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root/radiance/ray/src/rt/aniso.c
(Generate patch)

Comparing ray/src/rt/aniso.c (file contents):
Revision 2.2 by greg, Sat Jan 4 23:36:40 1992 UTC vs.
Revision 2.15 by greg, Thu May 14 11:32:09 1992 UTC

# Line 16 | Line 16 | static char SCCSid[] = "$SunId$ LBL";
16  
17   #include  "random.h"
18  
19 + extern double  specthresh;              /* specular sampling threshold */
20 + extern double  specjitter;              /* specular sampling jitter */
21 +
22   /*
23   *      This anisotropic reflection model uses a variant on the
24   *  exponential Gaussian used in normal.c.
# Line 36 | Line 39 | static char SCCSid[] = "$SunId$ LBL";
39                                  /* specularity flags */
40   #define  SP_REFL        01              /* has reflected specular component */
41   #define  SP_TRAN        02              /* has transmitted specular */
42 < #define  SP_PURE        010             /* purely specular (zero roughness) */
43 < #define  SP_BADU        020             /* bad u direction calculation */
44 < #define  SP_FLAT        040             /* reflecting surface is flat */
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 */
45 > #define  SP_BADU        040             /* bad u direction calculation */
46  
47   typedef struct {
48          OBJREC  *mp;            /* material pointer */
# Line 46 | Line 50 | typedef struct {
50          short  specfl;          /* specularity flags, defined above */
51          COLOR  mcolor;          /* color of this material */
52          COLOR  scolor;          /* color of specular component */
53 +        FVECT  vrefl;           /* vector in reflected direction */
54          FVECT  prdir;           /* vector in transmitted direction */
55          FVECT  u, v;            /* u and v vectors orienting anisotropy */
56          double  u_alpha;        /* u roughness */
# Line 88 | Line 93 | double  omega;                 /* light source size */
93                  scalecolor(ctmp, dtmp);
94                  addcolor(cval, ctmp);
95          }
96 <        if (ldot > FTINY && (np->specfl&(SP_REFL|SP_PURE|SP_BADU)) == SP_REFL) {
96 >        if (ldot > FTINY && (np->specfl&(SP_REFL|SP_BADU)) == SP_REFL) {
97                  /*
98                   *  Compute specular reflection coefficient using
99                   *  anisotropic gaussian distribution model.
# Line 116 | Line 121 | double  omega;                 /* light source size */
121                                                  /* worth using? */
122                  if (dtmp > FTINY) {
123                          copycolor(ctmp, np->scolor);
124 <                        dtmp *= omega / np->pdot;
124 >                        dtmp *= omega * sqrt(ldot/np->pdot);
125                          scalecolor(ctmp, dtmp);
126                          addcolor(cval, ctmp);
127                  }
# Line 130 | Line 135 | double  omega;                 /* light source size */
135                  scalecolor(ctmp, dtmp);
136                  addcolor(cval, ctmp);
137          }
138 <        if (ldot < -FTINY && (np->specfl&(SP_TRAN|SP_PURE|SP_BADU)) == SP_TRAN) {
138 >        if (ldot < -FTINY && (np->specfl&(SP_TRAN|SP_BADU)) == SP_TRAN) {
139                  /*
140                   *  Compute specular transmission.  Specular transmission
141                   *  is always modified by material color.
