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

Comparing ray/src/rt/normal.c (file contents):
Revision 2.36 by gregl, Sun Nov 30 12:32:45 1997 UTC vs.
Revision 2.48 by greg, Mon Sep 20 17:32:04 2004 UTC

# Line 1 | Line 1
1 /* Copyright (c) 1996 Regents of the University of California */
2
1   #ifndef lint
2 < static char SCCSid[] = "$SunId$ LBL";
2 > static const char RCSid[] = "$Id$";
3   #endif
6
4   /*
5   *  normal.c - shading function for normal materials.
6   *
# Line 14 | Line 11 | static char SCCSid[] = "$SunId$ LBL";
11   *     Later changes described in delta comments.
12   */
13  
14 < #include  "ray.h"
14 > #include "copyright.h"
15  
16 + #include  "ray.h"
17 + #include  "ambient.h"
18 + #include  "source.h"
19   #include  "otypes.h"
20 <
20 > #include  "rtotypes.h"
21   #include  "random.h"
22  
23 extern double  specthresh;              /* specular sampling threshold */
24 extern double  specjitter;              /* specular sampling jitter */
25
26 extern int  backvis;                    /* back faces visible? */
27
23   #ifndef  MAXITER
24   #define  MAXITER        10              /* maximum # specular ray attempts */
25   #endif
26 +                                        /* estimate of Fresnel function */
27 + #define  FRESNE(ci)     (exp(-5.85*(ci)) - 0.00287989916)
28  
32 static  gaussamp();
29  
30   /*
31   *      This routine implements the isotropic Gaussian
# Line 68 | Line 64 | typedef struct {
64          double  pdot;           /* perturbed dot product */
65   }  NORMDAT;             /* normal material data */
66  
67 + static srcdirf_t dirnorm;
68 + static void gaussamp(RAY  *r, NORMDAT  *np);
69  
70 < dirnorm(cval, np, ldir, omega)          /* compute source contribution */
71 < COLOR  cval;                    /* returned coefficient */
72 < register NORMDAT  *np;          /* material data */
73 < FVECT  ldir;                    /* light source direction */
74 < double  omega;                  /* light source size */
70 >
71 > static void
72 > dirnorm(                /* compute source contribution */
73 >        COLOR  cval,                    /* returned coefficient */
74 >        void  *nnp,             /* material data */
75 >        FVECT  ldir,                    /* light source direction */
76 >        double  omega                   /* light source size */
77 > )
78   {
79 +        register NORMDAT *np = nnp;
80          double  ldot;
81 +        double  ldiff;
82          double  dtmp, d2;
83          FVECT  vtmp;
84          COLOR  ctmp;
# Line 87 | Line 90 | double  omega;                 /* light source size */
90          if (ldot < 0.0 ? np->trans <= FTINY : np->trans >= 1.0-FTINY)
91                  return;         /* wrong side */
92  
93 <        if (ldot > FTINY && np->rdiff > FTINY) {
93 >                                /* Fresnel estimate */
94 >        ldiff = np->rdiff;
95 >        if (np->specfl & SP_PURE && (np->rspec > FTINY) & (ldiff > FTINY))
96 >                ldiff *= 1. - FRESNE(fabs(ldot));
97 >
98 >        if (ldot > FTINY && ldiff > FTINY) {
99                  /*
100                   *  Compute and add diffuse reflected component to returned
101                   *  color.  The diffuse reflected component will always be
102                   *  modified by the color of the material.
