如何在光線跟蹤面向對象程序中聲明變量時，其中大多數矢量和相機聲明？

Question

我的光線跟蹤程序存在一些問題。我使用的初始代碼來自YouTube教程 - https://www.youtube.com/watch?v=k_aRiYSXcyo（關於光線追蹤的caleb穿透教程）。

我然後重新制成在main.cpp中的代碼轉換成使用Visual Studio一個面向對象的代碼。

點是封裝函數和計算，以便然後爲使用的OpenMP（在Visual Studio）或（在Visual Studio），這樣我可以多線程整個程序。

但在此之前我這樣做，我有變量的具體聲明的一個問題。他們大多數是從我的Vect.h頭文件和Camera.h文件的矢量聲明。

下面是從的main.cpp和更具體的代碼 - 只是聲明。我不會發布算法函數和計算，因爲他們工作，我沒有與他們的問題。

類中，我聲明一些變量和方法的功能

//thread class 
class Thread 
{ 
public: 

    void UPrightRend(); 
    void UPleftRend(); 
    void DownrightRend(); 
    void DownleftRend(); 
    void define(); 
    void calcVect(int x, int y); 
    void calcColor(); 
    void saveimg(const char *filename); 
    int winningObjectIndex(vector<double> object_intersections); 
    Color getColorAt(Vect intersection_position, Vect intersecting_ray_direction, vector<Object*> scene_objects, int index_of_winning_object, vector<Source*> light_sources, double accuracy, double ambientlight); 

private: 

    //basic variables 
    int dpi = 72; 
    double sWidth = 1000; 
    double sHeight = 800; 
    int n = sWidth*sHeight; 
    RGBType *pixels = new RGBType[n]; 

    //aadepth sends out n number of pixels/rays that hit one pixels and then reflect to other pixels are return a value that is then averaged 
    static const int aadepth = 5; 
    double aspectratio = sWidth/sHeight; 
    double ambientlight = 0.2; 
    double accuracy = 0.000001; 

    int thisone, aa_index; 
    double xamnt, yamnt; 

    Vect camdir; 
    Vect camright; 
    Vect camdown; 
    Camera scene_cam; 

    vector<Source*> light_sources; 

    vector<Object*> scene_objects; 

    //start with a blank pixel 
    double tempRed[aadepth*aadepth]; 
    double tempGreen[aadepth*aadepth]; 
    double tempBlue[aadepth*aadepth]; 

}; 

和其他變量的減速的。

void Thread::define() 
{ 

    //Calling Vect.h and establishing the XYZ positions 
    Vect O(0, 0, 0); 
    Vect X(3, 0, 3.5); 
    Vect Y(0, 1, 0); 
    Vect Z(0, 0, 1); 
    Vect P(5.5, 0, 3.5); 
    Vect R(0, -3, 0); 
    Vect M(7, 0, -5); 

    Vect new_sphere_location(2, 0, 0); 

    Vect campos(4, 1, -4); 

    Vect look_at(0, 0, 0); 
    Vect diff_btw(campos.getVectX() - look_at.getVectX(), campos.getVectY() - look_at.getVectY(), campos.getVectZ() - look_at.getVectZ()); 

    //camera direction and position 
    camdir = diff_btw.negative().normalize(); 
    camright = Y.crossProduct(camdir).normalize(); 
    camdown = camright.crossProduct(camdir); 
    Camera scene_cam(campos, camdir, camright, camdown); 

    //color of objects and planes 
    Color white_light(1.0, 1.0, 1.0, 0); 
    Color pretty_green(0.25, 0.25, 0.95, 0.5); 
    Color maroon(0.5, 0.25, 0.25, 0.5); 
    Color tile_floor(1, 1, 1, 2); 
    Color gray(0.5, 0.5, 0.5, 0); 
    Color black(0.0, 0.0, 0.0, 0); 

    //light color and position 
    Vect light_position(-7, 10, -10); 
    Light scene_light(light_position, white_light); 
    light_sources.push_back(dynamic_cast<Source*>(&scene_light)); 

