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

Comparing ray/src/rt/m_bsdf.c (file contents):
Revision 2.52 by greg, Tue Jun 26 14:42:18 2018 UTC vs.
Revision 2.64 by greg, Wed Aug 25 16:12:21 2021 UTC

# Line 87 | Line 87 | typedef struct {
87          RREAL   fromloc[3][3];  /* local BSDF coords to world */
88          double  thick;          /* surface thickness */
89          COLOR   cthru;          /* "through" component for MAT_ABSDF */
90 +        COLOR   cthru_surr;     /* surround for "through" component */
91          SDData  *sd;            /* loaded BSDF data */
92          COLOR   rdiff;          /* diffuse reflection */
93          COLOR   runsamp;        /* BSDF hemispherical reflection */
# Line 96 | Line 97 | typedef struct {
97  
98   #define cvt_sdcolor(cv, svp)    ccy2rgb(&(svp)->spec, (svp)->cieY, cv)
99  
100 + typedef struct {
101 +        double  vy;             /* brightness (for sorting) */
102 +        FVECT   tdir;           /* through sample direction (normalized) */
103 +        COLOR   vcol;           /* BTDF color */
104 + }  PEAKSAMP;            /* BTDF peak sample */
105 +
106 + /* Comparison function to put near-peak values in descending order */
107 + static int
108 + cmp_psamp(const void *p1, const void *p2)
109 + {
110 +        double  diff = (*(const PEAKSAMP *)p1).vy - (*(const PEAKSAMP *)p2).vy;
111 +        if (diff > 0) return(-1);
112 +        if (diff < 0) return(1);
113 +        return(0);
114 + }
115 +
116   /* Compute "through" component color for MAT_ABSDF */
117   static void
118   compute_through(BSDFDAT *ndp)
119   {
120 < #define NDIR2CHECK      13
120 > #define NDIR2CHECK      29
121          static const float      dir2check[NDIR2CHECK][2] = {
122 <                                        {0, 0},
123 <                                        {-0.8, 0},
124 <                                        {0, 0.8},
125 <                                        {0, -0.8},
126 <                                        {0.8, 0},
127 <                                        {-0.8, 0.8},
128 <                                        {-0.8, -0.8},
129 <                                        {0.8, 0.8},
130 <                                        {0.8, -0.8},
131 <                                        {-1.6, 0},
115 <                                        {0, 1.6},
116 <                                        {0, -1.6},
117 <                                        {1.6, 0},
122 >                                        {0, 0}, {-0.6, 0}, {0, 0.6},
123 >                                        {0, -0.6}, {0.6, 0}, {-0.6, 0.6},
124 >                                        {-0.6, -0.6}, {0.6, 0.6}, {0.6, -0.6},
125 >                                        {-1.2, 0}, {0, 1.2}, {0, -1.2},
126 >                                        {1.2, 0}, {-1.2, 1.2}, {-1.2, -1.2},
127 >                                        {1.2, 1.2}, {1.2, -1.2}, {-1.8, 0},
128 >                                        {0, 1.8}, {0, -1.8}, {1.8, 0},
129 >                                        {-1.8, 1.8}, {-1.8, -1.8}, {1.8, 1.8},
130 >                                        {1.8, -1.8}, {-2.4, 0}, {0, 2.4},
131 >                                        {0, -2.4}, {2.4, 0},
132                                  };
133 + #define neighbors(i,j)  \
134 +        ((dir2check[i][0]-dir2check[j][0])*(dir2check[i][0]-dir2check[j][0]) + \
135 +        (dir2check[i][1]-dir2check[j][1])*(dir2check[i][1]-dir2check[j][1]) <= 0.73)
136          const double    peak_over = 1.5;
137 +        PEAKSAMP        psamp[NDIR2CHECK];
138          SDSpectralDF    *dfp;
139          FVECT           pdir;
140          double          tomega, srchrad;
141 <        COLOR           vpeak, vsum;
142 <        int             i;
