ViewVC Help
View File | Revision Log | Show Annotations | Download File | Root Listing
root/radiance/ray/src/rt/m_bsdf.c
(Generate patch)

Comparing ray/src/rt/m_bsdf.c (file contents):
Revision 2.38 by greg, Fri May 19 15:13:41 2017 UTC vs.
Revision 2.41 by greg, Tue Jul 18 21:33:14 2017 UTC

# Line 37 | Line 37 | static const char RCSid[] = "$Id$";
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).
40 > *  A separate test prevents over-counting by dropping samples that are
41 > *  too close to this "through" direction.  BSDFs with such a through direction
42 > *  will also have a view component, meaning they are somewhat see-through.
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 79 | Line 79 | typedef struct {
79          COLOR   cthru;          /* "through" component multiplier */
80          SDData  *sd;            /* loaded BSDF data */
81          COLOR   rdiff;          /* diffuse reflection */
82 +        COLOR   runsamp;        /* BSDF hemispherical reflection */
83          COLOR   tdiff;          /* diffuse transmission */
84 +        COLOR   tunsamp;        /* BSDF hemispherical transmission */
85   }  BSDFDAT;             /* BSDF material data */
86  
87   #define cvt_sdcolor(cv, svp)    ccy2rgb(&(svp)->spec, (svp)->cieY, cv)
# Line 109 | Line 111 | compute_through(BSDFDAT *ndp)
111          FVECT           pdir;
112          double          tomega, srchrad;
113          COLOR           vpeak, vsum;
114 <        int             nsum, i;
114 >        int             i;
115          SDError         ec;
116  
117 <        setcolor(ndp->cthru, .0, .0, .0);       /* starting assumption */
117 >        setcolor(ndp->cthru, 0, 0, 0);          /* starting assumption */
118  
117 –        if (!(ndp->pr->crtype & (SPECULAR|AMBIENT|SHADOW)))
118 –                return;                         /* simply don't need to know */
119 –
119          if (ndp->pr->rod > 0)
120                  dfp = (ndp->sd->tf != NULL) ? ndp->sd->tf : ndp->sd->tb;
121          else
# Line 127 | Line 126 | compute_through(BSDFDAT *ndp)
126          if (bright(ndp->pr->pcol) <= FTINY)
127                  return;                         /* pattern is black, here */
128          srchrad = sqrt(dfp->minProjSA);         /* else search for peak */
129 <        setcolor(vpeak, .0, .0, .0);
130 <        setcolor(vsum, .0, .0, .0);
132 <        nsum = 0;
129 >        setcolor(vpeak, 0, 0, 0);
130 >        setcolor(vsum, 0, 0, 0);
131          for (i = 0; i < NDIR2CHECK; i++) {
132                  FVECT   tdir;
133                  SDValue sv;
# Line 143 | Line 141 | compute_through(BSDFDAT *ndp)
141                          goto baderror;
142                  cvt_sdcolor(vcol, &sv);
143                  addcolor(vsum, vcol);
146 –                ++nsum;
144                  if (bright(vcol) > bright(vpeak)) {
145                          copycolor(vpeak, vcol);
146                          VCOPY(pdir, tdir);
# Line 154 | Line 151 | compute_through(BSDFDAT *ndp)
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 */
154 >        if ((bright(vpeak) - ndp->sd->tLamb.cieY*(1./PI))*tomega <= .001)
155 >                return;                         /* < 0.1% transmission */
156          for (i = 3; i--; )                      /* remove peak from average */
157                  colval(vsum,i) -= colval(vpeak,i);
158 <        --nsum;
162 <        if (peak_over*bright(vsum) >= nsum*bright(vpeak))
158 >        if (peak_over*bright(vsum) >= (NDIR2CHECK-1)*bright(vpeak))
159                  return;                         /* not peaky enough */
160          copycolor(ndp->cthru, vpeak);           /* else use it */
161          scalecolor(ndp->cthru, tomega);
# Line 198 | Line 194 | direct_specular_OK(COLOR cval, FVECT ldir, double omeg
194          SDError ec;
195          int     i;
196                                          /* in case we fail */
