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

Comparing ray/src/rt/m_bsdf.c (file contents):
Revision 2.35 by greg, Tue May 16 02:52:15 2017 UTC vs.
Revision 2.64 by greg, Wed Aug 25 16:12:21 2021 UTC

# Line 8 | Line 8 | static const char RCSid[] = "$Id$";
8   #include "copyright.h"
9  
10   #include  "ray.h"
11 + #include  "otypes.h"
12   #include  "ambient.h"
13   #include  "source.h"
14   #include  "func.h"
# Line 16 | 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 < *      A non-zero thickness causes the strange but useful behavior
22 > *      For the MAT_BSDF type, a non-zero thickness causes the useful behavior
23   *  of translating transmitted rays this distance beneath the surface
24   *  (opposite the surface normal) to bypass any intervening geometry.
25   *  Translation only affects scattered, non-source-directed samples.
# Line 35 | Line 36 | static const char RCSid[] = "$Id$";
36   *  hides geometry in front of the surface when rays hit from behind,
37   *  and applies only the transmission and backside reflectance properties.
38   *  Reflection is ignored on the hidden side, as those rays pass through.
39 < *      When thickness is set to zero, shadow rays will be blocked unless
40 < *  a BTDF has a strong "through" component in the source direction.
41 < *  A separate test prevents over-counting by dropping specular & ambient
42 < *  samples that are too close to this "through" direction.  The same
43 < *  restriction applies for the proxy case (thickness != 0).
39 > *      For the MAT_ABSDF type, we check for a strong "through" component.
40 > *  Such a component will cause direct rays to pass through unscattered.
41 > *  A separate test prevents over-counting by dropping samples that are
42 > *  too close to this "through" direction.  BSDFs with such a through direction
43 > *  will also have a view component, meaning they are somewhat see-through.
44 > *  A MAT_BSDF type with zero thickness behaves the same as a MAT_ABSDF
45 > *  type with no strong through component.
46   *      The "up" vector for the BSDF is given by three variables, defined
47   *  (along with the thickness) by the named function file, or '.' if none.
48   *  Together with the surface normal, this defines the local coordinate
# Line 52 | Line 55 | static const char RCSid[] = "$Id$";
55   *  not multiplied.  However, patterns affect this material as a multiplier
56   *  on everything except non-diffuse reflection.
57   *
58 + *  Arguments for MAT_ABSDF are:
59 + *      5+      BSDFfile        ux uy uz        funcfile        transform
60 + *      0
61 + *      0|3|6|9 rdf     gdf     bdf
62 + *              rdb     gdb     bdb
63 + *              rdt     gdt     bdt
64 + *
65   *  Arguments for MAT_BSDF are:
66   *      6+      thick   BSDFfile        ux uy uz        funcfile        transform
67   *      0
# Line 76 | Line 86 | typedef struct {
86          RREAL   toloc[3][3];    /* world to local BSDF coords */
87          RREAL   fromloc[3][3];  /* local BSDF coords to world */
88          double  thick;          /* surface thickness */
89 <        COLOR   cthru;          /* "through" component multiplier */
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 */
94          COLOR   tdiff;          /* diffuse transmission */
95 +        COLOR   tunsamp;        /* BSDF hemispherical transmission */
96   }  BSDFDAT;             /* BSDF material data */
97  
98   #define cvt_sdcolor(cv, svp)    ccy2rgb(&(svp)->spec, (svp)->cieY, cv)
99  
100 < /* Compute "through" component color */
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},
103 <                                        {0, 1.6},
104 <                                        {0, -1.6},
105 <                                        {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 <        const double    peak_over = 2.0;
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             nsum, i;
141 >        double          tomsum, tomsurr;
142 >        COLOR           vpeak, vsurr;
143 >        double          vypeak;
144 >        int             i, j, ns;
145          SDError         ec;
146  
115 –        setcolor(ndp->cthru, .0, .0, .0);       /* starting assumption */
