Q127:PBRT-V3,理解“体渲染”积分器的关键竟然是这张图

本文详细阐述了体渲染积分器的工作原理,它是路径追踪积分器的扩展,用于处理场景中的介质效果。文章通过一张关键图解说明了光线如何在介质中传播及与表面交互,并介绍了如何使用蒙特卡罗方法解决相关积分方程。

“体渲染”积分器是在“路径追踪”积分器的基础上考虑了场景中的介质,相当于是对“路径追踪”积分器的拓展。
所以,在学习“体渲染”积分器之前,得有“路径追踪”积分器的基础。参考:
Q124:PBRT-V3,“路径追踪”积分器(14.5章节)

一、那张关键的图

在学习“体渲染”时,一直感觉云里雾里。突然发现,理解“体渲染”积分器的关键竟然是这张图:
这里写图片描述
对应的方程:
这里写图片描述

上图和方程描述的是:
一条光线从p点出发,在某Medium中向前延伸,经过一段距离t和场景中的某Surface相交于p0点。

方程中参数解释如下:

p可以是Camera上的点,也可以是Medium或者Surface上的点。
若光线没有和场景中的任何Surface相交,则t=infinity()(无穷大)。
Lo(p0, -w)是交点p0处反射光线的辐射率。若没有交点,Lo(p0, -w)=0。
Tr(p0->p)表示能量从p0传播到p的传播率(即,衰减之后剩余的比例)。
Tr(p0->p)Lo(p0, -w)则表示:p0点反射的能量经过介质的衰减后,最终到达p点的能量。
p’表示光线上p点和p0点之间的任意位置,p’到p0的距离为t’(0 < t’ < t)。明显p’是在介质中。
Ls(p’, -w)表示在p’处的-w方向进入介质的能量(这个能量可能来自“自身发射的能量”和“直接光照”)。
Tr(p’->p)表示能量从p’传播到p的

### 关于 pbrt-v3 中 LESS 文件或样式相关内容 pbrt-v3 是一个专注于物理基础渲染的开源项目,其核心目标是实现高质量的光线追踪渲染效果。然而,在该项目中并未涉及前端开发中的 CSS 预处理器(如 LESS 或 SASS),因为这些工具主要用于网页设计和前端界面开发领域[^1]。 #### 1. pbrt-v3 的文件结构分析 pbrt-v3 主要由 C++ 编写而成,源码目录按照功能模块进行了划分。例如,`src/core` 存放核心算法逻辑,而 `src/integrators` 则定义了不同的光照积分器实现方式。如果尝试寻找与样式相关的文件,则需注意以下几点: - **LESS 文件用途**:LESS 是一种动态样式表语言,扩展了标准 CSS 功能,允许变量、嵌套规则等功能。这种技术通常用于 Web 开发环境下的 UI 设计。 - **pbrt-v3 不适用场景**:由于 pbrt-v3 并未提供形化用户界面(GUI),也无需处理 HTML/CSS 渲染问题,因此不会存在任何 LESS 文件或其他类似的样式资源[^4]。 #### 2. 如果需要自定义可视化风格怎么办? 尽管官方版本不支持 GUI 和样式定制,但开发者可以借助第三方库来增强用户验。以下是两种可能的方向: - 使用 Qt 创建跨平台桌面应用程序接口; -渲染结果导出至像文件并通过外部框架展示出来。 对于上述需求之一——即通过 Qt 实现带样式的交互窗口——则确实需要用到一些类似于主题设置的概念。不过这属于二次开发范畴,并不在原始代码库范围内[^2]。 ```cpp // 示例:假设我们想基于 Qt 构建简单的查看器 #include <QApplication> #include <QWidget> int main(int argc, char *argv[]) { QApplication app(argc, argv); QWidget window; window.resize(800, 600); // 设置大小 window.setWindowTitle("Custom Styled Viewer"); // 添加标题 QString styleSheet = "background-color: #f0f0f0; color: black;"; window.setStyleSheet(styleSheet); window.show(); return app.exec(); } ``` 此片段展示了如何利用 stylesheet 属性改变控件外观属性。当然实际应用时还需要进一步集成到整个工作流当中去[^3]。 ---
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