在计算机图形学中，光线追踪是一种模拟光在场景中传播的技术。它能够生成高度逼真的图像，尤其是在处理反射、折射和阴影等复杂光照效果时表现尤为突出。这种技术的核心在于逆向追踪光线的路径，从观察者的视角出发，模拟光线如何与物体表面相互作用。
当一束虚拟光线离开观察者的眼睛并进入场景时，程序会计算这条光线是否与任何几何体相交。如果光线击中了一个物体，那么接下来就需要判断该物体的材质属性，比如是金属、玻璃还是普通材质。根据这些信息，可以决定光线是被吸收、反射还是折射。
对于反射和折射的情况，算法会继续递归地追踪新的光线路径，直到达到某个预设的最大深度限制或者光线完全消失为止。通过这种方式，我们可以精确地再现自然界中的光影变化。
此外，在实际应用中，为了提高效率，通常会对场景进行分层优化处理，例如使用空间划分结构（如八叉树或BVH树）来快速定位可能与光线相交的对象。同时，还会有各种采样策略来减少噪声并改善最终渲染结果的质量。
总之，尽管实现起来相当复杂且耗时较长，但正是由于其卓越的表现力，使得光线追踪成为了现代电影制作、视频游戏开发以及建筑设计等领域不可或缺的重要工具之一。
