Path tracingvignette|Image d'une scène 3D constituée de trois sphères, obtenue par path tracing. Le path tracing est une technique de lancer de rayon (ray tracing), utilisée pour déterminer l'illumination globale d'une scène 3D en résolvant l'équation du rendu. L'image finale est générée par une constitution progressive : d'abord un brouillard de pixels, elle s'affine progressivement jusqu'à être débarrassée presque complètement de son « grain ». Le path tracing a été introduit par James Kajiya en 1986.
Équation du rendudroite|vignette|300x300px| L'équation du rendu décrit la quantité totale de lumière émise à partir d'un point dans la direction de sortie , en fonction de la lumière entrante et de la BRDF. En informatique graphique, l'équation du rendu est une équation intégrale qui décrit l'équilibre radiatif lumineux sur une surface. Elle énonce que la luminance énergétique quittant un point donné est égale à la somme des luminances énergétiques émise et réfléchie, sous les hypothèses de l'optique géométrique.
Rendu non biaisévignette|250px|Exemple de rendu non biaisé utilisant Indigo. Le rendu non biaisé est une technique de rendu photoréaliste, en Infographie, qui n'introduit aucune erreur systématique, ou biais, dans l'approximation du rayonnement. De ce fait, il est souvent utilisé pour générer l'image de référence à laquelle d'autres techniques de rendu sont comparées. Mathématiquement, l'espérance mathématique de l'estimateur non biaisé sera toujours la moyenne de celle de la population, quel que soit le nombre d'observations.
Photon mappingEn , le photon mapping ou placage de photons est un algorithme d'illumination globale fondé sur le lancer de rayon (ray tracing) utilisé pour simuler l'interaction de la lumière avec différents objets de manière réaliste. Plus précisément, il est capable de simuler la réfraction de la lumière à travers une substance transparente, comme l'eau ou le verre, les interréflections diffuses entre objets éclairés, et certains effets volumiques produits par des milieux comme le brouillard ou la fumée.
Illumination globaleLes algorithmes d'illumination globale (dit souvent GI pour Global Illumination) – utilisés en synthèse d'image 3D – sont ceux qui, en déterminant la lumière tombant sur une surface, tiennent compte non seulement de la lumière qui a pris un chemin partant directement d'une source lumineuse (illumination directe), mais également la lumière ayant subi la réflexion d'autres surfaces dans la scène à 3 dimensions (illumination indirecte). Dans la pratique, des rayons de photons émanent d'une source lumineuse dans toutes les directions et bombardent la scène.
