光线追踪的应用及发展趋势
oc光线偏移
OC光线偏移1. 概述OC光线偏移是一种地震数据处理方法，用于校正地震记录中的偏移误差。
在地球物理勘探中，我们通过发送声波信号到地下并记录返回的信号来获取地下结构信息。
然而，在实际情况中，由于各种因素的影响，记录到的信号会存在一定的偏移误差。
OC光线偏移就是一种常用的方法来纠正这种偏移误差。
2. 光线追踪在理解OC光线偏移之前，我们需要先了解光线追踪（Ray Tracing）技术。
光线追踪是一种用于模拟光传播和反射的方法。
在地震勘探中，我们可以将声波视作光线，并使用类似的思想来模拟声波在地下传播和反射。
具体而言，我们通过计算声波在不同介质（如岩石层）中传播时的路径和速度变化来模拟光线追踪。
这样就可以得到从源点（发射点）出发到接收点（接收器）经过各个介质层反射和折射的路径。
3. OC光线偏移原理OC光线偏移是在光线追踪的基础上发展起来的一种地震数据处理方法。
它利用了地下介质中的速度变化信息，对地震记录进行纠正，以减小或消除记录中的偏移误差。
具体而言，OC光线偏移根据声波在地下传播时的路径和速度变化，计算出每个接收点到源点的时间差，并将这个时间差应用于地震记录中。
通过将记录中的每个数据点按照时间差进行平移，可以将偏移误差纠正到很大程度上。
4. OC光线偏移流程OC光线偏移可以分为以下几个步骤：步骤1：建立速度模型首先，需要建立一个准确的地下速度模型。
这个模型描述了不同深度处地下介质的速度分布情况。
根据实际情况和前期勘探数据，可以使用各种方法来建立速度模型，包括层析成像、横向速度变化等。
步骤2：光线追踪利用建立好的速度模型，对每个接收点和源点之间进行光线追踪计算。
通过计算声波在不同介质中的传播路径和速度变化，可以得到每个接收点到源点的时间差。
步骤3：时间平移根据光线追踪计算得到的时间差，对地震记录进行时间平移。
具体而言，将每个数据点按照时间差向前或向后平移，以纠正偏移误差。
步骤4：叠加和成像经过时间平移后，可以对纠正后的地震记录进行叠加和成像。
显卡渲染技术光线追踪与光栅化之争
显卡渲染技术光线追踪与光栅化之争近年来，随着计算机图形学的发展，显卡渲染技术逐渐成为电脑游戏、影视制作等领域中不可或缺的一部分。
而在显卡渲染技术中，光线追踪和光栅化一直是两大主流方法。
尽管二者各有优劣，但长期以来一直存在着关于哪种技术更优的争论。
一、光栅化技术光栅化（Rasterization）是较早出现的一种渲染技术，它将三维模型转换为二维像素图像。
在光栅化中，计算机首先将三维模型转换为多边形以及纹理信息，然后通过一系列图形处理步骤将其渲染到屏幕上。
光栅化技术通过利用硬件加速，实现了实时渲染的效果，目前广泛应用于电子游戏和实时图形渲染。
光栅化技术的优势在于其处理速度快，适用于实时渲染。
由于光栅化技术结构简单，并且在硬件加速方面得到了广泛支持，可以在游戏中实现高帧率的渲染效果。
此外，光栅化技术还可以通过特定的算法进行剔除、模型优化和体素化等操作，进一步提高渲染效率。
但是，光栅化技术也存在一些局限性。
由于光栅化只考虑三角形及其表面的渲染，造成了在真实感方面的局限。
由于没有考虑光线的真实传播路径，因此光栅化渲染难以呈现出真实的光照效果和阴影效果。
此外，在处理复杂的物理效果和材质时，光栅化技术往往需要专门的着色器和各种技巧，增加了开发和调试的难度。
二、光线追踪技术光线追踪（Ray Tracing）是一种基于物理光学模型的渲染技术，它模拟了现实世界中光线的传播和交互。
光线追踪通过追踪光线与物体的交互来计算出场景的光照分布，从而达到真实感的渲染效果。
相比于光栅化技术，光线追踪更加接近真实的光线传播过程，能够呈现出逼真的光照和阴影效果。
光线追踪技术的优势在于其能够产生高度真实感的渲染效果。
光线追踪可以模拟复杂的光线传播路径，以及光线与物体的交互过程，因此能够呈现出真实的光照效果、阴影效果和反射折射等效果。
此外，光线追踪技术还可以轻松处理透明材质、镜面反射、散射等多种物理效果，提供更高质量的图像渲染。
然而，光线追踪技术也面临一些挑战。
AE中使用光线追踪的技巧
AE中使用光线追踪的技巧光线追踪是Adobe After Effects（简称AE）软件中一项强大的功能，它可以模拟真实世界中光线的传播和反射，为合成图像增添逼真的效果。
