RaytracingEngine

Petit moteur de ray‑tracing pédagogique en C++20 — rendu basique de sphères et plans avec ombres, normales, profondeur et éclairage ponctuel.

Tonemap simple

Tonemap Reinhard

Tonemap Reinhard extendu

Tonemap Reinhard extendu avec luminance

Tonemap Reinhard Jodie

Tonemap Uncharted

Tonemap ACES

Fonctionnalités

• Tracé de rayons primaire (depth map).
• Calcul des normales et colormap.
• Éclairage ponctuel (L_i = V(P,Lp) * L_emit / d^2 * Albedo * |N·L|).
• Shadow rays (visibilité) et atténuation physique.
• Export PPM pour visualiser le rendu.

Arborescence (essentielle)

• RaytracingEngine/Math.cpp — vecteurs, rayons, caméra.
• RaytracingEngine/Shape.h — Sphere, Plane, HitInfo.
• RaytracingEngine/Light.h — définition des lights.
• RaytracingEngine/Scene.h — génération depth/normal/color/light maps, combine.
• RaytracingEngine/RaytracingEngine.cpp — point d'entrée, initialisation scène.
• RaytracingEngine/Image.h|cpp — écriture PPM.

Prérequis

• Visual Studio 2022 (ou tout compilateur supportant C++20)
• Aucun package externe requis.

Compilation & exécution (Visual Studio)

1. Ouvrir la solution dans Solution Explorer.
2. Sélectionner la configuration (Release/Debug) et la plateforme.
3. Pour lancer sans debugger : Ctrl+F5 ou menu Debug > Start Without Debugging.
4. Le programme génère output.ppm et tente d’ouvrir GIMP via system("start ...") — supprimer/adapter si non souhaité.

Paramètres importants

• Caméra : initialisée dans RaytracingEngine.cpp (position, focale, resolution, near/far).
• Lumière : Light(position, color, intensity). intensity est un scalaire physique et peut être élevé.
• Planes / Spheres : position, normale, couleur (albédo).

Comportement de l’éclairage

La formule implémentée est : L_o = L_e + V(P,L_p) * (L_emit / d^2) * Albedo * max(0, N·L)

• V(P,L_p) est évalué par un shadow ray (origine décalée par un bias).
• L_emit = light.color * light.intensity.
• L’atténuation physique utilisée : 1 / d^2.

Conseils de debug (problèmes courants)

• Normales mal orientées → surfaces éclairées à l’envers. Vérifier Plane::normal et Sphere::getNormalAt.
• Self‑intersection / acne : ajuster bias (ex. 1e‑3) et rester cohérent avec HitInfo::hasHitSomething() (seuil distance).
• Si tout est trop lumineux ou sans contraste : diminuer ambient, réduire light->intensity ou ajuster atténuation.
• Si vous ne voyez pas d’ombres, tester temporairement attenuation = 1.0 et ambient = 0.0 pour isoler la visibilité.
• Multiplications : utiliser .dot() pour produit scalaire, * pour multiplication composante×scalaire ou composante×composante (couleurs). Le fichier Math.cpp contient les opérateurs critiques.

Extensions suggérées

• Ajouter Material.emission et l’ajouter à L_o pour surfaces émissives.
• Soft shadows : échantillonner une light area (multiple shadow rays).
• BRDFs plus réalistes (Cook‑Torrance), textures, réflexions/réfraction (recursion).
• Tone mapping / clamp avant conversion 0..255 dans tonemap().

Tests rapides

• Mettre ambient = 0.0 et attenuation = 1.0 puis vérifier que les ombres nettes apparaissent.
• Dessiner une petite grille ou positionner une sphère en haut à gauche pour valider orientation Y (la camera inverse Y écran → monde).

Licence & contact

Projet personnel (répertoire cloné : https://github.com/Sorax5/RaytracingEngine). Pour questions ou patchs : ouvrir une issue / PR sur le dépôt GitHub.