4 Ray tracing 37
4.1 The lighting-model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
4.1.1 Surface roughness . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
4.1.2 Emissive and ambient components . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
4.1.3 Diffuse and specular components . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
4.1.4 Reflection and transparency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
4.1.5 Atmospheric attenuation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
4.1.6 Fog . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
4.2 Shadows . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
4.2.1 Hard and soft shadows . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
4.2.2 Indirect lighting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
4.3 Texturing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
4.3.1 Solid texturing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
4.3.2 Flat texturing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
4.4 Anti-aliasing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
4.4.1 Regular supersampling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
4.4.2 Stochastic supersampling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
4.5 Motion blur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
4.6 Post-normalization of the colors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
4.7 Adding a new shape . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
4.7.1 Modifying SDL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
4.7.2 Implementing the shape . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
4.7.3 Using a world-extent . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
A Utilities 60
A.1 Chrono . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
A.2 Math . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
A.2.1 Constants . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
A.2.2 Operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
A.3 RNG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
B Key-assignments 64
B.1 Assigned keys . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
B.2 Available keys . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
iii
