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

Comparing ray/src/rt/dielectric.c (file contents):
Revision 2.11 by greg, Wed Apr 17 14:01:52 1996 UTC vs.
Revision 2.31 by greg, Wed Nov 15 18:02:52 2023 UTC

# Line 1 | Line 1
1 – /* Copyright (c) 1986 Regents of the University of California */
2 –
1   #ifndef lint
2 < static char SCCSid[] = "$SunId$ LBL";
2 > static const char       RCSid[] = "$Id$";
3   #endif
6 –
4   /*
5   *  dielectric.c - shading function for transparent materials.
9 – *
10 – *     9/6/85
6   */
7  
8 < #include  "ray.h"
8 > #include "copyright.h"
9  
10 + #include  "ray.h"
11   #include  "otypes.h"
12 + #include  "rtotypes.h"
13 + #include  "pmapmat.h"
14  
15   #ifdef  DISPERSE
16   #include  "source.h"
17 < static  disperse();
18 < static int  lambda();
17 > static int disperse(OBJREC *m,RAY *r,FVECT vt,double tr,COLOR cet,COLOR abt);
18 > static int lambda(OBJREC  *m, FVECT  v2, FVECT  dv, FVECT  lr);
19   #endif
20  
21 + static double mylog(double  x);
22 +
23 +
24   /*
25   *     Explicit calculations for Fresnel's equation are performed,
26   *  but only one square root computation is necessary.
# Line 50 | Line 51 | static int  lambda();
51  
52   #define  MINCOS         0.997           /* minimum dot product for dispersion */
53  
53 – extern COLOR  cextinction;              /* global coefficient of extinction */
54 – extern COLOR  salbedo;                  /* global scattering albedo */
55 –
56 –
54   static double
55 < mylog(x)                /* special log for extinction coefficients */
56 < double  x;
55 > mylog(          /* special log for extinction coefficients */
56 >        double  x
57 > )
58   {
59          if (x < 1e-40)
60                  return(-100.);
# Line 66 | Line 64 | double  x;
64   }
65  
66  
67 < m_dielectric(m, r)      /* color a ray which hit a dielectric interface */
68 < OBJREC  *m;
69 < register RAY  *r;
67 > int
68 > m_dielectric(   /* color a ray which hit a dielectric interface */
69 >        OBJREC  *m,
70 >        RAY  *r
71 > )
72   {
73          double  cos1, cos2, nratio;
74 <        COLOR  ctrans;
75 <        COLOR  talb;
76 <        double  mabsorp;
74 >        COLOR  pcol, ctrans, talb;
75 >        int  hastexture;
76 >        int     flatsurface;
77          double  refl, trans;
78          FVECT  dnorm;
79          double  d1, d2;
80          RAY  p;
81 <        register int  i;
81 >        int  i;
82  
83 +        /* PMAP: skip refracted shadow or ambient ray if accounted for in
84 +           photon map */
85 +        if (shadowRayInPmap(r) || ambRayInPmap(r))
86 +                return(1);
87 +        
88          if (m->oargs.nfargs != (m->otype==MAT_DIELECTRIC ? 5 : 8))
89                  objerror(m, USER, "bad arguments");
90  
91          raytexture(r, m->omod);                 /* get modifiers */
92  
93 <        cos1 = raynormal(dnorm, r);             /* cosine of theta1 */
93 >        if ( (hastexture = DOT(r->pert,r->pert) > FTINY*FTINY) )
94 >                cos1 = raynormal(dnorm, r);     /* perturb normal */
95 >        else {
96 >                VCOPY(dnorm, r->ron);
97 >                cos1 = r->rod;
98 >        }
99 >        flatsurface = r->ro != NULL && isflat(r->ro->otype) &&
100 >                        !hastexture | (r->crtype & AMBIENT);
101 >
102                                                  /* index of refraction */
103          if (m->otype == MAT_DIELECTRIC)
104                  nratio = m->oargs.farg[3] + m->oargs.farg[4]/MLAMBDA;
105          else
106                  nratio = m->oargs.farg[3] / m->oargs.farg[7];
107 <        
107 >
108 >        scolor_rgb(pcol, r->pcol);
109          if (cos1 < 0.0) {                       /* inside */
110 +                hastexture = -hastexture;
111                  cos1 = -cos1;
112                  dnorm[0] = -dnorm[0];
113                  dnorm[1] = -dnorm[1];
