В данной статье был проведен анализ такой техники рендеринга, как трассировки путей. Отмечается важная роль компьютерной графики в современном программном обеспечении. Выделены семейства физических моделей для техники трассировки путей: рассеяния, отражения, пропускания. Подробно рассмотрены особенности основных моделей в каждом семействе. Отмечено что применение сферических координат требует больших вычислительных затрат из-за дополнительного преобразования в связи с чем их применение сведено к минимуму. Все расчеты выполняются с использованием спектральной плотности излучения для материалов объекта и источников света, что позволяет лучше декодировать цвета. Разработано тестовое программное обеспечение, реализующие трассировку путей, на языке программирования C++. Программное обеспечение реализует несколько физических моделей BRDF и моделей затенения. Приводится архитектура разработанного программного обеспечения. Обосновывается модульное построение программного обеспечение. Основной класс SCLT содержит цикл общего алгоритма трассировки лучей. Экземпляры класса Tracer моделируют пути. Класс BRDF реализует основанные физически модели. Для моделей затенения есть базовый класс ShadingModel. Подробно описаны используемые классы их назначение и реализуемые методы с использованием языка UML.

This article analyzes a rendering technique called «path tracing». Importance of computer graphics in modern software is discussed. Path tracing physical model families for scattering, reflection and transmittance are distinguished. Each family primary model features are reviewed in detail. It is noted that spherical coordinates’ application requires significant computing power because of an additional transformation, so their usage is brought down to a minimum. All calculations are done with usage of radiance spectral density, which allows for improved color decoding. Proof-of-concept path tracing software is developed using C++ programming language. This software implements several physical BRDF and shading models. Software design is presented. Modular application design is rationalized. Main class SCLT includes general path tracing algorithm working cycle. Tracer class instances simulate ray paths. BRDF class implements physically based surface models. For shading models abstract class ShadingModel is implemented. Used classes, their purpose and implemented methods are depicted in detail using UML diagram language.