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 2.40 by greg, Thu Aug 28 03:22:16 2003 UTC vs.
Revision 2.50 by greg, Wed Oct 13 15:29:02 2010 UTC

# Line 8 | Line 8 | static const char RCSid[] = "$Id$";
8   #include "copyright.h"
9  
10   #include  "ray.h"
11 –
11   #include  "ambient.h"
13 –
12   #include  "otypes.h"
13 <
13 > #include  "rtotypes.h"
14 > #include  "source.h"
15   #include  "func.h"
17 –
16   #include  "random.h"
17  
18   #ifndef  MAXITER
# Line 62 | Line 60 | typedef struct {
60          double  pdot;           /* perturbed dot product */
61   }  ANISODAT;            /* anisotropic material data */
62  
63 < static void     getacoords();
64 < static void     agaussamp();
63 > static srcdirf_t diraniso;
64 > static void getacoords(RAY  *r, ANISODAT  *np);
65 > static void agaussamp(RAY  *r, ANISODAT  *np);
66  
67  
68   static void
69 < diraniso(cval, np, ldir, omega)         /* compute source contribution */
70 < COLOR  cval;                    /* returned coefficient */
71 < register ANISODAT  *np;         /* material data */
72 < FVECT  ldir;                    /* light source direction */
73 < double  omega;                  /* light source size */
69 > diraniso(               /* compute source contribution */
70 >        COLOR  cval,                    /* returned coefficient */
71 >        void  *nnp,             /* material data */
72 >        FVECT  ldir,                    /* light source direction */
73 >        double  omega                   /* light source size */
74 > )
75   {
76 +        register ANISODAT *np = nnp;
77          double  ldot;
78          double  dtmp, dtmp1, dtmp2;
79          FVECT  h;
# Line 93 | Line 94 | double  omega;                 /* light source size */
94                   *  modified by the color of the material.
95                   */
96                  copycolor(ctmp, np->mcolor);
97 <                dtmp = ldot * omega * np->rdiff / PI;
97 >                dtmp = ldot * omega * np->rdiff * (1.0/PI);
98                  scalecolor(ctmp, dtmp);
99                  addcolor(cval, ctmp);
100          }
101          if (ldot > FTINY && (np->specfl&(SP_REFL|SP_BADU)) == SP_REFL) {
102                  /*
103                   *  Compute specular reflection coefficient using
104 <                 *  anisotropic gaussian distribution model.
104 >                 *  anisotropic Gaussian distribution model.
105                   */
106                                                  /* add source width if flat */
107                  if (np->specfl & SP_FLAT)
108 <                        au2 = av2 = omega/(4.0*PI);
108 >                        au2 = av2 = omega * (0.25/PI);
109                  else
110                          au2 = av2 = 0.0;
111                  au2 += np->u_alpha*np->u_alpha;
# Line 118 | Line 119 | double  omega;                 /* light source size */
119                  dtmp1 *= dtmp1 / au2;
120                  dtmp2 = DOT(np->v, h);
121                  dtmp2 *= dtmp2 / av2;
122 <                                                /* gaussian */
122 >                                                /* new W-G-M-D model */
123                  dtmp = DOT(np->pnorm, h);
124 <                dtmp = (dtmp1 + dtmp2) / (dtmp*dtmp);
125 <                dtmp = exp(-dtmp) * (0.25/PI)
126 <                                * sqrt(ldot/(np->pdot*au2*av2));
124 >                dtmp *= dtmp;
125 >                dtmp1 = (dtmp1 + dtmp2) / dtmp;
126 >                dtmp = exp(-dtmp1) * DOT(h,h) /
127 >                                (PI * dtmp*dtmp * sqrt(au2*av2));
128                                                  /* worth using? */
129                  if (dtmp > FTINY) {
130                          copycolor(ctmp, np->scolor);
131 <                        dtmp *= omega;
131 >                        dtmp *= ldot * omega;
132                          scalecolor(ctmp, dtmp);
133                          addcolor(cval, ctmp);
134                  }
# Line 136 | Line 138 | double  omega;                 /* light source size */
138                   *  Compute diffuse transmission.
139                   */
140                  copycolor(ctmp, np->mcolor);
141 <                dtmp = -ldot * omega * np->tdiff / PI;
141 >                dtmp = -ldot * omega * np->tdiff * (1.0/PI);
142                  scalecolor(ctmp, dtmp);
143                  addcolor(cval, ctmp);
144          }
# Line 146 | Line 148 | double  omega;                 /* light source size */
148                   *  is always modified by material color.