    //scene objects 
    Sphere scene_sphere(O, 0.85, pretty_green); 
    Sphere scene_sphere2(new_sphere_location, 0.5, maroon); 
    Plane scene_plane(Y, -1, tile_floor); 
    Plane scene_plane2(P, -1, gray); 
    Plane scene_plane3(X, 1, gray); 
    Plane scene_plane4(R, -1, tile_floor); 
    Plane scene_plane5(M, -1, black); 

    scene_objects.push_back(dynamic_cast<Object*>(&scene_sphere)); 
    scene_objects.push_back(dynamic_cast<Object*>(&scene_sphere2)); 
    scene_objects.push_back(dynamic_cast<Object*>(&scene_plane)); 
    scene_objects.push_back(dynamic_cast<Object*>(&scene_plane2)); 
    scene_objects.push_back(dynamic_cast<Object*>(&scene_plane3)); 
    scene_objects.push_back(dynamic_cast<Object*>(&scene_plane4)); 
    scene_objects.push_back(dynamic_cast<Object*>(&scene_plane5)); 

} 

所以， 當我用對象調用main()函數中的define()函數時，我得到一個黑屏作爲圖像輸出。當我在計算函數中調用define()函數時，程序在啓動時立即崩潰。

如果我將define()函數的內容移動到private:類中，我會得到聲明的錯誤。

define()中的所有變量都必須看到，但我不知道該怎麼做。

我該如何解決這個問題？它不起作用，我只是得到一個黑屏圖像，或者它只是崩潰。

對不起，如果有什麼不清楚（這是我的第一個問題在stackoverflow）。

謝謝！

Answer 1

我不知道，確切地說，導致黑屏的問題在哪裏，但我對這次崩潰並不感到驚訝。

當方法結束執行時，您應該考慮在方法中聲明的變量（和相對值）（如define()中所示）會丟失。

所以，看下面的代碼

Sphere scene_sphere(O, 0.85, pretty_green); 
Sphere scene_sphere2(new_sphere_location, 0.5, maroon); 
Plane scene_plane(Y, -1, tile_floor); 
Plane scene_plane2(P, -1, gray); 
Plane scene_plane3(X, 1, gray); 
Plane scene_plane4(R, -1, tile_floor); 
Plane scene_plane5(M, -1, black); 

scene_objects.push_back(dynamic_cast<Object*>(&scene_sphere)); 
scene_objects.push_back(dynamic_cast<Object*>(&scene_sphere2)); 
scene_objects.push_back(dynamic_cast<Object*>(&scene_plane)); 
scene_objects.push_back(dynamic_cast<Object*>(&scene_plane2)); 
scene_objects.push_back(dynamic_cast<Object*>(&scene_plane3)); 
scene_objects.push_back(dynamic_cast<Object*>(&scene_plane4)); 
scene_objects.push_back(dynamic_cast<Object*>(&scene_plane5)); 

您聲明七名當地變量（scene_sphere，scene_sphere2等），接下來您可以添加自己的指針（我想這Object是Sphere和Plane一個基類）中該班級的成員（scene_objects）。

當define()結束它的執行時，七個變量（scene_sphere,scene_sphere2等）結束他們的生活，他們的記憶被釋放。因此，scene_objects中的七個指針指向釋放的堆棧內存，可以將其回收用於其他不同的變量。

當您嘗試（如果您嘗試）使用七個指針之一時，程序崩潰的可能性非常大。

與

Light scene_light(light_position, white_light); 
light_sources.push_back(dynamic_cast<Source*>(&scene_light)); 

同樣的問題，我想你應該使用動態分配（new）這樣

light_sources.push_back(new Light(light_position, white_light)); 

// ... 

scene_objects.push_back(new Sphere(O, 0.85, pretty_green)); 
scene_objects.push_back(new Sphere(new_sphere_location, 0.5, maroon)); 
scene_objects.push_back(new Plane(Y, -1, tile_floor)); 
scene_objects.push_back(new Plane(P, -1, gray)); 
scene_objects.push_back(new Plane(X, 1, gray)); 
scene_objects.push_back(new Plane(R, -1, tile_floor)); 
scene_objects.push_back(new Plane(M, -1, black)); 

如此尖銳的物體可以生存的define()結束。

但是請記住要delete他們在適當的時候，如果你不想泄漏記憶。

或者，更好的是，您可以使用智能指針（例如std::unique_ptr）代替簡單的指針。

對不起：我的英語不好