GAMES101:作业7

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#c++ #几何学 #图形学 #cg

于 2021-12-15 01:00:45 首次发布

本博客介绍了GAMES101课程作业7的内容，涉及Path Tracing算法的实现。在之前的作业基础上，需要拷贝并修改Ray-Triangle相交、包围盒与光线相交以及BVH查找的函数。重点在于处理相等时的边界条件，以避免渲染异常。作业要求在Scene.cpp的castRay函数中实现Path Tracing，并使用场景交互、光源采样、材质属性等函数。最终，博主展示了渲染效果，强调Russian Roulette概率对结果的影响。

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GAMES101:作业7

附其他所有作业超链接如下：
Games101 作业0：作业0
Games101 作业1：作业1
Games101 作业2：作业2
Games101 作业3：作业3
Games101 作业4：作业4
Games101 作业5：作业5
Games101 作业6：作业6
Games101 作业7：作业7

完整代码获取途径：
https://github.com/liupeining/Games_101_homework

“在之前的练习中，我们实现了 Whitted-Style Ray Tracing 算法，并且用 BVH等加速结构对于求交过程进行了加速。在本次实验中，我们将在上一次实验的基础上实现完整的 Path Tracing 算法。至此，我们已经来到了光线追踪版块的最后一节内容。”

修改的内容：
你需要从上一次编程练习中直接拷贝以下函数到对应位置：
• Triangle::getIntersection in Triangle.hpp: 将你的光线-三角形相交函数粘贴到此处，请直接将上次实验中实现的内容粘贴在此。

/*inline 函数仅仅是一个对编译器的建议，所以最后能否真正内联，看编译器的意思，
它如果认为函数不复杂，能在调用点展开，就会真正内联，并不是说声明了内联就会内联，声明内联只是一个建议而已。
为了解决一些频繁调用的小函数大量消耗栈空间（栈内存）的问题，特别的引入了 inline 修饰符，表示为内联函数。
栈空间就是指放置程序的局部数据（也就是函数内数据）的内存空间。
*/
inline Intersection Triangle::getIntersection(Ray ray)
{
   
   
    Intersection inter;
    //如果结果大于0，那么这两个向量的夹角小于90度；
    //这里normal是从三角指向眼的，因此若同方向则不可能穿过三角
    if (dotProduct(ray.direction, normal) > 0)
        return inter; // happen = false;
    /*
    Intersection的定义
        Intersection(){
        happened=false;
        coords=Vector3f();
        normal=Vector3f();
        distance= std::numeric_limits<double>::max();
        obj =nullptr;
        m=nullptr;
    }
    */
    double u, v, t_tmp = 0;
    Vector3f pvec = crossProduct(ray.direction, e2); //S1
    double det = dotProduct(e1, pvec);               //S1*E1(顺便说一句，能推出S1*E1=-D*N)
    if (fabs(det) < EPSILON) //const float EPSILON = 0.00001; 分母特别小将导致t特别大，相当于很远很远，看不见
        return inter;
    double det_inv = 1. / det;                      // 1/S1*E1
    Vector3f tvec = ray.origin - v0;                //S
    u = dotProduct(tvec, pvec) * det_inv;           //b1
    if (u < 0 || u > 1)  
        return inter;
    Vector3f qvec = crossProduct(tvec, e1);         //S2
    v = dotProduct(ray.direction, qvec) * det_inv;  //b2
    if (v < 0 || u + v > 1) 
        return inter;
    t_tmp = dotProduct(e2, qvec) * det_inv;