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

Comparing ray/src/rt/normal.c (file contents):
Revision 2.34 by greg, Wed Apr 24 15:47:27 1996 UTC vs.
Revision 2.47 by schorsch, Tue Mar 30 16:13:01 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 / PI;
106                  scalecolor(ctmp, dtmp);
107                  addcolor(cval, ctmp);
108          }
# Line 154 | Line 162 | double  omega;                 /* light source size */
162   }
163  
164  
165 < m_normal(m, r)                  /* color a ray that hit something normal */
166 < register OBJREC  *m;
167 < register RAY  *r;
165 > extern int
166 > m_normal(                       /* color a ray that hit something normal */
167 >        register OBJREC  *m,
168 >        register RAY  *r
169 > )
170   {
171          NORMDAT  nd;
172 +        double  fest;
173          double  transtest, transdist;
174          double  mirtest, mirdist;
175          int     hastexture;
# Line 177 | Line 188 | register RAY  *r;
188                          raytrans(r);
189                          return(1);
190                  }
191 +                raytexture(r, m->omod);
192                  flipsurface(r);                 /* reorient if backvis */
193 <        }
193 >        } else
194 >                raytexture(r, m->omod);
195          nd.mp = m;
196          nd.rp = r;
197                                                  /* get material color */
# Line 190 | Line 203 | register RAY  *r;
203          nd.alpha2 = m->oargs.farg[4];
204          if ((nd.alpha2 *= nd.alpha2) <= FTINY)
205                  nd.specfl |= SP_PURE;
206 <        if (r->ro != NULL && isflat(r->ro->otype))
207 <                nd.specfl |= SP_FLAT;
195 <                                                /* get modifiers */
196 <        raytexture(r, m->omod);
197 <        if (hastexture = DOT(r->pert,r->pert) > FTINY*FTINY)
206 >
207 >        if ( (hastexture = (DOT(r->pert,r->pert) > FTINY*FTINY)) ) {
208                  nd.pdot = raynormal(nd.pnorm, r);       /* perturb normal */
209 <        else {
209 >        } else {
210                  VCOPY(nd.pnorm, r->ron);
211                  nd.pdot = r->rod;
212          }
213 +        if (r->ro != NULL && isflat(r->ro->otype))
214 +                nd.specfl |= SP_FLAT;
215          if (nd.pdot < .001)
216                  nd.pdot = .001;                 /* non-zero for dirnorm() */
217          multcolor(nd.mcolor, r->pcol);          /* modify material color */
218          mirtest = transtest = 0;
219          mirdist = transdist = r->rot;
220          nd.rspec = m->oargs.farg[3];
221 +                                                /* compute Fresnel approx. */
222 +        if (nd.specfl & SP_PURE && nd.rspec > FTINY) {
223 +                fest = FRESNE(r->rod);
224 +                nd.rspec += fest*(1. - nd.rspec);
225 +        } else
226 +                fest = 0.;
227                                                  /* compute transmission */
228          if (m->otype == MAT_TRANS) {
229                  nd.trans = m->oargs.farg[5]*(1.0 - nd.rspec);
# Line 232 | Line 250 | register RAY  *r;
250          } else
251                  nd.tdiff = nd.tspec = nd.trans = 0.0;
252                                                  /* transmitted ray */
253 <        if (nd.specfl&SP_TRAN && (nd.specfl&SP_PURE || r->crtype&SHADOW)) {
253 >        if ((nd.specfl&(SP_TRAN|SP_PURE|SP_TBLT)) == (SP_TRAN|SP_PURE)) {
254                  RAY  lr;
255                  if (rayorigin(&lr, r, TRANS, nd.tspec) == 0) {
256                          VCOPY(lr.rdir, nd.prdir);
# Line 254 | Line 272 | register RAY  *r;
272          if (nd.rspec > FTINY) {
273                  nd.specfl |= SP_REFL;
274                                                  /* compute specular color */
275 <                if (m->otype == MAT_METAL)
275 >                if (m->otype != MAT_METAL) {
276 >                        setcolor(nd.scolor, nd.rspec, nd.rspec, nd.rspec);
277 >                } else if (fest > FTINY) {
278 >                        d = nd.rspec*(1. - fest);
279 >                        for (i = 0; i < 3; i++)
280 >                                nd.scolor[i] = fest + nd.mcolor[i]*d;
281 >                } else {
282                          copycolor(nd.scolor, nd.mcolor);
283 <                else
284 <                        setcolor(nd.scolor, 1.0, 1.0, 1.0);
261 <                scalecolor(nd.scolor, nd.rspec);
283 >                        scalecolor(nd.scolor, nd.rspec);
284 >                }
