Введение в трассировку лучей
□ Разработка фундаментальной концепции трассировки лучей.
□ Подготовка математического аппарата и алгоритмов для выполнения трассировки лучей.
□ Построение и визуализация сцен из сфер, конусов, цилиндров, выпуклых многогранников и других объемных тел.
□ Создание высокореалистичных изображений с эффектами прозрачности и преломления света.
□ Разработка средств для работы с ЗО-текстурами объемных объектов и растровыми изображениями.
Мы пытаемся абстрагироваться от сложности явления с помощью простых систем, свойства которых могут быть описаны математически. Мощь этой абстракции обеспечивает поразительно точное математическое описание природы.
Морис Клайн (Morris Kline)
Для первобытного человека непостижимой тайной было пространство. Для человека технологической эпохи эту же роль играет время.
Маршалл Мак-Лухан (Marshall McLuhan)
Полны бриллиантов чистейшей воды Пещеры бездонного темного моря.
Томас Грей (Thomas Gray), Элегия, строфа 14
Вы, звезды малые, гасите и без того чуть видные лучи!
Александр Поуп (Alexander Pope)
По причине своей эффективности трассировка лучей является широко применяемой технологией рисования. В разделе 14.1 «Введение» дается введение в эту технологию, а в разделе 14.2 «Построение геометрии трассировки лучей» вводятся камера и геометрические понятия, необходимые для трассировки лучей. В разделе 14.3 «Обзор процесса трассировки лучей» демонстрируется выполнение трассировки лучей в приложении. В разделе 14.4 «Пересечение луча с объектом» описаны различные примитивные формы, удобные для трассировки, и разрабатывается ядро технологии пересечения объекта лучом.
14.1. Введение
83dОбсуждаются преимущества, достигаемые вследствие преобразования луча в базовую систему координат объекта.
В разделе 14.5 «Организация трассировщика луча в приложении» разрабатываются различные классы и подпрограммы, составляющие трассировщик«лучей (ray tracer) с использованием объектно-ориентированного подхода, а также рассматривается взаимодействие различных компонентов. Создается полный, хотя и примитивный, трассировщик лучей. В разделе 14.6 «Пересечение лучей с другими примитивами» обсуждаются вопросы пересечения лучей с множеством различных форм, включая конические цилиндры и выпуклые многогранники.