光线追踪是一种计算机图形学技术，用于生成真实感图像。其核心思想是模拟光线在场景中的传播路径，从而计算出每个像素的颜色值。具体来说，算法从视点出发，向场景中发射光线，并跟踪这些光线与物体表面的交互过程，包括反射、折射和吸收等现象。
当一条光线击中一个物体表面时，程序会根据材质属性决定下一步的操作。例如，如果表面是镜面，则需要继续追踪反射光线；如果是透明材料，则需同时处理透射光线。此外，为了增加图像的真实度，通常还会考虑环境光、点光源以及区域光源的影响。
为了提高渲染效率，现代光线追踪系统往往采用分层结构来组织数据，并利用空间划分技术（如八叉树或KD树）快速定位可能被光线命中的物体。尽管如此，由于需要逐像素地模拟复杂的光学效应，这种方法仍然非常耗时，在实时应用中面临巨大挑战。
近年来，随着硬件性能提升及新算法开发，基于GPU的大规模并行计算已经成为实现高质量离线渲染的重要手段之一。然而，在保证图像质量的同时如何进一步缩短计算时间依然是研究者们关注的重点课题。
