学习光线追踪(10)---三角形

最新推荐文章于 2023-02-13 00:34:47 发布

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本文介绍了一个三角形类的实现过程，重点在于如何判断光线是否与三角形相交。通过计算三角形所在平面与光线的交汇点，进一步判断该点是否位于三角形内部，采用向量叉积和角度计算两种方法进行验证。

0.简介

在OpenGL或者D3D中，都有一个最基本的图元，就是三角形，三角形可以组成任意形状，并且计算起来也容易，为了能让我们绘制出更多的形状，这次来实现一个三角形类。

1.三角形判断

三角形在空间中形成了一个平面，所以，三角形一定在某个平面上，所以先判断光线是否能打到扫三角形所在平面，如果光线打到了三角形所在平面，那么再计算打在平面上的点是否在三角形内。判断光线是否打在平面上已经在上一节平面中实现了，现在要实现的判断点在三角形内，这里使用的方法是，将三角形三个点和待判断点形成三个向量，两两计算叉积，三个叉积方向一样就说明点在三角形内。另一种就是判断三个向量的角度之和，效果最后都一样。

2.实现

Ray Triangle::intersect(Ray ray)
{
	Ray result(ray.direction, ray.position, ray.intensity, ray.color, nullptr);
	
	if ((result = Plane::intersect(ray)).polygon == nullptr)
		return Ray(ray.direction, ray.position, ray.intensity, vec3(0, 0, 0), nullptr);

	//判断是否在三角形内
	vec3 a = normalize((wA - result.end));
	vec3 b = normalize((wB - result.end));
	vec3 c = normalize((wC - result.end));
	//在三角形内部
	//double angle = (acos(dot(a, b))+ acos(dot(b, c))+ acos(dot(c, a)))* R_ANGLE;
	//if (fabs(angle-360.0)<1)
	//{
	//	return result;
	//}
	vec3 sa = normalize(cross(a, b));
	vec3 sb = normalize(cross(b, c));
	vec3 sc = normalize(cross(c, a));
	if(dot(sa,sb) >0.999 && dot(sb,sc) >0.999 && dot(sc,sa) >0.999)
		return result;
	return Ray(ray.direction, ray.position, ray.intensity, vec3(0, 0, 0), nullptr);
}

3.结果

4.源码

release 0.05