# Line 141 | Line 146 | double  omega;                 /* light source size */
146                                                  /* worth using? */
147                  if (dtmp > FTINY) {
148                          copycolor(ctmp, np->mcolor);
149 <                        dtmp *= np->tspec * omega / np->pdot;
149 >                        dtmp *= np->tspec * omega * sqrt(ldot/np->pdot);
150                          scalecolor(ctmp, dtmp);
151                          addcolor(cval, ctmp);
152                  }
# Line 154 | Line 159 | register OBJREC  *m;
159   register RAY  *r;
160   {
161          ANISODAT  nd;
157 –        double  transtest, transdist;
162          double  dtmp;
163          COLOR  ctmp;
164          register int  i;
165                                                  /* easy shadow test */
166 <        if (r->crtype & SHADOW && m->otype != MAT_TRANS2)
166 >        if (r->crtype & SHADOW)
167                  return;
168  
169          if (m->oargs.nfargs != (m->otype == MAT_TRANS2 ? 8 : 6))
# Line 174 | Line 178 | register RAY  *r;
178          nd.specfl = 0;
179          nd.u_alpha = m->oargs.farg[4];
180          nd.v_alpha = m->oargs.farg[5];
181 <        if (nd.u_alpha <= FTINY || nd.v_alpha <= FTINY)
182 <                nd.specfl |= SP_PURE;
181 >        if (nd.u_alpha < 1e-6 || nd.v_alpha <= 1e-6)
182 >                objerror(m, USER, "roughness too small");
183                                                  /* reorient if necessary */
184          if (r->rod < 0.0)
185                  flipsurface(r);
# Line 185 | Line 189 | register RAY  *r;
189          if (nd.pdot < .001)
190                  nd.pdot = .001;                 /* non-zero for diraniso() */
191          multcolor(nd.mcolor, r->pcol);          /* modify material color */
188 –        transtest = 0;
192                                                  /* get specular component */
193          if ((nd.rspec = m->oargs.farg[3]) > FTINY) {
194                  nd.specfl |= SP_REFL;
# Line 200 | Line 203 | register RAY  *r;
203                  for (i = 0; i < 3; i++)
204                          colval(nd.scolor,i) += (1.0-colval(nd.scolor,i))*dtmp;
205                  nd.rspec += (1.0-nd.rspec)*dtmp;
206 <
207 <                if (!(r->crtype & SHADOW) && nd.specfl & SP_PURE) {
208 <                        RAY  lr;
209 <                        if (rayorigin(&lr, r, REFLECTED, nd.rspec) == 0) {
210 <                                for (i = 0; i < 3; i++)
211 <                                        lr.rdir[i] = r->rdir[i] +
212 <                                                2.0*nd.pdot*nd.pnorm[i];
213 <                                rayvalue(&lr);
214 <                                multcolor(lr.rcol, nd.scolor);
215 <                                addcolor(r->rcol, lr.rcol);
216 <                        }
214 <                }
206 >                                                /* check threshold */
207 >                if (specthresh > FTINY &&
208 >                                (specthresh >= 1.-FTINY ||
209 >                                specthresh + .05 - .1*frandom() > nd.rspec))
210 >                        nd.specfl |= SP_RBLT;
211 >                                                /* compute refl. direction */
212 >                for (i = 0; i < 3; i++)
213 >                        nd.vrefl[i] = r->rdir[i] + 2.0*nd.pdot*nd.pnorm[i];
214 >                if (DOT(nd.vrefl, r->ron) <= FTINY)     /* penetration? */
215 >                        for (i = 0; i < 3; i++)         /* safety measure */
216 >                                nd.vrefl[i] = r->rdir[i] + 2.*r->rod*r->ron[i];
217          }
218                                                  /* compute transmission */
219          if (m->otype == MAT_TRANS) {
# Line 220 | Line 222 | register RAY  *r;
222                  nd.tdiff = nd.trans - nd.tspec;
223                  if (nd.tspec > FTINY) {
224                          nd.specfl |= SP_TRAN;
225 <                        if (r->crtype & SHADOW ||
226 <                                        DOT(r->pert,r->pert) <= FTINY*FTINY) {
