我正在尝试在我的光线追踪器中为球体实现纹理。我设法让一些东西工作，但我不确定它的正确性。下面是获取纹理坐标的代码。目前，纹理是随机的，在运行时生成。
virtual void GetTextureCoord(Vect hitPoint, int hres, int vres, int& x, int& y) {
float theta = acos(hitPoint.getVectY());
float phi = atan2(hitPoint.getVectX(), hitPoint.getVectZ());
if (phi < 0.0) {
phi += TWO_PI;
}
float u = phi * INV_TWO_PI;
float v = 1 - theta * INV_PI;
y = (int) ((hres - 1) * u);
x = (int) ((vres - 1) * v);
}
这是球体现在的样子:
我必须对命中点的坐标进行归一化以使球体看起来像那样。否则它们看起来像:
正常化命中点坐标是正确的方法，还是我的代码中有其他问题？谢谢!
我尝试将其转换为世界原点(好像球体中心在那里)，而不是对生命值进行归一化，并获得了以下结果:
顺便说一下，我使用的是 256x256 分辨率的纹理。
最佳答案
不清楚您所说的“规范化”命中点是什么意思，因为您发布的代码中没有任何内容可以规范化它，但您提到您的命中点在世界空间中。
此外，您没有说明您要实现的纹理映射，但我假设您希望 U 和 V 纹理坐标表示球体表面的纬度和经度。
您的第一个问题是，将笛卡尔坐标转换为球坐标需要球体以笛卡尔空间中的原点为中心，这在世界空间中并非如此。如果击中点在世界空间中，则必须减去球体的世界空间中心点才能获得局部坐标中的有效击中点。 (您已经想出了这部分并用新图片更新了问题。)
您的第二个问题是，您计算 theta 的方式要求球体的半径为 1，即使您将球体的中心移至原点，这也不正确。记住三角函数:acos 的参数是三角形边与其斜边的比率，并且始终在 (-1, +1) 范围内。在这种情况下，您的 Y 坐标是边，球体的半径是斜边。所以调用acos时必须除以球体的半径。将值限制在 (-1, +1) 范围内也是一个好主意，以防浮点舍入错误将其稍微超出范围。
(原则上你还必须将 X 和 Z 坐标除以半径，但你只是将它们用于反正切，并且将它们都除以半径不会改变它们的商，因此赢了'改变phi。)
现在您的球体交集和纹理坐标函数正在世界空间中运行，但您稍后可能会发现它对实现 transformation matrices 很有用。 ，它可以让你将事物从一个坐标空间转换到另一个坐标空间。然后你可以改变你的球体函数在一个以中心为原点，半径为 1 的局部坐标空间中运行，并给每个对象一个关联的变换矩阵，将局部坐标空间映射到世界坐标空间。这将简化您的射线/球体相交代码，并让您从 GetTextureCoord 中删除原点减法和半径除法(因为它们始终分别为 (0, 0, 0) 和 1)。
要使光线与物体相交，您需要使用物体的变换矩阵将光线变换到物体的局部坐标空间，在那里进行交集(并计算纹理坐标)，然后变换结果(例如命中点和表面法线)回到世界空间。
关于c++ - 球体的光线追踪纹理实现，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/29699342/
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