C++: Wstęp do Raytracingu (by Gynvael, 17.08.06 ) @ wyklady.net

20:00		Temat wykladu:
		C++: Wstęp do Raytracingu (by Gynvael, 17.08.06 ) @ wyklady.net
		Komentarze: http://forum.wyklady.net/index.php?topic=77.0
20:09	Gynvael	Witam wszystkich na wykladzie o zacnym tytule 'Wstep do Raytracingu' ;>
	Gynvael	W sumie kto ja jestem mowilem juz na innych wykladach
	Gynvael	Wiec w ramach wstepu powiem tylko ze wyklad dedykuje mojej ukochanej Arashi i Salvationowi ;>
20:10	Gynvael	(ktory siedzi kolo mnie i sie usmiecha ;>)
	Gynvael	(glupio usmiecha)
	Gynvael	Dobra
	Gynvael	Co bedzie potrzebne:
	Gynvael	1) komputer + kompilator jezyka c++ (najlepiej z rodziny GCC)
20:11	Gynvael	pod windowsem bedzie to MinGW GCC (mingw.org), pod linuxem standardowe linuxowe gcc ;>
	Gynvael	2) jako ze bedzie pare animacji, przyda sie player (polecam mplayer) ktory umie odtworzyc animacje .avi (DivX 4.X)
	Gynvael	http://divx.pl/download.php?id=001001 - divx
20:13	Gynvael	yh.. sponsorem wykladu jest Quit (Ping timeout) by TPSA
	Gynvael	http://divx.pl/download.php?id=001001 - divx
	Gynvael	tam mozna sciagnac odpowiedni kodek ;>
	Gynvael	3) troche wolnego czasu zeby to czytac ;>
	Gynvael	Wszelkie pytania podczas wykladu prosze na priv ;>
	Gynvael	OK ;>
	Gynvael	Na dzisiejszym wykladzie (pierwszym z kilku) bedzie o:
	Gynvael	- co to jest Raytracing
20:14	Gynvael	- na czym on polega
	Gynvael	- jak napisac prosty engine raytracingowy w C++
	Gynvael	oraz omowienie paru rzeczy takich jak oswietlenie, prymitywy, etc
	Gynvael	;>
	Gynvael	Dobra.. jedziemy ;>
20:15	Gynvael	Raytracing jest to jedna z metod renderingu scen 3D
20:16	Gynvael	Wymaga wiekszej ilosci obliczen niz niektore inne metody (np te znane z gier typu Doom 1 ;>)
	Gynvael	ale daje duzo ladniejsze rezultaty.
	Gynvael	Dodam ze nie bedziemy mowic o Raytracingu w czasie rzeczywistym, a o raytracingu scen do bitmap po prostu ;>
20:17	Gynvael	<dragon> moze stworzyc kanal #wyklady-dyskusje ? moznaby gadac w trakcie wykladu ;>
	Gynvael	Na czym polega ta metoda ?
	Gynvael	Popatrzy na chwile na monitor
	Gynvael	To co widzimy to zbior pixeli
	Gynvael	jesli narysujemy np kolo, to na dobra sprawe bedzie ono tylko zbiorem pixeli
20:18	Gynvael
	Gynvael	kazdy pixel ma swoj kolor (RGB)
20:19	Gynvael	czemu mowie o pixelach ? poniewaz raytracing jest metoda renderingu w ktora stara sie odpowiedziec na pytanie
	Gynvael	jakiego koloru jest dany pixel
	Gynvael	wyobrazmy sobie nasz ekran w przestrzeni 3D
	Gynvael	jest to nie trudne raczej ;>
	Gynvael	umiesmy przed ekranem miotacz promieni ("kamere")
20:20	Gynvael	i wystrzelmy promien przez nasz ekran, przez kazdy konkretny pixel po kolei
	Gynvael	zalozmy teraz ze za naszym ekranem sa jakies obiekty
	Gynvael	np jest jedna kula
	Gynvael
	Gynvael	ekran jako prostokat
20:21	Gynvael	np prostokat o wymiarach (w pixelach) 640x480
	Gynvael	na powyzszym obrazku jest rzut z boku (2D) na to o czym mowie
	Gynvael	po lewej jest kamera, jest ekran widziany z boku
	Gynvael	i jest kula (obiekt, prymityw)
20:22	Gynvael	Zauwazyc mozna nastepujace rzeczy
	Gynvael	mianowicie: czesc promieni przelatuje gdzies obok kuli
	Gynvael	ale czesc w nia trafia
	Gynvael	jesli promien w nic nie trafi
	Gynvael	mozemy uznac ze trafil w tlo, czyli np czarny kolor
	Gynvael	a jesli w cos trafi, np w kule, to mozemy w danym pixelu (przez ktory promien przechodzi)
20:23	Gynvael	umiescic np kolor kuli ;>
	Gynvael	zyli czerwony
	Gynvael	*czyli
	Gynvael	widac tutaj zasadnicza roznice od tradycyjnej rasteryzacji 2D->3D uzytej np w w/w doom 1
20:24	Gynvael	w tradycyjnej metodzie chodzi o odpowiedz na pytanie, "gdzie na ekranie lezy dany obiekt"
20:25	Gynvael	natomiast w raytracingu chodzi bardziej o odpowiedz "czy patrzac przez ten jeden dany pixel widzimy jakis obiekt"
	Gynvael	ok ;> tyle wstepu
	Gynvael	jak wyglada przykladowa scena wyrenderowana przez raytracer ? np tak:
20:26	Gynvael
	Gynvael
	Gynvael
20:27	Gynvael	wyglada to ladnie.. ale jak cos takiego napisac
	Gynvael	i czemu akurat w C++
	Gynvael	;>
	Gynvael	w raytracingu operujemy sporo na wektorach, a C++ posiada sliczne przeciazenia operatorow, dzieki czemu niektore kawalki kodu zajmujace po 10 linii w C, beda zajmowac jedna linijke w C++
20:28	Gynvael	co to jest wektor ?
