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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 2.65 by greg, Fri Aug 27 03:09:27 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 18 | Line 19 | static const char RCSid[] = "$Id$";
19   /*
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 >        PEAKSAMP        psamp[NDIR2CHECK];
134          SDSpectralDF    *dfp;
135          FVECT           pdir;
136          double          tomega, srchrad;
137 <        COLOR           vpeak, vsum;
138 <        int             nsum, i;
137 >        double          tomsum, tomsurr;
138 >        COLOR           vpeak, vsurr;
139 >        double          vypeak;
140 >        int             i, ns;
141          SDError         ec;
142  
115 –        setcolor(ndp->cthru, .0, .0, .0);       /* starting assumption */
116 –
143          if (ndp->pr->rod > 0)
144                  dfp = (ndp->sd->tf != NULL) ? ndp->sd->tf : ndp->sd->tb;
145          else
# Line 123 | Line 149 | compute_through(BSDFDAT *ndp)
149                  return;                         /* no specular transmission */
150          if (bright(ndp->pr->pcol) <= FTINY)
151                  return;                         /* pattern is black, here */
152 <        srchrad = sqrt(dfp->minProjSA);         /* else search for peak */
127 <        setcolor(vpeak, .0, .0, .0);
128 <        setcolor(vsum, .0, .0, .0);
129 <        nsum = 0;
152 >        srchrad = sqrt(dfp->minProjSA);         /* else evaluate peak */
153          for (i = 0; i < NDIR2CHECK; i++) {
131 –                FVECT   tdir;
154                  SDValue sv;
155 <                COLOR   vcol;
156 <                tdir[0] = -ndp->vray[0] + dir2check[i][0]*srchrad;
157 <                tdir[1] = -ndp->vray[1] + dir2check[i][1]*srchrad;
158 <                tdir[2] = -ndp->vray[2];
159 <                if (normalize(tdir) == 0)
138 <                        continue;
139 <                ec = SDevalBSDF(&sv, tdir, ndp->vray, ndp->sd);
155 >                psamp[i].tdir[0] = -ndp->vray[0] + dir2check[i][0]*srchrad;
156 >                psamp[i].tdir[1] = -ndp->vray[1] + dir2check[i][1]*srchrad;
157 >                psamp[i].tdir[2] = -ndp->vray[2];
158 >                normalize(psamp[i].tdir);
159 >                ec = SDevalBSDF(&sv, psamp[i].tdir, ndp->vray, ndp->sd);
160                  if (ec)
161                          goto baderror;
162 <                cvt_sdcolor(vcol, &sv);
163 <                addcolor(vsum, vcol);
164 <                ++nsum;
165 <                if (bright(vcol) > bright(vpeak)) {
166 <                        copycolor(vpeak, vcol);
167 <                        VCOPY(pdir, tdir);
162 >                cvt_sdcolor(psamp[i].vcol, &sv);
163 >                psamp[i].vy = sv.cieY;
164 >        }
165 >        qsort(psamp, NDIR2CHECK, sizeof(PEAKSAMP), cmp_psamp);
166 >        if (psamp[0].vy <= FTINY)
167 >                return;                         /* zero BTDF here */
168 >        setcolor(vpeak, 0, 0, 0);
169 >        setcolor(vsurr, 0, 0, 0);
170 >        vypeak = tomsum = tomsurr = 0;          /* combine top unique values */
171 >        ns = 0;
172 >        for (i = 0; i < NDIR2CHECK; i++) {
173 >                if (i && psamp[i].vy == psamp[i-1].vy)
174 >                        continue;               /* assume duplicate sample */
175 >
176 >                ec = SDsizeBSDF(&tomega, psamp[i].tdir, ndp->vray,
177 >                                                SDqueryMin, ndp->sd);
178 >                if (ec)
179 >                        goto baderror;
180 >
181 >                scalecolor(psamp[i].vcol, tomega);
182 >                                                /* not part of peak? */
183 >                if (tomega > 1.5*dfp->minProjSA ||
184 >                                        vypeak > 8.*psamp[i].vy*ns) {
185 >                        if (!i) return;         /* abort */
