在構(gòu)建好體散射采樣模塊的基礎(chǔ)上谣沸,可以直接在表面散射形式的光線傳輸方程的一些求解算法中引入體散射部分盗棵,并得到包含體散射的光線傳輸方程的求解方法勒奇。
(1)在直接光照模型中引入體散射內(nèi)容番川。在僅考慮表面散射時(shí)闹炉,從光源發(fā)出來(lái)的光會(huì)在第一個(gè)相交點(diǎn)處按BSDF進(jìn)行反射。當(dāng)為非delta型光源時(shí)奢方,還需要求解一個(gè)積分運(yùn)算搔扁,相應(yīng)的就需要對(duì)光線進(jìn)行采樣并計(jì)算概率密度。當(dāng)考慮體散射時(shí)蟋字,從光源發(fā)出的光碰到的第一個(gè)交點(diǎn)除表面上的點(diǎn)外稿蹲,還可能是介質(zhì)中的某點(diǎn),此時(shí)根據(jù)包含體散射的光線傳輸方程鹊奖,其中的BSDF部分要替換成一個(gè)相位函數(shù)苛聘,不過(guò)還是將其歸為直接光照模型對(duì)BSDF采樣的部分,該相位函數(shù)表征該點(diǎn)處由入射方向散射為出射方向的概率嫉入。于此同時(shí)焰盗,該相位函數(shù)也需要進(jìn)行重要性采樣,它的概率密度就是該相位函數(shù)值本身咒林。針對(duì)這一工作,書中提供了兩個(gè)形式類似的函數(shù)爷光,兩者都以Henyey-Greenstein模型為基礎(chǔ)垫竞,其中一個(gè)根據(jù)確定的入射方向和反射方向輸出相位函數(shù),另一個(gè)根據(jù)出射方向?qū)θ肷浞较蜻M(jìn)行采樣,輸出入射方向的采樣結(jié)果及對(duì)應(yīng)的相位函數(shù)欢瞪。
(2)在路徑跟蹤積分器中引入體散射內(nèi)容活烙。這部分內(nèi)容實(shí)際上形成了體積路徑積分器。在積分器的每一步中遣鼓,首先根據(jù)光線方向確定下一個(gè)位于表面上的交點(diǎn)啸盏。接下來(lái)再考慮這個(gè)點(diǎn)是否位于介質(zhì)之中。無(wú)論在不在介質(zhì)中都對(duì)光線所經(jīng)歷的介質(zhì)進(jìn)行采樣骑祟,獲得其透射率及采樣概率密度回懦。此處并未完全理解:是否光線從非介質(zhì)進(jìn)入介質(zhì)的交界面也算是與光線相交;如果不是次企,那么怎樣采樣到介質(zhì)中的點(diǎn)怯晕;如果不是,那么如果光線經(jīng)歷了一段介質(zhì)后又離開了介質(zhì)缸棵,該怎樣計(jì)算舟茶。考慮到存在很多介質(zhì)的場(chǎng)景堵第,書中推薦先判斷光線是否進(jìn)入了某介質(zhì)吧凉,并根據(jù)介質(zhì)的范圍修改尋找光線相交點(diǎn)的最大范圍。書中認(rèn)為這種方式比前一種方式的效率更高踏志。其中的原因包括:第一阀捅,減少了求解光線與表面相交的計(jì)算量。個(gè)人理解狰贯,如果光線進(jìn)入了某介質(zhì)也搓,則按體散射采樣進(jìn)行處理即可,本段路徑不需要考慮與表面相交的情況涵紊。第二傍妒,光線范圍被修改后,光線長(zhǎng)度變短摸柄,與場(chǎng)景中各物體的相交判斷計(jì)算量減少颤练。完成是否進(jìn)入某介質(zhì)的判斷后,如果為是驱负,則按點(diǎn)位于介質(zhì)中的情況進(jìn)行計(jì)算嗦玖,如果為否,則按點(diǎn)位于表面的情況進(jìn)行計(jì)算跃脊。當(dāng)點(diǎn)位于介質(zhì)中時(shí)宇挫,還需要考慮光源在該點(diǎn)處產(chǎn)生的光線的散射情況。采用單光源采樣計(jì)算光源產(chǎn)生的輻亮度酪术。該單光源采樣模塊需要使用介質(zhì)相交對(duì)象器瘪。利用該介質(zhì)相交對(duì)象翠储,可以對(duì)出射光線的方向和相位函數(shù)進(jìn)行采樣。在表面散射路徑跟蹤積分器中橡疼,光線從一個(gè)點(diǎn)到另一個(gè)點(diǎn)的中間只判斷是否被遮擋援所,而在體散射路徑追蹤積分器中,光線從一個(gè)點(diǎn)到另一個(gè)點(diǎn)的中間要乘以一個(gè)透射系數(shù)欣除。