	Gynvael	w duzym skrocie, jest to 'odcinek' (pamietacie z matematyki co to ne?) zaczynajacy sie w punkcie 0,0 i konczacy gdziekolwiek (np 1, 2)
20:29	Gynvael	(jesli mowimy o 2D)
	Gynvael	http://pl.wikipedia.org/wiki/Wektor
20:30	Gynvael	wektor ma swoj kierunek (tj wskazuje pewien kierunek)
	Gynvael	wektor mozna okreslic na dwa sposoby
	Gynvael	1) podajac jego koniec, np w przypadku 3D moze to byc [1,2,3]
	Gynvael	2) podajac kat od osi postrzegolnych i dlugosc wektora (ale to nam nie potrzebne)
	Gynvael	na wektorach mozna wykonywac rozne operacje matematyczne
20:31	Gynvael	np wektory mozna dodawac
	Gynvael
20:32	Gynvael	mozna odracac je, mnozyc na dwa sposoby (iloczyn skalarny i wektorow)
	Gynvael	kazdy wektor ma takze dlugosc
	Gynvael	dlugosc liczy sie bardzo standardowym wzorem: sqrt( XX + YY + Z*Z ) w przypadku 3D, gdzie X,Y,Z to koordynaty wektora
	Gynvael	mozna je rowniez normalizowac
20:33	Gynvael	co to znaczy 'znormalizowac wektor' ?
	Gynvael	chodzi tutaj o zmniejszenie dlugosci wektora do jednosci (1), przy jednoczesnym zachowaniu kierunku jaki wskazuje
	Gynvael	uzyskuje to sie dzielac kazda wspolrzedna wektora (X Y Z) przez jego dlugosc ;>
	Gynvael	etc
20:34	Gynvael	Pierwsza rzecza ktora jest potrzebna przy silniku raytracingowym jest jakas polsensowna
	Gynvael	implementacja wektorow wlasnie ;>
	Gynvael	http://wyklady.net/ray1/r1.zip
20:35	Gynvael	Pod tym linkiem znajduja sie zrodla implementacji razem z prostym programem testujacym
	Gynvael	rzucmy okiem na plik Vector3D.h
	Gynvael	czyli interfejs wektorow 3D
	Gynvael	Vector3D();
	Gynvael	Vector3D(double x, double y, double z);
	Gynvael	tworzac wektor mozna (ale nie trzeba) podac mu odrazu wspolzedne
20:36	Gynvael	void PrintVector();
	Gynvael	jest tam tez funkcja do wypisywania na konsoli pozycji wektora
	Gynvael	Vector3D& operator= (Vector3D v);
	Gynvael	Vector3D& operator-= (Vector3D v);
	Gynvael	Vector3D& operator+= (Vector3D v);
	Gynvael	Vector3D operator+ (Vector3D v);
	Gynvael	Vector3D operator- (Vector3D v);
	Gynvael	Vector3D Cross(Vector3D v);
	Gynvael	double Dot(Vector3D v);
	Gynvael	double Length();
	Gynvael	double SqrLength();
	Gynvael	void Norm();
	Gynvael	zestaw operacji na wektorach
20:37	Gynvael	odejmowanie, dodawanie, pobranie dlugosci, pobranie kwadratu dlugosci, normalizacja, dot i cross (czyli iloczyn skalarny i wektorowy)
	Gynvael	Vector3D operator* (double r);
	Gynvael	Vector3D& operator*= (double r);
	Gynvael	jest tez operator ktory umozliwia pomnozenie wektora przez skalar (liczbe)
	Gynvael	np majac wektor
	Gynvael	[1,2,3]
	Gynvael	chcemy go pomnozyc przez 5
	Gynvael	[1,2,3] * 5 == [5, 10, 15] ;>
20:38	Gynvael	Vector3D operator* (Vector3D v);
	Gynvael	Vector3D operator*= (Vector3D v);
	Gynvael	to sa dwie dodatkowe funkcje
	Gynvael	z wektorami nei majace w tym wypadku nic wspolnego
	Gynvael	o nich za chwile
	Gynvael	skompilujmy caly kod ktory tam jest
	Gynvael	(jak skompilowac ? jest w pliku vtest.c na gorze)
20:39	Gynvael	20:39:13 >g++ Vector3D.cpp vtest.cpp -Wall -o vtest.exe
	Gynvael	20:39:32 >vtest.exe
	Gynvael	[1.000000, 4.000000, 9.000000]
	Gynvael	20:39:35 >
20:40	Gynvael	w vtest.c jest dosc prosty program
	Gynvael	Vector3D a(1.0,2.0,3.0), b;
	Gynvael	b = a * a;
	Gynvael	b.PrintVector(); putchar('\n');
	Gynvael	OK ;>
	Gynvael	jak dzialaja wektory dokladnie ? pozostawiam to wlasnej analizie ;>
	Gynvael	(jako ze nie jest to tematem tego wykladu)
20:41	Gynvael	teraz taka mala dygresja
	Gynvael	jak wspomnialem kazdy pixel ma kolor
	Gynvael	zazwyczaj poslugujemy sie kolorami 24-bitowymi (lub 32)
	Gynvael	kolor sklada sie z 3ch skladowych
	Gynvael	R - Red - Czerwona
	Gynvael	G - Green - Zielona
	Gynvael	B - Blue - Niebieska
	Gynvael	na kazda skladowa przypada 8 bitow
20:42	Gynvael	czyli przyjmuje ona wartosci od 0 do 255 (0 - 2^8-1)
	Gynvael	wygodne jesli chodzi o ekran
	Gynvael	ale troche nie wygodne jesli chodzi o sama grafike
	Gynvael	a co jesli 'rozdzielczosc kolorow' 256 nam nie wystarcza ?
