我正在尝试为任何由三角形网格形成的对象编写光线追踪器。我正在使用外部库从 .ply 格式加载多维数据集，然后对其进行跟踪。到目前为止，我已经实现了大部分跟踪器，现在我尝试用单个立方体对其进行测试，但由于某种原因，我在屏幕上看到的只是一条红线。我已经尝试了几种方法来修复它，但我根本无法弄清楚。对于这个主要测试，我只创建主要光线，如果它们击中我的立方体，然后我将该像素着色为立方体的漫反射颜色并返回。为了检查射线与对象的交点，我将遍历所有形成该对象的三角形并将距离返回到最近的那个。如果您可以查看代码并告诉我可能出了什么问题以及在哪里出错，那就太好了。我将不胜感激。
射线三角交点：
bool intersectTri(const Vec3D& ray_origin, const Vec3D& ray_direction, const Vec3D& v0, const Vec3D& v1, const Vec3D& v2, double &t, double &u, double &v) const
{
Vec3D edge1 = v1 - v0;
Vec3D edge2 = v2 - v0;
Vec3D pvec = ray_direction.cross(edge2);
double det = edge1.dot(pvec);
if (det > - THRESHOLD && det < THRESHOLD)
return false;
double invDet = 1/det;
Vec3D tvec = ray_origin - v0;
u = tvec.dot(pvec)*invDet;
if (u < 0 || u > 1)
return false;
Vec3D qvec = tvec.cross(edge1);
v = ray_direction.dot(qvec)*invDet;
if (v < 0 || u + v > 1)
return false;
t = edge2.dot(qvec)*invDet;
if (t < 0)
return false;
return true;
}
//Object intersection
bool intersect(const Vec3D& ray_origin, const Vec3D& ray_direction, IntersectionData& idata, bool enforce_max) const
{
double tClosest;
if (enforce_max)
{
tClosest = idata.t;
}
else
{
tClosest = TMAX;
}
for (int i = 0 ; i < indices.size() ; i++)
{
const Vec3D v0 = vertices[indices[i][0]];
const Vec3D v1 = vertices[indices[i][1]];
const Vec3D v2 = vertices[indices[i][2]];
double t, u, v;
if (intersectTri(ray_origin, ray_direction, v0, v1, v2, t, u, v))
{
if (t < tClosest)
{
idata.t = t;
tClosest = t;
idata.u = u;
idata.v = v;
idata.index = i;
}
}
}
return (tClosest < TMAX && tClosest > 0) ? true : false;
}
Vec3D trace(World world, Vec3D &ray_origin, Vec3D &ray_direction)
{
Vec3D objColor = world.background_color;
IntersectionData idata;
double coeff = 1.0;
int depth = 0;
double tClosest = TMAX;
Object *hitObject = NULL;
for (unsigned int i = 0 ; i < world.objs.size() ; i++)
{
IntersectionData idata_curr;
if (world.objs[i].intersect(ray_origin, ray_direction, idata_curr, false))
{
if (idata_curr.t < tClosest && idata_curr.t > 0)
{
idata.t = idata_curr.t;
idata.u = idata_curr.u;
idata.v = idata_curr.v;
idata.index = idata_curr.index;
tClosest = idata_curr.t;
hitObject = &(world.objs[i]);
}
}
}
if (hitObject == NULL)
{
return world.background_color;
}
else
{
return hitObject->getDiffuse();
}
}
int main(int argc, char** argv)
{
parse("cube.ply");
Vec3D diffusion1(1, 0, 0);
Vec3D specular1(1, 1, 1);
Object cube1(coordinates, connected_vertices, diffusion1, specular1, 0, 0);
World wrld;
// Add objects to the world
wrld.objs.push_back(cube1);
Vec3D background(0, 0, 0);
wrld.background_color = background;
// Set light color
Vec3D light_clr(1, 1, 1);
wrld.light_colors.push_back(light_clr);
// Set light position
Vec3D light(0, 64, -10);
wrld.light_positions.push_back(light);
int width = 128;
int height = 128;
Vec3D *image = new Vec3D[width*height];
Vec3D *pixel = image;
// Trace rays
for (int y = -height/2 ; y < height/2 ; ++y)
{
for (int x = -width/2 ; x < width/2 ; ++x, ++pixel)
{
Vec3D ray_dir(x+0.5, y+0.5, -1.0);
ray_dir.normalize();
Vec3D ray_orig(0.5*width, 0.5*height, 0.0);
*pixel = trace(wrld, ray_orig, ray_dir);
}
}
savePPM("./test.ppm", image, width, height);
return 0;
}
我刚刚运行了一个测试用例，我得到了这个：
对于一个以 (0,0, -1.5) 为中心并在 X 和 Y 轴上按 100 缩放的单位立方体。投影似乎有问题，但我无法从结果中准确判断出什么。此外，在这种情况下（立方体以 (0,0) 为中心），最终对象不应该也出现在图片中间吗？修复：我通过在规范化和调用跟踪函数之前执行 ray_dir = ray_dir - ray_orig 解决了居中问题。不过，这种观点似乎是完全错误的。
