光线跟踪程序（Ray Tracer）
简介
Ray Tracing的目标是生成一张包含场景内物体，具有真实感的图像，因此实现一个简单的Ray Tracing算法并不需要显式地构建一个可视的三维场景，只需要隐式地构建三维空间就可以了。
Ray Tracing能够实现一些使得画面更具真实感的效果，包括阴影、折射和反射，这些效果的本质是这张图片中颜色的变化，本程序即实现了这些效果，也就是量化这些颜色的变化。为了这些效果，也要对object的性质量化：表面颜色，反射性质，透射性质，然后利用公式计算得到每一个像素点的颜色。
本程序目前已实现的功能：
- 可以显示基本的几何图形，包括球体、无限平面、三角形、矩形、任意多边形、长方体、组合几何图形等；
- 可以显示镜面反射、漫反射、折射等效果；
- 可以读取obj模型文件并显示，包括纹理显示；
- 可以生成动画，包括相机运动、场景中物体运动等；
- 对渲染速度进行了一定程度的优化。
程序结构
Matrix.h和Matrix.cpp文件：定义了二维、三维点或向量类和4阶矩阵等，还有一些计算函数；Ray类：光线，包括原点及方向属性，以及计算中途任意一点的坐标的方法；Geometry类：所有几何图形的虚拟父类，提供表面颜色、发光颜色、透明度、反射系数等属性，以及用于和光线求交的intersect()方法；Sphere类：球体，是几何图形子类，包括球心和半径等属性，可用作光源；Plane类：平面（无边界），是几何图形子类，包括平面的显示方程中的点和法向量；Triangle类：三角形，是几何图形子类，包括3个顶点坐标；Polygon类：多边形，是几何图形子类，包括各个顶点坐标；Box类：长方体，是几何图形子类，包括原点坐标和大小；GeometryUnion类：组合几何图形，是几何图形子类，由多个（可以是不同类型的）几何图形组合成的新的几何图形；Mesh类：三角网格复杂几何图形，是组合几何图形子类，可以读取obj模型，包括纹理贴图信息等；Scene类：场景，包含场景的背景光颜色属性，和1个Geometry容器，可向场景中添加Geometry的任何子类；Camera类：相机，包含各种相机参数、图像尺寸，和1个cv::Mat图像保存渲染后的图像，以及用于渲染场景的render()方法和用于递归跟踪光线的trace()函数（为了提高效率，trace()函数为单独函数，不属于Camera类）；MathConstant.h文件：包含程序中用到的所有数学相关的常量；shared_ptr.h文件：包装std::tr1::shared_ptr的头文件；TexturePool类：纹理图像池，用于预先读取所有纹理图像，加快纹理计算速度；main函数：主程序，设计了一个旋转动画，向场景中添加了固定的几个几何图形，不停移动相机位置及相机指向并渲染显示每一帧，达到动画效果，并录制成视频文件。