197 <        setcolor(cval, .0, .0, .0);
197 >        setcolor(cval,  0, 0, 0);
198                                          /* transform source direction */
199          if (SDmapDir(vsrc, ndp->toloc, ldir) != SDEnone)
200                  return(0);
# Line 224 | Line 220 | direct_specular_OK(COLOR cval, FVECT ldir, double omeg
220                  diffY = sv.cieY *= 1./PI;
221                  cvt_sdcolor(cdiff, &sv);
222          } else {
223 <                diffY = .0;
224 <                setcolor(cdiff, .0, .0, .0);
223 >                diffY = 0;
224 >                setcolor(cdiff,  0, 0, 0);
225          }
226                                          /* need projected solid angles */
227          omega *= fabs(vsrc[2]);
# Line 233 | Line 229 | direct_specular_OK(COLOR cval, FVECT ldir, double omeg
229          if (ec)
230                  goto baderror;
231                                          /* check indirect over-counting */
232 <        if (ndp->pr->crtype & (SPECULAR|AMBIENT)
237 <                                && (vsrc[2] > 0) ^ (ndp->vray[2] > 0)
238 <                                && bright(ndp->cthru) > FTINY) {
232 >        if ((vsrc[2] > 0) ^ (ndp->vray[2] > 0) && bright(ndp->cthru) > FTINY) {
233                  double  dx = vsrc[0] + ndp->vray[0];
234                  double  dy = vsrc[1] + ndp->vray[1];
235                  if (dx*dx + dy*dy <= (4./PI)*(omega + tomega +
# Line 244 | Line 238 | direct_specular_OK(COLOR cval, FVECT ldir, double omeg
238          }
239                                          /* assign number of samples */
240          sf = specjitter * ndp->pr->rweight;
241 <        if (tomega <= .0)
241 >        if (tomega <= 0)
242                  nsamp = 1;
243          else if (25.*tomega <= omega)
244                  nsamp = 100.*sf + .5;
# Line 285 | Line 279 | direct_specular_OK(COLOR cval, FVECT ldir, double omeg
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;
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));
# Line 307 | Line 301 | dir_bsdf(
301          double          dtmp;
302          COLOR           ctmp;
303  
304 <        setcolor(cval, .0, .0, .0);
304 >        setcolor(cval,  0, 0, 0);
305  
306          ldot = DOT(np->pnorm, ldir);
307          if ((-FTINY <= ldot) & (ldot <= FTINY))
# Line 315 | Line 309 | dir_bsdf(
309  
310          if (ldot > 0 && bright(np->rdiff) > FTINY) {
311                  /*
312 <                 *  Compute added diffuse reflected component.
312 >                 *  Compute diffuse reflected component
313                   */
314                  copycolor(ctmp, np->rdiff);
315                  dtmp = ldot * omega * (1./PI);
# Line 324 | Line 318 | dir_bsdf(
318          }
319          if (ldot < 0 && bright(np->tdiff) > FTINY) {
320                  /*
321 <                 *  Compute added diffuse transmission.
321 >                 *  Compute diffuse transmission
322                   */
323                  copycolor(ctmp, np->tdiff);
324                  dtmp = -ldot * omega * (1.0/PI);
# Line 334 | Line 328 | dir_bsdf(
328          if (ambRayInPmap(np->pr))
329                  return;         /* specular already in photon map */
330          /*
331 <         *  Compute specular scattering coefficient using BSDF.
331 >         *  Compute specular scattering coefficient using BSDF
332           */
333          if (!direct_specular_OK(ctmp, ldir, omega, np))
334                  return;
# Line 361 | Line 355 | dir_brdf(
355          double          dtmp;
356          COLOR           ctmp, ctmp1, ctmp2;
357  
358 <        setcolor(cval, .0, .0, .0);
358 >        setcolor(cval,  0, 0, 0);
359  
360          ldot = DOT(np->pnorm, ldir);
361          
# Line 370 | Line 364 | dir_brdf(
364  
365          if (bright(np->rdiff) > FTINY) {
366                  /*
367 <                 *  Compute added diffuse reflected component.
