C ++中基于前向的光线跟踪器

Question

我正在使用C ++制作Ray Tracer，并且需要它是基于前向的（源到检测器）而不是基于后向的（检测器到源）。我需要这个，因为我在使用它来模拟特定材料及其与光相互作用时的属性。

有许多Ray Tracing教程可用于向后方向，这是可以理解的，因为在为图形目的编写光线跟踪时更有意义，但我找不到任何好的前向跟踪（光源到探测器）。 ）

有没有人知道任何好的前瞻性教程，或者有一个基于前瞻性的光线追踪器，他们不会因为非营利目的而建议我这样做？

Answer 1

我曾经写过一次光线跟踪器，这是一个简单的原因，前向光线跟踪器不能（或者大部分肯定不是）可以写入。如果场景很复杂，你无法知道，在哪里拍摄光线来击中探测器上的每个像素。

您可能要做的是进行后向光线跟踪，然后，当您已经知道光线将跟随的路径时，请执行前向跟踪以计算一些其他数据。

Answer 2

这是一个优化的问题，光线追踪器能够在太阳变成红巨星之前追踪一个场景。盲目地使用一些复杂的场景进行前向光线追踪需要跟踪许多光线，直到生成图像。基本上你不能保证选定的“光源”光线最终会在图像上结束，所以你必须继续尝试新光线，直到你很幸运能够填满图像。

我不太理解为什么前进方向是必需的。当光线从图像中的像素跟踪到光源时，您可以根据需要简单地沿正向移动该光线。

Answer 3

请参阅我对此问题的回答How to deal with refraction when the rays start inside of a nested object。在其中，我描述了模拟介电材料中光子传播所需的步骤。我讨论如何，

• 为光线跟踪设计了一个很好的API（如果你使用面向对象的方法），
• 处理连接两个选民的界面之间棘手的边界问题，
• 并应用反射和反射及界面。

还有一个合作的Python项目。