算法四 May 作者
Algorithm for 2D Raytracer
我想在 Java 中做一个程序化的 RayTracer 用于演示目的，同时给出关于光线追踪的一般介绍（也提到 3D，这个 2D 模型应该只是为了更容易理解，并且训练我的一般 Java 知识）。
我的问题是，我不知道从哪里开始。
我要尝试的第一件事是使用向量从给定坐标（例如鼠标光标的位置）追踪屏幕上的每个像素。然后我会计算矢量是否与多边形相交，然后我会在那里停止矢量并仅将其绘制到这个特定点。
也许我什至可以通过计算法线来绘制一些阴影，并以较低的强度在另一个方向反射矢量。
那么从 A = {everypixelonthescreen} 到特定的 Point P 绘制一个向量并计算交点是个好主意吗？
完成后的版本应该是这样的：
据我了解，这个问题的处理方式会有所不同。给定某个位置（鼠标的当前位置或类似的东西），将从那里在某个给定角度的范围内跟踪环境（例如 90 度，在您的图片中看起来像 360 度）。在所需的角度分辨率中，来自初始位置的光线与上述多边形相交。渲染最近的交点。这种方法应该渲染距离给定位置 'visible' 的点。
恐怕您提出的那种光线追踪应用程序比使用真正的 3D 更具误导性 ray-tracer。
- 2D 光线追踪器的使用方式略有不同
- 这可能会让您的听众感到困惑
我会尝试选择更原生的 2D ray-trace 用法，例如：
光学仿真
这用于模拟镜头和反射镜光学。此图像来自我的一个古老的 2D ray-trace 模拟：
储存你的世界
你有一个折线+衍射指数形式的镜头和折线形式的镜子。你有世界绕射指数
从光源投射 R、G、B 光线
仅投射重要的或全部投射。使用斯涅尔定律模拟光学
如您所见，色差是可见的（每种颜色都有自己的波长，因此衍射指数不同）。您也可以使用 MultiBand rendering.
我用它来调整自定义光学系统。如果您添加 drag & drop 功能，您将获得 Optic Lab。
德军总部演示
这款伪 3D 游戏使用了 2D 光线投射引擎。参见 Wiki: Wolfenstein_3D_engine。此图片取自 link:
- 先把地板和ceiling/sky画成2个半屏（屏幕除以horizon）
那么你就有了你的 maze/world 的二维地图（右）
因此从您当前位置向所有可见方向投射光线（类似于您的图像，但通常使用 60 度视图）。光线必须以亚像素（单元）精度完成。在您的光线击中墙壁（在地图上）的位置获得子像素（单元格）位置。它表示被击中的墙体纹理
在屏幕上为每条光线绘制适当的列（垂直线）
它的大小和比例由到光线原点的距离决定。应用了鱼眼校正——如果我没记错的话，它是通过仅使用垂直距离（将距离乘以 cos(ray_angle - player_angle)）完成的。
这是我刚才为了好玩而搞砸的一个例子：
它是在 C++ 中使用纯 GDI（仅使用位图扫描线）完成的，根本没有其他第 3 方库。它使用单一纹理、漫反射+环境照明、2D 光线投射。有 2 个位图（屏幕，texture-atlas）和一个 2D 地图。代码小于 9 KB，包括 rems。它仅由键盘控制（鼠标用于在地图子窗口中编辑迷宫）。
这里是动画GIF例子：
如果您有兴趣，请参阅此相关 QA：
我想在 Java 中做一个程序化的 RayTracer 用于演示目的，同时给出关于光线追踪的一般介绍（也提到 3D，这个 2D 模型应该只是为了更容易理解，并且训练我的一般 Java 知识）。
我的问题是，我不知道从哪里开始。
我要尝试的第一件事是使用向量从给定坐标（例如鼠标光标的位置）追踪屏幕上的每个像素。然后我会计算矢量是否与多边形相交，然后我会在那里停止矢量并仅将其绘制到这个特定点。
也许我什至可以通过计算法线来绘制一些阴影，并以较低的强度在另一个方向反射矢量。
那么从 A = {everypixelonthescreen} 到特定的 Point P 绘制一个向量并计算交点是个好主意吗？
完成后的版本应该是这样的：
据我了解，这个问题的处理方式会有所不同。给定某个位置（鼠标的当前位置或类似的东西），将从那里在某个给定角度的范围内跟踪环境（例如 90 度，在您的图片中看起来像 360 度）。在所需的角度分辨率中，来自初始位置的光线与上述多边形相交。渲染最近的交点。这种方法应该渲染距离给定位置 'visible' 的点。
恐怕您提出的那种光线追踪应用程序比使用真正的 3D 更具误导性 ray-tracer。
- 2D 光线追踪器的使用方式略有不同
- 这可能会让您的听众感到困惑
我会尝试选择更原生的 2D ray-trace 用法，例如：
光学仿真
这用于模拟镜头和反射镜光学。此图像来自我的一个古老的 2D ray-trace 模拟：
储存你的世界
你有一个折线+衍射指数形式的镜头和折线形式的镜子。你有世界绕射指数
从光源投射 R、G、B 光线
仅投射重要的或全部投射。使用斯涅尔定律模拟光学
如您所见，色差是可见的（每种颜色都有自己的波长，因此衍射指数不同）。您也可以使用 MultiBand rendering.
我用它来调整自定义光学系统。如果您添加 drag & drop 功能，您将获得 Optic Lab。
德军总部演示
这款伪 3D 游戏使用了 2D 光线投射引擎。参见 Wiki: Wolfenstein_3D_engine。此图片取自 link:
- 先把地板和ceiling/sky画成2个半屏（屏幕除以horizon）
那么你就有了你的 maze/world 的二维地图（右）
因此从您当前位置向所有可见方向投射光线（类似于您的图像，但通常使用 60 度视图）。光线必须以亚像素（单元）精度完成。在您的光线击中墙壁（在地图上）的位置获得子像素（单元格）位置。它表示被击中的墙体纹理
在屏幕上为每条光线绘制适当的列（垂直线）
它的大小和比例由到光线原点的距离决定。应用了鱼眼校正——如果我没记错的话，它是通过仅使用垂直距离（将距离乘以
cos(ray_angle - player_angle)）完成的。
这是我刚才为了好玩而搞砸的一个例子：
它是在 C++ 中使用纯 GDI（仅使用位图扫描线）完成的，根本没有其他第 3 方库。它使用单一纹理、漫反射+环境照明、2D 光线投射。有 2 个位图（屏幕，texture-atlas）和一个 2D 地图。代码小于 9 KB，包括 rems。它仅由键盘控制（鼠标用于在地图子窗口中编辑迷宫）。
这里是动画GIF例子：
如果您有兴趣，请参阅此相关 QA：
