C中最小光线追踪器的神秘问题

Question

我正在用 C 编写一个最小的光线追踪器，不久前我写了一个光线追踪器，所以我了解它们背后的理论，只是想重写以进行清理。

我有光线追踪器的必要元素，仅此而已。我写了三角形交集，将像素 space 坐标转换为 NDC（考虑了宽高比和 FOV），并写出了帧缓冲区。

但是，它没有按预期工作。当它应该渲染单个三角形时，图像完全是黑色的。我已经测试过编写单个测试像素，它工作正常，所以我知道这不是图像编写代码的问题。

我已经对数学背后的代码进行了双重和三次检查，对我来说它看起来不错。交集代码基本上是原始 Moller-Trumbore 论文中源代码的副本：

/* ray triangle intersection */
bool ray_triangle_intersect(double orig[3], double dir[3], double vert0[3],
    double vert1[3], double vert2[3], double* t, double* u, double* v) {
    double edge1[3], edge2[3];
    double tvec[3], pvec[3], qvec[3];
    double det, inv_det;

    /* edges */
    SUB(edge1, vert1, vert0);
    SUB(edge2, vert2, vert0);

    /* determinant */
    CROSS(pvec, dir, edge2);

    /* ray in plane of triangle if near zero */
    det = DOT(edge1, pvec);

    if(det < EPSILON)
        return 0;

    SUB(tvec, orig, vert0);

    inv_det = 1.0 / det;

    /* calculate, check bounds */
    *u = DOT(tvec, pvec) * inv_det;
    if(*u < 0.0 || *u > 1.0)
        return 0;

    CROSS(qvec, tvec, edge1);

    /* calculate, check bounds */
    *v = DOT(dir, qvec) * inv_det;
    if(*v < 0.0 || *u + *v > 1.0)
        return 0;

    *t = DOT(edge2, qvec) * inv_det;

    return 1;
}

CROSS、DOT 和 SUB 只是宏：

#define CROSS(v,v0,v1) \
    v[0] = v0[1] * v1[2] - v0[2] * v1[1]; \
    v[1] = v0[2] * v1[0] - v0[0] * v1[2]; \
    v[2] = v0[0] * v1[1] - v0[1] * v1[0];

#define DOT(v0,v1) (v0[0] * v1[0] + v0[1] * v1[1] + v0[2] * v1[2])

/* v = v0 - v1 */
#define SUB(v,v0,v1) \
    v[0] = v0[0] - v1[0]; \
    v[1] = v0[1] - v1[1]; \
    v[2] = v0[2] - v1[2];

转换代码如下：

double ndc[2];
screen_to_ndc(x, y, &ndc[0], &ndc[1]);

double dir[3];

dir[0] = ndc[0] * ar * tfov;
dir[1] = ndc[1] * tfov;
dir[2] = -1;

norm(dir);

和screen_to_ndc：

void screen_to_ndc(unsigned int x, unsigned int y, double* ndcx, double* ndcy) {
    *ndcx = 2 * (((double) x + (1.0 / 2.0)) / (double) WIDTH) - 1;
    *ndcy = 1 - 2 * (((double) y + (1.0 / 2.0)) / (double) HEIGHT);
}

如有任何帮助，我们将不胜感激。

Answer 1

尝试反转三角形的方向。您的光线-三角形相交代码会剔除背面，因为当 det 为负时它 returns 早。

C中最小光线追踪器的神秘问题

Mysterious problem with minimal ray tracer in C

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