ในทางทัศนศาสตร์รังสีคือ แบบจำลอง ทางเรขาคณิต ในอุดมคติ ของแสงหรือรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า อื่นๆ ที่ได้มาจากการเลือกเส้นโค้งที่ตั้งฉากกับหน้าคลื่นของแสงจริง และชี้ไปในทิศทางของ การไหล ของพลังงาน^{[ 1 ] [ 2 ]} รังสีถูกใช้เพื่อจำลองการแพร่กระจายของแสงผ่านระบบทางแสง โดยการแบ่งสนามแสง จริง ออกเป็นรังสีที่ไม่ต่อเนื่อง ซึ่งสามารถคำนวณการแพร่กระจายผ่านระบบได้โดยใช้เทคนิคการติดตามรังสีวิธีนี้ช่วยให้สามารถวิเคราะห์ระบบทางแสงที่ซับซ้อนมากได้ทางคณิตศาสตร์หรือจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ การติดตามรังสีใช้คำตอบโดยประมาณของสมการของแม็กซ์เวลล์ซึ่งใช้ได้ตราบใดที่คลื่นแสง แพร่กระจายผ่านและรอบๆ วัตถุที่มีขนาดใหญ่กว่า ความยาวคลื่นของแสงมากทัศนศาสตร์ รังสีหรือทัศนศาสตร์เชิงเรขาคณิตไม่ได้อธิบายปรากฏการณ์เช่นการเลี้ยวเบนซึ่งต้องใช้ ทฤษฎี ทัศนศาสตร์คลื่นปรากฏการณ์คลื่นบางอย่างเช่นการแทรกสอดสามารถจำลองได้ในสถานการณ์ที่จำกัดโดยการเพิ่มเฟสให้กับแบบจำลองรังสี

รังสีแสงคือเส้นตรงหรือเส้นโค้งที่ตั้งฉาก กับ หน้าคลื่นของแสง เส้นสัมผัสของรังสีจะอยู่ ใน แนวเดียวกับเวกเตอร์คลื่นรังสีแสงในตัวกลางที่เป็นเนื้อเดียวกันจะเป็นเส้นตรง แต่จะโค้งงอที่รอยต่อระหว่างตัวกลาง สองชนิดที่แตกต่างกัน และอาจโค้งงอในตัวกลางที่มีดัชนีหักเหเปลี่ยนแปลงไปทัศนศาสตร์เชิงเรขาคณิตอธิบายถึงการแพร่กระจายของรังสีผ่านระบบทางแสง วัตถุที่จะสร้างภาพจะถูกมองว่าเป็นกลุ่มของแหล่งกำเนิดแสงแบบจุดอิสระแต่ละจุด ซึ่งแต่ละจุดสร้างหน้าคลื่นทรงกลมและรังสีที่แผ่ออกไป รังสีจากแต่ละจุดบนวัตถุสามารถคำนวณทางคณิตศาสตร์เพื่อหาตำแหน่งของจุดที่สอดคล้องกันบนภาพได้

นิยามที่เข้มงวดกว่าเล็กน้อยของรังสีแสงมาจากหลักการของแฟร์มาต์ซึ่งระบุว่าเส้นทางที่รังสีแสงเดินทางระหว่างสองจุดคือเส้นทางที่สามารถเดินทางได้ในเวลาที่น้อยที่สุด^{[ 3 ]}

มีรังสีพิเศษหลายชนิดที่ใช้ในการสร้างแบบจำลองทางแสงเพื่อวิเคราะห์ระบบทางแสง รังสีเหล่านี้จะถูกนิยามและอธิบายไว้ด้านล่าง โดยจัดกลุ่มตามประเภทของระบบที่ใช้ในการสร้างแบบจำลอง

