光线投射播放器到栅格交点的距离 - 腾讯云开发者社区

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3D场景中物体模型选中和碰撞检测的实现

光线投射的基本步骤可以分为如下4步：光线投射（Ray casting）：对最终图像的每个像素，都有一条光线穿过体素。...#.near 光线投射器的近点因子，这个值指示基于这个距离哪些对象可以被舍弃。这个值不能是负的，且应该小于far属性。 #.far 光线投射器的远点因子，这个值指示基于这个距离哪些对象可以被舍弃。...[ { distance, point, face, faceIndex, indices, object }, ... ] distance – 射线的起点到相交点的距离 point – 在世界坐标中的交叉点...[ { distance, point, face, faceIndex, object }, … ] distance - 射线的起点到相交点的距离 point - 在世界坐标中的交叉点 face -...如果出现了相交的情况，检查最近的一个交点与射线起点间的距离，如果这个距离比射线起点至物体顶点间的距离要小，则说明发生了碰撞。

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三维重建技术综述

具体的过程包括两个步骤，首先利用激光投影仪向目标物体投射可编码的光束，生成特征点；然后根据投射模式与投射光的几何图案，通过三角测量原理计算摄像机光心与特征点之间的距离，由此便可获取生成特征点的深度信息，...随着目标物体的移动，此时获取的反射光线也会产生相应的偏移值。根据发射角度、偏移距离、中心矩值和位置关系，便能计算出发射器到物体之间的距离。三角测距法在军工测量、地形勘探等领域中应用广泛。三....通过为所有体素赋予SDF（Signed Distance Field，有效距离场）值，来隐式的模拟表面。 SDF值等于此体素到重建表面的最小距离值。...因此能够大幅降低KinectFusion的内存消耗，减少模型冗余点。 ? TSDF算法采用栅格立方体代表三维空间，每个栅格中存放的是其到物体表面的距离。...其中，指的是此时点云到栅格的距离，是栅格的初始距离，是用来对同一个栅格距离值进行融合的权重。如图2-7中右侧所示，两个权重之和为新的权重。

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3D成像方法汇总（原理解析）— 双目视觉、激光三角、结构光、ToF、光场、全息

过相机光心的视线束在空间中与激光平面相交产生很多交点，在物体表面处的交点则是光条上众多的光点，因而便形成了点结构光模式中类似的众多的三角几何约束。...其基本原理是通过连续发射光脉冲（一般为不可见光）到被观测物体上，然后用传感器接收从物体返回的光，通过探测光脉冲的飞行（往返）时间来得到目标物距离。...若一条光线通过两个平面UV和ST所产生的交点坐标分别为(u,v)和(s,t)，此时就可以通过光场函数L(u,v,s,t)来表示这条光线的分布。...所以，传统的相机只能获取一个像平面的图像。而如果能够获取到整个相机内的光场分布情况，我们就可以将光线重新投影到一个虚拟的像平面上，计算出这个新的像平面上所产生的图像。...可以选择更远或更近的像面位置，计算出所有的光线在这个平面上的交点位置和能量分布，从而就得到了一幅新像面上的图像。这个过程等价于传统相机的调焦过程，只不过是通过数字计算来实现，因而被称为数字调焦。

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什么是真实感渲染（一）：渲染历史

图片取自CMU15-462 CG 栅格化的流水线主要有两个阶段：顶点（vertex）和片元（fragment），前者将三维空间下三角形的每一个点投射到二维平面上，后者则将投影后的三角形填充颜色，最终完成一个三角形的渲染...同一时代，还有一种称为Ray casting的渲染技术；该策略则以图像像素为中心，相机向每一个像素发射一条射线，该射线和所有的三角形求交，距离最短的三角形上的点作为该像素的颜色值。...然而，栅格化是以几何对象为中心，并不能很好地模拟光线和几何之间的相互作用，人们把重点放在了射线光学（ray optics），期望得到更好的阴影，折射反射等模拟效果。...光线追踪（Ray Tracing）图片素材来自网络搜索 Whitted-Style Ray Tracing算法（1979）采用射线模拟相机到光源间的光路传输，并考虑了射线和光源之间的遮盖，射线和物体间的反射...总结通过栅格化和光线追踪的发展来看，人们对真实感的定义随着时间而变化，最初希望有基本的阴影、折射、反射效果，随着技术和硬件能力的提升，人们的标准也不断的提高，正应了那句歌词，得不到的永远在骚动。

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【GAMES101】Lecture 13 光线追踪 Whitted-Style

