レイトレーシングにおけるランダムピクセルサンプリング——エイリアシングとノイズを低減。現代3Dレンダリングの標準。
レイトレーシングでは、シーンを計算するためにピクセルを通してレイを飛ばします。ピクセルあたり1レイ、または4x4、あるいは16x16といった規則的なグリッドは、特に細いエッジやハイライトで、視覚的なパターンとエイリアシングを生じさせます。確率的サンプリングは、この構造を破壊します。サンプリングポイントは、デカルト座標ではなく、擬似ランダムに配置されます。目はランダム性をノイズとして認識しますが、ノイズは幾何学的なアーティファクトよりも私たちの脳にとって邪魔になりにくいのです。
実際には、サンプリングレート（例：ピクセルあたり64または256サンプル）を定義し、それをピクセル範囲にグリッドではなく、ポアソンディスクパターン、ハルトンシーケンス、または単なるジッタードランダムに従って配置します。同時に、重点サンプリングにも同じ原理が利用されます。つまり、実際に光をもたらす方向（例：全方向ではなく、光源への直接）にレイが集中して飛ばされます。これにより、許容できるノイズレベルに対してサンプリング数を大幅に削減できます。モンテカルロレンダリング（パストレーシング、双方向トレーシング）では、確率的サンプリングはオプションではなく、それ自体が手法です。
撮影現場では直接影響を受けませんが、VFXパイプラインでは影響があります。コンポジターやレンダーファームのスーパーバイザーがサンプリングパターンを選択します。低ノイズシーケンス（Sobol、Scrambled Sobol）はより速く収束し、同じ視覚結果を得るために必要なサンプル数が少なくなります。これにより、レンダリング時間が短縮されます。古典的なランダムノイズ（ホワイトノイズ）は、しばしば2倍または3倍のサンプル数を必要とします。アダプティブサンプリング（ノイズの多い領域でより多くのサンプルを使用）は、確率的サンプリングとインテリジェントなマスク生成を組み合わせています。
直接的なプロダクション効果として、グリーンバックコンポジットやモーションブラー効果（モーションブラー、被写界深度を参照）で違いが見られます。古いグリッドベースのレンダラーは、アニメーションで硬いフリッカーエッジを示していました。確率的サンプリングは、それを制御可能なグレインに変えます。これはより安定しており、ディテールを失うことなくポストプロダクションでより良くフィルタリングできます。最新のレンダリング（Arnold、RenderMan、V-Ray）は、デフォルトでSobolサンプリングを使用しています。もはや「確率的かどうか」ではなく、「どのシーケンスで、ピクセルあたり何サンプルか」という問題になっています。