186 >                        addcolor(vsurr, psamp[i].vcol);
187 >                        tomsurr += tomega;
188 >                        continue;
189                  }
190 +                addcolor(vpeak, psamp[i].vcol);
191 +                tomsum += tomega;
192 +                vypeak += psamp[i].vy;
193 +                ++ns;
194          }
195 <        ec = SDsizeBSDF(&tomega, pdir, ndp->vray, SDqueryMin, ndp->sd);
196 <        if (ec)
197 <                goto baderror;
198 <        if (tomega > 1.5*dfp->minProjSA)
199 <                return;                         /* not really a peak? */
200 <        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);
195 >        if (tomsurr <= FTINY)                   /* no surround implies no peak */
196 >                return;
197 >        if ((vypeak/ns - (ndp->vray[2] > 0 ? ndp->sd->tLambFront.cieY
198 >                        : ndp->sd->tLambBack.cieY)*(1./PI))*tomsum < .0005)
199 >                return;                         /* < 0.05% transmission */
200 >        copycolor(ndp->cthru, vpeak);           /* already scaled by omega */
201          multcolor(ndp->cthru, ndp->pr->pcol);   /* modify by pattern */
202 +        scalecolor(vsurr, 1./tomsurr);          /* surround is avg. BTDF */
203 +        copycolor(ndp->cthru_surr, vsurr);
204 +        multcolor(ndp->cthru_surr, ndp->pr->pcol);
205          return;
206   baderror:
207          objerror(ndp->mp, USER, transSDError(ec));
# Line 186 | Line 226 | bsdf_jitter(FVECT vres, BSDFDAT *ndp, double sr_psa)
226   static int
227   direct_specular_OK(COLOR cval, FVECT ldir, double omega, BSDFDAT *ndp)
228   {
229 <        int     nsamp, ok = 0;
229 >        int     nsamp;
230 >        double  wtot = 0;
231          FVECT   vsrc, vsmp, vjit;
232 <        double  tomega;
232 >        double  tomega, tomega2;
233          double  sf, tsr, sd[2];
234          COLOR   csmp, cdiff;
235          double  diffY;
236          SDValue sv;
237          SDError ec;
238          int     i;
239 +                                        /* in case we fail */
240 +        setcolor(cval,  0, 0, 0);
241                                          /* transform source direction */
242          if (SDmapDir(vsrc, ndp->toloc, ldir) != SDEnone)
243                  return(0);
# Line 210 | Line 253 | direct_specular_OK(COLOR cval, FVECT ldir, double omeg
253                          return(0);      /* all diffuse */
254                  sv = ndp->sd->rLambBack;
255                  break;
256 <        default:
256 >        case 1:
257                  if ((ndp->sd->tf == NULL) & (ndp->sd->tb == NULL))
258                          return(0);      /* all diffuse */
259 <                sv = ndp->sd->tLamb;
259 >                sv = ndp->sd->tLambFront;
260                  break;
261 +        case 2:
262 +                if ((ndp->sd->tf == NULL) & (ndp->sd->tb == NULL))
263 +                        return(0);      /* all diffuse */
264 +                sv = ndp->sd->tLambBack;
265 +                break;
266          }
267          if (sv.cieY > FTINY) {
268                  diffY = sv.cieY *= 1./PI;
269                  cvt_sdcolor(cdiff, &sv);
270          } else {
271 <                diffY = .0;
272 <                setcolor(cdiff, .0, .0, .0);
271 >                diffY = 0;
272 >                setcolor(cdiff,  0, 0, 0);
273          }
274 <                                        /* assign number of samples */
274 >                                        /* need projected solid angle */
275 >        omega *= fabs(vsrc[2]);
276 >                                        /* check indirect over-counting */
277 >        if ((vsrc[2] > 0) ^ (ndp->vray[2] > 0) && bright(ndp->cthru) > FTINY) {
278 >                double          dx = vsrc[0] + ndp->vray[0];
279 >                double          dy = vsrc[1] + ndp->vray[1];
280 >                SDSpectralDF    *dfp = (ndp->pr->rod > 0) ?