• หนึ่งรังสีตกกระทบคือ รังสีของแสงที่ตกกระทบลงบนพื้นผิวมุมระหว่างรังสีตกกระทบกับเส้นตั้งฉากหรือเส้นปกติของพื้นผิว เรียกว่ามุมตกกระทบ
• เดอะรังสีสะท้อนที่สอดคล้องกับรังสีตกกระทบที่กำหนด คือรังสีที่แสดงถึงแสงที่สะท้อนจากพื้นผิว มุมระหว่างเส้นตั้งฉากกับพื้นผิวและรังสีสะท้อนเรียกว่ามุมสะท้อนกฎการสะท้อนกล่าวว่า สำหรับแบบกระจกเงา(ไม่กระจายแสง) มุมสะท้อนจะเท่ากับมุมตกกระทบเสมอ
• เดอะรังสีหักเหหรือรังสีส่งผ่านที่สอดคล้องกับรังสีตกกระทบที่กำหนด แสดงถึงแสงที่ส่งผ่านพื้นผิว มุมระหว่างรังสีนี้กับเส้นตั้งฉากเรียกว่า มุมหักเหและกำหนดโดยกฎของสเนลล์การอนุรักษ์พลังงานระบุว่า กำลังในรังสีตกกระทบต้องเท่ากับผลรวมของกำลังในรังสีหักเห กำลังในรังสีสะท้อน และกำลังใดๆ ที่ถูกดูดซับที่พื้นผิว
• หากวัสดุนั้นมีคุณสมบัติการหักเหสองทิศทาง รังสีหักเหอาจแยกออกเป็น รังสี ธรรมดาและรังสีพิเศษซึ่งมีดัชนีหักเห แตกต่างกัน เมื่อผ่านวัสดุที่มีคุณสมบัติการหักเหสองทิศทางนั้น

• รังสีเมริเดียนหรือรังสีสัมผัสคือรังสีที่จำกัดอยู่ในระนาบที่ประกอบด้วยแกนแสง ของระบบ และจุดวัตถุที่รังสีเริ่มต้น^{[ 4 ]}ระนาบนี้เรียกว่าระนาบเมริเดียนหรือระนาบสัมผัส
• รังสีเฉียงคือรังสีที่ไม่แพร่กระจายในระนาบที่ประกอบด้วยทั้งจุดวัตถุและแกนแสง (ระนาบเมริเดียนหรือระนาบสัมผัส) รังสีดังกล่าวจะไม่ตัดกับแกนแสงที่ใดเลยและไม่ขนานกับแกนแสง^{[ 4 ]}

