Ray Casting：光线投射-Toy模板网

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了Ray Casting：光线投射。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方，请大家不吝赐教，您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

本次作业完成的是通过正交相机投影+ray casting方式渲染，得到一个场景中有若干个球形的图片，并以深度测试后直接显示色彩和简单限制深度后显示两种方式来显示。

原理

结果

github连接

原理

在不考虑二次反射和多次反射的情况下，Ray casting只需要从相机到当前画布的各个像素投射出一条光线，判断光线是否和场景中的各个物体相交，如果相交，比较出距离相机最近的那个物体予以显示即可；如果不相交，则不做任何其他处理。

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首先给出场景中包含的各项数据，然后我再一一说明如何处理。

OrthographicCamera {
center 0 0 10
direction 0 0 -1
up 0.5 1 0
size 5
}

Background { color 0.2 0.2 0.2 }

Materials {
numMaterials 3
PhongMaterial {
   diffuseColor 1 0 0
}
PhongMaterial {
   diffuseColor 0 1 0
}
PhongMaterial {
   diffuseColor 0 0 1
}
}

Group {
numObjects 5

MaterialIndex 0
Sphere {
   center 0 0 0
radius 1
}

MaterialIndex 1
Sphere {
   center 1 1 1
radius 0.75
}
Sphere {
   center -1 -1 1
radius 0.75
}

MaterialIndex 2
Sphere {
   center -1 1 -1
radius 0.75
}
Sphere {
   center 1 -1 -1
radius 0.75
}
}

按照伪代码的顺序，我们首先看如何创建一条从相机（或眼睛）出发的光线。

这里需要区分一个点，相机的size和最终显示图片的尺寸并不相等，二者之间的关系可以理解为原本相机的size经过等比放大可变为最终图片。“For every pixel”是针对照片而言的，但具体发射光线是从相机出发的，从照片的尺寸到相机的尺寸是需要压缩的，故先将此时的坐标（x0,y0）归一化得到（x,y）。又因为camera通过中心坐标以代表相机位置，而（x,y）坐标的起始点（0,0）并不是中心，如下图所示。故，要将归一化的（x,y）变为相机size的“成像面”上的某点，则需要进行下图公式所示的变换：

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