无法实现光子映射

Question

我目前正在开发一个简单的光线追踪器，到目前为止，我已经成功实现了几个功能，例如抗锯齿、景深和带区域光的柔和阴影。 代表我的作品的图像可能是这个：

（这里没有AA）

下一步是使用一些全局照明算法为渲染添加现实，所以我决定转向光子映射方式，这似乎是最简单的一种。

为此，我阅读了一些在网上找到的论文，例如：http://graphics.stanford.edu/courses/cs348b-01/course8.pdf
写的很好。

现在我的程序可以在场景中拍摄光子并在第一次反弹（漫反射或镜面反射）后存储它们，然后将每个光子的功率缩放到 LIGHT_POWER / PHOTON_AMOUNT。 这些图像对此进行了直接可视化，其中我拍摄了 1000k 和 50k 个光子，每个允许反弹 6 次，在全球地图中总共有 5000k 和 250k 个光子：

我觉得效果是对的，所以我转到下一部分，使用光线追踪光线的交点上方一定半径内的光子来计算间接照明。

在我的光线追踪器中，我执行以下操作：

1. 对于每个像素，我通过它发送一条光线以与场景相交并计算直接照明 (dot(N, L) * primitive.color * primitive.diffuseFactor * light.power) 和镜面反射项；

2. 这是棘手的部分：我寻找位于交叉点周围固定半径圆盘中的最近光子，并以这种方式将每个光子产生的光相加：

   对于半径内的每个光子 计算光照的方式与直接光照相同 (dot(-photonDir, N) * original.color * photonColor) 总结一切。

3. 当每个有趣的光子都被处理并添加到最终颜色中时，我将它除以定义搜索区域的圆盘区域。

问题是这样做我没有得到想要的结果，特别是与我在网络上找到的图像相比，天花板非常暗（我不知道天花板怎么能像地板一样亮，如果后者有直接照明的额外贡献，如果上面的光子只有红色或绿色，它怎么可能是白色的）。

代表问题的图像如下：

这是使用 150k 光子渲染的，每个光子有 4 次反射，直接照明已除以 PI。

另外，如果你知道我如何去除角落里那些丑陋的文物，请告诉我。

Answer 1

首先，非常感谢您的帮助。

其次，我在这里宣布，经过一番麻烦，经过一段时间没有接触代码后，我终于得到了它。

我不明白我做错了什么，也许是在半球内获得随机方向的算法，也许是光子收集通道...... 关键是在重新格式化代码后（并在执行最后的收集步骤和 2.2 伽马校正之后）我能够使用 200k 光子、10 个漫反射反射、20 个直接照明样本和 100 个 FG 样本渲染以下内容（采取随机 - 余弦加权 - 方向）。

我对此非常满意，因为它看起来与使用 V-Ray 追踪的 c4d 路径中的场景再现几乎相同。

我还没有搞清楚存储光子入射方向的工具是什么，啊哈哈哈哈，不过可以，所以没关系。

再次感谢。