ViewVC Help
View File | Revision Log | Show Annotations | Download File | Root Listing
root/radiance/ray/src/rt/aniso.c
(Generate patch)

Comparing ray/src/rt/aniso.c (file contents):
Revision 2.55 by greg, Sun Jul 29 21:56:16 2012 UTC vs.
Revision 2.67 by greg, Thu Dec 19 23:25:28 2024 UTC

# Line 14 | Line 14 | static const char RCSid[] = "$Id$";
14   #include  "source.h"
15   #include  "func.h"
16   #include  "random.h"
17 + #include  "pmapmat.h"
18  
19   #ifndef  MAXITER
20   #define  MAXITER        10              /* maximum # specular ray attempts */
# Line 41 | Line 42 | static const char RCSid[] = "$Id$";
42   #define  SP_FLAT        04              /* reflecting surface is flat */
43   #define  SP_RBLT        010             /* reflection below sample threshold */
44   #define  SP_TBLT        020             /* transmission below threshold */
44 – #define  SP_BADU        040             /* bad u direction calculation */
45  
46   typedef struct {
47          OBJREC  *mp;            /* material pointer */
48          RAY  *rp;               /* ray pointer */
49          short  specfl;          /* specularity flags, defined above */
50 <        COLOR  mcolor;          /* color of this material */
51 <        COLOR  scolor;          /* color of specular component */
52 <        FVECT  vrefl;           /* vector in reflected direction */
50 >        SCOLOR  mcolor;         /* color of this material */
51 >        SCOLOR  scolor;         /* color of specular component */
52          FVECT  prdir;           /* vector in transmitted direction */
53          FVECT  u, v;            /* u and v vectors orienting anisotropy */
54          double  u_alpha;        /* u roughness */
# Line 67 | Line 66 | static void agaussamp(ANISODAT  *np);
66  
67   static void
68   diraniso(               /* compute source contribution */
69 <        COLOR  cval,                    /* returned coefficient */
69 >        SCOLOR  scval,                  /* returned coefficient */
70          void  *nnp,                     /* material data */
71          FVECT  ldir,                    /* light source direction */
72          double  omega                   /* light source size */
# Line 78 | Line 77 | diraniso(              /* compute source contribution */
77          double  dtmp, dtmp1, dtmp2;
78          FVECT  h;
79          double  au2, av2;
80 <        COLOR  ctmp;
80 >        SCOLOR  sctmp;
81  
82 <        setcolor(cval, 0.0, 0.0, 0.0);
82 >        scolorblack(scval);
83  
84          ldot = DOT(np->pnorm, ldir);
85  
# Line 93 | Line 92 | diraniso(              /* compute source contribution */
92                   *  color.  The diffuse reflected component will always be
93                   *  modified by the color of the material.
94                   */
95 <                copycolor(ctmp, np->mcolor);
95 >                copyscolor(sctmp, np->mcolor);
96                  dtmp = ldot * omega * np->rdiff * (1.0/PI);
97 <                scalecolor(ctmp, dtmp);
98 <                addcolor(cval, ctmp);
97 >                scalescolor(sctmp, dtmp);
98 >                saddscolor(scval, sctmp);
99          }
100 <        if (ldot > FTINY && (np->specfl&(SP_REFL|SP_BADU)) == SP_REFL) {
100 >
101 >        if ((ldot < -FTINY) & (np->tdiff > FTINY)) {
102                  /*
103 +                 *  Compute diffuse transmission.
104 +                 */
105 +                copyscolor(sctmp, np->mcolor);
106 +                dtmp = -ldot * omega * np->tdiff * (1.0/PI);
107 +                scalescolor(sctmp, dtmp);
108 +                saddscolor(scval, sctmp);
109 +        }
110 +        
111 +        if (ambRayInPmap(np->rp))
112 +                return;         /* specular accounted for in photon map */
113 +
114 +        if (ldot > FTINY && np->specfl&SP_REFL) {
115 +                /*
116                   *  Compute specular reflection coefficient using
117                   *  anisotropic Gaussian distribution model.
