通过从视点
（透镜的中心）穿过光线的屏幕位置构造光线来确定焦点。焦点
位于此光线上，因此它与眼点的距离等于焦距。
>我无法解析此图片。根据此图像，我的屏幕平面在哪里？重点是什么？如果您看到薄透镜的某些光学图像，则焦点始终位于所有光线会聚的同一位置。如果总是相同的点，为什么我要为每条射线计算它？
#1 楼
在传统相机中，场景中的光子穿过相机镜头，然后以焦距射到传感器上。镜头的结果是图像上下颠倒。
在光线跟踪中，我们可以通过将焦平面想象在光线的前面来对其进行优化。相机。您可以认为场景中的光子朝相机孔传播，并在像平面上分解。
光线追踪的另一种优化方法是将光线从相机追踪到场景中，而不是从光源追踪光线并希望它们撞击相机。因此，我们发出的第一束光线是从眼睛到虚拟屏幕上每个像素的光线。
要创建该光线，我们需要知道世界单位中的距离a和b。因此，我们需要将像素单位转换为世界单位。为此，我们需要定义一个摄像机。让我们定义一个示例照相机，如下所示：
$$ origin = \ begin {bmatrix} 0＆0＆0 \ end {bmatrix} $$
$$ coordinateSystem = \ begin {bmatrix} 1＆0＆ 0 \\ 0＆1＆0 \\ 0＆0＆1 \ end {bmatrix} $$
$$ fov_ {x} = 90 ^ {\ circ} $$
$$ fov_ {y } = \ frac {fov_ {x}} {aspectRatio} $$
$$ focalDist = 1 $$
视场或fov是间接指定比例的方法像素单位以查看单位。具体来说，就是摄像机看到的视角。
角度越大，看到的场景越多。但是请记住，更改fov并不会改变屏幕的大小，它只是将场景的多少或多或少地压缩为相同数量的像素。
在由fovx和x轴形成的三角形处：
我们可以使用切线的定义以视图单位计算screenWidth
$$ \棕褐色\ left（\ theta \ right）= \ frac {对面} {adjacent} $$
$$ screenWidth_ {view} = 2 \：\ cdot \：focusDist \：\ cdot \：\ tan \ left（\ frac {fov_ {x}} {2} \ right）$$
使用它，我们可以计算像素的视图单位。
$$ x_ {homogenous} = 2 \：\ cdot \：\ frac {x} {width} \：-\：1 $$
$$ x_ {view} = focusDist \：\ cdot \：x_ {homogenous} \：\ cdot \：\ tan \ left（\ frac {fov_ {x}} {2} \ right）$$
获取射线的最后一件事是将视空间转换为世界空间。这归结为一个简单的矩阵变换。我们否定yview是因为像素坐标从屏幕的左上角到右下角，但是同类坐标从左下角的（-1，-1）到右上角的（1，1）。
$$ ray_ {world} = \ begin {bmatrix} x_ {view}和-y_ {view}＆d \ end {bmatrix} \ begin {bmatrix}＆＆\\＆cameraCoordinateSystem＆\\＆＆\ end {bmatrix} $$
您可以在此处看到此实现（在代码中，我假设focusDist为1，所以它抵消了）
评论
$ \ begingroup $
镜头在您的模型中的什么位置？在屏幕平面上？光圈大小在哪里？
$ \ endgroup $
–arcollector
16-2-17在18:15
#2 楼
而不是眼睛前面的屏幕平面，它描述了一个胶片平面，在该胶片平面上投影了图像，以明确地建模相机光学系统。在进行光线跟踪时，您无需计算焦点-这只是找到景深效果的焦平面的一种方法。对于景深效果，我使用标准的透视投影但会在平行于焦平面的圆上晃动眼睛的位置-我确保给定像素的所有光线都穿过焦平面上的同一点，从而使其变得清晰，而该平面之前或之后的物体最终模糊。这是一个类似光圈的简单模型，并给出了很好的结果。
评论
我在写光线跟踪而不是光线跟踪，那是错误