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

Comparing ray/src/rt/dielectric.c (file contents):
Revision 1.7 by greg, Mon Oct 21 12:58:12 1991 UTC vs.
Revision 2.19 by greg, Thu Sep 9 06:46:07 2004 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  
14   #ifdef  DISPERSE
15   #include  "source.h"
16 + static int disperse(OBJREC *m,RAY *r,FVECT vt,double tr,COLOR cet,COLOR abt);
17 + static int lambda(OBJREC  *m, FVECT  v2, FVECT  dv, FVECT  lr);
18   #endif
19  
20 + static double mylog(double  x);
21 +
22 +
23   /*
24   *     Explicit calculations for Fresnel's equation are performed,
25   *  but only one square root computation is necessary.
# Line 49 | Line 51 | static char SCCSid[] = "$SunId$ LBL";
51   #define  MINCOS         0.997           /* minimum dot product for dispersion */
52  
53  
54 < m_dielectric(m, r)      /* color a ray which hit something transparent */
55 < OBJREC  *m;
56 < register RAY  *r;
54 > static double
55 > mylog(          /* special log for extinction coefficients */
56 >        double  x
57 > )
58   {
59 <        double  sqrt(), pow();
59 >        if (x < 1e-40)
60 >                return(-100.);
61 >        if (x >= 1.)
62 >                return(0.);
63 >        return(log(x));
64 > }
65 >
66 >
67 > extern int
68 > m_dielectric(   /* color a ray which hit a dielectric interface */
69 >        OBJREC  *m,
70 >        register RAY  *r
71 > )
72 > {
73          double  cos1, cos2, nratio;
74 <        COLOR  mcolor;
75 <        double  mabsorp;
74 >        COLOR  ctrans;
75 >        COLOR  talb;
76 >        int  hastexture;
77 >        double  transdist, transtest=0;
78 >        double  mirdist, mirtest=0;
79 >        int     flatsurface;
80          double  refl, trans;
81          FVECT  dnorm;
82          double  d1, d2;
# Line 66 | Line 86 | register RAY  *r;
86          if (m->oargs.nfargs != (m->otype==MAT_DIELECTRIC ? 5 : 8))
87                  objerror(m, USER, "bad arguments");
88  
69        r->rt = r->rot;                         /* just use ray length */
70
89          raytexture(r, m->omod);                 /* get modifiers */
90  
91 <        cos1 = raynormal(dnorm, r);             /* cosine of theta1 */
91 >        if ( (hastexture = DOT(r->pert,r->pert) > FTINY*FTINY) )
92 >                cos1 = raynormal(dnorm, r);     /* perturb normal */
93 >        else {
94 >                VCOPY(dnorm, r->ron);
95 >                cos1 = r->rod;
96 >        }
97 >        flatsurface = !hastexture && r->ro != NULL && isflat(r->ro->otype);
98 >
99                                                  /* index of refraction */
100          if (m->otype == MAT_DIELECTRIC)
101                  nratio = m->oargs.farg[3] + m->oargs.farg[4]/MLAMBDA;
# Line 78 | Line 103 | register RAY  *r;
103                  nratio = m->oargs.farg[3] / m->oargs.farg[7];
104          
105          if (cos1 < 0.0) {                       /* inside */
106 +                hastexture = -hastexture;
107                  cos1 = -cos1;
108                  dnorm[0] = -dnorm[0];
109                  dnorm[1] = -dnorm[1];
110                  dnorm[2] = -dnorm[2];
111 <                setcolor(mcolor, pow(m->oargs.farg[0], r->rot),
112 <                                 pow(m->oargs.farg[1], r->rot),
113 <                                 pow(m->oargs.farg[2], r->rot));
111 >                setcolor(r->cext, -mylog(m->oargs.farg[0]*colval(r->pcol,RED)),
112 >                                 -mylog(m->oargs.farg[1]*colval(r->pcol,GRN)),
113 >                                 -mylog(m->oargs.farg[2]*colval(r->pcol,BLU)));
114 >                setcolor(r->albedo, 0., 0., 0.);
115 >                r->gecc = 0.;
116 >                if (m->otype == MAT_INTERFACE) {
117 >                        setcolor(ctrans,
118 >                                -mylog(m->oargs.farg[4]*colval(r->pcol,RED)),
119 >                                -mylog(m->oargs.farg[5]*colval(r->pcol,GRN)),