225 >                                                        /* check threshold */
226 >                        if (specthresh > FTINY &&
227 >                                        (specthresh >= 1.-FTINY ||
228 >                                specthresh + .05 - .1*frandom() > nd.tspec))
229 >                                nd.specfl |= SP_TBLT;
230 >                        if (DOT(r->pert,r->pert) <= FTINY*FTINY) {
231                                  VCOPY(nd.prdir, r->rdir);
226 –                                transtest = 2;
232                          } else {
233                                  for (i = 0; i < 3; i++)         /* perturb */
234                                          nd.prdir[i] = r->rdir[i] -
235 <                                                        .75*r->pert[i];
236 <                                normalize(nd.prdir);
235 >                                                        0.5*r->pert[i];
236 >                                if (DOT(nd.prdir, r->ron) < -FTINY)
237 >                                        normalize(nd.prdir);    /* OK */
238 >                                else
239 >                                        VCOPY(nd.prdir, r->rdir);
240                          }
241                  }
242          } else
243                  nd.tdiff = nd.tspec = nd.trans = 0.0;
236 –                                                /* transmitted ray */
237 –        if ((nd.specfl&(SP_TRAN|SP_PURE)) == (SP_TRAN|SP_PURE)) {
238 –                RAY  lr;
239 –                if (rayorigin(&lr, r, TRANS, nd.tspec) == 0) {
240 –                        VCOPY(lr.rdir, nd.prdir);
241 –                        rayvalue(&lr);
242 –                        scalecolor(lr.rcol, nd.tspec);
243 –                        multcolor(lr.rcol, nd.mcolor);  /* modified by color */
244 –                        addcolor(r->rcol, lr.rcol);
245 –                        transtest *= bright(lr.rcol);
246 –                        transdist = r->rot + lr.rt;
247 –                }
248 –        }
244  
250 –        if (r->crtype & SHADOW)                 /* the rest is shadow */
251 –                return;
245                                                  /* diffuse reflection */
246          nd.rdiff = 1.0 - nd.trans - nd.rspec;
247  
248 <        if (nd.specfl & SP_PURE && nd.rdiff <= FTINY && nd.tdiff <= FTINY)
249 <                return;                         /* 100% pure specular */
248 >        if (r->ro != NULL && (r->ro->otype == OBJ_FACE ||
249 >                        r->ro->otype == OBJ_RING))
250 >                nd.specfl |= SP_FLAT;
251  
252          getacoords(r, &nd);                     /* set up coordinates */
253  
254 <        if (nd.specfl & (SP_REFL|SP_TRAN) && !(nd.specfl & (SP_PURE|SP_BADU)))
254 >        if (nd.specfl & (SP_REFL|SP_TRAN) && !(nd.specfl & SP_BADU))
255                  agaussamp(r, &nd);
256  
257          if (nd.rdiff > FTINY) {         /* ambient from this side */
258                  ambient(ctmp, r);
259 <                scalecolor(ctmp, nd.rdiff);
259 >                if (nd.specfl & SP_RBLT)
260 >                        scalecolor(ctmp, 1.0-nd.trans);
261 >                else
262 >                        scalecolor(ctmp, nd.rdiff);
263                  multcolor(ctmp, nd.mcolor);     /* modified by material color */
264                  addcolor(r->rcol, ctmp);        /* add to returned color */
265          }
266          if (nd.tdiff > FTINY) {         /* ambient from other side */
267                  flipsurface(r);
268                  ambient(ctmp, r);
269 <                scalecolor(ctmp, nd.tdiff);
269 >                if (nd.specfl & SP_TBLT)
270 >                        scalecolor(ctmp, nd.trans);
271 >                else
272 >                        scalecolor(ctmp, nd.tdiff);
273                  multcolor(ctmp, nd.mcolor);     /* modified by color */
274                  addcolor(r->rcol, ctmp);
275                  flipsurface(r);
276          }
277                                          /* add direct component */
278          direct(r, diraniso, &nd);
279 –                                        /* check distance */