141 >        double          tomsum, tomsurr;
142 >        COLOR           vpeak, vsurr;
143 >        double          vypeak;
144 >        int             i, j, ns;
145          SDError         ec;
146  
147          if (ndp->pr->rod > 0)
# Line 133 | Line 153 | compute_through(BSDFDAT *ndp)
153                  return;                         /* no specular transmission */
154          if (bright(ndp->pr->pcol) <= FTINY)
155                  return;                         /* pattern is black, here */
156 <        srchrad = sqrt(dfp->minProjSA);         /* else search for peak */
137 <        setcolor(vpeak, 0, 0, 0);
138 <        setcolor(vsum, 0, 0, 0);
139 <        pdir[2] = 0.0;
156 >        srchrad = sqrt(dfp->minProjSA);         /* else evaluate peak */
157          for (i = 0; i < NDIR2CHECK; i++) {
141 –                FVECT   tdir;
158                  SDValue sv;
159 <                COLOR   vcol;
160 <                tdir[0] = -ndp->vray[0] + dir2check[i][0]*srchrad;
161 <                tdir[1] = -ndp->vray[1] + dir2check[i][1]*srchrad;
162 <                tdir[2] = -ndp->vray[2];
163 <                normalize(tdir);
148 <                ec = SDevalBSDF(&sv, tdir, ndp->vray, ndp->sd);
159 >                psamp[i].tdir[0] = -ndp->vray[0] + dir2check[i][0]*srchrad;
160 >                psamp[i].tdir[1] = -ndp->vray[1] + dir2check[i][1]*srchrad;
161 >                psamp[i].tdir[2] = -ndp->vray[2];
162 >                normalize(psamp[i].tdir);
163 >                ec = SDevalBSDF(&sv, psamp[i].tdir, ndp->vray, ndp->sd);
164                  if (ec)
165                          goto baderror;
166 <                cvt_sdcolor(vcol, &sv);
167 <                addcolor(vsum, vcol);
168 <                if (sv.cieY > bright(vpeak)) {
169 <                        copycolor(vpeak, vcol);
170 <                        VCOPY(pdir, tdir);
166 >                cvt_sdcolor(psamp[i].vcol, &sv);
167 >                psamp[i].vy = sv.cieY;
168 >        }
169 >        qsort(psamp, NDIR2CHECK, sizeof(PEAKSAMP), cmp_psamp);
170 >        if (psamp[0].vy <= FTINY)
171 >                return;                         /* zero area */
172 >        setcolor(vpeak, 0, 0, 0);
173 >        setcolor(vsurr, 0, 0, 0);
174 >        vypeak = tomsum = tomsurr = 0;          /* combine top unique values */
175 >        ns = 0;
176 >        for (i = 0; i < NDIR2CHECK; i++) {
177 >                for (j = i; j--; )              /* check for duplicate sample */
178 >                        if (psamp[j].vy == psamp[i].vy && neighbors(i,j))
179 >                                break;
180 >                if (j >= 0)
181 >                        continue;               /* skip duplicate */
182 >
183 >                ec = SDsizeBSDF(&tomega, psamp[i].tdir, ndp->vray,
184 >                                                SDqueryMin, ndp->sd);
185 >                if (ec)
186 >                        goto baderror;
187 >                                                /* not really a peak? */
188 >                if (tomega > 1.5*dfp->minProjSA ||
189 >                                        vypeak > 8.*psamp[i].vy*ns) {
190 >                        if (!i) return;         /* abort */
191 >                        scalecolor(psamp[i].vcol, tomega);
192 >                        addcolor(vsurr, psamp[i].vcol);
193 >                        tomsurr += tomega;
194 >                        continue;
195                  }
196 +                scalecolor(psamp[i].vcol, tomega);
197 +                addcolor(vpeak, psamp[i].vcol);
198 +                tomsum += tomega;
199 +                vypeak += psamp[i].vy;
200 +                ++ns;
201          }
202 <        if (pdir[2] == 0.0)
203 <                return;                         /* zero neighborhood */
