在C语言中实现基本光线跟踪器

因此，我目前正在编写一个教程来实现一个非常基本的光线跟踪器（目前只是绘制实心球体）。上述教程位于以下位置：

本教程完全与语言无关，只涉及伪代码。我试图将此伪代码转换为C，但遇到了困难。我的程序编译得很好，但输出的.ppm图像文件遇到早期EOF错误。缺乏关于这个问题的信息使我陷入困境

这是我的C代码，它是伪代码的直接翻译：

#include <stdio.h>
#include <math.h>

#define WIDTH 512
#define HEIGHT 512

typedef struct {
    float x, y, z;
} vector;

float vectorDot(vector *v1, vector *v2) {
    return v1->x * v2->x + v1->y * v2->y + v1->z * v2->z;
}

void writeppm(char *filename, unsigned char *img, int width, int height){
    FILE *f;
    f = fopen(filename, "w");
    fprintf(f, "P6 %d %d %d\n", width, height, 255);
    fwrite(img, 3, width*height, f);
    fclose(f);
}

float check_ray(px, py, pz, dx, dy, dz, r) {
    vector v1 = {px, py, pz};
    vector v2 = {dx, dy, dz};
    float det, b;
    b = -vectorDot(&v1, &v2);
    det = b*b - vectorDot(&v1, &v1) + r*r;

    if (det<0)
        return -1;

    det = sqrtf(det);
    float t1 = b - det;
    float t2 = b + det;

    return t1;
}

int main(void) {
    int img[WIDTH*HEIGHT*3], distToPlane;
    float cameraY, cameraZ, cameraX, pixelWorldX, pixelWorldY, pixelWorldZ, amp, rayX, rayY, rayZ;
    for (int px = 0; px<WIDTH; px++) {
        for (int py = 0; py<HEIGHT; py++) {
            distToPlane = 100;
            pixelWorldX = distToPlane;
            pixelWorldY = (px - WIDTH / 2) / WIDTH;
            pixelWorldZ = (py - HEIGHT / 2) / WIDTH;

            rayX = pixelWorldX - cameraX;
            rayY = pixelWorldY - cameraY;
            rayZ = pixelWorldZ - cameraZ;

            amp = 1/sqrtf(rayX*rayX + rayY*rayY + rayZ*rayZ);
            rayX *= amp;
            rayY *= amp;
            rayZ *= amp;

            if (check_ray(50, 50, 50, rayX, rayY, rayZ, 50)) {
                img[(py + px*WIDTH)*3 + 0] = 0;
                img[(py + px*WIDTH)*3 + 1] = 0;
                img[(py + px*WIDTH)*3 + 2] = 128;
            }
            else {
                img[(py + px*WIDTH)*3 + 0] = 255;
                img[(py + px*WIDTH)*3 + 1] = 255;                                 
                img[(py + px*WIDTH)*3 + 2] = 255;
            }
        }
    }
    writeppm("image.ppm", "img", WIDTH, HEIGHT);
}

#包括
#包括
#定义宽度512
#定义高度512
类型定义结构{
浮动x，y，z；
}载体；
浮点向量点（向量*v1，向量*v2）{
返回v1->x*v2->x+v1->y*v2->y+v1->z*v2->z；
}
void writeppm（字符*文件名，无符号字符*img，整数宽度，整数高度）{
文件*f；
f=fopen（文件名，“w”）；
fprintf（f，“P6%d%d%d\n”，宽度、高度，255）；
fwrite（img，3，宽度*高度，f）；
fclose（f）；
}
浮动检查射线（px、py、pz、dx、dy、dz、r）{
向量v1={px，py，pz}；
向量v2={dx，dy，dz}；
浮点数，b；
b=-矢量点（&v1和&v2）；
det=b*b-矢量点（&v1，&v1）+r*r；
如果（det您可能希望删除以下代码行中“img”

左右的引号：

writeppm("image.ppm", "img", WIDTH, HEIGHT);

看到它的原型是怎样的

void writeppm（char*，unsigned char*，int，int）

，尽管我很惊讶您的编译器至少没有给您一个关于类型不匹配的警告

另外，为了记录在案，我建议使用一些错误检查代码（比如检查fwrite的返回值，或者检查fopen的返回值）——但这只是我的问题

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此外，如果您没有，请在编译时启用所有警告（例如使用gcc use-ansi-Wall-pedantic），这将帮助您捕获类型不匹配和其他小问题

我在main中看到两个错误

int img[WIDTH*HEIGHT*3];
...
writeppm("image.ppm", "img", WIDTH, HEIGHT);

应该是

unsigned char img[WIDTH*HEIGHT*3];
...
writeppm("image.ppm", img, WIDTH, HEIGHT);

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也许我太迂腐了，但你没有问任何问题。你只使用

writeppm（“image.ppm”、“img”、“WIDTH、HEIGHT”）将3个字符
img
写入文件；

，其余字符来自随机内存。不过，这不应该导致你说的错误。你是否在需要

“wb”的操作系统上

写入二进制文件？。在修复了

check_ray

的声明后，我得到的是一个有效的PPM，但它是一个甚至蓝色的图像。您的代码中一定还有其他错误。好的，我已经更改了它，“img”应该是img，以便将img数组传递到saveppm函数中。您还需要更改

int img[..

到

无符号字符img[..

。谢谢，这已经修复了它。