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 2.54 by greg, Sun Jul 29 19:01:39 2012 UTC vs.
Revision 2.65 by greg, Thu Dec 5 19:23:43 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 61 | Line 60 | typedef struct {
60          double  pdot;           /* perturbed dot product */
61   }  ANISODAT;            /* anisotropic material data */
62  
63 < static void getacoords(RAY  *r, ANISODAT  *np);
64 < static void agaussamp(RAY  *r, ANISODAT  *np);
63 > static void getacoords(ANISODAT  *np);
64 > static void agaussamp(ANISODAT  *np);
65  
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 168 | Line 173 | diraniso(              /* compute source contribution */
173                  dtmp = exp(-dtmp) * (1.0/PI) * sqrt(-ldot/(np->pdot*au2*av2));
174                                                  /* worth using? */
175                  if (dtmp > FTINY) {
176 <                        copycolor(ctmp, np->mcolor);
176 >                        copyscolor(sctmp, np->mcolor);
177                          dtmp *= np->tspec * omega;
178 <                        scalecolor(ctmp, dtmp);
179 <                        addcolor(cval, ctmp);
178 >                        scalescolor(sctmp, dtmp);
179 >                        saddscolor(scval, sctmp);
180                  }
181          }
182   }
# Line 184 | Line 189 | m_aniso(                       /* shade ray that hit something anisotropic
189   )
190   {
191          ANISODAT  nd;
192 <        COLOR  ctmp;
192 >        SCOLOR  sctmp;
193          int  i;
194                                                  /* easy shadow test */
195          if (r->crtype & SHADOW)
# Line 194 | Line 199 | m_aniso(                       /* shade ray that hit something anisotropic
199                  objerror(m, USER, "bad number of real arguments");
200                                                  /* check for back side */
201          if (r->rod < 0.0) {
202 <                if (!backvis && m->otype != MAT_TRANS2) {
202 >                if (!backvis) {
203                          raytrans(r);
204                          return(1);
205                  }
# Line 205 | Line 210 | m_aniso(                       /* shade ray that hit something anisotropic
210                                                  /* get material color */
211          nd.mp = m;
212          nd.rp = r;
213 <        setcolor(nd.mcolor, m->oargs.farg[0],
213 >        setscolor(nd.mcolor, m->oargs.farg[0],
214                             m->oargs.farg[1],
215                             m->oargs.farg[2]);
216                                                  /* get roughness */
# Line 218 | Line 223 | m_aniso(                       /* shade ray that hit something anisotropic
223          nd.pdot = raynormal(nd.pnorm, r);       /* perturb normal */
224          if (nd.pdot < .001)
225                  nd.pdot = .001;                 /* non-zero for diraniso() */
226 <        multcolor(nd.mcolor, r->pcol);          /* modify material color */
226 >        smultscolor(nd.mcolor, r->pcol);        /* modify material color */
227                                                  /* get specular component */
228          if ((nd.rspec = m->oargs.farg[3]) > FTINY) {
229                  nd.specfl |= SP_REFL;
230                                                  /* compute specular color */
231                  if (m->otype == MAT_METAL2)
232 <                        copycolor(nd.scolor, nd.mcolor);
232 >                        copyscolor(nd.scolor, nd.mcolor);
233                  else
234 <                        setcolor(nd.scolor, 1.0, 1.0, 1.0);
235 <                scalecolor(nd.scolor, nd.rspec);
234 >                        setscolor(nd.scolor, 1.0, 1.0, 1.0);
235 >                scalescolor(nd.scolor, nd.rspec);
236                                                  /* check threshold */
237                  if (specthresh >= nd.rspec-FTINY)
238                          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);
239          }
240                                                  /* compute transmission */
241          if (m->otype == MAT_TRANS2) {
# Line 266 | Line 267 | m_aniso(                       /* shade ray that hit something anisotropic
267          if (r->ro != NULL && isflat(r->ro->otype))
