c++ - 光线追踪折射错误

我正在用C++写一个raytracer，我在折射方面遇到了一些问题。我正在渲染一个球体和一个地平面，并且该球体应该折射。但是，它看起来更像一个球体中的一个球体:“外部”球体看起来需要正确着色，但不能折射，而“内部”球体看起来就像是在自身阴影下。这是外观的链接:http://imgur.com/QVGkeBT。

这是相关的代码。

//inside main raytrace function
     if(refraction > 0.0f){ //the surface is refractive
        //calculate refraction vector
        Ray refract(intersection,
          objList[bestObj]->refractedRay(
            ray.dir,intersection,&cos_theta,&R0));
        //recurse
        refrColor = raytrace(refract);
      }
      else{ //no refraction
        refrColor = background;
      }


//refractedRay(vec3,vec3,float*,float*)
  //...initialize variables, do geometric transforms
  //into air out of obj
  if(dot(ray,normal) < 0){
    n1 = ior;
    n2 = 1.0f;
    *cos = dot(ray,-normal);
  }
  //into obj out of air
  else{
    n1 = 1.0f;
    n2 = ior;
    *cos = dot(ray,normal);
    normal = -normal;
  }

  //check value under sqrt
  float n = n1/n2;
  float disc = 1-(pow(n,2)*(1-pow(*cos,2)));
  if(disc < 0){ //total internal reflection
    return ray - 2*-(*cos)*normal; //reflection vector
  }

  return (n*ray)+(((n*(*cos))-sqrt(disc))*normal);

球体过去看起来更糟，然后我记得对 vector 进行归一化，看起来像这样。以前，它看起来像整个内部领域。在主光线跟踪函数中，我使用与反射相同的方式进行折射，只是使用了折射光线。我还尝试过用epsilon修改相交点和射线的输入点，以检查是否会发生自折射，因为您可能会出现阴影。

任何帮助，将不胜感激 :)

最佳答案

我尚未检查您的折射公式，但这看起来是错误的:

//into air out of obj
if(dot(ray,normal) < 0){
  n1 = ior;
  n2 = 1.0f;
  *cos = dot(ray,-normal);
}

如果入射射线和法线的点积小于零，并假设法线指向对象的外部(可能应该如此)，则这种情况对应于air -> inside，因此应交换折射率。现在，您正在使用ior 1 / ior渲染一个球体，并且由于该折射率小于1，因此您正在观察边缘的全内反射。

Here is one of my implementations，您可以查看它是否缺少任何内容(它具有更多功能，但您应该能够识别出您感兴趣的部分并检查其与计算的匹配程度)。对我来说看起来还不错，所以我认为应该固定折射率。

但是，球体中心的不确定性图案肯定看起来像自相交。确保在反射的情况下，将反射光线稍微推到相交表面的外面，在折射的情况下，将折射光线稍微推到内部，以避免自相交。

关于c++ - 光线追踪折射错误，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题：https://stackoverflow.com/questions/16453450/