Вашата група = вашият факултетен номер MOD 3

Група 0:

Реализирайте шейдъра Oren-Nayar. Моделът има един параметър, sigma, който определя грапавината на обекта и варира от 0 до 1 (при 0 е идентичен с Lambert шейдъра). Обяснение на означенията в статията в Wiki:

• V_i - e лъча от пресечната точка към лампата;
• V_r - e лъча от пресечната точка към камерата;
• L_i - е яркостта и цвета на светлината, идващи в пресечната точка (и е както при Ламберт: lightColor * lightPower / distance²);
• L_r - това е резултатът от шейдъра;
• ρ/π - това са albedo и BRDF normalization - игнорирайте ги във вашата имплементация - приемете, че този член е 1;
• θ_i - ъгъл между нормалата и V_i;
• θ_r - ъгъл между нормалата и V_r;
• ɸ_i и ɸ_r - азимутални ъгли на, респективно, V_i и V_r в равнината на повърхността на обекта. Представете си, че повърхнината на обекта е плоска (и, естествено, е перпендикулярна на нормалата). Проектирате векторите V_i и V_r в тази равнина - ще се получат два двумерни вектора, лежащи в нея. Търсеното cos(ɸ_i - ɸ_r) е всъщност косинуса от ъгъла между тези два двумерни вектора (като, когато този ъгъл е над 90° - цялата част от формулата с множителя B става 0).

С формулата от Wikipedia се смята lightContrib. T.e. шейдърът ви ще се държи идентично като при Lambert, но вместо входящата светлина да умножавате по dot(lightDir, N), ще я умножавате по формулата в статията.

Ако ползвате следната сцена би трябвало да получите картинка като тази. Всички топчета са с цвят (0.5, 0.5, 0.5). Предните две са, респективно, с Lambert и Phong, а задните 5 са с Oren-Nayar и параметри sigma = 0.0, 0.2, 0.4, 0.6 и 0.8.

Група 1:

В лекция 5, слайдове от 47 до 53, има описание на това що е то Model transform. След като го прочетете и осмислите, нека го реализираме!

Ще ни трябва един клас Transform, който съдържа една матрица 3x3 (в която ще пазим ротации и скалирания), и един вектор offset, в който ще имаме транслация.

Класът ще има следните методи:

• reset - ресетира трансформацията до идентитет (единична матрица, offset = (0, 0, 0));
• scale(x, y, z) - скалира матрицата по направления X, Y и Z;
• rotate(yaw, pitch, roll) - ротира матрицата спрямо yaw, pitch и roll ъглите (подадените числа са в градуси). Т.е. завъртане около оста Z с roll градуса, около X с pitch градуса и около Y с yaw градуса;
• translate(vec) - транслация с вектора vec;
• point(p) - трансформира точката p (скалиране, ротация и транслация в този ред);
• undoPoint(p) - обратното на point() (обратна транслация, обратна ротация и обратно скалиране в този ред);
• direction(dir) - трансформира посоката dir (и point() и direction() приемат параметър Vector, но разликата е в действието - direction не включва транслацията, т.е. това трансформира посока на лъч например). Т.е. на входната посока трябва да ѝ се приложат скалиране и ротация, в този ред.;
• undoDirection(dir) - обратното на direction() (обратна ротация и обратно скалиране, в този ред);

Добавете трансформацията като член на Node и добавете intersect() който трасира лъча с геометрията, като ще си представим, че сме подложили геометрията на трансформацията.
Node::intersect() приема и връща същите параметри като Geometry::intersect(). Входният лъч се подлага на обратната трансформация, резултатния лъч се пресича с геометрията,
и ако има пресичане, то IntersectionData се подлага на правата трансформация, преди да се върне.
Предвид интерфейса на Transform, подходящо ще е в него да пазите две матрици (права и обратна), както и един вектор offset. Естествено, матриците ще трябва да държите винаги в синхрон.

Заменете в raytrace() и testVisibility() - да се ползват Node::intersect() вместо Geometry::intersect() функциите.
Аранжирайте сцена с instancing.

Правилно решение на така поставената задача ще ви даде 5 точки. Допускат се две точки бонус, ако се справите със следния проблем: ако трансформацията съдържа скалиране,
то подаваното data.dist на Geometry::intersect няма да бъде вярно (т.е. числото там ще е адекватно в световната метрика, но няма да е същото в каноничното пространство). Ако измислите как да се справите с този проблем, така че да няма дефекти при ренденето на скалирани геометрии, ще получите още 2 точки.

Група 2:

Да се добави възможност камерата да се позиционира чрез "lookAt" система.

Т.е. да се напише метод setPosition(), приемащ три параметъра:

- pos - позиция на камерата;
- lookAt - това е точка от сцената, която е "целта", към която гледа камерата. Т.е., лъча, изстрелян през средата на кадъра, трябва да отива в посока на точката lookAt;
- upDir - вектор, задаващ ориентацията "нагоре". Влияе, например, на roll ъгъла - досега в нашите сцени upDir беше винаги (0, 1, 0), но ако го зададем (0, -1, 0), би следвало кадъра да се обърне с главата надолу.

Методът трябва да зададе стойности Camera::pos, както и на yaw, pitch и roll ъглите (може да приемете, че методът ще бъде извикан преди Camera::beginRender()).

За да тествате реализацията си, можете да пробвате да задавате за стойности на lookAt центровете на обектите в сцената - би следвало камерата да се обръща фронтално към тях.

Реализацията ви трябва да работи коректно и когато имаме gimbal lock - т.е., ако човек зададе на камерата да гледа право към пода, upDir трябва да работи, както би очаквал човек - промяната на upDir да оказва влияние на "завъртането на пода".