蒙特卡洛路径追踪软渲染器开发

此渲染器是学习性质，为了适应不同平台，减少繁琐的环境配置以及保证学习性，本渲染器由纯C++开发，使用自制数据结构CPU计算渲染，（纹理读取使用的openCV）

注意缺乏部分实例的obj文件，故本仓库只提供代码参考~~（人话就是本地跑起来需要自己配CV环境和找模型摆位置）~~

演示视频：

https://www.bilibili.com/video/BV1D5NNeiE5G/?spm_id_from=333.1387.homepage.video_card.click

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• 实现基础路径追踪渲染管线，暂未实现MVP变换部分，目前是移动相机和静态场景
• 1.Diffuse材质，均匀将光线反射至上半球面；适配平面，球体，和OBJ模型以及OBJ场景
• 2.微表面材质 ，根据材质的折射率和粗糙度决定BRDF的值；适配平面，球体，和OBJ模型以及OBJ场景
• 3.全镜面反射材质，在一个平面下根据法线计算反射方向，实现渲染镜面材质；适配平面，球体，和OBJ模型以及OBJ场景
• 4.折射透射材质，适配平面，球体，和OBJ模型
• 5.Diffuse_Specular材质
• 实现球体，平面 ，面光源，并且支持以上材质，

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• 基于BVH加速树结构和AABB包围盒，将三角形和网格划分成树形，查找时减少求交点遍历三角形或物体Mesh的个数

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• 实现基于thread和mutex的多线程加速，进一步加速cpu渲染

release模式：

1. BVH+多线程 200*1spp ： 110ms
2. BVH+单线程 200*1spp ： 450ms
3. 遍历+多线程 200*1spp ： 100ms （可能是BVH叶子结点放的三角形太少，导致性能没有遍历优，一个坑以后再来补，或者有大佬pr 也是可以的owo）
4. 遍历+单线程 200*1spp ： 350ms

• 实现三角形Triangle类

1.13

• 实现MeshTriangle 结合Triangle和 OBJ_Loader实现导入任意OBJ格式模型
• 适配了OBJ格式模型的diffuse ，反射 ，微表面材质

1.14

• 实现平滑着色 ，通过对三角顶点的法线做线性插值，实现了任意平滑OBJ物体的平滑着色和垂直着色的切换

法线差值 - diffuse材质-spp5	非法线差值 - diffuse材质-spp5
非法线差值-镜面材质-spp5	法线差值-镜面材质-spp5
非法线差值的兔子	法线差值的兔子

1.15

• 修正Boll 和 Mesh 和 Plane的双面法线问题，实现Mesh的透射和平滑透射

OBJ棱球，垂直着色透射 ior = 1.9	OBJ棱球，平滑着色透射 ior = 1.9	平滑着色透射的兔子 ior = 1.3

1.17

材质加载方式新增

更新了Mesh模型的材质加载的两种方式

1. 初始化Mesh时直接指定材质种类
2. 初始化Mesh时不指定材质种类，而是根据MTL文件的参数决定着色方式

实现读取MTL材质

实现原理化BSDF到MTL材质参数的初步确定，着色方式如下：

• 基础色：漫反射颜色，Kd的值
• 糙度变大：高光强度不变 ，是光的集中程度变小
• 金属度变小：高光集中程度不变，但是高光变淡
• 折射率：结果就是Ni的值
• illum ：如果这个是illum 2为漫反射，illum 3为 diffuse-specular 材质， 他们之间的比例由Ns决定

1.18

实现使用diffuse-specular材质近似MTL材质

重构了MeshTriangle Material 和 Scene::PathTracing使用diffuse和reflect材质结合实现diffuse-specular材质来近似OBJ模型自带的材质

diffuse-specular光滑度0.1	diffuse-specular光滑度0.5	diffuse-specular光滑度0.8

实现随机采样抗锯齿

每一个像素多重采样时，相机射出去的光线在方向上都给一个小的偏移，最后所有spp采样的结果取平均估值实现反走样的效果

	>
无SAA锯齿	>	SAA反走样

实现UV映射纹理

重构了Scene ， Material ， Object

根据三角形的顶点的UV坐标差值得出击中点的uv坐标，通过openCV读取图片对应像素颜色，实现纹理映射

UV纹理下的光滑奶牛 - spp -200	UV纹理下的Box - spp - 60

2.9

对Object,MeshTraingle,BVHStruct , main 进行修改，修复了内存泄露问题