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

Comparing ray/src/rt/aniso.c (file contents):
Revision 2.50 by greg, Wed Oct 13 15:29:02 2010 UTC vs.
Revision 2.60 by greg, Tue May 26 13:21:07 2015 UTC

# Line 21 | Line 21 | static const char RCSid[] = "$Id$";
21  
22   /*
23   *      This routine implements the anisotropic Gaussian
24 < *  model described by Ward in Siggraph `92 article.
24 > *  model described by Ward in Siggraph `92 article, updated with
25 > *  normalization and sampling adjustments due to Geisler-Moroder and Duer.
26   *      We orient the surface towards the incoming ray, so a single
27   *  surface can be used to represent an infinitely thin object.
28   *
29   *  Arguments for MAT_PLASTIC2 and MAT_METAL2 are:
30   *  4+ ux       uy      uz      funcfile        [transform...]
31   *  0
32 < *  6  red      grn     blu     specular-frac.  u-facet-slope v-facet-slope
32 > *  6  red      grn     blu     specular-frac.  u-rough v-rough
33   *
34   *  Real arguments for MAT_TRANS2 are:
35   *  8  red      grn     blu     rspec   u-rough v-rough trans   tspec
# Line 40 | Line 41 | static const char RCSid[] = "$Id$";
41   #define  SP_FLAT        04              /* reflecting surface is flat */
42   #define  SP_RBLT        010             /* reflection below sample threshold */
43   #define  SP_TBLT        020             /* transmission below threshold */
43 – #define  SP_BADU        040             /* bad u direction calculation */
44  
45   typedef struct {
46          OBJREC  *mp;            /* material pointer */
# Line 60 | Line 60 | typedef struct {
60          double  pdot;           /* perturbed dot product */
61   }  ANISODAT;            /* anisotropic material data */
62  
63 < static srcdirf_t diraniso;
64 < static void getacoords(RAY  *r, ANISODAT  *np);
65 < 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 */
70 <        void  *nnp,             /* material data */
70 >        void  *nnp,                     /* material data */
71          FVECT  ldir,                    /* light source direction */
72          double  omega                   /* light source size */
73   )
74   {
75 <        register ANISODAT *np = nnp;
75 >        ANISODAT *np = nnp;
76          double  ldot;
77          double  dtmp, dtmp1, dtmp2;
78          FVECT  h;
# Line 87 | Line 86 | diraniso(              /* compute source contribution */
86          if (ldot < 0.0 ? np->trans <= FTINY : np->trans >= 1.0-FTINY)
87                  return;         /* wrong side */
88  
89 <        if (ldot > FTINY && np->rdiff > FTINY) {
89 >        if ((ldot > FTINY) & (np->rdiff > FTINY)) {
90                  /*
91                   *  Compute and add diffuse reflected component to returned
92                   *  color.  The diffuse reflected component will always be
# Line 98 | Line 97 | diraniso(              /* compute source contribution */
97                  scalecolor(ctmp, dtmp);
98                  addcolor(cval, ctmp);
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 +                copycolor(ctmp, np->mcolor);
106 +                dtmp = -ldot * omega * np->tdiff * (1.0/PI);
107 +                scalecolor(ctmp, dtmp);
108 +                addcolor(cval, ctmp);
109 +        }
110 +        
111 +        if (ldot > FTINY && np->specfl&SP_REFL) {
112 +                /*
113                   *  Compute specular reflection coefficient using
114                   *  anisotropic Gaussian distribution model.
115                   */
# Line 111 | Line 121 | diraniso(              /* compute source contribution */
121                  au2 += np->u_alpha*np->u_alpha;
122                  av2 += np->v_alpha*np->v_alpha;
123                                                  /* half vector */
124 <                h[0] = ldir[0] - np->rp->rdir[0];
115 <                h[1] = ldir[1] - np->rp->rdir[1];
116 <                h[2] = ldir[2] - np->rp->rdir[2];
124 >                VSUB(h, ldir, np->rp->rdir);
125                                                  /* ellipse */
126                  dtmp1 = DOT(np->u, h);
127                  dtmp1 *= dtmp1 / au2;
# Line 133 | Line 141 | diraniso(              /* compute source contribution */
141                          addcolor(cval, ctmp);
142                  }
143          }
144 <        if (ldot < -FTINY && np->tdiff > FTINY) {
144 >        
145 >        if (ldot < -FTINY && np->specfl&SP_TRAN) {
146                  /*
138 –                 *  Compute diffuse transmission.