281 >                        ((ndp->sd->tf != NULL) ? ndp->sd->tf : ndp->sd->tb) :
282 >                        ((ndp->sd->tb != NULL) ? ndp->sd->tb : ndp->sd->tf) ;
283 >
284 >                if (dx*dx + dy*dy <= (2.5*4./PI)*(omega + dfp->minProjSA +
285 >                                                2.*sqrt(omega*dfp->minProjSA))) {
286 >                        if (bright(ndp->cthru_surr) <= FTINY)
287 >                                return(0);
288 >                        copycolor(cval, ndp->cthru_surr);
289 >                        return(1);      /* return non-zero surround BTDF */
290 >                }
291 >        }
292          ec = SDsizeBSDF(&tomega, ndp->vray, vsrc, SDqueryMin, ndp->sd);
293          if (ec)
294                  goto baderror;
295 <                                        /* 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 <        }
295 >                                        /* assign number of samples */
296          sf = specjitter * ndp->pr->rweight;
297 <        if (tomega <= .0)
297 >        if (tomega <= 0)
298                  nsamp = 1;
299          else if (25.*tomega <= omega)
300                  nsamp = 100.*sf + .5;
301          else
302                  nsamp = 4.*sf*omega/tomega + .5;
303          nsamp += !nsamp;
304 <        setcolor(cval, .0, .0, .0);     /* sample our source area */
248 <        sf = sqrt(omega);
304 >        sf = sqrt(omega);               /* sample our source area */
305          tsr = sqrt(tomega);
306          for (i = nsamp; i--; ) {
307                  VCOPY(vsmp, vsrc);      /* jitter query directions */
# Line 253 | Line 309 | direct_specular_OK(COLOR cval, FVECT ldir, double omeg
309                          multisamp(sd, 2, (i + frandom())/(double)nsamp);
310                          vsmp[0] += (sd[0] - .5)*sf;
311                          vsmp[1] += (sd[1] - .5)*sf;
312 <                        if (normalize(vsmp) == 0) {
257 <                                --nsamp;
258 <                                continue;
259 <                        }
312 >                        normalize(vsmp);
313                  }
314                  bsdf_jitter(vjit, ndp, tsr);
315                                          /* compute BSDF */
316                  ec = SDevalBSDF(&sv, vjit, vsmp, ndp->sd);
317                  if (ec)
318                          goto baderror;
319 <                if (sv.cieY - diffY <= FTINY) {
267 <                        addcolor(cval, cdiff);
319 >                if (sv.cieY - diffY <= FTINY)
320                          continue;       /* no specular part */
321 <                }
321 >                                        /* check for variable resolution */
322 >                ec = SDsizeBSDF(&tomega2, vjit, vsmp, SDqueryMin, ndp->sd);
323 >                if (ec)
324 >                        goto baderror;
325 >                if (tomega2 < .12*tomega)
326 >                        continue;       /* not safe to include */
327                  cvt_sdcolor(csmp, &sv);
328 <                addcolor(cval, csmp);   /* else average it in */
329 <                ++ok;
328 > #if 0
329 >                if (sf < 2.5*tsr) {     /* weight by BSDF for small sources */
330 >                        scalecolor(csmp, sv.cieY);
331 >                        wtot += sv.cieY;
332 >                } else
333 > #endif
334 >                wtot += 1.;
335 >                addcolor(cval, csmp);
336          }
337 <        if (!ok) {
338 <                setcolor(cval, .0, .0, .0);
339 <                return(0);              /* no valid specular samples */
340 <        }
278 <        sf = 1./(double)nsamp;
337 >        if (wtot <= FTINY)              /* no valid specular samples? */
338 >                return(0);
339 >
340 >        sf = 1./wtot;                   /* weighted average BSDF */
341          scalecolor(cval, sf);
342                                          /* subtract diffuse contribution */
343          for (i = 3*(diffY > FTINY); i--; )
344 <                if ((colval(cval,i) -= colval(cdiff,i)) < .0)
345 <                        colval(cval,i) = .0;
344 >                if ((colval(cval,i) -= colval(cdiff,i)) < 0)
345 >                        colval(cval,i) = 0;
346          return(1);
347   baderror:
348          objerror(ndp->mp, USER, transSDError(ec));
# Line 301 | Line 363 | dir_bsdf(
363          double          dtmp;
364          COLOR           ctmp;
365  
366 <        setcolor(cval, .0, .0, .0);
366 >        setcolor(cval,  0, 0, 0);
367  
368          ldot = DOT(np->pnorm, ldir);
369          if ((-FTINY <= ldot) & (ldot <= FTINY))
# Line 309 | Line 371 | dir_bsdf(
371  
372          if (ldot > 0 && bright(np->rdiff) > FTINY) {
373                  /*
374 <                 *  Compute added diffuse reflected component.
