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A Raytracer written in C and MiniLibX.

License: MIT License

Makefile 2.60% C 88.13% Roff 8.26% Perl 0.25% Shell 0.75%

minirt's Introduction

👋 Hi there, I'm Ryo Matsukawa

Frontend Developer.
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[質問] 幅を2.0に固定する

現状、ビューポートの高さは2.0で固定されており、幅は縦横比に応じて変わるようになっています。
ですが、カメラのパラメータFOVは「水平方向」の視野角になっています。
そのため、ビューポートの幅の方を固定した方が良いような気がしています。
検討をお願いします。

今考えている処理フロー

ファイルの内容を全て単一の文字列に入れる
文字列を改行でsplitし、文字列配列に分解する。
文字列配列をスペースでsplitし、文字列配列に分解する。
文字列配列がなんらかの要素にマッチするなら、その要素として判定する。
文字列配列を要素structに変換する。

[質問] ランバート反射について

ランバート反射の計算をするのに、光源の強度が必要です。
Lightの引数(座標、RGB、輝度比)から求めることは可能ですか？

[バグ？] 衝突判定後のhit_recordのtの値が必ずinfになる。

// main.c 
// ray_color()
while (i < scene->n_objects)
{
	if (rt_hit_object(scene->objects[i], r, &recs[i]))
		printf("t = %f\n", recs[i].t); // infになっている
}

原因調査中です。

[協議] ライト`L`はただ1つか？

今までライトLは複数あることを想定していましたが、課題PDFをよく読むとライトも1つっぽいです。
今ライトは複数あることを前提にしていますが、複数対応しているとMandatoryのレビューで落とされる可能性がなくもないと思います。
これについて対応を協議したいです。

[質問] 色ベクトルなどについて

色ベクトルt_rgbは各要素がintになってますが、できればdoubleに変えたいです。不都合ありますでしょうか？
また、FOVもintになっていますが、これもdoubleにしたいです。
(というかオブジェクトの数値はすべてdoubleにしたい。)

