光线追踪:将光线转换为物体的局部空间进行交叉测试

Question

我正在写一个射线追踪器，我想要为它测试与隐式曲面的交点(在我的例子中是球面)。在不应用任何转换的情况下，它工作得很好，但是我想升级它，以测试针对非均匀缩放球的交叉点。为此，我计算了对象的局部到世界矩阵，以及世界到局部矩阵。

在交集测试中，我首先将光线的起源和方向转换为物体的局部空间：

    Vector o = ray.getOrigin();
    Vector l = ray.getDirection();

#ifdef _RT_TRANSFORM_RAY_TO_LOCAL_SPACE
    o = worldToLocalMatrix * o;
    l = worldToLocalMatrix * Vector(l.x, l.y, l.z, 0.0f);
    l = l.Normalize();
#endif

我执行测试，计算对象的局部空间中的交点，然后将其转换回世界空间：

Vector hitPoint(o + (l * distance));
        Vector hitNormal((hitPoint - center) / radius);
        hitNormal = hitNormal.Normalize();
#ifdef _RT_TRANSFORM_RAY_TO_LOCAL_SPACE
        hitPoint = localToWorldMatrix * hitPoint;
        hitNormal = localToWorldMatrix * Vector(hitNormal.x, hitNormal.y, hitNormal.z, 0.0f);
#endif
        hitNormal = hitNormal.Normalize();

如果我运行射线追踪仪，效果很好：

但是，从某些角度(并非全部)，我从介质球(上述图像的中心)和完美的镜面(在上面的图像中正确)以及其中一个立方体中得到错误的呈现：

如果我只是在启动时将仿射变换应用于对象的顶点和法线(在球体中，我只应用平移，因为它是一个隐式曲面)，渲染就会完美无缺，所以我猜想这个问题来自应用于光线的转换。

计算局部到世界矩阵：Model = rotation * translation * scale

将世界计算为局部矩阵：InvModel = inverse(scale) * inverse(translation) * inverse(rotation)

我想知道我是否正确地将转换应用于光线和输出

Answer 1

我解决了问题。它与光线/点变换本身无关，而是与摄像机移动后的更新问题有关(向上向量没有被正确计算)。

如果有人有类似的问题，我会留下答案。