118                   */
# Line 125 | Line 138 | diraniso(              /* compute source contribution */
138                                  (PI * dtmp*dtmp * sqrt(au2*av2));
139                                                  /* worth using? */
140                  if (dtmp > FTINY) {
141 <                        copycolor(ctmp, np->scolor);
141 >                        copyscolor(sctmp, np->scolor);
142                          dtmp *= ldot * omega;
143 <                        scalecolor(ctmp, dtmp);
144 <                        addcolor(cval, ctmp);
143 >                        scalescolor(sctmp, dtmp);
144 >                        saddscolor(scval, sctmp);
145                  }
146          }
147 <        if ((ldot < -FTINY) & (np->tdiff > FTINY)) {
147 >        
148 >        if (ldot < -FTINY && np->specfl&SP_TRAN) {
149                  /*
136 –                 *  Compute diffuse transmission.
137 –                 */
138 –                copycolor(ctmp, np->mcolor);
139 –                dtmp = -ldot * omega * np->tdiff * (1.0/PI);
140 –                scalecolor(ctmp, dtmp);
141 –                addcolor(cval, ctmp);
142 –        }
143 –        if (ldot < -FTINY && (np->specfl&(SP_TRAN|SP_BADU)) == SP_TRAN) {
144 –                /*
150                   *  Compute specular transmission.  Specular transmission
151                   *  is always modified by material color.
152                   */
# Line 155 | Line 160 | diraniso(              /* compute source contribution */
160                  if (dtmp > FTINY*FTINY) {
161                          dtmp1 = DOT(h,np->pnorm);
162                          dtmp = 1.0 - dtmp1*dtmp1/dtmp;
163 <                        if (dtmp > FTINY*FTINY) {
164 <                                dtmp1 = DOT(h,np->u);
165 <                                dtmp1 *= dtmp1 / au2;
166 <                                dtmp2 = DOT(h,np->v);
167 <                                dtmp2 *= dtmp2 / av2;
168 <                                dtmp = (dtmp1 + dtmp2) / dtmp;
169 <                        }
163 >                }
164 >                if (dtmp > FTINY*FTINY) {
165 >                        dtmp1 = DOT(h,np->u);
166 >                        dtmp1 *= dtmp1 / au2;
167 >                        dtmp2 = DOT(h,np->v);
168 >                        dtmp2 *= dtmp2 / av2;
169 >                        dtmp = (dtmp1 + dtmp2) / dtmp;
170 >                        dtmp = exp(-dtmp);
171                  } else
172 <                        dtmp = 0.0;
172 >                        dtmp = 1.0;
173                                                  /* Gaussian */
174 <                dtmp = exp(-dtmp) * (1.0/PI) * sqrt(-ldot/(np->pdot*au2*av2));
174 >                dtmp *= (1.0/PI) * sqrt(-ldot/(np->pdot*au2*av2));
175                                                  /* worth using? */
176                  if (dtmp > FTINY) {
177 <                        copycolor(ctmp, np->mcolor);
177 >                        copyscolor(sctmp, np->mcolor);
178                          dtmp *= np->tspec * omega;
179 <                        scalecolor(ctmp, dtmp);
180 <                        addcolor(cval, ctmp);
179 >                        scalescolor(sctmp, dtmp);
180 >                        saddscolor(scval, sctmp);
181                  }
182          }
183   }
# Line 184 | Line 190 | m_aniso(                       /* shade ray that hit something anisotropic
190   )
191   {
192          ANISODAT  nd;
193 <        COLOR  ctmp;
193 >        SCOLOR  sctmp;
194          int  i;
195                                                  /* easy shadow test */
196          if (r->crtype & SHADOW)
# Line 194 | Line 200 | m_aniso(                       /* shade ray that hit something anisotropic
200                  objerror(m, USER, "bad number of real arguments");
201                                                  /* check for back side */
202          if (r->rod < 0.0) {
203 <                if (!backvis && m->otype != MAT_TRANS2) {
203 >                if (!backvis) {
204                          raytrans(r);
205                          return(1);
206                  }
# Line 205 | Line 211 | m_aniso(                       /* shade ray that hit something anisotropic
211                                                  /* get material color */
212          nd.mp = m;
213          nd.rp = r;