[質問] `make -C rd re && make`を繰り返すとエラーになる

正常終了とエラーとが交互に起きるっぽい。
なぜこうなる？

bash-3.2$ make -C rd re && make
rm -f -rf rd_file.o rd_error.o rd_scene.o rd_after_read.o rd_scene_destroyer.o rd_vector.o rd_element_predicate.o rd_scalar_predicate.o rd_vector_predicate.o rd_double.o rd_extractor.o rd_element_slot.o rd_field_extractor.o rd_attach_attribute.o rd_after_extraction.o rd_debug.o 
rm -f libread.a
gcc -Wall -Wextra -Werror -g -I/usr/X11/include -I../minilibx-linux -I../includes -I../common -I../libft   -c -o rd_file.o rd_file.c
gcc -Wall -Wextra -Werror -g -I/usr/X11/include -I../minilibx-linux -I../includes -I../common -I../libft   -c -o rd_error.o rd_error.c
gcc -Wall -Wextra -Werror -g -I/usr/X11/include -I../minilibx-linux -I../includes -I../common -I../libft   -c -o rd_scene.o rd_scene.c
gcc -Wall -Wextra -Werror -g -I/usr/X11/include -I../minilibx-linux -I../includes -I../common -I../libft   -c -o rd_after_read.o rd_after_read.c
gcc -Wall -Wextra -Werror -g -I/usr/X11/include -I../minilibx-linux -I../includes -I../common -I../libft   -c -o rd_scene_destroyer.o rd_scene_destroyer.c
gcc -Wall -Wextra -Werror -g -I/usr/X11/include -I../minilibx-linux -I../includes -I../common -I../libft   -c -o rd_vector.o rd_vector.c
gcc -Wall -Wextra -Werror -g -I/usr/X11/include -I../minilibx-linux -I../includes -I../common -I../libft   -c -o rd_element_predicate.o rd_element_predicate.c
gcc -Wall -Wextra -Werror -g -I/usr/X11/include -I../minilibx-linux -I../includes -I../common -I../libft   -c -o rd_scalar_predicate.o rd_scalar_predicate.c
gcc -Wall -Wextra -Werror -g -I/usr/X11/include -I../minilibx-linux -I../includes -I../common -I../libft   -c -o rd_vector_predicate.o rd_vector_predicate.c
gcc -Wall -Wextra -Werror -g -I/usr/X11/include -I../minilibx-linux -I../includes -I../common -I../libft   -c -o rd_double.o rd_double.c
gcc -Wall -Wextra -Werror -g -I/usr/X11/include -I../minilibx-linux -I../includes -I../common -I../libft   -c -o rd_extractor.o rd_extractor.c
gcc -Wall -Wextra -Werror -g -I/usr/X11/include -I../minilibx-linux -I../includes -I../common -I../libft   -c -o rd_element_slot.o rd_element_slot.c
gcc -Wall -Wextra -Werror -g -I/usr/X11/include -I../minilibx-linux -I../includes -I../common -I../libft   -c -o rd_field_extractor.o rd_field_extractor.c
gcc -Wall -Wextra -Werror -g -I/usr/X11/include -I../minilibx-linux -I../includes -I../common -I../libft   -c -o rd_attach_attribute.o rd_attach_attribute.c
gcc -Wall -Wextra -Werror -g -I/usr/X11/include -I../minilibx-linux -I../includes -I../common -I../libft   -c -o rd_after_extraction.o rd_after_extraction.c
gcc -Wall -Wextra -Werror -g -I/usr/X11/include -I../minilibx-linux -I../includes -I../common -I../libft   -c -o rd_debug.o rd_debug.c
ar rcs libread.a rd_file.o rd_error.o rd_scene.o rd_after_read.o rd_scene_destroyer.o rd_vector.o rd_element_predicate.o rd_scalar_predicate.o rd_vector_predicate.o rd_double.o rd_extractor.o rd_element_slot.o rd_field_extractor.o rd_attach_attribute.o rd_after_extraction.o rd_debug.o
gcc -Werror -Wall -Wextra -I/usr/X11/include -Iminilibx-linux -Ilibft -Iincludes -Icommon -Ird -g  -Llibft -Lminilibx-linux -Lrd -lmlx -L//usr/X11/include/../lib -lXext -lX11 -lm -lread -lft -o miniRT
