自己实现带有光线投射的 phong 照明

Posted 2023-02-16

【中文标题】自己实现带有光线投射的 phong 照明

【英文标题】：own implementation of phong illumination with ray casting

【发布时间】：2013-01-19 23:27:20

【问题描述】：

我正在尝试从头开始用 java 编写一个程序，该程序使用光线投射技术和 phong 照明渲染一个球体，但我有点迷茫。

我了解 phong 方程系数背后的概念，但我不明白如何获得向量值，以及这一切与光线投射有什么关系

假设我想在屏幕中间渲染球体，并且我有它的位置和半径，所以 (cx,cy,r)。我现在究竟从哪里开始？我究竟如何得到向量值？我的想法如下（伪代码）

int cx = window width/2
int cy = window height/2
int r = 30;
for(i = 0 -> window height) 
    for(j = 0 -> window width) 
        if( (j-cx)^2 + (i-cy)^2 < r^2) 
            //point inside
            Color c = phong(arguments..)
            draw pixel j,i with color c
        

    

但我不知道这是否正确，如果正确，我如何获得向量值，对于初学者来说，Normal？

你能指出我正确的方式吗？我已经尝试了很多谷歌搜索但没有成功，提前谢谢你

【问题讨论】：

几年前，我用 Java 写了一个非常非常简单的光线追踪器：github.com/gkopff/stingray - 也许这会给你一些启发。

【参考方案1】：

用于计算法线的向量通常来自真实几何对象的镶嵌（近似）。所以你把球体分成三角形。那么每个三角形(p1,p2,p3)都有自己的法向量((p2-p1)×(p3-p1)。

phong 着色方法是一种 插值，然后（理想情况下）模糊线条，放弃您正在绘制三角形而不是 真正的 领域。不过，这对侧面的角落没有帮助。 :(

对于镶嵌，一种方法是使用Bezier surface patches 近似球体，然后可以将其细分为适当的小尺寸并简化为三角形。 My question over here 探索绘制茶壶的工作（主要是旋转表面，与球体不同）。