367 >                 *  Compute diffuse reflected component
368                   */
369                  copycolor(ctmp, np->rdiff);
370                  dtmp = ldot * omega * (1./PI);
# Line 380 | Line 374 | dir_brdf(
374          if (ambRayInPmap(np->pr))
375                  return;         /* specular already in photon map */
376          /*
377 <         *  Compute specular reflection coefficient using BSDF.
377 >         *  Compute specular reflection coefficient using BSDF
378           */
379          if (!direct_specular_OK(ctmp, ldir, omega, np))
380                  return;
# Line 403 | Line 397 | dir_btdf(
397          double          dtmp;
398          COLOR           ctmp;
399  
400 <        setcolor(cval, .0, .0, .0);
400 >        setcolor(cval,  0, 0, 0);
401  
402          ldot = DOT(np->pnorm, ldir);
403  
# Line 412 | Line 406 | dir_btdf(
406  
407          if (bright(np->tdiff) > FTINY) {
408                  /*
409 <                 *  Compute added diffuse transmission.
409 >                 *  Compute diffuse transmission
410                   */
411                  copycolor(ctmp, np->tdiff);
412                  dtmp = -ldot * omega * (1.0/PI);
# Line 422 | Line 416 | dir_btdf(
416          if (ambRayInPmap(np->pr))
417                  return;         /* specular already in photon map */
418          /*
419 <         *  Compute specular scattering coefficient using BSDF.
419 >         *  Compute specular scattering coefficient using BSDF
420           */
421          if (!direct_specular_OK(ctmp, ldir, omega, np))
422                  return;
# Line 435 | Line 429 | dir_btdf(
429  
430   /* Sample separate BSDF component */
431   static int
432 < sample_sdcomp(BSDFDAT *ndp, SDComponent *dcp, int usepat)
432 > sample_sdcomp(BSDFDAT *ndp, SDComponent *dcp, int xmit)
433   {
434 <        int     nstarget = 1;
435 <        int     nsent;
436 <        SDError ec;
437 <        SDValue bsv;
438 <        double  xrand;
439 <        FVECT   vsmp;
440 <        RAY     sr;
434 >        const int       hasthru = (xmit &&
435 >                                !(ndp->pr->crtype & (SPECULAR|AMBIENT)) &&
436 >                                bright(ndp->cthru) > FTINY);
437 >        int             nstarget = 1;
438 >        int             nsent = 0;
439 >        int             n;
440 >        SDError         ec;
441 >        SDValue         bsv;
442 >        double          xrand;
443 >        FVECT           vsmp, vinc;
444 >        RAY             sr;
445                                                  /* multiple samples? */
446          if (specjitter > 1.5) {
447                  nstarget = specjitter*ndp->pr->rweight + .5;
448                  nstarget += !nstarget;
449          }
450                                                  /* run through our samples */
451 <        for (nsent = 0; nsent < nstarget; nsent++) {
451 >        for (n = 0; n < nstarget; n++) {
452                  if (nstarget == 1) {            /* stratify random variable */
453                          xrand = urand(ilhash(dimlist,ndims)+samplendx);
454                          if (specjitter < 1.)