103                   */
104                  copycolor(ctmp, np->mcolor);
105 <                dtmp = ldot * omega * np->rdiff / PI;
105 >                dtmp = ldot * omega * ldiff * (1.0/PI);
106                  scalecolor(ctmp, dtmp);
107                  addcolor(cval, ctmp);
108          }
# Line 107 | Line 115 | double  omega;                 /* light source size */
115                  dtmp = np->alpha2;
116                                                  /* + source if flat */
117                  if (np->specfl & SP_FLAT)
118 <                        dtmp += omega/(4.0*PI);
118 >                        dtmp += omega * (0.25/PI);
119                                                  /* half vector */
120                  vtmp[0] = ldir[0] - np->rp->rdir[0];
121                  vtmp[1] = ldir[1] - np->rp->rdir[1];
# Line 116 | Line 124 | double  omega;                 /* light source size */
124                  d2 *= d2;
125                  d2 = (DOT(vtmp,vtmp) - d2) / d2;
126                                                  /* gaussian */
127 <                dtmp = exp(-d2/dtmp)/(4.*PI*dtmp);
127 >                dtmp = exp(-d2/dtmp)/(4.*PI * np->pdot * dtmp);
128                                                  /* worth using? */
129                  if (dtmp > FTINY) {
130                          copycolor(ctmp, np->scolor);
131 <                        dtmp *= omega * sqrt(ldot/np->pdot);
131 >                        dtmp *= omega;
132                          scalecolor(ctmp, dtmp);
133                          addcolor(cval, ctmp);
134                  }
# Line 130 | Line 138 | double  omega;                 /* light source size */
138                   *  Compute diffuse transmission.
139                   */
140                  copycolor(ctmp, np->mcolor);
141 <                dtmp = -ldot * omega * np->tdiff / PI;
141 >                dtmp = -ldot * omega * np->tdiff * (1.0/PI);
142                  scalecolor(ctmp, dtmp);
143                  addcolor(cval, ctmp);
144          }
# Line 140 | Line 148 | double  omega;                 /* light source size */
148                   *  is always modified by material color.
149                   */
150                                                  /* roughness + source */
151 <                dtmp = np->alpha2 + omega/PI;
151 >                dtmp = np->alpha2 + omega*(1.0/PI);
152                                                  /* gaussian */
153 <                dtmp = exp((2.*DOT(np->prdir,ldir)-2.)/dtmp)/(PI*dtmp);
153 >                dtmp = exp((2.*DOT(np->prdir,ldir)-2.)/dtmp) /
154 >                                        (PI*np->pdot*dtmp);
155                                                  /* worth using? */
156                  if (dtmp > FTINY) {
157                          copycolor(ctmp, np->mcolor);
158 <                        dtmp *= np->tspec * omega * sqrt(-ldot/np->pdot);
158 >                        dtmp *= np->tspec * omega;
159                          scalecolor(ctmp, dtmp);
160                          addcolor(cval, ctmp);
161                  }
# Line 154 | Line 163 | double  omega;                 /* light source size */
163   }
164  
165  
166 < m_normal(m, r)                  /* color a ray that hit something normal */
167 < register OBJREC  *m;
168 < register RAY  *r;
166 > extern int
167 > m_normal(                       /* color a ray that hit something normal */
168 >        register OBJREC  *m,
169 >        register RAY  *r
170 > )
171   {
172          NORMDAT  nd;
173 +        double  fest;
174          double  transtest, transdist;
175          double  mirtest, mirdist;
176          int     hastexture;
# Line 177 | Line 189 | register RAY  *r;
189                          raytrans(r);
190                          return(1);
191                  }
192 +                raytexture(r, m->omod);
193                  flipsurface(r);                 /* reorient if backvis */
194 <        }
194 >        } else
195 >                raytexture(r, m->omod);
196          nd.mp = m;
197          nd.rp = r;
198                                                  /* get material color */
# Line 190 | Line 204 | register RAY  *r;
204          nd.alpha2 = m->oargs.farg[4];
205          if ((nd.alpha2 *= nd.alpha2) <= FTINY)
206                  nd.specfl |= SP_PURE;
207 <        if (r->ro != NULL && isflat(r->ro->otype))
208 <                nd.specfl |= SP_FLAT;
