"RayTracing in one Weekend"有没有人遇到过这个脱衣神器？

Question

我正在尝试将“一个周末的光线追踪”移植到金属计算着色器中。我在我的项目中遇到了这个条形工件：

是不是我的随机生成器效果不好？

有人知道吗？

// 参照 https://www.pcg-random.org/ 实现
typedef struct { uint64_t state;  uint64_t inc; } pcg32_random_t;

uint32_t pcg32_random_r(thread pcg32_random_t* rng)
{
    uint64_t oldstate = rng->state;
    rng->state = oldstate * 6364136223846793005ULL + rng->inc;
    uint32_t xorshifted = ((oldstate >> 18u) ^ oldstate) >> 27u;
    uint32_t rot = oldstate >> 59u;
    return (xorshifted >> rot) | (xorshifted << ((-rot) & 31));
}

void pcg32_srandom_r(thread pcg32_random_t* rng, uint64_t initstate, uint64_t initseq)
{
    rng->state = 0U;
    rng->inc = (initseq << 1u) | 1u;
    pcg32_random_r(rng);
    rng->state += initstate;
    pcg32_random_r(rng);
}

// 生成0～1之间的浮点数
float randomF(thread pcg32_random_t* rng)
{
    //return pcg32_random_r(rng)/float(UINT_MAX);
    return ldexp(float(pcg32_random_r(rng)), -32);
}

// 生成x_min ~ x_max之间的浮点数
float randomRange(thread pcg32_random_t* rng, float x_min, float x_max){
    return randomF(rng) * (x_max - x_min) + x_min;
}

Answer 1

我发现了这个 link。它说由于浮点精度错误，主光线命中点在球体表面上方或下方有一点点。这是一个 z-fighting 问题

Answer 2

看到这些“围绕图像中心的圆圈”伪影几乎总是 Z 轴冲突的死角（沿着任何此类“圆圈”的光线与您正在查看的任何平面物体的距离始终相同，所以他们要么向上舍入要么向下舍入，给你这个神器）。

这种 z 轴冲突然后转化为这个伪像，因为有时这样一个圆上的所有光线都在球体内部（意味着它们的阴影光线被球体自我遮挡），或者都在外面（它们做它们应该做的).你想要做的是在命中点沿法线方向稍微偏移阴影光线的光线原点（比如 1e-3f）。

您可能还想阅读 Carsten Waechter 在 Ray Tracing Gems 1 中的文章 - 它适用于三角形，但很好地解释了问题和可能的解决方案。

"RayTracing in one Weekend"有没有人遇到过这个脱衣神器？

Has anyone encounter this this stripping artifact during "RayTracing in one Weekend"?

random

raytracing

compute-shader

metal