路径追踪英文解释翻译、路径追踪的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【化】 path tracing

分词翻译：

路径的英语翻译：

method; path; route; way
【计】 path
【化】 path
【医】 pathway

追踪的英语翻译：

follow the track of; pursue; stalk; trace; track; trail
【计】 tracking
【医】 tracing
【经】 trace

专业解析

路径追踪（Path Tracing）

汉英词典释义：

路径追踪（Pòjìng Zhuīzōng），英文术语为Path Tracing，是一种基于物理的光线追踪渲染算法，通过模拟光线在场景中的多次反射、折射和散射路径，计算光线从光源出发最终到达摄像机传感器的完整路径，从而生成高度逼真的图像。其核心是使用蒙特卡洛积分（Monte Carlo Integration）对光照传输方程进行数值求解，以模拟全局光照效果（如软阴影、焦散、间接照明等）。

技术原理详解

光线路径的随机采样
算法从摄像机镜头发射光线（反向路径），随机选择场景中的交点方向继续追踪。每次光线与物体表面交互时，根据材质属性（如漫反射、镜面反射）随机生成新的光线方向，直至光线命中光源或达到最大弹射次数。通过大量路径样本的统计平均，逼近真实光照分布。
蒙特卡洛积分与渲染方程
路径追踪的核心是求解Kajiya 渲染方程：

$$ L_o(mathbf{x}, omega_o) = L_e(mathbf{x}, omegao) + int{Omega} f_r(mathbf{x}, omega_i, omega_o) L_i(mathbf{x}, omega_i) (mathbf{n} cdot omega_i)domega_i $$

其中 $L_o$ 为出射光，$L_e$ 为自发光，$f_r$ 为双向反射分布函数（BRDF），$L_i$ 为入射光。路径追踪通过随机采样半球方向 $omega_i$ 估算积分结果，实现复杂光照的物理模拟。
俄罗斯轮盘赌（Russian Roulette）
为避免无限次递归，算法以概率终止路径追踪。例如，设定每次反射后以 30% 概率终止路径，并将剩余能量加权至计算结果，保证无偏性（Unbiased Rendering）。

与传统光线追踪的区别

经典光线追踪（Ray Tracing）：仅模拟镜面反射/折射路径，依赖阴影射线检测直接光照，无法自然表现间接漫反射（如墙面颜色对物体的影响）。
路径追踪（Path Tracing）：通过随机路径采样覆盖所有光照传输形式（包括漫反射互反射），实现全局光照（Global Illumination），结果更接近物理真实。

行业应用与权威参考来源

影视渲染：
Pixar 的 RenderMan 引擎采用路径追踪技术生成电影级特效（如《寻梦环游记》中的灯光场景），其白皮书详述了基于路径追踪的物理渲染流程。

学术基础：
算法理论源于 James Kajiya 1986 年发表的论文《The Rendering Equation》（SIGGRAPH 会议），奠定了现代渲染方程的数学框架。

技术实践：
NVIDIA OptiX 与 Intel Open PTL 等引擎通过 GPU 并行加速路径追踪，实现实时渲染突破（参考 ACM Transactions on Graphics 期刊）。

权威文献与来源

Kajiya, J. T. (1986). The Rendering Equation. SIGGRAPH.
[ DOI链接 ]

Pharr, M. et al. (2016). Physically Based Rendering: From Theory to Implementation. MIT Press.
[ 在线章节 ]

Pixar (2020). RenderMan 24 Theory Documentation.
[ 技术文档 ]

Georgiev, I. (2012). Path Sampling in Light Transport. SIGGRAPH Course Notes.
[ 课程链接 ]

网络扩展解释

“路径追踪”（Path Tracing）这一术语在不同领域有不同含义，以下是两个主流领域的详细解释：

一、计算机图形学领域（光线追踪技术）

路径追踪是一种全局光照渲染算法，属于光线追踪的扩展方法。其核心原理是通过模拟光线在场景中的多次反射、折射路径来计算物体表面的光照效果，实现接近真实的渲染效果。

工作原理：从摄像机（视点）向每个像素发射光线，光线与物体表面碰撞后，根据材质属性随机选择新的传播方向（如漫反射、镜面反射等），重复该过程直至光线到达光源或终止。最终通过积分所有路径上的光照能量，合成像素颜色。
应用场景：广泛用于电影特效、游戏引擎（如NVIDIA RTX实时光追）、动画制作等，可生成动态光影、复杂反射/折射等逼真效果。

二、自动驾驶与运动控制领域

路径追踪（Path Tracking）指通过算法控制物体沿预定轨迹运动，常见于自动驾驶和动画制作：

自动驾驶：通过实时计算车辆位置与目标路径的偏差，调整转向角、速度等参数，使车辆精确跟踪规划路径。核心算法包括PID控制、模型预测控制（MPC）等。
动画制作：例如在Adobe After Effects中，路径跟踪功能可让物体沿贝塞尔曲线等预设轨迹运动，简化关键帧动画流程。

术语辨析

与“光线追踪”区别：光线追踪仅模拟镜面反射等规则路径，而路径追踪通过随机采样覆盖更多光照路径，渲染效果更真实。
与“轨迹跟踪”区别：轨迹跟踪侧重记录已有运动路径（如GPS轨迹），而路径跟踪强调主动控制物体沿目标路径运动。

如需进一步了解具体领域的技术细节，可参考对应来源：图形学、自动驾驶、动画制作。