C++ 自定义问题中的怪异直接照明

我目前正在实现一个自定义光线跟踪渲染器，我坚持直接照明的问题 以下是我的结果：

正常光

球形

最大值（法线光点（球面），0.0）

我不明白最后一个结果，我认为第一个和第二个是正确的，但不是最后一个（点…） 该灯光是点光源

    const Vec4<double> LambertianSampler::radiance(const Ray& ray, const Scene& scene) const
  {
     Context ctx;
     ctx.setCamtoWorld(scene.getCamera()->getLookAt());
     Vec4<double> maxColor(1.0, 1.0, 1.0, 1.0);
     Vec4<double> ambient(0.4, 0.4, 0.4, 1.0);

     Vec4<double> finaleRadiance = ambient;
     for(const auto & light : scene.getLights())
     {
       for(const auto & shape : scene.getShapes())
       {
          shape->intersect(ray, ctx);
       }

      if(ctx.intersectionFound())
      {
      Vec3<double> lightPosition = light->getPos();
      Vec4<double> lightColor    = light->getRadiance();
      Vec3<double> lightNormal   = ctx.getPoint() - lightPosition;
      lightNormal = Vec3<double>(std::fabs(lightNormal.x()), std::fabs(lightNormal.y()), std::fabs(lightNormal.z()));
      lightNormal.normalize();

      Vec3<double> sphereNormal = ctx.getNormal();
      sphereNormal   = Vec3<double>(std::fabs(sphereNormal.x()), std::fabs(sphereNormal.y()), std::fabs(sphereNormal.z())) ;
      sphereNormal.normalize();

      double dot     = lightNormal.dot(sphereNormal);
      finaleRadiance = maxColor*std::max(0.0,dot);
      finaleRadiance = Vec4<double>(finaleRadiance.x(), finaleRadiance.y(), finaleRadiance.z(), 1.0);

      //finaleRadiance = Vec4<double>(sphereNormal.x(), sphereNormal.y(), sphereNormal.z(), 1.0);
      //finaleRadiance = Vec4<double>(lightNormal.x(), lightNormal.y(), lightNormal.z(), 1.0);

    }
  }
  return finaleRadiance;
}

const Vec4 LambertianSampler:：radiance（const光线和光线，const场景和场景）const
{
上下文ctx；
setCamtoWorld（scene.getCamera（）->getLookAt（））；
vec4maxcolor（1.0,1.0,1.0,1.0）；
Vec4环境（0.4,0.4,0.4,1.0）；
Vec4最终公差=环境温度；
对于（const auto&light:scene.getLights（））
{
for（const auto&shape:scene.getShapes（））
{
形状->相交（射线，ctx）；
}
if（ctx.intersectionFound（））
{
Vec3 lightPosition=light->getPos（）；
Vec4 lightColor=light->getRadiance（）；
Vec3 lightNormal=ctx.getPoint（）-lightPosition；
lightNormal=Vec3（std:：fabs（lightNormal.x（）），std:：fabs（lightNormal.y（）），std:：fabs（lightNormal.z（））；
lightNormal.normalize（）；
Vec3 sphereNormal=ctx.getNormal（）；
sphereNormal=Vec3（std:：fabs（sphereNormal.x（）），std:：fabs（sphereNormal.y（）），std:：fabs（sphereNormal.z（））；
球面归一化（）；
双点=光法线点（球面）；
最终公差=最大颜色*标准：：最大值（0.0，点）；
finalleradiance=Vec4（finalleradiance.x（），finalleradiance.y（），finalleradiance.z（），1.0）；
//最终误差=Vec4（sphereNormal.x（），sphereNormal.y（），sphereNormal.z（），1.0）；
//finaleRadiance=Vec4（lightNormal.x（），lightNormal.y（），lightNormal.z（），1.0）；
}
}
回报金融宽容；
}

---

我的网点结果对吗？因为我认为我的LightNormalSphere和sphereNormal是正确的，所以我认为..

我通过删除以下内容来解决我的问题：

lightNormal = Vec3<double>(std::fabs(lightNormal.x()), std::fabs(lightNormal.y()), std::fabs(lightNormal.z()));

lightNormal=Vec3（std:：fabs（lightNormal.x（）），std:：fabs（lightNormal.y（）），std:：fabs（lightNormal.z（））；

借

lightNormal=Vec3（（lightNormal.x（）+1）*0.5，（lightNormal.y（）+1）*0.5，（lightNormal.z（）+1）*0.5）；

主要问题在于：

  Vec3<double> sphereNormal = ctx.getNormal();
  sphereNormal   = Vec3<double>(std::fabs(sphereNormal.x()), std::fabs(sphereNormal.y()), std::fabs(sphereNormal.z())) ;
  sphereNormal.normalize();

Vec3 sphereNormal=ctx.getNormal（）；
sphereNormal=Vec3（std:：fabs（sphereNormal.x（）），std:：fabs（sphereNormal.y（）），std:：fabs（sphereNormal.z（））；
球面归一化（）；

但上述解决方案似乎并不完全正确。首先，不必重新规范化球体法线。

fabs

调用将改变一些符号，但没有改变任何大小，因此额外的规范化只是浪费时间

但是为什么

fabs

调用。我猜你是因为球体法线似乎指向错误的方向才加上的。因此，当你使用点积时，你在光的一面得到负值。您添加了晶圆厂，它碰巧使所有球体法线朝向灯光，甚至是黑暗面上的法线。这就是为什么你会看到阴影开始，但随后光线会逐渐恢复，而不是完全变暗

这也解释了为什么您提出的解决方案似乎有效。你将法线偏向（我认为）你放置灯光的位置

如果我的理论是正确的，那么你需要翻转球体法线，使它们指向球体，而不是指向球体。一个快速的检查方法是从交点减去球体的中心，这应该给你一个指向的向量，然后你可以将其规格化。如果这与您当前计算的球体法线不匹配（特别是，如果符号全部翻转），我的理论将得到证实

在这种情况下，解决方案就是在计算点积之前翻转球体法线

---

最后，在灯光上循环，但仅使用列表中最后一个灯光的贡献。（很难说清楚，因为问题中有一些不匹配的大括号。）

你确定法线可视化是正确的（或者球体的法线是正确的）吗？为什么这行：

lightNormal=Vec3（std:：fabs（lightNormal.x（）），std:：fabs（lightNormal.y（）），std:：fabs（lightNormal.y（）），std:：fabs（lightNormal.z（））这应该做什么？你是对的，我只需
  Vec3<double> sphereNormal = ctx.getNormal();
  sphereNormal   = Vec3<double>(std::fabs(sphereNormal.x()), std::fabs(sphereNormal.y()), std::fabs(sphereNormal.z())) ;
  sphereNormal.normalize();