374 >                 *  Compute diffuse reflected component
375                   */
376                  copycolor(ctmp, np->rdiff);
377                  dtmp = ldot * omega * (1./PI);
# Line 318 | Line 380 | dir_bsdf(
380          }
381          if (ldot < 0 && bright(np->tdiff) > FTINY) {
382                  /*
383 <                 *  Compute added diffuse transmission.
383 >                 *  Compute diffuse transmission
384                   */
385                  copycolor(ctmp, np->tdiff);
386                  dtmp = -ldot * omega * (1.0/PI);
# Line 328 | Line 390 | dir_bsdf(
390          if (ambRayInPmap(np->pr))
391                  return;         /* specular already in photon map */
392          /*
393 <         *  Compute specular scattering coefficient using BSDF.
393 >         *  Compute specular scattering coefficient using BSDF
394           */
395          if (!direct_specular_OK(ctmp, ldir, omega, np))
396                  return;
# Line 355 | Line 417 | dir_brdf(
417          double          dtmp;
418          COLOR           ctmp, ctmp1, ctmp2;
419  
420 <        setcolor(cval, .0, .0, .0);
420 >        setcolor(cval,  0, 0, 0);
421  
422          ldot = DOT(np->pnorm, ldir);
423          
# Line 364 | Line 426 | dir_brdf(
426  
427          if (bright(np->rdiff) > FTINY) {
428                  /*
429 <                 *  Compute added diffuse reflected component.
429 >                 *  Compute diffuse reflected component
430                   */
431                  copycolor(ctmp, np->rdiff);
432                  dtmp = ldot * omega * (1./PI);
# Line 374 | Line 436 | dir_brdf(
436          if (ambRayInPmap(np->pr))
437                  return;         /* specular already in photon map */
438          /*
439 <         *  Compute specular reflection coefficient using BSDF.
439 >         *  Compute specular reflection coefficient using BSDF
440           */
441          if (!direct_specular_OK(ctmp, ldir, omega, np))
442                  return;
# Line 397 | Line 459 | dir_btdf(
459          double          dtmp;
460          COLOR           ctmp;
461  
462 <        setcolor(cval, .0, .0, .0);
462 >        setcolor(cval,  0, 0, 0);
463  
464          ldot = DOT(np->pnorm, ldir);
465  
# Line 406 | Line 468 | dir_btdf(
468  
469          if (bright(np->tdiff) > FTINY) {
470                  /*
471 <                 *  Compute added diffuse transmission.
471 >                 *  Compute diffuse transmission
472                   */
473                  copycolor(ctmp, np->tdiff);
474                  dtmp = -ldot * omega * (1.0/PI);
# Line 416 | Line 478 | dir_btdf(
478          if (ambRayInPmap(np->pr))
479                  return;         /* specular already in photon map */
480          /*
481 <         *  Compute specular scattering coefficient using BSDF.
