レイトレーサの影を計算するときに予期しない結果が発生しました

Question

私はC++を使ってレイトレーサに取り組んでいますが、これまでは拡散、鏡面、周囲のコンポーネントに基づいて照明モデルを計算できました。私は私のシーンに影を追加しようとしたとき、私の問題が現れた：シーンは本当にめちゃくちゃ取得：

次のように私のコードが分割されています。

• 私は、基本クラスを持っている「シーンオブジェクト」これは、計算されたt値、ヒットポイント、およびオブジェクトの法線の引数を返すだけでなく、光線（原点と方向によって定義される）をとりブール値を出力する仮想メソッドintersect（）を持ちます。
• "Material"クラスには、specularとdiffuseの色（ベクトル）とphong指数（int）の値が含まれています。
• 私は、上記のSceneObject：plane、triangle、sphereクラスの3つの派生クラスを持っています。それぞれは、基本クラスで定義された交差の独自のバージョンです。
• 私は、オブジェクトの法線、ヒットポイント、光源とオブジェクトの材質を使って、与えられたピクセルの出力色を計算する関数を持っています。
• レンダリングするすべてのオブジェクトはベクトルに格納されます。
ここ

私の派生クラス、トライアングルの一つである：

class Triangle: public SceneObject{ 
public: 
    Triangle (vec3 a, vec3 b, vec3 c, Material mat){ 
     name = "Triangle"; 
     p0 = a; 
     p1 = b; 
     p2 = c; 
     objectMaterial = mat; 
     normal = normalize(cross(p0-p1, p0-p2)); 
    } 

    //Möller-Trumbore algorithm 
    bool intersect(Ray aRay, float &t, vec3 &hitPoint, vec3 &n){//we will use ray-plane intersection and barycentric coords: 

     bool returnValue = false; 
     //first we need to get a t of intersection between the passed ray and the triangle 
     vec3 v0v1 = p1-p0; 
     vec3 v0v2 = p2-p0; 
     vec3 pvec = cross(aRay.getDirection(), v0v2); 

     float det = dot(v0v1, pvec); 

     if (det >= 1e-6){ // Only draw if not backfacing 

      float invDet = 1/det; 

      float u = dot(-p0, pvec) * invDet; 
      // No intersection if u < 0 or u > 1 
      if (u >=0 && u <= 1) { 
       vec3 qvec = cross(-p0, v0v1); 
       float v = dot(aRay.getDirection(), qvec) * invDet; 

       // No intersection if v < 0 or u + v > 1 
       if (v >=0 && (u + v) <= 1){ 
        t = dot(v0v2, qvec) * invDet; 
        returnValue = true; 

        hitPoint = aRay.getOrigin() + (t*aRay.getDirection()); 
        n = normal; 
        //calculated_Out_Colour = calculateOutputColour(normal, aRay, lightSource, objectMaterial, t, hitPoint); 

       } 
      } 
     } 

     return returnValue; 
    } 

private: 
    vec3 p0; 
    vec3 p1; 
    vec3 p2; 
    vec3 normal; 
}; 

そして、これは私が私の窓の画素ごとにすべての私の光線を生成する私のメインループであり、そして色を決定し、現在の場合ポジションが日陰であるかどうか：

for(int i=0;i<imageBuffer.Height();i++){ 
for(int j=0;j<imageBuffer.Width();j++){ 
    float currentX = ((float)i-256); 
      float currentY = ((float)j-256); 
      //cout << currentX << ", " << currentY << ", " << currentZ << endl; 
      //make a ray for this pixel (i,j) 
      glm::vec3 rayDirection = glm::normalize(glm::vec3(currentX, currentY, -d)); 
    //make a ray for this pixel (i,j) 
    Ray currentRay(vec3(0,0,0), rayDirection); 

    vec3 hitPoint; 
    vec3 normalAtHit; 
    float tnear = 999; // closest intersection, set to INFINITY to start with 
    SceneObject* object = NULL; 
    for (int k = 0; k < objects.size(); k++) { 
     float t; // intersection to the current object if any 
     if (objects[k]->intersect(currentRay, t, hitPoint, normalAtHit) && t < tnear) { 
      object = objects[k].get(); 
      tnear = t; 

      vec3 shadowRayDirection = normalize(light1.getLightOrigin()-hitPoint); 
      Ray shadowRay(hitPoint+vec3(0.03, 0.03,0.03), shadowRayDirection); 
      float shadowT; 
      vec3 shadowHitPoint; 
      vec3 shadowN; 
      for (int m = 0; m < objects.size(); ++m) { 
       if (objects[m]->intersect(shadowRay, shadowT, shadowHitPoint, shadowN)) { 
        imageBuffer.SetPixel(i, j, ambientColour*ambientIntensity); 
        break; 
       } else { 
        imageBuffer.SetPixel(i, j, calculateOutputColour(normalAtHit, currentRay, light1, objects[k]->getMaterial(), hitPoint)); 
       } 
      } 
      } 
     } 
    } 
} 

私は正直なところここにいるが、なぜこれが起こっているのか分からない。私はhereのアルゴリズムを使ってみましたが、画像に示されているのと同じ結果が得られます。私はこの事をデバッグしようとする際に任意のヘルプをお願い

：私はループを取ると影を確認する場合は参考のために、私のシーンはこのようになります。ありがとう。

Answer 1

ヒントポイント+ 0.03 * normalAtHitを使用している場合は、コーンスストークスが重要ですが、法線は入射光線に一致するものであることを確認する必要があります。あなたのプリミティブの2つの法線があります。

それに応じて、あなたは間違った側から始まり、無効な影を引き起こす可能性があります。

これを行うには、incidentRayのドット積を通常と比較することができます。結果に応じて（0より大きいか0より小さい）、法線を逆にする必要があるかどうかを知ることができます。