三角形のメッシュで形成されたオブジェクトのレイ トレーサーを作成しようとしています。外部ライブラリを使用して .ply 形式からキューブをロードし、それを追跡しています。これまでのところ、ほとんどのトレーサーを実装しており、現在は 1 つのキューブでテストしようとしていますが、何らかの理由で画面に表示されるのは赤い線だけです。私はそれを修正するためにいくつかの方法を試しましたが、もはやそれを理解することはできません. この一次テストでは、一次光線のみを作成し、それらがキューブに当たると、そのピクセルをキューブの拡散色に色付けして返します。光線とオブジェクトの交差を確認するために、そのオブジェクトを形成するすべての三角形を調べて、最も近い三角形までの距離を返します。コードを見て、何がどこで間違っていたのか教えていただければ幸いです。大変ありがたく存じます。
光線と三角形の交点:
bool intersectTri(const Vec3D& ray_origin, const Vec3D& ray_direction, const Vec3D& v0, const Vec3D& v1, const Vec3D& v2, double &t, double &u, double &v) const
{
Vec3D edge1 = v1 - v0;
Vec3D edge2 = v2 - v0;
Vec3D pvec = ray_direction.cross(edge2);
double det = edge1.dot(pvec);
if (det > - THRESHOLD && det < THRESHOLD)
return false;
double invDet = 1/det;
Vec3D tvec = ray_origin - v0;
u = tvec.dot(pvec)*invDet;
if (u < 0 || u > 1)
return false;
Vec3D qvec = tvec.cross(edge1);
v = ray_direction.dot(qvec)*invDet;
if (v < 0 || u + v > 1)
return false;
t = edge2.dot(qvec)*invDet;
if (t < 0)
return false;
return true;
}
//Object intersection
bool intersect(const Vec3D& ray_origin, const Vec3D& ray_direction, IntersectionData& idata, bool enforce_max) const
{
double tClosest;
if (enforce_max)
{
tClosest = idata.t;
}
else
{
tClosest = TMAX;
}
for (int i = 0 ; i < indices.size() ; i++)
{
const Vec3D v0 = vertices[indices[i][0]];
const Vec3D v1 = vertices[indices[i][1]];
const Vec3D v2 = vertices[indices[i][2]];
double t, u, v;
if (intersectTri(ray_origin, ray_direction, v0, v1, v2, t, u, v))
{
if (t < tClosest)
{
idata.t = t;
tClosest = t;
idata.u = u;
idata.v = v;
idata.index = i;
}
}
}
return (tClosest < TMAX && tClosest > 0) ? true : false;
}
Vec3D trace(World world, Vec3D &ray_origin, Vec3D &ray_direction)
{
Vec3D objColor = world.background_color;
IntersectionData idata;
double coeff = 1.0;
int depth = 0;
double tClosest = TMAX;
Object *hitObject = NULL;
for (unsigned int i = 0 ; i < world.objs.size() ; i++)
{
IntersectionData idata_curr;
if (world.objs[i].intersect(ray_origin, ray_direction, idata_curr, false))
{
if (idata_curr.t < tClosest && idata_curr.t > 0)
{
idata.t = idata_curr.t;
idata.u = idata_curr.u;
idata.v = idata_curr.v;
idata.index = idata_curr.index;
tClosest = idata_curr.t;
hitObject = &(world.objs[i]);
}
}
}
if (hitObject == NULL)
{
return world.background_color;
}
else
{
return hitObject->getDiffuse();
}
}
int main(int argc, char** argv)
{
parse("cube.ply");
Vec3D diffusion1(1, 0, 0);
Vec3D specular1(1, 1, 1);
Object cube1(coordinates, connected_vertices, diffusion1, specular1, 0, 0);
World wrld;
// Add objects to the world
wrld.objs.push_back(cube1);
Vec3D background(0, 0, 0);
wrld.background_color = background;
// Set light color
Vec3D light_clr(1, 1, 1);
wrld.light_colors.push_back(light_clr);
// Set light position
Vec3D light(0, 64, -10);
wrld.light_positions.push_back(light);
int width = 128;
int height = 128;
Vec3D *image = new Vec3D[width*height];
Vec3D *pixel = image;
// Trace rays
for (int y = -height/2 ; y < height/2 ; ++y)
{
for (int x = -width/2 ; x < width/2 ; ++x, ++pixel)
{
Vec3D ray_dir(x+0.5, y+0.5, -1.0);
ray_dir.normalize();
Vec3D ray_orig(0.5*width, 0.5*height, 0.0);
*pixel = trace(wrld, ray_orig, ray_dir);
}
}
savePPM("./test.ppm", image, width, height);
return 0;
}
テストケースを実行したところ、次のようになりました。
(0,0, -1.5) を中心とし、X 軸と Y 軸を 100 でスケーリングした単位立方体の場合。投影に何か問題があるようですが、結果から何が正確にわかるかはわかりません。また、この場合 (立方体は (0,0) を中心にしています)、最終的なオブジェクトも画像の中央に表示されるべきではありませんか? 修正: 正規化してトレース関数を呼び出す前に ray_dir = ray_dir - ray_orig を実行して、センタリングの問題を修正しました。それでも、視点は明らかに間違っているようです。