Undefined symbols for architecture x86_64:
  "_main", referenced from:
     implicit entry/start for main executable
ld: symbol(s) not found for architecture x86_64
clang: error: linker command failed with exit code 1 (use -v to see invocation)
make: *** [miniRT] Error 1
bash-3.2$ make -C rd re && make
rm -f -rf rd_file.o rd_error.o rd_scene.o rd_after_read.o rd_scene_destroyer.o rd_vector.o rd_element_predicate.o rd_scalar_predicate.o rd_vector_predicate.o rd_double.o rd_extractor.o rd_element_slot.o rd_field_extractor.o rd_attach_attribute.o rd_after_extraction.o rd_debug.o 
rm -f libread.a
gcc -Wall -Wextra -Werror -g -I/usr/X11/include -I../minilibx-linux -I../includes -I../common -I../libft   -c -o rd_file.o rd_file.c
gcc -Wall -Wextra -Werror -g -I/usr/X11/include -I../minilibx-linux -I../includes -I../common -I../libft   -c -o rd_error.o rd_error.c
gcc -Wall -Wextra -Werror -g -I/usr/X11/include -I../minilibx-linux -I../includes -I../common -I../libft   -c -o rd_scene.o rd_scene.c
gcc -Wall -Wextra -Werror -g -I/usr/X11/include -I../minilibx-linux -I../includes -I../common -I../libft   -c -o rd_after_read.o rd_after_read.c
gcc -Wall -Wextra -Werror -g -I/usr/X11/include -I../minilibx-linux -I../includes -I../common -I../libft   -c -o rd_scene_destroyer.o rd_scene_destroyer.c
gcc -Wall -Wextra -Werror -g -I/usr/X11/include -I../minilibx-linux -I../includes -I../common -I../libft   -c -o rd_vector.o rd_vector.c
gcc -Wall -Wextra -Werror -g -I/usr/X11/include -I../minilibx-linux -I../includes -I../common -I../libft   -c -o rd_element_predicate.o rd_element_predicate.c
gcc -Wall -Wextra -Werror -g -I/usr/X11/include -I../minilibx-linux -I../includes -I../common -I../libft   -c -o rd_scalar_predicate.o rd_scalar_predicate.c
gcc -Wall -Wextra -Werror -g -I/usr/X11/include -I../minilibx-linux -I../includes -I../common -I../libft   -c -o rd_vector_predicate.o rd_vector_predicate.c
gcc -Wall -Wextra -Werror -g -I/usr/X11/include -I../minilibx-linux -I../includes -I../common -I../libft   -c -o rd_double.o rd_double.c
gcc -Wall -Wextra -Werror -g -I/usr/X11/include -I../minilibx-linux -I../includes -I../common -I../libft   -c -o rd_extractor.o rd_extractor.c
gcc -Wall -Wextra -Werror -g -I/usr/X11/include -I../minilibx-linux -I../includes -I../common -I../libft   -c -o rd_element_slot.o rd_element_slot.c
gcc -Wall -Wextra -Werror -g -I/usr/X11/include -I../minilibx-linux -I../includes -I../common -I../libft   -c -o rd_field_extractor.o rd_field_extractor.c
gcc -Wall -Wextra -Werror -g -I/usr/X11/include -I../minilibx-linux -I../includes -I../common -I../libft   -c -o rd_attach_attribute.o rd_attach_attribute.c
gcc -Wall -Wextra -Werror -g -I/usr/X11/include -I../minilibx-linux -I../includes -I../common -I../libft   -c -o rd_after_extraction.o rd_after_extraction.c
gcc -Wall -Wextra -Werror -g -I/usr/X11/include -I../minilibx-linux -I../includes -I../common -I../libft   -c -o rd_debug.o rd_debug.c
ar rcs libread.a rd_file.o rd_error.o rd_scene.o rd_after_read.o rd_scene_destroyer.o rd_vector.o rd_element_predicate.o rd_scalar_predicate.o rd_vector_predicate.o rd_double.o rd_extractor.o rd_element_slot.o rd_field_extractor.o rd_attach_attribute.o rd_after_extraction.o rd_debug.o