268                  nd.specfl |= SP_FLAT;
269  
270 <        getacoords(r, &nd);                     /* set up coordinates */
270 >        getacoords(&nd);                        /* set up coordinates */
271  
272 <        if (nd.specfl & (SP_REFL|SP_TRAN) && !(nd.specfl & SP_BADU))
273 <                agaussamp(r, &nd);
272 >        if (nd.specfl & (SP_REFL|SP_TRAN))
273 >                agaussamp(&nd);
274  
275          if (nd.rdiff > FTINY) {         /* ambient from this side */
276 <                copycolor(ctmp, nd.mcolor);     /* modified by material color */
277 <                scalecolor(ctmp, nd.rdiff);
276 >                copyscolor(sctmp, nd.mcolor);   /* modified by material color */
277 >                scalescolor(sctmp, nd.rdiff);
278                  if (nd.specfl & SP_RBLT)        /* add in specular as well? */
279 <                        addcolor(ctmp, nd.scolor);
280 <                multambient(ctmp, r, nd.pnorm);
281 <                addcolor(r->rcol, ctmp);        /* add to returned color */
279 >                        saddscolor(sctmp, nd.scolor);
280 >                multambient(sctmp, r, nd.pnorm);
281 >                saddscolor(r->rcol, sctmp);     /* add to returned color */
282          }
283 +        
284          if (nd.tdiff > FTINY) {         /* ambient from other side */
285                  FVECT  bnorm;
284 –
285 –                flipsurface(r);
286                  bnorm[0] = -nd.pnorm[0];
287                  bnorm[1] = -nd.pnorm[1];
288                  bnorm[2] = -nd.pnorm[2];
289 <                copycolor(ctmp, nd.mcolor);     /* modified by color */
290 <                if (nd.specfl & SP_TBLT)
291 <                        scalecolor(ctmp, nd.trans);
292 <                else
293 <                        scalecolor(ctmp, nd.tdiff);
294 <                multambient(ctmp, r, bnorm);
295 <                addcolor(r->rcol, ctmp);
296 <                flipsurface(r);
289 >                copyscolor(sctmp, nd.mcolor);   /* modified by color */
290 >                if (nd.specfl & SP_TBLT) {
291 >                        scalescolor(sctmp, nd.trans);
292 >                } else {
293 >                        scalescolor(sctmp, nd.tdiff);
294 >                }
295 >                multambient(sctmp, r, bnorm);
296 >                saddscolor(r->rcol, sctmp);
297          }
298                                          /* add direct component */
299          direct(r, diraniso, &nd);
# Line 301 | Line 301 | m_aniso(                       /* shade ray that hit something anisotropic
301          return(1);
302   }
303  
304 –
304   static void
305   getacoords(             /* set up coordinate system */
307 –        RAY  *r,
306          ANISODAT  *np
307   )
308   {
# Line 312 | Line 310 | getacoords(            /* set up coordinate system */
310          int  i;
311  
312          mf = getfunc(np->mp, 3, 0x7, 1);
313 <        setfunc(np->mp, r);
313 >        setfunc(np->mp, np->rp);
314          errno = 0;
315          for (i = 0; i < 3; i++)
316                  np->u[i] = evalue(mf->ep[i]);
317 <        if ((errno == EDOM) | (errno == ERANGE)) {
318 <                objerror(np->mp, WARNING, "compute error");
319 <                np->specfl |= SP_BADU;
322 <                return;
323 <        }
324 <        if (mf->fxp != &unitxf)
317 >        if ((errno == EDOM) | (errno == ERANGE))
318 >                np->u[0] = np->u[1] = np->u[2] = 0.0;
319 >        else if (mf->fxp != &unitxf)
320                  multv3(np->u, np->u, mf->fxp->xfm);
321          fcross(np->v, np->pnorm, np->u);
322          if (normalize(np->v) == 0.0) {
323 <                objerror(np->mp, WARNING, "illegal orientation vector");
324 <                np->specfl |= SP_BADU;
325 <                return;
326 <        }
327 <        fcross(np->u, np->v, np->pnorm);
323 >                if (fabs(np->u_alpha - np->v_alpha) > 0.001)
324 >                        objerror(np->mp, WARNING, "illegal orientation vector");
325 >                getperpendicular(np->u, np->pnorm, 1);  /* punting */
326 >                fcross(np->v, np->pnorm, np->u);
327 >                np->u_alpha = np->v_alpha = sqrt( 0.5 *
328 >                        (np->u_alpha*np->u_alpha + np->v_alpha*np->v_alpha) );
