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

Comparing ray/src/rt/m_bsdf.c (file contents):
Revision 2.60 by greg, Wed Jun 10 16:00:32 2020 UTC vs.
Revision 2.66 by greg, Wed Oct 13 20:03:31 2021 UTC

# Line 17 | Line 17 | static const char RCSid[] = "$Id$";
17   #include  "pmapmat.h"
18  
19   /*
20 <  *     Arguments to this material include optional diffuse colors.
20 > *      Arguments to this material include optional diffuse colors.
21   *  String arguments include the BSDF and function files.
22   *      For the MAT_BSDF type, a non-zero thickness causes the useful behavior
23   *  of translating transmitted rays this distance beneath the surface
# 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 129 | Line 130 | compute_through(BSDFDAT *ndp)
130                                          {1.8, -1.8}, {-2.4, 0}, {0, 2.4},
131                                          {0, -2.4}, {2.4, 0},
132                                  };
132 –        const double    peak_over = 1.5;
133          PEAKSAMP        psamp[NDIR2CHECK];
134          SDSpectralDF    *dfp;
135          FVECT           pdir;
136          double          tomega, srchrad;
137 <        double          tomsum;
138 <        COLOR           vpeak;
139 <        double          vypeak, vysum;
140 <        int             i, ns, ntot;
137 >        double          tomsum, tomsurr;
138 >        COLOR           vpeak, vsurr;
139 >        double          vypeak;
140 >        int             i, ns;
141          SDError         ec;
142  
143          if (ndp->pr->rod > 0)
# Line 150 | Line 150 | compute_through(BSDFDAT *ndp)
150          if (bright(ndp->pr->pcol) <= FTINY)
151                  return;                         /* pattern is black, here */
152          srchrad = sqrt(dfp->minProjSA);         /* else evaluate peak */
153 –        vysum = 0;
153          for (i = 0; i < NDIR2CHECK; i++) {
154                  SDValue sv;
155                  psamp[i].tdir[0] = -ndp->vray[0] + dir2check[i][0]*srchrad;
# Line 161 | Line 160 | compute_through(BSDFDAT *ndp)
160                  if (ec)
161                          goto baderror;
162                  cvt_sdcolor(psamp[i].vcol, &sv);
163 <                vysum += psamp[i].vy = sv.cieY;
163 >                psamp[i].vy = sv.cieY;
164          }
166 –        if (vysum <= FTINY)                     /* zero neighborhood? */
167 –                return;
165          qsort(psamp, NDIR2CHECK, sizeof(PEAKSAMP), cmp_psamp);
166 +        if (psamp[0].vy <= FTINY)
167 +                return;                         /* zero BTDF here */
168          setcolor(vpeak, 0, 0, 0);
169 <        vypeak = tomsum = 0;                    /* combine top unique values */
170 <        ns = 0; ntot = NDIR2CHECK;
169 >        setcolor(vsurr, 0, 0, 0);
170 >        vypeak = tomsum = tomsurr = 0;          /* combine top unique values */
171 >        ns = 0;
172          for (i = 0; i < NDIR2CHECK; i++) {
173 <                if (i) {
174 <                        if (psamp[i].vy == psamp[i-1].vy) {
175 <                                vysum -= psamp[i].vy;
176 <                                --ntot;
177 <                                continue;       /* assume duplicate sample */
178 <                        }
179 <                        if (vypeak > 8.*psamp[i].vy*ns)
180 <                                continue;       /* peak cut-off */
181 <                }
173 >                if (i && psamp[i].vy == psamp[i-1].vy)
174 >                        continue;               /* assume duplicate sample */
175 >
176                  ec = SDsizeBSDF(&tomega, psamp[i].tdir, ndp->vray,
177                                                  SDqueryMin, ndp->sd);
178                  if (ec)
179                          goto baderror;
180 <                if (tomega > 1.5*dfp->minProjSA) {
181 <                        if (!i) return;         /* not really a peak? */
180 >
181 >                scalecolor(psamp[i].vcol, tomega);
182 >                                                /* not part of peak? */
183 >                if (tomega > 1.5*dfp->minProjSA ||
184 >                                        vypeak > 8.*psamp[i].vy*ns) {
185 >                        if (!i) return;         /* abort */
186 >                        addcolor(vsurr, psamp[i].vcol);
187 >                        tomsurr += tomega;
188                          continue;
189                  }
190 –                scalecolor(psamp[i].vcol, tomega);
190                  addcolor(vpeak, psamp[i].vcol);
191                  tomsum += tomega;
192                  vypeak += psamp[i].vy;
193                  ++ns;
194          }
195 <        if (vypeak*(ntot-ns) < peak_over*(vysum-vypeak)*ns)
196 <                return;                         /* peak not peaky enough */