光线追踪这里讲一下为什么我们需要光线追踪，主要是因为光栅化没有办法很好的处理全局的光照效果，就像上节课我们说的到软阴影，还有这个毛玻璃一样的反射光，以及这种间接的光照效果，光栅化无法很好处理，虽然光栅化很快...，从我们人眼发射出的光线所经过的光路同样也是进入我们人眼的光线的光路，那光线追踪具体怎么做呢第一步，从人眼向投影平面每个像素投射出去一条光线，找到与场景物体的交点，这里考虑遮挡，只找到最近的交点然后将交点和光源连线...Whitted-Style光线追踪找到第一个交点之后并不停止，根据这个物体的材质继续做反射光线同时也继续做光线的折射然后计算所有交点的光能量并加权累积，当然这个过程会有光的衰减，然后就可以得到这个像素的全局光照效果了...求曲面交点我们首先来定义一下这个光线的方程，有一个光源点O，然后有这个光线发射的方向d，那么在光线上任意一点就可以通过r(t)=o+td来表示了，其中这个t非负，其实就是射线的表示方程那怎么求交点呢...求三角形交点那三角形怎么求光线的交点呢，那这个事情比较复杂，我拆开来做，三角形不是能表示一个平面吗，那我先求光线和平面的交点，再去判断这个交点在不在三角形内，哎判断点在不在三角形内这个我们学过，那问题就是如何求和平面的交点

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在体素网格上进行直接优化以实现辐射场重建的超快速收敛

\frac{\bf{d}}{\lVert\bf{d}\rVert^2} 其中， \bf{o} 为相机的中心， \bf{d} 是光线投射的方向， t^{(near)} 和 t^{(far} 是相机的近边界和远边界...先验设置 1：低体密度初始化在训练的初始阶段，由于体密度公式中计算累积透射率，距离相机较远的点往往具有较小的权重，粗体密度栅格可能会在临近相机的区域出现像“云”一样的次优化解。...因此，作者在初始化的时候为每个体素栅格赋予了接近 0 的体密度值，从而使得光线上的所有点都可以被相机看到。...先验设置 2：与视角相关的学习率在划定的体素中，可能有一些体素仅能在很少的真实世界捕捉的训练视角下观察到，而作者认为物体的表面应该在许多视角中都具有一致性，而不是仅仅只能在较少的视角下解释。...对于每条射线，调整近边界和远边界到射线与边界盒的交点。如果 \bf{x}_0 已经在 Bbox 中，则不调整近边界。

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ICLR 2018 | 阿姆斯特丹大学论文提出球面CNN：可用于3D模型识别和雾化能量回归

因此球面互相关的结果（即输出的特征映射）是 SO(3) 上的信号，而非球面 S^2 上的信号。...首先，平面上像素组成的方形栅格具有离散的平移对称性，而球面上不存在完全对称的栅格，所以很难对球面滤波器旋转一个像素的距离作出简单定义。为了旋转球面滤波器，我们需要做某种形式的插值。...图 3：∆ 作为栅格分辨率和网络层数的函数 ? 图 4：用球极平面投影将两个 MNIST 数字投影到球面。如果再投影回平面，则会产生非线性畸变。 ?...图 5：光线从球面向球心投射，与模型（椅子）的第一个交汇点处可计算球面信号值。右侧两幅图是用球坐标 (α, β) 表示的两个球面信号。右上：从球面到模型第一个交汇点处的光线线段长度。...右下：光线与模型法线夹角的余弦；红点对应左图中投射的红色光线。 ? 表 1：平面 CNN 与球面 CNN 在球面 MNIST 数据集上的精度。

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光线追踪介绍

算法介绍光线追踪的思路就是从视角发出光线，分别经过屏幕上的每个像素，这样的光线经过屏幕后，找到相交的首个#物体位置，这就是该像素对应的物体，然后再从物体相交点到光源投射一条光线，这时候就可以计算像素值...如下图所示：光线追踪示意图从图中可以抽象出要计算一个点的像素值，需要以下步骤：产生光线，计算从视角经过像素的每条光线计算光线与物体的相交点计算阴影产生光线接下来先看第一个问题，产生光线。...光线可以表示成如下公式： image.png e是视点，s是屏幕上一个像素位置。参考图如下： image.png 光线与物体相交接下来就是第二个问题，怎样计算光线和物体的交点。...问题1将光线表示出来了，那么这儿只需要将光线作为点代入这个平面方程，通过计算参数t就可以知道是否相交，也可以计算出相交点。不过这样的计算量会比较大，而且需要用一个方程表示平面，难度也不小。...下面介绍一种方法，可以比较直观的计算出交点。我们知道在渲染的时候，是按照三角形来的，那么我们也可以把物体表面看成是n个三角形构成的，那么这时候只需要计算光线和三角形的交点就行。

