术在影视制作、游戏开发、虚拟现实等行业得到了广泛应用。
本次市场调研旨在了解光线追踪技术的发展情况、市场规模及增长趋势，以及主要使用该技术的行业和领域。
调查数据显示，光线追踪市场在过去几年呈现快速增长的态势。
据统计，2019年全球光线追踪市场规模达到约100亿美元，相较于2015年的50亿美元增长了一倍。
预计在2024年，全球光线追踪市场规模将达到170亿美元，年均复合增长率为11.8%。
这一增长趋势主要受到数字娱乐行业的推动，如影视制作和游戏开发等。
光线追踪技术在影视制作中有着广泛的应用。
通过光线追踪技术，电影制作公司能够实现逼真的特效、光影效果，大大提高视觉效果的真实感。
此外，光线追踪技术还可以简化后期制作流程，提高生产效率，降低成本。
因此，影视行业对光线追踪技术的需求将不断增加。
另外，游戏开发也是光线追踪技术的重要应用领域。
随着游戏行业的快速发展和玩家对游戏质量要求的提高，开发商们越来越倾向于使用光线追踪技术来实现逼真的光影效果。
这不仅可以提升游戏画面质量，也能够提供更加沉浸式的游戏体验。
预计未来几年，光线追踪技术将在游戏开发领域得到广泛应用，推动市场需求的进一步增长。
此外，虚拟现实也是光线追踪技术的另一个重要应用领域。
虚拟现实技术的快速发展已经使得虚拟现实应用呈现出越来越真实的感觉。
光线追踪技术可为虚拟现实提供更加真实的光影效果，增强用户的沉浸感。
据预测，未来几年虚拟现实市场将呈现爆发式增长，因此光线追踪技术在虚拟现实领域的应用潜力巨大。
总结而言，光线追踪市场呈现出快速增长的态势。
各行业对于逼真的图形渲染需求的增加，推动了光线追踪技术的广泛应用。
影视制作、游戏开发和虚拟现实是光线追踪技术的主要应用领域。
随着技术的发展和市场的需求不断增加，光线追踪市场有望继续保持快速增长，并为相关行业带来更好的经济效益。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
课程论文课程论文题目：光线追踪的应用及未来发展学院：人民武装学院专业：计算机科学与技术班级：物联人151学号： 1500860346学生姓名：谭朝艳指导教师：宁阳2016 年6 月3 日目录摘要 (II)第一章绪论 (1)1.1 光线追踪的定义 (1)1.2 光线追踪的原理 (1)1.2.1 自然现象 (1)1.2.2 光线追踪的原理 (1)1.3 光线追踪的特点 (3)1.3.1 光线追踪的优点 (3)1.3.2 光线追踪的缺点 (3)第二章光线追踪的应用 (4)2.1 光线追踪在图形渲染中的应用 (4)2.2 光线追踪在物理学中的应用 (4)2.3 光线追踪在实际应用 (4)2.4 实时跟踪 (4)第三章光线追踪的未来发展趋势 (6)3.1 光线追踪VS光栅化 (6)3.2 显卡何时才能实时光线追踪 (7)3.3 光线追踪的未来发展 (8)光线追踪的应用及未来发展摘要光线跟踪是一种真实地显示物体的方法，该方法由Appe在1968年提出。
光线跟踪方法沿着到达视点的光线的反方向跟踪，经过屏幕上每一个象素，找出与视线相交的物体表面点P0，并继续跟踪，找出影响P0点光强的所有光源，从而算出P0点上精确的光线强度，在材质编辑中经常用来表现镜面效果。
光线跟踪或称光迹追踪是计算机图形学的核心算法之一。
在算法中，光线从光源被抛射出来，当他们经过物体表面的时候，对他们应用种种符合物理光学定律的变换。
最终，光线进入虚拟的摄像机底片中，图片被生成出来。
关键字：光线跟踪（Ray tracing），真实感第一章绪论1.1 光线追踪的定义光线跟踪（Ray tracing），又称为光迹追踪或光线追迹，来自于几何光学的一项通用技术，它通过跟踪与光学表面发生交互作用的光线从而得到光线经过路径的模型。
它用于光学系统设计，如照相机镜头、显微镜、望远镜以及双目镜等。
这个术语也用于表示三维计算机图形学中的特殊渲染算法，跟踪从眼睛发出的光线而不是光源发出的光线，通过这样一项技术生成编排好的场景的数学模型显现出来。
这样得到的结果类似于光线投射与扫描线渲染方法的结果，但是这种方法有更好的光学效果，例如对于反射与折射有更准确的模拟效果，并且效率非常高，所以当追求这样高质量结果时候经常使用这种方法。
