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Nori assignments implement write up.




Nori, a educational oriented path tracing renderer. In this project, will implement with path tracing, accelerate structure and many features with pbrt.

## Part 1. Accelerate with Octree.

### 1.1 Baseline

Without octree, it will take over 7 hours on rendering one frame with single object(My cpu: AMD 7800X3D).

Without octree:

![slow](/static/img/688d01c5e5db345380a545eda2b3e953.image.webp)

### 1.2 Sort distance

It will 100 times faster than before.

With octree:

![fast](/static/img/09ad08ca4f51b3b8284301a53c8f8737.image.webp)

Result screenshot:

![](https://blog.fivezha.cn/static/img/c0be3516b18bbc75f3c8e9689339a8af.ajax-normals.webp)

## Part 2. 

### Part 2.1 Monte Carlo Sampling

#### Tent sample

```c++
/**
 * @brief 反函数，p(z)
 *
 * @param z
 * @return float
 */
float tent(float z) {
    if (z >= 0.0f && z < 0.5f) {
        return std::sqrt(2 * z) - 1.0f;
    } else if (z >= 0.5f && z <= 1.0f) {
        return 1.0f - std::sqrt(2 - 2 * z);
    }
    return 0.0f;
}

Point2f Warp::squareToTent(const Point2f& sample) {
    return sample.unaryExpr([](auto elem) { return tent(elem); });
}

/**
 * @brief tent PDF(概率密度函数)
 *
 * @param t
 * @return float
 */
inline float tentPDF(float t) {
    auto absf = std::abs(t);
    return absf <= 1.0f ? (1.0f - absf) : 0.0f;
}

float Warp::squareToTentPdf(const Point2f& p) {
    return tentPDF(p.x()) * tentPDF(p.y());
}
```

![tent](/static/img/17de4c5b980a345ed4bdeab5e8e096a2.image.webp)

#### Disk

```c++
Point2f Warp::squareToUniformDisk(const Point2f& sample) {
    auto r   = std::sqrt(sample.x());
    auto phi = 2.0f * M_PI * sample.y();
    return {r * std::cos(phi), r * std::sin(phi)};
}

float Warp::squareToUniformDiskPdf(const Point2f& p) {
    return (p.squaredNorm() <= 1.0f) ? INV_PI : 0.0f;
}
```

![Disk](/static/img/af53455307d8d32bfa10de55501b8540.image.webp)

#### Sphere


![Sphere](/static/img/64c58f5f374ed1d8da02fdaa4838dfbd.image.webp)

#### Hemisphere


![Hemisphere](/static/img/eec5025d02ec14cab0cc6d27d412260c.image.webp)

#### Himesphere(cos)

![Himesphere(cos)](/static/img/4a26d3e362a994a7e50d0a5ff94f2f9d.image.webp)

#### Beckmann


![image.png](/static/img/5d2e88498fe4c57059e9457b9bfef56f.image.webp)

### Part 2.2 Two simple rendering algorithms

#### Point lights

![ajax-simple.png](/static/img/ce6c4362d9309e8d7db9a136ebb8d839.ajax-simple.webp)

#### Ambient occlusion

![ajax-ao.png](/static/img/b26ddd061049f674c62845e4e1b03473.ajax-ao.webp)

#### Image Based Lighting

TODO.

## Part 3

references:

[蒙特卡洛方法与 MCMC 采样](https://www.huaxiaozhuan.com/%E6%95%B0%E5%AD%A6%E5%9F%BA%E7%A1%80/chapters/4_monte_carlo.html)

[Zhihu Nori Posts](https://www.zhihu.com/column/c_1407025850030698496)

