光线跟踪器折射错误

Question

我正在用C++编写一个光线跟踪器，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，并且球体应该会折射。但是，它看起来更像球体中的球体：“外部”球体看起来被正确着色，但没有折射，而“内部”球体看起来像是自阴影。这里有一个指向它的链接：http://imgur.com/QVGkeBT。

下面是相关的代码。

//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糕，然后我记得标准化我的向量，它看起来是这样的。以前，它看起来只是整个内部的球体。在主要的光线跟踪函数中，我以与反射相同的方式进行折射，只是使用折射的光线。我也试着用epsilon修改传入的交点和光线，以检查自折射，因为你可以在阴影中得到。

如有任何帮助，我们将不胜感激:)

Answer 1

我没有检查你的折射公式，但这看起来是错的：

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

如果入射光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)，则此情况对应于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上的全内反射。

Here is one of my implementations，您可以查看是否缺少任何东西(它有更多功能，但您应该能够识别您感兴趣的部分，并检查它与计算结果是否匹配)。对我来说，它看起来还不错，所以我认为固定折射率应该可以做到这一点。

然而，球体中心的不确定模式看起来肯定是自相交的。确保在反射的情况下，将反射光线稍微推到相交曲面的外部，而在折射的情况下，将折射光线稍微推到内部，以避免自相交。