二維射線追蹤算法

Question

我想做一個編程RayTracerJava爲演示目的，同時給出關於一般射線追蹤的介紹（也提到3D，這個2D模型應該只是爲了更容易理解，並且訓練我的一般Java知識）。

我的問題是，我不知道從哪裏開始這件事。

我想嘗試的第一件事就是使用矢量從給定的座標（例如我的鼠標光標的位置）跟蹤屏幕上的每個像素。然後，我會計算矢量是否與一個多邊形相交，然後我將停止該矢量並將其僅繪製到該特定點。

也許我甚至可以通過計算法線來繪製一些陰影，並以較低的強度在另一個方向反射向量。

那麼從A = {everypixelonthescreen}繪製一個矢量到一個特定的Point P並計算交點是個好主意嗎？

完成的版本應該看起來有點像這樣：

Answer 1

恐怕您提出的這種光線跟蹤應用程序更容易讓人誤解，然後才能使用真正的3D光線跟蹤器。

• 2D射線示蹤劑用於有點不同
• ，這可能會迷惑你的觀衆很多

我會嘗試選擇更天然的2D光線跟蹤使用情況，如：

1. 光學模擬

   這是用於模擬鏡頭和鏡像光學器件。從礦山古2D光線跟蹤模擬的一個形象在這裏：

   

   1. 存儲你的世界

      您在折線+衍射指數和鏡子也爲折線的形式得到了鏡頭。你擁有世界衍射指數

   2. 鑄造的R，G，B光線從光

      鑄重要只或全部的人源。使用斯涅耳定律來模擬光學

   正如你所看到的色彩誤差可見（每種顏色都有自己的波長，衍射指數是不同的）。您也可以使用MultiBand rendering。

   我用這個調整定製光纖系統，如果你添加drag&drop能力你有光學實驗室

2. 德軍總部演示

   這個僞3D遊戲使用2D光線投射引擎看到Wiki: Wolfenstein_3D_engine。這張照片是從這個鏈接採取：

   

   1. 一次抽籤地板和天花板/天爲2個半屏（屏幕由水平線劃分）

   2. 那麼你有你的迷宮/世界的2D地圖（右）

      因此從所有可見方向投射射線當前位置（類似於您的圖像，但通常使用60度視圖）。光線必須以亞像素（單元）精度完成。你的光線在牆上（在地圖上）獲得子像素（單元）的位置。它指示哪個紋理牆壁的一部分被擊中

   3. 拉伸適當列（垂直線）在屏幕上對每條射線擊中

      的大小和它比例由距離形式射線原點定量。如果我的記憶是通過僅使用垂直距離（乘以cos(ray_angle-player_angle)的乘積距離）完成的，則應用魚眼校正。什麼，我剛纔破獲爲了好玩

   這裏例如：

   

   它在C++純GDI做（只使用位圖掃描線）沒有其他屆黨庫在所有。它使用單一紋理，漫反射+環境照明，2D光線投射。有2個位圖（屏幕，紋理圖集）和單個2D地圖。代碼小於9 KByte，包括rems。它僅受鍵盤控制（鼠標用於在地圖子窗口中編輯迷宮）。

   這裏動畫GIF 例如：

   

   如果你有興趣看到相關的QA：

   • Wolfenstein with variable height of cells

Answer 2

據我瞭解，這個問題將具體分析。給定某個位置（鼠標的當前位置或類似的位置），環境會從某個角度範圍內（如90度，在您的圖片中看起來像360度）跟蹤。在所需的角度分辨率下，來自初始位置的光線與所提到的多邊形相交。最近的交點被渲染。這種方法應該給出從給定位置「可見」的點。