Ray-Tracing, Source Code

Hallo alle miteinander,

Kennt jemand ein einfaches optisches Ray-Tracing Programm dass als Source Code verfügbar ist? Vorzugsweise Pascal, C oder Basic.

Oder kennt jemand weitere Bücher wo die Algorithmen beschrieben werden? Ich habe bisher zwei gefunden, "Telescope Optics" von Rutten/Venrooij und "Modern Optical Engineering" von Warren J. Smith.

Gruss
Michael

Nachtrag: In "Principles of Optics" von Born/Wolf steht auch was zu dem Thema, aber nicht viel. Die detaillierteste Beschreibung ist bislang die von Rutten/Venrooij, nur ist mir bei vielen Formeln noch nicht klar wie man darauf kommt. Da stehen nur die fertigen Formeln, aber leider nicht die Herleitung. Und leider gibt's die Software nicht als Source.

Hallo Peter,

> nehme die Formeln von H. Rutten und schreib Dir Dein Progrämmchen. So habe ich es vor vielen vielen Jahren auch gemacht. Damals in Pascal was heute leider nichtmehr unterstützt wird.

Dann nimmt man eben Delphi, solange keine Grafik gebraucht wird sollte das kein Problem sein. Wenn doch Grafik, nun ja... dann muss man erst mal ein halbes Jahr objektorientierte Programmierung studieren ... welch ein Scheiss.

Hast du dein Progrämmchen noch? Würde mir vielleicht einiges an Tipparbeit ersparen.

Ist dir die Definition des "direction cosine" klar? Mir scheint als ob es da zwei widersprüchliche Definitionen gibt:
Rutten/Venrooij: "Cosinus des Winkels zwischen Strahl und Achse"
Warren J. Smith: "Projektion eines Einheitsvektors auf die Achse"

Die zweite Definition scheint mir sinnvoller, aber H. Rutten wird einen Grund gehabt haben warum er es anders definiert hat.

Gruss
Michael

Hallo Wolfgang,

> Ganz so schlimm ist es nicht, mit entsprechenden Libraries ist das alles relativ einfach.
Eine gute Quelle befindet sich auf http://www.gamedev.net
hier wird unter Resources->Resources&Articles alles mögliche zur grafischen Programmierung beschrieben, zum Teil mit Source!

Interessanter Link, aber da steht ziemlich viel und ich habe keine Lust das alles durchzulesen. Ein konkretes Beispiel wäre schon ganz hilfreich. Nehmen wir mal an ich möchte unter Delphi ein Fenster öffnen, und in dieses Fenster möchte ich beispielsweise ein Pixel in einer bestimmten Farbe setzen, oder eine Linie zeichnen, oder einen Text an eine bestimmte Stelle schreiben.
Bei meinen ersten Versuchen mit Delphi (liegt schon ein paar Jahre zurück) habe ich bei dieser scheinbar einfachen Aufgabe nach 2 Wochen frustriert aufgegeben. Mit dem guten alten Turbo Pascal lässt sich diese komplizierte Sache problemlos in einer Minute programmieren.

Gruss
Michael

Hallo Wolfgang,

> Bin leider kein Experte in Delphi,

ich auch nicht.

> arbeite hauptsächlich mit Eclipse/C++ (übrigens sehr empfehlenswert). Bei Interesse kann ich da mal C++ Source hochladen!

Ich habe aber zur Zeit leider keinen C++ Compiler. Programmierung in "C" ist kein Problem, nur mit dem "++" habe ich Probleme.

Gruss
Michael

Hallo Wolfgang,

> Hier hab ich noch was für Delphi gefunden: http://www.dsdt.info/tipps/

danke für den Tip, das scheint mir ganz nützlich zu sein.

> und das mit dem "++" ist auch nicht so schlimm da die Übergänge von C fließend sind!

na ja, ich habe eher den Eindruck dass es zwei völlig verschiedene Sprachen sind. Jedenfalls verstehe ich bei "C" eigentlich alles und bei "C++" gar nichts.

Gruss
Michael

Hallo Peter,

> leider hat es kaum einen Sinn Dir das Programm zu geben, da ich es vor vielen Jahren mit einem zusätzlichen Graphik Tool für eine Graphikkarte geschrieben habe und nun bei den heutigen Betriebssystemen das nichtmehr läuft.

Ich wäre trotzdem daran interessiert. Für das was ich berechnen möchte brauche ich keine grafische Ausgabe. Der Turbo Pascal Compiler ist vorhanden, und eine Umsetzung auf Delphi wäre auch kein Problem solange man keine Grafik braucht.
Was für eine Grafikkarte ist es denn? Für ET4000 hätte ich auch so ein Tool.

> So verrückt wie es ist, habe ich nur wegen diesem alten aber für mich wichtigen Optikprogramm einen alten PC unter DOS 6.22 / WIN-98SE noch in Betrieb.

