蒙特卡洛光線追蹤技術系列 見 蒙特卡洛光線追蹤技術
在接下來的兩章中，我們的目標是利用我們的程式向光源傳送一束額外的光線，這樣我們的雜訊就不會太多了。假設我們可以使用pdf plight(direction) 向光源傳送一束光線。假設我們有乙個與s相關的pdf，我們稱之為psu***ce(direction)。pdf 的乙個優點是，可以使用它們的線性混合來形成混合密度，這也是pdf。
例如，最簡單的方法是：
p(direction) = 0.5*plight(direction) + 0.5*psu***ce(direction)
只要權重是正的並且加起來是1，任何這種pdf的混合都是pdf。記住，我們可以使用任何pdf-它不會改變我們的答案！所以，目標是要找出當乘積 s(direction)*color(direction) 更大的時候，如何使pdf更大。對於漫反射曲面，這主要是猜測顏色（方向）高的地方。對於鏡子來說，s（）只在乙個方向附近是巨大的，所以它更重要。事實上，大多數渲染器都會將鏡面作為一種特殊情況，而只是將s/p隱式化——我們的**目前就是這樣做的。
讓我們做乙個簡單的重構，暫時刪除所有不是lambertian的材質（不想刪除也得改改裡面繼承的函式）。我們可以再次使用康奈爾盒子場景，還是使用之前的視點：
vec3 lookfrom(278, 278, -800);//
vec3 lookat(278, 278, 0);
減少噪音是我們的目標。我們將通過構建乙個pdf來實現這一點，它可以向光傳送更多的光線。
首先，讓我們測試**，以便它顯式地對一些 pdf 進行取樣，然後對其進行規範化。記住mc基礎：積分 f(x) 大約等於 f(r)/p(r)。對於朗伯材料，讓我們像現在這樣取樣：p(direction)=cos(theta)/pi。
我們修改材料以啟用此重要性取樣：
class material
virtual float scattering_pdf(const ray &r_in, const hit_record& rec, const ray& scattered)const
virtual vec3 emitted(float u, float v, const vec3&p)const
};class lambertian :public material
virtual float scattering_pdf(const ray& r_in, const hit_record& rec, ray& scattered)const
virtual bool scatter(const ray& r_in, const hit_record& rec, vec3& alb, ray& scattered, float &pdf)const
texture* albedo;
};
vec3 color(const ray&r, hitable *world, int depth)
else
} else
}
vec3 color(const ray&r, hitable *world, int depth) //albedo* rec.mat_ptr->scattering_pdf(r,rec,scattered) *
else
} else
}
隱約能看到物體，說明是 albedo* rec.mat_ptr->scattering_pdf(r,rec,scattered) 出了問題。
深入檢查，發現
virtual float scattering_pdf(const ray& r_in, const hit_record& rec, ray& scattered)const
的最後乙個引數 ray 竟然少了乙個const修飾符。改過來以後就可以了。效果和前面的一樣。
現在，為了體驗，嘗試不同的抽樣策略。讓我們從高於表面的半球中隨機選擇。這就是p(direction) = 1/(2*pi)
virtual bool scatter(const ray& r_in, const hit_record& rec, vec3& alb, ray& scattered, float &pdf)const while (dot(direction, rec.normal) < 0);
scattered = ray(rec.p, unitvector(direction), r_in.time());
alb = albedo->value(rec.u, rec.v, rec.p);
pdf = 0.5 / m_pi;
return true;
}
相同背景物體和光照條件下的對比：
再說一遍，我應該得到相同的，除了不同的變化幅度，但並沒有。第二張**的長方體非常均勻，這是為什麼呢？
它很接近我們的老**，但有一些差異不是雜訊。這個高盒子的正面顏色要均勻得多。所以我有最難在蒙特卡羅程式中找到的一種錯誤——一種能產生合理外觀影象的錯誤。我不知道這個bug是程式的第乙個版本還是第二個版本，甚至兩者都是！
讓我們建立一些基礎設施來解決這個問題。
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