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

Comparing ray/src/rt/normal.c (file contents):
Revision 2.7 by greg, Wed Jan 15 11:41:44 1992 UTC vs.
Revision 2.22 by greg, Fri Oct 16 10:20:29 1992 UTC

# Line 24 | Line 24 | extern double  specthresh;             /* specular sampling thres
24   extern double  specjitter;              /* specular sampling jitter */
25  
26   /*
27 < *      This routine uses portions of the reflection
28 < *  model described by Cook and Torrance.
29 < *      The computation of specular components has been simplified by
30 < *  numerous approximations and ommisions to improve speed.
27 > *      This routine implements the isotropic Gaussian
28 > *  model described by Ward in Siggraph `92 article.
29   *      We orient the surface towards the incoming ray, so a single
30   *  surface can be used to represent an infinitely thin object.
31   *
# Line 43 | Line 41 | extern double  specjitter;             /* specular sampling jitte
41                                  /* specularity flags */
42   #define  SP_REFL        01              /* has reflected specular component */
43   #define  SP_TRAN        02              /* has transmitted specular */
44 < #define  SP_PURE        010             /* purely specular (zero roughness) */
45 < #define  SP_FLAT        020             /* flat reflecting surface */
46 < #define  SP_RBLT        040             /* reflection below sample threshold */
47 < #define  SP_TBLT        0100            /* transmission below threshold */
44 > #define  SP_PURE        04              /* purely specular (zero roughness) */
45 > #define  SP_FLAT        010             /* flat reflecting surface */
46 > #define  SP_RBLT        020             /* reflection below sample threshold */
47 > #define  SP_TBLT        040             /* transmission below threshold */
48  
49   typedef struct {
50          OBJREC  *mp;            /* material pointer */
51 +        RAY  *rp;               /* ray pointer */
52          short  specfl;          /* specularity flags, defined above */
53          COLOR  mcolor;          /* color of this material */
54          COLOR  scolor;          /* color of specular component */
# Line 71 | Line 70 | FVECT  ldir;                   /* light source direction */
70   double  omega;                  /* light source size */
71   {
72          double  ldot;
73 <        double  dtmp;
74 <        int     i;
73 >        double  dtmp, d2;
74 >        FVECT  vtmp;
75          COLOR  ctmp;
76  
77          setcolor(cval, 0.0, 0.0, 0.0);
# Line 99 | Line 98 | double  omega;                 /* light source size */
98                   *  gaussian distribution model.
99                   */
100                                                  /* roughness */
101 <                dtmp = 2.0*np->alpha2;
101 >                dtmp = np->alpha2;
102                                                  /* + source if flat */
103                  if (np->specfl & SP_FLAT)
104 <                        dtmp += omega/(2.0*PI);
104 >                        dtmp += omega/(4.0*PI);
105 >                                                /* delta */
106 >                vtmp[0] = ldir[0] - np->rp->rdir[0];
107 >                vtmp[1] = ldir[1] - np->rp->rdir[1];
108 >                vtmp[2] = ldir[2] - np->rp->rdir[2];
109 >                d2 = DOT(vtmp, np->pnorm);
110 >                d2 = 2.0 - 2.0*d2/sqrt(DOT(vtmp,vtmp));
111                                                  /* gaussian */
112 <                dtmp = exp((DOT(np->vrefl,ldir)-1.)/dtmp)/(2.*PI)/dtmp;
112 >                dtmp = exp(-d2/dtmp)/(4.*PI*dtmp);
113                                                  /* worth using? */
114                  if (dtmp > FTINY) {
115                          copycolor(ctmp, np->scolor);
116 <                        dtmp *= omega / np->pdot;
116 >                        dtmp *= omega * sqrt(ldot/np->pdot);
117                          scalecolor(ctmp, dtmp);
118                          addcolor(cval, ctmp);
119                  }
# Line 128 | Line 133 | double  omega;                 /* light source size */
133                   *  is always modified by material color.
134                   */
135                                                  /* roughness + source */
136 <                dtmp = np->alpha2 + omega/(2.0*PI);
136 >                dtmp = np->alpha2 + omega/PI;
137                                                  /* gaussian */
138 <                dtmp = exp((DOT(np->prdir,ldir)-1.)/dtmp)/(2.*PI)/dtmp;
138 >                dtmp = exp((2.*DOT(np->prdir,ldir)-2.)/dtmp)/(PI*dtmp);
139                                                  /* worth using? */
140                  if (dtmp > FTINY) {
141                          copycolor(ctmp, np->mcolor);
142 <                        dtmp *= np->tspec * omega / np->pdot;
142 >                        dtmp *= np->tspec * omega * sqrt(-ldot/np->pdot);
143                          scalecolor(ctmp, dtmp);
144                          addcolor(cval, ctmp);
145                  }
# Line 158 | Line 163 | register RAY  *r;
163          if (m->oargs.nfargs != (m->otype == MAT_TRANS ? 7 : 5))
164                  objerror(m, USER, "bad number of arguments");
165          nd.mp = m;
166 +        nd.rp = r;
167                                                  /* get material color */
168          setcolor(nd.mcolor, m->oargs.farg[0],
169                             m->oargs.farg[1],
