第 1 章 Introduction
第 1 章 Introduction：把相机样本、射线、场景求交、散射与积分器串成可调试调用链，依据PBRT 4e完整正文独立重写。
学习目标
- 能说明“第 1 章 Introduction”如何把相机样本、射线、场景求交、散射与积分器串成可调试调用链
- 能逐项核对pbrt、ray tracing、literate programming、Integrator在对象、测度、空间或执行阶段中的归属
- 能用章专属路径图与估计量实验制造“只看最终图像而不保留像素样本、射线与首个交点”并找到scene hash、pixel、sample index、ray、intersection与radiance中的首个分叉
- 能修改最小实现、固定随机种子，并验证“第 1 章 Introduction的固定输入、路径状态、估计量输出和恢复结果可由同一证据包重放”
从一个像素样本开始
“第 1 章 Introduction”先固定scene hash、pixel、sample index和随机种子，再预测一条路径或一个估计量的中间状态。若scene hash、pixel、sample index、ray、intersection与radiance不能解释首个差异，即使最终图像看起来合理也不能通过。
本页不变量是：第 1 章 Introduction的固定输入、路径状态、估计量输出和恢复结果可由同一证据包重放。正常、故障、恢复三次运行共享场景、版本、采样序列与质量目标，只允许改变一个机制条件。
来源、版本与重写边界
本页依据开放在线的 PBRT 4e 官方完整正文独立重写，并用官方总目录核对章节与小节边界。正文不复刻原书段落；公式、接口名和机制结论以第4版正文与pbrt-v4官方源代码交叉检查。
第4版正式结构是16个编号章与A–C三个附录。本课程保持16个页面；最终综合页显式映射第16章和三个实现附录，不再把旧版章节顺序、Vulkan API或虚构“Rendering System”当作第4版目录。
六个检查词
在“第 1 章 Introduction”的术语核对中，↡pbrt在“第 1 章 Introduction”的“1 Introduction”中用于把相机样本、射线、场景求交、散射与积分器串成可调试调用链；由scene hash、pixel、sample index、ray、intersection与radiance核对。、↡ray tracing在“第 1 章 Introduction”的“1 Introduction”中用于把相机样本、射线、场景求交、散射与积分器串成可调试调用链；由scene hash、pixel、sample index、ray、intersection与radiance核对。、↡literate programming在“第 1 章 Introduction”的“1 Introduction”中用于把相机样本、射线、场景求交、散射与积分器串成可调试调用链；由scene hash、pixel、sample index、ray、intersection与radiance核对。、↡Integrator在“第 1 章 Introduction”的“1 Introduction”中用于把相机样本、射线、场景求交、散射与积分器串成可调试调用链；由scene hash、pixel、sample index、ray、intersection与radiance核对。。术语必须进入公式、路径状态、代码和可重放输出，不能只在目录里出现。
原版单元、机制与边界
1 Introduction
在“第 1 章 Introduction”的本单元核对中，pbrt把叙述、数学和可编译C++片段放在同一依赖顺序中；渲染主线从CameraSample生成Ray，经过Scene求交与BSDF/Medium事件，最后由Integrator累计Film样本。调试必须保存像素、样本编号和首个分叉，不能把随机噪声当成不可复现。
本单元的可推翻反例是“只看最终图像而不保留像素样本、射线与首个交点”。若发生分叉，按scene hash、pixel、sample index、ray、intersection与radiance定位，而不是把差异归因于“渲染有随机性”。
官方小节覆盖
- Literate Programming：在“第 1 章 Introduction”中以把相机样本、射线、场景求交、散射与积分器串成可调试调用链的对象、测度或执行合同核对。
- Photorealistic Rendering and the Ray-Tracing Algorithm：在“第 1 章 Introduction”中以把相机样本、射线、场景求交、散射与积分器串成可调试调用链的对象、测度或执行合同核对。
- pbrt: System Overview：在“第 1 章 Introduction”中以把相机样本、射线、场景求交、散射与积分器串成可调试调用链的对象、测度或执行合同核对。
- Using and Understanding the Code：在“第 1 章 Introduction”中以把相机样本、射线、场景求交、散射与积分器串成可调试调用链的对象、测度或执行合同核对。
- A Brief History of Physically Based Rendering：在“第 1 章 Introduction”中以把相机样本、射线、场景求交、散射与积分器串成可调试调用链的对象、测度或执行合同核对。
先预测，再操作三个章专属实验
1. 路径空间与对象归属
调整路径顶点与下一事件估计，观察本章对象如何改变throughput和贡献。
Path-space inspection
第 1 章 Introduction
把相机样本、射线、场景求交、散射与积分器串成可调试调用链
0.4620.620观察对象：pbrt、ray tracing、literate programming、Integrator
最小可重现实验
CameraRay ray = camera.GenerateRayDifferential(cameraSample);
SampledSpectrum L = integrator.Li(ray.ray, lambda, sampler);
film.AddSample(pixel, L, ray.weight, visibleSurface);运行“第 1 章 Introduction”时保存PBRT版本、场景hash、像素/样本、波长样本、关键对象状态和输出摘要。截图只能证明最终外观，不能替代路径顶点、PDF、throughput、错误界或队列身份。
练习与答案
练习
问题 1：公式边界。 在“第 1 章 Introduction”中，如何用固定小样本验证 ，并标明每个量的对象、测度、空间和时间点？
问题 2：正式坐标。 pbrt、ray tracing、literate programming、Integrator怎样进入可操作验证？
问题 3：恢复证据。 怎样证明“只看最终图像而不保留像素样本、射线与首个交点”已真正修复？
本章回顾
掌握“第 1 章 Introduction”意味着能把“把相机样本、射线、场景求交、散射与积分器串成可调试调用链”落到真实PBRT对象、数学测度和执行阶段，能主动制造“只看最终图像而不保留像素样本、射线与首个交点”，并凭scene hash、pixel、sample index、ray、intersection与radiance恢复同输入结果。
名词解释
本章出现的专业名词，用大白话再讲一遍。
- pbrt
pbrt在“第 1 章 Introduction”的“1 Introduction”中用于把相机样本、射线、场景求交、散射与积分器串成可调试调用链；由scene hash、pixel、sample index、ray、intersection与radiance核对。
- ray tracing
ray tracing在“第 1 章 Introduction”的“1 Introduction”中用于把相机样本、射线、场景求交、散射与积分器串成可调试调用链；由scene hash、pixel、sample index、ray、intersection与radiance核对。
- literate programming
literate programming在“第 1 章 Introduction”的“1 Introduction”中用于把相机样本、射线、场景求交、散射与积分器串成可调试调用链；由scene hash、pixel、sample index、ray、intersection与radiance核对。
- Integrator
Integrator在“第 1 章 Introduction”的“1 Introduction”中用于把相机样本、射线、场景求交、散射与积分器串成可调试调用链；由scene hash、pixel、sample index、ray、intersection与radiance核对。