realistic image rendering
目录
1代码整体框架 2
2bézier 曲线造型与曲面建模 2
2.1bézier 曲线造型 2
2.2bézier 曲面建模 3
3真实感场景渲染 4
3.1光线与物体求交 4
3.1.1光线与无穷大平面求交 5
3.1.2光线与球求交 5
3.1.3光线与长方体求交 5
3.1.4光线与旋转 bézier 曲面求交 5
3.2反射、折射与 fresnel 效应 5
3.2.1反射 5
3.2.2折射 5
3.2.3fresnel 效应 6
3.3渲染算法 6
3.3.1path tracing 6
3.3.2progressive photon mapping 6
3.3.3stochastic progressive photon mapping 7
3.4渲染特效 8
3.4.1纹理贴图 8
3.4.2景深 8
3.5渲染加速 8
3.5.1包围盒 8
3.5.2k-d tree 9
3.5.3openmp 9
4图像降噪 9
1代码整体框架
•bezier.hpp 提供了旋转 bézier 曲面的相关功能，包括求曲线上的点、一阶导数、二阶导数的功能；
•bezier_test.py 自己写的一个可视化 bézier 曲线的脚本，方便调试；
•kdtree.hpp 使用 ppm/sppm 算法的时候存储碰撞点所用，支持统一更新碰撞点半径， 在对数时间内查询碰撞点；
•main.cpp 主程序接口，包含相机参数和初始化、景深效果、超采样等功能；
•obj.hpp 定义了一些物体，有球、长方体、无穷大平面、旋转 bézier 曲面；
•ray.hpp 光线类，包含起点和方向；
•render.hpp 渲染引擎，包含 pt、ppm、sppm 等方法；
•scene.hpp 渲染场景的定义；
•texture.hpp 纹理类，每个 object 都包含着一个 texture，在 texture 中可以存储图片、材质信息；
•utils.hpp 最基本的一些定义；
•vec3.hpp 三维向量的定义与运算，包括但不限于：四则运算、点积叉积、反射折射；
其中图片的读入采用 github 上的开源仓库"stb"1实现，图片的输出使用 ppm 格式，可直接以二进制方式写出。考虑到 ppm 格式的图像比较占内存，因此使用 python 的 opencv 包将其转换为 png 格式。代码中除了使用 stb 读取图片之外, 其他全部的代码均为独立实现，共计代码 1184 行。
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