Strålspårning är en metod för att återge tredimensionella (3D) datorgrafiska bilder för att skapa en bild som är så realistisk som möjligt. Denna metod används under rendering och påverkar inte nödvändigtvis hur en scen eller ett objekt är modellerat eller strukturerat. Återgivningsprocessen involverar vanligtvis strålar som genereras för att simulera den väg som ljus tar när det interagerar med objekt, för att mer exakt analysera hur objekt kommer att reflektera, bryta och absorbera ljus. Strålspårning kan skapa renderade scener av anmärkningsvärd realism, men processen är också ganska hårdvaruintensiv och har inte ofta använts för realtidsgrafik.
Processen att skapa en scen i 3D med hjälp av datorgrafik innefattar vanligtvis fyra eller fem huvudsteg: modellering av objekten, applicering av ljus och kamerapositioner, animering vid behov, skapande och applicering av texturer på objekten och sedan rendering av scenen. Vart och ett av dessa steg kan ta mycket tid och den övergripande processen består vanligtvis av många fler komponenter än vad som diskuteras i denna analys. Det sista steget i denna process, rendering, är när strålspårning kan användas för att göra den renderade produkten mycket mer realistisk.
I den verkliga världen uppfattar människor föremål runt dem på grund av ljus som interagerar med dessa föremål och sedan tas emot av människors ögon. Ljus kan typiskt interagera på vilket som helst av fyra huvudsätt: absorption, reflektion, refraktion och fluorescens. Strålspårning använder ganska komplexa algoritmer för att replikera detta beteende och tillåta objekt i en scen att interagera med ljus så realistiskt som möjligt. Personen eller teamet som skapar en 3D-scen modellerar, strukturerar och skapar ljuskällor och en kamera i en scen, sedan kan renderingen göras med hjälp av strålspårning.
Istället för att utvärdera hur ljus färdas från en ljuskälla till objekten och interagerar med dessa objekt, är det ofta lättare att arbeta bakåt från kameran och föreställa sig ljus som sänds ut av kameran, interagerar med objekten och slutligen hamnar vid ljuset källa. Detta gör att ljusstrålar som inte skulle fångas av kameran kan ignoreras, snarare än att slösa processorkraft på aspekter av scenen som inte kommer att återges. Strålspårning spårar effektivt vägen som ljusstrålar tar när de kommer i kontakt med objekten i scenen, och plottar sedan de ultimata vägarna som dessa strålar tar när de närmar sig kameran på ett tvådimensionellt plan.
Detta plan är bilden som skapas och visas med ray tracing-rendering. Den resulterande bilden är mycket mer realistisk med avseende på belysning och hur ljus spelar över föremål av olika former och gjorda av material som är mycket reflekterande eller brytande. Glas, polerad metall och polerad plast är alla typer av material som kan verka mycket mer realistiska med denna spårning än många andra former av återgivning.
Processen att analysera dessa ljusstrålar är dock ganska mödosam, och de flesta datorer har historiskt sett inte haft processorkraft för att göra det. Det är därför ray tracing främst har använts för förrenderade scener i 3D, som stillbilder av bilar för reklam eller scener i en film. Realtidsrendering för videospel, å andra sidan, har vanligtvis använt enklare former av rendering för att tillåta scenen att renderas under spelet.