20世纪70年代末80年代初，光线投射技术发展为光线跟踪技术，以绘制更复杂的光照。光线投射技术只跟踪视线与场景的第一个表面交点，但是光线跟踪技术在表面交点上还会发射额外的反射、折射和阴影3种光线。反射光线模拟镜面材质对光的反射现象，向材质的反射方向进一步跟踪光线以收集光能。同时，光线跟踪方法发射穿透玻璃等透明材质的折射光线以绘制光照经由玻璃折射的效果。为了计算场景中复杂的光照，该方法进一步由表面点向场景中的每个光源发射阴影光线，若光线不被场景遮挡，则认为表面点受到光源的照射，否则，表面点处在光源的阴影之中。通过递归发射折射和反射光线，并在每个交点处发射阴影光线，光线跟踪算法进一步提高了绘制场景中复杂光照的能力。