代码结构介绍

main文件夹

main.cpp

整个项目的入口，调用core/api中实现的接口完成渲染。

core文件夹

api.cpp api.h

提供了外部调用的接口，实现了对场景的载入。场景文件的结构类似于scss：

PPM { // 选择使用Progressive Photon mapping或者Ray Tracing进行渲染
  width: 1280 // 图像宽度
  height: 800 // 图像高度
  photons: 200000 // 每轮每个光源发射的光子个数，如果使用Ray Tracing则不必要
  Camera { // 相机，如果需要景深使用FocusCamera
    eye: 2.78 2.73 -8.00 // 相机起始点
    des: 2.78 2.73 0.73 // 目标位置点
    up: 0 -1 0 // 相机正上方向量
  }
  Scene {
    accelerator: kdtree // 光线（光子）求交的加速方式，缺省则使用暴力枚举
    background: 0.1 0.1 0.1 // 环境光颜色
    AreaLight { // 区域光源，点光源使用PointLight
      origin: 2.78 5.48 1.795 // 中心点位置
      focus: 2.78 0 1.795 // 聚焦点，用于实现聚光灯效果
      dx: 1.05 0 0 // 光源x方向长度
      dy: 0 0 1.05 // 光源y方向长度
      color: 1 1 1 // 光源颜色
      power: 20 // 光源亮度
      scope: 0.6 // 光源聚光灯范围
    }
    Sphere { // 球体
      origin: 0.78 0.5 2.73 // 球心坐标
      radius: 0.5 // 半径
      Material { // 材质
        color: 1.1 1.1 1.1 // 颜色，若设为（1.1, 1.1, 1.1)，即随机颜色
        absorb: 0.8 0.7 0.7 // 吸收颜色，如果折射系数为0则不必须
        refr: 0 // 折射系数
        refl: 0.1 // 反射系数
        diff: 0.5 // 漫反射系数
        spec: 0.2 // 高光系数
        rindex: 1.7 // 内部折射率
      }
    }
    Plane { // 平面
      normal: 0 1 0 // 法向量
      dist: 7 // 与原点距离
      Material {
        color: 1 1 1
        absorb: 0 0 0
        refr: 0
        refl: 0.2
        diff: 0.6
        spec: 0
        rindex: 1.7
        Texture { // 贴图
          texture: ../texture/wall1.pic // 贴图文件位置
        }
      }
    }

    Mesh { // 三角面片
      obj: ../obj/bunny.obj // obj文件位置
      Translate { // 平移矩阵
        delta: 2.5 0.1702 0.73 // 平移向量
      }
      RotateY { // 绕Y轴旋转，还有RotateX和RotateZ
        theta: 180 // 角度
      }
      Scale { // 放缩矩阵
        scale: 0.5 0.5 0.5 // 放缩比例
      }
      Material {
        color: 0.8 0.7 0.7
        absorb: 0.8 0.7 0.7
        refr: 0
        refl: 0.2
        diff: 0.6
        spec: 0
        rindex: 1.7
      }
    }
    Bezier { // Bezier曲面
      obj: ../obj/teapot.bpt // bpt文件位置
      Material {
        color: 1 1 1
	absorb: 1 1 1
	refr: 1
	refl: 0
	diff: 0
	spec: 0
	rindex: 1.5
      }
    }
  }
}

camera.cpp camera.h

实现了普通的相机类和带景深的相机类，用于生成初始光线。

engine.h

引擎类，子类需要重写Render函数。在engine文件夹中实现了光线追踪(rt)、光子映射(pm)、渐进式光子映射(ppm)。

geometry.cpp geometry.h

一些基本的类，如向量(Vector3)、点(Point3)、法向量(Normal3)、光线(Ray)、光子(Photon)、包围盒(AABB)、3*3矩阵(Matrix3)。

intersection.h

交点类，记录了光线和物体求交之后的一些信息，如交点、法向量等。

light.cpp light.h

光源类，分为点光源、矩形光源两种，光子映射时可用于发射光子。

material.h

材质类，用很多系数（反射、折射、高光...）来描述材质。

primitive.cpp primitive.h

物体类以及物体的集合类，Mesh部分暂时放在这里还需要改动。加速结构如kdtree继承了物体类。

raytracer.h

包含了所有需要的基本库、参数、函数，声明类。

scene.cpp scene.h

场景类，用来存放物体和光源，以及整体的求交和直接辐射度计算。

shape.cpp shape.h

形状类，是所有球、平面等形状的基类，需要实现光线求交、求交点法向量、求包围盒、求材质坐标函数。

texture.h

材质类，从材质文件中读取材质。

transform.cpp transform.h

矩阵类，用于方便地改变物体在场景中的位置大小。

accelerator文件夹

加速求交算法子类，继承自物体类。目前提供了暴力枚举和kdtree。

engine文件夹

引擎子类，光线追踪算法、光子映射算法、渐进式光子映射算法，继承自引擎类。

shape文件夹

形状子类，包含bezier曲面、无限大平面、球体、三角形，继承自形状类。