光线追踪（Ray Tracing）

原理：从屏幕向场景追踪

光线追踪从摄像机（视点）向每个像素发射一条「视线」射入场景，当射线与物体相交时，递归地向光源发射阴影射线（判断是否被遮挡）、反射射线（镜面反弹）、折射射线（透明材质），多次弹射后积累出该像素的颜色和亮度值。

这一过程在数学上比光栅化精确得多，能正确模拟软阴影（半影）、焦散（水底光斑）、全局光照（漫反射互相照亮的颜色渗透效果），但计算量极为巨大——一帧 4K 图像如果每像素追踪 1000 条射线，就需要 83 亿次求交计算。[1]

硬件加速与 DLSS 的配合

英伟达 Turing 架构（RTX 20 系，2018年）引入了RT Core，专门硬件加速BVH（包围体层次结构）遍历与光线-三角形求交，将光线追踪速度提升 5-10 倍。即便如此，实时光线追踪在 4K 分辨率下仍然吃力，这催生了 DLSS（深度学习超级采样）——先以 1080p 渲染再用 AI 升频到 4K，弥补性能缺口。

微软的 DXR（DirectX Raytracing）API 于 2018 年发布，Sony 的 PlayStation 5 和微软 Xbox Series X 均内置了光线追踪硬件。《赛博朋克 2077》（2020年）和《黑神话：悟空》（2024年）是光线追踪在游戏中大规模商用的代表作，开启路径追踪（全实时光子模拟）模式后画质接近预渲染电影。