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

Comparing ray/src/rt/m_bsdf.c (file contents):
Revision 2.5 by greg, Sun Feb 20 06:34:19 2011 UTC vs.
Revision 2.36 by greg, Tue May 16 20:06:40 2017 UTC

# Line 13 | Line 13 | static const char RCSid[] = "$Id$";
13   #include  "func.h"
14   #include  "bsdf.h"
15   #include  "random.h"
16 + #include  "pmapmat.h"
17  
18   /*
19   *      Arguments to this material include optional diffuse colors.
# Line 22 | Line 23 | static const char RCSid[] = "$Id$";
23   *  (opposite the surface normal) to bypass any intervening geometry.
24   *  Translation only affects scattered, non-source-directed samples.
25   *  A non-zero thickness has the further side-effect that an unscattered
26 < *  (view) ray will pass right through our material if it has any
27 < *  non-diffuse transmission, making the BSDF surface invisible.  This
28 < *  shows the proxied geometry instead. Thickness has the further
29 < *  effect of turning off reflection on the hidden side so that rays
29 < *  heading in the opposite direction pass unimpeded through the BSDF
26 > *  (view) ray will pass right through our material, making the BSDF
27 > *  surface invisible and showing the proxied geometry instead. Thickness
28 > *  has the further effect of turning off reflection on the reverse side so
29 > *  rays heading in the opposite direction pass unimpeded through the BSDF
30   *  surface.  A paired surface may be placed on the opposide side of
31   *  the detail geometry, less than this thickness away, if a two-way
32   *  proxy is desired.  Note that the sign of the thickness is important.
# Line 35 | Line 35 | static const char RCSid[] = "$Id$";
35   *  hides geometry in front of the surface when rays hit from behind,
36   *  and applies only the transmission and backside reflectance properties.
37   *  Reflection is ignored on the hidden side, as those rays pass through.
38 + *      When thickness is set to zero, shadow rays will be blocked unless
39 + *  a BTDF has a strong "through" component in the source direction.
40 + *  A separate test prevents over-counting by dropping specular & ambient
41 + *  samples that are too close to this "through" direction.  The same
42 + *  restriction applies for the proxy case (thickness != 0).
43   *      The "up" vector for the BSDF is given by three variables, defined
44   *  (along with the thickness) by the named function file, or '.' if none.
45   *  Together with the surface normal, this defines the local coordinate
# Line 42 | Line 47 | static const char RCSid[] = "$Id$";
47   *      We do not reorient the surface, so if the BSDF has no back-side
48   *  reflectance and none is given in the real arguments, a BSDF surface
49   *  with zero thickness will appear black when viewed from behind
50 < *  unless backface visibility is off.
50 > *  unless backface visibility is on, when it becomes invisible.
51   *      The diffuse arguments are added to components in the BSDF file,
52   *  not multiplied.  However, patterns affect this material as a multiplier
53   *  on everything except non-diffuse reflection.
# Line 50 | Line 55 | static const char RCSid[] = "$Id$";
55   *  Arguments for MAT_BSDF are:
56   *      6+      thick   BSDFfile        ux uy uz        funcfile        transform
57   *      0
58 < *      0|3|9   rdf     gdf     bdf
58 > *      0|3|6|9 rdf     gdf     bdf
59   *              rdb     gdb     bdb
60   *              rdt     gdt     bdt
61   */
# Line 58 | Line 63 | static const char RCSid[] = "$Id$";
63   /*
64   * Note that our reverse ray-tracing process means that the positions
65   * of incoming and outgoing vectors may be reversed in our calls
66 < * to the BSDF library.  This is fine, since the bidirectional nature
66 > * to the BSDF library.  This is usually fine, since the bidirectional nature
67   * of the BSDF (that's what the 'B' stands for) means it all works out.
