如何施放射线给定任意相机？

Question

我正在编写射线示踪剂（如果有所不同，请使用左手坐标）。这是为了自学原则，因此我不使用OpenGL或复杂功能（例如景深）。我的相机可以任意位置和方向；我通过三个向量指示它们， location, look_at, ， 和 sky, ，表现得像 等效的POV射线向量. 。它的“电影”也有 width 和 height. 。 （这 focal 长度暗示着距离 position 至 look_at.)

我的问题是不知道如何铸造光线。我有两个数量， vx 和 vy, ，这表明射线应该在哪里最终。它们都从-1到1不等。如果它们均为-1，我将射线从相机的位置投射到“电影”的左上角。如果他们俩都是1，则是最右边的；如果它们都是0，则中心；其余的很明显。

我对矢量算术不太熟悉，无法为射线提供方程式。我很高兴解释如何这样做。

Answer 1

您已经描述了需要做得很好的事情。您的视野取决于相机和您将要播放光线的“胶卷”之间的距离。相机距离电影越远，您的视野越窄。

想象一下这部电影是相机指向的位图图像。假设我们将相机放置在一个远离位图的单元。然后，我们必须通过每个位图的像素施放射线。

向量非常简单。如果我们将摄像机位置放在（0,0,0），然后将其位于（0,0,1）的中心位于其前面1,1），左下方是（-1,1,1）。

这意味着右下角和左下方之间的差为（2,0,0）。

假设您的水平位图分辨率应为1000，然后您可以通过底线像素来迭代：如下：

width = 1000;
cameraToBottomLeft = (-1,1,1);
bottomLeftToBottomRight = (2,0,0);

for (x = 0; x < width; x++) {
    ray = cameraToBottomLeft + (x/width) * bottomLeftToBottomRight;
    ...
}

如果这很清楚，那么您只需为线路添加等效的外循环，就可以拥有所有需要的光线。

然后，您可以为相机的距离添加适当的变量到膜以及水平和垂直分辨率。完成此操作后，您可以通过矩阵转换开始更改外观向量和UP向量。

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