现代计算机图形学 作业6 解析

现代计算机图形学 作业6 解析

这篇文章就是来解析一下作业6的框架，同时让同学们对BVH有一个更加深入的理解

最开始有一个网格的bunny，是加载了一个已有的模型，这里我们就不多看这个了，之后可能会单独写一篇有关于读取obj文件的文章

这里在场景中把bunny添加进去，同时添加了两个光源。

然后我们初始化BVH，因为模型已经加载好了，所以我们就可以利用BVH来划分了

来到buildBVH中看，可以看到这里有一个划分方法，分别是NAIVE和SAH，有关SAH是这个作业的拓展项，之后我们再讨论。

来到BVHAccel中，可以看到对maxPrimsInNode设置的值是1，这里大家应该可以猜测到，就是我们每个节点所包含的primitive，就是课上讲的叶节点中包含的元件的数量

还是像往常一样，在解读代码含义的过程中我也会关注他的实现，这里传入的p是一个object的vector，作为值传入并将值移动到了scene的primitives中。是不是感觉和copy-and-swap的策略很相似

然后我们来到recursiveBuild中，在这里大家要把整体的构建流程看做是构建二叉树的过程（本身我们构建的也就是二叉树）

首先对整体的bbox（bbox即boundbox，即包围盒），求并，得到整个节点的bbox（这里求的bbox貌似后面没用），然后我们对当前处理的object数量判断，当object的数量为1的时候，我们就不再继续递归的构建子节点了，当前的节点就作为叶节点。

如果数量为2，我们就平分两个节点，分别作为左右子树，并更新当前节点的bbox

然后看else中，这里首先对每个object的bbox求他的中点，然后用中点拓展出一个包含所有中点的bbox，那么在这里我们就可以知道这些object在哪个方向上的跨越最大

思考一下为什么不用整体的bbox而是用中点，因为我们更希望划分开每个object，而不是划分开bbox。即我们希望得到object之间的差异最大的维度，而不是包围盒跨度最大的维度。

然后我们得到最长的那一维，然后根据那一维排序。之后我们就可以将这些object划分到两个节点中。然后再递归的进行划分，并用两个子节点的bbox更新当前节点的bbox

至此我们构建bbox的过程就结束了。然后来到Render中

之前讲过的地方这里就不在细说了，进入到castRay中

首先就是用BVH来和光线求交集，进入到Scene::interSect中，然后再一直向里，忽略一些边界条件，来到getIntersection

这里其实也就是递归的去查询每个节点的bbox，首先我们会判断当前节点的bbox与当前光线是否有交点，具体体现在IntersectP中，这里跟着ppt中的图解实现即可

要注意的一个细节是当光线的方向是负数的时候，我们也要把光线对应的参数t反过来

对BVH每个节点查询，如果是叶节点，就使用object中对应的方法进行判断，这里对应球面和三角形都有不同的实现方法，有兴趣的同学可以自己去看一下

对应非叶子节点我们递归的求解bbox，并选取较近的那个交点。

之后剩下的部分在上次的解析中已经提过了，这里就不再细说了。

还有就是在处理全反射的地方，还记的上次我说的那个阴影应该也应用于镜面反射的地方吗，这次的代码已经有了修正

这里还多加了一个areaLight，但是代码中没有具体的用到，可以看到代码中在动态转化后并没有使用area_ptr，同时我们最开始加的是Light，所以这里的dynamic_cast也应该不会成功。