一句話先懂：
**光柵化（Rasterization）**像是在「投影機前放投影片」——把 3D 三角形投到 2D 螢幕上再填色；
光線追蹤（Ray Tracing）像是「從眼睛往場景射光線」——沿著路徑找它碰到了什麼、怎麼反射/折射。
兩者都能做出好看的畫面，但思路、成本與優缺點完全不同。

1）核心概念比一比（用生活比喻）

光柵化（投影＋填色）

• 流程：頂點 → 投影到螢幕 → 三角形覆蓋哪些像素 → 對這些像素算顏色。
• 比喻：拿手電筒照向紙板剪成的形狀，影子落在牆上的範圍就是你的像素，接著把範圍內的顏色填滿。
• 強項：超快、硬體成熟（數十年最佳化），適合遊戲即時畫面。
• 弱項：真實反射/屈折/軟陰影/全域光照要「額外技巧」拼起來（SSR、IBL、陰影貼圖…），稍複雜。

光線追蹤（追蹤光路徑）

• 流程：對每個像素，從眼睛射一條光線，找第一個打到的物體；
  如有反射/折射，就再射新光線，直到光能量微小或達到次數上限。
• 比喻：問一顆球「你看出去看到什麼？再請它看到的東西繼續看…」。
• 強項：真實的陰影、反射、折射、間接光很自然。
• 弱項：計算量大，若要即時、需要加速結構（BVH/RTX）＋降噪；畫面有雜訊要濾掉。

2）流程圖（超簡化版）

光柵化管線（一眼看懂）

[模型頂點] → 頂點著色 → 投影到螢幕
          → 三角形覆蓋測試（光柵化）
          → 深度測試（誰在前面）
          → 像素著色（貼圖/光照）
          → 合成到畫面

光線追蹤（每像素發出光線）

for each pixel:
  ray = from camera through pixel
  hit = intersect(ray, scene)   ← 需要 BVH/加速結構
  if hit:
     color = 直接光 + 反射/折射（再丟次級 ray）
     直到次數上限或能量很小
  else:
     color = 背景

3）品質差在哪？（用常見視覺效果解釋）

4）效能：為什麼光柵化快？為什麼 RT 貴？

• 光柵化：

  • 把三角形一次投影到多個像素（幾何→像素的「推」）；
  • 早期深度測試（Early-Z）、快取、固定功能硬體都很成熟 → 吞吐量驚人。

• 光線追蹤：

  • 對每個像素要找「第一個打到的東西」→ 幾何相交測試很多；
  • 必須用 BVH（階層包圍盒）加速；
  • 多個次級光線（反射/折射/陰影）會成倍增加工作量；
  • 降噪（Denoiser）又是一筆成本。

口訣：光柵化快，是因為固定流程高度最佳化；RT 真是強，但每個像素要做的工作不確定、而且很多。

5）硬體與 API 支援

• 光柵化：OpenGL、Direct3D、Vulkan、WebGPU（核心即是光柵化＋著色器）。

• 光線追蹤：

  • DXR（DirectX Raytracing）
  • Vulkan Ray Tracing（VK_KHR_acceleration_structure、VK_KHR_ray_tracing_pipeline）
  • NVIDIA RTX 硬體光追核心、AMD Ray Accelerators、Intel RT Units
  • WebGPU 目前走實驗/替代方案（多半用 compute 模擬或混合式）。

6）選哪一個？簡單決策樹

你要即時 60–120 FPS 的互動內容（遊戲、AR/VR）
→ 光柵化為主，再混合少量 RT（陰影、反射、AO）提升真實感。

你要高寫實的靜態/動畫畫面（離線渲染、影片、建築可視化）
→ 光線追蹤/路徑追蹤為主，必要時做降噪與離線算圖。

你要在瀏覽器跑
→ 目前多為 光柵化／compute 混合；RT 以實驗為主，或透過近似法。

7）混合式渲染（實務最常見）

把「最需要真實」的部分交給 RT，其餘用光柵化吞吐：

• RT Shadows：只用於主光源或重要區域，其他仍用陰影貼圖。
• RT Reflections：鏡面材質/水面用 RT，其餘用 SSR + IBL。
• RT AO / GI：少量射線（1–2 spp）＋時域累積與降噪，在多幀慢慢收斂。
• DLSS/FSR/XeSS：用超分辨率與時域重建把少樣本 RT 結果拉乾淨、拉清晰。

混合的精神：把重武器只用在最有視覺回報的地方。

8）工程面取捨（做專案時要考慮的）

1. 平台目標：PC/主機/行動裝置？支援 RT 的比例？

2. 內容特性：鏡面、玻璃、水很多嗎？室內（反彈多）還是戶外（陰影大片）？

3. 視覺目標：寫實到什麼程度？噪點能接受嗎？

4. 預算：美術與工程時間、降噪器與資源管線成本。

5. 效能預算：

   • 光柵化：像素/幾何負載、後處理、混色/透明堆疊。
   • RT：AS（加速結構）建置/更新、Ray Budget（光線數/反彈數）、降噪成本。

6. 可維護性：混合方案往往最實際，但系統複雜度提升；要有良好 Debug/Profiler 流程。

9）品質 vs 成本：常見「等價交換」

FAQ（新手最常問）

Q：為什麼 RT 畫面有「沙沙的雜點」？
A：因為你只抽樣到少量光線（樣本不足），需要多幀累積與降噪（temporal + spatial）。

Q：RT 一定比較慢嗎？
A：在相同視覺目標下，多數時候 RT 成本更高；但如果你的需求就是「高真實反射/折射/陰影」，RT 反而更直接、更可控。

Q：手機可以做 RT 嗎？
A：支援有限且成本高。實務上仍以光柵化為主，配合暫時性與螢幕空間技術。

Q：我應該全 RT 嗎？
A：即時內容幾乎都走混合式；全 RT（Path Tracing）已有展示，但通常需要強力硬體與重建/降噪技術。

一句話總結

光柵化 = 又快又成熟的投影＋填色；光線追蹤 = 自然寫實但計算大。
做即時互動：光柵化為主、RT 補關鍵效果；做離線高真實：RT/Path Tracing 為主。
專案裡最實用的策略是：把有限的 RT 預算，用在最有視覺回報的地方，其餘交給光柵化的百寶箱。