本文将介绍AE中使用光线追踪的一些技巧，帮助读者更好地利用这个功能。
首先，要使用光线追踪功能，我们需要将待合成的素材导入AE软件中。
选择“文件”菜单，然后点击“导入”子菜单，选择需要合成的素材文件并导入到项目面板中。
确保素材文件是高质量的，这将有助于光线追踪的准确性和效果。
接下来，我们需要在AE界面中打开“合成设置”。
点击“合成”菜单，然后选择“合成设置”子菜单。
在弹出的对话框中，可以设置合成的尺寸、帧率和持续时间等参数。
根据实际需求进行调整。
在AE中使用光线追踪需要一个插件，市面上有多种可选的光线追踪插件，如Element 3D、Optical Flares等。
插件的安装和使用方式各不相同，根据具体插件的说明进行操作。
这里以Element 3D为例，介绍一些基本的光线追踪技巧。
首先，将需要使用光线追踪的图层导入到AE中。
在合成面板中，可将图层拖动至新建的合成中。
然后，在AE界面右侧的“效果与预设”窗口中找到Element 3D插件，将其拖动到图层上。
接下来，在“效果控制”窗口中，点击“Scene Setup”按钮，打开插件的设置界面。
在Element 3D的设置界面中，可以调整光线追踪的参数。
首先，在“Scene Setup”选项卡中，可以选择或导入3D模型。
点击“Edit Model”按钮，可以进入编辑模型的界面。
在这里可以调整模型的质地、纹理和动画等属性。
完成模型设置后，点击“OK”保存。
接着，在“Scene Setup”选项卡中，调整相机的位置和角度。
点击“Set Camera”按钮，在视图界面中调整相机的位置和角度。
通过调整相机参数，可以达到不同的视觉效果。
在光线追踪的设置界面还有“Light Settings”选项卡，可以对光源进行调整。
光栅方程 和麦克斯韦方程组
光栅方程和麦克斯韦方程组一、光栅方程与麦克斯韦方程组的概述光栅方程和麦克斯韦方程组是两个重要的数学方程，分别在计算机图形学和电磁场领域具有举足轻重的地位。
1.光栅方程的定义及作用光栅方程，又称光线追踪方程，是计算机图形学中描述光线与物体相互作用后生成图像的数学方程。
光栅方程的作用是将三维场景转换为二维图像，实现真实感强烈的虚拟现实效果。
2.麦克斯韦方程组的定义及作用麦克斯韦方程组是描述电磁场在时空中演化的四个基本方程，包括高斯定律、高斯磁定律、安培环路定律和法拉第电磁感应定律。
麦克斯韦方程组的作用是描述电磁场的产生、传播和变化规律，为电磁学奠定了坚实的基础。
二、光栅方程与麦克斯韦方程组的联系1.光栅方程在电磁场模拟中的应用光栅方程在电磁场模拟中的应用主要体现在计算机图形学中的光线追踪技术。
通过光栅方程，可以模拟光线与物体的相互作用，生成高质量的图像。
2.麦克斯韦方程组在电磁场模拟中的应用麦克斯韦方程组在电磁场模拟中的应用非常广泛，包括电磁场仿真、无线通信、微波技术、光学等领域。
利用麦克斯韦方程组，可以准确地预测和分析电磁场的传播特性，为工程设计提供理论依据。
三、光栅方程与麦克斯韦方程组的区别1.光栅方程的关注点光栅方程的关注点主要在于描述光线与物体的相互作用，以及生成图像的质量。
光栅方程旨在实现真实感强烈的虚拟现实效果。
2.麦克斯韦方程组的关注点麦克斯韦方程组关注的是电磁场的产生、传播和变化规律。
麦克斯韦方程组为电磁学奠定了坚实的基础，具有广泛的应用价值。
四、光栅方程与麦克斯韦方程组的实际应用案例1.光栅方程在计算机图形学中的应用光栅方程在计算机图形学中的应用十分广泛，如渲染引擎、虚拟现实、计算机辅助设计等领域。
通过光栅方程，可以实现高质量的三维图像渲染，提升用户体验。
2.麦克斯韦方程组在电磁场仿真中的应用麦克斯韦方程组在电磁场仿真中的应用十分广泛，如无线通信、微波技术、光学、电磁兼容等领域。
利用麦克斯韦方程组，可以准确地预测和分析电磁场的传播特性，为工程设计提供理论依据。
虚拟现实实现身临其境的关键技术
虚拟现实实现身临其境的关键技术虚拟现实（Virtual Reality，简称VR）是当今科技领域的热门话题之一。
通过虚拟现实技术，人们可以沉浸在一个虚拟的环境中，享受身临其境的感觉。
然而，实现真正身临其境的体验并非易事，需要依赖一些关键技术。
