c++ - 柔和阴影的球面光源

我正在尝试在raytracer中实现柔和的阴影。为此，我计划从交叉点向面光源发射多条阴影射线。我的目标是使用球面光-这意味着我需要在球体上为射线的方向 vector 生成随机点(请注意，射线是用原点和方向指定的)。

我一直在寻找在球体上生成随机点均匀分布的方法，但是它们似乎比我要寻找的要复杂。有人知道在球体上生成这些点的任何方法吗？我相信我的球面光源将仅由其XYZ世界坐标，RGB颜色值和r半径定义。

我从Graphics Gems III(第126页)中引用了此代码(这也是讨论here和here的相同方法):

void random_unit_vector(double v[3]) {
double theta = random_double(2.0 * PI);
double x = random_double(2.0) - 1.0;
double s = sqrt(1.0 - x * x);
v[0] = x;
v[1] = s * cos(theta);
v[2] = s * sin(theta);

}

很好，我理解这一点，但是我的球面光源将位于3D X-Y-Z坐标和半径指定的空间中的某个点。我了解该公式适用于单位球体，但是我不确定该公式如何说明球体的位置。

谢谢，我感谢您的帮助!

最佳答案

您似乎对生成方向的公式(即球体上的一个点)与试图生成方向/ toward /球体的事实感到困惑。

您提供的公式均匀地采样了一条随机射线:它在单位球面上找到一个X，Y，Z三元组，可以将其视为方向。

您实际尝试实现的是仍然生成一个方向(球体上的一个点)，但是偏向于指向球体(或仅限于圆锥体)的特定方向，即您从相机中心获得的圆锥体和球形光源的轮廓)。
这样的事情可以通过两种方式完成:

使用余弦波瓣向球形光源的中心采样。

在上面定义的圆锥中进行均匀采样。

在第一种情况下，公式在“全局照明附录”中给出:
http://people.cs.kuleuven.be/~philip.dutre/GI/TotalCompendium.pdf
(第21页的项目38)。
在第二种情况下，您可以进行一些拒绝采样，但是我敢肯定，有一些近似形式的公式。

最后，还有最后一个选择:您可以使用公式，将结果(X，Y，Z)作为场景中的一个点，然后将其转换为球体的位置，并从相机指向一个 vector 朝着它。但是，这将带来严重的问题:

您将朝球体光的背面生成 vector

对于以后的Monter Carlo集成，您将不需要生成方向集的pdf的任何公式。

关于c++ - 柔和阴影的球面光源，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题：https://stackoverflow.com/questions/13785541/