1.2 光线追踪的原理1.2.1 自然现象在自然界中，光源发出的光线向前传播，最后到达一个妨碍它继续传播的物体表面，我们可以将“光线”看作在同样的路径传输的光子流，在完全真空中，这条光线将是一条直线。
但是在现实中，在光路上会受到三个因素的影响：吸收、反射与折射。
物体表面可能在一个或者多个方向反射全部或者部分光线，它也可能吸收部分光线，使得反射或者折射的光线强度减弱。
如果物体表面是透明的或者半透明的，那么它就会将一部分光线按照不同的方向折射到物体内部，同时吸收部分或者全部光谱或者改变光线的颜色。
吸收、反射以及折射的光线都来自于入射光线，而不会超出入射光线的强度。
例如，一个物体表面不可能反射66% 的输入光线，然後再折射50% 的输入光线，因为这二者相加将会达到 116%。
这样，反射或者折射的光线可以到达其它的物体表面，同样，吸收、反射、折射的光线重新根据入射光线进行计算。
其中一部分光线通过这样的途径传播到我们的眼睛，我们就能够看到最终的渲染图像及场景。
1.2.2 光线追踪的原理精美的CG效果图，与真实世界毫无区别的电影视觉效果，相信大家对这些并不陌生。
而大家在游戏中对水面之类的场景并不陌生，不过它所生成的画面效果，好像永远都不那么真实。
即使人们尽再大的努力，它的画面始终还是动画，和人们心目中的“电影级别的画质”总是差那么一点。
这是因为，我们目前的游戏，无一例外都在使用光栅化算法。
而在这些电影中，则采用的是光线追踪算法。
在3DSMax、Maya、SoftimageXSI等软件中，也都无一例外地采用了这一算法。
光线追踪技术是由几何光学通用技术衍生而来。
它通过追踪光线与物体表面发生的交互作用，得到光线经过路径的模型。
简单地说，3D技术里的光线追踪算法，就是先假设屏幕内的世界是真实的，显示器是个透明的玻璃，只要找到屏幕内能透过人眼的光线，加以追踪就能构建出完整的3D画面。
说到光线追踪，就不得不提光栅化。
光栅化是指把景物模型的数学描述及其色彩信息转换至计算机屏幕上像素的过程。
使用光栅化，我们可以将几何图形转化成屏幕上的像素。
Direct3D使用扫描线的渲染来产生像素。
当顶点处理结束之后，所有的图元将被转化到屏幕空间，在屏幕空间的单位就是像素。
点，线，三角形通过一组光栅规则被转化成像素。
光栅规则定义了一套统一的法则来产生像素。
光栅得到的像素一般会携带深度值，一个RGB Adiffuse颜色，一个RGB specular 颜色，一个雾化系数和一组或者多组纹理坐标。
这些值都会被传给流水线的下一个阶段像素的处理，然后注入到渲染目标。
由于实时3D渲染程序要求对用户的即时操作做出迅速反应，因此通常要求每秒至少20帧以上的渲染速率，这也使得高效率的“光栅化”渲染技术成为当今最受青睐的3D即时成像技术。
但是光栅化的缺点也很明显，那就是无法计算真实的光线，导致很多地方失真。
光线追踪算法分为两种：正向追踪算法和反向追踪算法。
其中，正向追踪算法是大自然的光线追踪方式，即由光源发出的光经环境景物间的多次反射、透射后投射到景物表面，最终进入人眼。
反向追踪算法正好相反，它是从观察者的角度出发，只追踪那些观察者所能看见的表面投射光。
就目前而言，所有3D制作软件的光线追踪算法都是采用反向追踪法，原因是这种算法能够最大程度地节省计算机的系统资源，而且不会导致渲染质量的下降。
在现实世界中射到物体表面上通常有三种情况：折射，反射，吸收。
光线在经过反射到不同的地方，被选择性吸收，从而光谱发生改变，再多次反射与折射，最终进入我们自己的眼睛。
而光线追踪技术要做的就是模拟这一过程。
1.3 光线追踪的特点1.3.1 光线追踪的优点光线跟踪的流行来源于它比其它渲染方法如扫描线渲染或者光线投射更加能够现实地模拟光线，象反射和阴影这样一些对于其它的算法来说都很难实现的效果，却是光线跟踪算法的一种自然结果。
光线跟踪易于实现并且视觉效果很好，所以它通常是图形编程中首次尝试的领域。
1.3.2 光线追踪的缺点光线跟踪的一个最大的缺点就是性能，扫描线算法以及其它算法利用了数据的一致性从而在像素之间共享计算，但是光线跟踪通常是将每条光线当作独立的光线，每次都要重新计算。
