Messen und Beobachten sind zwei grundsätzlich verschiedene Vorgänge. Beim Messen muss man die Koordinaten aller Punkte zur gleichen Zeit bestimmen. Im Gegensatz dazu werden beim Beobachten alle diejenigen Punkte zu einem Bild zusammengesetzt, deren Licht gleichzeitig die Netzhaut des Auges bzw. den Film in der Kamera erreicht.

Bei einem ruhenden Objekt ist das kein Problem, weil hier das Licht immer von demselben Ort her kommt. Bewegen sich Objekt und Kamera jedoch mit hoher Geschwindigkeit v relativ zueinander, ändert sich das: Verschieden weit entfernte Teile des Gegenstandes werden nicht nur zu verschiedenen Zeiten, sondern auch an verschiedenen Positionen des Gegenstandes abgebildet.

Um gleichzeitig in die Kamera bzw. das Auge zu gelangen, muss das Licht der Punkte, die weiter von der Kamera entfernt sind, zu einem früheren Zeitpunkt starten als das Licht der nähergelegenen Punkte. Auf dem Foto werden dadurch die verschiedene Punkte zu unterschiedlichen Zeiten in der Vergangenheit abgebildet.

Diese aufgrund der endlichen Ausbreitungsgeschwindigkeit des Lichtes zeitlich verzögerte Darstellung von Punkten eines schnell bewegten Objektes bezeichnet man als Retardierung. Es gibt in dieser Hinsicht keinen Unterschied zwischen klassischer und relativistischer Physik!

Beim Raycasting verfolgt man von jedem Punkt des Filmes aus den auftreffenden Lichtstrahl bis zu seinem Ausgangspunkt zurück.

Jeder Punkt des Filmes wird entsprechend der Farbe desjenigen Objektpunktes gefärbt, der das auftreffende Licht ausgesendet hat. Um diesen Punkt zu finden, werden die Bewegungen des Lichtes und des Objektes rückwärts verfolgt, bis sie sich treffen.

Statt den Schnittpunkt des eintreffenden Lichtstrahles mit dem retardierten Objekt zu berechnen, kann der Schnittpunkt eines avancierten Lichtstrahles mit dem Objekt zum Zeitpunkt der Aufnahme bestimmt werden. Die Richtung des avancierten Lichtstrahles ist dabei gegeben durch:

Der Vorteil des Raycastings ist, dass die Szenerie genau entsprechend der Auflösung des Bildes abgetastet wird. Nachteil dabei ist allerdings, dass viele Punkte geprüft werden, bei denen "von vornherein" klar ist, dass es keinen Schnittpunkt zwischen Lichtstrahl und Objekt gibt.