329 >        } else
330 >                fcross(np->u, np->v, np->pnorm);
331   }
332  
333  
334   static void
335   agaussamp(              /* sample anisotropic Gaussian specular */
338 –        RAY  *r,
336          ANISODAT  *np
337   )
338   {
# Line 343 | Line 340 | agaussamp(             /* sample anisotropic Gaussian specular */
340          FVECT  h;
341          double  rv[2];
342          double  d, sinp, cosp;
346 –        COLOR   scol;
343          int  maxiter, ntrials, nstarget, nstaken;
344          int  i;
345                                          /* compute reflection */
346          if ((np->specfl & (SP_REFL|SP_RBLT)) == SP_REFL &&
347 <                        rayorigin(&sr, SPECULAR, r, np->scolor) == 0) {
347 >                        rayorigin(&sr, RSPECULAR, np->rp, np->scolor) == 0) {
348 >                SCOLOR  scol;
349                  nstarget = 1;
350                  if (specjitter > 1.5) { /* multiple samples? */
351 <                        nstarget = specjitter*r->rweight + .5;
351 >                        nstarget = specjitter*np->rp->rweight + .5;
352                          if (sr.rweight <= minweight*nstarget)
353                                  nstarget = sr.rweight/minweight;
354                          if (nstarget > 1) {
355                                  d = 1./nstarget;
356 <                                scalecolor(sr.rcoef, d);
356 >                                scalescolor(sr.rcoef, d);
357                                  sr.rweight *= d;
358                          } else
359                                  nstarget = 1;
360                  }
361 <                setcolor(scol, 0., 0., 0.);
361 >                scolorblack(scol);
362                  dimlist[ndims++] = (int)(size_t)np->mp;
363                  maxiter = MAXITER*nstarget;
364 <                for (nstaken = ntrials = 0; nstaken < nstarget &&
365 <                                                ntrials < maxiter; ntrials++) {
364 >                for (nstaken = ntrials = 0; (nstaken < nstarget) &
365 >                                                (ntrials < maxiter); ntrials++) {
366                          if (ntrials)
367                                  d = frandom();
368                          else
# Line 379 | Line 376 | agaussamp(             /* sample anisotropic Gaussian specular */
376                          sinp *= d;
377                          if ((0. <= specjitter) & (specjitter < 1.))
378                                  rv[1] = 1.0 - specjitter*rv[1];
379 <                        if (rv[1] <= FTINY)
383 <                                d = 1.0;
384 <                        else
385 <                                d = sqrt(-log(rv[1]) /
379 >                        d = (rv[1] <= FTINY) ? 1.0 : sqrt( -log(rv[1]) /
380                                          (cosp*cosp/(np->u_alpha*np->u_alpha) +
381 <                                         sinp*sinp/(np->v_alpha*np->v_alpha)));
381 >                                         sinp*sinp/(np->v_alpha*np->v_alpha)) );
382                          for (i = 0; i < 3; i++)
383                                  h[i] = np->pnorm[i] +
384                                          d*(cosp*np->u[i] + sinp*np->v[i]);
385 <                        d = -2.0 * DOT(h, r->rdir) / (1.0 + d*d);
386 <                        VSUM(sr.rdir, r->rdir, h, d);
385 >                        d = -2.0 * DOT(h, np->rp->rdir) / (1.0 + d*d);
386 >                        VSUM(sr.rdir, np->rp->rdir, h, d);
387                                                  /* sample rejection test */
388 <                        if ((d = DOT(sr.rdir, r->ron)) <= FTINY)
388 >                        if ((d = DOT(sr.rdir, np->rp->ron)) <= FTINY)
389                                  continue;
390                          checknorm(sr.rdir);
391                          if (nstarget > 1) {     /* W-G-M-D adjustment */
392                                  if (nstaken) rayclear(&sr);
393                                  rayvalue(&sr);
394 <                                d = 2./(1. + r->rod/d);
395 <                                scalecolor(sr.rcol, d);
396 <                                addcolor(scol, sr.rcol);