68   */
69  
# Line 67 | Line 72 | typedef struct {
72          RAY     *pr;            /* intersected ray */
73          FVECT   pnorm;          /* perturbed surface normal */
74          FVECT   vray;           /* local outgoing (return) vector */
75 <        double  sr_vpsa;        /* sqrt of BSDF projected solid angle */
75 >        double  sr_vpsa[2];     /* sqrt of BSDF projected solid angle extrema */
76          RREAL   toloc[3][3];    /* world to local BSDF coords */
77          RREAL   fromloc[3][3];  /* local BSDF coords to world */
78          double  thick;          /* surface thickness */
79 +        COLOR   cthru;          /* "through" component multiplier */
80          SDData  *sd;            /* loaded BSDF data */
81 <        COLOR   runsamp;        /* BSDF hemispherical reflection */
82 <        COLOR   rdiff;          /* added diffuse reflection */
77 <        COLOR   tunsamp;        /* BSDF hemispherical transmission */
78 <        COLOR   tdiff;          /* added diffuse transmission */
81 >        COLOR   rdiff;          /* diffuse reflection */
82 >        COLOR   tdiff;          /* diffuse transmission */
83   }  BSDFDAT;             /* BSDF material data */
84  
85   #define cvt_sdcolor(cv, svp)    ccy2rgb(&(svp)->spec, (svp)->cieY, cv)
86  
87 < /* Jitter ray sample according to projected solid angle and specjitter */
87 > /* Compute "through" component color */
88   static void
89 < bsdf_jitter(FVECT vres, BSDFDAT *ndp)
89 > compute_through(BSDFDAT *ndp)
90   {
91 <        double  sr_psa = ndp->sr_vpsa;
91 > #define NDIR2CHECK      13
92 >        static const float      dir2check[NDIR2CHECK][2] = {
93 >                                        {0, 0},
94 >                                        {-0.8, 0},
95 >                                        {0, 0.8},
96 >                                        {0, -0.8},
97 >                                        {0.8, 0},
98 >                                        {-0.8, 0.8},
99 >                                        {-0.8, -0.8},
100 >                                        {0.8, 0.8},
101 >                                        {0.8, -0.8},
102 >                                        {-1.6, 0},
103 >                                        {0, 1.6},
104 >                                        {0, -1.6},
105 >                                        {1.6, 0},
106 >                                };
107 >        const double    peak_over = 2.0;
108 >        SDSpectralDF    *dfp;
109 >        FVECT           pdir;
110 >        double          tomega, srchrad;
111 >        COLOR           vpeak, vsum;
112 >        int             nsum, i;
113 >        SDError         ec;
114  
115 +        setcolor(ndp->cthru, .0, .0, .0);       /* starting assumption */
116 +
117 +        if (ndp->pr->rod > 0)
118 +                dfp = (ndp->sd->tf != NULL) ? ndp->sd->tf : ndp->sd->tb;
119 +        else
120 +                dfp = (ndp->sd->tb != NULL) ? ndp->sd->tb : ndp->sd->tf;
121 +
122 +        if (dfp == NULL)
123 +                return;                         /* no specular transmission */
124 +        if (bright(ndp->pr->pcol) <= FTINY)
125 +                return;                         /* pattern is black, here */
126 +        srchrad = sqrt(dfp->minProjSA);         /* else search for peak */
127 +        setcolor(vpeak, .0, .0, .0);
128 +        setcolor(vsum, .0, .0, .0);
129 +        nsum = 0;
130 +        for (i = 0; i < NDIR2CHECK; i++) {
131 +                FVECT   tdir;
132 +                SDValue sv;
133 +                COLOR   vcol;
134 +                tdir[0] = -ndp->vray[0] + dir2check[i][0]*srchrad;
135 +                tdir[1] = -ndp->vray[1] + dir2check[i][1]*srchrad;
136 +                tdir[2] = -ndp->vray[2];
137 +                normalize(tdir);
138 +                ec = SDevalBSDF(&sv, tdir, ndp->vray, ndp->sd);
139 +                if (ec)
140 +                        goto baderror;
141 +                cvt_sdcolor(vcol, &sv);
142 +                addcolor(vsum, vcol);
143 +                ++nsum;
144 +                if (bright(vcol) > bright(vpeak)) {
145 +                        copycolor(vpeak, vcol);
146 +                        VCOPY(pdir, tdir);
147 +                }
148 +        }
149 +        ec = SDsizeBSDF(&tomega, pdir, ndp->vray, SDqueryMin, ndp->sd);
150 +        if (ec)
151 +                goto baderror;
152 +        if (tomega > 1.5*dfp->minProjSA)
153 +                return;                         /* not really a peak? */
154 +        if ((bright(vpeak) - ndp->sd->tLamb.cieY*(1./PI))*tomega <= .007)
155 +                return;                         /* < 0.7% transmission */
156 +        for (i = 3; i--; )                      /* remove peak from average */
157 +                colval(vsum,i) -= colval(vpeak,i);
158 +        --nsum;
159 +        if (peak_over*bright(vsum) >= nsum*bright(vpeak))
160 +                return;                         /* not peaky enough */
161 +        copycolor(ndp->cthru, vpeak);           /* else use it */
162 +        scalecolor(ndp->cthru, tomega);
163 +        multcolor(ndp->cthru, ndp->pr->pcol);   /* modify by pattern */
164 +        return;
165 + baderror:
166 +        objerror(ndp->mp, USER, transSDError(ec));
167 + #undef NDIR2CHECK
168 + }
169 +
170 + /* Jitter ray sample according to projected solid angle and specjitter */
171 + static void
172 + bsdf_jitter(FVECT vres, BSDFDAT *ndp, double sr_psa)
173 + {
174          VCOPY(vres, ndp->vray);
175          if (specjitter < 1.)
