Lib.rs

这是将优秀的GLSL_Pathtracer 从GLSL移植到Rust，利用了抽象的后端。非常适合渲染程序化内容。

Rust特性

• 使用rayon进行多线程。
• 通过场景描述trait进行抽象后端。为您的程序化内容实现碰撞检测、灯光和材质。
• 路径追踪器可以编译为f32或f64。请参阅libs.rs中的定义。默认为f64。

待办事项

• 支持介质/体积对象。
• 实现去噪器。
• 发射器目前未经过测试。
• 目前只有球形解析灯光。
• 为crate编写文档。
• 实现基于SDF的示例场景。
• 实现基于网格的示例场景。欢迎PR。
• 增强示例渲染器应用程序的功能。
• 更多测试。

如何使用

// Create a color buffer
let mut buffer = ColorBuffer::new(800, 600);

// Create a scene and pass it to the path-tracer
let scene = Box::new(AnalyticalScene::new());
let mut pt = Tracer::new(scene);

// Render and accumulate one frame, repeat
pt.render();

您可以通过调用 buffer.convert_to_u8(frame);将颜色缓冲区复制到Vec<u8>，或者您可以直接通过访问buffer.pixels来访问浮点像素。

场景

场景包含对象、灯光、背景以及材质定义。

场景trait目前很小。

pub trait Scene : Sync + Send {

    fn new() -> Self where Self: Sized;

    /// Background color for the given ray
    fn background(&self, ray: &Ray) -> F3;

    /// Closest hit should return the state.hit_dist, state.normal and fill out the state.material as needed
    fn closest_hit(&self, ray: &Ray, state: &mut State, light: &mut LightSampleRec) -> bool;

    /// Used for shadow rays.
    fn any_hit(&self, ray: &Ray, max_dist: F) -> bool;

    /// Return the camera for the scene
    fn camera(&self) -> &Box<dyn Camera3D>;

    /// Return the number of lights in the scene
    fn number_of_lights(&self) -> usize;

    /// Return a reference for the light at the given index
    fn light_at(&self, index: usize) -> &AnalyticalLight;
}

创建上述截图的分析示例场景可以在渲染器的这里找到。

渲染器

仓库包含一个示例渲染器，可以显示正在进行的渲染过程。您可以使用以下命令轻松运行它：cargo run --release。渲染器将很快增加更多功能（将图像写入磁盘、显示帧计数器等）。

CPU 与 GPU：动机

我更喜欢在 CPU 上渲染 SDF。当然 GPU 更快，也有许多优秀的 Shadertoy 演示，然而当场景的 SDF 复杂度由用户定义，并且您不知道用户的操作系统或 GPU 时，可能会发生以下情况

• 着色器需要几秒钟才能编译，并且根据平台可能会在编译过程中冻结您的应用程序。
• 着色器运行速度可能很慢，使得您的应用程序难以使用。
• 在最坏的情况下，着色器可能会崩溃。

CPU 渲染速度较慢，但不需要编译着色器，渲染任务可以很好地在后台处理，而不会影响应用程序的整体性能。