Ray Tracing（1）

Ray Tracing 光线追踪

（Whitted-Style Ray Tracing）

Why Ray Tracing?

光栅化不能很好的表示全局的效果

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  • 软阴影（Soft shadows）
  • 光滑表面的反射（Glossy reflection）
  • 间接照明（Indirect illumination）不断漫反射
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Light Rays 光线

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  1. 光线沿直线传播 （尽管是错的）

  2. 管线不碰撞尽管相交（尽管是错的）

  3. 光线从光源出发到我们的眼睛 （光路可逆）

Ray Casting

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生成一张图通过每个像素投射射线

通过这些点通过看是否和光源连接判断 是否对光源也可见 是否是阴影

Generating Eye Rays

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Recursive （Whitted-Style）Ray Tracing

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Ray-Surface Intersection 求交点

Ray Equation

Ray is defined by its origin and a direction vector

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t是时间 O是起始位置 d是方向

Ray Intersection With Sphere

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Ray Intersection With Triangle Mesh 光线和三角形交点

Plane Equation 平面方程式

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Ray Intersection With Plane

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  1. 计算法向量： 计算三角形的法向量。
  2. 计算平面方程： 利用法向量和三角形的一个顶点，计算平面方程。
  3. 计算交点： 求解光线方程和平面方程，找到相交点。
  4. 判断在三角形内： 检查交点是否在三角形内，通常使用边缘函数或其他方法。

Moller Trumbore Algorithm 更快的方法判断是否在三角形内部

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用重心坐标表示平面内的点

克莱姆法则（Cramer’s Rule）

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Accelerating Ray-Surface Intersection

Bounding Volumes 包围核（包围体积）

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如果光线和包围核都碰不到 更不用说里面的物体

这个box 包围核是什么 就是三个对面包围

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必须三个对面都进入才算进入 只要离开一个对面就算离开

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光线的起点在盒子里 负的时间进入 正的时间出去

离开时间小于0 说明光线在盒子背后

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Why Axis-Aligned

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使用平面上平行的线判断是否相交 简化计算