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计算机图形学入门（十三）-光线追踪（基本原理）

本部分主要介绍了光线追踪的基本原理，简述了光线追踪的实现过程，并对实现过程中第一步，求解射线与表面的交点的过程进行了全面的分析和解答。

学习视频来源

GAMES101-现代计算机图形学入门-闫令琪_哔哩哔哩_bilibiliicon-default.png?t=LA92https://www.bilibili.com/video/BV1X7411F744?p=13

计算机图形学入门（十三）-光线追踪（基本原理）_第1张图片

为什么需要光线追踪

计算机图形学入门（十三）-光线追踪（基本原理）_第2张图片

计算机图形学入门（十三）-光线追踪（基本原理）_第3张图片

计算机图形学入门（十三）-光线追踪（基本原理）_第4张图片

基础光线追踪算法

三个思想基础

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计算机图形学入门（十三）-光线追踪（基本原理）_第6张图片

利用了光线（光路）的可逆性

光线投射

计算机图形学入门（十三）-光线追踪（基本原理）_第7张图片

计算机图形学入门（十三）-光线追踪（基本原理）_第8张图片

假设光线的反射漫反射都是完美的

递归(Whitted-Style)光线跟踪

计算机图形学入门（十三）-光线追踪（基本原理）_第9张图片

计算机图形学入门（十三）-光线追踪（基本原理）_第10张图片

至于具体的技术细节，后面都会解释

1.求解射线与表面的交点具体的过程

射线与表面的一般求交点方式

计算机图形学入门（十三）-光线追踪（基本原理）_第11张图片

计算机图形学入门（十三）-光线追踪（基本原理）_第12张图片

计算机图形学入门（十三）-光线追踪（基本原理）_第13张图片

因此可以推广到所有隐式表面的交点

计算机图形学入门（十三）-光线追踪（基本原理）_第14张图片

求解射线与三角形网格的交点

计算机图形学入门（十三）-光线追踪（基本原理）_第15张图片

计算机图形学入门（十三）-光线追踪（基本原理）_第16张图片

下面是平面的定义

计算机图形学入门（十三）-光线追踪（基本原理）_第17张图片

用之前的联立方程的方式即可求解

计算机图形学入门（十三）-光线追踪（基本原理）_第18张图片

另一种求解射线与三角形交点的方法

计算机图形学入门（十三）-光线追踪（基本原理）_第19张图片

2.加速求解射线与表面的交点

计算机图形学入门（十三）-光线追踪（基本原理）_第20张图片

使用包围盒（包围体积）

计算机图形学入门（十三）-光线追踪（基本原理）_第21张图片

包围盒体的定义

计算机图形学入门（十三）-光线追踪（基本原理）_第22张图片

求射线与盒体的交点

计算机图形学入门（十三）-光线追踪（基本原理）_第23张图片

对于3D盒体

计算机图形学入门（十三）-光线追踪（基本原理）_第24张图片

如果出现负数

计算机图形学入门（十三）-光线追踪（基本原理）_第25张图片

计算机图形学入门（十三）-光线追踪（基本原理）_第26张图片

总目录

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