pathTracing_OPENGL

安装教程

--亲测 Visual Studio 2019, Visual Studio 2022 可以使用;

--运行前一定要选择 Release x64

--打开 opengl.sln 文件 选择Release x64 运行

--(.sln是通过vs2022创建的，如果使用的是其他版本的，需要修改平台工具集到对应版本,比如vs2019需要点击项目的属性，平台工具集v143修改成v142，否则可能会报错)

--第三方库 GLEW, GLAD, stbi_image, Eigen ,OBJ_Loader ;

--实测20万三角形，每秒10帧左右(NVIDIA Geforce GTX 1650)

介绍

--是一个基于物理的路径追踪渲染器;

--原理：从光线起点出发，击中所有物体中最近一个点，该点的颜色取决于半圆面内所有方向的光对该点的贡献和，方程 L =∫ f(n,i,o)L(i)(i·n) d(i);

==Cook-Torrance模型BRDF:fr=Ks*F_lambert+F_s;

降噪方法：超采样，重要性采样，联合双边滤波;

优化方法:BVH建树进行SAH优化,从摄像机出发的光线和世界物体第一次求交利用光栅化完成,开启背面剔除,LUT；

--实现了基于物理的BRDF和BTDF材质;

--主要的文件介绍

1.CodeBaseClass/material.h 实现了一个Material类，该类是物体的材质，主要由albedo,metallic,roughness组成;

2.CodeBaseClass/bvh.h 该文件只有一个函数，函数接收一个三角形数组，以三角形的包围盒为叶子结点建立一个包围盒树，，对三角形进行排序最终组成一个包围盒树的数组(树以数组的形式而不是指针的形式构造，因为数据传入到GPU指针失效)

3.CodeBaseClass/camera.h 只有一个Camera类 存储了摄像机的状态，根据状态返回摄像机的VP矩阵,提供控制摄像机的函数

4.CodeShapeClass 中的文件实现了模型读取，基础的圆球，正方体，圆柱形状，可以自动创建和释放VAO，VBO，EBO,并且实现了5个简单的场景;

5.CodeShaderClass/shader.h 实现了Shader类，该类可以组合顶点着色器，几何着色器，片元着色器成一个着色器程序，并且对着色器程序中的uniform进行写入.

6.CodeShaderClass/framebufer.h 实现了Frame类，该类可以自动创建帧缓冲，读入和创建和释放帧缓冲中的数据

7.CodeShaderClass/texturemanager. 实现了TextureManager类 自动的创建和释放纹理缓冲

8.main.cpp是项目的入口，该文件顺序的做了以下这些事情

8.1.加载摄像机，

8.2.初始化OPENGL环境，

8.3.加载场景数据（50行可以修改场景）,

8.4.创建三角形，包围盒树，材质数组，

8.5.加载3个阶段的着色器程序并且传入恒定不变的数据，

8.6.创建2个帧缓冲着色器

8.7.开始渲染阶段,开启深度测试，绑定帧缓冲，传入uniform数据，调用Draw

9.CodeGLSL/frag1.glsl是最核心的部分。接受CPU传入的三角形，包围盒树，材质，摄像机位置等数据，接受顶点着色器传入的位置，法线等数据进行路径追踪。

路径追踪接受一个光线，然后该光线和世界所有物体求交：首先和根包围盒求交，如果击中，则和左子树右子树的包围盒求交（GLSL函数循环调用，所以引入栈的方法进行调用），直到包围盒没有子包围盒了，此时和包围盒的三角形求交把并且返回最近的交点。

如果和世界物体有交点，根据该点的材料，若是金属材料，需要对下一个光线方向进行重要性采样，计算BRDF和PDF,更新下一个光纤，继续下一步的路径追踪。

参与贡献

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