如何利用Python实现一个基本的光线追踪算法来渲染简单的三维场景？请提供核心代码和基本原理解释。

为了帮助你掌握如何利用Python实现光线追踪算法，这里推荐《Python光线追踪算法实现：100行代码解析》。本资料通过实例和代码解析的方式，带你一步步理解光线追踪的核心原理及其在三维场景中的应用。

参考资源链接：[Python光线追踪算法实现：100行代码解析](https://wenku.csdn.net/doc/7roqs45fxm?spm=1055.2569.3001.10343)

实现一个基础的光线追踪算法需要以下几个关键步骤：

1. **场景设置**：定义场景中的物体，例如球体，包括它们的位置、半径和材质属性。

2. **相机模型**：创建一个虚拟相机来从特定视角发射光线。

3. **光线与物体相交**：编写函数来判断光线是否与场景中的物体相交，并计算交点。

4. **光照计算**：在交点处计算光线如何与物体相互作用，这可能包括漫反射、镜面反射和阴影的计算。

5. **颜色积累和像素渲染**：根据光照计算结果，对每个像素的颜色进行累积，最终生成整个场景的图像。

以下是一个简化的Python代码示例，展示了上述过程中的关键步骤：

    # 假设场景中有一个球体和一个光源
    from math import sqrt

    # 定义球体类
    class Sphere:
        def __init__(self, center, radius):
            self.center = center
            self.radius = radius

        def intersect(self, ray_origin, ray_direction):
            # 检测光线与球体的交点
            pass

    # 定义相机类
    class Camera:
        def __init__(self):
            self.origin = (0, 0, 0)  # 相机位置

        def get_ray_to_pixel(self, x, y):
            # 生成从相机到像素的光线
            pass

    # 渲染函数
    def render(scene, camera):
        # 渲染场景中的每个像素
        pass

    # 主函数
    def main():
        # 初始化场景和相机
        camera = Camera()
        sphere = Sphere((0, 0, -5), 1)
        scene = [sphere]
        # 渲染场景
        render(scene, camera)

    if __name__ == 

参考资源链接：[Python光线追踪算法实现：100行代码解析](https://wenku.csdn.net/doc/7roqs45fxm?spm=1055.2569.3001.10343)