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到目前为止，最简单的光线追踪器就构建完成了，在开始进一步完善之前，我们先随机向场景中加入许多不同材质不同属性的球体，渲染第一张“完整的”光线追踪图片。

到目前为止，我们的简易光线追踪器就差不多了，接下来对相机进行一些改进，使得我们能在任何角度观察场景并且模拟镜头相机的景深效果。

这一节开始实现诸如水、玻璃、钻石等透明材质，他们都是电介质（dielectric ），光线到达电介质会发生折射，因此首先要计算折射光线。

这一节开始实现金属材质，为了使不同的物体能拥有不同的材质，我们需要先实现一个材质类。

现在我们已经有了光线和物体，接下来可以实现一些看起来更加真实的效果，从漫反射材质开始。

上一节渲染的球体边缘可以明显看到锯齿，为了得到更好的效果我们需要实现一个简单的反走样算法，并且实现一个相机类，以便于管理虚拟摄像机和之后的各种场景采样任务。

有了基本工具类，现在我们可以回顾图形学中的知识，从最简单的渲染一个球体开始，逐渐熟悉光线追踪的实现。

排序是最基础的算法，也是应用最广泛的算法。对排序算法的掌握程度很能体现算法与数据结构的基本功，所以也是面试中最常问到的算法。这一节对十大常见排序算法做一个全面总结。十大排序算法可以按照时间复杂度分为三类：

• 时间复杂度为 $O(n^2)$ 的排序：冒泡排序、选择排序、插入排序
• 时间复杂度为 $O(nlogn)$ 的排序：快速排序、归并排序、希尔排序、堆排序
• 时间复杂度为 $O(n)$ 的排序：桶排序、计数排序、基数排序

可以通过排序数组题目实践这些算法。在最后，学习 C++ STL 的排序算法 sort()的具体实现。

这部分我们将使用 C++ 从零开始实现一个光线追踪器。首先需要实现一些在简单的光线追踪器中要用到的基本工具类，包含三维向量类、光线类，以及一些之后可能频繁用到的工具函数。

很多时候，向规则的事物里添加一些“杂乱无章”的效果往往会有意想不到的效果。而这些“杂乱无章”的效果来源就是噪声。在本节中，我们将会学习如何使用噪声来模拟火焰消融、波光粼粼、云雾飘渺等各种特效。