蒙特卡洛光线追踪法原理

蒙特卡洛光线追踪法是一种基于随机采样的渲染算法，用于求解光线在三维场景中的传播和相互作用。它的原理可以简单概括为以下几个步骤：

1. 发射光线：从相机位置沿着像素方向发射光线。

2. 着色计算：对于每条光线，与场景中的物体进行交点计算，并根据交点处的材质属性进行着色计算。

3. 光线继续追踪：在每个交点处，根据材质的反射和折射属性，继续发射新的光线。

4. 蒙特卡洛采样：对于每条发射的新光线，根据一定的概率分布进行随机采样，以确定下一次追踪光线的方向。

5. 阴影和光照计算：对于每个采样到的方向，判断是否与光源相交，计算遮挡和光照贡献。

6. 递归追踪：对于反射或折射的光线，可以继续进行追踪，直到达到最大递归深度或光线没有相交。

7. 通过积累采样结果：对于每个像素，累积多次随机采样的结果，最后根据采样次数进行平均，得到最终的渲染图像。

蒙特卡洛光线追踪法通过随机采样的方式，能够更真实地模拟光线在场景中的传播和相互作用，达到逼真的渲染效果。然而，由于随机性带来的噪点和计算复杂度较高，一些优化算法如路径追踪等也被应用于光线追踪中。