197 <        if ((vypeak/ns - ndp->sd->tLamb.cieY*(1./PI))*tomsum <= .001)
198 <                return;                         /* < 0.1% transmission */
195 >        if (tomsurr <= FTINY)                   /* no surround implies no peak */
196 >                return;
197 >        if ((vypeak/ns - (ndp->vray[2] > 0 ? ndp->sd->tLambFront.cieY
198 >                        : ndp->sd->tLambBack.cieY)*(1./PI))*tomsum < .0005)
199 >                return;                         /* < 0.05% transmission */
200          copycolor(ndp->cthru, vpeak);           /* already scaled by omega */
201          multcolor(ndp->cthru, ndp->pr->pcol);   /* modify by pattern */
202 +        scalecolor(vsurr, 1./tomsurr);          /* surround is avg. BTDF */
203 +        copycolor(ndp->cthru_surr, vsurr);
204 +        multcolor(ndp->cthru_surr, ndp->pr->pcol);
205          return;
206   baderror:
207          objerror(ndp->mp, USER, transSDError(ec));
# Line 223 | Line 226 | bsdf_jitter(FVECT vres, BSDFDAT *ndp, double sr_psa)
226   static int
227   direct_specular_OK(COLOR cval, FVECT ldir, double omega, BSDFDAT *ndp)
228   {
229 <        int     nsamp;
230 <        double  wtot = 0;
231 <        FVECT   vsrc, vsmp, vjit;
229 >        int     nsamp = 1;
230 >        int     scnt = 0;
231 >        FVECT   vsrc, vjit;
232          double  tomega, tomega2;
233          double  sf, tsr, sd[2];
234          COLOR   csmp, cdiff;
# Line 250 | Line 253 | direct_specular_OK(COLOR cval, FVECT ldir, double omeg
253                          return(0);      /* all diffuse */
254                  sv = ndp->sd->rLambBack;
255                  break;
256 <        default:
256 >        case 1:
257                  if ((ndp->sd->tf == NULL) & (ndp->sd->tb == NULL))
258                          return(0);      /* all diffuse */
259 <                sv = ndp->sd->tLamb;
259 >                sv = ndp->sd->tLambFront;
260                  break;
261 +        case 2:
262 +                if ((ndp->sd->tf == NULL) & (ndp->sd->tb == NULL))
263 +                        return(0);      /* all diffuse */
264 +                sv = ndp->sd->tLambBack;
265 +                break;
266          }
267          if (sv.cieY > FTINY) {
268                  diffY = sv.cieY *= 1./PI;
# Line 263 | Line 271 | direct_specular_OK(COLOR cval, FVECT ldir, double omeg
271                  diffY = 0;
272                  setcolor(cdiff,  0, 0, 0);
273          }
266 –                                        /* need projected solid angle */
267 –        omega *= fabs(vsrc[2]);
274                                          /* check indirect over-counting */
275          if ((vsrc[2] > 0) ^ (ndp->vray[2] > 0) && bright(ndp->cthru) > FTINY) {
276                  double          dx = vsrc[0] + ndp->vray[0];
# Line 273 | Line 279 | direct_specular_OK(COLOR cval, FVECT ldir, double omeg
279                          ((ndp->sd->tf != NULL) ? ndp->sd->tf : ndp->sd->tb) :
280                          ((ndp->sd->tb != NULL) ? ndp->sd->tb : ndp->sd->tf) ;
281  
282 <                if (dx*dx + dy*dy <= (2.5*4./PI)*(omega + dfp->minProjSA +
283 <                                                2.*sqrt(omega*dfp->minProjSA)))
284 <                        return(0);
282 >                tomega = omega*fabs(vsrc[2]);
283 >                if (dx*dx + dy*dy <= (2.5*4./PI)*(tomega + dfp->minProjSA +
284 >                                                2.*sqrt(tomega*dfp->minProjSA))) {
285 >                        if (bright(ndp->cthru_surr) <= FTINY)
286 >                                return(0);
287 >                        copycolor(cval, ndp->cthru_surr);
288 >                        return(1);      /* return non-zero surround BTDF */
289 >                }
290          }
291          ec = SDsizeBSDF(&tomega, ndp->vray, vsrc, SDqueryMin, ndp->sd);
292          if (ec)
293                  goto baderror;
294 <                                        /* assign number of samples */
295 <        sf = specjitter * ndp->pr->rweight;
296 <        if (tomega <= 0)
297 <                nsamp = 1;
298 <        else if (25.*tomega <= omega)
299 <                nsamp = 100.*sf + .5;
289 <        else
290 <                nsamp = 4.*sf*omega/tomega + .5;
291 <        nsamp += !nsamp;
292 <        sf = sqrt(omega);               /* sample our source area */
293 <        tsr = sqrt(tomega);
294 >                                        /* check if sampling BSDF */
295 >        if ((tsr = sqrt(tomega)) > 0) {
296 >                nsamp = 4.*specjitter*ndp->pr->rweight + .5;
297 >                nsamp += !nsamp;
298 >        }
299 >                                        /* jitter to fuzz BSDF cells */
300          for (i = nsamp; i--; ) {
295 –                VCOPY(vsmp, vsrc);      /* jitter query directions */