114                  dnorm[2] = -dnorm[2];
115 <                setcolor(r->cext, -mylog(m->oargs.farg[0]*colval(r->pcol,RED)),
116 <                                 -mylog(m->oargs.farg[1]*colval(r->pcol,GRN)),
117 <                                 -mylog(m->oargs.farg[2]*colval(r->pcol,BLU)));
115 >                setcolor(r->cext, -mylog(m->oargs.farg[0]*colval(pcol,RED)),
116 >                                 -mylog(m->oargs.farg[1]*colval(pcol,GRN)),
117 >                                 -mylog(m->oargs.farg[2]*colval(pcol,BLU)));
118                  setcolor(r->albedo, 0., 0., 0.);
119                  r->gecc = 0.;
120                  if (m->otype == MAT_INTERFACE) {
121                          setcolor(ctrans,
122 <                                -mylog(m->oargs.farg[4]*colval(r->pcol,RED)),
123 <                                -mylog(m->oargs.farg[5]*colval(r->pcol,GRN)),
124 <                                -mylog(m->oargs.farg[6]*colval(r->pcol,BLU)));
122 >                                -mylog(m->oargs.farg[4]*colval(pcol,RED)),
123 >                                -mylog(m->oargs.farg[5]*colval(pcol,GRN)),
124 >                                -mylog(m->oargs.farg[6]*colval(pcol,BLU)));
125                          setcolor(talb, 0., 0., 0.);
126                  } else {
127                          copycolor(ctrans, cextinction);
# Line 115 | Line 130 | register RAY  *r;
130          } else {                                /* outside */
131                  nratio = 1.0 / nratio;
132  
133 <                setcolor(ctrans, -mylog(m->oargs.farg[0]*colval(r->pcol,RED)),
134 <                                 -mylog(m->oargs.farg[1]*colval(r->pcol,GRN)),
135 <                                 -mylog(m->oargs.farg[2]*colval(r->pcol,BLU)));
133 >                setcolor(ctrans, -mylog(m->oargs.farg[0]*colval(pcol,RED)),
134 >                                 -mylog(m->oargs.farg[1]*colval(pcol,GRN)),
135 >                                 -mylog(m->oargs.farg[2]*colval(pcol,BLU)));
136                  setcolor(talb, 0., 0., 0.);
137                  if (m->otype == MAT_INTERFACE) {
138                          setcolor(r->cext,
139 <                                -mylog(m->oargs.farg[4]*colval(r->pcol,RED)),
140 <                                -mylog(m->oargs.farg[5]*colval(r->pcol,GRN)),
141 <                                -mylog(m->oargs.farg[6]*colval(r->pcol,BLU)));
139 >                                -mylog(m->oargs.farg[4]*colval(pcol,RED)),
140 >                                -mylog(m->oargs.farg[5]*colval(pcol,GRN)),
141 >                                -mylog(m->oargs.farg[6]*colval(pcol,BLU)));
142                          setcolor(r->albedo, 0., 0., 0.);
143                          r->gecc = 0.;
144                  }
145          }
131 –        mabsorp = exp(-bright(r->cext)*r->rot);         /* approximate */
146  
147          d2 = 1.0 - nratio*nratio*(1.0 - cos1*cos1);     /* compute cos theta2 */
148  
# Line 152 | Line 166 | register RAY  *r;
166                  refl *= 0.5;
167                  trans = 1.0 - refl;
168  
169 <                if (rayorigin(&p, r, REFRACTED, mabsorp*trans) == 0) {
169 >                trans *= nratio*nratio;         /* solid angle ratio */
170  
171 +                setscolor(p.rcoef, trans, trans, trans);
172 +
173 +                if (rayorigin(&p, REFRACTED, r, p.rcoef) == 0) {
174 +
175                                                  /* compute refracted ray */
176                          d1 = nratio*cos1 - cos2;
177                          for (i = 0; i < 3; i++)
178                                  p.rdir[i] = nratio*r->rdir[i] + d1*dnorm[i];
179 <
179 >                                                /* accidental reflection? */
180 >                        if (hastexture &&
181 >                                DOT(p.rdir,r->ron)*hastexture >= -FTINY) {