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【GAMES101】Lecture 18 高级光线传播

这节课不涉及数学原理，只讲流程操作，大家当听这个十万个为什么就行高级光线传播无论样本量多少，最终期望是正确的，这个时候就叫无偏估计其他情况都是有偏估计，有偏估计中有一种特殊情况，就是当这个估计使用无穷多样本让期望收敛到正确值时...ΔA，哎那这里本身就有系统误差，这也是为什么说这个光子映射是属于一种有偏估计，但是如果这个ΔA接近dA，那这个结果就会接近正确的值，比如原来投射一亿光子，然后N取100个，现在投射100亿光子，光子的密度上去了...，为什么呢，因为这个时候算出来的密度就和投射的光子数紧密相关了，投射的光子数越多，自然固定面积上的光子就会越多，而且这个ΔA不会变小，永远不会得到精确的结果 Vertex connection and...merging (VCM) 这个VCM是双向路径追踪BDPT和光子映射的结合，怎么结合的呢，就是在双向路径追踪里面，这两条光线从光源和摄像机出发，最后的两个交点如果不能通过一次光线弹射连起来的话，也就说这两个点在同一个面上了...，那这次的路径也不要浪费，对这两个交点用光子映射的方法计算然后平均一下作为这两条路径的结果实时辐射度（Instant radiosity ）VPL / many light methods 这个实时辐射度关键思想就是把被光源照亮的地方当作光源

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小白系列（5）| 计算机视觉：3D立体视觉

如果我们闭上一只眼睛，然后迅速睁开，同时保持另一只眼睛闭着，我们会观察到靠近我们的物体移动得很多，而距离我们较远的物体几乎不动。我们将这种现象称为“视差”。...5.1 方向向量在对极几何中，方向向量是从图像中的一个像素点发出的一个三维向量：方向向量，顾名思义，是光线从哪个方向到达像素传感器的方向。...5.2 方向向量的交点场景中一个3D点的方向向量会在从不同视角拍摄的图像中投射出相应的2D点。因此，一对立体图像将会有从表示3D场景中共同的3D点的2D像素发出的方向向量。...方向向量上的所有点都是候选源。由于两个向量只能在一个唯一的点上相交，我们将交点视为源点。在上图中，左图和右图的方向向量（分别为和）在单个源点处相交。...这个场景中的3D源点是光线从中投射出左图像的像素和右图像的像素的点。 5.3 深度计算我们假设我们知道相机之间的距离，并且相对于物体和相机之间的距离来说，这个距离非常小。

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小白系列（5）| 计算机视觉：3D立体视觉

如果我们闭上一只眼睛，然后迅速睁开，同时保持另一只眼睛闭着，我们会观察到靠近我们的物体移动得很多，而距离我们较远的物体几乎不动。我们将这种现象称为“视差”。...5.1 方向向量在对极几何中，方向向量是从图像中的一个像素点发出的一个三维向量： S_1方向向量，顾名思义，是光线从哪个方向到达像素传感器的方向。...L_{s1}S_15.2 方向向量的交点场景中一个3D点的方向向量会在从不同视角拍摄的图像中投射出相应的2D点。因此，一对立体图像将会有从表示3D场景中共同的3D点的2D像素发出的方向向量。...方向向量上的所有点都是候选源。由于两个向量只能在一个唯一的点上相交，我们将交点视为源点。 R_{s1}在上图中，左图和右图的方向向量（分别为和）在单个源点处相交。...这个场景中的3D源点是光线从中投射出左图像的像素和右图像的像素的点。 5.3 深度计算我们假设我们知道相机之间的距离，并且相对于物体和相机之间的距离来说，这个距离非常小。

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CVPR 2021 | 动态场景的自监督图网

这里展示如何使用这个场景描述来渲染场景的图像，如图3所示，并展示在给定图像训练集的情况下，如何学习叶子节点的表示网络。渲染流程学习到的场景的图像是使用光线投射方法渲染的。...要投射的光线是通过场景 S 中的相机定义的，在节点 C 处，通过其内参 {K} 和相机变换 {T}^{{W}}_c 生成的。...对于一条光线 {r} ，我们计算与每个平面的交点 \{t_i\}^{N_{s}}_{i=1} 。光线-bbox相交对于每条光线，我们必须预测通过光线追踪的每个动态节点的颜色和密度。...) 体积渲染通过场景追踪的每条光线 {r}_j 在每个动态节点交点和 N_{s} 个平面上离散化，从而产生一组积分点 \{ \{t_i\}^{N_{s}+m_{j} N_{d}}_{i=1} \}_...\alpha_i = 1 - \mathrm{exp}(- \sigma_{i} \delta_{i}), \quad (14) 其中 \delta_{i}=t_{i+1}-t_{i} 是相邻点之间的距离