149                   */
150                                                  /* roughness + source */
151 <                au2 = av2 = omega / PI;
151 >                au2 = av2 = omega * (1.0/PI);
152                  au2 += np->u_alpha*np->u_alpha;
153                  av2 += np->v_alpha*np->v_alpha;
154                                                  /* "half vector" */
# Line 166 | Line 168 | double  omega;                 /* light source size */
168                          }
169                  } else
170                          dtmp = 0.0;
171 <                                                /* gaussian */
172 <                dtmp = exp(-dtmp) * (1.0/PI)
171 <                                * sqrt(-ldot/(np->pdot*au2*av2));
171 >                                                /* Gaussian */
172 >                dtmp = exp(-dtmp) * (1.0/PI) * sqrt(-ldot/(np->pdot*au2*av2));
173                                                  /* worth using? */
174                  if (dtmp > FTINY) {
175                          copycolor(ctmp, np->mcolor);
# Line 180 | Line 181 | double  omega;                 /* light source size */
181   }
182  
183  
184 < int
185 < m_aniso(m, r)                   /* shade ray that hit something anisotropic */
186 < register OBJREC  *m;
187 < register RAY  *r;
184 > extern int
185 > m_aniso(                        /* shade ray that hit something anisotropic */
186 >        register OBJREC  *m,
187 >        register RAY  *r
188 > )
189   {
190          ANISODAT  nd;
191          COLOR  ctmp;
# Line 214 | Line 216 | register RAY  *r;
216          nd.specfl = 0;
217          nd.u_alpha = m->oargs.farg[4];
218          nd.v_alpha = m->oargs.farg[5];
219 <        if (nd.u_alpha < FTINY || nd.v_alpha <= FTINY)
219 >        if (nd.u_alpha <= FTINY || nd.v_alpha <= FTINY)
220                  objerror(m, USER, "roughness too small");
221  
222          nd.pdot = raynormal(nd.pnorm, r);       /* perturb normal */
# Line 234 | Line 236 | register RAY  *r;
236                  if (specthresh >= nd.rspec-FTINY)
237                          nd.specfl |= SP_RBLT;
238                                                  /* compute refl. direction */
239 <                for (i = 0; i < 3; i++)
238 <                        nd.vrefl[i] = r->rdir[i] + 2.0*nd.pdot*nd.pnorm[i];
239 >                VSUM(nd.vrefl, r->rdir, nd.pnorm, 2.0*nd.pdot);
240                  if (DOT(nd.vrefl, r->ron) <= FTINY)     /* penetration? */
241 <                        for (i = 0; i < 3; i++)         /* safety measure */
241 <                                nd.vrefl[i] = r->rdir[i] + 2.*r->rod*r->ron[i];
241 >                        VSUM(nd.vrefl, r->rdir, r->ron, 2.0*r->rod);
242          }
243                                                  /* compute transmission */
244          if (m->otype == MAT_TRANS2) {
# Line 276 | Line 276 | register RAY  *r;
276                  agaussamp(r, &nd);
277  
278          if (nd.rdiff > FTINY) {         /* ambient from this side */
279 <                ambient(ctmp, r, nd.pnorm);
279 >                copycolor(ctmp, nd.mcolor);     /* modified by material color */
280                  if (nd.specfl & SP_RBLT)
281                          scalecolor(ctmp, 1.0-nd.trans);
282                  else
283                          scalecolor(ctmp, nd.rdiff);
284 <                multcolor(ctmp, nd.mcolor);     /* modified by material color */
284 >                multambient(ctmp, r, nd.pnorm);
285                  addcolor(r->rcol, ctmp);        /* add to returned color */
286          }
287          if (nd.tdiff > FTINY) {         /* ambient from other side */
# Line 291 | Line 291 | register RAY  *r;
291                  bnorm[0] = -nd.pnorm[0];
292                  bnorm[1] = -nd.pnorm[1];
