Games101课程笔记_lecture13_光线跟踪

Ray tracing和光栅化是不同的成像方式

1 why Ray tracing

光栅化不好表现全局的效果。

• 阴影
• 玻璃的反射：光线在场景中弹了两次
• 间接光照：光线弹射不止一次。
  以上这些光栅化不好做这些效果，

光栅化快，但是质量不好。

光线追踪精确，但是很慢，符合物理规律，很真实
光栅化：实时；光线追踪：离线

2 光传播

reciprocity-光线的可逆性，光源发出，也可以从眼睛发出关系。
你可以看到他，他也可以看到你。

从相机出发，往世界上投出光线，进行计算。

3 光线追踪

假设:
眼睛是一个点；
光源也是一个点；
物体会完美的反射和折射；

沿着一条光线考虑的是最近 的一个交点，完美解决了深度测试的问题。

3 Whitted-style ray Tracing

每个弹射点都与光源相连接。
先看这些点是否没挡住，每个点的着色都相加起来。有能量损失，要考虑进去。
也就是把所有的光路都遍历出来，然后计算颜色值，将其累加起来。

4 技术实现

1 光线交点

1 光线的数学表示方法

2 光线与球相交

t不知道。求t

求解t的过程如下，

求解的t必须要有意义。
球与光线的三个关系：

4 光线与隐式表面的交点

用数值的方法求解这个解。

5 关系与显示表面的交点

也就是光线与三角形求交。
奇数个交点在内部，偶数个交点在外部。

平面的数学定义

一条法线以及平面上的一个点
平面上的任意一个点可以用一条法线和平面上的任意一个点来表示；
利用平面的一个特性，平面的法线与平面的任意两个点的连线垂直。

计算方法，如下

可以解出平面与光线的交点，然后再判断交点是否在三角形的内部。、

懒办法

有没有办法马上就判断出交点是否在三角形内部
利用重心坐标来求出三角形内的任何一个点，然后和光线上的点做比较，只要相等就是一个点
t还是正的，对于重心坐标在三角形内部是否在三角形内就是P0，P1，P2的系数都大于0

2 光线和表面求交的加速

1 问题

1000多万个三角形，场景很复杂。

2 加速方法

1 包围盒

2光线如何求包围盒有交点

三维的盒子与光线的相交

求出三组进入和出去的时间。

iff当前仅当