214 <        setcolor(nd.mcolor, m->oargs.farg[0],
214 >        setscolor(nd.mcolor, m->oargs.farg[0],
215                             m->oargs.farg[1],
216                             m->oargs.farg[2]);
217                                                  /* get roughness */
# Line 218 | Line 224 | m_aniso(                       /* shade ray that hit something anisotropic
224          nd.pdot = raynormal(nd.pnorm, r);       /* perturb normal */
225          if (nd.pdot < .001)
226                  nd.pdot = .001;                 /* non-zero for diraniso() */
227 <        multcolor(nd.mcolor, r->pcol);          /* modify material color */
227 >        smultscolor(nd.mcolor, r->pcol);        /* modify material color */
228                                                  /* get specular component */
229          if ((nd.rspec = m->oargs.farg[3]) > FTINY) {
230                  nd.specfl |= SP_REFL;
231                                                  /* compute specular color */
232                  if (m->otype == MAT_METAL2)
233 <                        copycolor(nd.scolor, nd.mcolor);
233 >                        copyscolor(nd.scolor, nd.mcolor);
234                  else
235 <                        setcolor(nd.scolor, 1.0, 1.0, 1.0);
236 <                scalecolor(nd.scolor, nd.rspec);
235 >                        setscolor(nd.scolor, 1.0, 1.0, 1.0);
236 >                scalescolor(nd.scolor, nd.rspec);
237                                                  /* check threshold */
238                  if (specthresh >= nd.rspec-FTINY)
239                          nd.specfl |= SP_RBLT;
234 –                                                /* compute refl. direction */
235 –                VSUM(nd.vrefl, r->rdir, nd.pnorm, 2.0*nd.pdot);
236 –                if (DOT(nd.vrefl, r->ron) <= FTINY)     /* penetration? */
237 –                        VSUM(nd.vrefl, r->rdir, r->ron, 2.0*r->rod);
240          }
241                                                  /* compute transmission */
242          if (m->otype == MAT_TRANS2) {
# Line 263 | Line 265 | m_aniso(                       /* shade ray that hit something anisotropic
265                                                  /* diffuse reflection */
266          nd.rdiff = 1.0 - nd.trans - nd.rspec;
267  
268 <        if (r->ro != NULL && isflat(r->ro->otype))
268 >        if (r->ro != NULL && isflat(r->ro->otype) &&
269 >                        DOT(r->pert,r->pert) <= FTINY*FTINY)
270                  nd.specfl |= SP_FLAT;
271  
272          getacoords(&nd);                        /* set up coordinates */
273  
274 <        if (nd.specfl & (SP_REFL|SP_TRAN) && !(nd.specfl & SP_BADU))
274 >        if (nd.specfl & (SP_REFL|SP_TRAN))
275                  agaussamp(&nd);
276  
277          if (nd.rdiff > FTINY) {         /* ambient from this side */
278 <                copycolor(ctmp, nd.mcolor);     /* modified by material color */
279 <                scalecolor(ctmp, nd.rdiff);
278 >                copyscolor(sctmp, nd.mcolor);   /* modified by material color */
279 >                scalescolor(sctmp, nd.rdiff);
280                  if (nd.specfl & SP_RBLT)        /* add in specular as well? */
281 <                        addcolor(ctmp, nd.scolor);
282 <                multambient(ctmp, r, nd.pnorm);
283 <                addcolor(r->rcol, ctmp);        /* add to returned color */
281 >                        saddscolor(sctmp, nd.scolor);
282 >                multambient(sctmp, r, nd.pnorm);
283 >                saddscolor(r->rcol, sctmp);     /* add to returned color */
284          }
285 +        
286          if (nd.tdiff > FTINY) {         /* ambient from other side */
287                  FVECT  bnorm;
284 –
285 –                flipsurface(r);
288                  bnorm[0] = -nd.pnorm[0];
289                  bnorm[1] = -nd.pnorm[1];
290                  bnorm[2] = -nd.pnorm[2];
291 <                copycolor(ctmp, nd.mcolor);     /* modified by color */
292 <                if (nd.specfl & SP_TBLT)
293 <                        scalecolor(ctmp, nd.trans);
294 <                else
295 <                        scalecolor(ctmp, nd.tdiff);
296 <                multambient(ctmp, r, bnorm);
297 <                addcolor(r->rcol, ctmp);
298 <                flipsurface(r);
291 >                copyscolor(sctmp, nd.mcolor);   /* modified by color */