Nori Implement Write-up

vscode不能写cpp？cpu占用高？提示缓慢？那都是过去式了！快快抛弃垃圾微软开发的shit插件，拥抱LLVM的怀抱吧！



## 前言

N年前，vscode只有一个微软自家写的shit插件——`C/C++`，名字起的高大上，但实际上就是一坨shit，占用高，提示缓慢，项目一大就变成sb，垃圾的一，好在现在我们有了开源社区的救世主，LLVM！其中的clangd简直犹如人间太岁神，直接解决了上面微软插件的问题，并附带了相当多的好用功能比如`clang-format`和`clang-tidy`，可以说有了这个插件vscode能给人IDE一般的体验。

## 准备工作

首先你需要准备以下环境：

- [cmake](https://cmake.org/)
- [llvm](https://llvm.org/)(其中包含了clnagd等工具)
- [ninja](https://ninja-build.org/)(注意配置环境变量)

vscode方面则需要安装以下插件：

- [cmake-tools](https://marketplace.visualstudio.com/items?itemName=ms-vscode.cmake-tools)
- [clangd](https://marketplace.visualstudio.com/items?itemName=llvm-vs-code-extensions.vscode-clangd)
- [lldb](https://marketplace.visualstudio.com/items?itemName=vadimcn.vscode-lldb)

然后就可以开始愉快配置了~

## 配置

在vscode中，先想好是全局配置还是针对每一个项目进行配置。如果是针对全局配置，需要在`settings`里面单独配置。而针对单个项目则需要在`.vscode`文件夹（没有就自己新建一个）里面新建`settings.json`文件，在其中对于需要的设置进行改写。

下面针对单独`settings.json`文件给出实例和注释：

```json
  "C_Cpp.errorSquiggles": "disabled",
  "C_Cpp.intelliSenseEngineFallback": "disabled",
  "C_Cpp.intelliSenseEngine": "disabled",
  "cmake.generator": "Ninja Multi-Confg",
  "cmake.configureSettings": {
    "CMAKE_EXPORT_COMPILE_COMMANDS": 1,
  }
  // Clangd 运行参数(在终端/命令行输入 clangd --help-list-hidden 可查看更多)
  "clangd.arguments": [
    // 全局补全(输入时弹出的建议将会提供 CMakeLists.txt 里配置的所有文件中可能的符号，会自动补充头文件)
    "--all-scopes-completion",
    // 建议风格：打包(重载函数只会给出一个建议）
    // 相反可以设置为detailed
    "--completion-style=bundled",
    // 跨文件重命名变量
    "--cross-file-rename",
    // 允许补充头文件
    "--header-insertion=never",
    // 输入建议中，已包含头文件的项与还未包含头文件的项会以圆点加以区分
    "--header-insertion-decorators",
    // 在后台自动分析文件(基于 complie_commands，我们用CMake生成)
    "--background-index",
    // 启用 Clang-Tidy 以提供「静态检查」
    "--clang-tidy",
    // Clang-Tidy 静态检查的参数，指出按照哪些规则进行静态检查，详情见「与按照官方文档配置好的 VSCode 相比拥有的优势」
    // 同时开启的任务数量
    "-j=16",
    // pch优化的位置(memory 或 disk，选择memory会增加内存开销，但会提升性能) 推荐在板子上使用disk
    "--pch-storage=memory",
    // 启用这项时，补全函数时，将会给参数提供占位符，键入后按 Tab 可以切换到下一占位符，乃至函数末
    // 我选择禁用
    "--function-arg-placeholders=false",
    // compelie_commands.json 文件的目录位置(相对于工作区，由于 CMake 生成的该文件默认在 build 文件夹中，故设置为 build)
    "--compile-commands-dir=build"
  ],
```

## 结语

从此以后，你就能感受到LLVM的强大了，提示和跳转几乎是秒跳，只能说伟大，无需多言。

P.S. 终于有时间逐渐把陈年老文章发出来了......