481 >         *  Compute specular scattering coefficient using BSDF
482           */
483          if (!direct_specular_OK(ctmp, ldir, omega, np))
484                  return;
# Line 429 | Line 491 | dir_btdf(
491  
492   /* Sample separate BSDF component */
493   static int
494 < sample_sdcomp(BSDFDAT *ndp, SDComponent *dcp, int usepat)
494 > sample_sdcomp(BSDFDAT *ndp, SDComponent *dcp, int xmit)
495   {
496 <        int     nstarget = 1;
497 <        int     nsent;
498 <        SDError ec;
499 <        SDValue bsv;
500 <        double  xrand;
501 <        FVECT   vsmp;
502 <        RAY     sr;
496 >        const int       hasthru = (xmit &&
497 >                                        !(ndp->pr->crtype & (SPECULAR|AMBIENT))
498 >                                        && bright(ndp->cthru) > FTINY);
499 >        int             nstarget = 1;
500 >        int             nsent = 0;
501 >        int             n;
502 >        SDError         ec;
503 >        SDValue         bsv;
504 >        double          xrand;
505 >        FVECT           vsmp, vinc;
506 >        RAY             sr;
507                                                  /* multiple samples? */
508          if (specjitter > 1.5) {
509                  nstarget = specjitter*ndp->pr->rweight + .5;
510                  nstarget += !nstarget;
511          }
512                                                  /* run through our samples */
513 <        for (nsent = 0; nsent < nstarget; nsent++) {
513 >        for (n = 0; n < nstarget; n++) {
514                  if (nstarget == 1) {            /* stratify random variable */
515                          xrand = urand(ilhash(dimlist,ndims)+samplendx);
516                          if (specjitter < 1.)
517                                  xrand = .5 + specjitter*(xrand-.5);
518                  } else {
519 <                        xrand = (nsent + frandom())/(double)nstarget;
519 >                        xrand = (n + frandom())/(double)nstarget;
520                  }
521                  SDerrorDetail[0] = '\0';        /* sample direction & coef. */
522                  bsdf_jitter(vsmp, ndp, ndp->sr_vpsa[0]);
523 +                VCOPY(vinc, vsmp);              /* to compare after */
524                  ec = SDsampComponent(&bsv, vsmp, xrand, dcp);
525                  if (ec)
526                          objerror(ndp->mp, USER, transSDError(ec));
527                  if (bsv.cieY <= FTINY)          /* zero component? */
528                          break;
529 <                                                /* map vector to world */
529 >                if (hasthru) {                  /* check for view ray */
530 >                        double  dx = vinc[0] + vsmp[0];
531 >                        double  dy = vinc[1] + vsmp[1];
532 >                        if (dx*dx + dy*dy <= ndp->sr_vpsa[0]*ndp->sr_vpsa[0])
533 >                                continue;       /* exclude view sample */
534 >                }
535 >                                                /* map non-view sample->world */
536                  if (SDmapDir(sr.rdir, ndp->fromloc, vsmp) != SDEnone)
537                          break;
538                                                  /* spawn a specular ray */
539                  if (nstarget > 1)
540                          bsv.cieY /= (double)nstarget;
541                  cvt_sdcolor(sr.rcoef, &bsv);    /* use sample color */
542 <                if (usepat)                     /* apply pattern? */
542 >                if (xmit)                       /* apply pattern on transmit */
543                          multcolor(sr.rcoef, ndp->pr->pcol);
544                  if (rayorigin(&sr, SPECULAR, ndp->pr, sr.rcoef) < 0) {
545 <                        if (maxdepth > 0)
546 <                                break;
547 <                        continue;               /* Russian roulette victim */
545 >                        if (!n & (nstarget > 1)) {
546 >                                n = nstarget;   /* avoid infinitue loop */
547 >                                nstarget = nstarget*sr.rweight/minweight;
548 >                                if (n == nstarget) break;
549 >                                n = -1;         /* moved target */
550 >                        }
551 >                        continue;               /* try again */
