问光模拟器射线追踪器的透镜和传感器的设计与定位

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我正在为3D场景在C++中创建一个光模拟器(现在是一个“康奈尔盒”)。这是我正在做的一个图形课程的项目，我不想让它变得更快，仅仅渲染一个像样的图像对我来说是很好的，即使它需要几个小时。我想展示全局照明和自由度。

光线不是普通的射线追踪器，而是从点光源发出的，在场景中以几何形状反射，最终击中光传感器，这是三维环境中的一个矩形，取决于光线到达传感器的位置，屏幕上的那个像素的强度会增加。

在传感器和场景之间，有一个镜头，我寻求设计和正确的位置，以模拟相机。透镜也是一个平面，但是法线(当光线击中透镜并被折射时)是根据一个薄的球面透镜来计算的。

我现在的设置是从我在维基百科上找到的镜片公式中得到的：

The Cornell box: x, y and z in between -1 and 1
Sensor dimensions: 0.2 x 0.2 (too large?)
Sensor position: 0, 0, -2.9
Sensor resolution: ~ 150 x 150 px
Lens dimensions: 0.4 x 0.4 (rectangular shape for now, spherical normals)
Lens position: sensor position + (0, 0, 0.1037) (in front of sensor)
Lens IOR: 1.52 (glass)
Lens focal length: 0.1
Lens radius: 0.104

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所看到的主要是点光源，没有聚焦。

理想情况下，我希望大约一半的盒子(在-.5和.5之间的z)能够聚焦，这样自由度就可以显示出来。我的问题是:如何校准传感器和镜头以使图像出现？我不认为我能把镜头和传感器弄得太小，然后几乎所有的射线都会被丢弃，因为它们不会击中相机，从而使绘制在计算上不可行。