	Gynvael	np 1024 odcienie byly by lepsze etc
20:43	Gynvael	wieksza 'rozdzielczosc' w czasie obliczen zapewnie lepsze efekty w koncowym obrazie
	Gynvael	(mimo iz sam koncowy obraz ma te 256 odcieni na barwe)
20:44	Gynvael	w raytracingu bede korzystal z reprezentacji koloro nie (unsigned int) 0-255, a (double) 0.0 - 1.0
	Gynvael	wszystkie wartosci ponizej 0.0 bede traktowal jak 0.0 przy konwersji 0.0-1.0 -> 0-255
	Gynvael	a wszystkie powyzej jako 1.0
20:45	Gynvael	ok.. co mozna robic z kolorami ?
	Gynvael	dodawac je
	Gynvael	odejmowac
	Gynvael	mnozyc
	Gynvael	etc etc
	Gynvael	wiec przydalo by sie napisac klase ktora to obsluguje
	Gynvael	ale w8 w8.. Vector3D bardzo podobna funkcjonalnosc zapewnia
	Gynvael	brakuje tam tylko mnozenia kolorow
	Gynvael	tj mnozenia kolorOUT = kolorA.R * kolorB.R etc
20:46	Gynvael	kazdej barwy oddzielnie
	Gynvael	Vector3D operator* (Vector3D v);
	Gynvael	Vector3D operator*= (Vector3D v);
	Gynvael	te dwa operatory wlasnie do tego sluza
	Gynvael	nie sa to operacje na wektorach, ale na kolorach
	Gynvael	jako ze przyjmu Vector3D operator* (Vector3D v);
	Gynvael	Vector3D operator*= (Vector3D v);
	Gynvael	eh sorx
	Gynvael	jako ze uzywal bede Vector3D do kolorow, to oprocz oznaczen x,y,z
	Gynvael	struct { double x, y, z; };
	Gynvael	struct { double r, g, b; };
	Gynvael	pojawily tam tez sie oznaczenia r, g, b ;>
20:47	Gynvael	dobra
	Gynvael	mamy wiec cos do wektorow i cos do kolorow
	Gynvael	teraz by sie przydalo cos do trzymania efektu / koloru pixeli
	Gynvael	czyli obsluga bitmap
	Gynvael	najlepiej z mozliwoscia zrzucania do pliku
	Gynvael	http://wyklady.net/ray1/r2.zip
20:48	Gynvael	Jest tam mala prosta klasa Image24, ktora dostarcza bardzo podstawowa obluge bitmap 24-bitowych
20:49	Gynvael	oraz umozliwia zapisanie danej bitmapy jako TGA (czemu TGA ? bo to bardzo prosty format ;>)
	Gynvael	przy tworzeniu nowego obiektu Image24 podaje sie szerokosc i wysokosc bitmapy
	Gynvael	a potem po prostu modyfikuje sie wartosci w tablicy 'data'
20:50	Gynvael	tablica data to tablice unsigned intow
	Gynvael	kazdy pixel to jeden element w tej tablicy (ofc)
	Gynvael	kolor pixeli sa tam zapisane tak: 0xRRGGBB ;>
	Gynvael	void SaveAsTGA(const char *filename) const;
	Gynvael	co robi ta funkcja latwo sie domyslic
	Gynvael	po skompiowaniu i uruchomieniu testowego programu (patrz plik itest.cpp)
20:51	Gynvael	tworzy sie plik dump.tga ktory zawiera 'oczy zlego kaczora donalda', czy tam jakas funkcje trygonometryczna, jak kto woli ;>
	Gynvael
20:52	Gynvael	dobra.. mamy 3 rzeczy teraz
	Gynvael	1) wektory
	Gynvael	2) kolory
	Gynvael	3) bitmapu
	Gynvael	wiec mozemy sie brac za sam silnik
20:53	Gynvael	co powinien zawierac silnik na tym etapie ?
	Gynvael	1) liste prymitywow (obiektow)
	Gynvael	2) umozliwiac dodawanie obiektow do sceny
20:54	Gynvael	3) umozliwiac wyrenderowanie tej sceny
	Gynvael	dodatkowo
	Gynvael	kazdy rodzaj obiektu powinien zawierac funkcje
	Gynvael	ktora otrzyma promien (promien dla nas to bedzie punkt w przestrzeni skad zostal wystrzelony promien (kamera) oraz wektor kierunkowy (tj wektor pokazujacy kierunkek w ktorym leci promien))
20:55	Gynvael	i powie czy promien TRAFIA w dany obiekt (tj sie z nim przecina
20:56	Gynvael	jak powinien dzialac rendering
	Gynvael	Dla kazdego pixela powinien byc wystrzelony promien z kamery
20:57	Gynvael	Po czym z listy obiektow musi zostac wybrany obiekt ktory lezy najblizej punktu wystrzelenia promienia (kamery) i sie przecina z promieniem
	Gynvael	I w naszym przypadku teraz
	Gynvael	powinien zostac zwrocony kolor czarny jesli promien nie trafil w zaden obiekt
20:58	Gynvael	lub bialy jesli trafil w jakis
	Gynvael	http://wyklady.net/ray1/r3.zip
	Gynvael	rzucmy okiem na ten projekt
20:59	Gynvael	widac tam pliki z r2 i r1 czyli Image24.* i Vector3D.*
	Gynvael	oraz sporo nowych
	Gynvael	krotko o nich:
	Gynvael	Primitive.* to deklaracja interfejsu prymitywow.. patrzac w Primitive.h dowiemy sie jakie sa wspolne cechy kazdego obiektu
21:00	Gynvael	poki co jedyna wspolna cecha obiektow jest to ze maja funkcje
	Gynvael	int Intersect(Ray &ray, double &dist)
	Gynvael	Intersect (eng. przeciecie)
	Gynvael	ktora mowi czy promien przecina sie z obiektem
21:01	Gynvael	< SBKch> jak skompilowac to r3.zip?