455                                  xrand = .5 + specjitter*(xrand-.5);
456                  } else {
457 <                        xrand = (nsent + frandom())/(double)nstarget;
457 >                        xrand = (n + frandom())/(double)nstarget;
458                  }
459                  SDerrorDetail[0] = '\0';        /* sample direction & coef. */
460                  bsdf_jitter(vsmp, ndp, ndp->sr_vpsa[0]);
461 +                VCOPY(vinc, vsmp);              /* to compare after */
462                  ec = SDsampComponent(&bsv, vsmp, xrand, dcp);
463                  if (ec)
464                          objerror(ndp->mp, USER, transSDError(ec));
465                  if (bsv.cieY <= FTINY)          /* zero component? */
466                          break;
467 <                                                /* map vector to world */
467 >                if (hasthru) {                  /* check for view ray */
468 >                        double  dx = vinc[0] + vsmp[0];
469 >                        double  dy = vinc[1] + vsmp[1];
470 >                        if (dx*dx + dy*dy <= ndp->sr_vpsa[0]*ndp->sr_vpsa[0])
471 >                                continue;       /* exclude view sample */
472 >                }
473 >                                                /* map non-view sample->world */
474                  if (SDmapDir(sr.rdir, ndp->fromloc, vsmp) != SDEnone)
475                          break;
476                                                  /* spawn a specular ray */
477                  if (nstarget > 1)
478                          bsv.cieY /= (double)nstarget;
479                  cvt_sdcolor(sr.rcoef, &bsv);    /* use sample color */
480 <                if (usepat)                     /* apply pattern? */
480 >                if (xmit)                       /* apply pattern on transmit */
481                          multcolor(sr.rcoef, ndp->pr->pcol);
482                  if (rayorigin(&sr, SPECULAR, ndp->pr, sr.rcoef) < 0) {
483                          if (maxdepth > 0)
484                                  break;
485                          continue;               /* Russian roulette victim */
486                  }
487 <                                                /* need to offset origin? */
483 <                if (ndp->thick != 0 && (ndp->pr->rod > 0) ^ (vsmp[2] > 0))
487 >                if (xmit && ndp->thick != 0)    /* need to offset origin? */
488                          VSUM(sr.rorg, sr.rorg, ndp->pr->ron, -ndp->thick);
489                  rayvalue(&sr);                  /* send & evaluate sample */
490                  multcolor(sr.rcol, sr.rcoef);
491                  addcolor(ndp->pr->rcol, sr.rcol);
492 +                ++nsent;
493          }
494          return(nsent);
495   }
# Line 493 | Line 498 | sample_sdcomp(BSDFDAT *ndp, SDComponent *dcp, int usep
498   static int
499   sample_sdf(BSDFDAT *ndp, int sflags)
500   {
501 +        int             hasthru = (sflags == SDsampSpT
502 +                                    && !(ndp->pr->crtype & (SPECULAR|AMBIENT))
503 +                                    && bright(ndp->cthru) > FTINY);
504          int             n, ntotal = 0;
505 +        double          b = 0;
506          SDSpectralDF    *dfp;
507          COLORV          *unsc;
508  
509          if (sflags == SDsampSpT) {
510 <                unsc = ndp->tdiff;
510 >                unsc = ndp->tunsamp;
511                  if (ndp->pr->rod > 0)
512                          dfp = (ndp->sd->tf != NULL) ? ndp->sd->tf : ndp->sd->tb;
513                  else
514                          dfp = (ndp->sd->tb != NULL) ? ndp->sd->tb : ndp->sd->tf;
515          } else /* sflags == SDsampSpR */ {
516 <                unsc = ndp->rdiff;
516 >                unsc = ndp->runsamp;
517                  if (ndp->pr->rod > 0)
518                          dfp = ndp->sd->rf;
519                  else
520                          dfp = ndp->sd->rb;
521          }
522 +        setcolor(unsc,  0, 0, 0);
523          if (dfp == NULL)                        /* no specular component? */
524                  return(0);
525 <                                                /* below sampling threshold? */
526 <        if (dfp->maxHemi <= specthresh+FTINY) {
527 <                if (dfp->maxHemi > FTINY) {     /* XXX no color from BSDF */
528 <                        FVECT   vjit;
529 <                        double  d;
530 <                        COLOR   ctmp;