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Unity Hololens2开发|（十一）MRTK3 Solver（求解器）

以下求解器提供基本行为的构建基块：求解器类型描述 Orbital 锁定到指定位置并偏离参照对象 ConstantViewSize 应缩放以保持相对于参照对象视图不变的大小 RadialVie 使对象保持在参照对象的视锥投射范围内...SurfaceMagnetism 将射线投射到世界中的表面上，并使对象对齐到该表面。 DirectionalIndicator 确定作为方向指示器的对象的位置和方向。...相反，“Surface Ray Offset(表面射线偏移)”按照设定好的距离表面的距离（米），沿着所执行光线投射的相反方向放置 GameObject。...该组件的工作方式是执行各种光线投射，以确定哪些表面可以“吸附”光线。...在这种情况下，光线投射很可能会击中自己，导致 GameObject 附加到其自己的碰撞器点。

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Threejs入门之四:Threejs中的光

前面我们用Threejs创建了一个3D立方体到浏览器，并使其跟随鼠标旋转和缩放，但是，上帝说要有光，于是就有了光~~~额，好吧，这一节我们来认识下Threejs中的灯光，Threejs提供了很多灯光的API...1.AmbientLight：环境光会均匀的照亮场景中的所有物体，环境光没有方向，所以环境光不能用来投射阴影。AmbientLight对象接收两个参数，第一个参数为光的颜色(颜色的rgb数值。...distance - 这个距离表示从光源到光照强度为0的位置。当设置为0时，光永远不会消失(距离无穷大)。缺省值 0. decay - 沿着光照距离的衰退量。...3.DirectionalLight：平行光是沿着特定方向发射的光。可以理解为这种光是无限远的,从它发出的光线都是平行的。...= meshscene.add(directionalLight) 4.SpotLight：聚光灯：光线从一个点沿一个方向射出，随着光线照射的变远，光线圆锥体的尺寸也逐渐增大。

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【笔记】《计算机图形学》(4)——光线追踪

这里视点位置是固定的，但需要一个称为相平面距离或者焦距的d来计算视线方向。计算像素位置的方法和之前差不多，但是计算视线方向时需要用得到的像素位置和视点做差得到 ?...视线与三角面相交这是最常见的相交问题，需要用到之前提到的三角的重心坐标系概念视线与三角面相交实际上是求解一个直线与平面交点的问题，类似球的相交，我们首先将直线方程代入到三角的平面方程中，这里使用之前重心坐标系的方程...这里我们要求解的是距离t和交点位置参数β和γ，可以看到这显然是一个三元的线性方程组，将其每个纬度的坐标拆出来写为线性方程组的矩阵形式 ?...关键思路是计算射线在多边形平面的交点与投影到二维平面的多边形可以形成的交点数量首先求解下面的式子，其中p=e+td，通过求解t得出射线与多边形所在平面相交的交点，这一步可以筛选掉多边形与射线平行的情况...然后我们将多边形和交点投影到某个轴面上，例如xoy面，在二维上让交点向着某个轴向例如x轴方向形成直线，接着计算与多边形产生的交点数量，如果交点数量是偶数个则代表交点在多边形外，如果交点数量是奇数则表示交点在多边形内

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超逼真渲染！虚幻引擎技术大牛解读全局光照系统Lumen

栅格化的三角形 Raymarched cards光线步进卡（高度场）对于场景中的每一张卡来说，进行光线步进太慢。因此需要一种卡的加速结构，开发者选择了一个4节点的BVH。...如下：栅格化的三角形光线步进卡(高场) 卡位置视图这一方法在在寻找一个好的位置时遇到了问题，因为BVH节点并不是放置卡的好代理。...栅格化的三角形光线步进卡 (高度场) 体素圆锥追踪光线步进卡继续与体素锥跟踪而这种方法的主要缺点是，由于场景几何体的过度融合而导致泄漏，这种现象在跟踪粗低映射时尤其明显。...第一个演示到这里，已经可以产生一些相当不错的结果了: 尽管如此，还是遇到了很多图形泄漏的问题，而且在这个简单的场景中，即使在一个高端 PC GPU 上，性能也不是很理想。...为了遮蔽生命点，从卡片上插入生命点的光线，因为距离场没有顶点属性，这样，未覆盖的区域只会导致能源损失，而不是泄漏。出于同样的考虑，将体素锥形追踪改为全局距离场射线追踪。

