使用QOpenGLWidget()实现光线追踪算法

使用QOpenGLWidget类可以方便地在Qt中实现光线追踪算法，并进行渲染显示。下面是一个简单的光线追踪算法的示例代码：

#include <QOpenGLWidget>
#include <QOpenGLFunctions>
#include <QOpenGLShaderProgram>
#include <QOpenGLBuffer>
#include <QOpenGLVertexArrayObject>
#include <QTimer>

class RayTracingWidget : public QOpenGLWidget, protected QOpenGLFunctions
{
public:
    RayTracingWidget(QWidget *parent = nullptr) : QOpenGLWidget(parent) {}

protected:
    void initializeGL()
    {
        initializeOpenGLFunctions();

        // 创建着色器程序并编译链接着色器
        shaderProgram = new QOpenGLShaderProgram();
        shaderProgram->addShaderFromSourceFile(QOpenGLShader::Vertex, "vertex_shader.vert");
        shaderProgram->addShaderFromSourceFile(QOpenGLShader::Fragment, "fragment_shader.frag");
        shaderProgram->link();
        shaderProgram->bind();

        // 创建顶点数据
        float vertices[] = {
            -1.0f, -1.0f,
            -1.0f, 1.0f,
            1.0f, -1.0f,
            1.0f, 1.0f
        };

        // 创建顶点缓冲和顶点数组对象
        vbo.create();
        vbo.bind();
        vbo.setUsagePattern(QOpenGLBuffer::StaticDraw);
        vbo.allocate(vertices, sizeof(vertices));

        vao.create();
        vao.bind();
        shaderProgram->enableAttributeArray(0);
        shaderProgram->setAttributeBuffer(0, GL_FLOAT, 0, 2);
        vao.release();

        // 启动定时器更新绘制
        connect(&timer, &QTimer::timeout, this, &RayTracingWidget::update);
        timer.start(16);
    }

    void paintGL()
    {
        glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);
        glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);

        // 绘制四边形
        vao.bind();
        glDrawArrays(GL_TRIANGLE_STRIP, 0, 4);
        vao.release();
    }

    void resizeGL(int w, int h)
    {
        glViewport(0, 0, w, h);
    }

private:
    QTimer timer;
    QOpenGLShaderProgram *shaderProgram;
    QOpenGLBuffer vbo;
    QOpenGLVertexArrayObject vao;
};

int main(int argc, char *argv[])
{
    QApplication a(argc, argv);

    RayTracingWidget w;
    w.show();

    return a.exec();
}

这段代码以QOpenGLWidget为基类，实现了一个简单的光线追踪算法的渲染器。在initializeGL函数中，我们首先初始化OpenGL函数，并创建和链接着色器程序。然后创建了一个四边形的顶点数据，并将其储存在顶点缓冲中。之后创建了一个顶点数组对象，并设置了顶点属性指针。最后启动一个定时器，用于定期更新绘制。

在paintGL函数中，我们首先清空背景，并绘制出之前创建的四边形。

在resizeGL函数中，我们设置OpenGL视口的大小为窗口大小。

在main函数中，我们创建了RayTracingWidget对象，并将其显示出来。

可以通过使用自定义的顶点和片段着色器来实现光线追踪算法的具体细节。这里为简洁起见，使用了已经存在的顶点和片段着色器文件vertex_shader.vert和fragment_shader.frag。你可以根据自己的需求编写这两个着色器文件，实现光线追踪算法的具体效果。

在该例子中，我们使用QOpenGLWidget类实现了一个简单的光线追踪算法渲染器，并展示了如何使用该类进行渲染显示。你可以根据自己的需要进行适当的修改和拓展，实现更复杂的光线追踪算法。