139 –                 */
140 –                copycolor(ctmp, np->mcolor);
141 –                dtmp = -ldot * omega * np->tdiff * (1.0/PI);
142 –                scalecolor(ctmp, dtmp);
143 –                addcolor(cval, ctmp);
144 –        }
145 –        if (ldot < -FTINY && (np->specfl&(SP_TRAN|SP_BADU)) == SP_TRAN) {
146 –                /*
147                   *  Compute specular transmission.  Specular transmission
148                   *  is always modified by material color.
149                   */
# Line 152 | Line 152 | diraniso(              /* compute source contribution */
152                  au2 += np->u_alpha*np->u_alpha;
153                  av2 += np->v_alpha*np->v_alpha;
154                                                  /* "half vector" */
155 <                h[0] = ldir[0] - np->prdir[0];
156 <                h[1] = ldir[1] - np->prdir[1];
157 <                h[2] = ldir[2] - np->prdir[2];
155 >                VSUB(h, ldir, np->prdir);
156                  dtmp = DOT(h,h);
157                  if (dtmp > FTINY*FTINY) {
158                          dtmp1 = DOT(h,np->pnorm);
# Line 181 | Line 179 | diraniso(              /* compute source contribution */
179   }
180  
181  
182 < extern int
182 > int
183   m_aniso(                        /* shade ray that hit something anisotropic */
184 <        register OBJREC  *m,
185 <        register RAY  *r
184 >        OBJREC  *m,
185 >        RAY  *r
186   )
187   {
188          ANISODAT  nd;
189          COLOR  ctmp;
190 <        register int  i;
190 >        int  i;
191                                                  /* easy shadow test */
192          if (r->crtype & SHADOW)
193                  return(1);
# Line 198 | Line 196 | m_aniso(                       /* shade ray that hit something anisotropic
196                  objerror(m, USER, "bad number of real arguments");
197                                                  /* check for back side */
198          if (r->rod < 0.0) {
199 <                if (!backvis && m->otype != MAT_TRANS2) {
199 >                if (!backvis) {
200                          raytrans(r);
201                          return(1);
202                  }
# Line 216 | Line 214 | m_aniso(                       /* shade ray that hit something anisotropic
214          nd.specfl = 0;
215          nd.u_alpha = m->oargs.farg[4];
216          nd.v_alpha = m->oargs.farg[5];
217 <        if (nd.u_alpha <= FTINY || nd.v_alpha <= FTINY)
217 >        if ((nd.u_alpha <= FTINY) | (nd.v_alpha <= FTINY))
218                  objerror(m, USER, "roughness too small");
219  
220          nd.pdot = raynormal(nd.pnorm, r);       /* perturb normal */
# Line 270 | Line 268 | m_aniso(                       /* shade ray that hit something anisotropic
268          if (r->ro != NULL && isflat(r->ro->otype))
269                  nd.specfl |= SP_FLAT;
270  
271 <        getacoords(r, &nd);                     /* set up coordinates */
271 >        getacoords(&nd);                        /* set up coordinates */
272  
273 <        if (nd.specfl & (SP_REFL|SP_TRAN) && !(nd.specfl & SP_BADU))
274 <                agaussamp(r, &nd);
273 >        if (nd.specfl & (SP_REFL|SP_TRAN))
274 >                agaussamp(&nd);
275  
276          if (nd.rdiff > FTINY) {         /* ambient from this side */
277                  copycolor(ctmp, nd.mcolor);     /* modified by material color */
278 <                if (nd.specfl & SP_RBLT)
279 <                        scalecolor(ctmp, 1.0-nd.trans);
280 <                else
283 <                        scalecolor(ctmp, nd.rdiff);
278 >                scalecolor(ctmp, nd.rdiff);
279 >                if (nd.specfl & SP_RBLT)        /* add in specular as well? */
280 >                        addcolor(ctmp, nd.scolor);
281                  multambient(ctmp, r, nd.pnorm);
282                  addcolor(r->rcol, ctmp);        /* add to returned color */
283          }
284 +        
285          if (nd.tdiff > FTINY) {         /* ambient from other side */
286                  FVECT  bnorm;
287  
# Line 306 | Line 304 | m_aniso(                       /* shade ray that hit something anisotropic
304          return(1);