116 –
147          if (ndp->pr->rod > 0)
148                  dfp = (ndp->sd->tf != NULL) ? ndp->sd->tf : ndp->sd->tb;
149          else
# Line 123 | 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 */
127 <        setcolor(vpeak, .0, .0, .0);
128 <        setcolor(vsum, .0, .0, .0);
129 <        nsum = 0;
156 >        srchrad = sqrt(dfp->minProjSA);         /* else evaluate peak */
157          for (i = 0; i < NDIR2CHECK; i++) {
131 –                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 <                if (normalize(tdir) == 0)
138 <                        continue;
139 <                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 <                ++nsum;
169 <                if (bright(vcol) > bright(vpeak)) {
170 <                        copycolor(vpeak, vcol);
171 <                        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 <        ec = SDsizeBSDF(&tomega, pdir, ndp->vray, SDqueryMin, ndp->sd);
203 <        if (ec)
204 <                goto baderror;
205 <        if (tomega > 1.5*dfp->minProjSA)
206 <                return;                         /* not really a peak? */
207 <        if ((bright(vpeak) - ndp->sd->tLamb.cieY*(1./PI))*tomega <= .007)
156 <                return;                         /* < 0.7% transmission */
157 <        for (i = 3; i--; )                      /* remove peak from average */
158 <                colval(vsum,i) -= colval(vpeak,i);
159 <        --nsum;
160 <        if (peak_over*bright(vsum) >= nsum*bright(vpeak))
161 <                return;                         /* not peaky enough */
162 <        copycolor(ndp->cthru, vpeak);           /* else use it */
163 <        scalecolor(ndp->cthru, tomega);
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 >        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 186 | Line 236 | bsdf_jitter(FVECT vres, BSDFDAT *ndp, double sr_psa)
236   static int
237   direct_specular_OK(COLOR cval, FVECT ldir, double omega, BSDFDAT *ndp)
238   {
239 <        int     nsamp, ok = 0;
239 >        int     nsamp;
240 >        double  wtot = 0;
241          FVECT   vsrc, vsmp, vjit;
242 <        double  tomega;
242 >        double  tomega, tomega2;
243          double  sf, tsr, sd[2];
244          COLOR   csmp, cdiff;
245          double  diffY;
246          SDValue sv;
247          SDError ec;
248          int     i;
249 +                                        /* in case we fail */
250 +        setcolor(cval,  0, 0, 0);
251                                          /* transform source direction */
252          if (SDmapDir(vsrc, ndp->toloc, ldir) != SDEnone)
253                  return(0);
# Line 210 | 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;
279                  cvt_sdcolor(cdiff, &sv);
280          } else {
281 <                diffY = .0;
282 <                setcolor(cdiff, .0, .0, .0);
281 >                diffY = 0;
282 >                setcolor(cdiff,  0, 0, 0);
283          }
284 <                                        /* assign number of samples */
284 >                                        /* need projected solid angle */
285 >        omega *= fabs(vsrc[2]);
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 >                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 <                                        /* check indirect over-counting */
231 <        if ((ndp->thick != 0 || bright(ndp->cthru) > FTINY)
232 <                                && ndp->pr->crtype & (SPECULAR|AMBIENT)
233 <                                && (vsrc[2] > 0) ^ (ndp->vray[2] > 0)) {
234 <                double  dx = vsrc[0] + ndp->vray[0];
235 <                double  dy = vsrc[1] + ndp->vray[1];
236 <                if (dx*dx + dy*dy <= omega+tomega)
237 <                        return(0);
238 <        }
305 >                                        /* assign number of samples */
306          sf = specjitter * ndp->pr->rweight;
307 <        if (tomega <= .0)
307 >        if (tomega <= 0)
308                  nsamp = 1;
309          else if (25.*tomega <= omega)
310                  nsamp = 100.*sf + .5;
311          else
312                  nsamp = 4.*sf*omega/tomega + .5;
