当前位置: 首页 > news >正文

光线追踪RayTracing,基本原理,判断物体与光线相交

光线的三点假设:

  1. 光线按直线传播
  2. 光线之间不会发生碰撞
  3. 光线会经过一系列折射反射进入摄像机
    可以从摄像机发出光线,推出可逆的光路
    在这里插入图片描述
    上图中,透明球在与相机直连的线条处,需要将折射和反射的着色点结果相加,如果有光源直射,需要将光源在该点的着色结果也相加
    在这里插入图片描述
    相机直射出的第一条光线为primary Ray,之后做处理的均被称为secondaryRay,与光源的连线被称为shadowRay
  • 光线定义
    在这里插入图片描述
    对于球表面求光线交点
    在这里插入图片描述
    之后解得t的值:
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    t:首先是正数
    在可以分多种情况讨论,相离相交相切
  • 总过程可总结为:
    在这里插入图片描述
  • 关于光线和物体求交
    如果光源在物体内,则与物体交点一定是奇数个,否则一定为偶数个
  • 光线和物体求交
  • 与三角形求交
    可以首先将这个问题转化为光线和平面求交,再判断交点是否在三角形内
  • 如何定义一个平面?
    记录该平面上一个点p,和该平面的法线,即可定义一个平面
    在这里插入图片描述
    上图中,N为法线,p’为平面上的一个点,平面内任意一个点p可以满足该式子
    带入光线射入的公式可得出t的值,从而可得光线与该平面的焦点
    在这里插入图片描述
    最后根据重心坐标的知识得出该点是否在三角形内。
  • 另一种方法Moller Trumbore算法
    解这个式子主要通过矩阵形式解
    在这里插入图片描述
  • AABB包围盒(包围体积)
    Axis-Aligned Bounding Box轴对齐包围盒
    如果针对物体上每一个三角形都判断是否会被光线照射到,那么带来的消耗将会非常大,所以引入AABB包围盒机制来对判断光线照射这个过程进行加速,如果光线碰不到包围盒的话,就不可能碰到物体上任何一个三角形
    在这里插入图片描述
  • 光线和包围盒相交
    在这里插入图片描述
    上图中,找到光线经过x0,x1平面的时间,找到光线经过y0,y1的时间,通过交集的性质求得tmin和tmax,如果最后的结果是tmax > tmin,那么说明光线穿过了包围盒
    那么对于3D包围盒求tmin和tmax:
    在这里插入图片描述
    如果光线进入时间为负,离开时间为正,则说明光源在包围盒内
    那么有:
    在这里插入图片描述
http://www.lryc.cn/news/92912.html

相关文章:

  • 三十六、数学知识——组合数(递推法 + 预处理法 + 卢卡斯定理 + 分解质因数求解组合数 + 卡特兰数)
  • LinuxC编程——高级文件操作
  • 【基础知识整理】图的基本概念 邻接矩阵 邻接表
  • 5.程序控制结构|Java学习笔记
  • 【最优PID 整定】PID性能指标(ISE,IAE,ITSE和ITAE)优化、稳定性裕量(Matlab代码实现)
  • Linux内核中断和Linux内核定时器
  • OMG--IDL(Interface Definition Language)
  • 英语学习:M开头
  • 【计算机组成原理与体系结构】控制器
  • 结构化命令
  • Java Web实训项目:西蒙购物网
  • ChatGPT Prompt 提示词设计技巧必知必会
  • 尚硅谷-云尚办公-项目复盘
  • nacos升级到2.0.3(单机模式)
  • Koa学习3:用户添加、错误处理
  • 网络安全入门学习第十五课——PHP基础
  • 电子科技大学 数学专业-功不唐捐,玉汝于成
  • Android10.0 iptables用IOemNetd实现删除子链功能的实现
  • OpenGL光照之光照贴图
  • 2018~2019 学年第二学期《信息安全》考试试题(B 卷)
  • LeetCode-C#-0002.两数相加
  • 访问修饰符private,default,protected,public访问等级区别
  • 阿里云(Linux)安装Docker教程
  • Linux C编程基础:获取时间
  • Spring核心注解
  • 哈希表原理,以及unordered_set/和unordered_map的封装和迭代器的实现
  • 如何把歌曲里的伴奏音乐提取出来,分享几个方法给大家!
  • 区块链产业快速发展 和数集团开启区块链应用新时代
  • 初出茅庐的小李博客之常见字符串函数使用
  • 运筹学工程化流程和常见的运筹学算法分类以及常见软件