394 >                                d = 2./(1. + np->rp->rod/d);
395 >                                scalescolor(sr.rcol, d);
396 >                                saddscolor(scol, sr.rcol);
397                          } else {
398                                  rayvalue(&sr);
399 <                                multcolor(sr.rcol, sr.rcoef);
400 <                                addcolor(r->rcol, sr.rcol);
399 >                                smultscolor(sr.rcol, sr.rcoef);
400 >                                saddscolor(np->rp->rcol, sr.rcol);
401                          }
402                          ++nstaken;
403                  }
404                  if (nstarget > 1) {             /* final W-G-M-D weighting */
405 <                        multcolor(scol, sr.rcoef);
405 >                        smultscolor(scol, sr.rcoef);
406                          d = (double)nstarget/ntrials;
407 <                        scalecolor(scol, d);
408 <                        addcolor(r->rcol, scol);
407 >                        scalescolor(scol, d);
408 >                        saddscolor(np->rp->rcol, scol);
409                  }
410                  ndims--;
411          }
412                                          /* compute transmission */
413 <        copycolor(sr.rcoef, np->mcolor);                /* modify by material color */
414 <        scalecolor(sr.rcoef, np->tspec);
413 >        copyscolor(sr.rcoef, np->mcolor);               /* modify by material color */
414 >        scalescolor(sr.rcoef, np->tspec);
415          if ((np->specfl & (SP_TRAN|SP_TBLT)) == SP_TRAN &&
416 <                        rayorigin(&sr, SPECULAR, r, sr.rcoef) == 0) {
416 >                        rayorigin(&sr, TSPECULAR, np->rp, sr.rcoef) == 0) {
417                  nstarget = 1;
418                  if (specjitter > 1.5) { /* multiple samples? */
419 <                        nstarget = specjitter*r->rweight + .5;
419 >                        nstarget = specjitter*np->rp->rweight + .5;
420                          if (sr.rweight <= minweight*nstarget)
421                                  nstarget = sr.rweight/minweight;
422                          if (nstarget > 1) {
423                                  d = 1./nstarget;
424 <                                scalecolor(sr.rcoef, d);
424 >                                scalescolor(sr.rcoef, d);
425                                  sr.rweight *= d;
426                          } else
427                                  nstarget = 1;
428                  }
429                  dimlist[ndims++] = (int)(size_t)np->mp;
430                  maxiter = MAXITER*nstarget;
431 <                for (nstaken = ntrials = 0; nstaken < nstarget &&
432 <                                                ntrials < maxiter; ntrials++) {
431 >                for (nstaken = ntrials = 0; (nstaken < nstarget) &
432 >                                                (ntrials < maxiter); ntrials++) {
433                          if (ntrials)
434                                  d = frandom();
435                          else
# Line 458 | Line 452 | agaussamp(             /* sample anisotropic Gaussian specular */
452                          for (i = 0; i < 3; i++)
453                                  sr.rdir[i] = np->prdir[i] +
454                                                  d*(cosp*np->u[i] + sinp*np->v[i]);
455 <                        if (DOT(sr.rdir, r->ron) >= -FTINY)
456 <                                continue;
455 >                        if (DOT(sr.rdir,np->rp->ron) >= -FTINY)
456 >                                continue;       /* reject sample */
457                          normalize(sr.rdir);     /* OK, normalize */
458                          if (nstaken)            /* multi-sampling */
459                                  rayclear(&sr);
460                          rayvalue(&sr);
461 <                        multcolor(sr.rcol, sr.rcoef);
462 <                        addcolor(r->rcol, sr.rcol);
461 >                        smultscolor(sr.rcol, sr.rcoef);
462 >                        saddscolor(np->rp->rcol, sr.rcol);
463                          ++nstaken;
464                  }
465                  ndims--;

Diff Legend

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