	Gynvael	napisac 'make'
	Gynvael	lub w skrajnych przypadkach mingw32-make
	Gynvael	dodam ze 'make test' uruchomi aplikacje
	Gynvael	ok
	Gynvael	PrimSphere.*
21:02	Gynvael	to jest pierwszy i jedyny poki co rodzaj obiektu supportowany przez nasz engine
	Gynvael	Sphere = sfera (pusta kula)
	Gynvael	czemu kula ?
	Gynvael	poniewaz matematycznie bardzo latwo jest sprawdzac przeciecie promienia z kula
21:03	Gynvael	kula jest opisana przez pozycje w wirtualnym swiecie 3D naszej sceny (X,Y,Z) oraz przez promien
	Gynvael	przeciecie sprawdza sie po prostu poprzez sprawdznie czy prosta bedaca promieniem nie przechodzi dalej niz promien_kuli od punktu srodek_kuli ;>
21:04	Gynvael	...
	Gynvael	<@Gynvael> przeciecie sprawdza sie po prostu poprzez sprawdznie czy prosta bedaca promieniem nie przechodzi dalej niz promien_kuli od punktu srodek_kuli ;>
	Gynvael	<@Gynvael> (patrz odleglosc punktu od prostej)
21:05	Gynvael	Ray.*
	Gynvael	tam mamy malutka klase opisujaca promien
	Gynvael	jak mowilem juz wczesniej promien to dla nas punkt wystrzelenia promienia i kierunkek w ktorym leci ;>
	Gynvael	public:
	Gynvael	Vector3D Origin, Direction;
	Gynvael	Origin == zrodlo
	Gynvael	Direction == kierunek
	Gynvael	RTEngine.*
21:06	Gynvael	to jest nasz Silnik
	Gynvael	poki co we wnetrzu silnika sa dwie rzeczy
	Gynvael	std::vector<Primitive*> PrimitiveList;
	Gynvael	Vector3D Trace(Ray ray);
21:07	Gynvael	pierwsze to lista obiektow o ktorej mowilem wczesniej
	Gynvael	a drugie to funkcja sledzaca jeden promien.. funkcja ta wywolywana jest dla KAZDEGO PIXELA ekranu i zwraca KOLOR pixela w tym miejscu
	Gynvael	poki co kolor to czarny - nie trafiono w obiekt
	Gynvael	bialy - trafiono
	Gynvael	a co do interfejsu
	Gynvael	void AddSphere(Vector3D Center, double Radius);
	Gynvael	void Render(Image24 *img);
21:08	Gynvael	to dwie funkcje sa
	Gynvael	AddSphere dodaje kule do sceny
	Gynvael	a Render renderuje scene do bitmapy
	Gynvael	przed odpaleniem zajrzyjmy jeszcze do test.cpp
	Gynvael	to jest prosty programik testowy
21:09	Gynvael	Image24 Img(640, 480);
	Gynvael	RTEngine RT;
	Gynvael	RT.AddSphere(Vector3D(0.0,0.0,3.0), 1.0);
	Gynvael	RT.Render(&Img);
	Gynvael	Img.SaveAsTGA("dump.tga");
	Gynvael	kod jest bardzo krotki
	Gynvael	1) tworzona jest bitmapa 640x480
	Gynvael	2) tworzony obiekt-engine
	Gynvael	3) dodawana jest jedna kula do sceny, na miejsce [0,0,3] o promieniu 1
	Gynvael	4) scena jest renderowana do bitmapy
21:10	Gynvael	5) i zapisywana w pliku dump.tga
	Gynvael	dodam w tym miejscu ze kamere 'na sztywno' poki co umiescilem w miejscu 0,0,-5
	Gynvael	natomiast ekran lezy dla nad na plaszczyznie XY (Z = 0), w koordynatach (przypominam ze ekran to prostokat):
21:12	Gynvael	co ostatnie doszlo ?
	DJ_cool_	21:10 <@Gynvael> natomiast ekran lezy dla nad na plaszczyznie XY (Z = 0), w koordynatach (przypominam ze ekran to prostokat):
21:13	Gynvael	lewy gorny rog: -2, 1.5, 0
	Gynvael	prawy dolny: 2, -1.5, 0
	Gynvael	thx DJ_cool_;>
	DJ_cool_	tak
	DJ_cool_	aw.
	Gynvael	prosze tez jeszcze zauwazyc ze kula na scenie lezy bezposrednio przed kamera
	Gynvael	tj mozna sie jej na srodku ekranu spodziewac
	Gynvael	ok ,kompilujemy i odpalamy
21:14	Gynvael	21:14:05 >make test
	Gynvael	g++ -c -o Image24.o Image24.cpp
	Gynvael	g++ -c -o PrimSphere.o PrimSphere.cpp
	Gynvael	g++ -c -o Ray.o Ray.cpp
	Gynvael	g++ -c -o RTEngine.o RTEngine.cpp
	Gynvael	g++ -c -o test.o test.cpp
	Gynvael	g++ -c -o Vector3D.o Vector3D.cpp
	Gynvael	g++ -c -o Primitive.o Primitive.cpp
	Gynvael	g++ Image24.o PrimSphere.o Ray.o RTEngine.o test.o Vector3D.o Primitive.o -o rtt
	Gynvael	est.exe
	Gynvael	rttest.exe
	Gynvael	21:14:19 >
	Gynvael	utworzyl sie plik dump.tga
	Gynvael
	Gynvael	tak wyglada jego zawartosc
21:15	Gynvael	jest kula na srodku, zgadza sie
	Gynvael	przyjrzyjmy sie blizej procedurze Render w silniku
	Gynvael	Vector3D CameraPos(0.0, 0.0, -5.0);
	Gynvael	jak nietrudno sie domyslic, jest to pozycja kamery ;>
	Gynvael	double WX1 = -2.0, WX2 = 2.0, WY1 = 1.5, WY2 = -1.5;
21:16	Gynvael	to natomiast sa koordynaty ekranu w wirtualnej przestrzeni naszej sceny (przed chwila o nich mowilem)
	Gynvael	double DX = (WX2 - WX1) / (double)img->width;
	Gynvael	double DY = (WY2 - WY1) / (double)img->height;
	Gynvael	double SX = WX1, SY = WY1;
21:17	Gynvael	prostokat ekranu jest podzielony na 640x480 pixeli
	Gynvael	DX to szerokosc pixela w wirtualnym swiecie (szerokosc ekranu / ilosc pixeli)
	Gynvael	DY to wysokosc pixela
21:24	Gynvael	yh
	Gynvael	na czym skonczylem?