292 >                if (nd.specfl & SP_TBLT) {
293 >                        scalescolor(sctmp, nd.trans);
294 >                } else {
295 >                        scalescolor(sctmp, nd.tdiff);
296 >                }
297 >                multambient(sctmp, r, bnorm);
298 >                saddscolor(r->rcol, sctmp);
299          }
300                                          /* add direct component */
301          direct(r, diraniso, &nd);
# Line 301 | Line 303 | m_aniso(                       /* shade ray that hit something anisotropic
303          return(1);
304   }
305  
304 –
306   static void
307   getacoords(             /* set up coordinate system */
308          ANISODAT  *np
# Line 315 | Line 316 | getacoords(            /* set up coordinate system */
316          errno = 0;
317          for (i = 0; i < 3; i++)
318                  np->u[i] = evalue(mf->ep[i]);
319 <        if ((errno == EDOM) | (errno == ERANGE)) {
320 <                objerror(np->mp, WARNING, "compute error");
321 <                np->specfl |= SP_BADU;
321 <                return;
322 <        }
323 <        if (mf->fxp != &unitxf)
319 >        if ((errno == EDOM) | (errno == ERANGE))
320 >                np->u[0] = np->u[1] = np->u[2] = 0.0;
321 >        else if (mf->fxp != &unitxf)
322                  multv3(np->u, np->u, mf->fxp->xfm);
323          fcross(np->v, np->pnorm, np->u);
324          if (normalize(np->v) == 0.0) {
325 <                objerror(np->mp, WARNING, "illegal orientation vector");
326 <                np->specfl |= SP_BADU;
327 <                return;
328 <        }
329 <        fcross(np->u, np->v, np->pnorm);
325 >                if (fabs(np->u_alpha - np->v_alpha) > 0.001)
326 >                        objerror(np->mp, WARNING, "illegal orientation vector");
327 >                getperpendicular(np->u, np->pnorm, 1);  /* punting */
328 >                fcross(np->v, np->pnorm, np->u);
329 >                np->u_alpha = np->v_alpha = sqrt( 0.5 *
330 >                        (np->u_alpha*np->u_alpha + np->v_alpha*np->v_alpha) );
331 >        } else
332 >                fcross(np->u, np->v, np->pnorm);
333   }
334  
335  
# Line 341 | Line 342 | agaussamp(             /* sample anisotropic Gaussian specular */
342          FVECT  h;
343          double  rv[2];
344          double  d, sinp, cosp;
344 –        COLOR   scol;
345          int  maxiter, ntrials, nstarget, nstaken;
346          int  i;
347                                          /* compute reflection */
348          if ((np->specfl & (SP_REFL|SP_RBLT)) == SP_REFL &&
349 <                        rayorigin(&sr, SPECULAR, np->rp, np->scolor) == 0) {
349 >                        rayorigin(&sr, RSPECULAR, np->rp, np->scolor) == 0) {
350 >                SCOLOR  scol;
351                  nstarget = 1;
352                  if (specjitter > 1.5) { /* multiple samples? */
353                          nstarget = specjitter*np->rp->rweight + .5;
# Line 354 | Line 355 | agaussamp(             /* sample anisotropic Gaussian specular */
355                                  nstarget = sr.rweight/minweight;
356                          if (nstarget > 1) {
357                                  d = 1./nstarget;
358 <                                scalecolor(sr.rcoef, d);
358 >                                scalescolor(sr.rcoef, d);
359                                  sr.rweight *= d;
360                          } else
361                                  nstarget = 1;
362                  }
363 <                setcolor(scol, 0., 0., 0.);
363 >                scolorblack(scol);
364                  dimlist[ndims++] = (int)(size_t)np->mp;
365                  maxiter = MAXITER*nstarget;
366 <                for (nstaken = ntrials = 0; nstaken < nstarget &&
367 <                                                ntrials < maxiter; ntrials++) {
366 >                for (nstaken = ntrials = 0; (nstaken < nstarget) &
367 >                                                (ntrials < maxiter); ntrials++) {
368                          if (ntrials)
369                                  d = frandom();
370                          else
# Line 377 | Line 378 | agaussamp(             /* sample anisotropic Gaussian specular */
378                          sinp *= d;
379                          if ((0. <= specjitter) & (specjitter < 1.))
