一个基于 Vulkan Compute Shader 实现的高性能实时/渐进式路径追踪渲染器（Path Tracer），采用现代化 C++17 编写，集成了物理材质系统（PBR）、保边双边滤波降噪、多级泛光（Bloom）、Nishita 大气物理天空模型以及基于 Dear ImGui + SDL3 的实时编辑器界面。
- GLTF 2.0 模型加载支持：集成
tinygltf库，支持.gltf与.glb3D 模型格式解析与导入，支持网格几何体、PBR 材质（Base Color / Metallic-Roughness / Normal 贴图）及纹理坐标自动绑定。 - 相机控制逻辑优化：改进相机移动与视角平滑漫游逻辑，提升交互操控体验。
- 窗口事件与退出处理优化：完善 SDL 窗口关闭事件流，确保图形管线与 Vulkan 资源优雅释放。
- 随机数生成质量大幅提升：引入 Murmur3 哈希（
murmur3Mix+initRng）对 PCG4D 初始 seed 进行打散，彻底消除低 SPP（1–4帧）下的结构性噪声条纹 Pattern。
- 硬件 RTX 光追管线（
VK_KHR_ray_tracing_pipeline）、原生显示器 HDR 输出（ScRGB / HDR10）。
- 硬件 RTX 光追管线 (KHR Ray Tracing Pipeline)：基于 Vulkan
VK_KHR_ray_tracing_pipeline与VK_KHR_acceleration_structure，利用现代 GPU（如 NVIDIA RTX / AMD RDNA2+）硬件 RT Core 加速光线求交与 BVH 遍历。 - 通用 Compute Shader 软件光追：纯计算着色器方案，内置 CPU SAH 扁平化 BVH，不依赖硬件光追专有扩展，可在几乎所有 Vulkan 1.2+ GPU 上流畅运行。
- 运行时无缝热切换：可在编辑器界面中一键切换渲染后端，方便对比验证硬件光追与软件光追性能与结果。
- 渐进式采样与累加：支持 Accumulation Buffer 渐进累加采样（SPP 累加计数），提供极佳的交互式预览与高清降噪出图体验。
- 物理景深 (Depth of Field)：支持可调光圈半径（Aperture）与对焦距离（Focus Distance）的真实薄透镜景深模拟。
- 宽色域与超高动态范围：原生支持 Windows HDR 模式，自动协商或强制切换 ScRGB (FP16 线性) 与 HDR10 (BT.2020 + ST 2084 PQ) 输出。
- 双层离屏混合架构：通过专用 GPU 复合着色器（Composite Pass），将高动态 HDR 渲染视口与 SDR ImGui 用户界面高保真精准合成，杜绝 UI 亮化刺眼或视口变暗。
- 动态物理标定调控：支持白纸参考亮度（Paper White Nits）、峰值亮度（Peak Nits）与 Soft Knee 软膝高光滚降实时滑块调节。
- 工业级 HDR 图像导出：视口支持直接保存为 Radiance
.hdr高动态范围辐射率图，完美保留真实场景光照强度。
- 多种材质模型：
- Lambertian 漫反射
- Metallic-Roughness 金属/粗糙度
- Dielectric 玻璃折射与透射（Fresnel 反射、可调 IOR 折射率）
- Emissive 面光源/发光材质（支持颜色与发光强度实时调节）
- 丰富贴图通道：支持 Albedo 基础色、Roughness 粗糙度贴图、Normal/Bump 法线凹凸贴图映射。
- Nishita 1993 大气散射天空：支持太阳高度角（Elevation）、方位角（Azimuth）以及大气浑浊度参数实时调节。
- 保边双边滤波降噪 (Edge-Avoiding Bilateral Denoise)：利用法线、深度与颜色导向缓冲实现低采样下的快速去噪。
- 多级物理泛光 (Physically Based Bloom)：基于 Brightness Threshold -> 逐级 Downsample -> 逐级 Upsample 混合。
- 色彩与色调映射 (Tone Mapping)：支持 ACES Filmic、Reinhard、线性 HDR 等多种算法，支持曝光度与 Gamma 实时调整。
- Docking 布局与界面：集成 Dear ImGui 与 SDL3，支持面板自由停靠、材质实时编辑、场景树管理。
