早在十多年前，业界基本就肯定了光线追踪这项技术对于3D图像质量的意义，但是到了2015年，也没有一款游戏真正使用了光线追踪。事实上，自21世纪以来，无数厂商包括英特尔、NVIDIA都在不同场合演示了游戏中使用光线追踪的效果，阿卡酋长自己也早在2008年上海IDF上，亲眼看到Quake3使用光线追踪后的演示。那么为何到了现在，光线追踪这个技术还是难以在游戏中普及呢？

光线追踪，另一个3D世界

可能很多人对光线追踪还没有一个明确的概念，不过毫无疑问的是，要实现最为逼真的3D图像，那么采用光线追踪技术是最好的方法。事实上，我们在很多电影中，特别是好莱坞大片中，明知道一些场景是电脑CG计算，却难以分辨真假，这里面很大的功劳就是光线追踪技术。最为直观的就是，使用光线追踪的场景，在玻璃材质、液体的渲染效果上远超目前效果最华丽的3D游戏。

NVIDIA曾经演示的使用光线追踪的DEMO，几可乱真……

那么什么是光线追踪呢？光线追踪技术是由几何光学通用技术衍生而来，它通过追踪光线与物体表面发生的交互作用，得到光线经过路径的模型。简单而言，3D技术里的光线追踪算法，就是先假设屏幕内的世界是真实的，而在这个“真实的世界里”，对所有存在的光源产生的光线进行追踪，真实地反映出各种物体的光线折射、反射，反映投射、衍射等光线真实表现效果，从而构建出寂静真实的3D画面。你可以直观地想象：为什么你看得出来某些画面是CG而不是真实的呢？因为它没能真实地反映画面里的物体表现的真实光线反应。如果水面、汽车表面的所有光线反应都被真实地表现出来了，那么这个画面基本就达到照片效果，可以以假乱真了。

当然，具体地实现原理肯定要复杂很多，这里我们就不解释了。

无限逼真，光线追踪的优势

或许有人会问了，那么我们现在大型3D游戏中的特效和渲染已经很出色了，和光线追踪相比有什么区别呢？简而言之，我们现在3D游戏中的构造基础是基于光栅化技术，光栅化的目的是找出一个几何单元所覆盖的像素，我们所有的图形信息，包括各种特效都可以说是光栅化的应用。

如果简单对比光栅化和光线追踪两种方案，两者之间最大的区别可以说是实现规则。光线追踪的技术原理完全符合真实物理规则，而光栅化的各种方式则基于事先计算和预设。在大多数游戏中，光源的反射都是由贴图技术来完成，普通的环境贴图只不过是对一张静态图片进行处理，通过预设的效果来欺骗玩家的眼睛。即使是很多3D游戏中使用的动态立体贴图，也不过是多了一道渲染的工序，只能在小范围内体现反射和光源效果，无法做到现实世界的多次反射和漫反射等效果。

HALO4的效果，看似华丽但完全不真实

事实上，我们在玩游戏或者看一些DEMO演示的时候，都会有这样的感觉，一些贴图技术一般的游戏，放大了就会出现光源反射的问题；即使是一些效果很出众的作品，看起来很真实，但是一些光源效果和反射违背物理规则，或者反射效果局限性很大，比如一些该反射的地方不反射。究其原因，还是因为这些渲染技术不是基于真实物理规则，而是人为计算和预设的。

水反射出了船只，但是船只却没有合理反射出水的光线交互效果