带有光线追踪的圆柱相交答案

【问题标题】：Cylinder intersection with ray tracing带有光线追踪的圆柱相交
【发布时间】：2021-01-07 06:15:56
【问题描述】：

我是这里的新手，我正在尝试用 C 语言创建一个光线追踪程序，并且正在研究圆柱形状。
到目前为止，我只有一半的圆柱体，我正在尝试找到一种方法来获得另一半。
我检查了正常情况，这似乎不是问题。
我也尝试改变无交叉的条件，但没有任何效果。
这是我到目前为止所做的：

t_inter_point ft_cylinder_collision(t_ray ray, t_pack cylinder, int id)
{
    t_inter_point inter_point;
    t_delta delta;
    t_ray new_ray;
    t_vect c_to_o;

    inter_point.hit = FALSE;
    inter_point.id = id;
    new_ray.origin = ray.origin;
    cylinder.rot = normalize(cylinder.rot);
    new_ray.direction = cross(ray.direction, cylinder.rot);
    c_to_o = sub(ray.origin, cylinder.pos);
    delta.a = dot(new_ray.direction, new_ray.direction);
    delta.b = 2 * dot(new_ray.direction, cross(c_to_o, cylinder.rot));
    delta.c = dot(cross(c_to_o, cylinder.rot), cross(c_to_o, cylinder.rot)) - pow(cylinder.diameter / 2, 2);
    delta.delta = pow(delta.b, 2) - 4 * delta.c * delta.a;
    if (delta.delta < 0)
        return (inter_point);
    inter_point.t1 = (-delta.b - sqrt(delta.delta)) / (2 * delta.a);
    inter_point.t2 = (-delta.b + sqrt(delta.delta)) / (2 * delta.a);
    if (inter_point.t2 < 0)
        return (inter_point);
    inter_point.t = (inter_point.t1 > 0 ? inter_point.t1 : inter_point.t2);
    return (ft_find_edges(cylinder, ray, inter_point));
}

t_inter_point ft_find_edges(t_pack cylinder, t_ray ray,
                            t_inter_point inter_point)
{
    double a;

    ft_get_normal(ray, cylinder.pos, &inter_point);
    if (get_norm(sub(inter_point.coord, cylinder.pos)) > cylinder.height)
        return (inter_point);
    a = dot(cylinder.rot, sub(inter_point.coord, cylinder.pos));
    inter_point.normal = normalize(sub(inter_point.coord, add(cylinder.pos, ft_scale(cylinder.rot, a))));
    inter_point.hit = TRUE;
    return (inter_point);
}

The rendered half cylinder

所以问题是：有没有用这个方程得到完整圆柱体的解决方案？（谢谢）

【问题讨论】：

我没有完全遵循数学 - 希望您对所有向量的含义有更好的了解？但我猜圆柱体的另一个壁是二次方程的另一个解。
您是否看到有关该主题的其他帖子？ stackoverflow.com/questions/35164707/…
渲染器是否使用向后指向的法线渲染表面？

标签： c raytracing

【解决方案1】：

我发现了我的错误，如果将来有人需要这个，我会尝试在这里描述它。所以基本上，在渲染无限圆柱体时，我们会尝试获取最近的交点并进行渲染。对于我们切割的有限圆柱体，它不起作用。如果交点到圆柱中心的距离大于圆柱的长度，那么我们不考虑交点。即使在最近的交叉点（太高）处没有交叉点，但在它后面可能有一个在圆柱体高度范围内的交叉点。这就是我们需要得到圆柱体另一侧的交点。

也许一些伪代码会有所帮助

// I assume you already found t1 and t2, the two intersections
if (t2 < 0) return ;
t = (t1 > 0 ? t1 : t2);

double max = sqrt(pow(cylinder.height / 2, 2) + pow(cylinder.radius, 2)); //pythagoras theorem
t_vect point = ray.origin + ray.direction * t;
t_vect len = point - cylinder.center;
if (norm(len) > max) // if t1 is too high we try with t2
   t = t2;

t_vect point = ray.origin + ray.direction * t;
len = point - cylinder.center;
if (norm(len) > max) // if t2 is too high too then there is no intersection, else t2 is the intersection. And t2 is in the second half of the cylinder
   return;

如果我可以尝试在一句话中恢复这一点，我会说我们首先尝试获得最近的交叉点，但如果它不起作用，我们会尝试第二个（与球体不同）。

我希望它对将来的某人有所帮助。和平（感谢回答的人）

【讨论】：