现代cpp+vscode配置指南

如何跟队友进行Git协同开发。(本篇为写给队友看的文章)



# 写在最前

本项目大多数

**本地**

操作都可以使用GUI完成，具体使用哪种GUI可自行选择：

[tortoisegit](https://tortoisegit.org/)

[Github Desktop](https://desktop.github.com/)

以及各种IDE自带Git(比如vscode，CLion，VS等均有附带)

具体使用教程可以自行B站搜索。本教程全程使用Terminal进行，主要操作可在GUI内搜索。

P.S. 其实本博客[第一篇文章](https://blog.fivezha.cn/post/14)就是讲Git的,不过那会的我实在是太菜了(虽然现在也很菜)，甚至部分图片也挂了(好不容易才找回来一部分)，所以不推荐看👀。

# Clone项目

首先你需要自己将Github中的项目Clone到自己本地当中，本教程以[TestRepository](https://github.com/TaixuEngineGroup/TestRepository)为示例：

首先先从Github仓库中复制链接：

![image-20230203193134374](https://cdn.jsdelivr.net/gh/xmmmmmovo/ResourcesBackup/blog/202302031931418.png)

然后找一个你拿来存代码的文件夹，输入：

```shell
git clone git@github.com:TaixuEngineGroup/TestRepository.git
```

![image-20230203200222530](https://cdn.jsdelivr.net/gh/xmmmmmovo/ResourcesBackup/blog/202302032002555.png)

然后你就会发现多出来一个文件夹，此文件夹便是clone下来的远端仓库。

# 文件夹结构讲解

如果打开隐藏文件显示，可以看到`.git`文件夹，此文件夹储存了所有本地Git记录，如果删除了你本地Git记录和远程仓库连接都会消失，请慎重操作。

![image-20230203210255399](https://cdn.jsdelivr.net/gh/xmmmmmovo/ResourcesBackup/blog/202302032102427.png)

# 实现Feature

下面讲解如何实现一个功能并提交到项目中。

## 预先准备

首先先查看分支情况：

![image-20230203215503654](https://cdn.jsdelivr.net/gh/xmmmmmovo/ResourcesBackup/blog/202302032155684.png)

可以看到这里有两个分支，其中：

- main分支：用于固定发行版本commit的分支
- dev分支：实际开发合并的分支，所有功能需要合并到此分支中。

**禁止直接push到main和dev分支中务必使用pr**

**禁止直接push到main和dev分支中务必使用pr**

**禁止直接push到main和dev分支中务必使用pr**

关于原因可以参考：[为什么不能直接push到master分支？](https://liwt31.github.io/2019/09/01/nopush/)

如果dev或者main分支混乱绝对是地狱级别解决难度......

Clone下来的仓库默认是使用`main`分支的，如下图：

![git-tutorial](https://cdn.jsdelivr.net/gh/xmmmmmovo/ResourcesBackup/blog/202302032230650.png)

但是我们想要将其切换到dev分支，所以我们clone之后需要首先要在clone后的本地仓库内执行下面的指令：

```shell
git checkout dev
```

此时，分支便会切换：

![git-tutorial](https://cdn.jsdelivr.net/gh/xmmmmmovo/ResourcesBackup/blog/202302032235595.png)

此时我们已经正确设定好分支，可以开发了。

# 开发需求

**在开发分之前请务必进行pull操作！：**

```shell
git pull
```

我们假设有这么一个需求：

1. 在原有的test.cpp中添加”Helloworld”输出。
2. 在test.cpp中添加”404NotFound”输出

我们现在单独实现一个”HelloWorld”输出功能：

首先新建一个分支，分支名格式就是`需求编号-需求内容`，所以我们这个分支名就叫做`1-HelloWorldPrint`：

```shell
git branch 1-HelloWorldPrint
git checkout 1-HelloWorldPrint
```

![image-20230203232749179](https://cdn.jsdelivr.net/gh/xmmmmmovo/ResourcesBackup/blog/202302032327210.png)

此时便切换到`1-HelloWorldPrint`分支中了，然后在`test.cpp`中添加了HelloWorld字段：

![image-20230203233823976](https://cdn.jsdelivr.net/gh/xmmmmmovo/ResourcesBackup/blog/202302032338000.png)