本文将探讨虚拟现实实现身临其境的关键技术。
一、仿真图像技术在虚拟现实中，图像是最直观、最重要的信息传达方式之一。
因此，实现身临其境的关键是提供逼真的、真实感十足的图像。
在仿真图像技术方面，主要包括以下几个方面的内容。
1.1 分辨率和清晰度虚拟现实头显设备的分辨率和清晰度对图像质量有着重要的影响。
高分辨率的显示设备可以提供更清晰的图像，帮助用户更好地融入虚拟环境中。
因此，提高虚拟现实设备的分辨率和清晰度是实现身临其境的首要任务。
1.2 实时渲染技术实时渲染技术是虚拟现实中不可或缺的一部分。
它能够在虚拟环境中实时生成逼真的图像，使用户可以与环境进行互动。
实时渲染技术的不断发展和进步，为虚拟现实带来了更加真实、逼真的体验。
1.3 光线追踪技术光线追踪技术是一种高级的渲染技术，它可以模拟光线在真实世界中的传播情况，从而生成更加真实的图像。
光线追踪技术在虚拟现实中的应用，可以提供更加细腻的光照效果，增强虚拟环境的真实感。
二、空间声音技术虚拟现实不仅需要逼真的图像，还需要逼真的声音来增强用户体验。
空间声音技术是实现身临其境的另一个关键技术。
2.1 3D音频技术3D音频技术可以模拟声音在真实世界中的传播方式，并使用户能够感知声音的方向和距离。
通过3D音频技术，虚拟现实可以为用户提供真实的声音体验，使用户感觉自己置身于一个真实的环境中。
2.2 头部定位技术头部定位技术是虚拟现实中实现空间声音的重要手段。
通过感知用户头部的运动和位置，系统可以实时调整声音的方向和强度，以确保用户听到来自正确方向的声音。
头部定位技术的发展，使得虚拟现实的声音体验更加真实。
三、交互技术虚拟现实的真实感不仅仅体现在视觉和声音上，还需要通过交互来增强用户体验。
牛顿迭代法 光线追迹法
牛顿迭代法光线追迹法全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：牛顿迭代法和光线追迹法是两种在数学和计算机图形学领域广泛应用的算法。
牛顿迭代法是一种用于求解方程根的迭代方法，光线追迹法则是一种用于模拟光线的传播和反射的算法。
本文将分别介绍这两种方法的原理和应用。
我们来看看牛顿迭代法。
这是一种通过不断逼近函数零点的方法，它可以用于求解方程\(f(x)=0\)的根。
具体的迭代公式如下：\[x_{n+1} = x_{n} - \frac{f(x_{n})}{f'(x_{n})}\]\(x_{n}\)是第n次迭代得到的近似根，\(f(x_{n})\)和\(f'(x_{n})\)分别是函数f在点\(x_{n}\)处的函数值和导数值。
通过不断迭代，可以逐渐逼近方程的解。
牛顿迭代法在计算机图形学领域有很多应用。
在计算机动画中，可以用它来求解反射、折射等光线与表面的交点。
在计算机游戏中，也可以用它来求解角色之间的碰撞检测。
牛顿迭代法是一种非常实用的数值方法。
接下来，我们来看看光线追迹法。
光线追迹法是一种模拟光线在场景中传播和反射的方法。
它通常用于计算机图形学中的光线追踪算法，用来生成逼真的图像。
其基本原理是模拟光线从光源出发，经过不同的材质表面后反射、折射，并最终到达相机或者观察者的过程。
在光线追迹法中，光线与几何体之间的交点可以通过求解射线与几何体的交点来获得。
在这一过程中，就需要使用到牛顿迭代法来求解方程的根。
通过不断迭代，可以逐步逼近射线与几何体的交点。
借助这个交点信息，可以计算光线与几何体的交互过程，达到模拟真实光线的目的。
光线追踪技术在计算机图形学领域有着广泛的应用。
它可以生成逼真的光线折射、反射效果，让场景看起来更加真实。
在电影制作、游戏开发等领域，光线追踪技术被广泛应用，为用户带来更加逼真的视觉体验。
第二篇示例：牛顿迭代法和光线追迹法是两种在计算机图形学中常用的方法，用于解决复杂的光线和物体相交的问题。
tracepro学习经验和知识点
仿真运行
运行仿真，TracePro将自动计 算光线的传播路径和行为，并 生成结果图像或数据。
建立模型
使用TracePro的建模工具创建 光学系统模型，包括透镜、反 射镜、光源、观察器等元件。
光源和观察器设置
根据需要设置光源和观察器的 类型和位置，以模拟不同的照 明和观察条件。
感谢您的观看
THANKS
详细描述
