ما الذي يمكن أن يتسبب في تظليل فونغ المحاسبين لإنتاج تدفقات السلسلة؟

Question

أقوم حاليًا بتنفيذ Raytracer أساسي في C ++. يعمل بشكل جيد حتى الآن ، تعمل مواد غير لامعة (مع BRDF المحيط والمنتشرة) كما هو متوقع حتى الآن.

إن إضافة أبرز المعارضات قد تؤدي إلى كامل نموذج فونغ وهذا بالضبط ما حاولت القيام به.

لسوء الحظ ، واجهت فيضل Gamut ، مع كل أنواع القيم الخاصة بانعكاس مضاربة KS والأسد. وهنا بعض الأمثلة.

// Sphere material definition:
ka    = 0.9;
kd    = 1.0;
ks    = 0.3;
exp   = 1.0;
color = rgb(1.0, 1.0, 0.98);

صورة: http://dl.dropbox.com/u/614366/cornell_1.png

// Sphere material definition:
ka    = 0.9;
kd    = 1.0;
ks    = 0.3;
exp   = 20.0;                  // only changed exp
color = rgb(1.0, 1.0, 0.98);

صورة: http://dl.dropbox.com/u/614366/cornell_2.png

// Sphere material definition:
ka    = 0.9;
kd    = 1.0;
ks    = 0.1;                  // only changes here
exp   = 0.1;                  // and here
color = rgb(1.0, 1.0, 0.98);

صورة: http://dl.dropbox.com/u/614366/cornell_3.png

وهنا بعض المقتطفات ذات الصلة من الكود:

في Raycast.cpp

namespace {
    const float floatmax = std::numeric_limits<float>::max();
}

rgb
RayCast::trace ( const Ray& ray ) const
{
    HitRecord rec(scene_ptr_);
    float tmax = floatmax;
    float tmin = 0.0;

    if ( scene_ptr_->shapes.hit(ray,tmin,tmax,rec) )
    {
        rec.ray = ray;
        return rec.material_ptr->shade(rec);
    }

    return scene_ptr_->bgcolor;
}

في Phong.cpp

rgb
Phong::shade ( HitRecord& hitrec ) const
{
    Vector wo = - hitrec.ray.dir();

    rgb L = ambient_brdf_ptr_->rho(hitrec,wo) *
        hitrec.scene_ptr->ambient_ptr->L(hitrec);

    int num_lights = hitrec.scene_ptr->lights.size();

    for (int i = 0; i < num_lights; ++i)
    {
        Vector wi     = hitrec.scene_ptr->lights[i]->get_direction(hitrec);
        float  ndotwi = dot(hitrec.normal, wi);

        if ( ndotwi > 0.0 )
        {
            L += ( diffuse_brdf_ptr_->f (hitrec, wo, wi)  +
                   specular_brdf_ptr_->f(hitrec, wo, wi)
                 ) * hitrec.scene_ptr->lights[i]->L(hitrec) * ndotwi;
        }
    }

    return L;
}

في specular.cpp

namespace {
    const rgb black(0.0,0.0,0.0);
}

rgb
Specular::f ( const HitRecord& hitrec, const Vector& wo, const Vector& wi ) const
{
    rgb L(0,0,0);
    float ndotwi = dot(hitrec.normal, wi);

    Vector r = -wi + 2.0 * hitrec.normal * ndotwi;
    float rdotwo = dot(r, wo);

    // reflection detected
    if ( rdotwo > 0.0 )
        L = ks_ * pow(rdotwo, exp_);

    return L;
}

rgb
Specular::rho ( const HitRecord& hitrec, const Vector& wo ) const
{
    return black;
}

في sphere.cpp

bool
Sphere::hit ( const Ray& ray, interval_t tmin, interval_t tmax, HitRecord& hitrec ) const
{
    Vector org = ray.origin() - center_;
    Vector dir = ray.dir();
    float a = dot(dir, dir);
    float b = dot(dir, org) * 2;
    float c = dot(org, org) - pow(radius_, 2);
    float discriminant = pow(b,2) - 4*a*c;

    if ( discriminant > 0 )
    {
        discriminant = sqrt(discriminant);
        double t = ( -b - discriminant ) / ( 2*a );

        if ( t < tmin )
            t = ( -b + discriminant ) / ( 2*a );

        if ( t > tmin and t < tmax )
        {
            // hit detected
            hitrec.t            = t;
            hitrec.hit          = true;
            hitrec.normal       = unify( t*ray.dir() + org );
            hitrec.material_ptr = material_ptr_;
            hitrec.hitpoint     = ray.origin() + t * ray.dir();
            hitrec.ray          = ray;

            return true;
        }
    }

    return false;
}

هل لديك أفكار يمكن أن يحدث فيها الخطأ؟ ما هي العوامل المحتملة التي تؤدي إلى مثل هذه النتائج؟

شكرا مقدما ، باتريك.

Answer 1

الحل للمشكلة هو أنه يتعين عليك توحيد متجه WO (في Phong :: Shade).