标签：style scale Vector3f float scene whitted 像素 games101 dir
任务
你需要修改的函数是：
- Renderer.cpp 中的 Render()：这里你需要为每个像素生成一条对应的光线，然后调用函数 castRay() 来得到颜色，最后将颜色存储在帧缓冲区的相应像素中。
- Triangle.hpp 中的 rayTriangleIntersect(): v0, v1, v2 是三角形的三个顶点，orig 是光线的起点，dir 是光线单位化的方向向量。tnear, u, v 是你需要使用我们课上推导的 Moller-Trumbore 算法来更新的参数。
说明
第一个函数需要我们通过视口视角和像素窗口大小，向每一个像素投射一条光线（生成一个通过特定像素的光线）。
第二个函数用来实现课上讲过的计算。理论部分在另一篇blog中有提到。
在这次的框架中不再使用opencv，和Eigen库。
因此：
- 对于矩阵、向量的计算在自定义的Vector库中（需要的矩阵运算在库中查找）。
- 不使用opencv使得此次代码中只能将图片保存为ppm格式（一种最简单的RGB存储格式，这种格式会使文件很大）。
第一个函数
void Renderer::Render(const Scene& scene)中提供了参数
float scale = std::tan(deg2rad(scene.fov * 0.5f));为一半视角的tan值。float imageAspectRatio = scene.width / (float)scene.height;为视口宽高比。
对于每一个像素:(具体解析在代码中注释给出)
for (int j = 0; j < scene.height; ++j){
for (int i = 0; i < scene.width; ++i){
// generate primary ray direction
float x = 0.0f;
float y = 0.0f;
//首先我们这里需要一个光线的方向，这个方向为（x,y,-1）;
//即已经确定视距为1，因为视角为scene.fov已经确定，所以tanΘ已知(为scale)，得到y的范围为[-scale,scale]
//同理确定了x的范围为[-scale*imageAspect,scale*imageAspect].
//而在循环中xi的值为[0,width],yi的值为[0,height]。
//要将范围[0,height]变为[-tanΘ,tanΘ]需要：
//y = (static_cast<float>(j) / scene.height * 2 - 1) * scale;
//同理
//x = (static_cast<float>(i) / scene.width * 2 - 1) * scale * imageAspectRatio;
//对于每一个像素，像素点由像素左上方点表示，为使光线通过像素中心，有：
y = ((static_cast<float>(j) + 0.5) / scene.height * 2 - 1) * scale;
x = ((static_cast<float>(i) + 0.5) / scene.width * 2 - 1) * scale * imageAspectRatio;
//因为屏幕空间y轴由上自下依次递增，而世界空间y轴由下自上，故需要翻转y轴方向。
y = -y;
Vector3f dir = Vector3f(x, y, -1); // Don't forget to normalize this direction!
dir = normalize(dir);
framebuffer[m++] = castRay(eye_pos, dir, scene, 0);
}
UpdateProgress(j / (float)scene.height);
}
第二个函数
这个函数很简单，只要实现讲解的内容就好。
传入三角形的三个顶点V0，V1，V2。
传入光线点光源orig
传入光线传播方向dir
返回bool表示是否相交。
返回tnear（引用传值）记录光源传播到该点的时间。
返回u，v（引用传值）记录该点在三角形中的重心坐标。
bool rayTriangleIntersect(const Vector3f& v0, const Vector3f& v1, const Vector3f& v2, const Vector3f& orig,
const Vector3f& dir, float& tnear, float& u, float& v)
{
// TODO: Implement this function that tests whether the triangle
// that's specified bt v0, v1 and v2 intersects with the ray (whose
// origin is *orig* and direction is *dir*)
// Also don't forget to update tnear, u and v.
Vector3f E_1 = v1 - v0;
Vector3f E_2 = v2 - v0;
Vector3f S = orig - v0;
Vector3f S_1 = crossProduct(dir, E_2);
Vector3f S_2 = crossProduct(S, E_1);
float factor = dotProduct(S_1, E_1);
float t = dotProduct(S_2, E_2)/ factor;
float b1 = dotProduct(S_1, S) / factor;
float b2 = dotProduct(S_2, dir) / factor;
if (t > 0 && b1 > 0 && b2 > 0 && (b1 + b2) < 1) {
tnear = t;//记录该像素与三角形相交所需的时间
u = b1;
v = b2;//记录相交点重心坐标
return true;
}
return false;
}
最终效果
标签：style,scale,Vector3f,float,scene,whitted,像素,games101,dir 来源： https://blog.csdn.net/weixin_44518102/article/details/122052236
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