蒙特卡洛路径追踪

开发环境

• 操作系统：Ubuntu 16.04
• CPU： Intel i7-6800K
• 内存：64G

依赖库

• GLM 0.9.8( https://glm.g-truc.net/0.9.8/index.html ), 用于向量表示与计算
• Assimp 4.1.0( https://github.com/assimp/assimp ), 用于模型文件的读取
• OpenCV 3.4.0( https://opencv.org/ ), 用于图片的显示和保存

安装与运行

cd /path/to/MCPT
mkdir build && cd build
cmake ..
make 
./demo /path/to/objfile number_of_ssp

生成的结果将保存在模型文件同路径下, 命名方式为somemodel.obj_ssp.jpg.

数据结构说明

Accelearte

• Object: 用于表示物体的基类. 包含一个intersect方法, 用于提供统一的光线求交接口. 子类继承时均需实现各自的intersect方法.
  • Primitive: 继承自Object, 为图元的基类.
    • Triangle: 继承自Primitive, 用于表示模型中的三角形面片. 记录了三角形的顶点信息.
  • BoundingBox: 继承自Object, 为各种包围盒的基类.
    • AABB: 继承自BoundingBox, 为其内部的一个Object提供包围盒, 加速求交.
    • KdTree: 继承自BoundingBox, 通过一个平面将空间划分为左右两部分, 并将子空间的信息存储至左右子结点中. 叶子节点中存放Object.

Camera

• Camera: 用于设定相机位置, 以及根据像素点位置产生对应光线.

Ray

• Ray: 通过一个顶点以及一个方向向量表示光线, 包含计算折射方向反射方向的方法.
• Intersection: 记录光线与场景的求交结果.

Scene

• Loader: 用于从obj等模型文件中读取场景信息, 通过Assimp库来实现.
• Vertex: 顶点信息, 包括地顶点位置及法向等.
• Material: 材质信息, 包括反射率、高光系数等.
• Mesh: 存放从模型文件中读取到的网格信息, 主要为包括顶点序列, 材质信息, 索引信息.
• Normal: 单位向量.

PathTracing

• PathTracing: 蒙特卡洛路径追踪的实现, 通过输入相机及Object返回图片.

运行结果

见results文件夹