Das kann ich gut nachvollziehen. Bei mir läuft auch noch einiges auf einem alten DOS Rechner, aus dem einfachen Grund weil sich viele Probleme mit Turbo Pascal VIEL schneller lösen lassen als mit irgendwelchen "modernen" Programmiersprachen unter Windows.

Nochmal zurück zu den Formeln in Kapitel 20.8 bei Rutten/Venrooij:

Ich habe inzwischen rausgefunden wie Fig. 20.8 zu interpretieren ist. Die X0 Y0 Z0 Koordinaten sind in einem lokalen Koordinatensystem gegeben, und das ist nicht das gleiche Koordinatensystem dass für die XS YS ZS Koordinaten verwendet wird. Die beiden Koordinatensysteme sind entlang der Z Achse um die Strecke d verschoben. Es ist verwirrend wenn in einer Zeichnung zwei verschiedene Koordinatensysteme verwendet werden, und diese Tatsache nicht explizit erwähnt wird.
Die Definition des "direction cosine" ist mir nach wie vor unklar.

Gruss
Michael

Hallo Jens,

> du suchste einen Raytrayer von dem auch der Source Code verfügbar ist? Da fällt mir nur POV-Ray (Persistence of Vision Raytracer) ein

Das Wort "Raytracer" wird für zwei verschiedene Arten von Programmen verwendet:
Da gibt es zum einen die Programme, die einen Strahl durch ein optisches System durchrechnen. Das Ergebnis kann in vielfältiger Form dargestellt werden, z.B. als Spot-Diagramm, als Wellenfront-Fehler, und es gibt noch viele andere Möglichkeiten.
Die zweite Art von Programmen dient nur dazu ein möglichst realistisches Bild zu berechnen, indem ausgehend von einem "virtuellen Auge" die Lichtstrahlen rückwärts verfolgt werden und festgestellt wird von welchen Objekten diese Strahlen kommen, und den Objekten werden gewisse Eigenschaften wie Farbe, Reflektionsgrad, Streuung zugeordnet.

Was ich suche ist ein Raytracer der ersten Art. Dein Link führt zu einem Programm der zweiten Art.

Gruss
Michael

Hallo Heiner,

> es gibt ein Sammlung von Tools (LightPipes), die unter der GPL stehen. Leider funktioniert die Homepage momantan nicht....

da muss ich Gleb Vdovin mal eine e-mail schicken.

> Soweit ich mich erinnere ist doch in der Formelsammlung auf deiner Seite so ziemlich alles vorhanden, was man braucht.

Na ja, da fehlt noch einiges. Konkret möchte ich die Reflektion an einer verkippten Asphäre durchrechnen. Die Formeln in Rutten/Venrooij sehen schon ganz brauchbar aus, ich wünschte nur er hätte die Herleitung der Formeln und die Randbedingungen etwas detaillierter beschrieben.

> Eigentlich ist das unter Windows wirklich sehr einfach
1. Erstmal die ganzen tollen GDI-Features aus dem Kopf streichen
2. DeviceContext holen (z.B. mit GetDC(...) )
3 Zeichnen (z.B. MoveTo(x1, y1); LineTo(x2,y2) malt eine Linie von x1/y1 nach x2/y2

ist notiert, werde ich bei Gelegenheit mal ausprobieren.

> Die grundlegenden Konzepte sind zwar sehr verschieden, die Syntax ist aber weitgehend gleich.

Stimmt. Aber was nützt mir die Syntax wenn ich das Konzept nicht verstehe.

Gruss
Michael

Hi Heiner,

> OpenRayTrace: http://sourceforge.net/projects/openraytrace
Die Weiterentwicklung scheint etwas tot zu sein, aber die Bilder
auf der Homepage (http://openraytrace.sourceforge.net/) sehen ja
ganz nett aus.

Nette Bilder, aber ich kann den Source Code nicht finden.

Gruss
Michael

Hallo Heiner,

> sieh mal im Repository (CVS) nach. Leider alles in Pyton,
deshalb hab ich mir noch nicht richtig angesehen.
ray_trace.py schein das Richtige/Wichtige zu sein.

ich stell mich jetzt vielleicht etwas doof an, aber gib mir mal einen Tip wo ich das finde.

Gruss
Michael

Hallo Heiner,

> http://openraytrace.cvs.source…penraytrace/openraytrace/

danke für den Link. Aber so richtig hilft das auch nicht weiter wenn man die Sprache nicht kennt. Der einfachste Weg scheint zu sein sich Stück für Stück durch Rutten/Venrooij durchzuarbeiten.

Gruss
Michael

Hallo alle miteinander,

Nachtrag: Jetzt ist mir die Definition des "direction cosine" klar geworden. Ich hatte vorher einen Denkfehler gemacht.
Die beiden verschiedenen Definitionen sind völlig gleichwertig. Es gibt keinen Widerspruch.
Rutten/Venrooij: "Cosinus des Winkels zwischen Strahl und Achse"
Warren J. Smith: "Projektion eines Einheitsvektors auf die Achse"
Beam 3 Raytracer: "Projektion eines Einheitsvektors auf die Achse"

Gruss
Michael