Question

我正在构建一个光线跟踪器，我能够正确渲染球体的漫反射和镜面反射部分。当我来计算阴影和反射时，我最终得到一个非常像素化的结果，如下图所示：

enter image description here

我可以看到阴影投射在正确的位置，如果你放大，反射也是可见的但是再次像素化。我调用这个方法来确定像素是否处于阴影中，并且我的反射光线方法也会递归调用它来确定反射颜色。

    RGBColour Scene::illumination(Ray incidentRay, Shape *closestShape, RGBColour shapeColour, Ray ray)
{
    RGBColour diffuseLight = _backgroundColour;
    RGBColour specularLight = _backgroundColour;
    double projectionNormalToSource = 0.0;

    for (int i = 0; i < _lightSources.size(); i++)
    {
        Ray shadowRay(incidentRay.Direction(), (_lightSources.at(i).GetPosition() - incidentRay.Direction()).UnitVector());

        Vector surfaceNormal = closestShape->SurfaceNormal(incidentRay);

        //lambertian shading.
        projectionNormalToSource = surfaceNormal.ScalarProduct(shadowRay.Direction());

        if (projectionNormalToSource > 0)
        {
            bool isShadow = false;

            std::vector<double> shadowIntersections;

            Ray temp(incidentRay.Direction(), (_lightSources.at(i).GetPosition() - incidentRay.Direction()));
            for (int j = 0; j < _sceneObjects.size(); j++)
            {
                shadowIntersections.push_back(_sceneObjects.at(j)->Intersection(temp));
            }

            //Test each point to see if it is in shadow.
            for (int j = 0; j < shadowIntersections.size(); j++)
            {
                if (shadowIntersections.at(j) != -1)
                {
                    if (shadowIntersections.at(j) > _epsilon && shadowIntersections.at(j) <= temp.Direction().Magnitude() && closestShape != _sceneObjects.at(j))
                    {
                        isShadow = true;
                    }
                    break;
                }
            }

            if (!isShadow)
            {
                diffuseLight = diffuseLight + (closestShape->Colour() * projectionNormalToSource * closestShape->DiffuseCoefficient() * _lightSources.at(i).DiffuseIntensity());
                specularLight = specularLight + specularReflection(_lightSources.at(i), projectionNormalToSource, closestShape, incidentRay, temp, ray);
            }
        }
    }
    return diffuseLight + specularLight;
}

由于我能够正确地将球体与这些方面区分开来，我确信问题必须在这个特定的方法中，所以我没有发布其他方法。我认为发生的是像素值保留其初始颜色而不是阴影的地方我必须错误地计算非常小的值，或者另一个选项是计算的光线不相交，但是我不认为后一种选择是有效的否则相同的交集方法会在程序的其他地方返回不正确的结果，但是球体正确渲染（不包括着色和反射）。

通常会导致这样的结果，你能在我的方法中发现任何明显的逻辑错误吗？

编辑：我已将光源移到前面，现在我可以看到阴影看起来正好为绿色球体投射，而蓝色球体变得像素化。因此，我认为在任何后续的形状迭代中，某些东西不能正确更新。

编辑2 ：第一个问题已修复，阴影现在没有像素化，解决方法是将break语句移动到它前面的if语句中。目前仍然会出现反射仍然像素化的问题。

enter image description here

Answer 1

像这样的像素化可能由于数值不稳定而发生。示例：假设您计算位于曲面上的交点。然后，您可以将该点用作光线的原点（例如，阴影光线）。你会认为光线不会与那个曲面相交，但实际上它有时可以。您可以通过丢弃此类自交叉来检查这一点，但如果您决定实施凹形，则可能会导致问题。另一种方法可能是将生成的光线的原点沿其方向向量移动一些极小的量，这样就不会发生不必要的自相交。

在我的光线跟踪器中计算阴影和反射时，为什么会丢失细节

1 个答案: