graphics - 帮我用光线追踪器解决这个错误

Question

我不会针对这个问题发布任何代码，因为它需要太多的上下文，但我将从概念上解释我正在做什么。

我正在构建一个使用仿射变换的简单光线追踪器。我的意思是，我将来自相机坐标的所有光线与通用形状相交。这些形状都具有关联的仿射变换，并且光线在与场景对象相交之前首先乘以这些变换的倒数。

例如，假设我想要一个半径为 3 的球体，位于 (10,10,10)。我创建了球体并给它一个表示此变换的变换矩阵。

我在相机坐标中创建一条射线。我将射线乘以球体变换矩阵的逆矩阵，并将其与通用球体相交(在 (0,0,0) 处 r=1)。我在交点处获取沿着这条通用射线的距离，并使用它找到通用法线和沿着原始射线的点，并将它们保存到一个变换对象中(以及距离(t)和实际的转换)。

当需要计算出该交点的颜色时，我采用变换的反转置并将其乘以通用法线来找到法线。如果我使用逆变换射线交点的 t 值，则交点就是沿原始非变换射线的点。

问题是，当我这样做时，转换会产生奇怪的效果。主要效果是变换似乎将灯光一起从场景中拖出。如果我构建一堆图像并在每一帧中对球体应用稍大的旋转，则似乎会拖动场景中的灯光。这是一个例子

老实说，我不知道我在这里做错了什么，但我正在抓狂。我想不出发生这种情况的任何充分理由。任何帮助将不胜感激。

Answer 1

免责声明:我不是光线追踪方面的专家，而且我也误解了问题描述中的转置转置。

当您计算交点的法线时，您处于“变换后的坐标空间”中，特别是，对吧？所以法线也将位于该坐标空间中。稍后您只需将该向量转置到真实的交点，但法线仍会旋转。

假设您有一个通用球体，其在正 x 上为红色，在负 x 上为蓝色。让我们考虑相机位于 20,0,0 处，而 1 球体仅绕 y 轴 180 度(无转置)。那么光线 (1,0,0) 将是变换后的光线 -1,0,0 并将在 (-1,0,0) 和 t = 9 处从负 x 击中球体。法线应为 (-1 ,0,0)。当您将该法线转置为实际交点时，法线仍为 (-1,0,0)。因此，通过遵循该法线，您应该获得正确的颜色，而且还可以获得来自球体“背面”的光线。