光线跟踪算法-Phong

使用光线光线算法实现的光线跟踪效果图 有阴影和反射效果，采用Phong光照模型

#include “raytracer.h“
#include “scene.h“
#include “common.h“
#include “windows.h“
#include “winbase.h“

namespace Raytracer {

Ray::Ray（ vector3& a_Origin vector3& a_Dir ） : 
	m_Origin（ a_Origin ） 
	m_Direction（ a_Dir ）
{
}

Engine::Engine（）
{
	m_Scene = new Scene（）;
}

Engine::~Engine（）
{
	delete m_Scene;
}

/*************注释*************
作用：设置渲染目标
******************************/
void Engine::SetTarget（ Pixel* a_Dest int a_Width int a_Height ）
{
	// 设置像素缓冲区的地址和大小
	m_Dest = a_Dest;
	m_Width = a_Width;
	m_Height = a_Height;
}

/*************注释*************
作用：初始化渲染器，跳过标题栏，并预先计算一些值
******************************/
void Engine::InitRender（）
{
	// 越过窗口栏的20个像素，即跳过标题栏
	m_CurrLine = 20;
	// 设置像素缓冲区的第一个像素地址
	m_PPos = 20 * m_Width;
	// 屏幕平面在世界坐标系的位置
	m_WX1 = -6 m_WX2 = 6 m_WY1 = m_SY = 4.5 m_WY2 = -4.5;
	//计算插值△x△y
	m_DX = （m_WX2 - m_WX1） / m_Width;
	m_DY = （m_WY2 - m_WY1） / m_Height;
	m_SY += 20 * m_DY;
	//为前面行分配空间存储指向图元的指针
	m_LastRow = new Primitive*[m_Width];
	memset（ m_LastRow 0 m_Width * 4 ）;
}

/*************注释*************
作用：从左至右发射屏幕的扫描的光线，渲染场景的物体
******************************/
bool Engine::Render（）
{
	//渲染场景的起始点
	vector3 o（ 0 0 -5 ）;
	//初始化时钟
	int msecs = GetTickCount（）;
	//重置上一个找到的图元指针
	Primitive* lastprim = 0;
	// 渲染剩余的行
	for （ int y = m_CurrLine; y < （m_Height - 20）; y++ ）
	{
		m_SX = m_WX1;
		//渲染当前行像素
		for （ int x = 0; x < m_Width; x++ ）
		{
			//发射跟踪光线
			Color acc（ 0 0 0 ）; 
			vector3 dir = vector3（ m_SX m_SY 0 ） - o;
			NORMALIZE（ dir ）;
			Ray r（ o dir ）; //跟踪光线
			float dist;
			Primitive* prim = Raytrace（ r acc 1 1.0f dist ）;
			int red = （int）（acc.r * 256）;
			int green = （int）（acc.g * 256）;
			int blue = （int）（acc.b * 256）;
			if （red > 255） red = 255;
			if （green > 255） green = 255;
			if （blue > 255） blue = 255;
			m_Dest[m_PPos++] = （red << 16） + （green << 8） + blue;
			m_SX += m_DX;
		}
		m_SY += m_DY;
		//渲染世界场景是否超过0.1s
		if （（GetTickCount（） - msecs） > 100） 
		{
			//更新屏幕，把控制权交给windows
			m_CurrLine = y + 1;
			return false;
		}
	}
	return true;
}


Primitive* Engine::Raytrace（ Ray& a_Ray Color& a_Acc int a_Depth float a_RIndex float& a_Dist ）
{
	if （a_Depth > TRACEDEPTH） return 0; //大于设置的追踪深度返回
	a_Dist = 1000000.0f;	// 追踪光线最大长度
	vector3 pi;
	Primitive* prim = 0;
	int result;
	for （ int s = 0; s < m_Scene->GetNrPrimitives（）; s++ ）	// 找到最近相交的图元
	{
		Primitive* pr = m_Scene->GetPrimitive（ s ）;//当前图元
		int res;
		if （res = pr->Intersect（ a_Ray a_Dist ）） 
		{
			prim = pr;
			result = res; // 0 = miss 1 = hit -1 = hit在图元内部检测到相交
		}
	}
	//没有相交，结束光线
	if （!prim） return 0; 
	//处理光线与图元相交
	if （prim->IsLight（））
	{
		// 碰到光源，结束光线
		a_Acc = Color（ 1 1 1 ）; //为白色光源
	}
	else
	/*
	计算从相交点（pi）到光源（L）的向量，并用这个向量和相交点的单位向量的叉积来计算
	出光源的亮度。这个计算出的亮度是元素朝向光源的那一点被光源照亮，而其他点就是
	阴暗的了。叉积大于0为了防止面与光源反向
	*/
	{
	    // 决定相交点的颜色
		pi = a_Ray.GetOrigin（） + a_Ray.GetDirection（） * a_Dist; //相交点 a_Dist的长

 属性            大小     日期    时间   名称
----------- ---------  ---------- -----  ----

     文件       4176  2010-06-20 19:13  RayTracer\raytracer.dsp

     文件        541  2004-07-08 16:04  RayTracer\raytracer.dsw

     文件      99328  2010-06-23 18:47  RayTracer\raytracer.ncb

     文件       1392  2010-06-23 18:47  RayTracer\raytracer.plg

     文件        478  2010-06-23 18:47  RayTracer\raytracer.positions

     文件       2911  2010-06-20 20:37  RayTracer\scene.h

     文件        235  2010-06-20 12:04  RayTracer\testbyOGL.cpp

     文件     237633  2010-06-23 18:47  RayTracer\Debug\raytracer.exe

     文件        478  2010-06-20 22:42  RayTracer\surface.cpp

     文件        517  2010-06-20 22:42  RayTracer\surface.h

     文件       5863  2010-06-20 22:42  RayTracer\raytracer.cpp

     文件       1265  2010-06-20 22:43  RayTracer\raytracer.h

     文件       4728  2010-06-20 22:43  RayTracer\scene.cpp

     文件       3666  2010-06-20 22:44  RayTracer\common.h

     文件       3538  2010-06-23 18:47  RayTracer\testapp.cpp

     文件      49664  2010-06-23 18:47  RayTracer\raytracer.opt

     文件     237633  2010-06-23 18:47  RayTracer\raytracer.exe

     文件      52732  2010-06-23 18:47  RayTracer\效果图.jpg

     目录          0  2010-06-20 22:40  RayTracer\Debug

     目录          0  2010-06-20 22:40  RayTracer

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