552                  }
553 <                                                /* need to offset origin? */
477 <                if (ndp->thick != 0 && (ndp->pr->rod > 0) ^ (vsmp[2] > 0))
553 >                if (xmit && ndp->thick != 0)    /* need to offset origin? */
554                          VSUM(sr.rorg, sr.rorg, ndp->pr->ron, -ndp->thick);
555                  rayvalue(&sr);                  /* send & evaluate sample */
556                  multcolor(sr.rcol, sr.rcoef);
557                  addcolor(ndp->pr->rcol, sr.rcol);
558 +                ++nsent;
559          }
560          return(nsent);
561   }
# Line 487 | Line 564 | sample_sdcomp(BSDFDAT *ndp, SDComponent *dcp, int usep
564   static int
565   sample_sdf(BSDFDAT *ndp, int sflags)
566   {
567 +        int             hasthru = (sflags == SDsampSpT &&
568 +                                        !(ndp->pr->crtype & (SPECULAR|AMBIENT))
569 +                                        && bright(ndp->cthru) > FTINY);
570          int             n, ntotal = 0;
571 +        double          b = 0;
572          SDSpectralDF    *dfp;
573          COLORV          *unsc;
574  
575          if (sflags == SDsampSpT) {
576 <                unsc = ndp->tdiff;
576 >                unsc = ndp->tunsamp;
577                  if (ndp->pr->rod > 0)
578                          dfp = (ndp->sd->tf != NULL) ? ndp->sd->tf : ndp->sd->tb;
579                  else
580                          dfp = (ndp->sd->tb != NULL) ? ndp->sd->tb : ndp->sd->tf;
581          } else /* sflags == SDsampSpR */ {
582 <                unsc = ndp->rdiff;
582 >                unsc = ndp->runsamp;
583                  if (ndp->pr->rod > 0)
584                          dfp = ndp->sd->rf;
585                  else
586                          dfp = ndp->sd->rb;
587          }
588 +        setcolor(unsc,  0, 0, 0);
589          if (dfp == NULL)                        /* no specular component? */
590                  return(0);
591 <                                                /* below sampling threshold? */
592 <        if (dfp->maxHemi <= specthresh+FTINY) {
593 <                if (dfp->maxHemi > FTINY) {     /* XXX no color from BSDF */
594 <                        FVECT   vjit;
595 <                        double  d;
596 <                        COLOR   ctmp;
597 <                        bsdf_jitter(vjit, ndp, ndp->sr_vpsa[1]);
598 <                        d = SDdirectHemi(vjit, sflags, ndp->sd);
591 >
592 >        if (hasthru) {                          /* separate view sample? */
593 >                RAY     tr;
594 >                if (rayorigin(&tr, TRANS, ndp->pr, ndp->cthru) == 0) {
595 >                        VCOPY(tr.rdir, ndp->pr->rdir);
596 >                        rayvalue(&tr);
597 >                        multcolor(tr.rcol, tr.rcoef);
598 >                        addcolor(ndp->pr->rcol, tr.rcol);
599 >                        ndp->pr->rxt = ndp->pr->rot + raydistance(&tr);
600 >                        ++ntotal;
601 >                        b = bright(ndp->cthru);
602 >                } else
603 >                        hasthru = 0;
604 >        }
605 >        if (dfp->maxHemi - b <= FTINY) {        /* have specular to sample? */
606 >                b = 0;
607 >        } else {
608 >                FVECT   vjit;
609 >                bsdf_jitter(vjit, ndp, ndp->sr_vpsa[1]);
610 >                b = SDdirectHemi(vjit, sflags, ndp->sd) - b;
611 >                if (b < 0) b = 0;
612 >        }
613 >        if (b <= specthresh+FTINY) {            /* below sampling threshold? */
614 >                if (b > FTINY) {                /* XXX no color from BSDF */
615                          if (sflags == SDsampSpT) {
616 <                                copycolor(ctmp, ndp->pr->pcol);
617 <                                scalecolor(ctmp, d);
616 >                                copycolor(unsc, ndp->pr->pcol);
617 >                                scalecolor(unsc, b);
618                          } else                  /* no pattern on reflection */
619 <                                setcolor(ctmp, d, d, d);
522 <                        addcolor(unsc, ctmp);
619 >                                setcolor(unsc, b, b, b);
620                  }
621 <                return(0);
621 >                return(ntotal);
622          }
