光线投射器初始化与计算光线长度方向的代码解析

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问题:

请解释以下代码 void RayCaster::setupRayCaster(const Point& start_scaled, const Point& end_scaled) { if (std::isnan(start_scaled.x()) || std::isnan(start_scaled.y()) || std::isnan(start_scaled.z()) || std::isnan(end_scaled.x()) || std::isnan(end_scaled.y()) || std::isnan(end_scaled.z())) { ray_length_in_steps_ = 0; return; }

curr_index_ = getGridIndexFromPoint<GlobalIndex>(start_scaled); const GlobalIndex end_index = getGridIndexFromPoint<GlobalIndex>(end_scaled); const GlobalIndex diff_index = end_index - curr_index_;

current_step_ = 0;

ray_length_in_steps_ = std::abs(diff_index.x()) + std::abs(diff_index.y()) + std::abs(diff_index.z());

const Ray ray_scaled = end_scaled - start_scaled;

ray_step_signs_ = AnyIndex(signum(ray_scaled.x()), signum(ray_scaled.y()), signum(ray_scaled.z()));

const AnyIndex corrected_step(std::max(0, ray_step_signs_.x()),

回答:

这段代码是一个C++成员函数 setupRayCaster 的实现,属于 RayCaster 类。该函数的主要目的是设置光线投射器的初始状态,计算光线的长度和步进方向。以下是对代码的逐行解释:

  1. 函数签名:

    void RayCaster::setupRayCaster(const Point& start_scaled, const Point& end_scaled)
    

    这是 RayCaster 类的一个成员函数,接受两个参数 start_scaledend_scaled,它们都是 Point 类型的引用,表示光线的起始点和结束点。

  2. 检查 NaN 值:

    if (std::isnan(start_scaled.x()) || std::isnan(start_scaled.y()) ||
        std::isnan(start_scaled.z()) || std::isnan(end_scaled.x()) ||
        std::isnan(end_scaled.y()) || std::isnan(end_scaled.z())) {
        ray_length_in_steps_ = 0;
        return;
    }
    

    这段代码检查起始点和结束点的坐标是否为 NaN(不是一个数字)。如果任一坐标为 NaN,则将 ray_length_in_steps_ 设置为 0,并返回,表示光线的长度无效。

  3. 获取网格索引:

    curr_index_ = getGridIndexFromPoint<GlobalIndex>(start_scaled);
    const GlobalIndex end_index = getGridIndexFromPoint<GlobalIndex>(end_scaled);
    const GlobalIndex diff_index = end_index - curr_index_;
    

    这里调用 getGridIndexFromPoint 函数,将起始点和结束点转换为网格索引。curr_index_ 存储起始点的网格索引,end_index 存储结束点的网格索引,diff_index 计算结束点和起始点之间的索引差。

  4. 初始化当前步数:

    current_step_ = 0;
    

    将当前步数初始化为 0。

  5. 计算光线长度:

    ray_length_in_steps_ = std::abs(diff_index.x()) + std::abs(diff_index.y()) +
                           std::abs(diff_index.z());
    

    计算光线在网格中的长度,使用 std::abs 计算每个维度的绝对差值并求和。

  6. 计算光线方向:

    const Ray ray_scaled = end_scaled - start_scaled;
    

    计算光线的方向向量 ray_scaled,即结束点与起始点的差。

  7. 确定步进方向:

    ray_step_signs_ = AnyIndex(signum(ray_scaled.x()), signum(ray_scaled.y()),
                               signum(ray_scaled.z()));
    

    使用 signum 函数计算光线在每个维度上的步进方向(-1, 0, 1),并将结果存储在 ray_step_signs_ 中。

  8. 修正步进值:

    const AnyIndex corrected_step(std::max(0, ray_step_signs_.x()),
    

    这行代码的后半部分没有显示,但可以推测它是用来修正步进值的,确保步进值为非负。

总结来说,这段代码的功能是初始化光线投射器的状态,检查输入的有效性,计算光线的长度和方向,并准备好进行光线投射的后续