120 >                                -mylog(m->oargs.farg[6]*colval(r->pcol,BLU)));
121 >                        setcolor(talb, 0., 0., 0.);
122 >                } else {
123 >                        copycolor(ctrans, cextinction);
124 >                        copycolor(talb, salbedo);
125 >                }
126          } else {                                /* outside */
127                  nratio = 1.0 / nratio;
128 <                if (m->otype == MAT_INTERFACE)
129 <                        setcolor(mcolor, pow(m->oargs.farg[4], r->rot),
130 <                                         pow(m->oargs.farg[5], r->rot),
131 <                                         pow(m->oargs.farg[6], r->rot));
132 <                else
133 <                        setcolor(mcolor, 1.0, 1.0, 1.0);
128 >
129 >                setcolor(ctrans, -mylog(m->oargs.farg[0]*colval(r->pcol,RED)),
130 >                                 -mylog(m->oargs.farg[1]*colval(r->pcol,GRN)),
131 >                                 -mylog(m->oargs.farg[2]*colval(r->pcol,BLU)));
132 >                setcolor(talb, 0., 0., 0.);
133 >                if (m->otype == MAT_INTERFACE) {
134 >                        setcolor(r->cext,
135 >                                -mylog(m->oargs.farg[4]*colval(r->pcol,RED)),
136 >                                -mylog(m->oargs.farg[5]*colval(r->pcol,GRN)),
137 >                                -mylog(m->oargs.farg[6]*colval(r->pcol,BLU)));
138 >                        setcolor(r->albedo, 0., 0., 0.);
139 >                        r->gecc = 0.;
140 >                }
141          }
97        mabsorp = bright(mcolor);
142  
143          d2 = 1.0 - nratio*nratio*(1.0 - cos1*cos1);     /* compute cos theta2 */
144  
# Line 115 | Line 159 | register RAY  *r;
159                  d1 = (d1 - d2) / (d1 + d2);
160                  refl += d1 * d1;
161  
162 <                refl /= 2.0;
162 >                refl *= 0.5;
163                  trans = 1.0 - refl;
164  
165 <                if (rayorigin(&p, r, REFRACTED, mabsorp*trans) == 0) {
165 >                trans *= nratio*nratio;         /* solid angle ratio */
166  
167 +                if (rayorigin(&p, r, REFRACTED, trans) == 0) {
168 +
169                                                  /* compute refracted ray */
170                          d1 = nratio*cos1 - cos2;
171                          for (i = 0; i < 3; i++)
172                                  p.rdir[i] = nratio*r->rdir[i] + d1*dnorm[i];
173 <
173 >                                                /* accidental reflection? */
174 >                        if (hastexture &&
175 >                                DOT(p.rdir,r->ron)*hastexture >= -FTINY) {
176 >                                d1 *= (double)hastexture;
177 >                                for (i = 0; i < 3; i++) /* ignore texture */
178 >                                        p.rdir[i] = nratio*r->rdir[i] +
179 >                                                        d1*r->ron[i];
180 >                                normalize(p.rdir);      /* not exact */
181 >                        }
182   #ifdef  DISPERSE
183                          if (m->otype != MAT_DIELECTRIC
184                                          || r->rod > 0.0
185                                          || r->crtype & SHADOW
186 <                                        || directinvis
186 >                                        || !directvis
187                                          || m->oargs.farg[4] == 0.0
188 <                                        || !disperse(m, r, p.rdir, trans))
188 >                                        || !disperse(m, r, p.rdir,
189 >                                                        trans, ctrans, talb))
190   #endif
191                          {
192 +                                copycolor(p.cext, ctrans);
193 +                                copycolor(p.albedo, talb);
194                                  rayvalue(&p);
