Preface
终于到了激动人心的纹理章节了
然鹅，看了下，并不激动
因为我们之前就接触过
当初有一个 attenuation 吗?
对了，这就是我们的rgb分量过滤器，我们画出的红色、蓝色、绿色等等，都是通过它来控制的
专业点的词语叫做rgb衰减比例，比如rtvec(1.,0.,0.),最后呈现出来的是红色，因为r保留了100%
它是怎么控制的呢，我们来回顾一下这个过程
首先，我们创建一个材质球
后面那个rtvec(0.4,0.2,0.1)就是衰减比例（衰减到原来的百分之。。）
之后
进入数据成员中，之后主函数调用lerp的时候
info.materialp->scatter(sight, info, attenuation, scattered))
球体的材质调用scatter函数
即：
没有丝毫改动地有数据成员传递到了attenuation 中
然后用attenuation 做乘法进行rgb衰减，递归就不用说了吧，最后递归到深处为黑色，不然为背景色
为什么要在前言将这个东东，因为
attenuation 所控制形成的物体表面颜色就是最简单的纹理
说白了这章比较简单，因为下一章是这本书的另外一个高难度章节（分别分布于第二章和第四章）
所以，中间第三章来点简单好玩的，过渡一下
先看效果
Chapter 3：Solid Textures
废话不多说，先写一个纹理类
/// texture.hpp
// -----------------------------------------------------
// [author] lv
// [begin ] 2019.1
// [brief ] the texture-class for the ray-tracing project
// from the 《ray tracing the next week》
#pragma once
namespace rt
{
class texture
{
public:
virtual rtvec value(rtvar u, rtvar v, const rtvec& p)const = 0;
};
}
u 和 v后面用到再讲，p就是衰减向量
然后写一个常量纹理（基础纹理）
/// constant_tex.hpp
// -----------------------------------------------------
// [author] lv
// [begin ] 2019.1
// [brief ] the constant_texture-class for the ray-tracing project
// from the 《ray tracing the next week》
// -----------------------------------------------------
#pragma once
namespace rt
{
class constant_texture :public texture
{
public:
constant_texture() { }
constant_texture(const rtvec& color);
virtual rtvec value(rtvar u, rtvar v, const rtvec& p)const override;
public:
inline const rtvec& color()const { return _color; }
private:
rtvec _color;
};
inline constant_texture::constant_texture(const rtvec& color)
:_color(color)
{
}
rtvec constant_texture::value(rtvar u, rtvar v, const rtvec& p)const
{
return _color;
}
}
之后，我们把材质中的rtvec向量改为纹理指针
/// diffuse.hpp
// https://www.cnblogs.com/lv-anchoret/p/10198423.html
// -----------------------------------------------------
// [author] lv
// [begin ] 2018.12
// [brief ] one of the materials
// -----------------------------------------------------
#pragma once
namespace rt
{
class texture;
//diffuse material
class lambertian : public material
{
public:
lambertian(texture* _tex);
virtual bool scatter(const ray& rIn, const hitInfo& info, rtvec& attenuation, ray& scattered)const override;
protected:
texture* _albedo;
};
inline lambertian::lambertian(texture* _tex)
:_albedo(_tex)
{
}
bool lambertian::scatter(const ray& rIn, const hitInfo& info, rtvec& attenuation, ray& scattered)const
{
rtvec target = info._p + info._n + lvgm::random_unit_sphere();
scattered = ray{ info._p, target - info._p };
attenuation = _albedo->value(0.,0.,info._p);
return true;
}
}
之前我们创建的材质球代码就要改一种风格了
把其他的材质类也做相应的改动
我们今天最重要的是弄棋盘（checkerboard）纹理
棋盘纹理就是交错的双色格子，呈现一定的规律性
所以我们想象一下利用某些映射函数来实现这种类似二值性，且呈现周期性
我们比较容易想到利用正余弦函数，呈现周期性，且值域为【-1,1】是个有界函数
如何体现二值呢，正负嘛，正余弦函数一定关于x轴对称
如何将物体表面和正余弦函数联系在一起形成双色交错的格子呢
表面法向量！！
综上，如果我们在所有三个维度中相乘某个正余弦函数，那么该公式的符号形成一个棋盘形式
即：rtvar sines = sin(10 * p.x()) * sin(10 * p.y()) * sin(10 * p.z());
当然，你也可以试一下sgnx函数，设置一个相关的判别式
/// checker_tex.hpp
// -----------------------------------------------------
// [author] lv
// [begin ] 2019.1
// [brief ] the checker_texture-class for the ray-tracing project
// from the 《ray tracing the next week》
// -----------------------------------------------------
#pragma once
namespace rt
{
class checker_texture :public texture
{
public:
checker_texture() { }
checker_texture(texture* t1, texture* t2);
virtual rtvec value(rtvar u, rtvar v, const rtvec& p)const override;
private:
texture* _even;
texture* _odd;
};
inline checker_texture::checker_texture(texture * t1, texture * t2)
:_even(t1)
, _odd(t2)
{
}
rtvec checker_texture::value(rtvar u, rtvar v, const rtvec& p)const
{
rtvar sines = sin(30 * p.x()) * sin(30 * p.y()) * sin(30 * p.z());
if (sines < 0)
return _odd->value(u, v, p);
else
return _even->value(u, v, p);
}
}
我们把大球设置为棋盘纹理
就是开篇图
然后，我把判别式中的10改成了30依旧是原图
10（左）30（右）
y = sin(wx + φ）
你可以尝试改动一下φ参数试一下
下面是另外一个图：
随机球体生成函数改成
相机参数依旧是之前的
会得到这样一个图
感谢您的阅读，生活愉快~
原文地址：https://www.cnblogs.com/lv-anchoret/p/10285473.html