反向光线追踪的步骤是怎样的?

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所谓光线追踪(raytrace)是以模拟真实世界中光的某些物理性质为最终目的的。在现实中,无限无数细的光线从各种光源向所有方向放射。数百万的光线投射到物体的表面与其碰撞然后经过反弹或穿透最终遇到摄像机而结束。由于数百万的光线的投射方向并不是全部到达摄像机,这样一来,计算的次数将会特别高。

由于我们只关心实际撞击屏幕的光线,所以在MAX 里是从摄像机开始工作,最终到达光源的计算方式,并且在此过程中只分辨确定像素的光线。这种方式实际上是一种反向光线追踪(backward raytracing)。

反向光线追踪步骤:

1、camera的胶片被分成离散的网格(即像素点),我们的目标是确定每一个像素点的颜色值。

光线追踪的步骤是怎样的?

2、对于每一个像素,从camera位置追踪一条光线,指向该像素点
光线追踪的步骤是怎样的?

3、对于这束光线,判断其是否和场景中的物体相交。如果相交,则转到步骤4;否则,将背景色填充到当前像素中去,回到步骤2,继续处理下一个像素。

4、如果光线和物体相交,计算物体表面交点的颜色值。该点的颜色值即为该像素的颜色值。

a、首先检查每个光源在该交点的贡献值。追踪一条新光线去光源,用来确定交点是被全部照亮、部分照亮还是没有被照亮,同时确定了阴影。

光线追踪的步骤是怎样的?

b、如果物体表面具有反射性质,计算初始光线的反射光线,然后追踪这条反射光线,转到步骤3。

c、如果物体表面具有折射性质,计算初始光线的折射光线,然后追踪这条折射光线,转到步骤3。

d、最终,根据表面性质(反射率、折射率),和不同类型光线计算得出的颜色值,来确定交点的颜色值,即当前像素点的颜色值。

5、回到步骤2,继续下一个像素点。重复这个过程直到像素点都遍历完成。

来源:Cavia

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