public void Draw(int startWidth, int endWidth, int startHeight, int endHeight, int height, int width, ref byte[] rgbValues)
{
for (int j = startHeight; j < endHeight; j++)
{
for (int i = startWidth; i < endWidth; i++)
{
double x = (2 * (i + 0.5) / width - 1) * Math.Tan(field / 2) * width / height;
double y = -(2 * (j + 0.5) / height - 1) * Math.Tan(field / 2);
Ray beam = new Ray(new Point(0, 0, 0), new Point(x, y, 1));
SetPixel(i, j, ref rgbValues, width, ColorHandler.VectorToColor(TraceRay(beam, 0)));
}
}
}
private Vector TraceRay(Ray beam, int depth)
{
Vector result = new Vector(0.2, 0.7, 0.8);
double diffuseIntensity = 0;
double specularIntensity = 0;
Material material = new Material();
Vector normal = new Vector(0, 0, 0);
Point litSpot = new Point(0, 0, 0);
/*Возвращаем фоновый цвет, если на пути луча нет объекта*/
if (depth >= maxDepth || !ShapeMet(beam, ref litSpot, ref normal, ref material, out var shape))
{
return(result);
}
else
{
result = material.Pattern.ColorFromPoint(shape.Translate(litSpot));
}
Material tmpMaterial = new Material();
Vector shadowNormal = new Vector(0, 0, 0);
Vector reflectColor = new Vector(0, 0, 0);
if (material.Albedo[2] != 0) //Проверка объекта на зеркальность
{
Point reflectSpot = new Point(litSpot.X, litSpot.Y, litSpot.Z);
Vector reflectDir = Reflect(beam.Direction, normal);
/*Сдвиг освещенной точки вдоль нормали, чтобы избежать повторного пересечения с тем же объектом*/
Offset(reflectSpot, reflectDir, normal);
Ray reflect = new Ray(reflectSpot, reflectDir);
reflectColor = TraceRay(reflect, depth + 1);
}
Vector refractColor = new Vector(0, 0, 0);
if (material.Albedo[3] != 0) //Проверка объекта на прозрачность
{
Vector refractDir = Refract(beam.Direction, normal, material.RefractiveIndex);
if (refractDir.Length != 0)
{
Point refractSpot = new Point(litSpot.X, litSpot.Y, litSpot.Z);
/*Сдвиг освещенной точки вдоль нормали, чтобы избежать повторного пересечения с тем же объектом*/
Offset(refractSpot, refractDir, normal);
Ray refract = new Ray(refractSpot, refractDir);
refractColor = TraceRay(refract, depth + 1);
}
}
Vector illuminationColor = new Vector(0, 0, 0);
foreach (var light in lights)
{
Vector lightColor = new Vector(1, 1, 1);
double intensity = light.Intensity;
Vector lightDir = new Vector(litSpot, light.Position).Normalize();
Point shadowSpot = new Point(litSpot.X, litSpot.Y, litSpot.Z);
Offset(shadowSpot, lightDir, normal); // Сдвиг освещенной точки вдоль нормали, чтобы избежать повторного пересечения с тем же объектом
Ray shadowRay = new Ray(shadowSpot, lightDir);
/*Вычисление теней*/
if (ShapeMet(shadowRay, ref shadowSpot, ref shadowNormal, ref tmpMaterial, out var shadowShape))
{
if (tmpMaterial.Albedo[3] == 0) // Проверка объекта но прозрачность
{
continue;
}
intensity *= tmpMaterial.Albedo[3]; // Приглушение света в соответствии с прозрачностью объекта
if (tmpMaterial.Albedo[0] != 0) // Придание лучу цвета прозрачного объекта
{
lightColor = tmpMaterial.Pattern.ColorFromPoint(shadowSpot) * tmpMaterial.Albedo[3];
}
}
else
{
specularIntensity += Math.Pow(Math.Max(0, Reflect(lightDir, normal) * beam.Direction), // Вычисление интенсивности бликов
material.SpecularExponent) * light.Intensity;
}
illuminationColor += lightColor; // Суммарный цвет освещения в точке
diffuseIntensity += Math.Max(0, intensity * (lightDir * normal));
}
ColorHandler.NormalizeColor(ref illuminationColor); // Приведение цвета освещения к стандартному виду
result = ColorHandler.Calculate(illuminationColor, result, reflectColor,
refractColor, diffuseIntensity, specularIntensity, material);
ColorHandler.NormalizeColor(ref result); // Предотвращение засветки
return(result);
}
