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Tinyraytracer
Dieses Projekt ist eine Raytracing-Engine und ein C++-Rendering-Projekt, das darauf ausgelegt ist, das physikalische Verhalten von Licht zu simulieren, um 2D-Bilder aus 3D-Szenen zu generieren. Es dient als Tutorial für Computergrafik und als pädagogische Implementierung, die die grundlegenden mathematischen und algorithmischen Prinzipien der 3D-Grafikprogrammierung vermitteln soll.
Die Implementierung konzentriert sich auf die Grundlagen des Lichttransports und der Szenengeometrie. Sie nutzt Whitted-Style rekursives Raytracing zur Simulation von Reflexionen und verwendet Lambertian-Diffuse-Shading zur Berechnung der Oberflächenhelligkeit.
Die Engine handhabt das Rendering von 3D-Szenen durch Kugel-Ebenen-Schnittpunkttests und einen objektorientierten Szenengraphen. Sie generiert finale Bilder mittels Pixel-Grid-Sampling und iterativer Lichtberechnungen, um die Farbe jedes Pixels zu bestimmen.
Features
- Graphics Education Resources - Serves as an educational resource teaching the fundamental mathematical and algorithmic principles of 3D graphics rendering.
- Graphics Programming Tutorials - Functions as a guided tutorial demonstrating fundamental 3D graphics programming and rendering techniques.
- Ray Tracing Education - Provides a self-contained implementation designed to teach how to build a raytracer from scratch.
- Ray Tracing Engines - Implements a rendering engine that simulates physical light behavior to generate 2D images from 3D scenes.
- Scene Renderers - Provides a system to render three-dimensional scenes into a 2D image output.
- 3D Scene Renderers - Simulates the behavior of light rays to produce 2D representations of 3D object scenes.
- Recursive Raytracing - Uses Whitted-style recursive raytracing to simulate physical light reflections and paths.
- C++ Rendering Implementations - Implements the mathematical foundations of light transport and scene geometry using C++.
- Lighting Vector Calculations - Implements mathematical vector calculations to determine lighting contributions from multiple sources in a 3D scene.
- Lambertian Shading Calculations - Provides calculations for surface brightness based on the dot product of surface normals and light direction.
- Pixel Sampling Strategies - Employs a pixel-grid sampling strategy to cast primary rays and generate the final 2D image.
- Scene Graphs - Organizes 3D geometry using a hierarchical data structure to manage object properties and spatial representation.
- Geometric Intersection Calculators - Implements geometric intersection calculators to determine where rays hit spheres and infinite flat planes.
- Systems Programming - Build a basic ray tracing engine in C++.
- Computer Graphics Foundations - Implementation of a raytracer in minimal C++ code.
