1 光线追踪概览

Posted 2020-11-18 tooyoungtsukasa

1 图像科学

　　1.1 介绍

　　1.2 小孔相机模式

　　　　首先是这种相机的运行原理：

　　　　

　　　　

　　　　

 

　　　　即使在计算机图形学中还有更复杂的相机模型在使用，小孔成像依然很受欢迎，毕竟它很简单，而且还用途广泛。

　　1.3 像素和光线

　　当我们生成一个图片，我们基本上要决定每个像素都该放入什么颜色。你可以想象每个像素都是场景中互相独立的小窗口。"如果只能选择一种颜色来表示通过此窗口的每一种颜色，那么正确的颜色应该是？"3D计算机图形致力于回答以上的问题。

　　一种思考此问题的方式是基于小孔相机，如果我们可以把影像区域和给定的像素关联，那么我们接下来就可以学习接下来在真实物理环境下影像区域将会发生什么，然后使用这个案例作为导航来确定在计算机的虚拟世界里对应的真实像素。如果使用图三的小孔模型，那对应就很简单了。

　　　　

　　在图4中，一个特定且相应的像素在胶片上被隔离，光线中分出一束，从场景穿过小孔打在胶片上，在曝光和小孔被覆盖完成后，胶片中的区域吸收了许多不同的光线。如果我们像让入射的每个光束都和一个颜色一一对应，我们应该进行一个"平均"操作。

　　从这节的讨论可以看出，我们的最终目标是让每个像素对上正确的颜色，从现在开始，当我们提及"小孔相机模型"甚至"相机"，均是指的图三。