光线追踪三角形

我正在用java编写一个光线追踪器，并且我能够追踪球体，但我相信我追踪三角形的方式有问题。

据我了解，这是基本算法：

1. 首先确定射线是否与plane三角形已打开。
2. 剪裁所有点，使它们与三角形位于同一平面上（因此xy以平面为例）。
3. 根据沿着新平面向任意方向发出射线时穿过的多边形边的数量，确定潜在的交点是落在三角形内部还是外部。

现在，这是我的实现（特别是第一点）：

public Vector getIntersectionVector(Ray ray)
{
    Vector planeIntersectionVector = getPlaneIntersectionVector(ray, getPlaneNormal());
    if (planeIntersectionVector != null)
    {
        if (isIntersectionVectorInsideTriangle(planeIntersectionVector))
        {
            return planeIntersectionVector;
        }
        else
        {
            return null;
        }
    }
    else
    {
        return null;
    }
}

Where getPlaceIntersectionVector() is:

private Vector getPlaneIntersectionVector(Ray ray, Vector planeNormal)
{
    double vd = planeNormal.dotProduct(ray.getDirection());
    //(p_n \dot r_d) == 0, parallel. (p_n \dot r_d) > 0 Plane normal pointing away from ray.
    if (vd >= 0)
    {
        return null;
    }
    double distance = planeNormal.distance(0d, 0d, 0d);
    double vo = -(planeNormal.dotProduct(ray.getOrigin()) + distance);
    double intersectionDistance = vo / vd;

    //intersectionDistance <= 0 means the "intersection" is behind the ray, so not a real intersection
    return (intersectionDistance <= 0) ? null : ray.getLocation(intersectionDistance);
} 

Which basically tries to mimic this:

And this:

Where t is the distance along the ray that the point hits, r_o is the origin of the ray, r_d is the direction of the ray, p_n refers to the plane normal of the triangle/plane, and d is the distance from the plane that the triangle is on to the origin (0,0,0)

我这样做错了吗？当我从图像中的第一个像素发出光线时(0,0)，我看到intersectionDistance (or t） 差不多1100，直觉上这对我来说似乎是错误的。我认为交点会更近。

以下是相关数据： 射线原点(0,0,1)，射线方向大致为(0.000917, -0.4689, -0.8833).
三角形的顶点为(-0.2, 0.1, 0.1), (-0.2, -0.5, 0.2), (-0.2, 0.1, -0.3)，这使得飞机正常(-1, 0, 0).
根据我的代码，射线与平面相交1090正如我之前提到的，距离对我来说似乎是错误的。场景在每个方向上都只有 -1.0 到 1.0，这意味着交叉路口距离非常非常远。
我做的平面交叉错了吗？

请让我知道哪里需要澄清，以及您是否需要更多信息。

问题是这一行：

double distance = planeNormal.distance(0d, 0d, 0d);

平面由法线和从平面到原点的距离定义。向量距原点的距离就是向量的长度，因此您计算的只是平面法线的长度（如果已归一化，则始终为 1.0）。

平面与原点的距离是需要传递到函数中的额外信息，您不能仅根据法线计算它，因为它独立于法线（您可以有很多法线指向的平面距原点不同距离的同一方向）。

所以定义你的函数是这样的：

private Vector getPlaneIntersectionVector(Ray ray, Vector planeNormal, double planeDistance)

并称之为这样的东西：

Vector planeIntersectionVector = getPlaneIntersectionVector(ray, getPlaneNormal(), getPlaneDistance());

然后你可以计算vo像这样：

double vo = -(planeNormal.dotProduct(ray.getOrigin()) + planeDistance);