21:25	Gynvael	DX to szerokosc pixela w wirtualnym swiecie (szerokosc ekranu / ilosc pixeli)
	Gynvael	DY to wysokosc pixela
	Gynvael	DX i DY sluza nam do wyznaczenia koordynatow kazdego pixela na ekranie
	Gynvael	zmienne SX i SY to natomiast iteratory
	Gynvael	sa one uzywane w petli
	Gynvael	do wytrzelenia (Trace) promienia przez kazdy pixel
21:26	Gynvael	int x, y;
	Gynvael	unsigned int *px = img->data;
	Gynvael	x,y - kolejne iteratory
	Gynvael	*px natomiast wskazuje w bitmapie na pixel ktory aktualnie analizujemy
	Gynvael	for(y = 0; y < img->height; y++)
	Gynvael	{
	Gynvael	SX = WX1;
	Gynvael	for(x = 0; x < img->width; x++)
	Gynvael	{
	Gynvael	[...]
	Gynvael	SX += DX;
	Gynvael	px++;
	Gynvael	}
	Gynvael	SY += DY;
	Gynvael	}
21:27	Gynvael	nastepnie jest petla, ktora w skrocie mozna okreslic jako 'Dla kazdego pixela z bitmapy...'
	Gynvael	co sie dzieje w tej petli ?
	Gynvael	Ray ray(CameraPos, Vector3D(SX, SY, 0.0));
	Gynvael	ray.Direction = ray.Direction - ray.Origin;
	Gynvael	ray.Direction.Norm();
	Gynvael	po pierwsze tworzony jest nowy promien, wyznaczany jego wektor kierunkowy
	Gynvael	(ten wektor jest tez normalizowany)
	Gynvael	Vector3D color = this->Trace(ray);
21:28	Gynvael	po czym jest wystrzelany
	Gynvael	funkcja Trace zwraca kolor
	Gynvael	int r, g, b;
	Gynvael	r = (int)(color.r * 256.0);
	Gynvael	g = (int)(color.g * 256.0);
	Gynvael	b = (int)(color.b * 256.0);
	Gynvael	r = r > 255 ? 255 : r < 0 ? 0 : r;
	Gynvael	g = g > 255 ? 255 : g < 0 ? 0 : g;
	Gynvael	b = b > 255 ? 255 : b < 0 ? 0 : b;
	Gynvael	nastepnie ten kolor jest tlumaczony z 0.0 - 1.0 -> 0 - 255
	Gynvael	*px = (r << 16) \| (g << 8) \| (b);
21:29	Gynvael	po czym jest zapisywany do bitmapy
21:30	Gynvael	dzialanie petli glownej jest proste
	Gynvael	rzucmy okiem teraz na Trace
	Gynvael	Vector3D color(0.0, 0.0, 0.0);
	Gynvael	to jest zmienna do ktorej zapisujemy obliczony kolor
21:31	Gynvael	jest ona na koncu zwracana
	Gynvael	double dist = 1000000000.0f;
	Gynvael	Primitive *prim = NULL;
	Gynvael	te dwie zmienne pomoga nam znalezc obiekt z ktorym promien sie przecina (jesli sie przecina) i ktory jest najblizej zrodla promienia (kamery)
	Gynvael	nastepnie jest petla
	Gynvael	vector<Primitive*>::iterator iter;
	Gynvael	for(iter = this->PrimitiveList.begin(); iter != this->PrimitiveList.end(); iter++)
	Gynvael	{
	Gynvael	double temp_dist;
	Gynvael	if((*iter)->Intersect(ray, temp_dist) == 0)
	Gynvael	continue;
	Gynvael	if(temp_dist < dist)
	Gynvael	{
	Gynvael	prim = *iter;
	Gynvael	dist = temp_dist;
	Gynvael	}
21:32	Gynvael	}
	Gynvael	petla dziala w ten sposob:
	Gynvael	Dla kazdego obiektu na scenie:
	Gynvael	Sprawdz czy promien przecina sie z obiekitem. Jesli nie, nie rob nic.
21:33	Gynvael	Jesli tak, sprawdz czy obiekt jest blizej kamery niz ten co poprzednio znalezlismy.
	Gynvael	Jesli jest, to zapamietaj ten obiekt i jego odleglosc od kamery.
