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有人可以帮我在 Ray Tracer 中实现景深吗？

我正在使用一个简单的针孔相机模型，如下所示。我需要知道如何使用针孔相机模型生成 DOF 效果？（图片取自维基百科）

在此处输入图像描述

我的基本光线追踪器工作正常。

我注视着 (0,0,0,1) 方向在 (dx, dy , 1.0f, 0.0f) 哪里

浮动 dx = (x * (1.0 / Imgwidth) ) - 0.5;
浮动 dy = (y * (1.0 / Imgheight) ) - 0.5;

现在在我读到的所有地方，他们都在谈论对应该放置在图像平面和场景之间的镜头进行采样。例如如下所示（图片取自维基百科）：

如果光线来自一个单点位置（相机或眼睛），如何在图像平面前引入镜头？

如果有人可以提供帮助，那就太好了！

谢谢你

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2 回答 2

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有 3 种方法可以做到这一点：

  1. 物理上正确的自由度将需要场景的多次渲染。相机具有景深，因为它们不是真正的针孔模型。取而代之的是，它们有一个光圈，可以让光线在一定直径内进入。这相当于使用针孔相机并在该光圈内拍摄大量照片并将它们平均化。

    所以基本上，您需要围绕焦点稍微旋转相机多次，渲染整个场景，将输出颜色累积在缓冲区中，然后将所有值除以渲染次数。

  2. 一个简单的后期处理效果——不仅渲染场景颜色，还渲染它的深度，然后使用这个深度来控制模糊效果的强度。请注意，这项技术需要一些技巧才能在不同模糊级别的对象之间实现无缝过渡。

  3. 更复杂的后期处理效果 - 像以前一样创建深度缓冲区，然后使用它为原始场景的每个像素渲染一个孔径形状的粒子。使用深度来控制粒子大小，就像使用它来控制模糊效果强度一样。

(1) 给出最好的结果，但是是最昂贵的技术；(2) 最便宜，(3) 相当棘手，但提供了良好的成本效益平衡。

于 2012-04-04T13:56:02.593 回答
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这是我为生成自由度而编写的代码。

void generateDOFfromEye(Image& img, const Camera& camera, Scene scene, float focusPoint)
{
    float pixelWidth = 1.0f / (float) img.width;
    float pixelHeight = 1.0f / (float) img.height;

    for (int y = 0; y < img.height; ++y)
        {
        for (int x = 0; x < img.width; ++x)
            {
            Color output(0,0,0,0);
            img(x, y) = Color(0,0,0,0);

            //Center of the current pixel
            float px = ( x * pixelWidth) - 0.5;
            float py = ( y * pixelHeight) - 0.5;

            Ray cameraSpaceRay = Ray(Vector(0,0,0,1), Vector(px, py, 1.0f, 0.0f));

            Ray ray = camera.Transform() * cameraSpaceRay;

            int depth = 0;
            int focaldistance = 2502;
            Color blend(0,0,0,0);



             //Stratified Sampling i.e. Random sampling (with 16 samples) inside each pixel to add DOF
                for(int i = 0; i < 16; i++)
                {
                //random values between [-1,1]
                float rw = (static_cast<float>(rand() % RAND_MAX) / RAND_MAX) * 2.0f - 1.0f;
                float rh = (static_cast<float>(rand() % RAND_MAX) / RAND_MAX) * 2.0f - 1.0f;
                // Since eye position is (0,0,0,1) I generate samples around that point with a 3x3 aperture size window.
                float dx =  ( (rw) * 3 * pixelWidth) - 0.5;
                float dy =  ( (rh) * 3 * pixelHeight) - 0.5;

                //Now here I compute point P in the scene where I want to focus my scene
                Vector P = Vector(0,0,0,1) + focusPoint * ray.Direction();
                Vector dir = P - Vector(dx, dy, 0.0f, 1.0f);


                ray  = Ray(Vector(dx,dy,0.0f,1.0f), dir);
                ray = camera.Transform() * ray;

                //Calling the phong shader to render the scene
                blend += phongShader(scene, ray, depth, output);

                }
            blend /= 16.0f;

            img(x, y) += blend;
            }
        } 
}

现在我在代码中看不到任何错误。但是我得到的结果只是一个模糊的图像，其值focuspoint > 500如下所示： 在此处输入图像描述

如果您能说出这段代码有什么问题，那将非常有帮助:) 谢谢！

于 2012-04-10T16:49:06.433 回答