mr-rosan / raychasing

Ray Tracing Algorithm Simalation

的三维渲染系统

环境配置

• 操作系统: Windows 10
• 编译器: MSVC(Visual Studio 2019)
• Opengl 3.3 以上
• CMake 3.18以上

编译说明

1. 打开./code所在文件夹->右键->使用Visual Studio打开

2. 项目->生成CMake缓存

   

3. 生成->全部重新生成

   

4. 选择启动项

   

注: 不喜欢用CMake的同学可以通过CMake生成vs工程使用

如何写我自己的渲染算法(重要)

本项目使用了一个简单的插件注册系统

1. 打开./code/components文件夹
2. 复制RenderExample文件夹, 并将其修改成你自己喜欢的名字
3. 修改复制后的文件夹里的CMakeLists.txt文件

   ...
   # 将"RenderExample"修改为你自己喜欢的名字, 千万不要和别的文件夹里的名字重复
   set(MY_COMPONENT_NAME "RenderExample")
   ...

4. 修改./code/components/CMakeLists.txt

   ...
   # 添加
   add_subdirectory("./我的文件夹")

5. 继承类NRenderer::RenderComponent, 并且重写void render(...)函数

   // 详情请看RenderExample示例
   class Adapter : public NRenderer::RenderComponent {
       virtual void render(NRenderer::SharedScene spScene) {
           ....
       }   
   };

6. 注册插件

   + 参数1 -> 插件名称，不要写中文
   + 参数2 -> 插件的描述
   + 参数3 -> 注册的类, 类的名字
   REGISTER_RENDERER(Render, RenderTest, A);

7. 重新生成CMake缓存并且重新编译插件

使用方法

导入场景文件

修改材质信息

修改场景参数

选择渲染方法并渲染

切换渲染结果/快速预览

样例算法(持续添加...)

Ray Cast

向场景中投射光线, 计算直接光照. 计算方法为(Phong, 忽略了环境光) $$ L_o = k_d\cdot Li + k_s\cdot Li(V \cdot R)^p $$

场景文件为 ray_cast_cornel.scn

渲染结果:

Simple Path Tracer

使用Monte Carlo方法计算光照, 不支持网格, 仅支持漫反射材质

场景文件path_tracing_cornel.scn

渲染结果(采样数2048)

Path Tracing 导体材质(代码未提供，需要自己实现)

导体材质，即金属，具有镜面反射效果。

$$ f_{BRDF}(x, w_i, w_o) = F_r(w_r)\frac{\delta(w_i-w_r)}{cos \theta_i} \ $$ $\delta(x)满足:$ $$ \delta(x) = \begin{equation} \left{ \begin{array}{lr} \infin & x = 0 \ 0 & x \neq0 \ \end{array} \right. \end{equation} \ \begin{equation} \int \delta(x)dx = 1 \end{equation} $$ 其中,

• $w_r$为反射光线
• $F_r(w_r)$为菲涅尔项

其他

代码说明(intro.md)