mkdir -p ./objs/
gcc -Werror -Wall -Wextra -I/usr/X11/include -Iminilibx-linux -Ilibft -Iincludes -Icommon -Ird -g -c -o objs/debug.o srcs/debug.c
gcc -Werror -Wall -Wextra -I/usr/X11/include -Iminilibx-linux -Ilibft -Iincludes -Icommon -Ird -g -c -o objs/main.o srcs/main.c
gcc -Werror -Wall -Wextra -I/usr/X11/include -Iminilibx-linux -Ilibft -Iincludes -Icommon -Ird -g -c -o objs/mr_mlx_utils.o srcs/mr_mlx_utils.c
gcc -Werror -Wall -Wextra -I/usr/X11/include -Iminilibx-linux -Ilibft -Iincludes -Icommon -Ird -g -c -o objs/mr_mlx_hooks.o srcs/mr_mlx_hooks.c
gcc -Werror -Wall -Wextra -I/usr/X11/include -Iminilibx-linux -Ilibft -Iincludes -Icommon -Ird -g -c -o objs/mr_vec3_utils.o srcs/mr_vec3_utils.c
gcc -Werror -Wall -Wextra -I/usr/X11/include -Iminilibx-linux -Ilibft -Iincludes -Icommon -Ird -g -c -o objs/mr_vec3_operator.o srcs/mr_vec3_operator.c
gcc -Werror -Wall -Wextra -I/usr/X11/include -Iminilibx-linux -Ilibft -Iincludes -Icommon -Ird -g -c -o objs/mr_vec3_operator2.o srcs/mr_vec3_operator2.c
gcc -Werror -Wall -Wextra -I/usr/X11/include -Iminilibx-linux -Ilibft -Iincludes -Icommon -Ird -g -c -o objs/mr_vec3_operator_composit.o srcs/mr_vec3_operator_composit.c
gcc -Werror -Wall -Wextra -I/usr/X11/include -Iminilibx-linux -Ilibft -Iincludes -Icommon -Ird -g -c -o objs/mr_reading_imagefile.o srcs/mr_reading_imagefile.c
gcc -Werror -Wall -Wextra -I/usr/X11/include -Iminilibx-linux -Ilibft -Iincludes -Icommon -Ird -g -c -o objs/mr_error.o srcs/mr_error.c
gcc -Werror -Wall -Wextra -I/usr/X11/include -Iminilibx-linux -Ilibft -Iincludes -Icommon -Ird -g -c -o objs/rt_raytracer.o srcs/rt_raytracer.c
gcc -Werror -Wall -Wextra -I/usr/X11/include -Iminilibx-linux -Ilibft -Iincludes -Icommon -Ird -g -c -o objs/rt_color.o srcs/rt_color.c
gcc -Werror -Wall -Wextra -I/usr/X11/include -Iminilibx-linux -Ilibft -Iincludes -Icommon -Ird -g -c -o objs/rt_reflection.o srcs/rt_reflection.c
gcc -Werror -Wall -Wextra -I/usr/X11/include -Iminilibx-linux -Ilibft -Iincludes -Icommon -Ird -g -c -o objs/rt_tangent.o srcs/rt_tangent.c
gcc -Werror -Wall -Wextra -I/usr/X11/include -Iminilibx-linux -Ilibft -Iincludes -Icommon -Ird -g -c -o objs/rt_object_sphere.o srcs/rt_object_sphere.c
gcc -Werror -Wall -Wextra -I/usr/X11/include -Iminilibx-linux -Ilibft -Iincludes -Icommon -Ird -g -c -o objs/rt_object_plane.o srcs/rt_object_plane.c
gcc -Werror -Wall -Wextra -I/usr/X11/include -Iminilibx-linux -Ilibft -Iincludes -Icommon -Ird -g -c -o objs/rt_object_cylinder.o srcs/rt_object_cylinder.c
gcc -Werror -Wall -Wextra -I/usr/X11/include -Iminilibx-linux -Ilibft -Iincludes -Icommon -Ird -g -c -o objs/rt_object_paraboloid.o srcs/rt_object_paraboloid.c
gcc -Werror -Wall -Wextra -I/usr/X11/include -Iminilibx-linux -Ilibft -Iincludes -Icommon -Ird -g -c -o objs/rt_object_cone.o srcs/rt_object_cone.c
gcc -Werror -Wall -Wextra -I/usr/X11/include -Iminilibx-linux -Ilibft -Iincludes -Icommon -Ird -g -c -o objs/rt_hit_util.o srcs/rt_hit_util.c
gcc -Werror -Wall -Wextra -I/usr/X11/include -Iminilibx-linux -Ilibft -Iincludes -Icommon -Ird -g -c -o objs/rt_vector_rotation.o srcs/rt_vector_rotation.c