176                  sr_psa *= specjitter;
# Line 96 | Line 181 | bsdf_jitter(FVECT vres, BSDFDAT *ndp)
181          normalize(vres);
182   }
183  
184 + /* Get BSDF specular for direct component, returning true if OK to proceed */
185 + static int
186 + direct_specular_OK(COLOR cval, FVECT ldir, double omega, BSDFDAT *ndp)
187 + {
188 +        int     nsamp, ok = 0;
189 +        FVECT   vsrc, vsmp, vjit;
190 +        double  tomega, tomega2;
191 +        double  sf, tsr, sd[2];
192 +        COLOR   csmp, cdiff;
193 +        double  diffY;
194 +        SDValue sv;
195 +        SDError ec;
196 +        int     i;
197 +                                        /* transform source direction */
198 +        if (SDmapDir(vsrc, ndp->toloc, ldir) != SDEnone)
199 +                return(0);
200 +                                        /* will discount diffuse portion */
201 +        switch ((vsrc[2] > 0)<<1 | (ndp->vray[2] > 0)) {
202 +        case 3:
203 +                if (ndp->sd->rf == NULL)
204 +                        return(0);      /* all diffuse */
205 +                sv = ndp->sd->rLambFront;
206 +                break;
207 +        case 0:
208 +                if (ndp->sd->rb == NULL)
209 +                        return(0);      /* all diffuse */
210 +                sv = ndp->sd->rLambBack;
211 +                break;
212 +        default:
213 +                if ((ndp->sd->tf == NULL) & (ndp->sd->tb == NULL))
214 +                        return(0);      /* all diffuse */
215 +                sv = ndp->sd->tLamb;
216 +                break;
217 +        }
218 +        if (sv.cieY > FTINY) {
219 +                diffY = sv.cieY *= 1./PI;
220 +                cvt_sdcolor(cdiff, &sv);
221 +        } else {
222 +                diffY = .0;
223 +                setcolor(cdiff, .0, .0, .0);
224 +        }
225 +                                        /* assign number of samples */
226 +        ec = SDsizeBSDF(&tomega, ndp->vray, vsrc, SDqueryMin, ndp->sd);
227 +        if (ec)
228 +                goto baderror;
229 +                                        /* check indirect over-counting */
230 +        if ((ndp->thick != 0 || bright(ndp->cthru) > FTINY)
231 +                                && ndp->pr->crtype & (SPECULAR|AMBIENT)
232 +                                && (vsrc[2] > 0) ^ (ndp->vray[2] > 0)) {
233 +                double  dx = vsrc[0] + ndp->vray[0];
234 +                double  dy = vsrc[1] + ndp->vray[1];
235 +                if (dx*dx + dy*dy <= omega+tomega)
236 +                        return(0);
237 +        }
238 +        sf = specjitter * ndp->pr->rweight;
239 +        if (tomega <= .0)
240 +                nsamp = 1;
241 +        else if (25.*tomega <= omega)
242 +                nsamp = 100.*sf + .5;
243 +        else
244 +                nsamp = 4.*sf*omega/tomega + .5;
245 +        nsamp += !nsamp;
246 +        setcolor(cval, .0, .0, .0);     /* sample our source area */
247 +        sf = sqrt(omega);
248 +        tsr = sqrt(tomega);
249 +        for (i = nsamp; i--; ) {
250 +                VCOPY(vsmp, vsrc);      /* jitter query directions */
251 +                if (nsamp > 1) {
252 +                        multisamp(sd, 2, (i + frandom())/(double)nsamp);
253 +                        vsmp[0] += (sd[0] - .5)*sf;
254 +                        vsmp[1] += (sd[1] - .5)*sf;
255 +                        normalize(vsmp);
256 +                }
257 +                bsdf_jitter(vjit, ndp, tsr);
258 +                                        /* check for variable resolution */
259 +                ec = SDsizeBSDF(&tomega2, vjit, vsmp, SDqueryMin, ndp->sd);
260 +                if (ec)
261 +                        goto baderror;
262 +                if (tomega2 < .12*tomega)
263 +                        continue;       /* not safe to include */
264 +                                        /* else compute BSDF */
265 +                ec = SDevalBSDF(&sv, vjit, vsmp, ndp->sd);
266 +                if (ec)
267 +                        goto baderror;
268 +                if (sv.cieY - diffY <= FTINY)
269 +                        continue;       /* no specular part */
270 +                cvt_sdcolor(csmp, &sv);
271 +                addcolor(cval, csmp);   /* else average it in */
272 +                ++ok;
273 +        }
274 +        if (!ok) {
275 +                setcolor(cval, .0, .0, .0);
276 +                return(0);              /* no valid specular samples */
277 +        }
278 +        sf = 1./(double)ok;
279 +        scalecolor(cval, sf);
280 +                                        /* subtract diffuse contribution */
281 +        for (i = 3*(diffY > FTINY); i--; )
282 +                if ((colval(cval,i) -= colval(cdiff,i)) < .0)
283 +                        colval(cval,i) = .0;
284 +        return(1);
285 + baderror:
286 +        objerror(ndp->mp, USER, transSDError(ec));
287 +        return(0);                      /* gratis return */
288 + }
289 +
290   /* Compute source contribution for BSDF (reflected & transmitted) */
291   static void
292   dir_bsdf(
# Line 106 | Line 297 | dir_bsdf(
297   )
298   {
299          BSDFDAT         *np = (BSDFDAT *)nnp;
109 –        SDError         ec;
110 –        SDValue         sv;
111 –        FVECT           vsrc;
112 –        FVECT           vjit;
300          double          ldot;
301          double          dtmp;
302          COLOR           ctmp;
# Line 120 | Line 307 | dir_bsdf(
307          if ((-FTINY <= ldot) & (ldot <= FTINY))
308                  return;
309  
310 <        if (ldot > .0 && bright(np->rdiff) > FTINY) {
310 >        if (ldot > 0 && bright(np->rdiff) > FTINY) {
311                  /*
312                   *  Compute added diffuse reflected component.