623 <                                                /* else need to sample */
624 <        dimlist[ndims++] = (int)(size_t)ndp->mp;
528 <        ndims++;
623 >        dimlist[ndims] = (int)(size_t)ndp->mp;  /* else sample specular */
624 >        ndims += 2;
625          for (n = dfp->ncomp; n--; ) {           /* loop over components */
626                  dimlist[ndims-1] = n + 9438;
627                  ntotal += sample_sdcomp(ndp, &dfp->comp[n], sflags==SDsampSpT);
# Line 538 | Line 634 | sample_sdf(BSDFDAT *ndp, int sflags)
634   int
635   m_bsdf(OBJREC *m, RAY *r)
636   {
637 +        int     hasthick = (m->otype == MAT_BSDF);
638          int     hitfront;
639          COLOR   ctmp;
640          SDError ec;
# Line 545 | Line 642 | m_bsdf(OBJREC *m, RAY *r)
642          MFUNC   *mf;
643          BSDFDAT nd;
644                                                  /* check arguments */
645 <        if ((m->oargs.nsargs < 6) | (m->oargs.nfargs > 9) |
645 >        if ((m->oargs.nsargs < hasthick+5) | (m->oargs.nfargs > 9) |
646                                  (m->oargs.nfargs % 3))
647                  objerror(m, USER, "bad # arguments");
648                                                  /* record surface struck */
649          hitfront = (r->rod > 0);
650                                                  /* load cal file */
651 <        mf = getfunc(m, 5, 0x1d, 1);
651 >        mf = hasthick   ? getfunc(m, 5, 0x1d, 1)
652 >                        : getfunc(m, 4, 0xe, 1) ;
653          setfunc(m, r);
654 <                                                /* get thickness */
655 <        nd.thick = evalue(mf->ep[0]);
656 <        if ((-FTINY <= nd.thick) & (nd.thick <= FTINY))
657 <                nd.thick = .0;
654 >        nd.thick = 0;                           /* set thickness */
655 >        if (hasthick) {
656 >                nd.thick = evalue(mf->ep[0]);
657 >                if ((-FTINY <= nd.thick) & (nd.thick <= FTINY))
658 >                        nd.thick = 0;
659 >        }
660                                                  /* check backface visibility */
661          if (!hitfront & !backvis) {
662                  raytrans(r);
# Line 569 | Line 669 | m_bsdf(OBJREC *m, RAY *r)
669                  raytrans(r);                    /* hide our proxy */
670                  return(1);
671          }
672 +        if (hasthick && r->crtype & SHADOW)     /* early shadow check #1 */
673 +                return(1);
674          nd.mp = m;
675          nd.pr = r;
676                                                  /* get BSDF data */
677 <        nd.sd = loadBSDF(m->oargs.sarg[1]);
678 <                                                /* early shadow check */
679 <        if (r->crtype & SHADOW && (nd.sd->tf == NULL) & (nd.sd->tb == NULL))
677 >        nd.sd = loadBSDF(m->oargs.sarg[hasthick]);
678 >                                                /* early shadow check #2 */
679 >        if (r->crtype & SHADOW && (nd.sd->tf == NULL) & (nd.sd->tb == NULL)) {
680 >                SDfreeCache(nd.sd);
681                  return(1);
682 <                                                /* diffuse reflectance */
682 >        }
683 >                                                /* diffuse components */
684          if (hitfront) {
685                  cvt_sdcolor(nd.rdiff, &nd.sd->rLambFront);
686                  if (m->oargs.nfargs >= 3) {
# Line 585 | Line 689 | m_bsdf(OBJREC *m, RAY *r)
689                                          m->oargs.farg[2]);
690                          addcolor(nd.rdiff, ctmp);
691                  }
692 +                cvt_sdcolor(nd.tdiff, &nd.sd->tLambFront);
693          } else {
694                  cvt_sdcolor(nd.rdiff, &nd.sd->rLambBack);
695                  if (m->oargs.nfargs >= 6) {
# Line 593 | Line 698 | m_bsdf(OBJREC *m, RAY *r)
698                                          m->oargs.farg[5]);
699                          addcolor(nd.rdiff, ctmp);
700                  }
701 +                cvt_sdcolor(nd.tdiff, &nd.sd->tLambBack);
702          }
703 <                                                /* diffuse transmittance */
598 <        cvt_sdcolor(nd.tdiff, &nd.sd->tLamb);
599 <        if (m->oargs.nfargs >= 9) {
703 >        if (m->oargs.nfargs >= 9) {             /* add diffuse transmittance? */
704                  setcolor(ctmp, m->oargs.farg[6],