gcc -Werror -Wall -Wextra -I/usr/X11/include -Iminilibx-linux -Ilibft -Iincludes -Icommon -Ird -g -c -o objs/rt_is_shadow.o srcs/rt_is_shadow.c
gcc -Werror -Wall -Wextra -I/usr/X11/include -Iminilibx-linux -Ilibft -Iincludes -Icommon -Ird -g -c -o objs/rt_texture_plane.o srcs/rt_texture_plane.c
gcc -Werror -Wall -Wextra -I/usr/X11/include -Iminilibx-linux -Ilibft -Iincludes -Icommon -Ird -g -c -o objs/rt_texture_sphere.o srcs/rt_texture_sphere.c
gcc -Werror -Wall -Wextra -I/usr/X11/include -Iminilibx-linux -Ilibft -Iincludes -Icommon -Ird -g -c -o objs/rt_texture_cylinder.o srcs/rt_texture_cylinder.c
gcc -Werror -Wall -Wextra -I/usr/X11/include -Iminilibx-linux -Ilibft -Iincludes -Icommon -Ird -g -c -o objs/rt_texture_paraboloid.o srcs/rt_texture_paraboloid.c
gcc -Werror -Wall -Wextra -I/usr/X11/include -Iminilibx-linux -Ilibft -Iincludes -Icommon -Ird -g -c -o objs/rt_texture_cone.o srcs/rt_texture_cone.c
gcc -Werror -Wall -Wextra -I/usr/X11/include -Iminilibx-linux -Ilibft -Iincludes -Icommon -Ird -g -c -o objs/rt_ambient.o srcs/rt_ambient.c
gcc -Werror -Wall -Wextra -I/usr/X11/include -Iminilibx-linux -Ilibft -Iincludes -Icommon -Ird -g -c -o objs/rt_diffuse.o srcs/rt_diffuse.c
gcc -Werror -Wall -Wextra -I/usr/X11/include -Iminilibx-linux -Ilibft -Iincludes -Icommon -Ird -g -c -o objs/rt_specular.o srcs/rt_specular.c
gcc -Werror -Wall -Wextra -I/usr/X11/include -Iminilibx-linux -Ilibft -Iincludes -Icommon -Ird -g -c -o objs/rt_coord_util.o srcs/rt_coord_util.c
gcc -Werror -Wall -Wextra -I/usr/X11/include -Iminilibx-linux -Ilibft -Iincludes -Icommon -Ird -g -c -o objs/rt_equation.o srcs/rt_equation.c
gcc -Werror -Wall -Wextra -I/usr/X11/include -Iminilibx-linux -Ilibft -Iincludes -Icommon -Ird -g -c -o objs/rt_bumpfunc.o srcs/rt_bumpfunc.c
gcc -Werror -Wall -Wextra -I/usr/X11/include -Iminilibx-linux -Ilibft -Iincludes -Icommon -Ird -g -c -o objs/rt_fmath.o srcs/rt_fmath.c
gcc -Werror -Wall -Wextra -I/usr/X11/include -Iminilibx-linux -Ilibft -Iincludes -Icommon -Ird -g ./objs/debug.o ./objs/main.o ./objs/mr_mlx_utils.o ./objs/mr_mlx_hooks.o ./objs/mr_vec3_utils.o ./objs/mr_vec3_operator.o ./objs/mr_vec3_operator2.o ./objs/mr_vec3_operator_composit.o ./objs/mr_reading_imagefile.o ./objs/mr_error.o ./objs/rt_raytracer.o ./objs/rt_color.o ./objs/rt_reflection.o ./objs/rt_tangent.o ./objs/rt_object_sphere.o ./objs/rt_object_plane.o ./objs/rt_object_cylinder.o ./objs/rt_object_paraboloid.o ./objs/rt_object_cone.o ./objs/rt_hit_util.o ./objs/rt_vector_rotation.o ./objs/rt_is_shadow.o ./objs/rt_texture_plane.o ./objs/rt_texture_sphere.o ./objs/rt_texture_cylinder.o ./objs/rt_texture_paraboloid.o ./objs/rt_texture_cone.o ./objs/rt_ambient.o ./objs/rt_diffuse.o ./objs/rt_specular.o ./objs/rt_coord_util.o ./objs/rt_equation.o ./objs/rt_bumpfunc.o ./objs/rt_fmath.o -Llibft -Lminilibx-linux -Lrd -lmlx -L//usr/X11/include/../lib -lXext -lX11 -lm -lread -lft -o miniRT
bash-3.2$ make -C rd re && make
rm -f -rf rd_file.o rd_error.o rd_scene.o rd_after_read.o rd_scene_destroyer.o rd_vector.o rd_element_predicate.o rd_scalar_predicate.o rd_vector_predicate.o rd_double.o rd_extractor.o rd_element_slot.o rd_field_extractor.o rd_attach_attribute.o rd_after_extraction.o rd_debug.o 
