光线追踪 obj 文件漫反射着色问题答案

【问题标题】：Ray tracing obj files diffuse shading issue光线追踪 obj 文件漫反射着色问题
【发布时间】：2017-08-16 16:46:09
【问题描述】：

我的模型的漫反射着色存在问题（渲染基元时不会出现。

这里要注意的是，我认为当你看左边的反射球时，阴影看起来是正常的（根据观察，我可能错了）。

我不确定我做错了什么，因为每次我在构造函数中创建一个三角形时都会计算法线。我正在使用 tinyobjloader 加载模型，这里是 the TriangleMesh intersection algorithm。

FPType TriangleMesh::GetIntersection(const Ray &ray)
{
    for(auto &shape : shapes)
    {
        size_t index_offset = 0;
        for(size_t f = 0; f < shape.mesh.num_face_vertices.size(); ++f) // faces (triangles)
        {
            int fv = shape.mesh.num_face_vertices[f];
            tinyobj::index_t &idx0 = shape.mesh.indices[index_offset + 0]; // v0
            tinyobj::index_t &idx1 = shape.mesh.indices[index_offset + 1]; // v1
            tinyobj::index_t &idx2 = shape.mesh.indices[index_offset + 2]; // v2

            Vec3d &v0 = Vec3d(attrib.vertices[3 * idx0.vertex_index + 0], attrib.vertices[3 * idx0.vertex_index + 1], attrib.vertices[3 * idx0.vertex_index + 2]);
            Vec3d &v1 = Vec3d(attrib.vertices[3 * idx1.vertex_index + 0], attrib.vertices[3 * idx1.vertex_index + 1], attrib.vertices[3 * idx1.vertex_index + 2]);
            Vec3d &v2 = Vec3d(attrib.vertices[3 * idx2.vertex_index + 0], attrib.vertices[3 * idx2.vertex_index + 1], attrib.vertices[3 * idx2.vertex_index + 2]);
            Triangle tri(v0, v1, v2);
            if(tri.GetIntersection(ray))
                return tri.GetIntersection(ray);
            index_offset += fv;
        }
    }
}

The Triangle Intersection algorithm.

FPType Triangle::GetIntersection(const Ray &ray)
{
    Vector3d v0v1 = v1 - v0;
    Vector3d v0v2 = v2 - v0;
    Vector3d pvec = ray.GetDirection().Cross(v0v2);
    FPType det = v0v1.Dot(pvec);

    // ray and triangle are parallel if det is close to 0
    if(abs(det) < BIAS)
        return false;

    FPType invDet = 1 / det;
    FPType u, v;
    Vector3d tvec = ray.GetOrigin() - v0;
    u = tvec.Dot(pvec) * invDet;
    if(u < 0 || u > 1)
        return false;

    Vector3d qvec = tvec.Cross(v0v1);
    v = ray.GetDirection().Dot(qvec) * invDet;
    if(v < 0 || u + v > 1)
        return false;

    FPType t = v0v2.Dot(qvec) * invDet;

    if(t < BIAS)
        return false;

    return t;
}

我认为这是因为当我处理所有对象相交时，三角形网格仅被视为 1 个对象，因此当我尝试获取对象法线时它仅返回 1 个法线：code

Color Trace(const Vector3d &origin, const Vector3d &direction, const std::vector<std::shared_ptr<Object>> &sceneObjects, const int indexOfClosestObject,
                 const std::vector<std::shared_ptr<Light>> &lightSources, const int &depth = 0)
{
    if(indexOfClosestObject != -1 && depth <= DEPTH) // not checking depth for infinite mirror effect (not a lot of overhead)
    {
        std::shared_ptr<Object> sceneObject = sceneObjects[indexOfClosestObject];
        Vector3d normal = sceneObject->GetNormalAt(origin);

screenshot of debug

编辑：我已经解决了这个问题，现在阴影可以正常工作了：https://github.com/MrCappuccino/Tracey/blob/testing/src/TriangleMesh.cpp#L35-L48

【问题讨论】：

偷偷编辑！只是不要立即从TriangleMesh::GetIntersection返回，而是计算你的命中距离，如果距离小于你当前保存的命中，只记住你当前的命中并在最后返回。
@Darklighter 你的意思是我应该循环遍历所有三角形并且只返回最近的一个inside TriangleMesh::GetIntersection？
c++ 中有没有办法查看一个对象是三角形网格还是三角形？
是的，否则你不会得到你真正想要的交叉点，不是吗？为什么要知道一个对象是TriangleMesh 还是Triangle？（通常不会，不）

标签： c++ graphics 3d rendering raytracing

【解决方案1】：

如果您迭代所有面并返回您击中的第一个面，则可能会碰到在其他面后面的面，因此不是您想要击中的面，因此您必须测量你的光线并返回最短光线的交点。

【讨论】：