Games101 笔记 13 光线跟踪1

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光栅化不容易做全局性的效果

  • 软阴影
  • 毛玻璃
  • 间接光照

 


光线跟踪准确的, 但是比较慢.

基础光线追踪算法

光线

1.光线是沿着直线传播的(尽管是错的, 因为光有波动性)

2.光线和光线不会发生碰撞  (尽管是错的)

3.光线从光源出发到我们的眼镜(光路可逆, )

光线投射

1.从摄像机穿过成像平面打出一根光线, 到场景中,

2.和场中物体的交点和光源连接, 判断是否在阴影中.

考虑最近的交点,


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矩阵变换 Lecture2 线性代数 Lecture3-4 坐标变换 1、二维的坐标变化 2、三维的坐标变化 矩阵相乘的顺序是从右往左，矩阵变换的顺序应该是——旋转、缩放、平移。 为什么引入齐次坐标 不引入齐次坐标，类似斜切等 为什么引入齐次坐标？ 为了用一个矩阵就可以表示矩阵的变换 ...
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八叉树在不同维度划分不一致，KD树每次把空间划分为两个，相当于二叉树，都是沿着物体边缘划分的，以下图二维划分为例，是水平和竖直划分交替进行，以保证划分是比较均匀的；把三角形划分两个部分，重新求两个部分的包围盒，按照一定顺序排序，取中间的三角形进行划分，最后保证二叉树是平衡二叉树，最后能保证每个物体只在二叉树的一个叶子节点里；以二维盒子为例，先算一个对面进出时间，再算另一个对面的进出时间，最好进入时间取最大的，出去时间选最小的，即可得到这个长方形面的进出时间；把包围盒划分为多个网格，判断哪些网格存在物体；
计算机图形学Games101笔记--光线追踪。RTX ON!!!(＜--删除线）
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本博文仅作为复习笔记或者快速浏览。不适用于从零开始了解光线追踪。
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文章目录前言lecture 13为什么引入光线追踪？定义光线Ray Casting（光线投射）Recursive (Whitted-Style) Ray Tracing 基本原理技术细节Ray-Surface Intersection 求光线与场景的交点 前言 课程视频： https://www.bilibili.com/video/BV1X7411F744?p=13 他人笔记： https://zhuanlan.zhihu.com/p/144403005 https://zhuanlan.zhihu.co
Games101课程笔记_lecture13_光线跟踪
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光线追踪的原理以及光线追踪求交的数学表达
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图形学复习
Games101-光线追踪（蒙特卡洛积分与路径追踪）
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渲染中的高级主题: 高级光传输/高级外观模型/波动光学
GAMES101（5）光线追踪
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08-18 283
光栅化的问题 软阴影 glossy反射 间接光照 速度快但是质量较低 光线追踪问题 光追更加准确但是很慢 往往是离线的生成图像，而光栅化是实时的 光追的假设：光线延直线传播、光线不会发生碰撞、光线从光源出发到达人眼（光路可逆性）。 Whitted-Style光线追踪 几个shadow rays的着色结果都会加回到image plane上 光线方程表示： 求光线与隐式表面的交点：将光线方程与隐式表面表达式联立，然后解出t，t必须为实数并且t>=0。 求光线与显示表面的交点：求光线与三角形面
GAMES101-计算机图形学学习笔记-光线追踪
ZHurric的博客
09-30 426
原视频教程链接：https://www.bilibili.com/video/BV1X7411F744 光线追踪 为什么引入光线追踪？ 光栅化难以处理一些全局的效果，比如 软阴影 光滑物体的镜面反射 间接光照 光栅化效率高，但是质量差，通常用于实时的效果 光线追踪质量高，但是效率低，通常用于离线应用 光线追踪基于以下假设 光线沿直线传播（尽管这是假的） 光线之间不会发生碰撞（尽管这是假的） 光源发出光线传播到眼睛中（光线具有可逆性，可以逆向从相机发射光线打到物体上反射） Whitted-Styl.
计算机图形学【GAMES-101】7、光线追踪原理(线面求交、预处理空间划分)
记录值得记录的东西
12-20 4543
为什么要使用光线追踪？ 3 光线追踪的做法4 递归光线追踪(Whitted-Style Ray Tracing) 1 为什么要使用光线追踪？ 光栅化局限性 处理不好全局效果 基本只考虑光线弹射一次，即从光源打到物体表面弹射到相机 是一种近似的效果，不准确、不真实 光线追踪的优势 更方便地处理间接光照(光线到达相机之前弹射多次) 更好实现软阴影、毛玻璃效果 准确、真实、符合物理规律、质量非常高 光线追踪唯一的缺点：特别慢 2 光线(Light R...
计算机图形学GAMES101（十二）光线追踪（基本原理）
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02-23 2031
