光線投射算法是體繪製中的經典算法，由於其繪製出的圖像質量最高，因而被廣泛研究與應用。在介紹光線投影算法之前先介紹一下一些相關的專業術語。
體繪製：基於體素的數據繪製或可視化 體數據（voxels）
體繪製基本思想：觀察者應該能夠從觀察平面上繪製的投影感覺到數據的體積
光線投射算法的基本思想是從視平面每個像素髮出一條光線，穿過體數據，基於最基本的光線吸收和發射模型，沿着光線方向對顏色和阻光度進行積累。
把一系列二維層析圖像讀入內存，構造成體數據。把體數據讀入到計算機內存（顯存），構成體紋理。從圖像的每一個像素，沿視線方向發射一條光線，光線是以一個平行束的形式前進的，並穿過體積，而不是在碰撞後發散。這些光線穿過整個圖像序列（體紋理）。在這個過程中，對圖像序列採樣獲取顏色信息，同時依據光線吸收模型將顏色值及不透明度值進行累加，直至光線穿越整個圖像序列，最後得到的顏色累加值就是成像平面上渲染圖像的顏色。
光線投射算法從視點發出一組光線，並遍歷整個體數據集，對光線經過的三維數據集上的數據可以間隔均勻地採樣，與人類真實視覺相似，適用於透視投影。它從視點發出光線到視平面的每一個像素，穿過視平面到達體數據集，對相交體數據進行採樣，並對採樣點顏色採用從前往後的方式混合，將混合後的顏色作爲該像素的最終顏色值，從而實現三維重建。
光線投射算法是一種以圖像空間爲序的經典DVR算法，由Levoy在1988年提出，其基本原理是，成像平面每個像素沿着視線方向發出一條射線穿過體數據，沿着這條射線等距離重採樣，求出各重採樣的顏色值和阻光度，然後按照由前向後或由後向前的方式合成射線上各重採樣點的顏色和阻光度，即得到該像素顏色。
光線投射算法流程：
3D體數據—數據預處理—重採樣—分類—着色—合成—2D圖像
