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# Ray 的公式

我们可以将线的公式解释为 y = ax + b RatTraing 中的 Ray (也是射线) 的定义是: 有起点和终点的线 Ray 的描述为:

# RGB 编码方式

r8g8b8a9 就是每个单位 8 位，最后一个颜色会转换成一个整数，int color = r (g<<8) (b<<16) (a<<24)

# CPU 端逐像素着色器 (非光栅化)

RayTracing 不是从模型和光源层反向对像素着色的。 而是从像素的角度进行反向的向场景内的物体进行查找着色的，通常会从一个像素点出发随机射出很多 ray 来进行颜色的混合。 所以需要实现一个简单的像素着色器，但不是光栅化 如下方代码，在 Render 时，遍历 X,y, 同时将屏幕空间 UV 转换到 -1,1，同时为了保证内存局部性，图片一定是存储成单维数组的。
下面的例子是在生成的图片上渲染一个圆球 (相机在 0,0,-2 的位置)

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#include "Renderer.h"
#include "Walnut/Random.h"

void Renderer::Render() {
    //逐像素设置图片信息
    for (uint32_t y = 0; y < m_FinalImage->GetHeight(); ++y) {
        for (uint32_t x = 0; x < m_FinalImage->GetWidth(); ++x) {
            glm::vec2 coord = {
                (float)x / m_FinalImage->GetWidth(),
                (float)y / m_FinalImage->GetHeight()
            };
            coord = coord * 2.0f - 1.0f;// 屏幕UV 转换到 -1 -> 1
            m_ImageData[x + y*m_FinalImage->GetWidth()] = PerPixel(coord);
        }
    }


    m_FinalImage->SetData(m_ImageData);
}

void Renderer::OnResize(uint32_t width,uint32_t height) {
    if (m_FinalImage) {
        //No resize necessary
        if (m_FinalImage->GetWidth() == width && m_FinalImage->GetHeight() == height) {
            return;
        }
        m_FinalImage->Resize(width, height);
    }
    else {
        m_FinalImage = std::make_shared<Walnut::Image>(width, height, Walnut::ImageFormat::RGBA);
    }

    delete[] m_ImageData;
    m_ImageData = new uint32_t[width * height];
}

/// <summary>
/// 可以理解为片元着色器
/// </summary>
/// <param name="coord"></param>
/// <returns></returns>
uint32_t Renderer::PerPixel(glm::vec2 coord)
{
    uint8_t r = (uint8_t)(coord.x * 255.0f);
    uint8_t g = (uint8_t)(coord.y * 255.0f);

    //射线开始的地方,在这里同样是摄像机的位置
    glm::vec3 rayOrigin(0.0f,0.0f,-2.0f);
    //只在2D空间内进行,但是给一个虚拟的z轴(固定的)
    glm::vec3 rayDirection(coord.x, coord.y, -1.0f);
    float radius = 0.5f;

    // (bx^2 + by^2)t^2 + (2(axbx + ayby))t + (ax^2 + ay^2 - r^2) = 0
    // where
    // a = ray origin
    // b = ray direction
    // r = radius
    // t = hit distance

    float a = glm::dot(rayDirection, rayDirection);
    float b = 2.0f * glm::dot(rayOrigin, rayDirection);
    float c = glm::dot(rayOrigin, rayOrigin) - radius * radius;

    // Quadratic forumula discriminant(求解的个数);
    // b^2 - 4ac

    float discriminant = b * b - 4.0f * a * c;

    if (discriminant >= 0.0f)
        return 0xffff00ff;

    //rgb编码方式
    return 0xff000000;
}