Добрый день

Есть прямоугольник в пространстве, удобно описать его так

C++ (Qt)
struct CRect3D {
 QVector3D cntr;     // центр прямоугольника
 QVector3D u, v;    // вектора (половинной длины) вдоль осей прямоугольника
 QVector3D N;       // нормаль к прямоугольнику (все равно понадобится) 
};
 

Задача: для произвольной целевой точки p найти упрощенный вектор "направления на прямоугольник". Ясно что если прямоугольник "достаточно далеко" (его размеры достаточно малы по сравнению с расстоянием до целевой точки), то просто берем вектор "центр минус точка", и все дела. А вот что делать если прямоугольник "достаточно близко"?

Др. словами: есть комната, в ней окно, нужно упрощенно рассчитать как это окно светит. Почему "упрощенно"? Конечно, полное аналитическое решение есть/реализовано, но оно совершенно неприемлемо по скорости для интерактивного preview.

В общем, типичная задачка типа "близок локоть да не укусишь"  Гуглить можно довольно долго, много "чего-то похожего", но готового решения (a la Assistent) нет - буду только рад если ошибся. Поэтому не стыдящиеся "изобретать велосипед"  - welcome (ну если такие еще остались  )

Спасибо

Хмм... ну давайте я попробую "перевести" в стандартные термины, а Вы поправьте если я не так понял.

Источник светящий пятном хорошо известен ("spot", прожектор) и он есть даже в OpenGL. По существу Вы предлагаете поставить такой в центр окна и задать ему угол 180 градусов. Никаких пересечений там считать не нужно, все получается гораздо проще, и по скорости для preview все нормально. Но, к сожалению, он дает слишком уж грубое приближение вблизи окна - там получается темно, а должно быть светло. Если интересно могу показать картинки.

Лучше не запутывать дело словом "рассеянный", т.к. это можно понимать как "вторичный" (переотраженный) свет. Нас интересует только первичный свет (т.е. если из точки окна вообще не видно, то в этой точке темнота). Никаких явных прямоугольников на полу нет (да, за окном только облака). Проблема в том что источник имеет площадь, этим можно пренебречь на дальних расстояниях, но не на близких. Как всегда для рассчитываемой точки имеется ее позиция и нормаль. Данных которые могут быть предвычислены нет - пользователь может наполнять комнату чем захочет или вообще сцена outdoor (напр на улице)

Формула (если такой источник достаточно далеко) очень проста

L = L0 * S / (PI * 2 * distance * distance) * dot(-light_Normal, dir2LightCenter) * dot(surface_Normal, dir2LightCenter);

Где
S - площадь прямоугольника
L0 - интенсивность (задаваемая пользователем)
distance - расстояние от точки до центра
ну и 2 очевидных косинуса

Но какой-то приличный результат получается начиная примерно со 100 самплов, причем самплить лучше адаптивно. Аналитическое выражение тоже есть, но оно довольно обширно, поэтому скажу просто: по скорости еще хуже. Нужно считать побыстрее снижая качество - это preview

Edit:: забыл в формуле самое главное  (distance) - он же падает квадратично. Подправился