182 >                                d1 *= (double)hastexture;
183 >                                for (i = 0; i < 3; i++) /* ignore texture */
184 >                                        p.rdir[i] = nratio*r->rdir[i] +
185 >                                                        d1*r->ron[i];
186 >                                normalize(p.rdir);      /* not exact */
187 >                        } else
188 >                                checknorm(p.rdir);
189   #ifdef  DISPERSE
190                          if (m->otype != MAT_DIELECTRIC
191                                          || r->rod > 0.0
192                                          || r->crtype & SHADOW
193                                          || !directvis
194                                          || m->oargs.farg[4] == 0.0
195 <                                        || !disperse(m, r, p.rdir, trans))
195 >                                        || !disperse(m, r, p.rdir,
196 >                                                        trans, ctrans, talb))
197   #endif
198                          {
199                                  copycolor(p.cext, ctrans);
200                                  copycolor(p.albedo, talb);
201                                  rayvalue(&p);
202 <                                scalecolor(p.rcol, trans);
203 <                                addcolor(r->rcol, p.rcol);
204 <                                if (nratio >= 1.0-FTINY && nratio <= 1.0+FTINY)
205 <                                        r->rt = r->rot + p.rt;
202 >                                smultscolor(p.rcol, p.rcoef);
203 >                                saddscolor(r->rcol, p.rcol);
204 >                                                /* virtual distance */
205 >                                if (flatsurface ||
206 >                                        (1.-FTINY <= nratio) &
207 >                                                (nratio <= 1.+FTINY))
208 >                                        r->rxt = r->rot + raydistance(&p);
209                          }
210                  }
211          }
212 <                
212 >        setscolor(p.rcoef, refl, refl, refl);
213 >
214          if (!(r->crtype & SHADOW) &&
215 <                        rayorigin(&p, r, REFLECTED, mabsorp*refl) == 0) {
215 >                        rayorigin(&p, REFLECTED, r, p.rcoef) == 0) {
216  
217                                          /* compute reflected ray */
218 <                for (i = 0; i < 3; i++)
219 <                        p.rdir[i] = r->rdir[i] + 2.0*cos1*dnorm[i];
220 <
218 >                VSUM(p.rdir, r->rdir, dnorm, 2.*cos1);
219 >                                        /* accidental penetration? */
220 >                if (hastexture && DOT(p.rdir,r->ron)*hastexture <= FTINY)
221 >                        VSUM(p.rdir, r->rdir, r->ron, 2.*r->rod);
222 >                checknorm(p.rdir);
223                  rayvalue(&p);                   /* reflected ray value */
224  
225 <                scalecolor(p.rcol, refl);       /* color contribution */
226 <                addcolor(r->rcol, p.rcol);
225 >                smultscolor(p.rcol, p.rcoef);   /* color contribution */
226 >                copyscolor(r->mcol, p.rcol);
227 >                saddscolor(r->rcol, p.rcol);
228 >                                                /* virtual distance */
229 >                r->rmt = r->rot;
230 >                if (flatsurface)
231 >                        r->rmt += raydistance(&p);
232          }
233                                  /* rayvalue() computes absorption */
234          return(1);
# Line 198 | Line 237 | register RAY  *r;
237  
238   #ifdef  DISPERSE
239  
240 < static
241 < disperse(m, r, vt, tr)          /* check light sources for dispersion */
242 < OBJREC  *m;
243 < RAY  *r;
244 < FVECT  vt;
245 < double  tr;
240 > static int
