c - 在 C 中实现基本的 Raytracer

Question

所以我目前正在编写一个教程来实现一个非常基本的光线追踪器(目前只绘制实心球体)。所述教程位于此处:http://thingsiamdoing.com/intro-to-ray-tracing/

本教程完全与语言无关，仅涉及伪代码。我试图将此伪代码转换为 C，但遇到了困难。我的程序编译正常，但输出的 .ppm 图像文件出现早期 EOF 错误。由于缺乏有关该问题的信息，我陷入了困境。

这是我的 C 代码，它是伪代码的直接翻译:

#include <stdio.h>
#include <math.h>

#define WIDTH 512
#define HEIGHT 512

typedef struct {
    float x, y, z;
} vector;

float vectorDot(vector *v1, vector *v2) {
    return v1->x * v2->x + v1->y * v2->y + v1->z * v2->z;
}

void writeppm(char *filename, unsigned char *img, int width, int height){
    FILE *f;
    f = fopen(filename, "w");
    fprintf(f, "P6 %d %d %d\n", width, height, 255);
    fwrite(img, 3, width*height, f);
    fclose(f);
}

float check_ray(px, py, pz, dx, dy, dz, r) {
    vector v1 = {px, py, pz};
    vector v2 = {dx, dy, dz};
    float det, b;
    b = -vectorDot(&v1, &v2);
    det = b*b - vectorDot(&v1, &v1) + r*r;

    if (det<0)
        return -1;

    det = sqrtf(det);
    float t1 = b - det;
    float t2 = b + det;

    return t1;
}

int main(void) {
    int img[WIDTH*HEIGHT*3], distToPlane;
    float cameraY, cameraZ, cameraX, pixelWorldX, pixelWorldY, pixelWorldZ, amp, rayX, rayY, rayZ;
    for (int px = 0; px<WIDTH; px++) {
        for (int py = 0; py<HEIGHT; py++) {
            distToPlane = 100;
            pixelWorldX = distToPlane;
            pixelWorldY = (px - WIDTH / 2) / WIDTH;
            pixelWorldZ = (py - HEIGHT / 2) / WIDTH;

            rayX = pixelWorldX - cameraX;
            rayY = pixelWorldY - cameraY;
            rayZ = pixelWorldZ - cameraZ;

            amp = 1/sqrtf(rayX*rayX + rayY*rayY + rayZ*rayZ);
            rayX *= amp;
            rayY *= amp;
            rayZ *= amp;

            if (check_ray(50, 50, 50, rayX, rayY, rayZ, 50)) {
                img[(py + px*WIDTH)*3 + 0] = 0;
                img[(py + px*WIDTH)*3 + 1] = 0;
                img[(py + px*WIDTH)*3 + 2] = 128;
            }
            else {
                img[(py + px*WIDTH)*3 + 0] = 255;
                img[(py + px*WIDTH)*3 + 1] = 255;                                 
                img[(py + px*WIDTH)*3 + 2] = 255;
            }
        }
    }
    writeppm("image.ppm", "img", WIDTH, HEIGHT);
}

我相当有信心错误不在于我编写 .ppm 文件的函数，因为我已经将其用于其他工作并且一切正常。

Answer 1

您可能希望在以下代码行中删除 "img" 周围的引号:

writeppm("image.ppm", "img", WIDTH, HEIGHT);

看看它的原型(prototype)是如何 void writeppm(char *, unsigned char *, int, int)，虽然我很惊讶你的编译器至少没有给你一个关于类型的警告不匹配。

此外，作为记录，我建议放置一些错误检查代码(例如检查 fwrite 的返回值，或检查 fopen 的返回值)--- 但那只是我。

此外，如果您不是，请在启用所有警告的情况下进行编译(例如，使用 gcc use -ansi -Wall -pedantic)，这将帮助您发现类型不匹配和其他小陷阱