Question

我正在制作双向路径追踪器，我遇到了一些麻烦。

要明确： 1）一点光 2）所有对象都是漫反射的 3）所有物体都是球体，甚至是墙壁（它们非常大） 4）没有MIS加权

光发射是3D矢量。球体的BRDF是3D矢量。硬编码。

在下面的主要功能中，我生成EyePath和LightPath，然后连接它们。至少我试试。

在这篇文章中，我将讨论主要功能，然后是EyePath，然后是LightPath。一旦EyePath和Light很好，就会出现关于连接功能的讨论。

第一个问题：
- 第一个亮点的产生是否良好？
- 我是否需要根据光源的发射来计算这一点？还是只是排放？在我填充顶点结构的地方注释了该行。
- 我需要翻译来自光明吗？为了把它放在球体上

以下代码在main函数中进行采样。在它上面有两个for循环遍历所有像素。 Camera.o就是眼睛。 CameraRayDir是当前像素的方向。

//The path light starting point is at the same position as the light Ray fromLight(Vec(0, 24.3, 0), Vec()); Sphere light = spheres[7];

#define PDF 0.15915494309 // 1 / (2 * PI)    

for(int i = 0; i < samps; ++i)
{
    std::vector<Vertices> PathEye;
    std::vector<Vertices> PathLight;

    Vec cameraRayDir = cx * (double(x) / w - .5) + cy * (double(y) / h - .5) + camera.d;

    Ray rayEye(camera.o, cameraRayDir.norm());              

    // Hemisphere oriented towards the top
    fromLight.d = generateRayInHemisphere(fromLight.o,Vec(0,1,0)).d;

    double f = clamp(n.dot(fromLight.d.norm()));

    Vertices vert;
    vert.d = fromLight.d;           
    vert.x = fromLight.o;
    vert.id = 7;
    vert.cos = f;
    vert.n = Vec(0,1,0).norm();

    // this one ?
    //vert.couleur = spheres[7].e * f / PDF;

    // Or this one ?
    vert.couleur = spheres[7].e;

    PathLight.push_back(vert);

    int sizeEye = generateEyePath(PathEye, rayEye, maxDepth);
    int sizeLight = generateLightPath(PathLight, fromLight, maxDepth);

    for (int s = 0; s < sizeLight; ++s)
    {
        for (int t = 1; t < sizeEye; ++t)
        {
          int depth = t + s - 1;
          if ((s == 0 && t == 0) || depth < 0 || depth > maxDepth)
            continue;

          pixelValue = pixelValue + connectPaths(PathEye, PathLight, s, t);
        }
     }
}

对于与几何相交的EyePath，我根据与光的距离计算照度。如果该点位于阴影中，则颜色为黑色。

第二个问题：对于眼睛路径和直接照明，计算是否良好？我已经在许多代码中看到，即使在直接照明中，人们也使用pdf。但我只使用点光源和球体。

int generateEyePath(std::vector<Vertices>& v, Ray eye, int maxDepth)
{
  double t;
  int id = 0;

  Vertices vert;

  int RussianRoulette;

  while(v.size() <= maxDepth)
  {

    if(distribRREye(generatorRREye) < 10)
      break;

    // Intersect all the geometry
    // id is the id of the intersected geometry in an array
    intersect(eye, t, id);

    const Sphere& obj = spheres[id];

    // Intersection point
    Vec x = eye.o + eye.d * t;

    // normal
    Vec n = (x - obj.p).norm();  

    Vec direction = light.p - x;   

    // Shadow ray
    Ray RaytoLight = Ray(x, direction.norm());        

    const float distance = direction.length();

    // shadow
    const bool visibility = intersect(RaytoLight, t, id);

    const Sphere &lumiere = spheres[id];

    float degree = clamp(n.dot((lumiere.p - x).norm()));

    // If the intersected geometry is not a light, then in shadow
    if(lumiere.e.x == 0)
    {
      vert.couleur = Vec(); 
    }
    else // else we compute the colour
       // obj.c is the brdf, lumiere.e is the emission
       vert.couleur = (obj.c).mult(lumiere.e / (distance * distance)) * degree;    

    vert.x = x;
    vert.id = id;
    vert.n = n;
    vert.d = eye.d.normn();
    vert.cos = degree;

    v.push_back(vert);

    eye = generateRayInHemisphere(x,n);
  }

  return v.size();
 }

对于LightPath，对于给定的点，我根据前一个点和此时的值计算它。就像在一个共同的路径追踪中一样。\ n

第三个问题：颜色计算是否良好？

int generateLightPath(std::vector<Vertices>& v, Ray fromLight, int maxDepth)
{
   double t;
   int id = 0;

   Vertices vert;

   Vec previous;

   while(v.size() <= maxDepth)
   {
    if(distribRRLight(generatorRRLight) < 10)
      break;

    previous = v.back().couleur;

    intersect(fromLight, t, id);

    // intersected geometry
    const Sphere& obj = spheres[id];

    // Intersection point
    Vec x = fromLight.o + fromLight.d * t;

    // normal
    Vec n = (x - obj.p).norm();   

    double f = clamp(n.dot(fromLight.d.norm()));

    // obj.c is the brdf
    vert.couleur = previous.mult(((obj.c / M_PI) * f) / PDF);  

    vert.x = x;
    vert.id = id;
    vert.n = n;
    vert.d = fromLight.d.norm();
    vert.cos = f;

    v.push_back(vert);

    fromLight = generateRayInHemisphere(x,n);
  }

  return v.size();
 }

目前我得到了这个结果。

enter image description here

一旦EyePath和LightPath很好，连接功能就会出现。

谢谢大家

Answer 1

尝试本文中提到的球形参考场景。我想你可以自己解决大部分问题，因为它有分析解决方案。

https://www.researchgate.net/publication/221546261_Testing_Monte-Carlo_Global_Illumination_Methods_with_Analytically_Computable_Scenes

首先，您可以节省时间来实现和验证您对路径追踪和灯光追踪的理解，然后尝试将它们与权重相结合。

双向路径跟踪

1 个答案: