16. 全局光照#

时至 21 世纪 20 年代的今日，基于光栅化的渲染已经在实时三维图形领域取得了巨大的成功——无数足以以假乱真并能够以 60 帧每秒以上的速度呈现的游戏画面带给了我们无数的震撼。然而，不能够直接处理全局光照（global illumination），始终是光栅化渲染范式无法回避的问题。这也是为什么实时光线追踪（real-time ray tracing）技术逐渐获得了越来越多的关注。

要实现全局光照，仅依靠经验光照模型是不够的，必须用更加准确的数学模型来描述光线从光源出发、在物体表面经过若干次散射、最终进入到人眼的过程，从而建立起基于物理的光照模型。在本章中，我们将看到，近一二十年来光栅化渲染的不断进步事实上正是得益于对全局光照的近似，而光线追踪以其固有的对全局光照的支持，早已在离线渲染领域大放异彩。如今，基于随机性算法的光线追踪是离线渲染的主流，随着 GPU 性能的提升，基于光线追踪辅助实时渲染也是必然的趋势。