Games101_作业7_Path Tracing与Microfacet材质

发布网友发布时间：2024-09-17 04:12

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热心网友时间：2024-09-28 06:09

本次实验的核心任务是修改Scene.cpp中的castRay函数，实现Path Tracing算法，以模拟光线的多次反射和漫反射。在原有Diffuse材质的基础上，你将需要利用Scene.cpp中的intersect、sampleLight、sample、pdf以及Material.cpp中的eval、RussianRoulette等函数，实现Microfacet材质模型，它能更准确地模拟真实世界中的反射和折射效果。

微表面模型的引入源于Whitted-Style-RayTracing的局限性，它无法准确模拟复杂的反射现象。路径追踪，尤其是Monte Carlo积分，通过随机采样解决间接光照问题，采样次数越多，结果越精确。然而，它面临光线爆炸、无限递归和光源覆盖问题，为此，我们引入了SPP（样本数每像素）的概念以及Russian Roulette来控制光线反弹，避免无限计算。

修改后的代码将涉及对光源采样、法线分布函数、菲涅尔项计算、几何项（阴影遮挡）等物理过程的模拟。在Material.hpp中，你需要扩展eval、sample和pdf函数以适应Microfacet材质，并在main.cpp中创建一个Microfacet材质实例，如球体。最后，通过调整AABB判断和添加适当的条件，处理黑点问题和球面与光线的精确交点计算。

经过这次作业，你将深入了解路径追踪和Microfacet材质的实现，并在实践中遇到并解决了一系列技术问题，这将对你的渲染技术理解有深入提升。