138                                multcolor(mcolor, r->pcol);     /* modify */
195                                  scalecolor(p.rcol, trans);
196                                  addcolor(r->rcol, p.rcol);
197 +                                                /* virtual distance */
198 +                                if (flatsurface ||
199 +                                        (1.-FTINY <= nratio &&
200 +                                                nratio <= 1.+FTINY)) {
201 +                                        transtest = 2*bright(p.rcol);
202 +                                        transdist = r->rot + p.rt;
203 +                                }
204                          }
205                  }
206          }
207                  
208          if (!(r->crtype & SHADOW) &&
209 <                        rayorigin(&p, r, REFLECTED, mabsorp*refl) == 0) {
209 >                        rayorigin(&p, r, REFLECTED, refl) == 0) {
210  
211                                          /* compute reflected ray */
212                  for (i = 0; i < 3; i++)
213                          p.rdir[i] = r->rdir[i] + 2.0*cos1*dnorm[i];
214 +                                        /* accidental penetration? */
215 +                if (hastexture && DOT(p.rdir,r->ron)*hastexture <= FTINY)
216 +                        for (i = 0; i < 3; i++)         /* ignore texture */
217 +                                p.rdir[i] = r->rdir[i] + 2.0*r->rod*r->ron[i];
218  
219                  rayvalue(&p);                   /* reflected ray value */
220  
221                  scalecolor(p.rcol, refl);       /* color contribution */
222                  addcolor(r->rcol, p.rcol);
223 +                                                /* virtual distance */
224 +                if (flatsurface) {
225 +                        mirtest = 2*bright(p.rcol);
226 +                        mirdist = r->rot + p.rt;
227 +                }
228          }
229 <
230 <        multcolor(r->rcol, mcolor);             /* multiply by transmittance */
229 >                                /* check distance to return */
230 >        d1 = bright(r->rcol);
231 >        if (transtest > d1)
232 >                r->rt = transdist;
233 >        else if (mirtest > d1)
234 >                r->rt = mirdist;
235 >                                /* rayvalue() computes absorption */
236 >        return(1);
237   }
238  
239  
240   #ifdef  DISPERSE
241  
242 < static
243 < disperse(m, r, vt, tr)          /* check light sources for dispersion */
244 < OBJREC  *m;
245 < RAY  *r;
246 < FVECT  vt;
247 < double  tr;
242 > static int
243 > disperse(  /* check light sources for dispersion */
244 >        OBJREC  *m,
245 >        RAY  *r,
246 >        FVECT  vt,
247 >        double  tr,
248 >        COLOR  cet,
249 >        COLOR  abt
250 > )
251   {
171        double  sqrt();
252          RAY  sray, *entray;
253          FVECT  v1, v2, n1, n2;
254          FVECT  dv, v2Xdv;
# Line 253 | Line 333 | double  tr;
333                  if (l1 > MAXLAMBDA || l1 < MINLAMBDA)   /* not visible */
334                          continue;
335                                                  /* trace source ray */
336 +                copycolor(sray.cext, cet);
337 +                copycolor(sray.albedo, abt);
338                  normalize(sray.rdir);
339                  rayvalue(&sray);
340                  if (bright(sray.rcol) <= FTINY) /* missed it */
# Line 296 | Line 378 | double  tr;
378  
379  
380   static int
381 < lambda(m, v2, dv, lr)                   /* compute lambda for material */
382 < register OBJREC  *m;
383 < FVECT  v2, dv, lr;
381 > lambda(                 /* compute lambda for material */
382 >        register OBJREC  *m,
383 >        FVECT  v2,
384 >        FVECT  dv,
385 >        FVECT  lr
386 > )
387   {
388          FVECT  lrXdv, v2Xlr;
389          double  dtmp, denom;

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