# Line 192 | Line 198 | register RAY  *r;
198                          colval(nd.scolor,i) += (1.0-colval(nd.scolor,i))*dtmp;
199                  nd.rspec += (1.0-nd.rspec)*dtmp;
200                                                  /* check threshold */
201 <                if (specthresh > FTINY &&
202 <                                ((specthresh >= 1.-FTINY ||
203 <                                specthresh + (.1 - .2*urand(8199+samplendx))
204 <                                        > nd.rspec)))
201 >                if (!(nd.specfl & SP_PURE) &&
202 >                                specthresh > FTINY &&
203 >                                (specthresh >= 1.-FTINY ||
204 >                                specthresh + .05 - .1*frandom() > nd.rspec))
205                          nd.specfl |= SP_RBLT;
206                                                  /* compute reflected ray */
207                  for (i = 0; i < 3; i++)
# Line 222 | Line 228 | register RAY  *r;
228                  if (nd.tspec > FTINY) {
229                          nd.specfl |= SP_TRAN;
230                                                          /* check threshold */
231 <                        if (specthresh > FTINY &&
232 <                                        ((specthresh >= 1.-FTINY ||
233 <                                        specthresh +
228 <                                            (.1 - .2*urand(7241+samplendx))
229 <                                                > nd.tspec)))
231 >                        if (!(nd.specfl & SP_PURE) && specthresh > FTINY &&
232 >                                        (specthresh >= 1.-FTINY ||
233 >                                specthresh + .05 - .1*frandom() > nd.tspec))
234                                  nd.specfl |= SP_TBLT;
235                          if (r->crtype & SHADOW ||
236                                          DOT(r->pert,r->pert) <= FTINY*FTINY) {
# Line 234 | Line 238 | register RAY  *r;
238                                  transtest = 2;
239                          } else {
240                                  for (i = 0; i < 3; i++)         /* perturb */
241 <                                        nd.prdir[i] = r->rdir[i] -
238 <                                                        .75*r->pert[i];
241 >                                        nd.prdir[i] = r->rdir[i] - r->pert[i];
242                                  if (DOT(nd.prdir, r->ron) < -FTINY)
243                                          normalize(nd.prdir);    /* OK */
244                                  else
# Line 256 | Line 259 | register RAY  *r;
259                          transtest *= bright(lr.rcol);
260                          transdist = r->rot + lr.rt;
261                  }
262 <        }
262 >        } else
263 >                transtest = 0;
264  
265          if (r->crtype & SHADOW)                 /* the rest is shadow */
266                  return;
# Line 266 | Line 270 | register RAY  *r;
270          if (nd.specfl & SP_PURE && nd.rdiff <= FTINY && nd.tdiff <= FTINY)
271                  return;                         /* 100% pure specular */
272  
273 <        if (r->ro->otype == OBJ_FACE || r->ro->otype == OBJ_RING)
273 >        if (r->ro != NULL && (r->ro->otype == OBJ_FACE ||
274 >                        r->ro->otype == OBJ_RING))
275                  nd.specfl |= SP_FLAT;
276  
277          if (nd.specfl & (SP_REFL|SP_TRAN) && !(nd.specfl & SP_PURE))
# Line 310 | Line 315 | register NORMDAT  *np;
315          double  rv[2];
316          double  d, sinp, cosp;
317          register int  i;
318 +                                        /* quick test */
319 +        if ((np->specfl & (SP_REFL|SP_RBLT)) != SP_REFL &&
320 +                        (np->specfl & (SP_TRAN|SP_TBLT)) != SP_TRAN)
321 +                return;
322                                          /* set up sample coordinates */
323          v[0] = v[1] = v[2] = 0.0;
324          for (i = 0; i < 3; i++)
# Line 346 | Line 355 | register NORMDAT  *np;
355                  ndims--;
356          }
357                                          /* compute transmission */
358 +        if ((np->specfl & (SP_TRAN|SP_TBLT)) == SP_TRAN &&
359 +                        rayorigin(&sr, r, SPECULAR, np->tspec) == 0) {
360 +                dimlist[ndims++] = (int)np->mp;
361 +                d = urand(ilhash(dimlist,ndims)+1823+samplendx);
362 +                multisamp(rv, 2, d);
363 +                d = 2.0*PI * rv[0];
364 +                cosp = cos(d);
365 +                sinp = sin(d);
366 +                rv[1] = 1.0 - specjitter*rv[1];
367 +                if (rv[1] <= FTINY)
368 +                        d = 1.0;
369 +                else
370 +                        d = sqrt( -log(rv[1]) * np->alpha2 );
371 +                for (i = 0; i < 3; i++)
372 +                        sr.rdir[i] = np->prdir[i] + d*(cosp*u[i] + sinp*v[i]);
373 +                if (DOT(sr.rdir, r->ron) < -FTINY)
374 +                        normalize(sr.rdir);             /* OK, normalize */
375 +                else
376 +                        VCOPY(sr.rdir, np->prdir);      /* else no jitter */
377 +                rayvalue(&sr);
378 +                scalecolor(sr.rcol, np->tspec);
379 +                multcolor(sr.rcol, np->mcolor);         /* modified by color */
380 +                addcolor(r->rcol, sr.rcol);
381 +                ndims--;
382 +        }
383   }

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