光线追迹教程（第 D 部分）：添加形状与材料

在前面的部分中，你使用了已经为你设置好的对象：两个棱镜、 一个透镜、一个光阑和一个探测器。在本部分中，你将向 场景中添加一个全新的对象。这涉及两个步骤：

• 定义 网格（用于光线追迹的 3D 形状）。
• 从中选择形状所用的 光学材料。

我们将创建一个新的自由对象，启用从形状数据库获取的复杂网格，然后 用经典的光线追迹形状替换默认盒体：茶壶。

步骤 1：创建新的自由对象

从你在 第 C 部分 完成的场景开始 （已放置透镜、光阑与探测器）。要添加一个新对象：

1. 在地面网格的空白区域上右键点击（确保你没有点击到对象）。
2. 在上下文菜单中选择 Objects → New free object，如 ?? 所示。
3. 场景中将出现一个新的盒状对象，如 ?? 所示。 你可能需要稍微缩小以便看到它。

步骤 2：启用复杂网格

新的自由对象起始使用一个简单的盒状网格。要使用数据库中更复杂的形状 （例如茶壶），你必须先启用复杂网格：

1. 右键点击新盒体并选择 Mesh editor，如 ?? 所示。
2. 网格编辑器将打开。起初网格为 disabled——这表示该对象 仅使用简单的盒状几何。
3. 点击 Disabled 按钮以启用复杂网格。面板现在显示一个 Shape Database 条目，并选择了 box，如 ?? 所示。

此时对象已具有完整的网格表示，但我们仍在使用盒体。在下一步中， 我们将把形状替换为茶壶。

步骤 3：从形状数据库加载茶壶

在网格编辑器中，保持在 Shape Database 选项卡。我们现在选择茶壶并 设置其尺寸：

1. 将 xyz size 字段设置为 dx = 5.0e-2 m, dy = 5.0e-2 m, dz = 5.0e-2 m，如 ?? 所示。这会使茶壶 足够小，从而能舒适地放入场景中。
2. 点击 Shape from database 旁边的 ... 按钮。这将打开 形状浏览器，如 ?? 所示。
3. 双击 teapot 以选择它。
4. 关闭网格编辑器。

当你关闭网格编辑器后，场景中应当包含一个茶壶形状对象来替代 原始盒体，类似于 ??。

步骤 4：设置光学材料

网格仅定义几何形状。要完成该对象，你还需要选择茶壶所用的材料：

1. 右键点击茶壶并选择 Edit object，如 ?? 所示。
2. 在对象编辑器中，在 Optical material 下，从材料数据库中选择合适的玻璃 （例如 glasses/flint/BAF10.yml），如 ?? 所示。
3. 可选：调整 Alpha 值以改变茶壶在 3D 视图中的透明程度。
4. 点击绿色对勾图标关闭对象编辑器。

步骤 5：放置茶壶并运行仿真

最后，将茶壶移入光束并运行光线追迹器：

1. 用鼠标左键拖拽茶壶，直到它位于透镜与探测器之间的光路中，如 ?? 所示。
2. 如果碰撞检测阻止其穿过其他物体，在拖拽时按住 Shift 以强制移动。
3. 点击 Run simulation（或按 F9）在茶壶就位后重新追迹光线。

你现在应当能看到光线穿过茶壶并绕过茶壶，散射到探测器上。 尝试旋转相机以观察由茶壶形成的焦散与阴影区域。你也可以 重复 第 C 部分 中的步骤来检查更新后的 探测器图像与效率。