Python 光线追踪

Question

我正在使用纯 Python 构建一个简单的 Python 光线追踪器(只是为了它)，但我遇到了障碍。

目前我的场景设置是这样的:

1. 相机位于 0, -10, 0，指向 y 轴。
2. 半径为 1 的球体位于 0, 0, 0。
3. 成像平面物体与相机的距离为 1，宽度和高度为 0.5。

我正在通过成像平面以均匀随机分布的方式发射光子，如果光子恰好与物体相交，我会在图像 Canvas 上绘制一个红点，对应于图像平面上光线穿过的点.

我的相交代码(我只有球体):

def intersection(self, ray):
  cp = self.pos - ray.origin
  v = cp.dot(ray.direction)
  discriminant = self.radius**2  - cp.dot(cp) + v * v

  if discriminant < 0:
    return False
  else:
    return ray.position(v - sqrt(discriminant)) # Position of ray at time t

还有我的渲染代码(它渲染一定数量的光子，而不是逐个像素):

def bake(self, rays):
  self.image = Image.new('RGB', [int(self.camera.focalplane.width * 800), int(self.camera.focalplane.height * 800)])
  canvas = ImageDraw.Draw(self.image)

  for i in xrange(rays):
    x = random.uniform(-camera.focalplane.width / 2.0, camera.focalplane.width / 2.0)
    z = random.uniform(-camera.focalplane.height / 2.0, camera.focalplane.height / 2.0)

    ray = Ray(camera.pos, Vector(x, 1, z))

    for name in scene.objects.keys():
      result = scene.objects[name].intersection(ray)

      if result:
        n = Vector(0, 1, 0)
        d = ((ray.origin - Point(self.camera.pos.x, self.camera.pos.y + self.camera.focalplane.offset, self.camera.pos.z)).dot(n)) / (ray.direction.dot(n))
        pos = ray.position(d)

        x = pos.x
        y = pos.y

        canvas.point([int(self.camera.focalplane.width * 800) * (self.camera.focalplane.width / 2 + x) / self.camera.focalplane.width,
                      int(self.camera.focalplane.height * 800) * (self.camera.focalplane.height / 2 + z) / self.camera.focalplane.height],
                      fill = 128)

它应该可以正常工作，但是当我渲染测试图像时，我没有得到任何看起来像球体轮廓的东西:

我期待这样的事情:

有人知道为什么我的代码不能正常运行吗？我调整和重写这一部分已经太久了......

Answer 1

您要对射线的方向矢量进行归一化吗？