C++ 无法实现光子映射

我目前正在开发一个简单的光线跟踪器，到目前为止，我已经成功地实现了几个功能，如抗锯齿、景深和带区域光的软阴影。 代表我作品的图像可以是：

（这里没有AA）

下一步是使用一些全局照明算法将真实感添加到渲染中，因此我决定使用光子贴图方法，这似乎是最简单的方法

为此，我阅读了一些在网上找到的论文，比如这篇：
写得很好

现在，我的程序可以在场景中拍摄光子，并在第一次反弹（漫反射或镜面反射）后存储它们，然后将每个光子的功率缩放为灯光功率/光子量。 这些图像显示了这一点的直接可视化，其中我拍摄了1000k和50k光子，每个光子允许反弹6次，在全球地图中总共有5000k和250k光子：

我认为效果是正确的，所以我转到下一部分，即使用光线跟踪光线交点上一定半径内的光子计算间接照明

在我的光线跟踪器中，我执行以下操作：

对于每个像素，我通过它发送一条光线以与场景相交，并计算直接照明

（点（N，L）*primitive.color*primitive.diffuseFactor*light.power）

，以及镜面反射项

这里是一个棘手的部分：我寻找最近的光子，它们位于交叉点周围的固定半径圆盘中，并以这种方式将每个光子产生的光求和：

对于半径内的每个光子 使用与直接照明相同的方法计算灯光 （点（-photonDir，N）*primitive.color*photonColor） 总结一下

当每一个感兴趣的光子都经过处理并添加到最终颜色中时，我将其除以定义搜索区域的光盘区域

问题是这样做我没有得到想要的结果，特别是天花板与我在网上找到的图像相比非常暗（如果天花板有直接照明的额外贡献，我不知道天花板怎么会像地板一样亮，如果上面的光子只有红或绿，它怎么会是白色的）

表示问题的图像如下所示：

这是使用150k光子渲染的，每个光子有4次反弹，直接照明被PI分割

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另外，如果你知道我如何从角落里移除那些丑陋的文物，请告诉我。

首先，非常感谢你的帮助

第二，我在这里宣布，经过一些麻烦，经过一段时间我没有接触代码，我终于得到了它

我还不明白我做错了什么，也许是得到半球内随机方向的算法，也许是光子聚集过程。。。 关键是，在重新格式化了一点代码之后（在执行了最后的聚集步骤和2.2伽马校正之后），我能够用200k光子、10个漫反射反弹、20个直接照明样本和100个FG样本（以随机余弦加权方向采集）渲染以下内容

我对此非常满意，因为它看起来几乎和用V射线追踪的c4d路径中场景的再现一样

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我还不清楚存储光子入射方向的实用程序是什么，哈哈哈，但它是有效的，所以没问题

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再次感谢。

我觉得它很不错。好的，doneThanks，但是正如你所看到的，天花板，这是我的主要问题，是非常非常暗的，如果我增加间接照明，唯一会发生的事情是颜色流失会变得更加明显，这不是我想要的。预计天花板是暗的：它没有直接照明。如果你在网上看到天花板不暗的图像，那是因为添加了一些环境光（即，如果没有任何光源，你甚至会看到天花板）。颜色流血也不是不现实的，只是我们人类太习惯于忽视颜色光，以至于我们通常没有意识到。这就是为什么您经常看到光子灯光变灰，以使渲染图像与预期而非现实相匹配。唯一真实的人工制品是角落处的明亮线条。好吧，天花板肯定要比这更亮，就像在真正的康奈尔盒子网站上：或者在其他来自网络的图像中：或者来自路径跟踪渲染：你真的必须缩小它的范围。这个问题虽然在某些地方很有趣也很有效，但对于编程问答库来说太广泛了。“存储光子入射方向的实用程序是什么”它用于任何比纯漫反射更复杂的BRDF。因为你似乎在使用一个纯朗伯模型，你不需要它。哦，那么当光子反弹时，brdf也应该被计算？（确定其强度）是的，您应该在每次反弹时对BRDF进行采样，并在“聚集”步骤中应用。这对于朗伯曲面来说很简单。嗯，我对此有点困惑。如何找到每个brdf模型的重要性抽样算法？这是一个值得几篇学术论文讨论的问题。以下是其中之一：