705                                  m->oargs.farg[7],
706                                  m->oargs.farg[8]);
# Line 608 | Line 712 | m_bsdf(OBJREC *m, RAY *r)
712          multcolor(nd.rdiff, r->pcol);
713          multcolor(nd.tdiff, r->pcol);
714                                                  /* get up vector */
715 <        upvec[0] = evalue(mf->ep[1]);
716 <        upvec[1] = evalue(mf->ep[2]);
717 <        upvec[2] = evalue(mf->ep[3]);
715 >        upvec[0] = evalue(mf->ep[hasthick+0]);
716 >        upvec[1] = evalue(mf->ep[hasthick+1]);
717 >        upvec[2] = evalue(mf->ep[hasthick+2]);
718                                                  /* return to world coords */
719          if (mf->fxp != &unitxf) {
720                  multv3(upvec, upvec, mf->fxp->xfm);
# Line 631 | Line 735 | m_bsdf(OBJREC *m, RAY *r)
735          }
736          if (ec) {
737                  objerror(m, WARNING, "Illegal orientation vector");
738 +                SDfreeCache(nd.sd);
739                  return(1);
740          }
741 <        compute_through(&nd);                   /* compute through component */
742 <        if (r->crtype & SHADOW) {
743 <                RAY     tr;                     /* attempt to pass shadow ray */
744 <                if (rayorigin(&tr, TRANS, r, nd.cthru) < 0)
745 <                        return(1);              /* blocked */
746 <                VCOPY(tr.rdir, r->rdir);
747 <                rayvalue(&tr);                  /* transmit with scaling */
748 <                multcolor(tr.rcol, tr.rcoef);
749 <                copycolor(r->rcol, tr.rcol);
750 <                return(1);                      /* we're done */
741 >        setcolor(nd.cthru, 0, 0, 0);            /* consider through component */
742 >        setcolor(nd.cthru_surr, 0, 0, 0);
743 >        if (m->otype == MAT_ABSDF) {
744 >                compute_through(&nd);
745 >                if (r->crtype & SHADOW) {
746 >                        RAY     tr;             /* attempt to pass shadow ray */
747 >                        SDfreeCache(nd.sd);
748 >                        if (rayorigin(&tr, TRANS, r, nd.cthru) < 0)
749 >                                return(1);      /* no through component */
750 >                        VCOPY(tr.rdir, r->rdir);
751 >                        rayvalue(&tr);          /* transmit with scaling */
752 >                        multcolor(tr.rcol, tr.rcoef);
753 >                        copycolor(r->rcol, tr.rcol);
754 >                        return(1);              /* we're done */
755 >                }
756          }
757          ec = SDinvXform(nd.fromloc, nd.toloc);
758          if (!ec)                                /* determine BSDF resolution */
# Line 663 | Line 773 | m_bsdf(OBJREC *m, RAY *r)
773                                                  /* sample transmission */
774          sample_sdf(&nd, SDsampSpT);
775                                                  /* compute indirect diffuse */
776 <        if (bright(nd.rdiff) > FTINY) {         /* ambient from reflection */
776 >        copycolor(ctmp, nd.rdiff);
777 >        addcolor(ctmp, nd.runsamp);
778 >        if (bright(ctmp) > FTINY) {             /* ambient from reflection */
779                  if (!hitfront)
780                          flipsurface(r);
669 –                copycolor(ctmp, nd.rdiff);
781                  multambient(ctmp, r, nd.pnorm);
782                  addcolor(r->rcol, ctmp);
783                  if (!hitfront)
784                          flipsurface(r);
785          }
786 <        if (bright(nd.tdiff) > FTINY) {         /* ambient from other side */
786 >        copycolor(ctmp, nd.tdiff);
787 >        addcolor(ctmp, nd.tunsamp);
788 >        if (bright(ctmp) > FTINY) {             /* ambient from other side */
789                  FVECT  bnorm;
790                  if (hitfront)
791                          flipsurface(r);
792                  bnorm[0] = -nd.pnorm[0];
793                  bnorm[1] = -nd.pnorm[1];
794                  bnorm[2] = -nd.pnorm[2];
682 –                copycolor(ctmp, nd.tdiff);
795                  if (nd.thick != 0) {            /* proxy with offset? */
796                          VCOPY(vtmp, r->rop);
797                          VSUM(r->rop, vtmp, r->ron, nd.thick);

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