195 <                                                /* get modifiers */
196 <        raytexture(r, m->omod);
197 <        if (hastexture = DOT(r->pert,r->pert) > FTINY*FTINY)
207 >
208 >        if ( (hastexture = (DOT(r->pert,r->pert) > FTINY*FTINY)) ) {
209                  nd.pdot = raynormal(nd.pnorm, r);       /* perturb normal */
210 <        else {
210 >        } else {
211                  VCOPY(nd.pnorm, r->ron);
212                  nd.pdot = r->rod;
213          }
214 +        if (r->ro != NULL && isflat(r->ro->otype))
215 +                nd.specfl |= SP_FLAT;
216          if (nd.pdot < .001)
217                  nd.pdot = .001;                 /* non-zero for dirnorm() */
218          multcolor(nd.mcolor, r->pcol);          /* modify material color */
219          mirtest = transtest = 0;
220          mirdist = transdist = r->rot;
221          nd.rspec = m->oargs.farg[3];
222 +                                                /* compute Fresnel approx. */
223 +        if (nd.specfl & SP_PURE && nd.rspec > FTINY) {
224 +                fest = FRESNE(r->rod);
225 +                nd.rspec += fest*(1. - nd.rspec);
226 +        } else
227 +                fest = 0.;
228                                                  /* compute transmission */
229          if (m->otype == MAT_TRANS) {
230                  nd.trans = m->oargs.farg[5]*(1.0 - nd.rspec);
# Line 254 | Line 273 | register RAY  *r;
273          if (nd.rspec > FTINY) {
274                  nd.specfl |= SP_REFL;
275                                                  /* compute specular color */
276 <                if (m->otype == MAT_METAL)
276 >                if (m->otype != MAT_METAL) {
277 >                        setcolor(nd.scolor, nd.rspec, nd.rspec, nd.rspec);
278 >                } else if (fest > FTINY) {
279 >                        d = nd.rspec*(1. - fest);
280 >                        for (i = 0; i < 3; i++)
281 >                                nd.scolor[i] = fest + nd.mcolor[i]*d;
282 >                } else {
283                          copycolor(nd.scolor, nd.mcolor);
284 <                else
285 <                        setcolor(nd.scolor, 1.0, 1.0, 1.0);
261 <                scalecolor(nd.scolor, nd.rspec);
284 >                        scalecolor(nd.scolor, nd.rspec);
285 >                }
286                                                  /* check threshold */
287                  if (!(nd.specfl & SP_PURE) && specthresh >= nd.rspec-FTINY)
288                          nd.specfl |= SP_RBLT;
# Line 333 | Line 357 | register RAY  *r;
357   }
358  
359  
360 < static
361 < gaussamp(r, np)                 /* sample gaussian specular */
362 < RAY  *r;
363 < register NORMDAT  *np;
360 > static void
361 > gaussamp(                       /* sample gaussian specular */
362 >        RAY  *r,
363 >        register NORMDAT  *np
364 > )
365   {
366          RAY  sr;
367          FVECT  u, v, h;
# Line 368 | Line 393 | register NORMDAT  *np;
393                                  d = urand(ilhash(dimlist,ndims)+samplendx);
394                          multisamp(rv, 2, d);
395                          d = 2.0*PI * rv[0];
396 <                        cosp = cos(d);
397 <                        sinp = sin(d);
396 >                        cosp = tcos(d);
397 >                        sinp = tsin(d);
398                          rv[1] = 1.0 - specjitter*rv[1];
399                          if (rv[1] <= FTINY)
400                                  d = 1.0;
# Line 400 | Line 425 | register NORMDAT  *np;
425                                  d = urand(ilhash(dimlist,ndims)+1823+samplendx);
426                          multisamp(rv, 2, d);
427                          d = 2.0*PI * rv[0];
428 <                        cosp = cos(d);
429 <                        sinp = sin(d);
428 >                        cosp = tcos(d);
429 >                        sinp = tsin(d);
430                          rv[1] = 1.0 - specjitter*rv[1];
431                          if (rv[1] <= FTINY)
432                                  d = 1.0;
433                          else
434 <                                d = sqrt( -log(rv[1]) * np->alpha2 );
434 >                                d = sqrt( np->alpha2 * -log(rv[1]) );
435                          for (i = 0; i < 3; i++)
436                                  sr.rdir[i] = np->prdir[i] + d*(cosp*u[i] + sinp*v[i]);
437                          if (DOT(sr.rdir, r->ron) < -FTINY) {

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