def crear_rayo_aleatorio(ray, punto, pared):
"""Crea un rayo aleatorio a partir del rabote
:param ray: El rayo actual
:param punto: El punto de interseccion entre el rayo y la pared
:param pared: La pared de interseccion
:return: Un rayo con el origen en el punto de rebote
"""
# Verificar especularidad
if pared.especularidad:
return crear_rayo_especular(ray, punto, pared)
if pared.horizontal:
if ray.origen.y > punto.y:
# pared inferior
angulo = math.radians(random.uniform(5, 175))
return Ray(Point(punto.x, punto.y + 2), angulo)
else:
# pared superior
angulo = math.radians(random.uniform(-175, -5))
return Ray(Point(punto.x, punto.y - 2), angulo)
else:
if ray.origen.x < punto.x:
# pared derecha
angulo = math.radians(random.uniform(-270, -90))
return Ray(Point(punto.x - 2, punto.y), angulo)
else:
# pared izquierda
angulo = math.radians(random.uniform(-85, 85))
return Ray(Point(punto.x + 2, punto.y), angulo)
def get_ray_intersection_point(self, dist):
"""Calcular el punto de interseccion entre el rayo y el segmento
:param dist: La distancia entre ambos puntos
:return: El punto de interseccion entre el rayo y el segmento
"""
pt = Point()
pt.x = self.origen.x + self.direccion.x * dist
pt.y = self.origen.y + self.direccion.y * dist
return pt
def vector_from_angle(angle):
"""Retorna un vector a partir de un angulo
:param angle: El angulo que se desea utilizar
:return: El nuevo vector
"""
return normalize(Point(1 * math.cos(angle), 1 * math.sin(angle)))
def render():
"""Renderiza la imagen con iluminacion global
:return:
"""
s = time.time()
for i in range(515):
for j in range(515):
# Obtener punto en la imagen
image_point = Point(i, j)
pixel_color = 0
for light_source in light_sources:
# Calcular direccion a la
direccion = light_source - image_point
light_distance = get_vector_length(direccion)
# Verificar con interseccion en la pared
free = True
for wall in segments:
if wall.transparencia:
continue
# Revisar interseccion
distancia_interseccion = ray_segment_intersect(
image_point, normalize(direccion), wall.point1, wall.point2)
# Verificar colision
if distancia_interseccion != -1.0 and distancia_interseccion < light_distance:
free = False
break
# Verificar si no hay colision
if free:
# Calcular intensidad
intensidad = (1.2 - (light_distance / 600)) ** 2
# Obtener color del pixel
valores = (imagen[int(image_point.y)]
[int(image_point.x)])[:3]
# Combinar color, fuente de luz y color de la luz
valores = valores * intensidad * light_color
# Agregar todas las fuentes de luz
pixel_color += valores
# Promedia pixel y asignar valor
canvas[int(image_point.x)][int(image_point.y)] = pixel_color // len(light_sources)
# Realizar Monte Carlo Path tracing
rayos_efectivos = 0
for samples in range(0, number_samples):
# Iniciar rayos
initial_ray = Ray(image_point, random.uniform(0, 360))
# Iluminacion indirecta
incoming_color = trace_path(initial_ray)
# Verificar si se obtiene un color
if not isinstance(incoming_color, type(np.array([0, 0, 0]))):
continue
pixel_color += incoming_color
rayos_efectivos += 1
#Promediar color final
canvas[int(image_point.x)][int(image_point.y)] = pixel_color // (len(light_sources) + rayos_efectivos)
e = time.time()
print(e - s)
def crear_rayo_especular(ray, punto, pared):
"""Crea un rayo especular
:param ray: El rayo saliente
:param punto: El punto de interseccion del rayo