添加完之后提交：

![image-20230203234112773](https://cdn.jsdelivr.net/gh/xmmmmmovo/ResourcesBackup/blog/202302032341795.png)

提交指令没有用过可以看B站的一些教程，比如[Git + GitHub 10分钟完全入门](https://www.bilibili.com/video/BV1KD4y1S7FL)(也可以看别人的，非推荐)。

然后就是推送到远程仓库中：

![image-20230203234748868](https://cdn.jsdelivr.net/gh/xmmmmmovo/ResourcesBackup/blog/202302032347887.png)

上面两幅图都发生了两件事，一是在本地提交，二是推送到远程仓库，用图片来说就是下面两幅图：

![git-tutorial](https://cdn.jsdelivr.net/gh/xmmmmmovo/ResourcesBackup/blog/202302040000733.png)

Push则可以理解为将本地Git与远端Github同步：

![git-tutorial](https://cdn.jsdelivr.net/gh/xmmmmmovo/ResourcesBackup/blog/202302040001553.png)

之后开发完成之后在Github仓库中进行pullrequest操作，请求合并到dev分支中：

![image-20230204000612517](https://cdn.jsdelivr.net/gh/xmmmmmovo/ResourcesBackup/blog/202302040006542.png)

![image-20230204000753682](https://cdn.jsdelivr.net/gh/xmmmmmovo/ResourcesBackup/blog/202302040007704.png)

然后在群里找别人对你的代码进行code review。

![image-20230204001127930](https://cdn.jsdelivr.net/gh/xmmmmmovo/ResourcesBackup/blog/202302040011961.png)

Merge后请务必删除分支：

![image-20230204001557773](https://cdn.jsdelivr.net/gh/xmmmmmovo/ResourcesBackup/blog/202302040015794.png)

如果本地不需要更新/更改了请也删除分支：

![image-20230204001643111](https://cdn.jsdelivr.net/gh/xmmmmmovo/ResourcesBackup/blog/202302040016133.png)

## 冲突解决

事实上，分支合并有可能不会直接通过，会发生`conflict`，这时候就需要手动解决`conflict`，比如同时还有另外一位同学正在开发第二个`输出404NotFound`的功能，当他开发完成后进行正常push，准备合并的时候，此时系统就会提示有冲突，需要resolve。

![image-20230204002158143](https://cdn.jsdelivr.net/gh/xmmmmmovo/ResourcesBackup/blog/202302040021165.png)

![image-20230204002409353](https://cdn.jsdelivr.net/gh/xmmmmmovo/ResourcesBackup/blog/202302040024376.png)

![image-20230204002537452](https://cdn.jsdelivr.net/gh/xmmmmmovo/ResourcesBackup/blog/202302040025475.png)

**注意：**

**解决conflict时，别人写的不一定是需要删的，有可能是别的需求，可以一起保留。如果看不出来在群里问。**

**解决conflict时，别人写的不一定是需要删的，有可能是别的需求，可以一起保留。如果看不出来在群里问。**

**解决conflict时，别人写的不一定是需要删的，有可能是别的需求，可以一起保留。如果看不出来在群里问。**

然后就可以 review and merge 了。

自此，一个简单的需求便完成了。

Git多人协作教程

本篇文章记录了我配了一个晚上作业环境的经过......



## 起因

其实并没有什么起因，只是单纯的讲师布置了作业让我们完成，第一步便是配置环境而已。

事情回到上午，A1 released，下载，解压，`code .`打开扫一眼，发现就只有一个QT环境，那环境岂不是轻松拿捏。但事实是我错了，晚上吃完饭开始搞，一直搞到凌晨，才成功运行。本文章就来记录一下晚上配置环境的经过。

## 噩梦的开始

通过阅读`readme.txt`，说明了QT版本为`5.13.0`并给出了下载地址。一顿安装后，启动`QT Creator`！打开`RaytraceRenderWindow.pro`，运行！报错！

What？怎么报错了？？仔细看看先......

