基于光线跟踪的绘制技术是计算机图形学的一个重要的研究方向,在计算机数字娱乐,科学可视化,计算机电影和动画,虚拟现实等许多应用中都有着十分重要的作用。本文首先阐述了当代计算机图形绘制技术的发展背景和现状,概要的介绍了两类主要的绘制方法:基于硬件光栅化的图形绘制和基于光线跟踪的图形绘制,并且着重阐述了图形绘制中的真实感图形绘制的两类方法,基于光线跟踪和基于预计算辐射能量传输的全局光照明方法,并简要讨论了这些方法各自的特点,实现策略,适用范围及局限性。基于光线跟踪的绘制更接近物理光照模型,更加精确,因而可以绘制出更加细致的图像帧,但是它的局限性在于计算复杂性太高,不易于硬件化,而且需要对场景中的光源,几何表面,材质,光线积分路径等高维数据进行大量的采样,因而对比基于当代图形硬件的绘制方法,速度较慢,不适用于实时应用。本文主要对一个真实感光线跟踪绘制系统中的若干重要技术进行优化和加速,包括对光线求交加速结构KD-Tree的优化构造和利用SIMD指令对求交过程进行加速,对全局光照明算法光子跟踪技术进行优化以获得更好的图像绘制结果,间接光照的快速可见性计算,为投影图像平面生成更好的采样点,对MonteCarlo积分过程的采样优化,以及多线程加速等。通过这些优化方法,我们可以获得更快的绘制速度和更精细真实的绘制质量。