	Gynvael	kamery == zrodla promienia
21:34	Gynvael	jak widac uzywamy tutaj funkcji Intersect dla kazdego obiektu
	Gynvael	funkcja ta zwraca 0 jesli obiekt sie nie przecina z promieniem
	Gynvael	1 jesli sie przecina
	Gynvael	i dodatkowo -1 jesli promien jest wewnatrz obiektu
	Gynvael	z tego ostatniego narazie korzystac nie bedziemy ;>
21:35	Gynvael	Intersect zwraca rowniez odleglosc od zrodla promienia do miejsca przeciecia
	Gynvael	(dzieki temu wykonujac proste obliczenie zrodlo_promienia + kierunek_promienia * odleglosc bedziemy mogli uzyskac dokladne miejsce przeciecia)
21:36	Gynvael	ok.. po tej petli wiec mamy nastepujace informacje
	Gynvael	1) czy promien przecial sie z jakims obiektem
	Gynvael	2) jak daleko jest do tego obiektu
	Gynvael	teraz mozemy wykonad jakis pixel shader, czyli jakies obliczenia ktore z roznych czynnikow wylicza kolor danego pixela
	Gynvael	w tym przypadku jest to bardzo prosty shader
21:37	Gynvael	if(prim)
	Gynvael	color = Vector3D(1.0, 1.0, 1.0);
	Gynvael	czyli 'Jesli sie z czyms przecielo, zwroc kolor BIALY'
21:38	Gynvael	dobra ;>
	Gynvael	mamy sliczna scene, czarno biala ;p
	Gynvael	zrobmy troche bardziej zaawansowany shader
21:39	Gynvael	mianowicie wyliczmy kolor na podstawie odleglosci miejsca przeciecia od zrodla promienia
	Gynvael	odleglosc mamy
	Gynvael	wystarczy cos tam ja podzielic etc i mamy juz kolor
	Gynvael	http://wyklady.net/ray1/r4.zip
	Gynvael	rzucmy okiem na ten kod
	Gynvael	na poczatek skompilujmy go i odpalmy
	Gynvael	standardowe make test
	Gynvael	wygenerowany zostanie pliczek dump.tga
21:40	Gynvael	dodam ze do test.cpp dodalem tutaj jeszcze 2 kulki
	Gynvael	tak ze na scenie teraz mamy 3
21:41	Gynvael	RT.AddSphere(Vector3D(1.0,0.0,0.4), 0.4);
	Gynvael	RT.AddSphere(Vector3D(0.0,0.0,0.5), 0.4);
	Gynvael	RT.AddSphere(Vector3D(-1.0,0.0,0.6), 0.4);
	Gynvael	zwroccie uwage ze ta najbardziej po lewej jest najblizej ekranu
	Gynvael	a ta po prawej najdalej
	Gynvael	od ekranu
	Gynvael	e odwrotnie ;p
21:42	Gynvael
	Gynvael	jak widac kulki zostaly ladnie 'pocieniowane'
	Gynvael	do czego taki shader (troche pomodyfikowany jeszcze) mogl by sluzyc ? np do efektu mgly ;>
	Gynvael	ale narazie sie tym nie zajmujmy
	Gynvael	rzucmy okiem jeszcze na animacje kulki poruszajacej sie po ekranie
21:43	Gynvael	http://wyklady.net/ray1/dist_shader.avi
	Gynvael	przypominam ze DivX 4.XX do tego jest potrzebny
	Gynvael	animacja zajmuje ponizej 100kb
21:44	Gynvael	widac na niej shader ktory teraz wybralismy w akcji ;>
	Gynvael	ok
	Gynvael	wszystko ladnie
	Gynvael	ale troche ubogo
	Gynvael	zostawmy narazie w spokoju ten shaderek zalezny od odleglosci
21:45	Gynvael	i dorzucmy do engine'u pare istotnych rzeczy
	Gynvael	mianowicie kazdy obiekt ma jakis material
	Gynvael	co to jest material ?
21:46	Gynvael	jest to zbior cech (takich jak np kolor, odbijalonosc swiatla etc) ktore opisuja dany obiekt
	Gynvael	np mozemy powiedziec ze jakas tam kulka jest zielona i matowa
	Gynvael	a inna jest niebieska i wypolerowana
	Gynvael	takie cechy wlasnie zapisuje sie w materiale
	Gynvael	wprowadzmy takze swiatla
21:47	Gynvael	swiatlo dla nas poki co bedzie to PUNKT w przestrzeni, ktory emanuje swiatlo w danym kolorze
	Gynvael	czyli swiatlo dla nas == punkt + kolor ;>
21:48	Gynvael	teraz omowmy pare rodzajow oddzialywania swiatla na obiekt na scenie
	Gynvael	mamy cos takiego jak:
	Gynvael	(w naszym przypadku, bo rodzajow swiatel jest wiecej)
	Gynvael	swiatlo rozproszone - diffusive
21:49	Gynvael	swiatlo refleksyjne - specular - rekleksy/blyski na obiektach powstaja gdy obiekt ma wysokie specular
	Gynvael	Diffusive i Specular
	Gynvael	to sa cechy materialu
	Gynvael	przykladowo
	Gynvael	jesli obiekt jest matowy
21:50	Gynvael	to bedzie mial zerowe Specular (nie beda sie na tym materiale odblyski tworzyc ani refleksy) i Diffusive w granicach np 40%
	Gynvael	a gdy mamy w rece np wypolerowany przez jubilera kamien, to on moze miec wysoki Specular (np 40% to sporo) i Diffusive w granicach 30%
	Gynvael	za chwile wyjdzie to w praniu
	Gynvael	;>
21:51	Gynvael	ok
	Gynvael	a teraz troche kodu
	Gynvael	http://wyklady.net/ray1/r5.zip
	Gynvael	rzucmy okiem na poczatku na test.cpp
	Gynvael	potem skompilujemy
	Gynvael	a potem omowie nowy shader ktory tu uzylem
21:52	Gynvael	ok
	Gynvael	Material PolishedStone(Vector3D(0.0, 1.0, 0.0), 0.3, 0.4);
	Gynvael	Material Paper(Vector3D(1.0, 1.0, 0.8), 0.0, 0.5);
	Gynvael	na poczatek tworze dwa materialy
	Gynvael	material przyjmuje 3 argumenty
	Gynvael	Material(Vector3D Color, double Specular, double Diffusive);
21:53	Gynvael	Kolor, wspolczynnik odbijalnosci swiatla i wspolczynnik rozproszenia swiatla ;>
	Gynvael	PolishedStone - wypolerowany kamien - kolor zielony (0,1,0), 30% odbijalnosci (0.3), 40% rozproszenia (0.4)
21:54	Gynvael	Paper - papier - kolor kremowy (1,1,0.8), matowy (0% odbijalnosci), i rozproszenie 50%
	Gynvael	RT.AddLight(Vector3D(2.0, 2.0, -3.0), Vector3D(2.0, 2.0, 2.0));
	Gynvael	potem jest dodane swiatlo, niedaleko kamery ;>
	Gynvael	peirwszy parametr to pozycja
	Gynvael	drugi to kolor swiatla
21:55	Gynvael	2.0 2.0 2.0 - bialy bardzo intensywny
	Gynvael	prosze zauwazyc ze to jednoczenie kolor jak i sila swiatla ;>
	Gynvael	RT.AddSphere(Vector3D(1.0,0.0,0.5), 0.4, PolishedStone);
	Gynvael	RT.AddSphere(Vector3D(-1.0,0.0,0.5), 0.4, Paper);
	Gynvael	standardowe AddSphere z dodanym parametrem
21:56	Gynvael	czyli materialem
	Gynvael	ok
	Gynvael	make test
	Gynvael	i ogladamy dump.tga
	Gynvael
21:57	Gynvael	tak to wyglada ;>
	Gynvael	po lewej mamy kulke-papier
	Gynvael	po prawej zielona z refleksyjnoscia
	Gynvael	jak zrozumiec Specular i Diffusive w akcji ?