313                   */
# Line 129 | Line 316 | dir_bsdf(
316                  scalecolor(ctmp, dtmp);
317                  addcolor(cval, ctmp);
318          }
319 <        if (ldot < .0 && bright(np->tdiff) > FTINY) {
319 >        if (ldot < 0 && bright(np->tdiff) > FTINY) {
320                  /*
321                   *  Compute added diffuse transmission.
322                   */
# Line 138 | Line 325 | dir_bsdf(
325                  scalecolor(ctmp, dtmp);
326                  addcolor(cval, ctmp);
327          }
328 +        if (ambRayInPmap(np->pr))
329 +                return;         /* specular already in photon map */
330          /*
331 <         *  Compute scattering coefficient using BSDF.
331 >         *  Compute specular scattering coefficient using BSDF.
332           */
333 <        if (SDmapDir(vsrc, np->toloc, ldir) != SDEnone)
333 >        if (!direct_specular_OK(ctmp, ldir, omega, np))
334                  return;
335 <        bsdf_jitter(vjit, np);
147 <        ec = SDevalBSDF(&sv, vjit, vsrc, np->sd);
148 <        if (ec)
149 <                objerror(np->mp, USER, transSDError(ec));
150 <
151 <        if (sv.cieY <= FTINY)           /* not worth using? */
152 <                return;
153 <        cvt_sdcolor(ctmp, &sv);
154 <        if (ldot > .0) {                /* pattern only diffuse reflection */
155 <                COLOR   ctmp1, ctmp2;
156 <                dtmp = (np->pr->rod > .0) ? np->sd->rLambFront.cieY
157 <                                        : np->sd->rLambBack.cieY;
158 <                dtmp /= PI * sv.cieY;   /* diffuse fraction */
159 <                copycolor(ctmp2, np->pr->pcol);
160 <                scalecolor(ctmp2, dtmp);
161 <                setcolor(ctmp1, 1.-dtmp, 1.-dtmp, 1.-dtmp);
162 <                addcolor(ctmp1, ctmp2);
163 <                multcolor(ctmp, ctmp1); /* apply derated pattern */
164 <                dtmp = ldot * omega;
165 <        } else {                        /* full pattern on transmission */
335 >        if (ldot < 0) {         /* pattern for specular transmission */
336                  multcolor(ctmp, np->pr->pcol);
337                  dtmp = -ldot * omega;
338 <        }
338 >        } else
339 >                dtmp = ldot * omega;
340          scalecolor(ctmp, dtmp);
341          addcolor(cval, ctmp);
342   }
# Line 180 | Line 351 | dir_brdf(
351   )
352   {
353          BSDFDAT         *np = (BSDFDAT *)nnp;
183 –        SDError         ec;
184 –        SDValue         sv;
185 –        FVECT           vsrc;
186 –        FVECT           vjit;
354          double          ldot;
355          double          dtmp;
356          COLOR           ctmp, ctmp1, ctmp2;
# Line 204 | Line 371 | dir_brdf(
371                  scalecolor(ctmp, dtmp);
372                  addcolor(cval, ctmp);
373          }
374 +        if (ambRayInPmap(np->pr))
375 +                return;         /* specular already in photon map */
376          /*
377 <         *  Compute reflection coefficient using BSDF.
377 >         *  Compute specular reflection coefficient using BSDF.
