Question

我在raytracer上实现了phong着色。不幸的是，我在运行时遇到分段错误。可能的原因与Vec3f变量“ specular_color”有关（带有一个由三个浮点数组成的对象）。当我打印其值时，会收到：

specular_color：inf inf inf

找出原因并不复杂：

它是这样计算的：

specular_color += light_intensity * std::pow (reflected*camera_dir,mat.ns);

其中mat.ns是镜面指数，显示期望值。

reflected * camera_dir是原因，因为它总是以很大的值结尾。在我的四个测试用例中，有三个是五位数。另一个是六位数的值（接近7）。因此，将五到六位数的值带到任何不太接近一个指数的指数上都可能会使float变量溢出。

现在的问题是，为什么这些值如此之大，无论它们是否可以那样。如果他们不能，则可能是先前代码中存在错误。如果可以的话，所缺少的只是标准化反射向量（camera_dir已经是单一的）

反射向量的计算方法如下：

 Vec3f reflected = light_ray_dir - 2 * (light_ray_dir * hit_normal) * hit_normal;

其中light_ray_dir的计算公式为：

Vec3f light_ray_dir (current.pos - intersection);

当前是光源的名称，交点是射线与三角形的相遇点。

当它仅散射光时，它总是可以正常工作。

hit_normal是新代码，其计算公式为：

Vec3f hit_normal = (1 - u - v) * vert1 + u * vert2 + v * vert3;

其中u和v是重心坐标，vertX三角形的顶点。

那么似乎更有可能？上面的代码中可能存在更复杂的错误，或者只是缺少对反射向量的归一化。还是别的？感谢您的宝贵时间。

Answer 1

是的，phong反射模型使用归一化矢量来计算反射光的强度。注意表达式中的帽子：

R表示反射向量，L表示光的方向，N表示要渲染的点处的表面的法线，还请注意，您已经对表达式的两个部分进行了换位-如果您期望两个都换位光线矢量和反射矢量指向远离曲面的方向，但是根据您的模型，您可能对此进行了不同的计算。

我看了看你的代码，你的光线方向是远离光线，而不是远离表面，所以我想主要要注意的是你的方向向量可能指向或指向表面，即与法线相对或相对。我认为那不会导致NaN。我会确保相机方向也已归一化，并在各处检查零长度向量，因为当您除以零时，这些向量会破坏正常的计算。

我也对您的正常计算有所了解。您是要从三角形顶点计算法线吗？还是说每个顶点的法线都正确？

希望这会有所帮助