rm -f libread.a
gcc -Wall -Wextra -Werror -g -I/usr/X11/include -I../minilibx-linux -I../includes -I../common -I../libft   -c -o rd_file.o rd_file.c
gcc -Wall -Wextra -Werror -g -I/usr/X11/include -I../minilibx-linux -I../includes -I../common -I../libft   -c -o rd_error.o rd_error.c
gcc -Wall -Wextra -Werror -g -I/usr/X11/include -I../minilibx-linux -I../includes -I../common -I../libft   -c -o rd_scene.o rd_scene.c
gcc -Wall -Wextra -Werror -g -I/usr/X11/include -I../minilibx-linux -I../includes -I../common -I../libft   -c -o rd_after_read.o rd_after_read.c
gcc -Wall -Wextra -Werror -g -I/usr/X11/include -I../minilibx-linux -I../includes -I../common -I../libft   -c -o rd_scene_destroyer.o rd_scene_destroyer.c
gcc -Wall -Wextra -Werror -g -I/usr/X11/include -I../minilibx-linux -I../includes -I../common -I../libft   -c -o rd_vector.o rd_vector.c
gcc -Wall -Wextra -Werror -g -I/usr/X11/include -I../minilibx-linux -I../includes -I../common -I../libft   -c -o rd_element_predicate.o rd_element_predicate.c
gcc -Wall -Wextra -Werror -g -I/usr/X11/include -I../minilibx-linux -I../includes -I../common -I../libft   -c -o rd_scalar_predicate.o rd_scalar_predicate.c
gcc -Wall -Wextra -Werror -g -I/usr/X11/include -I../minilibx-linux -I../includes -I../common -I../libft   -c -o rd_vector_predicate.o rd_vector_predicate.c
gcc -Wall -Wextra -Werror -g -I/usr/X11/include -I../minilibx-linux -I../includes -I../common -I../libft   -c -o rd_double.o rd_double.c
gcc -Wall -Wextra -Werror -g -I/usr/X11/include -I../minilibx-linux -I../includes -I../common -I../libft   -c -o rd_extractor.o rd_extractor.c
gcc -Wall -Wextra -Werror -g -I/usr/X11/include -I../minilibx-linux -I../includes -I../common -I../libft   -c -o rd_element_slot.o rd_element_slot.c
gcc -Wall -Wextra -Werror -g -I/usr/X11/include -I../minilibx-linux -I../includes -I../common -I../libft   -c -o rd_field_extractor.o rd_field_extractor.c
gcc -Wall -Wextra -Werror -g -I/usr/X11/include -I../minilibx-linux -I../includes -I../common -I../libft   -c -o rd_attach_attribute.o rd_attach_attribute.c
gcc -Wall -Wextra -Werror -g -I/usr/X11/include -I../minilibx-linux -I../includes -I../common -I../libft   -c -o rd_after_extraction.o rd_after_extraction.c
gcc -Wall -Wextra -Werror -g -I/usr/X11/include -I../minilibx-linux -I../includes -I../common -I../libft   -c -o rd_debug.o rd_debug.c
ar rcs libread.a rd_file.o rd_error.o rd_scene.o rd_after_read.o rd_scene_destroyer.o rd_vector.o rd_element_predicate.o rd_scalar_predicate.o rd_vector_predicate.o rd_double.o rd_extractor.o rd_element_slot.o rd_field_extractor.o rd_attach_attribute.o rd_after_extraction.o rd_debug.o
gcc -Werror -Wall -Wextra -I/usr/X11/include -Iminilibx-linux -Ilibft -Iincludes -Icommon -Ird -g  -Llibft -Lminilibx-linux -Lrd -lmlx -L//usr/X11/include/../lib -lXext -lX11 -lm -lread -lft -o miniRT
Undefined symbols for architecture x86_64:
  "_main", referenced from:
     implicit entry/start for main executable
ld: symbol(s) not found for architecture x86_64
clang: error: linker command failed with exit code 1 (use -v to see invocation)
make: *** [miniRT] Error 1
bash-3.2$