204 <        ec = SDsizeBSDF(&tomega, pdir, ndp->vray, SDqueryMin, ndp->sd);
205 <        if (ec)
162 <                goto baderror;
163 <        if (tomega > 1.5*dfp->minProjSA)
164 <                return;                         /* not really a peak? */
165 <        tomega /= fabs(pdir[2]);                /* remove cosine factor */
166 <        if ((bright(vpeak) - ndp->sd->tLamb.cieY*(1./PI))*tomega <= .001)
202 >        if (vypeak*tomsurr < peak_over*bright(vsurr)*ns)
203 >                return;                         /* peak not peaky enough */
204 >        if ((vypeak/ns - (ndp->vray[2] > 0 ? ndp->sd->tLambFront.cieY
205 >                        : ndp->sd->tLambBack.cieY)*(1./PI))*tomsum <= .001)
206                  return;                         /* < 0.1% transmission */
207 <        for (i = 3; i--; )                      /* remove peak from average */
169 <                colval(vsum,i) -= colval(vpeak,i);
170 <        if (peak_over*bright(vsum) >= (NDIR2CHECK-1)*bright(vpeak))
171 <                return;                         /* not peaky enough */
172 <        copycolor(ndp->cthru, vpeak);           /* else use it */
173 <        scalecolor(ndp->cthru, tomega);
207 >        copycolor(ndp->cthru, vpeak);           /* already scaled by omega */
208          multcolor(ndp->cthru, ndp->pr->pcol);   /* modify by pattern */
209 +        if (tomsurr > FTINY) {                  /* surround contribution? */
210 +                scalecolor(vsurr, 1./tomsurr);  /* this one is avg. BTDF */
211 +                copycolor(ndp->cthru_surr, vsurr);
212 +                multcolor(ndp->cthru_surr, ndp->pr->pcol);
213 +        }
214          return;
215   baderror:
216          objerror(ndp->mp, USER, transSDError(ec));
217 + #undef neighbors
218   #undef NDIR2CHECK
219   }
220  
# Line 223 | Line 263 | direct_specular_OK(COLOR cval, FVECT ldir, double omeg
263                          return(0);      /* all diffuse */
264                  sv = ndp->sd->rLambBack;
265                  break;
266 <        default:
266 >        case 1:
267                  if ((ndp->sd->tf == NULL) & (ndp->sd->tb == NULL))
268                          return(0);      /* all diffuse */
269 <                sv = ndp->sd->tLamb;
269 >                sv = ndp->sd->tLambFront;
270                  break;
271 +        case 2:
272 +                if ((ndp->sd->tf == NULL) & (ndp->sd->tb == NULL))
273 +                        return(0);      /* all diffuse */
274 +                sv = ndp->sd->tLambBack;
275 +                break;
276          }
277          if (sv.cieY > FTINY) {
278                  diffY = sv.cieY *= 1./PI;
# Line 236 | Line 281 | direct_specular_OK(COLOR cval, FVECT ldir, double omeg
281                  diffY = 0;
282                  setcolor(cdiff,  0, 0, 0);
283          }
284 <                                        /* need projected solid angles */
284 >                                        /* need projected solid angle */
285          omega *= fabs(vsrc[2]);
241 –        ec = SDsizeBSDF(&tomega, ndp->vray, vsrc, SDqueryMin, ndp->sd);
242 –        if (ec)
243 –                goto baderror;
286                                          /* check indirect over-counting */
287          if ((vsrc[2] > 0) ^ (ndp->vray[2] > 0) && bright(ndp->cthru) > FTINY) {
288 <                double  dx = vsrc[0] + ndp->vray[0];
289 <                double  dy = vsrc[1] + ndp->vray[1];
290 <                if (dx*dx + dy*dy <= (2.5*4./PI)*(omega + tomega +
291 <                                                2.*sqrt(omega*tomega)))
292 <                        return(0);
288 >                double          dx = vsrc[0] + ndp->vray[0];
289 >                double          dy = vsrc[1] + ndp->vray[1];
290 >                SDSpectralDF    *dfp = (ndp->pr->rod > 0) ?