为什么要使用光线追踪？ 当对物体着色的时候，只考虑了像素点自己，没有考虑物体遮挡。所以着色不能解决阴影。那么怎么解决阴影问题呢？ 阴影映射（Shadow mapping） 可以使用阴影映射来渲染阴影。阴影映射的实质还是光栅化。 阴影映射的思想： 如果一个点不在阴影里，则我们可以看到这个点，而且相对于光源来说也可以看到这个点。如果一个点在阴影里，则我们可以看到这个点，但是相对于光源来说也看不到这个点。即一个点不在阴影里面则两者都可以看到。（这种阴影叫做硬阴影） 实现阴影映射的步骤： 1、从光源看向场景记录看到
GAMES101 13-16笔记 光线追踪
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GAMES101 13-15笔记 光线追踪光线追踪（基于AABBs）光和表面的交叉点隐式表面三角形光和表面交叉点的加速计算统一的空间分区网格法空间划分KD-Tree物体划分和BVH（Bounding Volume Hierarchy）辐射度量学相关概念BRDFRendering Equation概率论相关概念 光栅化（Rasterization）速度快但质量差，光追则相反。 光有三条规律（虽然有些其实是错的）： 光沿直线传播 光线相互交叉也不会碰撞 光线从光源进入眼睛（但物理上根据可逆性其实也可以反着理解
games101 光线追踪
jkkk_的博客
05-23 485
Shadow Mapping 在确定遮挡关系的时候， z-buffer的深度值是相对于摄像机镜头，也就是眼睛所见来确定物体是否被遮挡，这个很容易理解。眼睛能看不见的地方，当然被挡住了。那我们换个角度想想，阴影是如何产生的？ 通过移动视口到光源位置，可以观察到这个位置每个东西都是明亮的，因为从光的角度来看是没有阴影的。从光源的角度将场景的深度渲染到一张深度缓冲区中，我们可以在场景中获得一张阴影或者无阴影的贴图，一张阴影贴图。 软硬阴影 在下面的图中，a点与光源之间没有任何物体遮挡，因此是照亮（lit）的。而
Games101 笔记 14 光线跟踪2
richard9006的专栏
03-28 263
使用AABB来加速光线跟踪 使用 找到包围盒 找到包围盒, 创建各自和物体表面相交的地方保存起来. 现在就可以做光线跟踪. 只需要 遍历所有格子 测试是否相关 然后保存相关的格子. 加速效果怎么样. 和不加格子的效率怎么样. 格子太密 一般情况下格子不用疏也不能太密 这种就工作的比较好, 因为场景中有大量的物体. 这种就不是, 物体的分布不均匀. 运动场中有个茶壶. 使用均匀的格子的算法不是很好. 空间划分(Spatial Parti...
GAMES101 13节 光线追踪 笔记
weixin_46525412的博客
04-05 447
光线追踪 渲染时间花费较多，适用于影视类的离线渲染。 光线的特点 光线沿直线传播 光线与光线之间不会发生碰撞 光线一定是从光源出发，最后进入人的眼睛 光路是可逆的 样例 前提：眼睛和光源都假设为点没有大小 eye ray： 眼睛过image plane的一个像素做射线，最终取射线与物体相交的最近的点。 （巧妙的解决了深度测试的问题，取最近的点，也就是比这个点远的点直接舍弃，也就不会有后续的shadow ray了） shadow ray： 相交的点与光源连接的射线，如果光源到这个点的路径中有其他的点，则
Games101-光线追踪（加速结构）
Mhypnos的博客
04-10 1292
Games101学习笔记
games101 学习笔记全局光照
12-27
### Games101 全局光照学习笔记 #### 什么是全局光照？ 全局光照（Global Illumination, GI）是指模拟环境中所有光源发出的光在整个场景中的传播过程，不仅包括直接来自光源的光，还包括间接通过物体表面反射、折射后的光。这种技术能够更真实地再现现实世界中的光影效果[^4]。 #### 局部光照 vs. 全局光照 局部光照仅考虑光源到物体之间的直线路径上的相互作用；而全局光照则进一步考虑到光线在不同表面上多次反弹的情况。例如，在典型的Cornell Box实验中，当采用全局光照算法时，可以观察到墙壁间由于颜色渗漏现象产生的微妙色彩变化，这是单纯依靠局部光照难以实现的效果。 #### 路径追踪与全局光照 为了更好地处理全局光照问题，相较于传统的Whitted风格射线跟踪方法——后者只会在完全镜面处发生反射而在漫反射面上终止——现代图形学倾向于使用基于蒙特卡罗积分理论开发出来的路径追踪(Path Tracing)技术来近似求解渲染方程。这种方法允许我们更加精确地描述光泽材质的行为特性，并且能有效捕捉因多层散射所引起的复杂光学效应。 ```python def path_tracing(ray): color = Vector3(0, 0, 0) throughput = Vector3(1, 1, 1) while True: hit_record = scene.intersect(ray) if not hit_record.hit: break material = hit_record.material emitted_light = material.emission(hit_record.uv) color += throughput * emitted_light scattered_ray, attenuation = material.scatter(ray, hit_record) throughput *= attenuation ray = scattered_ray return color ``` 此Python伪代码展示了如何利用路径追踪算法迭代计算每条光线的颜色贡献度。每次遇到新的交点都会更新累积透过率(`throughput`)并继续沿新方向发射次级光线直到不再命中任何对象为止。
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