305   }
306  
309 –
307   static void
308   getacoords(             /* set up coordinate system */
309 <        RAY  *r,
313 <        register ANISODAT  *np
309 >        ANISODAT  *np
310   )
311   {
312 <        register MFUNC  *mf;
313 <        register int  i;
312 >        MFUNC  *mf;
313 >        int  i;
314  
315          mf = getfunc(np->mp, 3, 0x7, 1);
316 <        setfunc(np->mp, r);
316 >        setfunc(np->mp, np->rp);
317          errno = 0;
318          for (i = 0; i < 3; i++)
319                  np->u[i] = evalue(mf->ep[i]);
320 <        if (errno == EDOM || errno == ERANGE) {
321 <                objerror(np->mp, WARNING, "compute error");
322 <                np->specfl |= SP_BADU;
323 <                return;
328 <        }
329 <        if (mf->f != &unitxf)
330 <                multv3(np->u, np->u, mf->f->xfm);
320 >        if ((errno == EDOM) | (errno == ERANGE))
321 >                np->u[0] = np->u[1] = np->u[2] = 0.0;
322 >        if (mf->fxp != &unitxf)
323 >                multv3(np->u, np->u, mf->fxp->xfm);
324          fcross(np->v, np->pnorm, np->u);
325          if (normalize(np->v) == 0.0) {
326 <                objerror(np->mp, WARNING, "illegal orientation vector");
327 <                np->specfl |= SP_BADU;
328 <                return;
329 <        }
330 <        fcross(np->u, np->v, np->pnorm);
326 >                if (fabs(np->u_alpha - np->v_alpha) > 0.001)
327 >                        objerror(np->mp, WARNING, "illegal orientation vector");
328 >                getperpendicular(np->u, np->pnorm, 1);  /* punting */
329 >                fcross(np->v, np->pnorm, np->u);
330 >                np->u_alpha = np->v_alpha = sqrt( 0.5 *
331 >                        (np->u_alpha*np->u_alpha + np->v_alpha*np->v_alpha) );
332 >        } else
333 >                fcross(np->u, np->v, np->pnorm);
334   }
335  
336  
337   static void
338   agaussamp(              /* sample anisotropic Gaussian specular */
339 <        RAY  *r,
344 <        register ANISODAT  *np
339 >        ANISODAT  *np
340   )
341   {
342          RAY  sr;
# Line 350 | Line 345 | agaussamp(             /* sample anisotropic Gaussian specular */
345          double  d, sinp, cosp;
346          COLOR   scol;
347          int  maxiter, ntrials, nstarget, nstaken;
348 <        register int  i;
348 >        int  i;
349                                          /* compute reflection */
350          if ((np->specfl & (SP_REFL|SP_RBLT)) == SP_REFL &&
351 <                        rayorigin(&sr, SPECULAR, r, np->scolor) == 0) {
351 >                        rayorigin(&sr, SPECULAR, np->rp, np->scolor) == 0) {
352                  nstarget = 1;
353                  if (specjitter > 1.5) { /* multiple samples? */
354 <                        nstarget = specjitter*r->rweight + .5;
354 >                        nstarget = specjitter*np->rp->rweight + .5;
355                          if (sr.rweight <= minweight*nstarget)
356                                  nstarget = sr.rweight/minweight;
357                          if (nstarget > 1) {
# Line 367 | Line 362 | agaussamp(             /* sample anisotropic Gaussian specular */
362                                  nstarget = 1;
363                  }
364                  setcolor(scol, 0., 0., 0.);
365 <                dimlist[ndims++] = (int)np->mp;
365 >                dimlist[ndims++] = (int)(size_t)np->mp;
366                  maxiter = MAXITER*nstarget;
367                  for (nstaken = ntrials = 0; nstaken < nstarget &&
368                                                  ntrials < maxiter; ntrials++) {
# Line 393 | Line 388 | agaussamp(             /* sample anisotropic Gaussian specular */
388                          for (i = 0; i < 3; i++)
389                                  h[i] = np->pnorm[i] +
390                                          d*(cosp*np->u[i] + sinp*np->v[i]);
391 <                        d = -2.0 * DOT(h, r->rdir) / (1.0 + d*d);
392 <                        VSUM(sr.rdir, r->rdir, h, d);
391 >                        d = -2.0 * DOT(h, np->rp->rdir) / (1.0 + d*d);
