java - 球体光线追踪 - 镜面高光

Question

我在为我的球体设置正确的光照模型时遇到了一些问题。具体来说，我无法正确获得球体的镜面高光。这是我在光线追踪球体时看到的:

现在，镜面高光看起来应该更像这样:

据我了解，照明模型(对于这些漫射球体)如下所示:

其中c_r是球体的颜色，c_a是光的环境分量，c_l是球体的颜色光，n是球体交点处的法线，l是光的方向，c_p是颜色镜面反射高光，e是eye/Look From，r是球体表面的反射 vector ，指数中的p是指到 phong 常数/指数(光线有多紧/多松)。

这是我的过程:

public Color calculateIlluminationModel(Vector normal, Scene scene)
{
    //c = cr * ca + cr * cl * max(0, n \dot l)) + cl * cp * max(0, e \dot r)^p
    Vector lightSourceColor = getColorVector(scene.getLight().getLightColor()); //cl
    Vector diffuseReflectanceColor = getColorVector(getMaterialColor()); //cr
    Vector ambientColor = getColorVector(scene.getLight().getAmbientLightColor()); //ca
    Vector specularHighlightColor = getColorVector(getSpecularHighlight()); //cp
    Vector directionToLight = scene.getLight().getDirectionToLight(); //l
    Vector reflectionVector = normal.multiply(2).multiply(normal.crossProduct(directionToLight)).subtract(directionToLight); //r = 2n(n \dot l) - l

    Vector ambientTerm = diffuseReflectanceColor.multiply(ambientColor);
    double angleBetweenLightAndNormal = directionToLight.dotProduct(normal);
    Vector diffuseTerm = diffuseReflectanceColor.multiply(lightSourceColor).multiply(Math.max(0, angleBetweenLightAndNormal));
    Vector phongTerm = lightSourceColor.multiply(specularHighlightColor).multiply(Math.pow(Math.max(0, scene.getCameraSettings().getLookFrom().dotProduct(reflectionVector)), (double) getPhongConstant()));
    return getVectorColor(ambientTerm.add(diffuseTerm).add(phongTerm));
}

请注意，在这种情况下，phong 项的眼睛分量是相机的视角，即 (0, 0, 1)，光线的方向是 (1, 0, 0)。

知道为什么我的镜面反射高光位于球体顶部而不是面向光的方向吗？

如果我泄露了您需要帮助我的任何重要细节，请告诉我。

Answer 1

应该根据表面法线和入射光线方向计算反射 vector ，而不是像现在这样根据光线方向。