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华人小哥开发“CG工坊”，帮你快速入门计算机图形学 | GitHub热榜

其中包含5个子项目：被子块图案、过程纹理生成、栅格化和着色、风格化渲染，以及光线追踪。用户需要用npm进行安装，通过运行下面的代码，安装依赖项和启动开发服务器。...过程纹理生成除了制作被子块图案，还可以创建类似「我的世界」中的场景： ? 为生成自然的外观，开发者使用了一种常见的图形基元，称为单纯形噪声。...栅格化和着色与大多数视频游戏所用的算法相同，采用栅格化方法渲染3D三角形网格，呈现更逼真的效果： ? 将3D表面分解为三角形，然后在屏幕上独立绘制每个三角形，并在它们之间插入变量。...但是在进行照明计算之后，不会立刻输出颜色，而是根据亮度强度阈值，进行离散化和不同风格的处理。 ? 光线追踪光线追踪是照片级真实感渲染中的黄金标准。...用intersect() 函数来计算空间中任何射线的第一个交点；illuminate()用于将两个点光源的作用相加，来计算给定点的光照。

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英伟达光线追踪技术及RT core、Tensor core

Tests）和投射阴影的计算。...RT Core能够快速确定光线路径上的交点，从而高效地计算直接光照、反射、折射和全局光照等效果，使得实时渲染复杂光照成为可能。...RT Core的工作原理 RT Core的设计特别针对加速BVH（Bounding Volume Hierarchy）算法，这是光线追踪中常用的算法之一，用于高效地确定光线与场景中物体的交点。...这种设计允许在极短的时间内处理大量数据，是传统 CUDA Core 执行相同任务速度的数倍到数十倍。 4....RT Core对光追技术的影响 1. 加速光线追踪计算：RT Core专为处理光线追踪中的基本计算任务而设计，如光线与场景中物体的交点计算（射线求交测试）。

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基础渲染系列（七）——阴影

由于距离较远的阴影最终渲染到较小的屏幕区域，因此可以使用较低分辨率的阴影贴图来弥补。这就是阴影级联所做的。启用后，多个阴影贴图将渲染到同一纹理中。每个地图都在一定距离内使用。 ?...当涉及到非常小的距离时，这些限制可能导致错误的结果。 ? （严重的尖刺表现，不使用偏移）防止此问题的一种方法是在渲染阴影贴图时添加深度偏移。...此偏差会加到从光到阴影投射表面的距离，从而将阴影推入表面。 ? （偏移阴影贴图）阴影偏移是针对每个光源配置的，默认情况下设置为0.05。 ?...（大的偏移会导致peter panning）除了这种距离偏移之外，还存在“Normal Bias”。这是对阴影投射器的微妙调整。此偏移将阴影投射器的顶点沿着其法线向内推。...为了弄清楚一个片段到灯的距离，我们必须构造一个从灯到片段的世界空间向量。可以通过在每个顶点上创建这些向量并进行插值来实现。这需要一个附加的内插器。 ?

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一文教会你三维网格物体识别

因此，今天我要解决的问题是：如何输入 3D 网格物体（原始三角形和顶点），得到分类概率的输出。我找到了如下几种解决方案：对物体进行缩放并将其分割成体素。将体素给到神经网络中。...从多侧进行物体投射，尝试用单独的分类器进行识别，然后将其放到元分类器中。在这里我想详细讲述一下一种相对简单有效的方法，即 DeepPano 方法。 ▌数据准备如今，图像数据集包含大量样本。...这可以通过功能强大的 trimesh 库来完成。它不仅提供读/写功能，而且有大量其他有用的功能，如网格变换，光线追踪等。第二步是计算圆柱投影。圆柱投影是什么呢？...现在将 S 集合中的每段与网格体，即该立方体相交。你将从每条射线获得一个交点。将该点分配给相应的网格节点。其实这是一个特例。一般情况下，S 中的一个投影线可以有多个交点，或者根本没有交点。...下一步是从每个单元格的交点中选取离对应的 M 中的点距离最远的点，并将它们之间的距离写入 M×N 矩阵 R。矩阵（或图像）R 称为全景图。我们为什么要选取最远的点？最远的点通常集中于物体的外表面。

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