![](https://cdn.jsdelivr.net/gh/xmmmmmovo/ResourcesBackup/blog/originproblem.png)

hummmmmm，看上去像是clang不支持一个库，几经搜索得到了下面此噩耗。

![](https://cdn.jsdelivr.net/gh/xmmmmmovo/ResourcesBackup/blog/20221016203618.png)

当然，回复也给了解决方案：

![](https://cdn.jsdelivr.net/gh/xmmmmmovo/ResourcesBackup/blog/20221016203733.png)

啊哈，这不就安装一下完事儿了！

![](https://cdn.jsdelivr.net/gh/xmmmmmovo/ResourcesBackup/blog/reinstall.png)

安装！链接！启动！报错！

What？？怎么又报错了？？？再仔细看看先......

奥，原来是没有链接上（这个时候我就应该意识到不对劲），我再单独链接一下咯，此时`.pro`文件已经由

![](https://cdn.jsdelivr.net/gh/xmmmmmovo/ResourcesBackup/blog/original.png)

变为了

![](https://cdn.jsdelivr.net/gh/xmmmmmovo/ResourcesBackup/blog/sec2.png)

编译！运行！报错！

为什么还是报错？？？我再再再看一下......

![](https://cdn.jsdelivr.net/gh/xmmmmmovo/ResourcesBackup/blog/libarchwrong.png)

亏贼！`5.13.0`版本居然只有编译到`x86_64`版本的！而`brew`安装的只有编译为`arm64`的，所以根本没办法用！但是在下还是想到了两个解决方案：

- 将QT版本升级到有`arm64`的
- 自己编译一份`libomp`或者找找别人编译过的

有了大致方案，开干！

## 搞定！

### PlanA

首先测试第一种方案，将QT版本升级到6以上，再进行编译链接。

编译！报错！

![](https://cdn.jsdelivr.net/gh/xmmmmmovo/ResourcesBackup/blog/openfind.png)

啊？又又又又报错了？定睛一看，阿西吧！怎么不支持OpenGL啊，只能寄希望于`PlanB`了。

### PlanB

啊！`PlanA`寄了，只能网上去搜索，翻了一页又一页谷歌，终于，功夫不负有心人，有一位大佬编译好了一份，并且支持arm和x86双架构([链接在此](https://mac.r-project.org/openmp/))！

下载！链接！编译！运行！成功！

终于！

![final](https://cdn.jsdelivr.net/gh/xmmmmmovo/ResourcesBackup/blog/finalshow.png)

最后附上改完的`.pro`文件：

![](https://cdn.jsdelivr.net/gh/xmmmmmovo/ResourcesBackup/blog/final.png)

```qmake
#adding openMP
unix:!macx {
    QMAKE_CXXFLAGS+= -fopenmp -Wall
    LIBS += -fopenmp
}

macx: {
    QMAKE_CXXFLAGS += -Xpreprocessor -fopenmp -lomp -I../libs/libomp/include
    QMAKE_LFLAGS += -lomp
    LIBS += -L../libs/libomp/lib

    # remove package time, accelerate the compile period
    CONFIG -= app_bundle
}
```

![](https://cdn.jsdelivr.net/gh/xmmmmmovo/ResourcesBackup/blog/20221016212910.png)

## 总结

此事让我感觉到了`MACOS`真的是多么的难用(当然也有`qmake`这种老旧`build system`的原因)，前年刚使用时觉得无比的好用，但是经历过这两年无数环境问题和配环境的痛苦，因为系统不开放而导致的很多妥协的方法，真的让我感觉到这个系统绝对是不适用于程序员的，让我怀念的反而是让我用了只有半年的`Linux`，随着`Electron`技术的发展，`Linux`系统的软件差距将会逐渐减少，终有一天，我还是会换回`Linux`。