	Gynvael	rzucmy okiem na dwie animacje
21:58	Gynvael	http://wyklady.net/ray1/diffusive.avi
	Gynvael	kulka wyrenderowana z diffusive przyjmujacym wartosci od 0 do 1 (patrzcie wskaznik na dole animacji
	Gynvael	)
	Gynvael	http://wyklady.net/ray1/specular.avi
21:59	Gynvael	to samo, tyle ze ze specular
	Gynvael	(kody generujace wszystkie pokazane animacje beda dostepne wraz z logami po wykladzie (pewnie dzien po wykladzie ;p))
22:00	Gynvael	ok
	Gynvael	a teraz rzucmy okiem na kod
	Gynvael	zauwazmy po pierwsze ze doszly nowe pliki
	Gynvael	Material.*
	Gynvael	prosta klasa opisujaca material
	Gynvael	oraz Light.*
	Gynvael	tez prosta klasa opisujaca swiatlo
	Gynvael	wewnatrz RTEngine.* doszlo
	Gynvael	std::vector<Light*> LightList;
	Gynvael	czyli lista swiatel
22:01	Gynvael	oraz funkcja
	Gynvael	void AddLight(Vector3D Position, Vector3D Color);
	Gynvael	ktora robi.. wiadomo co
	Gynvael	;>
	Gynvael	jako ze mamy zupelnie nowy shader w Trace
	Gynvael	to rzucmy na niego okiem
22:02	Gynvael	RTEngine.cpp funkcja Vector3D RTEngine::Trace(Ray ray)
	Gynvael	petla znajdujaca obiekt jest bez zmian
	Gynvael	shader - distance zostal zakomentowany
22:03	Gynvael	po nim mamy:
	Gynvael	Vector3D pi = ray.Origin + ray.Direction * dist; // point of intersection
	Gynvael	pi - punkt przeciecia
	Gynvael	za pomoca rownania o ktorym mowilem wczesniej wyliczamy dokladny punkt przeciecia
	Gynvael	Vector3D prim_color = prim->m.Color;
	Gynvael	pobieramy kolor obiektu
	Gynvael	a nastepnie mamy petle
	Gynvael	vector<Light*>::iterator lightiter;
	Gynvael	for(lightiter = this->LightList.begin(); lightiter != this->LightList.end(); lightiter++)
	Gynvael	{
	Gynvael	[...]
22:04	Gynvael	}
	Gynvael	ktora mozna okreslic jako
	Gynvael	'Dla kazdego swiatla na scenie...'
	Gynvael	(przypominam ze wytlumaczenie od strony matematycznej wzorow uzywanych w RT bedzie na drugim wykladzie za tydzien)
22:05	Gynvael	po czym mamy dwa kawalki kodu
	Gynvael	if(prim->m.Diffusive > 0.0)
	Gynvael	{
	Gynvael	double dot = L.Dot(N);
	Gynvael	if (dot > 0.0l)
	Gynvael	{
	Gynvael	double diff = dot * prim->m.Diffusive;
	Gynvael	color += ((lightiter)->Color prim_color) * diff;
	Gynvael	}
	Gynvael	}
	Gynvael	ten oblicza czesc odpowiedzialna za swiatlo rozproszone
	Gynvael	if(prim->m.Specular > 0.0)
	Gynvael	{
	Gynvael	Vector3D R = L - N * L.Dot(N) * 2.0l;
	Gynvael	double dot = ray.Direction.Dot(R);
	Gynvael	if (dot > 0)
	Gynvael	{
	Gynvael	dot = pow(dot, 20.0); // dot = dot; dot = dot; dot = dot; dot = dot;
	Gynvael	double spec = dot * prim->m.Specular;
	Gynvael	color += (lightiter)->Color spec;
	Gynvael	}
	Gynvael	}
	Gynvael	a ten za swiatlo refleksyjne
22:06	Gynvael	przed nimi jest wspolny kawalek kodu
22:10	DJ_cool_	Gynvael: 22:06 <@Gynvael> przed nimi jest wspolny kawalek kodu
22:11	Gynvael	thx ;>
22:12	Gynvael	Vector3D L = (*lightiter)->Position - pi;
	Gynvael	L.Norm();
	Gynvael	Vector3D N = prim->Normal(pi);
	Gynvael	jest tutaj funkcja o ktorej nie wspomnialem
	Gynvael	prim->Normal(pi)
	Gynvael	jest to funkcja, ktora MUSI posiadac kazdy obiekt (patrz Primitives.h)
	Gynvael	funckja ta przyjmuje punkt przeciecia
	Gynvael	i ma zwrocic WEKTOR NORMALNY dla obiektu w tym miejscu
22:13	Gynvael	co to jest wektor normalny ? w duzym skrocie jest to wektor pokazujacy 'w ktorym kierunku obiekt jest zwrocony'
	Gynvael	(tj gdzie jest jego przod)
22:15	Gynvael	w przypadku kuli lub kola
	Gynvael	jest ten wektor bardzo prostu uzyskac
	Gynvael	mianowicie ten wektor jest rowny wektorowi poprowadzonymi od srodka kuli/kola do punktu przeciecia
	Gynvael	np
	Gynvael
22:16	Gynvael	tam sa pokazane 3 normale (nieznormalizowane ;p) dla 3ch roznych punktow kola
	Gynvael	po co nam normal ?