TracePro是一款功能强大的光束模拟软件，广泛应用于光学工程领域。它能够 模拟和分析激光、光纤、显示和照明系统的光学特性，为设计、优化和调试光 学系统提供强大的支持。
TracePro软件界面和工具栏
总结词
TracePro软件界面简洁明了，工具栏包含了常用的操作按钮，方便用户进行光束模拟和分析。
02
TracePro光学仿真原理
TracePro光学仿真概述
TracePro是一款专业的光学仿真软件， 广泛应用于光学设计、照明系统设计、 光机系统设计等领域。
它能够模拟光线在光学系统中的传播、 反射、折射、吸收和散射等行为，帮 助设计师更好地理解光学系统的性能 和优化设计。
TracePro光学仿真基本概念
学习如何将CAD软件（如 SolidWorks、AutoCAD等）中 的模型导入TracePro中进行光学 仿真。
数据交换
了解如何将TracePro中的仿真数 据导出为其他软件（如MATLAB、 Excel等）可用的格式。
联合仿真
探索与其他光学仿真软件（如 Zemax、Code V等）进行联合仿 真的方法，以提高仿真效率和精 度。
关注TracePro软件的更新动态，以确保软件与 操作系统和其他软件的兼容性。
光线追踪与逼真渲染 Blender光线追踪设置指南
光线追踪与逼真渲染：Blender光线追踪设置指南Blender是一个功能强大且广泛使用的免费三维建模和渲染软件。
它的光线追踪功能使得渲染出的图像更加逼真和真实。
本文将为您提供一些关于如何设置Blender软件以进行光线追踪和实现逼真渲染的指南。
首先，打开Blender软件并创建一个新的场景。
在默认的渲染引擎中，切换到Cycles渲染引擎。
Cycles是Blender中的光线追踪渲染引擎，它能够产生高质量的逼真渲染结果。
在“渲染”选项卡中，选择“Cycles”作为渲染引擎。
接下来，将视口切换到“渲染”选项卡，并确保在“设备”下选择您想要使用的显卡或处理器进行渲染。
如果您的电脑支持CUDA加速，选择CUDA会提高渲染速度。
接下来，我们来设置一些渲染相关的选项。
在“渲染”选项卡的“性能”部分，将“最大积分”设置为较高的值，例如1000或更高。
这将提高光线追踪的质量，但也会增加渲染时间。
您可以根据自己的需求进行调整。
在“光线追踪”部分，您可以根据需要选择不同的技术和参数。
例如，您可以启用“环境光遮挡”来增加渲染结果的真实感。
您还可以启用“体积散射”来模拟透明材质中的光线散射效果。
在“灯光”部分，您可以添加各种类型的灯光来照亮场景。
例如，您可以添加点光源、聚光灯或环境光来创建不同的效果。
您还可以设置光源的颜色、强度、阴影等属性来调整渲染结果。
在“材质”部分，您可以为对象应用不同的材质。
使用PBR（物理渲染）材质可以获得更加逼真的渲染效果。
调整材质的颜色、光泽度、粗糙度等属性可以实现不同的效果。
除了设置渲染选项，您还可以在场景中应用一些其他技巧来增强逼真渲染的效果。
例如，将材质中的纹理和贴图应用到物体上可以增加细节和真实感。
使用HDR（高动态范围）环境贴图可以提供逼真的光照效果。
此外，为了进一步提高渲染质量，您可以使用深度场景渲染。
这可以通过在“渲染”选项卡的“图像”部分启用深度字段来实现。
深度字段可用于后期处理，例如添加景深效果或使用深度作为遮罩。
richardson模型公式
richardson模型公式Richardson模型是一种用于描述计算机图形学中光线追踪算法的模型。
它是由Edward V. Richardson在1977年提出的，被广泛应用于计算机图形学领域。
Richardson模型的提出极大地促进了光线追踪算法的发展，使得计算机图形学在逼真度和真实感方面取得了重大突破。
光线追踪算法是一种计算机图形学中常用的渲染技术，用于模拟光线在场景中的传播和交互。
通过追踪光线的路径，可以模拟出光线与物体的相互作用，从而得到逼真的光照效果。
Richardson模型的出现使得光线追踪算法能够更加高效地计算光线与物体的相互作用，大大提高了渲染的速度和质量。
Richardson模型的核心思想是将场景中的光线与物体的交互过程看作是一系列的能量传递和反射过程。
根据能量守恒定律，光线在与物体相互作用时，能量的总量保持不变。
Richardson模型通过计算每个交互过程中的能量传递和反射情况，来模拟光线的传播和交互过程。
