C++ 中的光线追踪颜色计算错误

Question

我正在实现光线追踪框架，但遇到一些错误

图像应该看起来像这样，但在我的例子中看起来像：

如您所见，球体有一些黑点，并且不光滑。知道这个错误可能来自哪里吗？

Answer 1

这被称为 “癌症”，这是由于从表面发射阴影光线，但光线再次与该表面相交而引起的伪影。结果是物体的某些东西挡住了光线，而不知道物体本身在阴影的来源处做到了这一点。这是浮点精度误差的自然结果。

解决该问题的最简单方法之一是引入“epsilon”值，并且不计算低于该阈值的交集。这允许更复杂的几何体自相交，但有点脏。

更一般地，您可能决定将反射光线的对象排除在光命中测试中。在更广义的 3D 场景中，一切都是三角形，您可以排除该三角形。但在大量镶嵌的场景中，当您碰到相邻的三角形时，您可能会再次遇到该问题。

另一种方法是，如果表面法线指向与阴影光线相同的方向，则忽略相交。如下所示，仅当两者的点积不为负时才计算交集。

实际上，结合使用上述措施通常可以解决此问题，但您也可以只选择其中一项。