Трассировка лучей презентация

компьютерной графике так часто встречается сочетание Ray Tracing, что создается впечатление, что все сделано этим Рэем Трейсингом.
Медведев В.Е., Парицкая Г.Г. Расчет освещенности в изображении // Оптика и спектроскопия, 1966. Т.22, N5. - С.638-642.
Кущ О.К., Митин А.И. Расчет светораспределения зеркальных симметричных поверхностей с протяженным источником света на ЭВМ //Светотехника, 1976. N6. - С.3-5. Коробко А.А., Кущ О.К. Использование метода Монте-Карло в светотехничес-ких расчетах // Светотехника,1986. N10.-С.14-17. Кущ О.К. Оптический расчет световых и облучательных приборов на ЭВМ.- М.: Энергоатомиздат, 1991. - 150С.
Программа энергетического расчета TracePro

поверхностей сцены

Для простоты дальнейших рассуждений представим уравнение в виде

Если норма ядра |Λ|≤1, то решение интегрального уравнения в выбранном пространстве представимо в виде ряда Неймана

при однократном отражении обратный ход эффективнее

Построение луча возможно двумя способами:
от источника к камере – прямой ход
от камеры к источнику – обратный ход

источника, либо объекта сцены

Луч характеризуется точкой выхода и направлением.
Точка выхода луча r:
прямой ход из источника
обратный ход из точки (пикселя) изображения

Уравнение луча

сложных – пересечение с гранями сетки, его аппроксимирующими

Если поверхность задается уравнением F(r)=0, то координаты точки пересечения есть решение системы уравнений

Пример №1: пересечение с плоскостью

Пример №2: пересечение со сферой

объекты оболочки

определяется координата пересечения луча с плоскостью многоугольника
определение принадлежности точки пересечения области многоугольника
задача легко из трехмерной сводится к плоской: если точка пересечения лежит внутри любой из ортогональных проекций многоугольника, то она лежит внутри и самого многоугольника
Исключением из правила является случай: проекция многоугольника вырождается в отрезок - необходимо три подпрограммы для трех проекций
Проверка принадлежности может основываться на вычислении суммы углов между прямыми линиями, проведенными из проверяемой точки ко всем вершинам многоугольника Если сумма равна 0 - точка внешняя, если ±2π - точка внутри многоугольника.
Диск: принадлежность определяется простым сравнением расстояния от нее до центра

преломленного луча без использования тригонометрических функций

Закон преломления Снеллиуса (Снелль Виллеброрд, Snellius, Snell van Royen 1580, Лейден, - 30.10.1626, там же),

Поскольку все три вектора l1, l2 и N лежат в одной плоскости (компланарны)

поверхности

В приближении параксиальной оптики (N,l)≈1 спроецируем уравнение на плоскость перпендикулярную оптической оси: