ArtifactRT:小型光线跟踪器，基于一个周末构建光线跟踪器

ArtifactRT 是一个小型的光线跟踪器项目，专为快速学习和理解光线追踪的基本原理而设计。这个项目在短时间内，比如一个周末，就可以构建完成，展示了光线追踪技术的简易实现。光线跟踪是计算机图形学中的一个重要概念，用于模拟光在场景中的传播，从而产生逼真的图像效果。 光线追踪的核心算法包括三个主要步骤：光线与场景对象的交点检测、材质着色以及光照计算。在ArtifactRT中，这些步骤都将被简化以适应快速构建的需求。 1. **光线与物体交点检测**：光线跟踪器首先从视点出发，向场景发射虚拟光线。当光线与场景中的几何物体相交时，需要找到最近的交点。在ArtifactRT中，可能包含基本的几何形状，如球体、平面或立方体，利用这些形状的方程来判断交点。 2. **材质着色**：交点确定后，需要根据物体的材质属性进行着色。这涉及到颜色、反射率、透明度等参数的处理。简单实现可能仅考虑颜色和镜面反射，不涉及复杂的环境光和漫反射。 3. **光照计算**：光照模型是决定像素颜色的关键因素。ArtifactRT可能采用基础的光照模型，如Lambertian光照，只考虑表面法线与光源方向之间的余弦关系。更高级的光线追踪器会考虑环境光、镜面高光、阴影等。 4. **C++编程**：ArtifactRT使用C++作为实现语言，这是一门广泛应用且功能强大的系统级编程语言。在C++中，可以高效地编写光线追踪的算法，并利用面向对象编程特性来组织代码结构。 5. **内存管理与优化**：由于项目规模较小，内存管理和性能优化相对简单。但理解如何有效地存储场景数据（如对象和材质信息）以及如何减少不必要的计算（如避免重复的光线投射）对提升效率至关重要。 6. **渲染输出**：经过所有计算，将最终的像素颜色写入图像文件，如PPM或PNG格式。渲染速度和图像质量之间的权衡也是光线追踪器设计的一部分。 7. **源码结构**：ArtifactRT-main可能包含了主要的源代码文件，如主程序入口、几何形状类、材质类、光线类和场景类等，以及可能的配置文件和测试数据。 通过ArtifactRT，初学者可以快速理解光线追踪的基本原理，并动手实践，体验从无到有创建一个图形渲染引擎的过程。随着技能的提高，可以逐步增加更多的功能和复杂性，如折射、纹理贴图、多光源和全局照明等，进一步提升图像的真实感。