光线跟踪:仅使用单一光线，而不是反射和折射光线

Question

我目前正在尝试理解Kevin Beason (smallpt：http://www.kevinbeason.com/smallpt/)开发的光线跟踪器，如果我正确理解了代码，他会随机选择反射或折射光线(如果表面既反射又折射)。

第71-73行：

return obj.e + f.mult(depth>2 ? (erand48(Xi)<P ?   // Russian roulette
radiance(reflRay,depth,Xi)*RP:radiance(Ray(x,tdir),depth,Xi)*TP) :
radiance(reflRay,depth,Xi)*Re+radiance(Ray(x,tdir),depth,Xi)*Tr);

有人能解释一下只投射一条光线而不是投射两条光线的缺点吗？我从来没有听说过这种技术，我很好奇它的权衡是什么，因为它可以极大地降低复杂性。

Answer 1

这是一台蒙特卡洛光线跟踪器。它的优点是你不会产生成倍增长的射线--在一些简单的几何图形中可能会出现这种情况。缺点是，您需要对大量样本进行平均。通常，您需要采样，直到与真实值的预期偏差“足够低”。计算出需要多少样本需要一些统计数据--或者你只需采集大量样本。

Answer 2

据推测，他依赖于超采样像素，并相信平均颜色将大致正确，尽管不是那么准确。

即通过一个像素发射4条光线，平均2条光线被反射，2条光线被折射。

将它们组合在一起以获得反射和折射的光线的近似值。