380                                  rv[1] = 1.0 - specjitter*rv[1];
381 <                        if (rv[1] <= FTINY)
381 <                                d = 1.0;
382 <                        else
383 <                                d = sqrt(-log(rv[1]) /
381 >                        d = (rv[1] <= FTINY) ? 1.0 : sqrt( -log(rv[1]) /
382                                          (cosp*cosp/(np->u_alpha*np->u_alpha) +
383 <                                         sinp*sinp/(np->v_alpha*np->v_alpha)));
383 >                                         sinp*sinp/(np->v_alpha*np->v_alpha)) );
384                          for (i = 0; i < 3; i++)
385                                  h[i] = np->pnorm[i] +
386                                          d*(cosp*np->u[i] + sinp*np->v[i]);
# Line 396 | Line 394 | agaussamp(             /* sample anisotropic Gaussian specular */
394                                  if (nstaken) rayclear(&sr);
395                                  rayvalue(&sr);
396                                  d = 2./(1. + np->rp->rod/d);
397 <                                scalecolor(sr.rcol, d);
398 <                                addcolor(scol, sr.rcol);
397 >                                scalescolor(sr.rcol, d);
398 >                                saddscolor(scol, sr.rcol);
399                          } else {
400                                  rayvalue(&sr);
401 <                                multcolor(sr.rcol, sr.rcoef);
402 <                                addcolor(np->rp->rcol, sr.rcol);
401 >                                smultscolor(sr.rcol, sr.rcoef);
402 >                                saddscolor(np->rp->rcol, sr.rcol);
403                          }
404                          ++nstaken;
405                  }
406                  if (nstarget > 1) {             /* final W-G-M-D weighting */
407 <                        multcolor(scol, sr.rcoef);
407 >                        smultscolor(scol, sr.rcoef);
408                          d = (double)nstarget/ntrials;
409 <                        scalecolor(scol, d);
410 <                        addcolor(np->rp->rcol, scol);
409 >                        scalescolor(scol, d);
410 >                        saddscolor(np->rp->rcol, scol);
411                  }
412                  ndims--;
413          }
414                                          /* compute transmission */
415 <        copycolor(sr.rcoef, np->mcolor);                /* modify by material color */
416 <        scalecolor(sr.rcoef, np->tspec);
415 >        copyscolor(sr.rcoef, np->mcolor);               /* modify by material color */
416 >        scalescolor(sr.rcoef, np->tspec);
417          if ((np->specfl & (SP_TRAN|SP_TBLT)) == SP_TRAN &&
418 <                        rayorigin(&sr, SPECULAR, np->rp, sr.rcoef) == 0) {
418 >                        rayorigin(&sr, TSPECULAR, np->rp, sr.rcoef) == 0) {
419                  nstarget = 1;
420                  if (specjitter > 1.5) { /* multiple samples? */
421                          nstarget = specjitter*np->rp->rweight + .5;
# Line 425 | Line 423 | agaussamp(             /* sample anisotropic Gaussian specular */
423                                  nstarget = sr.rweight/minweight;
424                          if (nstarget > 1) {
425                                  d = 1./nstarget;
426 <                                scalecolor(sr.rcoef, d);
426 >                                scalescolor(sr.rcoef, d);
427                                  sr.rweight *= d;
428                          } else
429                                  nstarget = 1;
430                  }
431                  dimlist[ndims++] = (int)(size_t)np->mp;
432                  maxiter = MAXITER*nstarget;
433 <                for (nstaken = ntrials = 0; nstaken < nstarget &&
434 <                                                ntrials < maxiter; ntrials++) {
433 >                for (nstaken = ntrials = 0; (nstaken < nstarget) &
434 >                                                (ntrials < maxiter); ntrials++) {
435                          if (ntrials)
436                                  d = frandom();
437                          else
# Line 456 | Line 454 | agaussamp(             /* sample anisotropic Gaussian specular */
454                          for (i = 0; i < 3; i++)
455                                  sr.rdir[i] = np->prdir[i] +
456                                                  d*(cosp*np->u[i] + sinp*np->v[i]);
457 <                        if (DOT(sr.rdir, np->rp->ron) >= -FTINY)
458 <                                continue;
457 >                        if (DOT(sr.rdir,np->rp->ron) >= -FTINY)
458 >                                continue;       /* reject sample */
459                          normalize(sr.rdir);     /* OK, normalize */
460                          if (nstaken)            /* multi-sampling */
461                                  rayclear(&sr);
462                          rayvalue(&sr);
463 <                        multcolor(sr.rcol, sr.rcoef);
464 <                        addcolor(np->rp->rcol, sr.rcol);
463 >                        smultscolor(sr.rcol, sr.rcoef);
464 >                        saddscolor(np->rp->rcol, sr.rcol);
465                          ++nstaken;
466                  }
467                  ndims--;

Diff Legend

– Removed lines
+ Added lines
< Changed lines
> Changed lines