本章节将会是光线追踪系列博客中目前为止最难且最复杂的部分，我们之所以在当前的进度下引入BVH，一方面是为了让代码运行更快，同时也是因为实现BVH要求我们重构hittable类的部分代码，当我们在场景中添加长方体等其他物体时，我们就不再需要再回过头考虑hittable的重构了。 当前我们的渲染器的主要时间瓶颈在光线-物体的相交测试上，当我们向场景中发射数以百万计的光线时，我们可以首先对场景中...

在真实世界的相机中，相机会在一个短暂的时间窗口内保持开启，而在这个时间段内，相机和场景中的物体都有可能处于运动状态。为了能够在渲染器中实现这一效果，我们需要计算在快门的时间窗口中，相机对于场景的感知的平均值。 2.1 思路 原博客的这一部分我认为解释的有些繁琐，所以我就不再翻译原文内容了，直接写一写思路与代码。 实现运动模糊的思路很简单，光线追踪器在相机快门打开的时间窗口内随机选择不同...

Defocus Blur有一个更熟悉的说法，景深。 实现景深的思路相对来说很简单，我们只需要修改相机的模型即可，这主要涉及到相机的两个参数： 焦距距离（Focus Distance）：指定一个距离，在这个距离上的物体会清晰对焦 光圈大小（Aperture Size）：控制模糊的程度，光圈越大，则模糊越明显 13.1 Generating Sample Rays 在没有散焦...

现在，让我们进一步拓展相机的功能，首先我们为相机实现一个可以修改的fov，所谓的fov，就是指渲染图像从一边到另一边的角度。由于设置的相机宽高比不为1：1，所以fov在水平和竖直方向上的角度是不同的，在本系列博客中，我们将采用竖直方向上的fov，并且在构建相机时，我们给出指定的角度，然后在构建函数中转换到弧度。 12.1 Camera Viewing Geometry 想要调整相机的fo...

像水、玻璃和钻石这样的透明材料是电介质。当光线照射到它们时，会分裂成反射光线和折射（透射）光线。我们将通过随机选择反射或折射来处理这一现象，每次交互只生成一条散射光线。 折射光线在从环境进入材料本身时会发生弯曲（例如玻璃或水）。这就是为什么当铅笔部分插入水中时会看起来弯曲。折射光线弯曲的程度由材料的折射率决定。通常，这是一个描述从真空进入材料时光线弯曲程度的单一值。玻璃的折射率大约在1.5...

10.1 An Abstract Class for Materials 现在我们想要实现镜面反射的材质，但我们要如何处理不同物体所使用的不同材质呢？我们可以创建一个材质的抽象类，并且在我们的渲染器中，material类还需要负责两个功能： 创建散布光线，或者入射光线被材质吸收掉 如果存在光线散布，则需要给出光线的衰减程度 #ifndef MATERIAL_H #defin...

现在，我们可以着手实现更为真实的材质了，首先是常见的漫反射材质 9.1 A Simple Diffuse Material 漫反射物体的特点是不发出自己的光，而是反射周围环境中的光。它们会把反射的光调制成自身的固有颜色。比如，如果一个红色的漫反射物体受到白光照射，它会反射出红色的光，因为它的固有颜色是红色。当光线照射到漫反射表面时，反射的方向是随机的，这意味着光线会以各种不同的角度反射出...

我们当前的渲染结果中有明显的锯齿。当真实的相机拍照时，在物体边缘处通常不会有明显的锯齿，这是因为边缘的像素是与前景与背景在一定程度上混合的结果。而在渲染中，我们可以通过对每个像素的一些采样进行平均来获取相近的效果。 当前，相机构建出的光线会穿过每个像素的中心点，这种做法被称为点采样point sampling。要理解点采样的问题，我们可以想象要渲染一个远处的黑白棋盘，棋盘由8x8的黑白块组...

因为相机是渲染器的一个重要组成模块，我们有必要将其抽象到一个单独的类中。camera类主要负责两个任务： 构建并向场景中散布光线 使用光线的计算结果渲染图像 我们把这两个任务分别放在函数private initialize()和public render()中， 同时，在相机的重构中，我们可以将此前在main.cpp中的函数ray_color()包含起来，因为它属于渲染图像的...

6.1 Shading with Surface Normals 我们需要先明确一点：在我们的光线追踪器中，并非所有法线都需要进行归一化，尤其是对于法线的方向来说。 对于一个球体，法线就等于球面上一点减去球心得到的向量，如下图所示： 现在让我们将法线添加到到球体的着色计算中。因为目前我们的场景中还没有任何照明，我们暂时可以让球体的法线作为球体的颜色，具体的做法是，根据光线与球面的交...