前言

几个月前花了大约三四天看完了 Peter Shirley 的 Ray Tracing in One Weeken 和 Ray Tracing: the Next Week，作者用很少量的代码就写出了一个离线的路径追踪(Path Tracer)渲染器。

相比光栅化渲染，我更喜欢光线追踪，是因为光线追踪实现的渲染效果更加优秀，并且光线追踪的数学表达更是简洁明了，更符合人们认知中光线与物体作用的直觉。光栅化渲染在很多时候应对不同的材质会选择不同的trick来获得对应的效果，使得光栅化看起来各部分并没有很好地结合在一起，例如光照和阴影的实现就是拆散开的。

基于重新整理所学到的知识的想法，因此决定把 Ray Tracing in One Weeken 和 Ray Tracing: the Next Week这两本书中的内容重新再自己书写一遍，并且还希望加入以下部分的内容：

• 引入GUI库来显示当前渲染的画面（这样可以观察到采样次数上升对画面的影响）
• 加入新的几何体的支持，例如长方体
• 加入对Mesh（即triangle）的支持
• 通过多线程或GPU运输来加速光线追踪

准备工作

在阅读本文之前读者最好先通读 Ray Tracing in One Weeken 和 Ray Tracing: the Next Week 这两本书，因为笔者水平有限，自知无法将一些理论上的东西解释清楚，因此最好是有基础知识储备，GAMES101也有章节叙述了光线追踪的基本原理，也可去花时间一看。

Ray Tracing in One Weekend Series

因为本文中出现的工程为C++编写并且会引入多个第三方库，读者需要对cmake和c++编译以及c++语法有基本的了解，如若对c++没有任何了解，可以先从基础的语法规则开始。

虽然文中引入并且使用了OpenGL，但是相关代码并不需要读者了解，大量代码均为openGL渲染的流程性代码和setup，即使不熟悉书写也不影响对光线追踪的理解。

代码

笔者会将此工程的代码放在Github公开仓库中，有需要的读者可以自己clone下来进行参考。

https://github.com/toastoffee/realtime-raytracer