C++ 分布式光线跟踪器的基本思想

我想做的是改进我的实际光线跟踪器，创建一个分布式光线跟踪器。我一直在互联网上闲逛，我所能找到的关于它的实现的只是一些简短的东西，比如：

-用光线分布替换单个光线 -在一段时间内发射多条射线 -通过每个像素拍摄多条光线，并随机改变每条光线

我的问题是：“分配”是什么意思？如何改变穿过像素的光线分布？在我的普通光线跟踪器中，我每像素拍摄一条光线。对于光线的“分布”，我可以理解我应该拍摄多条光线，而不是只拍摄一条。但与此同时，我用坐标（x，y）通过像素拍摄光线

for（int x=0；x像素世界（x，y）-摄影机->位置；
}
}

---

那么，我如何“随机改变每条光线”？谢谢。

有很多不同的方法可以做到这一点，这在某种程度上取决于您当前的光线跟踪器实现中使用了什么

我的方法是将问题分解为基于工作的模型。换句话说，您创建了一个作业队列，由每个工人处理，其中工人可以是线程或单独的机器

所有工作节点都是相等的，这意味着它们可以执行的作业类型没有差异。这允许您添加任意数量的工作节点（注意：在开始获得负回报之前，您可以添加的工作节点数量将有一个限制）

这样做的另一个好处是，您可以根据可用资源进行扩展——可能为了测试，您只需在本地计算机上使用几个线程，但是当您准备制作“生产”映像时，您可能需要使用其他计算机。此外，在此设置中，使用单个辅助线程进行渲染也可以

每个工作节点都需要访问场景，因此这是要发送的第一个数据块。然后他们就开始从工作队列中退出。需要注意的是，您需要以安全的方式执行此操作——只允许一名工人申请工作

while(active)
{
    fetch next job from job queue
    if no job is available
    {
       sleep(1)
       continue
    }

    process job
}

你需要决定的是“工作”需要什么。是一条光线吗？是否为单个光线及其所有后续反弹？是一批射线吗？此负载平衡决策将取决于您的光线跟踪器。一条光线可能还不够，但这是一个很好的起点。事实上，您可能应该从每像素一条光线开始，然后每一条光线做一个作业。这将给你一个很好的基线，一旦你有工作开始

---

祝你好运

分布式光线跟踪有多种用途，可用于：

（1） 抗锯齿

（2） 景深效应

（3） 运动模糊效果

对于第（1）条，其想法是在每个像素中发射一束光线，而不是一条光线。每一条光线都将穿过像素的中心，并被随机的dx和dy稍微抖动（dx和dy将小于像素的大小）

对于（2），它稍微复杂一些，但基本上是相同的想法：每一条光线都是从观察者开始并穿过像素中心的直线（如果你这样做（1），可能会抖动，但现在让我们暂时忘记它）。这一次，这是您正在抖动的观察者位置，您将在与屏幕正交的方向上稍微抖动观察者的位置。同样，通过平均每个像素中的光线数量，背景将比前景更加“模糊”，因为光线在背景中的偏移更大

对于（3），这是相同的想法，但这一次是抖动的移动对象的位置

---

注：还有（4）：具有光泽效果的复杂材质（它们需要了解一点材质，BRDF=双向反射分布函数的概念）。

我的做法（承认很久以前）将输出的pixmap行划分为N个大小大致相同的部分，并将每个子部分分发给N个渲染工作者中的一个。这就足够开始了；那么一旦这起作用，问题是一些工人会比其他人完成得更快；在这种情况下，已完成的工人可以联系尚未完成的工人并提供帮助；然后，仍在工作的工人可以将（他尚未完成的行的一半）交给请求的工人。重复，直到所有行都被渲染，然后重新组装图像。好的，完美！这让我对我必须做的事情有了更清晰的认识。如果可能的话，还有几个问题：1）如何找到像素的大小？例如，我的图像大小为512x512。如果我需要像你说的那样抖动一点，我需要像素的大小。2） 可以射入像素的“好”射线数是多少？只是想有个主意。在我看来，它可以是4或100例如。。所以只是想知道“通常”会产生什么样的结果。谢谢1） 如果将视点指定为：，则得到一个点（位置）和三个向量（注视、向右和向上）。如果位置位于原点，则图像平面沿注视方向与原点相切（角度），这给出了将坐标（X，Y）的像素映射到3D的公式：（X，Y，z）=原点+切线（角度）*注视+（X/宽度-0.5+抖动）*右+（Y/高度-0.5+抖动）*向上，如果jitterX和jitterY是介于0和1.2之间的随机浮点数，通常为10到100（但运行时间显然与此成正比），请使用试错法进行调整。现在就清楚了！谢谢！

while(active)
{
    fetch next job from job queue
    if no job is available
    {
       sleep(1)
       continue
    }

    process job
}