[質問] 拡散反射について

衝突した点から、光源までのベクトルを求めるにはどうするか。
この場合の光源は、Ambient lightningを指すのか、それとも Light の方を指すか。
衝突点から光源までのベクトルの途中で、他のオブジェクトと衝突した場合の処理はどうするか。

以上3点です。回答お願いします。

コードの解説

パラメータ`theta, phi`とは何か？

これは、それぞれ方位角・仰角と呼ばれる角度です。
半径が分かっている場合、方位角・仰角が分かれば、球面上の位置を特定することができます。

theta = atan2(x, z); は、X軸を横軸、Z軸を縦軸に取った時の、横軸から測った角度を表します。
- atan2は-πから+πまでの値を取るので、thetaもそうなります。
phi = acos(y); は、Y軸を縦軸に取った時の、縦軸から測った角度を表します。
- acosは0からπまでの値を取るので、phiもそうなります。

※thetaを仰角、phiを方位角とするのが一般的です。

パラメータ`u,v`とは何か？

theta, phiはラジアン単位の角度なので、-πから+πまでの値を取ります。
これを、-1から+1までの値を取るように補正したものがu, vと考えられます。

u = 1 - (theta / (2 * M_PI) + 0.5)
- thetaは-πから+πまでの値を取るので、uは1から0までの値を取ります。
v = 1 - (phi / M_PI)
- phiは0から+πまでの値を取るので、vは0から1までの値を取ります。
- y = +1の時phi = 0, y = 0の時 phi = π/2, y = -1の時phi = πとなります。
- vはそれぞれ1, 1/2, 0となります。

u, vの「意味」を考えるために、原点(0, 0, 0)を中心とする半径1の球面を考えます。
この球の「南極」(0, -1, 0)から「北極」(0, +1, 0)に向かって、球面上に線を描きます。
これはいわゆる「経線」となります。

この時、パラメータvは「経線上の長さ」に相当します。南極から出発した直後ではv = 0,
「赤道」上ではv = 1/2, 北極についた時点でv = 1となります。

また、球面上にyを一定とする線を描くと、これは「緯線」に相当します。
パラメータuは「緯線上の長さ」に相当します。

`double sines = sin(m_freq * u) * sin(m_freq * v);`の意味

サイン関数sin(x)は、0 <= x <= πならば0以上、π <= x <= 2πなら0以下の値を取ります。
それ以外の範囲では、たとえば-π <= x <= 0ならば0以下の値を取る、という風に、
0以下の値、0以上の値、0以下の値・・・・という風にπごとに繰り返します。

そして、掛け算により

(0以下の値) x (0以下の値) = (0以上の値)
(0以下の値) x (0以上の値) = (0以下の値)
(0以上の値) x (0以下の値) = (0以下の値)
(0以上の値) x (0以上の値) = (0以上の値)

という風に変化します。
表にすると、

	0以上の値	0以下の値	0以上の値	0以下の値
0以上の値	0以上の値	0以下の値	0以上の値	0以下の値
0以下の値	0以下の値	0以上の値	0以下の値	0以上の値
0以上の値	0以上の値	0以下の値	0以上の値	0以下の値
0以下の値	0以下の値	0以上の値	0以下の値	0以上の値

という風に、0以上と0以下がチェッカーボード状に変化します。

サイン関数を、定数aを使ってsin(ax)に書き直すと、値の変化は
0 <= x <= π/aならば0以上、π/a <= x <= 2π/aならば0以下、となります。
さらにa = πbとすると、
0 <= x <= 1/bならば0以上、1/b <= x <= 2/bならば0以下、となります。
よって、例えばa = 4πとすると、
0 <= x <= 1/4ならば0以上、1/4 <= x <= 1/2ならば0以下、となります。
つまり、一周当たり4回変化することになります。

実は

double sines = sin(m_freq * u * M_PI) * sin(m_freq * v * M_PI);
if (sines > 0)
{ ... }
else
{ ... }

は、

int sines = (int)(floor(m_freq * u) + floor(m_freq * v));
if (sines % 2 == 0)
{ ... }
else
{ ... }

とほぼ同じになります。

質問1

miniRT/rt_object_sphere.c

Line 43 in 69559f9

double phi = acos(rec->normal.y / M_PI);

M_PIで割っているのはなぜでしょう？

質問2

miniRT/main.c

Line 72 in 69559f9

double sines = sinf(m_freq * u) * sinf(m_freq * v) * sinf(m_freq * -10);

sinf(float返すバージョンのsin)を使ってるのはなぜでしょう？
(sinで良い気がします)

質問3

miniRT/main.c

Line 72 in 69559f9

double sines = sinf(m_freq * u) * sinf(m_freq * v) * sinf(m_freq * -10);

最後の * sin(m_freq * -10)はなぜ必要なのでしょうか？
(定数なので別にいらないような)