392 >                        VSUM(sr.rdir, np->rp->rdir, h, d);
393                                                  /* sample rejection test */
394 <                        if ((d = DOT(sr.rdir, r->ron)) <= FTINY)
394 >                        if ((d = DOT(sr.rdir, np->rp->ron)) <= FTINY)
395                                  continue;
396                          checknorm(sr.rdir);
397                          if (nstarget > 1) {     /* W-G-M-D adjustment */
398                                  if (nstaken) rayclear(&sr);
399                                  rayvalue(&sr);
400 <                                d = 2./(1. + r->rod/d);
400 >                                d = 2./(1. + np->rp->rod/d);
401                                  scalecolor(sr.rcol, d);
402                                  addcolor(scol, sr.rcol);
403                          } else {
404                                  rayvalue(&sr);
405                                  multcolor(sr.rcol, sr.rcoef);
406 <                                addcolor(r->rcol, sr.rcol);
406 >                                addcolor(np->rp->rcol, sr.rcol);
407                          }
408                          ++nstaken;
409                  }
# Line 416 | Line 411 | agaussamp(             /* sample anisotropic Gaussian specular */
411                          multcolor(scol, sr.rcoef);
412                          d = (double)nstarget/ntrials;
413                          scalecolor(scol, d);
414 <                        addcolor(r->rcol, scol);
414 >                        addcolor(np->rp->rcol, scol);
415                  }
416                  ndims--;
417          }
# Line 424 | Line 419 | agaussamp(             /* sample anisotropic Gaussian specular */
419          copycolor(sr.rcoef, np->mcolor);                /* modify by material color */
420          scalecolor(sr.rcoef, np->tspec);
421          if ((np->specfl & (SP_TRAN|SP_TBLT)) == SP_TRAN &&
422 <                        rayorigin(&sr, SPECULAR, r, sr.rcoef) == 0) {
422 >                        rayorigin(&sr, SPECULAR, np->rp, sr.rcoef) == 0) {
423                  nstarget = 1;
424                  if (specjitter > 1.5) { /* multiple samples? */
425 <                        nstarget = specjitter*r->rweight + .5;
425 >                        nstarget = specjitter*np->rp->rweight + .5;
426                          if (sr.rweight <= minweight*nstarget)
427                                  nstarget = sr.rweight/minweight;
428                          if (nstarget > 1) {
# Line 437 | Line 432 | agaussamp(             /* sample anisotropic Gaussian specular */
432                          } else
433                                  nstarget = 1;
434                  }
435 <                dimlist[ndims++] = (int)np->mp;
435 >                dimlist[ndims++] = (int)(size_t)np->mp;
436                  maxiter = MAXITER*nstarget;
437                  for (nstaken = ntrials = 0; nstaken < nstarget &&
438                                                  ntrials < maxiter; ntrials++) {
# Line 463 | Line 458 | agaussamp(             /* sample anisotropic Gaussian specular */
458                          for (i = 0; i < 3; i++)
459                                  sr.rdir[i] = np->prdir[i] +
460                                                  d*(cosp*np->u[i] + sinp*np->v[i]);
461 <                        if (DOT(sr.rdir, r->ron) >= -FTINY)
461 >                        if (DOT(sr.rdir, np->rp->ron) >= -FTINY)
462                                  continue;
463                          normalize(sr.rdir);     /* OK, normalize */
464                          if (nstaken)            /* multi-sampling */
465                                  rayclear(&sr);
466                          rayvalue(&sr);
467                          multcolor(sr.rcol, sr.rcoef);
468 <                        addcolor(r->rcol, sr.rcol);
468 >                        addcolor(np->rp->rcol, sr.rcol);
469                          ++nstaken;
470                  }
471                  ndims--;

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> Changed lines