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文档摘要

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基于CUDA引擎的光线跟踪算法：原理、优化与多元应用

一、引言

1.1研究背景与动机

在计算机图形学领域，生成高度逼真的图像一直是核心追求之一。光线跟踪算法作为实现这一目标的关键技术，通过模拟光线在场景中的传播路径，能够精确计算光线与物体的交互，包括反射、折射、阴影和散射等复杂光学现象，从而生成极为真实的图像效果。它突破了传统渲染算法的局限，为电影、动画、游戏、虚拟现实、建筑设计可视化等众多领域带来了前所未有的视觉体验提升。

在电影和动画制作中，光线跟踪算法使得虚拟场景和角色的光影表现更加自然和细腻，为观众呈现出震撼的视觉盛宴。例如，在一些好莱坞大片中，利用光线跟踪技术渲染的奇幻场景和逼真角