378           */
379 <        if (SDmapDir(vsrc, np->toloc, ldir) != SDEnone)
379 >        if (!direct_specular_OK(ctmp, ldir, omega, np))
380                  return;
212 –        bsdf_jitter(vjit, np);
213 –        ec = SDevalBSDF(&sv, vjit, vsrc, np->sd);
214 –        if (ec)
215 –                objerror(np->mp, USER, transSDError(ec));
216 –
217 –        if (sv.cieY <= FTINY)           /* not worth using? */
218 –                return;
219 –        cvt_sdcolor(ctmp, &sv);
220 –                                        /* pattern only diffuse reflection */
221 –        dtmp = (np->pr->rod > .0) ? np->sd->rLambFront.cieY
222 –                                : np->sd->rLambBack.cieY;
223 –        dtmp /= PI * sv.cieY;           /* diffuse fraction */
224 –        copycolor(ctmp2, np->pr->pcol);
225 –        scalecolor(ctmp2, dtmp);
226 –        setcolor(ctmp1, 1.-dtmp, 1.-dtmp, 1.-dtmp);
227 –        addcolor(ctmp1, ctmp2);
228 –        multcolor(ctmp, ctmp1);         /* apply derated pattern */
381          dtmp = ldot * omega;
382          scalecolor(ctmp, dtmp);
383          addcolor(cval, ctmp);
# Line 241 | Line 393 | dir_btdf(
393   )
394   {
395          BSDFDAT         *np = (BSDFDAT *)nnp;
244 –        SDError         ec;
245 –        SDValue         sv;
246 –        FVECT           vsrc;
247 –        FVECT           vjit;
396          double          ldot;
397          double          dtmp;
398          COLOR           ctmp;
# Line 265 | Line 413 | dir_btdf(
413                  scalecolor(ctmp, dtmp);
414                  addcolor(cval, ctmp);
415          }
416 +        if (ambRayInPmap(np->pr))
417 +                return;         /* specular already in photon map */
418          /*
419 <         *  Compute scattering coefficient using BSDF.
419 >         *  Compute specular scattering coefficient using BSDF.
420           */
421 <        if (SDmapDir(vsrc, np->toloc, ldir) != SDEnone)
421 >        if (!direct_specular_OK(ctmp, ldir, omega, np))
422                  return;
273 –        bsdf_jitter(vjit, np);
274 –        ec = SDevalBSDF(&sv, vjit, vsrc, np->sd);
275 –        if (ec)
276 –                objerror(np->mp, USER, transSDError(ec));
277 –
278 –        if (sv.cieY <= FTINY)           /* not worth using? */
279 –                return;
280 –        cvt_sdcolor(ctmp, &sv);
423                                          /* full pattern on transmission */
424          multcolor(ctmp, np->pr->pcol);
425          dtmp = -ldot * omega;
# Line 290 | Line 432 | static int
432   sample_sdcomp(BSDFDAT *ndp, SDComponent *dcp, int usepat)
433   {
434          int     nstarget = 1;
435 <        int     nsent = 0;
435 >        int     nsent;
436          SDError ec;
437          SDValue bsv;
438 <        double  sthick;
439 <        FVECT   vjit, vsmp;
438 >        double  xrand;
439 >        FVECT   vsmp;
440          RAY     sr;
299 –        int     ntrials;
441                                                  /* multiple samples? */
442          if (specjitter > 1.5) {
443                  nstarget = specjitter*ndp->pr->rweight + .5;
444 <                if (nstarget < 1)
304 <                        nstarget = 1;
444 >                nstarget += !nstarget;
445          }
446 <                                                /* run through our trials */
447 <        for (ntrials = 0; nsent < nstarget && ntrials < 9*nstarget; ntrials++) {
448 <                SDerrorDetail[0] = '\0';
449 <                                                /* sample direction & coef. */
450 <                bsdf_jitter(vjit, ndp);
451 <                ec = SDsampComponent(&bsv, vsmp, vjit, ntrials ? frandom()
452 <                                : urand(ilhash(dimlist,ndims)+samplendx), dcp);
446 >                                                /* run through our samples */
447 >        for (nsent = 0; nsent < nstarget; nsent++) {
448 >                if (nstarget == 1) {            /* stratify random variable */
449 >                        xrand = urand(ilhash(dimlist,ndims)+samplendx);
450 >                        if (specjitter < 1.)