293                  bnorm[2] = -nd.pnorm[2];
294 <                ambient(ctmp, r, bnorm);
294 >                copycolor(ctmp, nd.mcolor);     /* modified by color */
295                  if (nd.specfl & SP_TBLT)
296                          scalecolor(ctmp, nd.trans);
297                  else
298                          scalecolor(ctmp, nd.tdiff);
299 <                multcolor(ctmp, nd.mcolor);     /* modified by color */
299 >                multambient(ctmp, r, bnorm);
300                  addcolor(r->rcol, ctmp);
301                  flipsurface(r);
302          }
# Line 308 | Line 308 | register RAY  *r;
308  
309  
310   static void
311 < getacoords(r, np)               /* set up coordinate system */
312 < RAY  *r;
313 < register ANISODAT  *np;
311 > getacoords(             /* set up coordinate system */
312 >        RAY  *r,
313 >        register ANISODAT  *np
314 > )
315   {
316          register MFUNC  *mf;
317          register int  i;
# Line 338 | Line 339 | register ANISODAT  *np;
339  
340  
341   static void
342 < agaussamp(r, np)                /* sample anisotropic gaussian specular */
343 < RAY  *r;
344 < register ANISODAT  *np;
342 > agaussamp(              /* sample anisotropic Gaussian specular */
343 >        RAY  *r,
344 >        register ANISODAT  *np
345 > )
346   {
347          RAY  sr;
348          FVECT  h;
349          double  rv[2];
350          double  d, sinp, cosp;
351 <        int  niter;
351 >        COLOR   scol;
352 >        int  maxiter, ntrials, nstarget, nstaken;
353          register int  i;
354                                          /* compute reflection */
355          if ((np->specfl & (SP_REFL|SP_RBLT)) == SP_REFL &&
356 <                        rayorigin(&sr, r, SPECULAR, np->rspec) == 0) {
356 >                        rayorigin(&sr, SPECULAR, r, np->scolor) == 0) {
357 >                nstarget = 1;
358 >                if (specjitter > 1.5) { /* multiple samples? */
359 >                        nstarget = specjitter*r->rweight + .5;
360 >                        if (sr.rweight <= minweight*nstarget)
361 >                                nstarget = sr.rweight/minweight;
362 >                        if (nstarget > 1) {
363 >                                d = 1./nstarget;
364 >                                scalecolor(sr.rcoef, d);
365 >                                sr.rweight *= d;
366 >                        } else
367 >                                nstarget = 1;
368 >                }
369 >                setcolor(scol, 0., 0., 0.);
370                  dimlist[ndims++] = (int)np->mp;
371 <                for (niter = 0; niter < MAXITER; niter++) {
372 <                        if (niter)
371 >                maxiter = MAXITER*nstarget;
372 >                for (nstaken = ntrials = 0; nstaken < nstarget &&
373 >                                                ntrials < maxiter; ntrials++) {
374 >                        if (ntrials)
375                                  d = frandom();
376                          else
377                                  d = urand(ilhash(dimlist,ndims)+samplendx);
# Line 361 | Line 379 | register ANISODAT  *np;
379                          d = 2.0*PI * rv[0];
380                          cosp = tcos(d) * np->u_alpha;
381                          sinp = tsin(d) * np->v_alpha;
382 <                        d = sqrt(cosp*cosp + sinp*sinp);
383 <                        cosp /= d;
384 <                        sinp /= d;
385 <                        rv[1] = 1.0 - specjitter*rv[1];
382 >                        d = 1./sqrt(cosp*cosp + sinp*sinp);
383 >                        cosp *= d;
384 >                        sinp *= d;
385 >                        if ((0. <= specjitter) & (specjitter < 1.))
