引导网格 - C++

引导网格(Grid)是计算机图形学中一种常见的数据结构，用于描述三维空间中的物体表面以及进行如光线追踪等操作。引导网格可以看作是由多个曲面片拼接而成的网格，其中每个曲面片和相邻曲面片之间共享一条公共边。

实现

在C++中，引导网格通常使用面-边(面片)构成的数据结构来表示。一个面片通常包括若干个(通常三个)顶点和若干个相邻面片的索引。例如：

struct Face {
    int v[3]; // 三个顶点的索引
    int n[3]; // 三个相邻面片的索引
};

实际应用中，通常还需要使用各种加速数据结构(如kd-tree)对网格进行优化，以提高求交或渲染性能。

光线追踪

对于一个给定的引导网格，要判断一条光线是否与之相交，可以采用以下方法：

1. 判断光线是否与网格所在的包围盒相交，如果不相交则可以直接返回无交点。
2. 遍历网格中的每个三角形面片(Face)，分别判断光线与其是否相交。
3. 如果光线与某个面片相交，则计算出交点以及法向量，并将该点与之前计算出的任何交点进行比较，最终得到与光线最近的交点。

另外需要注意的是，由于三角形面片通常是不会自交的，因此在进行遍历时可以排除自交(face self-intersection)的情况，以提高效率。

相关库

在C++中，有许多优秀的开源库可供使用，如OpenMesh、Libigl等，它们提供了丰富的数据结构和算法实现。此外，还有许多非常流行的渲染引擎，如OpenGL、DirectX等，它们也提供了相应的网格加载，渲染和光线追踪等功能。

int main() {
    return 0;
}