313          nsamp += !nsamp;
314 <        setcolor(cval, .0, .0, .0);     /* sample our source area */
248 <        sf = sqrt(omega);
314 >        sf = sqrt(omega);               /* sample our source area */
315          tsr = sqrt(tomega);
316          for (i = nsamp; i--; ) {
317                  VCOPY(vsmp, vsrc);      /* jitter query directions */
# Line 253 | Line 319 | direct_specular_OK(COLOR cval, FVECT ldir, double omeg
319                          multisamp(sd, 2, (i + frandom())/(double)nsamp);
320                          vsmp[0] += (sd[0] - .5)*sf;
321                          vsmp[1] += (sd[1] - .5)*sf;
322 <                        if (normalize(vsmp) == 0) {
257 <                                --nsamp;
258 <                                continue;
259 <                        }
322 >                        normalize(vsmp);
323                  }
324                  bsdf_jitter(vjit, ndp, tsr);
325                                          /* compute BSDF */
326                  ec = SDevalBSDF(&sv, vjit, vsmp, ndp->sd);
327                  if (ec)
328                          goto baderror;
329 <                if (sv.cieY - diffY <= FTINY) {
267 <                        addcolor(cval, cdiff);
329 >                if (sv.cieY - diffY <= FTINY)
330                          continue;       /* no specular part */
331 <                }
331 >                                        /* check for variable resolution */
332 >                ec = SDsizeBSDF(&tomega2, vjit, vsmp, SDqueryMin, ndp->sd);
333 >                if (ec)
334 >                        goto baderror;
335 >                if (tomega2 < .12*tomega)
336 >                        continue;       /* not safe to include */
337                  cvt_sdcolor(csmp, &sv);
338 <                addcolor(cval, csmp);   /* else average it in */
339 <                ++ok;
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 > #endif
344 >                wtot += 1.;
345 >                addcolor(cval, csmp);
346          }
347 <        if (!ok) {
348 <                setcolor(cval, .0, .0, .0);
349 <                return(0);              /* no valid specular samples */
350 <        }
278 <        sf = 1./(double)nsamp;
347 >        if (wtot <= FTINY)              /* no valid specular samples? */
348 >                return(0);
349 >
350 >        sf = 1./wtot;                   /* weighted average BSDF */
351          scalecolor(cval, sf);
352                                          /* subtract diffuse contribution */
353          for (i = 3*(diffY > FTINY); i--; )
354 <                if ((colval(cval,i) -= colval(cdiff,i)) < .0)
355 <                        colval(cval,i) = .0;
354 >                if ((colval(cval,i) -= colval(cdiff,i)) < 0)
355 >                        colval(cval,i) = 0;
356          return(1);
357   baderror:
358          objerror(ndp->mp, USER, transSDError(ec));
# Line 301 | Line 373 | dir_bsdf(
373          double          dtmp;
374          COLOR           ctmp;
375  
376 <        setcolor(cval, .0, .0, .0);
376 >        setcolor(cval,  0, 0, 0);
377  
378          ldot = DOT(np->pnorm, ldir);
379          if ((-FTINY <= ldot) & (ldot <= FTINY))
# Line 309 | Line 381 | dir_bsdf(
381  
382          if (ldot > 0 && bright(np->rdiff) > FTINY) {
383                  /*
384 <                 *  Compute added diffuse reflected component.
384 >                 *  Compute diffuse reflected component
385                   */
386                  copycolor(ctmp, np->rdiff);
387                  dtmp = ldot * omega * (1./PI);
# Line 318 | Line 390 | dir_bsdf(
390          }
391          if (ldot < 0 && bright(np->tdiff) > FTINY) {
392                  /*
393 <                 *  Compute added diffuse transmission.
393 >                 *  Compute diffuse transmission
394                   */
395                  copycolor(ctmp, np->tdiff);
396                  dtmp = -ldot * omega * (1.0/PI);
# Line 328 | Line 400 | dir_bsdf(
400          if (ambRayInPmap(np->pr))
401                  return;         /* specular already in photon map */
402          /*
403 <         *  Compute specular scattering coefficient using BSDF.
