Odd Ray Tracing Artifact - неправильные цветные пиксели

Question

Итак, я пытаюсь переписать свой трассировщик лучей в C #, и я получаю эти странные артефакты.Сначала я мог подумать, что это были артефакты черных пятен, которые не добавили эпсилон к теневому лучу , как описано здесь .

Однако я добавляю эпсилон и пятнане черные (но я добавляю эмбиент).Вот пример изображения (я сделал фон желтым, чтобы он немного выделялся)

Вот мой код освещения:

private Vector4 CalculateBlinnPhongLight(Ray ray, Intersection its)
    {
        Vector4 blinnPhongColor = Color.Blue.ToVector4();
        //Step 1: Calculate intersection point. Since our direction was never normalized we need to do it here.
        Microsoft.Xna.Framework.Vector3 itsPoint = ray.Origin + ray.Direction*its.TimeInterval.StartTime;
        //Step 2: Calculate half vector h - bisector of angle of v (from intersection to eye) and l (intersection to light)
        Microsoft.Xna.Framework.Vector3 v = -1 * ray.Direction; v.Normalize();
        //Step 3: For ecah light in the scene grab it's contribution
        foreach (Light light in Lights)
        {
            //Step 4: Setup unit vectors for Blinn Phong Lighting model: pg.84
            Microsoft.Xna.Framework.Vector3 l = light.Position - itsPoint; l.Normalize();
            Microsoft.Xna.Framework.Vector3 h = v + l; h.Normalize();
            Microsoft.Xna.Framework.Vector3 n = its.Normal;
            //Step 5: Shadow-Check - send shadow ray and see if it intersects with anything
            if  (IsInShadow(l, itsPoint) )
            {
                continue;
                //TO DO: Check if the material is dielectric (see through)
            }
            //Step 6: Calculate light attenuation
            //TODO:

            //Step 7: Perform Blinn Phong calculation
            //color = color + diffuse * I * max(0, n.l)
            //color = color + specular * I * max(0, n.h)^phong
            blinnPhongColor += its.ClosestNode.Material.DiffuseColor.ToVector4() * light.Color.ToVector4() * Math.Max(0, Microsoft.Xna.Framework.Vector3.Dot(n, l));
            blinnPhongColor += its.ClosestNode.Material.SpecularColor.ToVector4() * light.Color.ToVector4() * (float)Math.Pow(Math.Max(0, Vector3.Dot(n, h)), its.ClosestNode.Material.PhongExponent);
        }
        //Step 8: Add ambient Color
        blinnPhongColor += its.ClosestNode.Material.AmbientColor.ToVector4() * AmbientColor.ToVector4();
        return blinnPhongColor;
    }

    private bool IsInShadow(Microsoft.Xna.Framework.Vector3 dirToLight, Microsoft.Xna.Framework.Vector3 itsPoint)
    {
        //Step 1: Need to add epsilon go itsPoint otherwise we might intersect ourselves
        Microsoft.Xna.Framework.Vector3 epsItsPoint = itsPoint + 0.000001f*dirToLight;
        Ray shadowRay = new Ray(epsItsPoint, dirToLight);
        return ! this.Root.IntersectRay(shadowRay).Hit;
    }

Это возможноСтоит отметить, что мои Направления лучей не являются единичными векторами.Я сделал это целенаправленно, основываясь на инструкциях к книге, которую я читаю, чтобы, когда я могу преобразовать луч с помощью матриц преобразования, я даю каждому примитиву возможность легкого создания экземпляров.

Answer 1

Поскольку эти артефакты получают вклад окружающего света, но не получают ни зеркального, ни рассеянного света, это почти наверняка ваш IsInShadow расчет. В зависимости от того, как вы определили свою сферу, возможны различные ошибки точности.

Чтобы убедиться, что это ваш теневой расчет, замените диффузный и зеркальный вклады одним постоянным вкладом. Если артефакты исчезнут, то это ваша проблема. Если они не исчезнут, то есть ошибка в обоих источниках света (маловероятно), и вы можете убедиться в этом, переместив источник света в вашей сцене.

Кроме того, вам действительно не нужно нормализовать свой теневой луч, и это не избавляет вас от вычисления деления, как правило, там, где возникают ошибки такого рода.