O que há de errado com o meu código de soft-sombra?

Question

Eu estou tentando escrever uma raytracer simples como um hobby e está tudo funcionando bem agora, só que eu não consigo soft-sombras de trabalhar em conjunto. Minha idéia de soft-sombras é que o lightsource é considerada como tendo um local e um raio. Para fazer um teste de sombra sobre esta luz Eu tiro o ponto onde o raio primário atingiu um objeto na cena e lançou um n-quantidade de raios para o lightsource onde cada nova ray tem um componente aleatório para cada eixo, onde os varia componente aleatório entre -radius e raio.

Se tal raio atinge um objeto na cena, eu incrementar um hitcounter (se um raio atinge vários objetos, ainda apenas incrementos com um). Se torna-se ao lightsource sem colisões, acrescento a distância do ponto de intersecção do raio principal para o centro da lightsource a uma variável.

Quando n amostras foram tomadas, I calcular o rácio de raios que colidem e multiplicar a cor da luz por esta razão (assim uma luz com cor 1000,1000,1000 se tornará 500500500 com uma proporção de 0,5, onde metade dos raios colidiram). Então eu calcular a distância média para o lightsource dividindo a variável distância de mais cedo pela quantidade de raios não colidir. Eu voltar a variável e as saídas de função.

O problema é: ele não funciona. Não é bem assim, pelo menos. O que parece que pode ser visto aqui . Você pode ver que tipo de se assemelha soft-sombras, se você é vesgo duro real.

Eu não entendo, eu estou fazendo algum tipo de falha fundamental aqui, ou é algo minúsculo? Estou bastante certo de que o problema é neste método, porque quando eu contar o número de pixels parcialmente iluminados produzidos diretamente por este método, existem apenas cerca de 250, quando deve haver muito mais. E quando você olhar atentamente para a foto, você pode ver que há alguns pixels parcialmente iluminados, sugerindo que o resto do código processa os pixels parcialmente iluminados apenas multa.

Aqui está a luz real para a classe soft-sombras:

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;

namespace MyFirstRayTracer
{
  public class AreaLight : ILight
  {
    private const int _radius = 5;
    private const int _samples = 16;
    public Color Color { get; set; }
    public Vector Location { get; set; }
    #region ILight Members

    public float GetLightingInformation(Vector point, ISceneObject[] scene, out Color color)
    {
      int intersectCount = 0;
      float distance = -1;
      for(int i = 0; i < _samples; i++)
      {
    bool intersects = false;
    float rand = 0;
    rand = _radius - (float)(new Random().NextDouble()*(2*_radius));
    foreach (ISceneObject obj in scene)
    {
      Vector iPoint;

      Vector loc = new Vector(Location.X + rand, Location.Y + rand, Location.Z + rand);

      if (!obj.Intersect(new Ray(point, loc), out iPoint))
      {
        distance += (Location - point).SqLength;

      }
      else
      {
        intersects = true;
        distance -= (Location - point).SqLength;
      }
    }
    if (intersects)
      intersectCount++;
      }
      float factor = 1-((float)intersectCount/_samples);

      color = new Color(factor*Color.R, factor*Color.G, factor*Color.B);

      return (float)Math.Sqrt(distance / (_samples - intersectCount));
    }


    #endregion
  }
}

Answer 1

Tente gerar uma "rand" diferente para cada componente de "loc". Como é, os seus pontos Jittered tudo mentira em uma linha.

Answer 2

ponto menor, mas é este o melhor uso da classe aleatório ..

 for(int i = 0; i < _samples; i++)
      {
        bool intersects = false;
        float rand = 0;
        rand = _radius - (float)(new Random().NextDouble()*(2*_radius));

caso de não ser ..

    var rnd = new Random()    
    for(int i = 0; i < _samples; i++)
              {
                bool intersects = false;
                float rand = 0;
                rand = _radius - (float)(rnd.NextDouble()*(2*_radius));

Answer 3

Você realmente gerar o ponto na linha em uma linha com a direção (1, 1, 1). É o lightsource realmente linear?

Além disso, eu mal posso ver nada no seu exemplo. você poderia fazer sua câmera mais perto do a-ser sombra e não apontando na direção da luz?

Answer 4

Veja, é por isso que eu venho a este site:)

Cada eixo tem a sua própria aleatório agora, e parece muito melhor. Ainda é um pouco estranho à procura, aumentando o número de amostras ajuda embora. Agora parece que este .

Você sabe uma maneira mais eficiente para reduzir a formação de padrão?

A maior ajuda embora: não instanciar aleatória para cada amostra. Ele triplicou seriamente a minha velocidade de renderização com sombras suaves! Eu nunca soube que a Random era tão caro para instanciar. Wow.

Muito obrigado.

Answer 5

Na sua resposta, você pediu um modo melhorado para tornar sombras suaves. Uma melhoria poderia ser, em vez de randomizing todos os raios do mesmo ponto, para dar a cada ray um deslocamento em todos os eixos para diferentes efetivamente dar-lhes uma pequena janela separada para embaralhar. Isso deve resultar em uma distribuição mais uniforme. Eu não sei se isso era clara, mas uma outra maneira de descrevê-lo é como uma grade que é perpendicular ao raio sombra. Cada telha na grade contém um dos raios n sombra mas a localização na grade é aleatória. Aqui pode encontrar uma parte de um tutorial que descreve como isso pode ser usado para sombras suaves.