在Richardson模型中，光线与物体的交互过程可以分为三个部分：入射阶段、反射阶段和折射阶段。
在入射阶段，光线从光源射入场景中，与物体表面相交，并被物体吸收或反射。
在反射阶段，光线从物体表面反射出去，并继续与其他物体相交。
在折射阶段，光线穿过物体表面进入物体内部，并继续传播。
为了模拟光线与物体的相互作用，Richardson模型引入了一系列参数和公式。
其中包括光线的入射角、反射角、折射角，以及物体的反射系数、折射系数等。
通过计算这些参数和公式，可以确定光线在与物体相互作用过程中的能量传递和反射情况。
Richardson模型的提出为计算机图形学中的光线追踪算法的发展提供了重要的理论基础和计算方法。
它使得计算机图形学在渲染真实感图像方面取得了巨大的进步。
在实际应用中，Richardson模型被广泛应用于各种计算机图形学软件和渲染引擎中，用于生成逼真的光照效果。
Richardson模型是计算机图形学中光线追踪算法的重要模型，它通过模拟光线与物体的相互作用过程，实现了逼真的光照效果。
3d渲染原理
3d渲染原理3D渲染原理是指将三维模型通过计算机算法和图形学技术，转化为二维图像或动画的过程。
它是计算机图形学领域的重要技术，广泛应用于电影、游戏、建筑设计等领域。
本文将介绍3D渲染的基本原理和常用算法，以及其在实际应用中的一些技术挑战。
一、3D渲染的基本原理1. 几何建模：首先需要通过建模软件或者扫描仪等设备，将真实世界中的物体或场景转化为计算机可以识别的三维模型。
这些模型通常由多个三维几何图元（如点、线、面）组成，可以使用多边形网格、贝塞尔曲线等形式表示。
2. 光线追踪：光线追踪是3D渲染中的关键技术之一。
它模拟了光线从光源出发，经过物体表面反射、折射等过程，最终到达相机或观察者的过程。
通过追踪光线的路径和计算光线与物体表面的相互作用，可以确定每个像素的颜色和亮度，从而生成最终的图像。
3. 材质和纹理映射：为了使渲染结果更加真实，渲染引擎通常会给每个物体赋予适当的材质属性。
例如，金属、玻璃、木材等不同材质的物体在光线照射下会产生不同的反射和折射效果。
此外，还可以将纹理贴图应用到物体表面，使其具有更加丰富的细节和纹理。
4. 光照模型：光照模型用于计算光线与物体表面的相互作用，以确定每个像素的颜色和亮度。
常用的光照模型包括冯氏光照模型（Phong lighting model）、兰伯特反射模型（Lambertian reflection model）等。
这些模型考虑了光源的类型、光线的入射角度、物体表面的法线方向等因素，以模拟真实世界中的光照效果。
二、3D渲染的常用算法1. 光线追踪算法：光线追踪算法是3D渲染中最常用的算法之一。
它通过递归地追踪光线的路径，计算光线与物体表面的相互作用，从而生成真实感的阴影、反射和折射效果。
随着计算机硬件的不断发展，光线追踪算法的速度和质量都有了显著提升。
2. 光栅化算法：光栅化算法是另一种常用的3D渲染算法。
它将三维模型投影到二维屏幕上，并根据像素的位置和颜色进行渲染。
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WORD格式整理版 优质.参考.资料 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 WORD格式整理版
优质.参考.资料 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 WORD格式整理版
优质.参考.资料 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 WORD格式整理版
优质.参考.资料 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 WORD格式整理版 优质.参考.资料 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。 WORD格式整理版 优质.参考.资料 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。