java - 不完整的光圈

Question

我制作了一个允许阴影的照明引擎。它在网格系统上工作，其中每个像素都有一个以整数形式存储在数组中的光值。这是它的外观演示:

阴影和实际像素着色效果很好。唯一的问题是圆圈中更远的未点亮像素，出于某种原因形成了一个非常有趣的图案(您可能需要放大图像才能看到它)。这是绘制光的代码。

public void implementLighting(){
    lightLevels = new int[Game.WIDTH*Game.HEIGHT];
    //Resets the light level map to replace it with the new lighting
    for(LightSource lightSource : lights) {
        //Iterates through all light sources in the world
        double circumference =  (Math.PI * lightSource.getRadius() * 2),
                segmentToDegrees = 360 / circumference, distanceToLighting = lightSource.getLightLevel() / lightSource.getRadius();
                //Degrades in brightness further out
        for (double i = 0; i < circumference; i++) {
            //Draws a ray to every outer pixel of the light source's reach
            double radians =  Math.toRadians(i*segmentToDegrees),
                    sine =  Math.sin(radians),
                    cosine =  Math.cos(radians),
                    x = lightSource.getVector().getScrX() + cosine,
                    y = lightSource.getVector().getScrY() + sine,
                    nextLit = 0;
            for (double j = 0; j < lightSource.getRadius(); j++) {
                int lighting = (int)(distanceToLighting * (lightSource.getRadius() - j));
                        double pixelHeight = super.getPixelHeight((int) x, (int)y);
                if((int)j==(int)nextLit) addLighting((int)x, (int)y, lighting);
                //If light is projected to have hit the pixel
                if(pixelHeight > 0) {
                    double slope = (lightSource.getEmittingHeight() - pixelHeight) / (0 - j);
                    nextLit = (-lightSource.getRadius()) / slope;
                    /*If something is blocking it
                    * Using heightmap and emitting height, project where next lit pixel will be
                     */
                }
                else nextLit++;
                //Advances the light by one pixel if nothing is blocking it
                x += cosine;
                y += sine;
            }
        }
    }
    lights = new ArrayList<>();
}

我使用的算法应该考虑到光源半径内没有被物体阻挡的每个像素，所以我不确定为什么一些外部像素会丢失。谢谢。

编辑:我发现，光源半径内未点亮的像素实际上只是比其他像素暗。这是 addLighting 方法的结果，它不仅仅是改变像素的光照，而是将其添加到已经存在的值中。这意味着“未点亮”是仅添加一次的。 为了验证这个假设，我制作了一个程序，以与生成照明相同的方式绘制一个圆圈。这是绘制圆圈的代码:

    BufferedImage image = new BufferedImage(WIDTH, HEIGHT, 
    BufferedImage.TYPE_INT_RGB);
    Graphics g = image.getGraphics();
    g.setColor(Color.white);
    g.fillRect(0, 0, WIDTH, HEIGHT);
    double radius = 100,
            x = (WIDTH-radius)/2,
            y = (HEIGHT-radius)/2,
            circumference = Math.PI*2*radius,
            segmentToRadians = (360*Math.PI)/(circumference*180);
    for(double i = 0; i < circumference; i++){
        double radians = segmentToRadians*i,
                cosine = Math.cos(radians),
                sine = Math.sin(radians),
                xPos = x + cosine,
                yPos = y + sine;
        for (int j = 0; j < radius; j++) {
            if(xPos >= 0 && xPos < WIDTH && yPos >= 0 && yPos < HEIGHT) {
                int rgb = image.getRGB((int) Math.round(xPos), (int) Math.round(yPos));
                if (rgb == Color.white.getRGB()) image.setRGB((int) Math.round(xPos), (int) Math.round(yPos), 0);
                else image.setRGB((int) Math.round(xPos), (int) Math.round(yPos), Color.red.getRGB());
            }
            xPos += cosine;
            yPos += sine;
        }
    }

结果如下:

白色像素是未着色的像素黑色像素是一次着色的像素红色像素是像素被着色 2 次或更多次

所以它实际上比我最初提出的还要糟糕。它是未点亮像素和多次点亮像素的组合。

Answer 1

您应该遍历真实图像像素，而不是极坐标网格点。

所以正确的像素漫游代码可能看起来像

for(int x = 0; x < WIDTH; ++x) {
  for(int y = 0; y < HEIGHT; ++y) {
    double distance = Math.hypot(x - xCenter, y - yCenter);
    if(distance <= radius) {
      image.setRGB(x, y, YOUR_CODE_HERE);
    }
  }
}

当然可以优化这个片段，选择好的填充多边形而不是矩形。