通过许多领域进行光线拾取的最佳算法

Question

在我的OpenGL应用程序中，我有很多领域（超过100.000），并且我愿意实施有效的光线拾取算法。

到目前为止我的方法是天真的：

计算与鼠标指针对应的光线（在对象空间中），然后将我拥有的每个球体与光线相交。虽然这种方法对于我的应用来说可能足够快（球体的实际渲染速度可能比用光线挑选它们慢得多），但我想知道哪种方法适用于这种情况。

我特别关注这些球体可能具有任意半径的事实，而且我不知道如何在空间分区结构（如八叉树）中考虑这一点。

你有什么建议吗？

我将添加更多细节：

所讨论的应用是一种分子观察器，其中原子被表示为球体，如下图所示：

球体可以部分或完全重叠。场景可以是动态的（你可以进行分子模拟），但你通常不想在动画中选择任何东西。

理想情况下，我希望找到一种解决方案，将来也可以扩展到汽缸。

Answer 1

有趣的问题！

Ray vs. Sphere碰撞测试是最简单的测试之一，也就是为什么球体通常用于确定PVS（潜在可见集）。

基本上你用更大的球体包围球体。首先，您使用巨大的球体测试射线碰撞，如果失败，您可以确定此大体积内的任何其他球体也不会与射线发生碰撞。 如果光线发生碰撞，那么只需在体内移动并测试组中的下一个球体......该层次结构将节省大量的计算时间。

从 O（N）（测试每个球体），您可以达到 O（Log N）（就像二叉树或四/八叉树一样）。< / p>

一个问题是，当您的层次结构是动态的，那么您将不得不重建球体。您可以重建整个树 - O（n Log n），或者智能并仅重建层次结构的移动部分。 如果K球正在移动，那么重建时间可以减少到 O（K Log N）（例如移除特定球体，然后再次插入）

此处是教程about picking和a wiki about bounding spheres

的链接

Answer 2

好吧，如果你允许球体连接到八叉树的内部节点，那么超大的球体可能只是在任何一个级别都不会破坏它们。

编辑： 为了进一步讨论，了解球体是否允许重叠以及它们是静态的还是动态的也是有用的。