291 >                        ((ndp->sd->tf != NULL) ? ndp->sd->tf : ndp->sd->tb) :
292 >                        ((ndp->sd->tb != NULL) ? ndp->sd->tb : ndp->sd->tf) ;
293 >
294 >                if (dx*dx + dy*dy <= (2.5*4./PI)*(omega + dfp->minProjSA +
295 >                                                2.*sqrt(omega*dfp->minProjSA))) {
296 >                        if (bright(ndp->cthru_surr) <= FTINY)
297 >                                return(0);
298 >                        copycolor(cval, ndp->cthru_surr);
299 >                        return(1);      /* return non-zero surround BTDF */
300 >                }
301          }
302 +        ec = SDsizeBSDF(&tomega, ndp->vray, vsrc, SDqueryMin, ndp->sd);
303 +        if (ec)
304 +                goto baderror;
305                                          /* assign number of samples */
306          sf = specjitter * ndp->pr->rweight;
307          if (tomega <= 0)
# Line 282 | Line 335 | direct_specular_OK(COLOR cval, FVECT ldir, double omeg
335                  if (tomega2 < .12*tomega)
336                          continue;       /* not safe to include */
337                  cvt_sdcolor(csmp, &sv);
338 <
339 <                if (sf < 2.5*tsr) {     /* weight by Y for small sources */
338 > #if 0
339 >                if (sf < 2.5*tsr) {     /* weight by BSDF for small sources */
340                          scalecolor(csmp, sv.cieY);
341                          wtot += sv.cieY;
342                  } else
343 <                        wtot += 1.;
343 > #endif
344 >                wtot += 1.;
345                  addcolor(cval, csmp);
346          }
347          if (wtot <= FTINY)              /* no valid specular samples? */
# Line 552 | Line 606 | sample_sdf(BSDFDAT *ndp, int sflags)
606                          rayvalue(&tr);
607                          multcolor(tr.rcol, tr.rcoef);
608                          addcolor(ndp->pr->rcol, tr.rcol);
609 +                        ndp->pr->rxt = ndp->pr->rot + raydistance(&tr);
610                          ++ntotal;
611                          b = bright(ndp->cthru);
612                  } else
# Line 631 | Line 686 | m_bsdf(OBJREC *m, RAY *r)
686                                                  /* get BSDF data */
687          nd.sd = loadBSDF(m->oargs.sarg[hasthick]);
688                                                  /* early shadow check #2 */
689 <        if (r->crtype & SHADOW && (nd.sd->tf == NULL) & (nd.sd->tb == NULL))
689 >        if (r->crtype & SHADOW && (nd.sd->tf == NULL) & (nd.sd->tb == NULL)) {
690 >                SDfreeCache(nd.sd);
691                  return(1);
692 <                                                /* diffuse reflectance */
692 >        }
693 >                                                /* diffuse components */
694          if (hitfront) {
695                  cvt_sdcolor(nd.rdiff, &nd.sd->rLambFront);
696                  if (m->oargs.nfargs >= 3) {
# Line 642 | Line 699 | m_bsdf(OBJREC *m, RAY *r)
699                                          m->oargs.farg[2]);
700                          addcolor(nd.rdiff, ctmp);
701                  }
702 +                cvt_sdcolor(nd.tdiff, &nd.sd->tLambFront);
703          } else {
704                  cvt_sdcolor(nd.rdiff, &nd.sd->rLambBack);
705                  if (m->oargs.nfargs >= 6) {
# Line 650 | Line 708 | m_bsdf(OBJREC *m, RAY *r)
708                                          m->oargs.farg[5]);
709                          addcolor(nd.rdiff, ctmp);
710                  }
711 +                cvt_sdcolor(nd.tdiff, &nd.sd->tLambBack);
712          }
713 <                                                /* diffuse transmittance */
655 <        cvt_sdcolor(nd.tdiff, &nd.sd->tLamb);
656 <        if (m->oargs.nfargs >= 9) {
713 >        if (m->oargs.nfargs >= 9) {             /* add diffuse transmittance? */
714                  setcolor(ctmp, m->oargs.farg[6],
715                                  m->oargs.farg[7],
716                                  m->oargs.farg[8]);
# Line 688 | Line 745 | m_bsdf(OBJREC *m, RAY *r)
745          }
746          if (ec) {
747                  objerror(m, WARNING, "Illegal orientation vector");
748 +                SDfreeCache(nd.sd);
749                  return(1);
750          }
751          setcolor(nd.cthru, 0, 0, 0);            /* consider through component */
752 +        setcolor(nd.cthru_surr, 0, 0, 0);
753          if (m->otype == MAT_ABSDF) {
754                  compute_through(&nd);
755                  if (r->crtype & SHADOW) {
756                          RAY     tr;             /* attempt to pass shadow ray */
757 +                        SDfreeCache(nd.sd);
758                          if (rayorigin(&tr, TRANS, r, nd.cthru) < 0)
759                                  return(1);      /* no through component */
760                          VCOPY(tr.rdir, r->rdir);

Diff Legend

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