296 –                if (nsamp > 1) {
297 –                        multisamp(sd, 2, (i + frandom())/(double)nsamp);
298 –                        vsmp[0] += (sd[0] - .5)*sf;
299 –                        vsmp[1] += (sd[1] - .5)*sf;
300 –                        normalize(vsmp);
301 –                }
301                  bsdf_jitter(vjit, ndp, tsr);
302                                          /* compute BSDF */
303 <                ec = SDevalBSDF(&sv, vjit, vsmp, ndp->sd);
303 >                ec = SDevalBSDF(&sv, vjit, vsrc, ndp->sd);
304                  if (ec)
305                          goto baderror;
306                  if (sv.cieY - diffY <= FTINY)
307                          continue;       /* no specular part */
308                                          /* check for variable resolution */
309 <                ec = SDsizeBSDF(&tomega2, vjit, vsmp, SDqueryMin, ndp->sd);
309 >                ec = SDsizeBSDF(&tomega2, vjit, vsrc, SDqueryMin, ndp->sd);
310                  if (ec)
311                          goto baderror;
312                  if (tomega2 < .12*tomega)
313                          continue;       /* not safe to include */
314                  cvt_sdcolor(csmp, &sv);
316 – #if 0
317 –                if (sf < 2.5*tsr) {     /* weight by BSDF for small sources */
318 –                        scalecolor(csmp, sv.cieY);
319 –                        wtot += sv.cieY;
320 –                } else
321 – #endif
322 –                wtot += 1.;
315                  addcolor(cval, csmp);
316 +                ++scnt;
317          }
318 <        if (wtot <= FTINY)              /* no valid specular samples? */
318 >        if (!scnt)                      /* no valid specular samples? */
319                  return(0);
320  
321 <        sf = 1./wtot;                   /* weighted average BSDF */
321 >        sf = 1./scnt;                   /* weighted average BSDF */
322          scalecolor(cval, sf);
323                                          /* subtract diffuse contribution */
324          for (i = 3*(diffY > FTINY); i--; )
# Line 371 | Line 364 | dir_bsdf(
364                   *  Compute diffuse transmission
365                   */
366                  copycolor(ctmp, np->tdiff);
367 <                dtmp = -ldot * omega * (1.0/PI);
367 >                dtmp = -ldot * omega * (1./PI);
368                  scalecolor(ctmp, dtmp);
369                  addcolor(cval, ctmp);
370          }
# Line 459 | Line 452 | dir_btdf(
452                   *  Compute diffuse transmission
453                   */
454                  copycolor(ctmp, np->tdiff);
455 <                dtmp = -ldot * omega * (1.0/PI);
455 >                dtmp = -ldot * omega * (1./PI);
456                  scalecolor(ctmp, dtmp);
457                  addcolor(cval, ctmp);
458          }
# Line 668 | Line 661 | m_bsdf(OBJREC *m, RAY *r)
661                  SDfreeCache(nd.sd);
662                  return(1);
663          }
664 <                                                /* diffuse reflectance */
664 >                                                /* diffuse components */
665          if (hitfront) {
666                  cvt_sdcolor(nd.rdiff, &nd.sd->rLambFront);
667                  if (m->oargs.nfargs >= 3) {
# Line 677 | Line 670 | m_bsdf(OBJREC *m, RAY *r)
670                                          m->oargs.farg[2]);
671                          addcolor(nd.rdiff, ctmp);
672                  }
673 +                cvt_sdcolor(nd.tdiff, &nd.sd->tLambFront);
674          } else {
675                  cvt_sdcolor(nd.rdiff, &nd.sd->rLambBack);
676                  if (m->oargs.nfargs >= 6) {
# Line 685 | Line 679 | m_bsdf(OBJREC *m, RAY *r)
679                                          m->oargs.farg[5]);
680                          addcolor(nd.rdiff, ctmp);
681                  }
682 +                cvt_sdcolor(nd.tdiff, &nd.sd->tLambBack);
683          }
684 <                                                /* diffuse transmittance */
690 <        cvt_sdcolor(nd.tdiff, &nd.sd->tLamb);
691 <        if (m->oargs.nfargs >= 9) {
684 >        if (m->oargs.nfargs >= 9) {             /* add diffuse transmittance? */
685                  setcolor(ctmp, m->oargs.farg[6],
686                                  m->oargs.farg[7],
687                                  m->oargs.farg[8]);
# Line 727 | Line 720 | m_bsdf(OBJREC *m, RAY *r)
720                  return(1);
721          }
722          setcolor(nd.cthru, 0, 0, 0);            /* consider through component */
723 +        setcolor(nd.cthru_surr, 0, 0, 0);
724          if (m->otype == MAT_ABSDF) {
725                  compute_through(&nd);
726                  if (r->crtype & SHADOW) {

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