计算机图形学光线追踪球代码

计算机图形学中的光线追踪是一种高级渲染技术，它模拟真实世界中光的行为来生成图像。如果你想了解如何编写计算光线追踪球的简单代码，首先需要理解基本的概念，包括光源、目标点、射线等。

以下是一个简化的Python代码示例，用于追踪从光源发出并照射到球体上的一条光线：

import numpy as np

def ray_sphere_intersection(ray_origin, ray_direction, sphere_center, sphere_radius):
    # 参数解释：
    # ray_origin - 光线起点
    # ray_direction - 光线方向向量
    # sphere_center - 球体中心
    # sphere_radius - 球体半径
    
    a = ray_direction.dot(ray_direction)  # 方向向量模长的平方
    b = 2 * ray_direction.dot((ray_origin - sphere_center))  # 向量乘积
    c = (sphere_center - ray_origin).dot(sphere_center - ray_origin) - sphere_radius**2  # 点到球心距离的平方减去半径的平方

    discriminant = b**2 - 4*a*c  # 判别式

    if discriminant < 0:
        return None  # 表示无交点，即光线未击中球体
    else:
        t1 = (-b + np.sqrt(discriminant)) / (2*a)
        t2 = (-b - np.sqrt(discriminant)) / (2*a)
        # 检查t是否在[0, ∞]范围内，代表实际的交点时间
        valid_t = [t for t in [t1, t2] if t > 0 and t < float('inf')]
        return valid_t if valid_t else None


# 示例：
light_pos = np.array([0, 0, -10])  # 光源位置
sphere_pos = np.array([0, 0, 0])  # 球体中心
radius = 5  # 球体半径
ray_direction = light_pos - sphere_pos  # 构造从光源到球体的光线方向

intersection = ray_sphere_intersection(light_pos, ray_direction, sphere_pos, radius)

if intersection is not None:
    hit_point = light_pos + ray_direction * intersection[0]
    print("光线击中球的位置:", hit_point)
else:
    print("光线未击中球体")

这只是一个非常基础的例子，实际的光线追踪还会涉及反射、折射等复杂情况，并通常在三维空间中运行。如果你对这个话题有兴趣，可能会想深入学习蒙特卡洛方法或学习专门的图形库如PyOpenGL、Panda3D等。