FOV = 0 で円錐の内部を覗くと、四隅が欠ける

暇つぶしにやるやつリスト

ボケ hard
完全鏡面反射 hard
魚眼レンズ mid
単位ベクトルの正規化条件を外す easy

[提案] シーン構造体

シーン、つまりRTファイルに書かれたオブジェクトの配置を表現する構造体として、次のようなものを提案します:

typedef struct s_element
{
	t_element_type		etype;
	t_vec3			position;
	t_vec3			direction;
	t_vec3			color;
	double			ratio;
	double			radius;
	double			diameter;
	double			height;
	double			fov;
	struct s_element	*next;
}	t_element;

typedef struct s_scene
{
	t_element	*ambient; // 絶対にNULLにならない
	t_element	*camera; // 絶対にNULLにならない
	size_t		n_lights; // 配列の長さ
	size_t		n_objects; // 配列の長さ
	t_element	**lights; // ポインタの配列
	t_element	**objects; // ポインタの配列
}	t_scene;

[bugfix] 鏡面反射にバグがありそう -> なかった。むしろ円錐にバグがあった。

現象

A  0.3      100,100,200
L  0,2000,0  0.8         255,0,0
C  0,0,-2  0,0,+1 90
co 0,0,10   0,0,-1   90 200,200,200

シャドウの判定をしない状態で、上のRTファイルから、次の画像が得られる:

状況を説明しておくと、

ライトは原点から遥か上空にいる。色は赤い。
カメラは原点のZ軸少し後方から、Z軸正方向を見ている
円錐はカメラの正面にいて、カメラをすっぽり覆っている。色は明るい灰色。
- カメラの視界はすべて円錐の内側にあり、一方ライトは円錐の外側にいる。

この状態では、円錐内にはライトの光は侵入しないはずだが、画像では赤い色がついている。
これは明らかに正しくない。

鏡面反射をカットすると赤色は消えたので、鏡面反射にバグがあると考えられる。

Submit前最終チェック

Submit直前に二人でやるチェックリスト。

[TODO]残された課題一覧

Mandatory

解像度を指定できるようにする(いらなかった)

Bonus

色付きライト＆マルチスポットライトの対応
物体を1つ追加する: Cone, Hyperboloid, Paraboloid..
チェック柄(チェスボードみたいな柄)を扱う
bump map テクスチャを扱う

##他にあれば追記お願いします！##

[bug] RTファイルのベクトル部分で`0,0,0,,,,`という風に末尾に余計な`,`をつけてもチェックを通ってしまう

[bug] Camera, Ambient, Lightがない場合にAbortする.

./miniRT rtfiles/invalid_rtfiles/no_ambient.rt

==75734==ERROR: AddressSanitizer: heap-use-after-free on address 0x6110000005d0 at pc 0x000106098128 bp 0x7ff7b9e8ae80 sp 0x7ff7b9e8ae78
READ of size 8 at 0x6110000005d0 thread T0
    #0 0x106098127 in free_elemlist+0x47 (miniRT:x86_64+0x100024127)
    #1 0x106098088 in rd_destroy_temp_scene_fail+0x138 (miniRT:x86_64+0x100024088)
    #2 0x1060960e5 in rd_print_error rd_error.c:19
    #3 0x10609763d in rd_after_read rd_after_read.c:44
    #4 0x10609698a in rd_read_scene rd_scene.c:109
    #5 0x10607841c in setup main.c:47
    #6 0x106078c25 in main main.c:70
    #7 0x10630b4fd in start+0x1cd (dyld:x86_64+0x54fd)

rd_scene_destroyer.c
rd_destroy_temp_scene_fail()でfree_elemlist(temp_scene->object_list);を呼ぶとアボートしてます。

rd_scene_destroyer.c
free_elemlist()でrd_destroy_element()を2回呼び出しており、
178行目 free(el)終わってるみたいです。

add: 今投げてるプルリクでディレクトリ構成変えてみたので確認をお願いいたします。

各ディレクトリ構成

srcs : .c
objs : .o (make時に作成する)
includes : .h

こんな構成に変更しました。
確認お願いします。

rd/ のmakefileもpathをちょっといじりました。

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