280 –        if (transtest > bright(r->rcol))
281 –                r->rt = transdist;
279   }
280  
281  
# Line 320 | Line 317 | register ANISODAT  *np;
317          FVECT  h;
318          double  rv[2];
319          double  d, sinp, cosp;
323 –        int  confuse;
320          register int  i;
321                                          /* compute reflection */
322 <        if (np->specfl & SP_REFL &&
322 >        if ((np->specfl & (SP_REFL|SP_RBLT)) == SP_REFL &&
323                          rayorigin(&sr, r, SPECULAR, np->rspec) == 0) {
328 –                confuse = 0;
324                  dimlist[ndims++] = (int)np->mp;
325 <        refagain:
331 <                dimlist[ndims] = confuse += 3601;
332 <                d = urand(ilhash(dimlist,ndims+1)+samplendx);
325 >                d = urand(ilhash(dimlist,ndims)+samplendx);
326                  multisamp(rv, 2, d);
327                  d = 2.0*PI * rv[0];
328                  cosp = np->u_alpha * cos(d);
# Line 337 | Line 330 | register ANISODAT  *np;
330                  d = sqrt(cosp*cosp + sinp*sinp);
331                  cosp /= d;
332                  sinp /= d;
333 +                rv[1] = 1.0 - specjitter*rv[1];
334                  if (rv[1] <= FTINY)
335                          d = 1.0;
336                  else
337 <                        d = sqrt( -log(rv[1]) /
337 >                        d = sqrt(-log(rv[1]) /
338                                  (cosp*cosp/(np->u_alpha*np->u_alpha) +
339 <                                 sinp*sinp/(np->v_alpha*np->v_alpha)) );
339 >                                 sinp*sinp/(np->v_alpha*np->v_alpha)));
340                  for (i = 0; i < 3; i++)
341                          h[i] = np->pnorm[i] +
342 <                                        d*(cosp*np->u[i] + sinp*np->v[i]);
342 >                                d*(cosp*np->u[i] + sinp*np->v[i]);
343                  d = -2.0 * DOT(h, r->rdir) / (1.0 + d*d);
344                  for (i = 0; i < 3; i++)
345                          sr.rdir[i] = r->rdir[i] + d*h[i];
346 <                if (DOT(sr.rdir, r->ron) <= FTINY)      /* oops! */
347 <                        goto refagain;
346 >                if (DOT(sr.rdir, r->ron) <= FTINY)      /* penetration? */
347 >                        VCOPY(sr.rdir, np->vrefl);      /* jitter no good */
348                  rayvalue(&sr);
349                  multcolor(sr.rcol, np->scolor);
350                  addcolor(r->rcol, sr.rcol);
351                  ndims--;
352          }
353                                          /* compute transmission */
354 +        if ((np->specfl & (SP_TRAN|SP_TBLT)) == SP_TRAN &&
355 +                        rayorigin(&sr, r, SPECULAR, np->tspec) == 0) {
356 +                dimlist[ndims++] = (int)np->mp;
357 +                d = urand(ilhash(dimlist,ndims)+1823+samplendx);
358 +                multisamp(rv, 2, d);
359 +                d = 2.0*PI * rv[0];
360 +                cosp = cos(d);
361 +                sinp = sin(d);
362 +                rv[1] = 1.0 - specjitter*rv[1];
363 +                if (rv[1] <= FTINY)
364 +                        d = 1.0;
365 +                else
366 +                        d = sqrt(-log(rv[1]) /
367 +                                (cosp*cosp*4./(np->u_alpha*np->u_alpha) +
368 +                                 sinp*sinp*4./(np->v_alpha*np->v_alpha)));
369 +                for (i = 0; i < 3; i++)
370 +                        sr.rdir[i] = np->prdir[i] +
371 +                                        d*(cosp*np->u[i] + sinp*np->v[i]);
372 +                if (DOT(sr.rdir, r->ron) < -FTINY)
373 +                        normalize(sr.rdir);             /* OK, normalize */
374 +                else
375 +                        VCOPY(sr.rdir, np->prdir);      /* else no jitter */
376 +                rayvalue(&sr);
377 +                scalecolor(sr.rcol, np->tspec);
378 +                multcolor(sr.rcol, np->mcolor);         /* modify by color */
379 +                addcolor(r->rcol, sr.rcol);
380 +                ndims--;
381 +        }
382   }

Diff Legend

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