386 >                                rv[1] = 1.0 - specjitter*rv[1];
387                          if (rv[1] <= FTINY)
388                                  d = 1.0;
389                          else
# Line 375 | Line 394 | register ANISODAT  *np;
394                                  h[i] = np->pnorm[i] +
395                                          d*(cosp*np->u[i] + sinp*np->v[i]);
396                          d = -2.0 * DOT(h, r->rdir) / (1.0 + d*d);
397 <                        for (i = 0; i < 3; i++)
398 <                                sr.rdir[i] = r->rdir[i] + d*h[i];
399 <                        if (DOT(sr.rdir, r->ron) > FTINY) {
397 >                        VSUM(sr.rdir, r->rdir, h, d);
398 >                                                /* sample rejection test */
399 >                        if ((d = DOT(sr.rdir, r->ron)) <= FTINY)
400 >                                continue;
401 >                        checknorm(sr.rdir);
402 >                        if (nstarget > 1) {     /* W-G-M-D adjustment */
403 >                                if (nstaken) rayclear(&sr);
404                                  rayvalue(&sr);
405 <                                multcolor(sr.rcol, np->scolor);
405 >                                d = 2./(1. + r->rod/d);
406 >                                scalecolor(sr.rcol, d);
407 >                                addcolor(scol, sr.rcol);
408 >                        } else {
409 >                                rayvalue(&sr);
410 >                                multcolor(sr.rcol, sr.rcoef);
411                                  addcolor(r->rcol, sr.rcol);
384 –                                break;
412                          }
413 +                        ++nstaken;
414                  }
415 +                if (nstarget > 1) {             /* final W-G-M-D weighting */
416 +                        multcolor(scol, sr.rcoef);
417 +                        d = (double)nstarget/ntrials;
418 +                        scalecolor(scol, d);
419 +                        addcolor(r->rcol, scol);
420 +                }
421                  ndims--;
422          }
423                                          /* compute transmission */
424 +        copycolor(sr.rcoef, np->mcolor);                /* modify by material color */
425 +        scalecolor(sr.rcoef, np->tspec);
426          if ((np->specfl & (SP_TRAN|SP_TBLT)) == SP_TRAN &&
427 <                        rayorigin(&sr, r, SPECULAR, np->tspec) == 0) {
427 >                        rayorigin(&sr, SPECULAR, r, sr.rcoef) == 0) {
428 >                nstarget = 1;
429 >                if (specjitter > 1.5) { /* multiple samples? */
430 >                        nstarget = specjitter*r->rweight + .5;
431 >                        if (sr.rweight <= minweight*nstarget)
432 >                                nstarget = sr.rweight/minweight;
433 >                        if (nstarget > 1) {
434 >                                d = 1./nstarget;
435 >                                scalecolor(sr.rcoef, d);
436 >                                sr.rweight *= d;
437 >                        } else
438 >                                nstarget = 1;
439 >                }
440                  dimlist[ndims++] = (int)np->mp;
441 <                for (niter = 0; niter < MAXITER; niter++) {
442 <                        if (niter)
441 >                maxiter = MAXITER*nstarget;
442 >                for (nstaken = ntrials = 0; nstaken < nstarget &&
443 >                                                ntrials < maxiter; ntrials++) {
444 >                        if (ntrials)
445                                  d = frandom();
446                          else
447                                  d = urand(ilhash(dimlist,ndims)+1823+samplendx);
# Line 399 | Line 449 | register ANISODAT  *np;
449                          d = 2.0*PI * rv[0];
450                          cosp = tcos(d) * np->u_alpha;
451                          sinp = tsin(d) * np->v_alpha;
452 <                        d = sqrt(cosp*cosp + sinp*sinp);
453 <                        cosp /= d;
454 <                        sinp /= d;
455 <                        rv[1] = 1.0 - specjitter*rv[1];
452 >                        d = 1./sqrt(cosp*cosp + sinp*sinp);
453 >                        cosp *= d;
454 >                        sinp *= d;
455 >                        if ((0. <= specjitter) & (specjitter < 1.))
456 >                                rv[1] = 1.0 - specjitter*rv[1];
457                          if (rv[1] <= FTINY)
458                                  d = 1.0;
459                          else
# Line 412 | Line 463 | register ANISODAT  *np;
463                          for (i = 0; i < 3; i++)
464                                  sr.rdir[i] = np->prdir[i] +
465                                                  d*(cosp*np->u[i] + sinp*np->v[i]);
466 <                        if (DOT(sr.rdir, r->ron) < -FTINY) {
467 <                                normalize(sr.rdir);     /* OK, normalize */
468 <                                rayvalue(&sr);
469 <                                scalecolor(sr.rcol, np->tspec);
470 <                                multcolor(sr.rcol, np->mcolor); /* modify */
471 <                                addcolor(r->rcol, sr.rcol);
472 <                                break;
473 <                        }
466 >                        if (DOT(sr.rdir, r->ron) >= -FTINY)
467 >                                continue;
468 >                        normalize(sr.rdir);     /* OK, normalize */
469 >                        if (nstaken)            /* multi-sampling */
470 >                                rayclear(&sr);
471 >                        rayvalue(&sr);
472 >                        multcolor(sr.rcol, sr.rcoef);
473 >                        addcolor(r->rcol, sr.rcol);
474 >                        ++nstaken;
475                  }
476                  ndims--;
477          }

Diff Legend

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