531 <                        bsdf_jitter(vjit, ndp, ndp->sr_vpsa[1]);
532 <                        d = SDdirectHemi(vjit, sflags, ndp->sd);
525 >
526 >        if (hasthru) {                          /* separate view sample? */
527 >                RAY     tr;
528 >                if (rayorigin(&tr, TRANS, ndp->pr, ndp->cthru) == 0) {
529 >                        VCOPY(tr.rdir, ndp->pr->rdir);
530 >                        rayvalue(&tr);
531 >                        multcolor(tr.rcol, tr.rcoef);
532 >                        addcolor(ndp->pr->rcol, tr.rcol);
533 >                        ++ntotal;
534 >                        b = bright(ndp->cthru);
535 >                } else
536 >                        hasthru = 0;
537 >        }
538 >        if (dfp->maxHemi - b <= FTINY) {        /* how specular to sample? */
539 >                b = 0;
540 >        } else {
541 >                FVECT   vjit;
542 >                bsdf_jitter(vjit, ndp, ndp->sr_vpsa[1]);
543 >                b = SDdirectHemi(vjit, sflags, ndp->sd) - b;
544 >                if (b < 0) b = 0;
545 >        }
546 >        if (b <= specthresh+FTINY) {            /* below sampling threshold? */
547 >                if (b > FTINY) {                /* XXX no color from BSDF */
548                          if (sflags == SDsampSpT) {
549 <                                copycolor(ctmp, ndp->pr->pcol);
550 <                                scalecolor(ctmp, d);
549 >                                copycolor(unsc, ndp->pr->pcol);
550 >                                scalecolor(unsc, b);
551                          } else                  /* no pattern on reflection */
552 <                                setcolor(ctmp, d, d, d);
528 <                        addcolor(unsc, ctmp);
552 >                                setcolor(unsc, b, b, b);
553                  }
554 <                return(0);
554 >                return(ntotal);
555          }
556 <                                                /* else need to sample */
557 <        dimlist[ndims++] = (int)(size_t)ndp->mp;
534 <        ndims++;
556 >        dimlist[ndims] = (int)(size_t)ndp->mp;  /* else sample specular */
557 >        ndims += 2;
558          for (n = dfp->ncomp; n--; ) {           /* loop over components */
559                  dimlist[ndims-1] = n + 9438;
560                  ntotal += sample_sdcomp(ndp, &dfp->comp[n], sflags==SDsampSpT);
# Line 562 | Line 585 | m_bsdf(OBJREC *m, RAY *r)
585                                                  /* get thickness */
586          nd.thick = evalue(mf->ep[0]);
587          if ((-FTINY <= nd.thick) & (nd.thick <= FTINY))
588 <                nd.thick = .0;
588 >                nd.thick = 0;
589                                                  /* check backface visibility */
590          if (!hitfront & !backvis) {
591                  raytrans(r);
# Line 669 | Line 692 | m_bsdf(OBJREC *m, RAY *r)
692                                                  /* sample transmission */
693          sample_sdf(&nd, SDsampSpT);
694                                                  /* compute indirect diffuse */
695 <        if (bright(nd.rdiff) > FTINY) {         /* ambient from reflection */
695 >        copycolor(ctmp, nd.rdiff);
696 >        addcolor(ctmp, nd.runsamp);
697 >        if (bright(ctmp) > FTINY) {             /* ambient from reflection */
698                  if (!hitfront)
699                          flipsurface(r);
675 –                copycolor(ctmp, nd.rdiff);
700                  multambient(ctmp, r, nd.pnorm);
701                  addcolor(r->rcol, ctmp);
702                  if (!hitfront)
703                          flipsurface(r);
704          }
705 <        if (bright(nd.tdiff) > FTINY) {         /* ambient from other side */
705 >        copycolor(ctmp, nd.tdiff);
706 >        addcolor(ctmp, nd.tunsamp);
707 >        if (bright(ctmp) > FTINY) {             /* ambient from other side */
708                  FVECT  bnorm;
709                  if (hitfront)
710                          flipsurface(r);
711                  bnorm[0] = -nd.pnorm[0];
712                  bnorm[1] = -nd.pnorm[1];
713                  bnorm[2] = -nd.pnorm[2];
688 –                copycolor(ctmp, nd.tdiff);
714                  if (nd.thick != 0) {            /* proxy with offset? */
715                          VCOPY(vtmp, r->rop);
716                          VSUM(r->rop, vtmp, r->ron, nd.thick);

Diff Legend

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