285                                                  /* check threshold */
286                  if (!(nd.specfl & SP_PURE) && specthresh >= nd.rspec-FTINY)
287                          nd.specfl |= SP_RBLT;
# Line 269 | Line 292 | register RAY  *r;
292                  if (hastexture && DOT(nd.vrefl, r->ron) <= FTINY)
293                          for (i = 0; i < 3; i++)         /* safety measure */
294                                  nd.vrefl[i] = r->rdir[i] + 2.*r->rod*r->ron[i];
295 <
296 <                if (!(r->crtype & SHADOW) && nd.specfl & SP_PURE) {
297 <                        RAY  lr;
298 <                        if (rayorigin(&lr, r, REFLECTED, nd.rspec) == 0) {
299 <                                VCOPY(lr.rdir, nd.vrefl);
300 <                                rayvalue(&lr);
301 <                                multcolor(lr.rcol, nd.scolor);
302 <                                addcolor(r->rcol, lr.rcol);
303 <                                if (!hastexture && nd.specfl & SP_FLAT) {
304 <                                        mirtest = 2.*bright(lr.rcol);
305 <                                        mirdist = r->rot + lr.rt;
306 <                                }
295 >        }
296 >                                                /* reflected ray */
297 >        if ((nd.specfl&(SP_REFL|SP_PURE|SP_RBLT)) == (SP_REFL|SP_PURE)) {
298 >                RAY  lr;
299 >                if (rayorigin(&lr, r, REFLECTED, nd.rspec) == 0) {
300 >                        VCOPY(lr.rdir, nd.vrefl);
301 >                        rayvalue(&lr);
302 >                        multcolor(lr.rcol, nd.scolor);
303 >                        addcolor(r->rcol, lr.rcol);
304 >                        if (!hastexture && nd.specfl & SP_FLAT) {
305 >                                mirtest = 2.*bright(lr.rcol);
306 >                                mirdist = r->rot + lr.rt;
307                          }
308                  }
309          }
# Line 290 | Line 313 | register RAY  *r;
313          if (nd.specfl & SP_PURE && nd.rdiff <= FTINY && nd.tdiff <= FTINY)
314                  return(1);                      /* 100% pure specular */
315  
316 <        if (nd.specfl & (SP_REFL|SP_TRAN) && !(nd.specfl & SP_PURE))
317 <                gaussamp(r, &nd);
316 >        if (!(nd.specfl & SP_PURE))
317 >                gaussamp(r, &nd);               /* checks *BLT flags */
318  
319          if (nd.rdiff > FTINY) {         /* ambient from this side */
320                  ambient(ctmp, r, hastexture?nd.pnorm:r->ron);
# Line 333 | Line 356 | register RAY  *r;
356   }
357  
358  
359 < static
360 < gaussamp(r, np)                 /* sample gaussian specular */
361 < RAY  *r;
362 < register NORMDAT  *np;
359 > static void
360 > gaussamp(                       /* sample gaussian specular */
361 >        RAY  *r,
362 >        register NORMDAT  *np
363 > )
364   {
365          RAY  sr;
366          FVECT  u, v, h;
# Line 368 | Line 392 | register NORMDAT  *np;
392                                  d = urand(ilhash(dimlist,ndims)+samplendx);
393                          multisamp(rv, 2, d);
394                          d = 2.0*PI * rv[0];
395 <                        cosp = cos(d);
396 <                        sinp = sin(d);
395 >                        cosp = tcos(d);
396 >                        sinp = tsin(d);
397                          rv[1] = 1.0 - specjitter*rv[1];
398                          if (rv[1] <= FTINY)
399                                  d = 1.0;
# Line 400 | Line 424 | register NORMDAT  *np;
424                                  d = urand(ilhash(dimlist,ndims)+1823+samplendx);
425                          multisamp(rv, 2, d);
426                          d = 2.0*PI * rv[0];
427 <                        cosp = cos(d);
428 <                        sinp = sin(d);
427 >                        cosp = tcos(d);
428 >                        sinp = tsin(d);
429                          rv[1] = 1.0 - specjitter*rv[1];
430                          if (rv[1] <= FTINY)
431                                  d = 1.0;
432                          else
433 <                                d = sqrt( -log(rv[1]) * np->alpha2 );
433 >                                d = sqrt( np->alpha2 * -log(rv[1]) );
434                          for (i = 0; i < 3; i++)
435                                  sr.rdir[i] = np->prdir[i] + d*(cosp*u[i] + sinp*v[i]);
436                          if (DOT(sr.rdir, r->ron) < -FTINY) {

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