451 >                                xrand = .5 + specjitter*(xrand-.5);
452 >                } else {
453 >                        xrand = (nsent + frandom())/(double)nstarget;
454 >                }
455 >                SDerrorDetail[0] = '\0';        /* sample direction & coef. */
456 >                bsdf_jitter(vsmp, ndp, ndp->sr_vpsa[0]);
457 >                ec = SDsampComponent(&bsv, vsmp, xrand, dcp);
458                  if (ec)
459                          objerror(ndp->mp, USER, transSDError(ec));
460 <                                                /* zero component? */
316 <                if (bsv.cieY <= FTINY)
460 >                if (bsv.cieY <= FTINY)          /* zero component? */
461                          break;
462                                                  /* map vector to world */
463                  if (SDmapDir(sr.rdir, ndp->fromloc, vsmp) != SDEnone)
464                          break;
321 –                                                /* unintentional penetration? */
322 –                if (DOT(sr.rdir, ndp->pr->ron) > .0 ^ vsmp[2] > .0)
323 –                        continue;
465                                                  /* spawn a specular ray */
466                  if (nstarget > 1)
467                          bsv.cieY /= (double)nstarget;
468 <                cvt_sdcolor(sr.rcoef, &bsv);    /* use color */
469 <                if (usepat)                     /* pattern on transmission */
468 >                cvt_sdcolor(sr.rcoef, &bsv);    /* use sample color */
469 >                if (usepat)                     /* apply pattern? */
470                          multcolor(sr.rcoef, ndp->pr->pcol);
471                  if (rayorigin(&sr, SPECULAR, ndp->pr, sr.rcoef) < 0) {
472 <                        if (maxdepth  > 0)
472 >                        if (maxdepth > 0)
473                                  break;
474 <                        ++nsent;                /* Russian roulette victim */
334 <                        continue;
474 >                        continue;               /* Russian roulette victim */
475                  }
476                                                  /* need to offset origin? */
477 <                if (ndp->thick != .0 && ndp->pr->rod > .0 ^ vsmp[2] > .0)
477 >                if (ndp->thick != 0 && (ndp->pr->rod > 0) ^ (vsmp[2] > 0))
478                          VSUM(sr.rorg, sr.rorg, ndp->pr->ron, -ndp->thick);
479                  rayvalue(&sr);                  /* send & evaluate sample */
480                  multcolor(sr.rcol, sr.rcoef);
481                  addcolor(ndp->pr->rcol, sr.rcol);
342 –                ++nsent;
482          }
483          return(nsent);
484   }
# Line 353 | Line 492 | sample_sdf(BSDFDAT *ndp, int sflags)
492          COLORV          *unsc;
493  
494          if (sflags == SDsampSpT) {
495 <                unsc = ndp->tunsamp;
496 <                dfp = ndp->sd->tf;
497 <                cvt_sdcolor(unsc, &ndp->sd->tLamb);
495 >                unsc = ndp->tdiff;
496 >                if (ndp->pr->rod > 0)
497 >                        dfp = (ndp->sd->tf != NULL) ? ndp->sd->tf : ndp->sd->tb;
498 >                else
499 >                        dfp = (ndp->sd->tb != NULL) ? ndp->sd->tb : ndp->sd->tf;
500          } else /* sflags == SDsampSpR */ {
501 <                unsc = ndp->runsamp;
502 <                if (ndp->pr->rod > .0) {
501 >                unsc = ndp->rdiff;
502 >                if (ndp->pr->rod > 0)
503                          dfp = ndp->sd->rf;
504 <                        cvt_sdcolor(unsc, &ndp->sd->rLambFront);
364 <                } else {
504 >                else
505                          dfp = ndp->sd->rb;
366 –                        cvt_sdcolor(unsc, &ndp->sd->rLambBack);
367 –                }
506          }
369 –        multcolor(unsc, ndp->pr->pcol);
507          if (dfp == NULL)                        /* no specular component? */
508                  return(0);
509                                                  /* below sampling threshold? */
# Line 375 | Line 512 | sample_sdf(BSDFDAT *ndp, int sflags)
512                          FVECT   vjit;
513                          double  d;
514                          COLOR   ctmp;
515 <                        bsdf_jitter(vjit, ndp);
515 >                        bsdf_jitter(vjit, ndp, ndp->sr_vpsa[1]);
516                          d = SDdirectHemi(vjit, sflags, ndp->sd);
517                          if (sflags == SDsampSpT) {
518                                  copycolor(ctmp, ndp->pr->pcol);
# Line 401 | Line 538 | sample_sdf(BSDFDAT *ndp, int sflags)
538   int
539   m_bsdf(OBJREC *m, RAY *r)
540   {
541 +        int     hitfront;
542          COLOR   ctmp;
543          SDError ec;
544          FVECT   upvec, vtmp;
# Line 410 | Line 548 | m_bsdf(OBJREC *m, RAY *r)
548          if ((m->oargs.nsargs < 6) | (m->oargs.nfargs > 9) |
549                                  (m->oargs.nfargs % 3))
550                  objerror(m, USER, "bad # arguments");
551 <
551 >                                                /* record surface struck */
552 >        hitfront = (r->rod > 0);
553                                                  /* load cal file */
554          mf = getfunc(m, 5, 0x1d, 1);
