光线跟踪光泽反射：采样光线方向

Question

我正在为iPad写一个光线追踪器。现在我试图为对象添加光泽反射。我该如何实现它？我在网上阅读了一些文档：

http://www.cs.cmu.edu/afs/cs/academic/class/15462-s09/www/lec/13/lec13.pdf http://www.cs.cornell.edu/courses/cs4620/2012fa/lectures/37raytracing.pdf

如果我理解正确而不是跟踪标准反射的单条光线，我必须沿着随机方向跟踪n条光线。 如何为每条光线获取此随机方向？如何生成这些样本？

Answer 1

• 镜面反射意味着入射方向与曲面法线之间的角度等于出射方向与曲面法线之间的角度。
• 漫反射意味着出射方向的角度是随机的＆amp;均匀分布在表面法线的半球上。
• 您可以将光泽反射视为这两个极端之间的光谱，其中光谱上的位置（或光泽度）由光泽度定义＆＃34;因子，范围从0到1.
• 对于漫反射或光泽反射，您需要能够从可能的反射方向分布中随机生成光线，然后按照它进行操作。
• 然后，取许多样本并平均结果。
• 因此，对于光泽反射，关键是反射光线的分布以镜面方向为中心。光线分布越宽，光泽扩散得越多。

我首先按顺序编写以下辅助方法：

// get a random point on the surface of a unit sphere
public Vector getRandomPointOnUnitSphere(); 

// get a Ray (with origin and direction) that points towards a 
// random location on the unit hemisphere defined by the given normal
public Ray getRandomRayInHemisphere(Normal n); 

// you probably already have something like this
public Ray getSpecularReflectedRayInHemisphere(Normal n, Ray incomingRay);

// get a Ray whose direction is perturbed by a random amount (up to the
// glossiness factor) from the specular reflection direction
public Ray getGlossyReflectedRayInHemisphere(Normal n, Ray incomingRay, double glossiness);

一旦你完成了这项工作，你可能想要根据实际的BRDF对象重新设计你的实现，这将有点组织逻辑，如果你想扩展你的跟踪器以支持折射，可以帮助你下线。 p>