241 > disperse(  /* check light sources for dispersion */
242 >        OBJREC  *m,
243 >        RAY  *r,
244 >        FVECT  vt,
245 >        double  tr,
246 >        COLOR  cet,
247 >        COLOR  abt
248 > )
249   {
250 <        RAY  sray, *entray;
250 >        RAY  sray;
251 >        const RAY  *entray;
252          FVECT  v1, v2, n1, n2;
253          FVECT  dv, v2Xdv;
254          double  v2Xdvv2Xdv;
# Line 260 | Line 303 | double  tr;
303          VCOPY(n2, r->ron);
304  
305                                          /* first order dispersion approx. */
306 <        dtmp1 = DOT(n1, v1);
307 <        dtmp2 = DOT(n2, v2);
306 >        dtmp1 = 1./DOT(n1, v1);
307 >        dtmp2 = 1./DOT(n2, v2);
308          for (i = 0; i < 3; i++)
309 <                dv[i] = v1[i] + v2[i] - n1[i]/dtmp1 - n2[i]/dtmp2;
309 >                dv[i] = v1[i] + v2[i] - n1[i]*dtmp1 - n2[i]*dtmp2;
310                  
311          if (DOT(dv, dv) <= FTINY)       /* null effect */
312                  return(0);
# Line 289 | Line 332 | double  tr;
332                  if (l1 > MAXLAMBDA || l1 < MINLAMBDA)   /* not visible */
333                          continue;
334                                                  /* trace source ray */
335 +                copycolor(sray.cext, cet);
336 +                copycolor(sray.albedo, abt);
337                  normalize(sray.rdir);
338                  rayvalue(&sray);
339                  if (bright(sray.rcol) <= FTINY) /* missed it */
# Line 304 | Line 349 | double  tr;
349                  dtmp1 = sqrt(si.dom  / v2Xdvv2Xdv / PI);
350  
351                                                          /* compute first ray */
352 <                for (i = 0; i < 3; i++)
308 <                        vtmp2[i] = sray.rdir[i] + dtmp1*vtmp1[i];
352 >                VSUM(vtmp2, sray.rdir, vtmp1, dtmp1);
353  
354                  l1 = lambda(m, v2, dv, vtmp2);          /* first lambda */
355                  if (l1 < 0)
356                          continue;
357                                                          /* compute second ray */
358 <                for (i = 0; i < 3; i++)
315 <                        vtmp2[i] = sray.rdir[i] - dtmp1*vtmp1[i];
358 >                VSUM(vtmp2, sray.rdir, vtmp1, -dtmp1);
359  
360                  l2 = lambda(m, v2, dv, vtmp2);          /* second lambda */
361                  if (l2 < 0)
362                          continue;
363                                          /* compute color from spectrum */
364 <                if (l1 < l2)
364 >                if (l1 < l2)            /* XXX should use direct spectral xfer */
365                          spec_rgb(ctmp, l1, l2);
366                  else
367                          spec_rgb(ctmp, l2, l1);
368 <                multcolor(ctmp, sray.rcol);
368 >                multscolor(ctmp, sray.rcol);
369                  scalecolor(ctmp, tr);
370 <                addcolor(r->rcol, ctmp);
370 >                saddcolor(r->rcol, ctmp);
371                  success++;
372          }
373          return(success);
# Line 332 | Line 375 | double  tr;
375  
376  
377   static int
378 < lambda(m, v2, dv, lr)                   /* compute lambda for material */
379 < register OBJREC  *m;
380 < FVECT  v2, dv, lr;
378 > lambda(                 /* compute lambda for material */
379 >        OBJREC  *m,
380 >        FVECT  v2,
381 >        FVECT  dv,
382 >        FVECT  lr
383 > )
384   {
385          FVECT  lrXdv, v2Xlr;
386          double  dtmp, denom;
# Line 342 | Line 388 | FVECT  v2, dv, lr;
388  
389          fcross(lrXdv, lr, dv);
390          for (i = 0; i < 3; i++)
391 <                if (lrXdv[i] > FTINY || lrXdv[i] < -FTINY)
391 >                if ((lrXdv[i] > FTINY) | (lrXdv[i] < -FTINY))
392                          break;
393          if (i >= 3)
394                  return(-1);

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