555 +        setfunc(m, r);
556                                                  /* get thickness */
557          nd.thick = evalue(mf->ep[0]);
558          if ((-FTINY <= nd.thick) & (nd.thick <= FTINY))
559                  nd.thick = .0;
560 <                                                /* check shadow */
561 <        if (r->crtype & SHADOW) {
562 <                if (nd.thick != .0)
563 <                        raytrans(r);            /* pass-through */
424 <                return(1);                      /* or shadow */
560 >                                                /* check backface visibility */
561 >        if (!hitfront & !backvis) {
562 >                raytrans(r);
563 >                return(1);
564          }
565                                                  /* check other rays to pass */
566 <        if (nd.thick != 0 && (!(r->crtype & (SPECULAR|AMBIENT)) ||
567 <                                nd.thick > .0 ^ r->rod > .0)) {
566 >        if (nd.thick != 0 && (r->crtype & SHADOW ||
567 >                                !(r->crtype & (SPECULAR|AMBIENT)) ||
568 >                                (nd.thick > 0) ^ hitfront)) {
569                  raytrans(r);                    /* hide our proxy */
570                  return(1);
571          }
572 +        nd.mp = m;
573 +        nd.pr = r;
574                                                  /* get BSDF data */
575          nd.sd = loadBSDF(m->oargs.sarg[1]);
576 +                                                /* early shadow check */
577 +        if (r->crtype & SHADOW && (nd.sd->tf == NULL) & (nd.sd->tb == NULL))
578 +                return(1);
579                                                  /* diffuse reflectance */
580 <        if (r->rod > .0) {
581 <                if (m->oargs.nfargs < 3)
582 <                        setcolor(nd.rdiff, .0, .0, .0);
583 <                else
439 <                        setcolor(nd.rdiff, m->oargs.farg[0],
580 >        if (hitfront) {
581 >                cvt_sdcolor(nd.rdiff, &nd.sd->rLambFront);
582 >                if (m->oargs.nfargs >= 3) {
583 >                        setcolor(ctmp, m->oargs.farg[0],
584                                          m->oargs.farg[1],
585                                          m->oargs.farg[2]);
586 +                        addcolor(nd.rdiff, ctmp);
587 +                }
588          } else {
589 <                if (m->oargs.nfargs < 6) {      /* check invisible backside */
590 <                        if (!backvis && (nd.sd->rb == NULL) &
591 <                                                (nd.sd->tf == NULL)) {
446 <                                SDfreeCache(nd.sd);
447 <                                raytrans(r);
448 <                                return(1);
449 <                        }
450 <                        setcolor(nd.rdiff, .0, .0, .0);
451 <                } else
452 <                        setcolor(nd.rdiff, m->oargs.farg[3],
589 >                cvt_sdcolor(nd.rdiff, &nd.sd->rLambBack);
590 >                if (m->oargs.nfargs >= 6) {
591 >                        setcolor(ctmp, m->oargs.farg[3],
592                                          m->oargs.farg[4],
593                                          m->oargs.farg[5]);
594 +                        addcolor(nd.rdiff, ctmp);
595 +                }
596          }
597                                                  /* diffuse transmittance */
598 <        if (m->oargs.nfargs < 9)
599 <                setcolor(nd.tdiff, .0, .0, .0);
600 <        else
460 <                setcolor(nd.tdiff, m->oargs.farg[6],
598 >        cvt_sdcolor(nd.tdiff, &nd.sd->tLamb);
599 >        if (m->oargs.nfargs >= 9) {
600 >                setcolor(ctmp, m->oargs.farg[6],
601                                  m->oargs.farg[7],
602                                  m->oargs.farg[8]);
603 <        nd.mp = m;
604 <        nd.pr = r;
603 >                addcolor(nd.tdiff, ctmp);
604 >        }
605                                                  /* get modifiers */
606          raytexture(r, m->omod);
607                                                  /* modify diffuse values */
# Line 472 | Line 612 | m_bsdf(OBJREC *m, RAY *r)
612          upvec[1] = evalue(mf->ep[2]);
613          upvec[2] = evalue(mf->ep[3]);
614                                                  /* return to world coords */
615 <        if (mf->f != &unitxf) {
616 <                multv3(upvec, upvec, mf->f->xfm);
617 <                nd.thick *= mf->f->sca;
615 >        if (mf->fxp != &unitxf) {
616 >                multv3(upvec, upvec, mf->fxp->xfm);
617 >                nd.thick *= mf->fxp->sca;
618          }
619 +        if (r->rox != NULL) {
620 +                multv3(upvec, upvec, r->rox->f.xfm);
621 +                nd.thick *= r->rox->f.sca;
622 +        }
623          raynormal(nd.pnorm, r);
624                                                  /* compute local BSDF xform */
625          ec = SDcompXform(nd.toloc, nd.pnorm, upvec);
# Line 485 | Line 629 | m_bsdf(OBJREC *m, RAY *r)
629                  nd.vray[2] = -r->rdir[2];
630                  ec = SDmapDir(nd.vray, nd.toloc, nd.vray);
631          }
632 <        if (!ec)
633 <                ec = SDinvXform(nd.fromloc, nd.toloc);