403 >         *  Compute specular scattering coefficient using BSDF
404           */
405          if (!direct_specular_OK(ctmp, ldir, omega, np))
406                  return;
# Line 355 | Line 427 | dir_brdf(
427          double          dtmp;
428          COLOR           ctmp, ctmp1, ctmp2;
429  
430 <        setcolor(cval, .0, .0, .0);
430 >        setcolor(cval,  0, 0, 0);
431  
432          ldot = DOT(np->pnorm, ldir);
433          
# Line 364 | Line 436 | dir_brdf(
436  
437          if (bright(np->rdiff) > FTINY) {
438                  /*
439 <                 *  Compute added diffuse reflected component.
439 >                 *  Compute diffuse reflected component
440                   */
441                  copycolor(ctmp, np->rdiff);
442                  dtmp = ldot * omega * (1./PI);
# Line 374 | Line 446 | dir_brdf(
446          if (ambRayInPmap(np->pr))
447                  return;         /* specular already in photon map */
448          /*
449 <         *  Compute specular reflection coefficient using BSDF.
449 >         *  Compute specular reflection coefficient using BSDF
450           */
451          if (!direct_specular_OK(ctmp, ldir, omega, np))
452                  return;
# Line 397 | Line 469 | dir_btdf(
469          double          dtmp;
470          COLOR           ctmp;
471  
472 <        setcolor(cval, .0, .0, .0);
472 >        setcolor(cval,  0, 0, 0);
473  
474          ldot = DOT(np->pnorm, ldir);
475  
# Line 406 | Line 478 | dir_btdf(
478  
479          if (bright(np->tdiff) > FTINY) {
480                  /*
481 <                 *  Compute added diffuse transmission.
481 >                 *  Compute diffuse transmission
482                   */
483                  copycolor(ctmp, np->tdiff);
484                  dtmp = -ldot * omega * (1.0/PI);
# Line 416 | Line 488 | dir_btdf(
488          if (ambRayInPmap(np->pr))
489                  return;         /* specular already in photon map */
490          /*
491 <         *  Compute specular scattering coefficient using BSDF.
491 >         *  Compute specular scattering coefficient using BSDF
492           */
493          if (!direct_specular_OK(ctmp, ldir, omega, np))
494                  return;
# Line 429 | Line 501 | dir_btdf(
501  
502   /* Sample separate BSDF component */
503   static int
504 < sample_sdcomp(BSDFDAT *ndp, SDComponent *dcp, int usepat)
504 > sample_sdcomp(BSDFDAT *ndp, SDComponent *dcp, int xmit)
505   {
506 <        int     nstarget = 1;
507 <        int     nsent;
508 <        SDError ec;
509 <        SDValue bsv;
510 <        double  xrand;
511 <        FVECT   vsmp;
512 <        RAY     sr;
506 >        const int       hasthru = (xmit &&
507 >                                        !(ndp->pr->crtype & (SPECULAR|AMBIENT))
508 >                                        && bright(ndp->cthru) > FTINY);
509 >        int             nstarget = 1;
510 >        int             nsent = 0;
511 >        int             n;
512 >        SDError         ec;
513 >        SDValue         bsv;
514 >        double          xrand;
515 >        FVECT           vsmp, vinc;
516 >        RAY             sr;
517                                                  /* multiple samples? */
518          if (specjitter > 1.5) {
519                  nstarget = specjitter*ndp->pr->rweight + .5;
520                  nstarget += !nstarget;
521          }
522                                                  /* run through our samples */
523 <        for (nsent = 0; nsent < nstarget; nsent++) {
523 >        for (n = 0; n < nstarget; n++) {
524                  if (nstarget == 1) {            /* stratify random variable */
525                          xrand = urand(ilhash(dimlist,ndims)+samplendx);
526                          if (specjitter < 1.)