	Gynvael	dzieki iloczynowi skalarnemu normala oraz promienia
	Gynvael	mozemy ustalic pod jakim kontem pada swiatlo w dane miejsce
22:17	Gynvael	(dokladnie o matematyce bedzie na nastepnym wykladzie jak juz mowilem ;>)
	Gynvael	*katem (rany ;p)
22:18	Gynvael	ok ;> mamy dwa rodzaje swiatel
	Gynvael	rzucmy okiem na animacje 3ch kul ;>
	Gynvael	http://wyklady.net/ray1/anim1.avi
	Gynvael	(211kb)
22:19	Gynvael	juz jakos zaczyna to wygladac
	Gynvael	mamy juz dwa rodzaje dzialania swiatla
	Gynvael	na obiekt
	Gynvael	dodajmy jeszcze na koniec tej czesci wykladu odbicia
	Gynvael	tj odbicia lustrzane
22:20	Gynvael	tak zeby jedna kula mogla 'przejrzec sie w drugiej'
	Gynvael	http://wyklady.net/ray1/r6.zip
	Gynvael	co nowego potrzebujemy ?
	Gynvael	po pierwsze w materiale, informacji na temat jak bardzo obiekt jest lustrzany
	Gynvael	double Reflective;
22:21	Gynvael	standardowo, od 0.0 do 1.0
	Gynvael	skompilujmy sobie i odpalmy
	Gynvael	standardowo juz powstanie pliczek dump.tga ;>
22:22	Gynvael
	Gynvael	jako ze lewa kulka jest matowa
	Gynvael	to nic nie odbija
22:23	Gynvael	natomiast po lewej stronie prawej kulki
	Gynvael	widac odbicie lewej ;>
	Gynvael	rzucmy okiem na kolejna animacje ktora prezentuje wplyw wspolczynnika odbicia na wyglad sceny
	Gynvael	http://wyklady.net/ray1/refl.avi
22:24	Gynvael	a teraz zastanowmy sie jak uzyskac w raytracingu informacje na temat tego co jest odbite w danym miejscu
	Gynvael	sprawa wyglada dosc prosto
22:25	Gynvael	mianowicie musimy stworzyc i wystrzelic nowy promien
	Gynvael	z miejsca odbicia, w kierunku gdzie odbity promien by polecial (tj odbijamy promien oryginalny od obiektu, tak jak na fizyce nas uczono ;>)
	Gynvael	dostajemy dzieki temu informacje zwrotna z kolorem w co ten 'odbity promien' trafil
22:26	Gynvael	i ten kolor mozemy pomnozyc przez wspolczynnik odbicia
	Gynvael	i dodac do koloru wyjsciowego
	Gynvael	double refl = prim->m.Reflective;
	Gynvael	if(refl > 0.0 && refl_depth < 4)
	Gynvael	{
	Gynvael	Vector3D N = prim->Normal(pi);
	Gynvael	Vector3D R = ray.Direction - N * (ray.Direction.Dot(N) * 2.0);
	Gynvael	Vector3D rcol( 0, 0, 0 );
	Gynvael	double dist;
	Gynvael	Ray tempr(pi + R * 0.0001, R);
22:27	Gynvael	rcol = Trace(tempr, refl_depth + 1);
	Gynvael	color += rcol * refl * prim_color;
	Gynvael	}
	Gynvael	jak widac funkcji Trace doszedl dodatkowy parametr, ktory mowi o zaglebieniu rekurencyjnym
	Gynvael	w tym wypadku pilnujemy po prostu zeby wiecej niz 4ry zaglebienia odbicia nie byly ;>
	Gynvael	w sumie standardowa rekurencja, nic wiecej
22:28	Gynvael	dobra ;>
	Gynvael	rzucmy okiem na animacje z odbiciami
	Gynvael	http://wyklady.net/ray1/anim2.avi
22:29	Gynvael	i to w sumie tyle jesli chodzi o dzisiejszy wyklad ;>
	Gynvael	zapraszam do glosowania i komentowania -> http://forum.wyklady.net/index.php?topic=77.0
	Gynvael	jeszcze 3 slowa na temat tego co bedzie na nastepnym wykladzie
22:30	Gynvael	przede wszystkim postaram sie wyjasnic te wzorki matematyczne
	Gynvael	intersekcje etc
	Gynvael	dlaczego swiatlo obliczamy tak a nie inaczej etc
	Gynvael	po za tym powiem tez o cieniach,
	Gynvael	wprowadze do silnika inne obiekty - np trojkaty
22:31	Gynvael	pojawi sie tez teksturowanie (z i bez filtrowania)
	Gynvael	materialy per vertex w trojkatach
	Gynvael	a na koncu mapy materialow (czyli wlasnie textury, mapy refleksji, bumpmapy, etc etc)
22:32	Gynvael	beda tez 3 slowa o optymalizacji
	Gynvael	czyli zamiast listy -> octtree ;>
	Gynvael	i w sumie tyle ;>
	Gynvael	dziekuje za przybycie ;> i zapraszam na nastepna czesc (termin na dniach pojawi sie w terminarzu)