The Rasterization Algorithm 本篇博客以这篇文章为基础。 在计算机图形学中，我们可以将渲染过程分为两个部分：可见性与着色。可见性问题指的是判断三维物体中的哪些部分对于相机来说是可见的。物体或场景中某些部分可能会在相机的可视范围之外，或者被其他物体所遮挡，都会导致对应部分的不可见。 解决可见性问题有两种思路，分别是光线追踪与光栅化。 对于光线追踪来说，...

3 The BRDF 最终，PBR可以归纳为沿着一组观察射线，计算进入相机的radiance。我们将此要计算的radiance记为$L_i(c, -v)$。其中，$c$表示相机的位置，$-v$表示沿着观察射线的方向。负号的使用基于两点PBR中的符号约定： $L_i()$中的方向向量始终指向远离给定点的方向，在这里即远离相机的方向 观察向量$v$始终指向相机 在渲染中，我们默...

Radiometry 辐射度学 不同波长的电磁波具有不同的属性。人类肉眼可见的电磁波的波长范围为400纳米到700纳米。如下图所示： 在基于物理的渲染中，我们围绕以下四个辐射度量学中的物理量展开： Name Symbol Units radiant flux $\Phi$ ...

最后，我们创建一个新场景，用于展示Ray Tracing The Next Week中所添加的新特性： ... void finalScene(int imageWidth, int samplesPerPixel, int maxDepth) { hittableList boxes1; auto ground = make_shared<lamberti...

9.1 Constant Density Mediums 首先，我们来实现一个密度恒定的volume。穿过volume的光线既有概率在volume内部散射，也有可能直接穿过，如下图所示。当volume的密度更低或volume更薄时，穿过volume的概率更大。此外，光线在volume中行进的距离也影响了光线穿过volume的概率 当光线穿过volume时，可能会在任意位置上发生散射。...

我们的康奈尔盒现在还有些空荡，所以让我们在房间中再添加两个方块。首先，我们需要通过6个quad来组成一个方块，我们可以创建一个函数，用于返回一个box class quad final: public hittable {...}; inline shared_ptr<hittableList> box(const point3& a, const point3&am...

光照是光线追踪的关键组件，早期的光线追踪器主要是用抽象的光源，比如空间中的一个点或方向。而现代光线追踪器更多地使用基于物理的光照，这些光源不仅有位置，还有大小。 7.1 首先我们来创建一个没有反射的自发光材质，并添加一个对应的emitted()函数，用于告诉光线这个材质是什么颜色的，原理类似于渲染器中的背景色，所以代码很简单： class diffuseLight final : pu...

此前我们的渲染器只支持球体这一种primitive，现在是时候添加四边形了。 6.1 Defining the Quadrilateral 虽然在代码中我们会以quad来命名新的primitive，但从技术上来说，我们实际要实现的是平行四边形。我们通过以下三个参数定义平行四边形： Q：起始的一角 u：表达平行四边形其中一条边的向量 v：表达平行四边形另一条边的向量 ...

w White noise的效果如下图所示： 而Perlin noise的效果则有些像模糊后的white noise： Perlin noise的一个重要特征是可重复性：只要输入的三维坐标不变，它返回的随机数就是固定的。Perlin Noise还有一个特征是使用的方法快速且复杂型相对较小，在本章节中我们将会实现自己的Perlin Noise类。 原博客中基本没有详细介...

在计算机图形学中，纹理映射指的是给场景中的物体添加材质效果，这里的效果指的是一种或多种材质属性，例如颜色、光泽度、凹凸等。其中，定义出物体表面上每个点的颜色是最常用的一种纹理映射。只是在实操中，我们通常是根据给定点的位置，在纹理上查找对应的颜色值。 4.1 Constant Color Texture 在我们的工程中，我们为纹理创建一个单独的类。texture类的主要函数是value()...