527                                  xrand = .5 + specjitter*(xrand-.5);
528                  } else {
529 <                        xrand = (nsent + frandom())/(double)nstarget;
529 >                        xrand = (n + frandom())/(double)nstarget;
530                  }
531                  SDerrorDetail[0] = '\0';        /* sample direction & coef. */
532                  bsdf_jitter(vsmp, ndp, ndp->sr_vpsa[0]);
533 +                VCOPY(vinc, vsmp);              /* to compare after */
534                  ec = SDsampComponent(&bsv, vsmp, xrand, dcp);
535                  if (ec)
536                          objerror(ndp->mp, USER, transSDError(ec));
537                  if (bsv.cieY <= FTINY)          /* zero component? */
538                          break;
539 <                                                /* map vector to world */
539 >                if (hasthru) {                  /* check for view ray */
540 >                        double  dx = vinc[0] + vsmp[0];
541 >                        double  dy = vinc[1] + vsmp[1];
542 >                        if (dx*dx + dy*dy <= ndp->sr_vpsa[0]*ndp->sr_vpsa[0])
543 >                                continue;       /* exclude view sample */
544 >                }
545 >                                                /* map non-view sample->world */
546                  if (SDmapDir(sr.rdir, ndp->fromloc, vsmp) != SDEnone)
547                          break;
548                                                  /* spawn a specular ray */
549                  if (nstarget > 1)
550                          bsv.cieY /= (double)nstarget;
551                  cvt_sdcolor(sr.rcoef, &bsv);    /* use sample color */
552 <                if (usepat)                     /* apply pattern? */
552 >                if (xmit)                       /* apply pattern on transmit */
553                          multcolor(sr.rcoef, ndp->pr->pcol);
554                  if (rayorigin(&sr, SPECULAR, ndp->pr, sr.rcoef) < 0) {
555 <                        if (maxdepth > 0)
556 <                                break;
557 <                        continue;               /* Russian roulette victim */
555 >                        if (!n & (nstarget > 1)) {
556 >                                n = nstarget;   /* avoid infinitue loop */
557 >                                nstarget = nstarget*sr.rweight/minweight;
558 >                                if (n == nstarget) break;
559 >                                n = -1;         /* moved target */
560 >                        }
561 >                        continue;               /* try again */
562                  }
563 <                                                /* need to offset origin? */
477 <                if (ndp->thick != 0 && (ndp->pr->rod > 0) ^ (vsmp[2] > 0))
563 >                if (xmit && ndp->thick != 0)    /* need to offset origin? */
564                          VSUM(sr.rorg, sr.rorg, ndp->pr->ron, -ndp->thick);
565                  rayvalue(&sr);                  /* send & evaluate sample */
566                  multcolor(sr.rcol, sr.rcoef);
567                  addcolor(ndp->pr->rcol, sr.rcol);
568 +                ++nsent;
569          }
570          return(nsent);
571   }
# Line 487 | Line 574 | sample_sdcomp(BSDFDAT *ndp, SDComponent *dcp, int usep
574   static int
575   sample_sdf(BSDFDAT *ndp, int sflags)
576   {
577 +        int             hasthru = (sflags == SDsampSpT &&
578 +                                        !(ndp->pr->crtype & (SPECULAR|AMBIENT))
579 +                                        && bright(ndp->cthru) > FTINY);
580          int             n, ntotal = 0;
581 +        double          b = 0;
582          SDSpectralDF    *dfp;
583          COLORV          *unsc;
584  
585          if (sflags == SDsampSpT) {
586 <                unsc = ndp->tdiff;
586 >                unsc = ndp->tunsamp;
587                  if (ndp->pr->rod > 0)
588                          dfp = (ndp->sd->tf != NULL) ? ndp->sd->tf : ndp->sd->tb;
589                  else
590                          dfp = (ndp->sd->tb != NULL) ? ndp->sd->tb : ndp->sd->tf;
591          } else /* sflags == SDsampSpR */ {
592 <                unsc = ndp->rdiff;
592 >                unsc = ndp->runsamp;
593                  if (ndp->pr->rod > 0)
594                          dfp = ndp->sd->rf;
595                  else
596                          dfp = ndp->sd->rb;
597          }
