光线追踪、光线投射、光线行进和路径追踪之间有什么区别？

Question

据我所知，标题中提到的所有技术都是看起来非常相似的渲染算法。所有基于光线的技术似乎都围绕着通过图像的每个像素投射光线，这些像素应该代表真实光线。这允许渲染非常逼真的图像。

事实上I am making a simple program that renders such images myself based on Raytracing in one Weekend。

现在的问题是我想以某种方式命名这个程序。我使用术语“光线追踪器”，因为这是书中使用的术语。

不过我听过很多不同的术语，我很想知道光线追踪、光线匹配、光线投射、路径追踪和可能的任何其他常见 ray-related 算法之间到底有什么区别。我能够在网上找到这些技术的一些比较，但是他们都只比较了其中的两个并且一些定义重叠，所以我想问一下关于所有四种技术的问题。

Answer 1

我对此的理解是：

1. 光线投射

   使用光栅图像来保存场景并且通常在第一次命中时停止（没有反射和光线分裂）并且不一定在每个像素的基础上投射光线（通常是每行或每列屏幕）。这个的 3D 版本称为 Voxel space ray cast 但是地图不是体素 space 而是使用 2 个光栅图像 RGB,Height。

   有关详细信息，请参阅：

   • Voxel space ray casting

2. (返回)射线追踪

   这通常遵循光的物理特性，因此光线在反射和折射中分裂，我们通常会在命中一定次数后停止。场景用 BR 网格或分析方程或两者表示。

   有关详细信息，请参阅：

   • GLSL 3D Mesh back raytracer
   • GLSL 3D Volumetric back raytracer

   back 意味着我们将光线从相机投射到场景（以每个像素为基础）而不是从光源投射到任何地方......以错误的照明为代价大大加快了这个过程（但这可以通过在此之上的其他方法来补救）...

其他热量我不太确定，因为我不使用这些技术（至少有意）：

1. 路径追踪

   是使用 Monte Carlo（随机）方法避免光线追踪中递归光线分裂的优化技术。所以它实际上并没有分割光线，而是在 2 个选项之间随机选择（类似于现实世界中光子的行为方式），然后将更多渲染帧混合在一起。

2. 射线行进

   是一种优化技术，通过使用 SDF（带符号的距离函数）来确定沿射线的安全前进，因此它不会撞到任何东西，从而加速射线追踪。但仅限于分析场景。