在GLSL中使用计算着色器在一个周末内实现光线跟踪的非递归ray_color函数

GLSL（OpenGL Shading Language）是一种用于编写图形渲染管线的着色器语言。计算着色器是GLSL中的一种特殊类型的着色器，用于执行计算而不是渲染图形。光线跟踪是一种基于物理模型的渲染技术，通过模拟光线在场景中的传播和交互来生成逼真的图像。

在GLSL中实现光线跟踪的非递归ray_color函数，可以按照以下步骤进行：

1. 定义场景和光源：首先，需要定义场景中的几何体、材质和光源。几何体可以使用三角形网格表示，材质包括颜色、反射率等属性，光源可以是点光源或者平行光源。
2. 发射主光线：从相机位置发射主光线，主光线的方向由像素位置和相机参数确定。
3. 检测光线与场景中的几何体相交：对于每个发射的主光线，需要检测光线与场景中的几何体是否相交。可以使用光线与三角形相交的算法，如Möller-Trumbore算法。
4. 计算光照：如果光线与几何体相交，则需要计算该点的光照。可以使用经典的光照模型，如Phong模型，考虑漫反射、镜面反射和环境光照等因素。
5. 递归反射和折射：如果材质具有反射或折射属性，可以通过递归调用ray_color函数来计算反射或折射光线的颜色。递归的次数可以通过设置最大递归深度来控制，以避免无限递归。
6. 合成颜色：将直接光照和间接光照（反射和折射）的颜色进行合成，得到最终的像素颜色。

GLSL中的计算着色器可以使用以下函数和变量来实现光线跟踪：

• ray_color(origin, direction, depth): 计算从给定起点和方向发射的光线的颜色。depth参数表示递归深度。
• intersect_ray_triangle(origin, direction, v0, v1, v2): 判断光线与三角形是否相交，返回相交点的参数t和uv坐标。
• dot(v1, v2): 计算两个向量的点积。
• normalize(v): 将向量归一化为单位向量。
• reflect(I, N): 计算入射向量I关于法线向量N的反射向量。
• refract(I, N, eta): 计算入射向量I经过介质折射后的折射向量，eta为介质的折射率。
• texture(sampler, uv): 根据纹理坐标uv获取纹理采样值。