光线跟踪归一化屏幕空间

Question

我在-1到+1的范围内对屏幕坐标进行了归一化，然后从这些归一化坐标开始跟踪一些光线，并使用原点和方向向量计算带符号的距离场(sdf)。

for (int i = 0; i < rterm::w; i++)
  for (int j = 0; j < rterm::h; j++) {
    float x = i / (rterm::w / 2.0f) - 1.0f;
    float y = j / (rterm::h / 2.0f) - 1.0f;

    glm::vec3 o = glm::vec3(x, y, -10.0f);
    glm::vec3 d = glm::vec3(0.0f, 0.0f, 1.0f);

    if (trace(o, d))
      rterm::ctx->buffer[i + j * rterm::w] = '#';
}

sdf工作正常，但我的代码中肯定有bug。光栅化的球体不是球体，它更像是球体。

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sdf只是一个简单的球体。

float sphere(glm::vec3 p, float r) {
  return glm::length(p) - r;
}

float get(glm::vec3 p) {
  float ds = sphere(p, 0.8f);

  return ds;
}

下面是我的跟踪实现。

bool trace(glm::vec3 o, glm::vec3 d) {
  float depth = 1.0f;

  for (int i = 0; i < MARCH_STEPS; i++) {
    float dist = sdf::get(o + d * depth);

    if (dist < EPSILON) return true;
    depth += dist;
    if (depth >= CLIP_FAR) return false;
  }

  return false;
}

Answer 1

你必须考虑图像的纵横比，一般来说，它不会是1。你目前正在做的是将图像平面定义为2个单位的宽度和2个单位的高度。然后，将该图像平面细分为沿x和y方向的rterm::w像素网格。请注意，您向世界投射光线的区域仍然是矩形的，您只需沿x和y轴以不同的间隔对其进行细分。然后，当您通过某些标准机制显示图像时，该机制假设像素在两个维度上以相同的、规则的间隔进行采样，图像将显示失真。

您通常要做的是在x和y轴上以相同的空间采样率工作。实现这一点的典型方法是调整投射光线的区域的x或y维度，以匹配要生成的图像分辨率的纵横比。纵横比通常定义为x分辨率和y分辨率之间的比率：

float a = rterm::w * 1.0f / rterm::h;

例如，如果图像的宽度大于其高度，则宽高比将大于1。如果图像的高度大于其宽度，则长宽比将小于1。对于非正方形图像，要使沿x和y的像素位置之间的距离相同，我们可以按a缩放x坐标或按1.0f / a缩放y坐标。例如

float x = a * (i / (rterm::w / 2.0f) - 1.0f);
float y = j / (rterm::h / 2.0f) - 1.0f;

注意:以上宽高比计算中的* 1.0f不是多余的。它的作用是强制在float中执行计算；否则，您将以整数除法结束(假设您的分辨率是由整型值给出的)…