分布式光线跟踪器的基本思想[关闭]

Question

我想要做的是改进我的实际Ray Tracer来创​​建分布式光线跟踪器。我一直在互联网上闲逛，所有我能找到的关于它的实现只是简短的事情：

- 用光线分布替换单射线 - 拍摄分布在一个区间内的多条光线 - 通过每个像素拍摄多条光线并随机改变每条光线

我的问题是：“发行”是什么意思？如何改变通过像素的光线分布？在我的普通Ray Tracer中，我每个像素拍摄一条光线。对于光线的“分布”，我可以理解我应该拍摄多个光线而不是仅仅一个。但与此同时，我用坐标（x，y）拍摄光线通过我的像素。

for (int x = 0; x < WINDOW_WIDTH; x++)
{
    for (int y = 0; y < WINDOW_HEIGHT; y++)
    {
        Vec3<float> rayDir = camera->pixelToWorld(x, y) - camera->position;
    }
}

那么，我怎样才能“随机改变每条射线”？谢谢。

Answer 1

分布式光线跟踪有几种用法，可用于：

（1）抗锯齿

（2）景深效果

（3）运动模糊效果

对于（1），想法只是在每个像素中发射一束光而不是单个光线。每个光线将通过随机dx和dy（dx和dy将小于像素的大小）抖动一点点的像素中心抛出。

对于（2），它稍微复杂一点，但它大致相同的想法：每条射线都是从观察者开始并穿过像素中心的线（如果你这样做可能会抖动（1），但现在让我们忘掉它吧。这次，这是您正在抖动的观察者位置，您将在垂直于屏幕的方向上稍微抖动观察者的位置。同样，通过平均每个像素中的多个光线的贡献，背景将比前景更“模糊”，因为光线将在背景中偏离更多。

对于（3），它只是相同的想法，但这次是抖动的移动物体的位置。

注意：还有（4）：具有光泽效果的复杂材料（它们需要理解一点材料，BRDF =双向反射分布函数的概念）。

Answer 2

有很多不同的方法可以做到这一点，它在某种程度上取决于您在当前光线跟踪器实现中的工作。

我的方法是将问题分解为基于工作的模型。换句话说，您创建一个要由每个工作人员处理的作业队列，其中工作人员可以是线程或单独的计算机。

所有工作节点都相等，这意味着他们可以执行的工作类型没有区别。这允许您根据需要添加任意数量的工作节点（注意：在开始获得负返回之前，您可以添加多少个工作节点）。

另一个好处是你可以根据你的可用资源进行扩展 - 可能用于测试你只需要在本地机器上使用几个线程，但是当你准备制作“生产”图像时，你可能想要使用其他机器。此外，使用单个工作线程进行渲染应该可以在此设置中使用。

每个工作节点都需要访问场景，因此这是要发送的第一个数据块。然后他们就开始从作业队列中拉出来。重要的是要注意，您需要以安全的方式执行此操作 - 只允许一名工作人员申请工作。

while(active)
{
    fetch next job from job queue
    if no job is available
    {
       sleep(1)
       continue
    }

    process job
}

你需要决定的是“工作”需要什么。是单射线吗？是单射线及其随后的反弹吗？它是一批光线吗？此负载平衡决策将取决于您的光线跟踪器。单射线可能不够，但它是一个很好的起点。实际上，您可能应该从每个像素只有一条光线开始，并为每条光线做一个工作。这将为您提供良好的基线，从您开始工作开始。

祝好运！