Lib.rs

Spuristo是一个基于CPU的多线程渲染引擎。制作目的是学习Rust和基于物理的渲染 :) 渲染器设计得尽可能模块化，以便于添加新功能或算法。

功能

• 区域光采样
• 带有下一事件估计的路径追踪
• 具有多个重要性采样和GGX分布的微facet BSDF
• 迪士尼漫反射BRDF，Frostbite中使用能量归一化
• 从.OBJ文件解析顶点和法线
• 处理包含高达500万个三角形的网格，渲染时间合理的kd-tree
• 色调映射
• Perlin噪声生成器

用法

克隆存储库后，examples/ 文件夹包含场景。要运行 hello_sphere.rs 示例，请执行以下命令

cargo run --example hello_sphere

渲染器可以通过其setter方法或部分通过CLI进行配置

Usage: hello_sphere [-s <samples>] [-t <threads>] [-w <width>] [-h <height>] [-d]

Optional CLI configuration of renderer. Renderer setter methods have priority.

Options:
  -s, --samples     number of samples per pixel (defaults to 1)
  -t, --threads     number of threads used (defaults to all)
  -w, --width       width of the rendered image (defaults to 1000)
  -h, --height      height of the rendered image (defaults to 1000)
  -d, --direct      use direct light integrator instead of path tracing.
  --help            display usage information

使用API

hello_sphere.rs 示例编写如下

use spuristo::*;
use spuristo::tracer::*;
use glam::DVec3;

fn main() -> Result<(), png::EncodingError> {
    let camera = Camera::default();
    let mut scene = Scene::default();

    scene.add(
        Plane::new(
            DVec3::NEG_Y,
            DVec3::Y,
            Material::diffuse(Texture::Solid(srgb_to_linear(190, 200, 210)))
        )
    );

    scene.add(
        Sphere::new(
            8.0 * DVec3::Y + 1.5 * DVec3::NEG_Z,
            4.0,
            Material::Light(Texture::Solid(srgb_to_linear(255, 255, 255)))
        )
    );

    scene.add(
        Sphere::new(
            DVec3::ZERO,
            1.0,
            Material::diffuse(Texture::Solid(srgb_to_linear(0, 0, 255)))
        )
            .scale(0.3, 0.3, 0.3)
            .translate(0.0, -0.7, -1.5)
    );

    let mut renderer = Renderer::new(scene, camera);
    renderer.set_samples(36);
    renderer.render()
        .save("hello.png")
}

它渲染了一个蓝色球体的图像：

待办事项/WIP

• 最终确定透明微facet材料的折射
• 各向同性介质（雾、烟雾、云...）
• 路径追踪器中的多次重要性采样
• 从微facet中可见法线分布中进行采样
• (纹理映射)
• (双向路径追踪)
• (次表面散射)

参考资料

• 基于物理的渲染
• 周末的光线追踪
• 将Frostbite迁移到基于物理的渲染
• Eric Veach的博士论文
• ekhzang/rpt

画廊

斯坦福龙的三角形数为871K。使用Intel Xeon Gold 6248的30个线程在45分钟内渲染。每像素1024个样本。

显示反射和折射的Cornell盒子。使用Intel Xeon Gold 6248的30个线程在50分钟内渲染。每像素4096个样本。

纳菲蒂蒂雕像，三角形数为6.4M。使用Intel Xeon Gold 6248的40个线程在196分钟内渲染。每像素1024个样本。