Debug你的光线追踪渲染器 | Blurred code

Debug你的光线追踪渲染器

2020/07/01

Updated:2020/07/01

Categories: CG

Debugger

光线追踪渲染debug很困难,当然实时渲染debug也很难。有的时候材质实现的不太对,可能很长一段时间都看不出来。渲染环境下Debugger基本是不可用的,多线程+十万/百万条光线加上递归的求解算法,断点打上也看不出毛病在哪里。条件断点等偶尔有所帮助,不过总体帮助不大,渲染中常见的debugger方法还是刻意构造一些简单场景(全是镜子的房间、两个相切的球),或者输出法向量图等来debug。

我们可以实现一些小工具来帮助debug。比如这里的例子。我实现了一个可视化工具,渲染器在debug模式下会使用spdlog记录每一束光线的origin(原点),isect.coords(击中的物体表面), isect.normal(物体表面的法向量),输出到log文件中。然后Debugger去parse这个log文件,用OpenGL的Geometry Shader画出每根光线。

Debugger的实现依赖OpenGL,简单采用一个BlinnPhong就能得到还不错的效果,没有阴影。可以用ImGUI做一些简单的GUI,因为全部的光线显示出来就太多了,我们可能只是为了观察某个物体的表面的反射、折射情况,所以要能够控制显示指定区域的光线。

还有很多功能还没完善,比如物体的表面的Normal用线段画出来, 表面的brdf项也可以记录下来,映射成不同的光线颜色来辅助判断。

实现位于 debugger目录: https://github.com/BlurryLight/DiRender

一个小的离线渲染器,结构参考了pbrt-v3。大框架已经搭好了,目前实现了path-tracing和matte,mirror和dielectric三种材质,复杂的积分算法,采样算法和材质会慢慢加进去。目前只支持CPU并行,可能以后会接入GPU的backend。