阴影和阴影

Question

我在网上阅读了很多光线追踪算法。但是，我对阴影和阴影没有清楚的了解。根据我的理解，下面的伪代码是正确的吗？

for each primitive 
    check for intersection
    if there is one 
         do color be half of the background color
         Ishadow = true
         break

for each ambient light in environment        
    calculate light contribution to the color

if ( Ishadow == false ) 
   for each point light 
     calculate diffuse shading
     calculate reflection direction
     calculate specular light


trace for reflection ray // (i)  
add color returned from i after multiplied by some coefficient

trace for refraction ray // (ii)
add color returned from ii after multiplied by some coefficient

return color value calculated until this point

Answer 1

您应该将阴影与正常的光线追踪路径集成： 对于每个屏幕像素，您发送一条穿过场景的光线并最终确定最近的对象交点：在最近的对象交点处，您首先会读出像素颜色（该点对象的纹理），除了计算反射向量等（使用法线向量）之外，您现在可以另外将光线从该交点投射到场景中的每个光源：如果这些光线与其他对象相交在击中光源之前，交点处于阴影中，您可以相应地调整该点的最终颜色。

Answer 2

伪代码的问题在于它很容易获得足够的“伪”，以至于它变成了我们试图通过远离自然语言来避免的歧义。 “颜色是背景颜色的一半？”这条线在您遍历光源之前出现的事实令人困惑。在迭代光源之前如何设置 Ishadow？

也许更好的描述是：

given a ray in space
    find nearest object with which ray intersects
    for each point light
        if normal at surface of intersected object points toward light (use dot product for this)
            cast a ray into space from the surface toward the light
                if ray intersection is closer than light* light is shadowed at this point

*如果您在阴影中看到奇怪的伪影，那么每个程序员在编写他们的第一个光线追踪器时都会犯一个错误。浮点（或双精度）数学是不精确的，在进行阴影跟踪时，您会经常（大约一半的时间）重新与自己相交。没有图表，解释有点难以描述，但让我看看我能做什么。

如果您在球体表面上有一个交点，在大多数情况下，该点在浮点寄存器中的表示在数学上并不精确。它要么稍微在球体内部，要么稍微在球体外部。如果它在球体内，并且您尝试对光源进行交叉测试，则最近的交叉点将是球体本身。相交距离将非常小，因此您可以简单地拒绝任何比 0.000001 单位更近的阴影射线相交。如果您的几何体都是凸面的并且无法合法地对其自身进行阴影化，那么您可以在进行阴影测试时直接跳过对球体的测试。