598 +        setcolor(unsc,  0, 0, 0);
599          if (dfp == NULL)                        /* no specular component? */
600                  return(0);
601 <                                                /* below sampling threshold? */
602 <        if (dfp->maxHemi <= specthresh+FTINY) {
603 <                if (dfp->maxHemi > FTINY) {     /* XXX no color from BSDF */
604 <                        FVECT   vjit;
605 <                        double  d;
606 <                        COLOR   ctmp;
607 <                        bsdf_jitter(vjit, ndp, ndp->sr_vpsa[1]);
608 <                        d = SDdirectHemi(vjit, sflags, ndp->sd);
601 >
602 >        if (hasthru) {                          /* separate view sample? */
603 >                RAY     tr;
604 >                if (rayorigin(&tr, TRANS, ndp->pr, ndp->cthru) == 0) {
605 >                        VCOPY(tr.rdir, ndp->pr->rdir);
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
613 >                        hasthru = 0;
614 >        }
615 >        if (dfp->maxHemi - b <= FTINY) {        /* have specular to sample? */
616 >                b = 0;
617 >        } else {
618 >                FVECT   vjit;
619 >                bsdf_jitter(vjit, ndp, ndp->sr_vpsa[1]);
620 >                b = SDdirectHemi(vjit, sflags, ndp->sd) - b;
621 >                if (b < 0) b = 0;
622 >        }
623 >        if (b <= specthresh+FTINY) {            /* below sampling threshold? */
624 >                if (b > FTINY) {                /* XXX no color from BSDF */
625                          if (sflags == SDsampSpT) {
626 <                                copycolor(ctmp, ndp->pr->pcol);
627 <                                scalecolor(ctmp, d);
626 >                                copycolor(unsc, ndp->pr->pcol);
627 >                                scalecolor(unsc, b);
628                          } else                  /* no pattern on reflection */
629 <                                setcolor(ctmp, d, d, d);
522 <                        addcolor(unsc, ctmp);
629 >                                setcolor(unsc, b, b, b);
630                  }
631 <                return(0);
631 >                return(ntotal);
632          }
633 <                                                /* else need to sample */
634 <        dimlist[ndims++] = (int)(size_t)ndp->mp;
528 <        ndims++;
633 >        dimlist[ndims] = (int)(size_t)ndp->mp;  /* else sample specular */
634 >        ndims += 2;
635          for (n = dfp->ncomp; n--; ) {           /* loop over components */
636                  dimlist[ndims-1] = n + 9438;
637                  ntotal += sample_sdcomp(ndp, &dfp->comp[n], sflags==SDsampSpT);
# Line 538 | Line 644 | sample_sdf(BSDFDAT *ndp, int sflags)
644   int
645   m_bsdf(OBJREC *m, RAY *r)
646   {
647 +        int     hasthick = (m->otype == MAT_BSDF);
648          int     hitfront;
649          COLOR   ctmp;
650          SDError ec;
# Line 545 | Line 652 | m_bsdf(OBJREC *m, RAY *r)
652          MFUNC   *mf;
653          BSDFDAT nd;
654                                                  /* check arguments */
655 <        if ((m->oargs.nsargs < 6) | (m->oargs.nfargs > 9) |
655 >        if ((m->oargs.nsargs < hasthick+5) | (m->oargs.nfargs > 9) |
656                                  (m->oargs.nfargs % 3))
657                  objerror(m, USER, "bad # arguments");
658                                                  /* record surface struck */
659          hitfront = (r->rod > 0);
660                                                  /* load cal file */
661 <        mf = getfunc(m, 5, 0x1d, 1);
661 >        mf = hasthick   ? getfunc(m, 5, 0x1d, 1)
662 >                        : getfunc(m, 4, 0xe, 1) ;
663          setfunc(m, r);
664 <                                                /* get thickness */
665 <        nd.thick = evalue(mf->ep[0]);
666 <        if ((-FTINY <= nd.thick) & (nd.thick <= FTINY))
667 <                nd.thick = .0;
664 >        nd.thick = 0;                           /* set thickness */
665 >        if (hasthick) {
666 >                nd.thick = evalue(mf->ep[0]);
667 >                if ((-FTINY <= nd.thick) & (nd.thick <= FTINY))
668 >                        nd.thick = 0;
669 >        }
670                                                  /* check backface visibility */
671          if (!hitfront & !backvis) {
672                  raytrans(r);