:param pared: La pared de interseccion
:return: El rayo especular
"""
# Obtener angulo
angulo = np.rad2deg(
get_angle_between(Segment(ray.origen, punto, False, False), pared))
if pared.horizontal:
# Por arriba
if ray.origen.y > punto.y:
# Por la derecha
if ray.origen.x > punto.x:
return Ray(Point(punto.x, punto.y + 2),
math.radians(2 * (90 - angulo) + angulo))
else:
return Ray(Point(punto.x, punto.y + 2), math.radians(-angulo))
# Por la derecha
else:
# Por abajo
if ray.origen.x > punto.x:
return Ray(Point(punto.x, punto.y - 2),
math.radians(180 - angulo))
else:
return Ray(Point(punto.x, punto.y - 2),
math.radians(-(180 + (angulo - 180))))
else:
# Vertical y por la derecha
if ray.origen.x > punto.x:
# Por arriba
if ray.origen.y > punto.y:
return Ray(Point(punto.x + 2, punto.y),
math.radians(-(90 - angulo)))
# Por abajo
else:
print(angulo)
return Ray(Point(punto.x + 2, punto.y),
math.radians(-(90 - angulo)))
else:
# Por abajo
if ray.origen.y > punto.y:
return Ray(Point(punto.x - 2, punto.y),
math.radians(angulo + 90))
# Por arriba
else:
return Ray(Point(punto.x - 2, punto.y),
math.radians(angulo + 90))
def ray_segment_intersect(self, segmento):
"""Calcula la distancia entre el punto de interseccion y el origen del rayo
:param segmento: El segmento que se desea verificar
:return: La distancia entre ambos puntos
"""
# calculate vectors
v1 = self.origen - segmento.point1
v2 = segmento.point2 - segmento.point1
v3 = Point(-self.direccion.y, self.direccion.x)
dot = v2.dot(v3)
if abs(dot) < 0.000001:
return -1.0
t1 = v2.cross(v1) / dot
t2 = v1.dot(v3) / dot
if t1 >= 0.0 and (t2 >= 0.0 and t2 <= 1.0):
return t1
return -1.0
def ray_segment_intersect(origen, direccion, point1, point2):
"""Determina la interseccion entre un rayo y un segmento
:param origen: El origen del rayo
:param direccion: La direccion del rayo
:param point1: El primer punto del rayo
:param point2: El segundo punto del rayo
:return: La distancia entre el origen del rayo y el segmento
"""
# Calcular vectores
v1 = origen - point1
v2 = point2 - point1
v3 = Point(-direccion.y, direccion.x)
dot = v2.dot(v3)
if abs(dot) < 0.000001:
return -1.0
t1 = v2.cross(v1) / dot
t2 = v1.dot(v3) / dot
if t1 >= 0.0 and (t2 >= 0.0 and t2 <= 1.0):
return t1
return -1.0
border = 50
pygame.init()
screen = pygame.display.set_mode(
(WIDTH + (2 * border), HEIGHT + (2 * border)))
# Segmentos y fuentes
pygame.display.set_caption("Path Tracer")
done = False
clock = pygame.time.Clock()
# Init random
random.seed()
blank = Image.new("RGB", (516, 516), (0, 0, 0))
canvas = np.array(blank)
# Load image file
img_file = Image.open("assets/EscenaProgra.png")
imagen = np.array(img_file)
light_sources = [Point(47, 303), Point(47, 142), Point(475, 76)]
# Color de la luz
light_color = np.array([1, 1, 0.75])
segments = [
# Segment(Point(180, 135), Point(215, 135), True, False),
# Segment(Point(285, 135), Point(320, 135), True, False),
# Segment(Point(320, 135), Point(320, 280), False, False),
# Segment(Point(320, 320), Point(320, 355), False, False),
# Segment(Point(320, 355), Point(215, 355), True, False),
# Segment(Point(180, 390), Point(180, 286), False, False),
# Segment(Point(180, 286), Point(140, 286), True, False,True),
# Segment(Point(320, 320), Point(360, 320), True, False),
# Segment(Point(180, 250), Point(180, 135), False, False),
#Escena rpgmaker