- 内置模型与文件浏览器：自带 Wavefront OBJ 与 GLTF 2.0 (.gltf / .glb) 模型加载器，内置可视化文件浏览器，支持一键切换预设康奈尔盒（Cornell Box）模型与自定义模型导入。
- 双模式相机控制器：支持第一人称自由漫游（WASD + QE + 鼠标右键）与观察视角（Orbit）。
- 实用工具：集成 spdlog 运行时控制台输出、视口 HDR/PNG 一键截图导出。
| 组件 | 用途 |
|---|---|
| Vulkan 1.2+ | 底层跨平台图形与计算 API |
| SDL3 | 窗口创建与多平台输入事件管理 |
| Dear ImGui (Docking) | 运行时图形用户交互界面 |
| GLM | 向量与矩阵数学库 |
| spdlog / fmt | 高性能日志与格式化输出 |
| tinygltf | GLTF 2.0 3D 模型格式解析（单头文件） |
| tinyobjloader | OBJ 3D 模型格式解析（单头文件） |
| stb_image / stb_image_write | 贴图加载与截图导出（单头文件） |
| nlohmann/json | 配置与数据序列化（单头文件） |
- 操作系统：Windows 10/11 64-bit
- 编译器：支持 C++17 的编译器（如 MSVC 2019+ 或 MinGW-w64 GCC 10+）
- 构建工具：CMake 3.16+
- 图形环境：Vulkan SDK（建议 1.3+）
- 包管理器：推荐使用 vcpkg 管理依赖
-
安装依赖项（通过 vcpkg）：
vcpkg install imgui[docking-experimental-binding,vulkan-binding,sdl3-binding] sdl3 vulkan spdlog fmt glm --triplet x64-windows
-
配置与构建工程：
# 克隆仓库 git clone https://github.com/dutou520/NeuVulkanRenderer_RayTracing.git cd NeuVulkanRenderer_RayTracing # 配置 CMake（请将 VCPKG_ROOT 替换为你的 vcpkg 实际路径） cmake -B build -S . -DCMAKE_TOOLCHAIN_FILE="$env:VCPKG_ROOT/scripts/buildsystems/vcpkg.cmake" # 开始编译 cmake --build build --config Release
-
运行程序：
cd build ./NeuTracingRender.exe
| 操作 | 对应功能 |
|---|---|
| 按住鼠标右键 + 移动 | 旋转相机视角（Pitch / Yaw） |
| W / A / S / D | 前进 / 向左 / 后退 / 向右 |
| E / Q | 上升 / 下降 |
| Shift | 相机快速移动加速 |
| 菜单栏 -> 文件 -> 加载康奈尔盒 | 重新加载预设 Cornell Box 场景 |
| 菜单栏 -> 相机 -> 重置视角 | 将相机重置为经典康奈尔盒正交正视角 |
| 菜单栏 -> 文件 -> 保存截图 | 截取当前累加画质并保存为 screenshot.png |
├── include/ # 核心头文件 (BVH, Camera, Scene, Material, PathTracerCore 等)
├── source/ # 核心实现代码与主入口
├── resource/ # 项目依赖资源
│ ├── fonts/ # 中文字体 (思源黑体)
│ ├── models/ # 默认 3D 几何模型 (cornelbox.obj)
│ ├── shaders/ # GLSL 源码与预编译 SPV (Compute Shader, Bloom, Denoise 等)
│ └── textures/ # 基础材质与法线贴图
├── docs/ # 项目文档及展示图片
├── ThirParty/ # stb, tinyobjloader, nlohmann-json 等第三方头文件库
└── CMakeLists.txt # CMake 自动化工程配置文件