但是，这种独立的做法也有一些其它的优点，例如可以使用更多的光线以抗混叠现象，并且在需要的时候可以提高图像质量。
尽管它正确地处理了相互反射的现象以及折射等光学效果，但是传统的光线跟踪并不一定是真实效果图像，只有在非常紧似或者完全实现渲染方程的时候才能实现真正的真实效果图像。
由于渲染方程描述了每个光束的物理效果，所以实现渲染方程可以得到真正的真实效果，但是，考虑到所需要的计算资源，这通常是无法实现的。
于是，所有可以实现的渲染模型都必须是渲染方程的近似，而光线跟踪就不一定是最为可行的方法。
包括光子映射在内的一些方法，都是依据光线跟踪实现一部分算法，但是可以得到更好的效果。
第二章光线追踪的应用2.1 光线追踪在图形渲染中的应用将光线追踪算法应用于图形渲染最初是由Arthur Appel于1968年提出，那时还叫ray casting。
1979年Turner Whitted带来了新的研究突破：递归光线追踪算法《Recursive RayTracing Algorithm》。
1984年，Carpenter等人发表了一篇分布式光线追踪的论文《Distributed RayTracing》，影响甚广。
发展到今天，大多数的照片级渲染系统都是基于光线追踪算法的。
基本的光线追踪算法并不难，相信大部分计算机图形学的同学都写过的，难的是如何优化提高效率。
2.2 光线追踪在物理学中的应用在物理学中，光线追迹可以用来计算光束在介质中传播的情况。
在介质中传播时，光束可能会被介质吸收，改变传播方向或者射出介质表面等。
我们通过计算理想化的窄光束（光线）通过介质中的情形来解决这种复杂的情况。
2.3 光线追踪在实际应用在实际应用中，可以将各种电磁波或者微小粒子看成理想化的窄波束（即光线），基于这种假设，人们利用光线追迹来计算光线在介质中传播的情况。
光线追迹方法首先计算一条光线在被介质吸收，或者改变方向前，光线在介质中传播的距离，方向以及到达的新位置，然后从这个新的位置产生出一条新的光线，使用同样的处理方法，最终计算出一个完整的光线在介质中传播的路径。
2.4 实时跟踪人们已经进行了许多努力，改进如计算机与视频游戏这些交互式三维图形应用程序中的实时光线跟踪速度。
OpenRT 项目包含一个高度优化的光线跟踪软件内核，并且提供了一套类似于OpenGL 的 API 用于替代交互式三维图形处理中基于rasterization 的实现方法。
一些光线跟踪硬件，如斯坦福大学开发的实验性的光线处理单元，都是设计成加速光线跟踪处理中那些需要大量计算的操作。
计算机图形学中的光线跟踪的名称与原理源自于二十世纪最初十年就已经开始出现的光学镜头设计中的古老技术。
几何光线跟踪用于描述光线通过镜头系统或者光学仪器时的传输特性，并建立系统的成像属性模型。
这用于建造前优化光学仪器的设计，例如减少色像差或者其它的光学像差。
光线跟踪也用于计算光学系统中的光程差，光程差用于计算光学波前，而光学波前用于计算系统的衍射作用，例如点扩展函数、调制传递函数以及 Strehl ratio。
光线跟踪不仅用于摄影领域的镜头设计，也可以用于微波设计甚至是无线电系统这样的较长波长应用，也可以用于紫外线或者X射线光学这样的较短波长领域。
计算机图形学与光学设计领域所用的光线跟踪的基本原理都是类似的，但是光学设计所用的技术通常更加严格，并且能够更加正确地反映光线行为。
尤其是光的色散、衍射效应以及光学镀膜的特性在光学镜头设计中都是非常重要的，但是在计算机图形学领域就没有那么重要了。
在计算机出现以前，光线跟踪需要使用三角以及对数表手工计算，许多传统摄影镜头的光学公式都是许多人共同完成优化的，每个人只能处理其中一小部分的计算工作。
这些计算可以在如来自于 Lambda Research 的 OSLO 或者 TracePro、Code-V 或者Zemax 这些光学设计软件上完成。
一个简单的光线跟踪版本是光线传递矩阵分析，它通常用于激光光学谐振腔的设计。
第三章光线追踪的未来发展趋势实时渲染视频级别的计算机三维图形是计算图形领域的终极目标，与现在普遍使用的光栅化渲染技术相比，光线追踪普遍被视为视觉技术的未来方向，可带来近乎真实的真正电影级图形和光影物理效果，光线追踪算法是达到这个目标的圣杯，经过几十年的努力，终于要接近这个理想了。