490 <                                                /* determine BSDF resolution */
491 <        if (!ec)
492 <                ec = SDsizeBSDF(&nd.sr_vpsa, nd.vray, SDqueryMin, nd.sd);
493 <        if (!ec)
494 <                nd.sr_vpsa = sqrt(nd.sr_vpsa);
495 <        else {
496 <                objerror(m, WARNING, transSDError(ec));
497 <                SDfreeCache(nd.sd);
632 >        if (ec) {
633 >                objerror(m, WARNING, "Illegal orientation vector");
634                  return(1);
635          }
636 <        if (r->rod < .0) {                      /* perturb normal towards hit */
636 >        compute_through(&nd);                   /* compute through component */
637 >        if (r->crtype & SHADOW) {
638 >                RAY     tr;                     /* attempt to pass shadow ray */
639 >                if (rayorigin(&tr, TRANS, r, nd.cthru) < 0)
640 >                        return(1);              /* blocked */
641 >                VCOPY(tr.rdir, r->rdir);
642 >                rayvalue(&tr);                  /* transmit with scaling */
643 >                multcolor(tr.rcol, tr.rcoef);
644 >                copycolor(r->rcol, tr.rcol);
645 >                return(1);                      /* we're done */
646 >        }
647 >        ec = SDinvXform(nd.fromloc, nd.toloc);
648 >        if (!ec)                                /* determine BSDF resolution */
649 >                ec = SDsizeBSDF(nd.sr_vpsa, nd.vray, NULL,
650 >                                        SDqueryMin+SDqueryMax, nd.sd);
651 >        if (ec)
652 >                objerror(m, USER, transSDError(ec));
653 >
654 >        nd.sr_vpsa[0] = sqrt(nd.sr_vpsa[0]);
655 >        nd.sr_vpsa[1] = sqrt(nd.sr_vpsa[1]);
656 >        if (!hitfront) {                        /* perturb normal towards hit */
657                  nd.pnorm[0] = -nd.pnorm[0];
658                  nd.pnorm[1] = -nd.pnorm[1];
659                  nd.pnorm[2] = -nd.pnorm[2];
# Line 507 | Line 663 | m_bsdf(OBJREC *m, RAY *r)
663                                                  /* sample transmission */
664          sample_sdf(&nd, SDsampSpT);
665                                                  /* compute indirect diffuse */
666 <        copycolor(ctmp, nd.rdiff);
667 <        addcolor(ctmp, nd.runsamp);
512 <        if (bright(ctmp) > FTINY) {             /* ambient from reflection */
513 <                if (r->rod < .0)
666 >        if (bright(nd.rdiff) > FTINY) {         /* ambient from reflection */
667 >                if (!hitfront)
668                          flipsurface(r);
669 +                copycolor(ctmp, nd.rdiff);
670                  multambient(ctmp, r, nd.pnorm);
671                  addcolor(r->rcol, ctmp);
672 <                if (r->rod < .0)
672 >                if (!hitfront)
673                          flipsurface(r);
674          }
675 <        copycolor(ctmp, nd.tdiff);
521 <        addcolor(ctmp, nd.tunsamp);
522 <        if (bright(ctmp) > FTINY) {             /* ambient from other side */
675 >        if (bright(nd.tdiff) > FTINY) {         /* ambient from other side */
676                  FVECT  bnorm;
677 <                if (r->rod > .0)
677 >                if (hitfront)
678                          flipsurface(r);
679                  bnorm[0] = -nd.pnorm[0];
680                  bnorm[1] = -nd.pnorm[1];
681                  bnorm[2] = -nd.pnorm[2];
682 <                if (nd.thick != .0) {           /* proxy with offset? */
682 >                copycolor(ctmp, nd.tdiff);
683 >                if (nd.thick != 0) {            /* proxy with offset? */
684                          VCOPY(vtmp, r->rop);
685 <                        VSUM(r->rop, vtmp, r->ron, -nd.thick);
685 >                        VSUM(r->rop, vtmp, r->ron, nd.thick);
686                          multambient(ctmp, r, bnorm);
687                          VCOPY(r->rop, vtmp);
688                  } else
689                          multambient(ctmp, r, bnorm);
690                  addcolor(r->rcol, ctmp);
691 <                if (r->rod > .0)
691 >                if (hitfront)
692                          flipsurface(r);
693          }
694                                                  /* add direct component */
695 <        if ((bright(nd.tdiff) <= FTINY) & (nd.sd->tf == NULL)) {
695 >        if ((bright(nd.tdiff) <= FTINY) & (nd.sd->tf == NULL) &
696 >                                        (nd.sd->tb == NULL)) {
697                  direct(r, dir_brdf, &nd);       /* reflection only */
698 <        } else if (nd.thick == .0) {
698 >        } else if (nd.thick == 0) {
699                  direct(r, dir_bsdf, &nd);       /* thin surface scattering */
700          } else {
701                  direct(r, dir_brdf, &nd);       /* reflection first */
702                  VCOPY(vtmp, r->rop);            /* offset for transmitted */
703                  VSUM(r->rop, vtmp, r->ron, -nd.thick);
704 <                direct(r, dir_btdf, &nd);
704 >                direct(r, dir_btdf, &nd);       /* separate transmission */
705                  VCOPY(r->rop, vtmp);
706          }
707                                                  /* clean up */

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