RT 101

一个从零开始的 Rust Ray Tracing / Path Tracing 学习项目。Learning with Codex.

当前阶段

第 23 步：Two-Sample MIS 和 Firefly Clamp。

已经实现：

• Vec3 向量类型
• Ray 射线类型
• Camera 相机抽象
• 可配置 look_from / look_at / view_up / FOV
• 景深光圈采样
• Rayon 并行像素渲染
• 可配置图像宽度、宽高比、采样数、递归深度、输出路径
• Hittable trait
• HitRecord 命中记录
• HittableList 场景物体列表
• Aabb 轴对齐包围盒
• BvhNode 层次包围盒加速结构
• Sphere 球体几何
• Material 材质接口
• Lambertian 漫反射材质
• Metal 镜面材质
• Dielectric 玻璃材质
• DiffuseLight 自发光材质
• 随机多材质球体场景
• 随机太阳角度和相机视角
• 随机小球半径、贴地高度和分布密度
• 放置随机小球时避免球体互相重合
• 随机地面小型自发光球体
• 球形光源直接采样
• 漫反射表面 shadow ray 可见性测试
• Lambertian cosine-weighted BSDF sampling
• light sampling / BSDF sampling 的 power heuristic MIS 权重
• 可开关玻璃反射/折射 path splitting
• 可配置玻璃路径最大分裂深度
• 无限远太阳盘光源
• 程序化天空背景和太阳 glow
• 太阳直接光 shadow ray 采样
• Pdf trait
• CosinePdf / SunPdf / MixturePdf
• 用混合 PDF 统一采样太阳方向和 Lambertian BSDF 方向
• 漫反射表面 Two-Sample MIS：每次同时采样一次太阳方向和一次 BSDF 方向
• 用 power heuristic 合并 light sampling / BSDF sampling 的贡献
• 可选单样本亮度 clamp，用于抑制极端 firefly 样本
• 每像素自适应采样
• 基于亮度方差的在线收敛判断
• 输出平均 spp
• minifb 渐进式预览窗口
• 渲染过程中刷新累积 framebuffer
• HDR 浮点颜色经 exposure + ACES filmic tone mapping 输出到窗口和 PNG
• 每像素多采样抗锯齿
• gamma correction
• 背景渐变
• 递归散射着色
• 输出 PNG 图片

运行

cargo run

运行后会在项目根目录生成：

output.png

默认会打开一个预览窗口展示渲染逐步收敛的过程。按 Esc 或关闭窗口只会关闭预览， 渲染仍会继续并写出最终 PNG。

下一步

建议按这个顺序推进：

1. 添加材质纹理。
2. 添加运动模糊。
3. 添加三角形网格。
4. 添加 HDR 环境贴图。
5. 更完整的 specular / caustics 处理。
6. 添加可选 GPU 加速后端。
7. 添加 GPU 实时渐进预览。