• 

  รังสีขอบ (บางครั้งเรียกว่ารังสี aหรือรังสีแกนขอบ ) ในระบบออปติกคือรังสีตามแนวเส้นเมริเดียนที่เริ่มต้นจากจุดวัตถุบนแกน (จุดที่วัตถุที่จะสร้างภาพตัดกับแกนออปติก) และสัมผัสกับขอบของรูรับแสงของระบบ^{[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]}รังสีนี้มีประโยชน์ เพราะมันตัดกับแกนออปติกอีกครั้ง ณ ตำแหน่งที่ จะเกิด ภาพจริงหรือส่วนขยายย้อนกลับของเส้นทางรังสีจะตัดกับแกน ณ ตำแหน่งที่จะเกิดภาพเสมือน เนื่องจาก รูรับแสงเข้าและรูรับแสงออกเป็นภาพของรูรับแสง สำหรับรูรับแสงภาพจริง ระยะทางด้านข้างของรังสีขอบจากแกนออปติก ณ ตำแหน่งรูรับแสงจะเป็นตัวกำหนดขนาดรูรับแสง สำหรับรูรับแสงภาพเสมือน เส้นที่ต่อออกไปตามรังสีขอบก่อนองค์ประกอบออปติกตัวแรก หรือตามรังสีขอบหลังจากองค์ประกอบออปติกตัวสุดท้าย จะเป็นตัวกำหนดขนาดของรูรับแสงเข้าหรือรูรับแสงออกตามลำดับ
• รังสีหลักหรือรังสีหัวหน้า (บางครั้งเรียกว่ารังสี b ) ในระบบออปติกคือรังสีตามแนวเส้นเมริเดียนที่เริ่มต้นจากขอบของวัตถุและผ่านจุดศูนย์กลางของรูรับแสง^{[ 5 ] [ 8 ] [ 7 ]}ระยะห่างระหว่างรังสีหัวหน้า (หรือส่วนขยายของมันสำหรับภาพเสมือน) และแกนออปติก ณ ตำแหน่งภาพจะกำหนดขนาดของภาพ รังสีนี้ (หรือส่วนขยายไปข้างหน้าและข้างหลังของมันสำหรับรูรับแสงของภาพเสมือน) จะตัดกับแกนออปติก ณ ตำแหน่งของรูรับแสงทางเข้าและทางออก รังสีขอบและรังสีหัวหน้าร่วมกันกำหนดค่าคงที่ของลากราง จ์ ซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะของปริมาณแสงที่ผ่านหรือเอเทนดูของระบบออปติก^{[ 9 ]}ผู้เขียนบางคนกำหนด "รังสีหลัก" สำหรับแต่ละจุดของวัตถุ และในกรณีนี้ รังสีหลักที่เริ่มต้นจากจุดขอบของวัตถุอาจเรียกว่ารังสีหลักขอบ ได้ ^{[ 6 ]}
• รังสีซาจิตัลหรือรังสีตามขวางจากจุดวัตถุที่อยู่นอกแกนคือรังสีที่แพร่กระจายในระนาบที่ตั้งฉากกับระนาบเมริเดียนสำหรับจุดวัตถุนี้และมีรังสีหลัก (สำหรับจุดวัตถุ) ก่อนการหักเห (ดังนั้นจึงอยู่ในทิศทางของรังสีหลักเดิม) ^{[ 4 ]}ระนาบนี้เรียกว่าระนาบซาจิตัล รังสีซาจิตัลตัดกับรูม่านตาตามแนวเส้นที่ตั้งฉากกับระนาบเมริเดียนสำหรับจุดวัตถุของรังสีและผ่านแกนแสง หากกำหนดทิศทางของแกนเป็น แกน zและระนาบเมริเดียนเป็นระนาบy - zรังสีซาจิตัลจะตัดกับรูม่านตาที่y _p = 0 รังสีหลักเป็นทั้งรังสีซาจิตัลและรังสีเมริเดียน^{[ 4 ]}รังสีซาจิตัลอื่นๆ ทั้งหมดเป็นรังสีเฉียง
• รังสีพาราแอ็กเซียลคือรังสีที่ทำมุมเล็กน้อยกับแกนแสงของระบบและอยู่ใกล้กับแกนตลอดทั้งระบบ^{[ 10 ]}รังสีดังกล่าวสามารถจำลองได้ดีพอสมควรโดยใช้การประมาณพาราแอ็กเซียลเมื่อกล่าวถึงการติดตามรังสี คำจำกัดความนี้มักจะกลับกัน: "รังสีพาราแอ็กเซียล" จึงเป็นรังสีที่จำลองโดยใช้การประมาณพาราแอ็กเซียล ไม่จำเป็นต้องเป็นรังสีที่อยู่ใกล้กับแกนเสมอไป^{[ 11 ] [ 12 ]}
• รังสีจำกัดหรือรังสีจริงคือรังสีที่ลากโดยไม่ใช้การประมาณพาราแอ็กเซียล^{[ 12 ] [ 13 ]}
• รังสีพาราบาซอลคือรังสีที่แพร่กระจายใกล้กับ "รังสีฐาน" ที่กำหนดไว้ แทนที่จะเป็นแกนแสง^{[ 14 ]}ซึ่งเหมาะสมกว่าแบบจำลองพาราแอ็กเซียลในระบบที่ไม่มีสมมาตรเกี่ยวกับแกนแสง ในการสร้างแบบจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ รังสีพาราบาซอลเป็น "รังสีจริง" นั่นคือรังสีที่ได้รับการจัดการโดยไม่ต้องใช้การประมาณพาราแอ็กเซียล บางครั้งมีการใช้รังสีพาราบาซอลรอบแกนแสงเพื่อคำนวณคุณสมบัติอันดับแรกของระบบแสง^{[ 15 ]}

• รังสีเมริเดียนคือ รังสีที่ผ่านแกนกลางของใยแก้วนำแสง
• รังสีเฉียงคือ รังสีที่เดินทางเป็นเส้นทางซิกแซกที่ไม่เป็นระนาบ และจะไม่ตัดกับแกนของใยแก้วนำแสงเลย
• รังสีนำทางรังสีที่ถูกจำกัดหรือรังสีที่ถูกกักคือรังสีในใยแก้วนำแสงแบบมัลติโหมดซึ่งถูกจำกัดโดยแกนกลางสำหรับใยแก้วนำแสงแบบดัชนีขั้นบันไดแสงที่เข้าสู่ใยแก้วนำแสงจะถูกนำทางหากทำมุมกับแกนของใยแก้วนำแสงน้อยกว่ามุมรับแสง ของใยแก้ว นำ แสง
• รังสีรั่วหรือรังสีทะลุผ่านคือรังสีในใยแก้วนำแสงที่ทฤษฎีทัศนศาสตร์เชิงเรขาคณิตทำนายว่าจะสะท้อนกลับทั้งหมดที่ขอบเขตระหว่างแกนกลางและปลอกหุ้มแต่กลับสูญเสียไปเนื่องจากขอบเขตแกนกลางที่โค้งงอ

• ลำแสงขนาน
• เส้นทางแสง
• ความยาวของเส้นทางแสง
• การประมาณแบบพาราแอกเซียล
• ลำแสงดินสอ
• การวิเคราะห์เมทริกซ์การถ่ายโอนรังสี