# Line 569 | Line 679 | m_bsdf(OBJREC *m, RAY *r)
679                  raytrans(r);                    /* hide our proxy */
680                  return(1);
681          }
682 +        if (hasthick && r->crtype & SHADOW)     /* early shadow check #1 */
683 +                return(1);
684          nd.mp = m;
685          nd.pr = r;
686                                                  /* get BSDF data */
687 <        nd.sd = loadBSDF(m->oargs.sarg[1]);
688 <                                                /* early shadow check */
689 <        if (r->crtype & SHADOW && (nd.sd->tf == NULL) & (nd.sd->tb == NULL))
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)) {
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 585 | 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 593 | 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 */
598 <        cvt_sdcolor(nd.tdiff, &nd.sd->tLamb);
599 <        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 608 | Line 722 | m_bsdf(OBJREC *m, RAY *r)
722          multcolor(nd.rdiff, r->pcol);
723          multcolor(nd.tdiff, r->pcol);
724                                                  /* get up vector */
725 <        upvec[0] = evalue(mf->ep[1]);
726 <        upvec[1] = evalue(mf->ep[2]);
727 <        upvec[2] = evalue(mf->ep[3]);
725 >        upvec[0] = evalue(mf->ep[hasthick+0]);
726 >        upvec[1] = evalue(mf->ep[hasthick+1]);
727 >        upvec[2] = evalue(mf->ep[hasthick+2]);
728                                                  /* return to world coords */
729          if (mf->fxp != &unitxf) {
730                  multv3(upvec, upvec, mf->fxp->xfm);
# Line 631 | 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 <        compute_through(&nd);                   /* compute through component */
752 <        if (r->crtype & SHADOW) {
753 <                RAY     tr;                     /* attempt to pass shadow ray */
754 <                if (rayorigin(&tr, TRANS, r, nd.cthru) < 0)
755 <                        return(1);              /* blocked */
756 <                VCOPY(tr.rdir, r->rdir);
757 <                rayvalue(&tr);                  /* transmit with scaling */
758 <                multcolor(tr.rcol, tr.rcoef);
759 <                copycolor(r->rcol, tr.rcol);
760 <                return(1);                      /* we're done */
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);
761 >                        rayvalue(&tr);          /* transmit with scaling */
762 >                        multcolor(tr.rcol, tr.rcoef);
763 >                        copycolor(r->rcol, tr.rcol);
764 >                        return(1);              /* we're done */
765 >                }
766          }
767          ec = SDinvXform(nd.fromloc, nd.toloc);
768          if (!ec)                                /* determine BSDF resolution */
# Line 663 | Line 783 | m_bsdf(OBJREC *m, RAY *r)
783                                                  /* sample transmission */
784          sample_sdf(&nd, SDsampSpT);
785                                                  /* compute indirect diffuse */
786 <        if (bright(nd.rdiff) > FTINY) {         /* ambient from reflection */
786 >        copycolor(ctmp, nd.rdiff);
787 >        addcolor(ctmp, nd.runsamp);
788 >        if (bright(ctmp) > FTINY) {             /* ambient from reflection */
789                  if (!hitfront)
790                          flipsurface(r);
669 –                copycolor(ctmp, nd.rdiff);
791                  multambient(ctmp, r, nd.pnorm);
792                  addcolor(r->rcol, ctmp);
793                  if (!hitfront)
794                          flipsurface(r);
795          }
796 <        if (bright(nd.tdiff) > FTINY) {         /* ambient from other side */
796 >        copycolor(ctmp, nd.tdiff);
797 >        addcolor(ctmp, nd.tunsamp);
798 >        if (bright(ctmp) > FTINY) {             /* ambient from other side */
799                  FVECT  bnorm;
800                  if (hitfront)
801                          flipsurface(r);
802                  bnorm[0] = -nd.pnorm[0];
803                  bnorm[1] = -nd.pnorm[1];
804                  bnorm[2] = -nd.pnorm[2];
682 –                copycolor(ctmp, nd.tdiff);
805                  if (nd.thick != 0) {            /* proxy with offset? */
806                          VCOPY(vtmp, r->rop);
807                          VSUM(r->rop, vtmp, r->ron, nd.thick);

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