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

Comparing ray/src/rt/pmapmat.c (file contents):
Revision 2.3 by rschregle, Fri May 8 13:20:23 2015 UTC vs.
Revision 2.9 by greg, Tue Sep 1 16:27:52 2015 UTC

# Line 1 | Line 1
1 + #ifndef lint
2 + static const char RCSid[] = "$Id$";
3 + #endif
4   /*
5     ==================================================================
6     Photon map support routines for scattering by materials.
# Line 8 | Line 11
11     supported by the Swiss National Science Foundation (SNSF, #147053)
12     ==================================================================
13    
11   $Id$
14   */
15  
16  
# Line 199 | Line 201 | static int isoSpecPhotonScatter (NORMDAT *nd, RAY *ray
201     int      niter, i = 0;
202    
203     /* Set up sample coordinates */  
204 <   do {
203 <      v [0] = v [1] = v [2] = 0;
204 <      v [i++] = 1;
205 <      fcross(u, v, nd -> pnorm);
206 <   } while (normalize(u) < FTINY);
207 <  
204 >   getperpendicular(u, nd -> pnorm, 1);  
205     fcross(v, nd -> pnorm, u);
206    
207     if (nd -> specfl & SP_REFL) {
# Line 268 | Line 265 | static void diffPhotonScatter (FVECT normal, RAY* rayO
265     int         i = 0;
266  
267     /* Set up sample coordinates */
268 <   do {
272 <      v [0] = v [1] = v [2] = 0;
273 <      v [i++] = 1;
274 <      fcross(u, v, normal);
275 <   } while (normalize(u) < FTINY);
276 <  
268 >   getperpendicular(u, normal, 1);
269     fcross(v, normal, u);
270    
271     /* Convert theta & phi to cartesian */
# Line 324 | Line 316 | static int normalPhotonScatter (OBJREC *mat, RAY *rayI
316        nd.specfl |= SP_FLAT;  
317        
318     /* Perturb normal */
319 <   if ((hastexture = DOT(rayIn -> pert, rayIn -> pert)) > sqr(FTINY))
319 >   if ((hastexture = (DOT(rayIn -> pert, rayIn -> pert) > sqr(FTINY)) ))
320        nd.pdot = raynormal(nd.pnorm, rayIn);
321     else {
322        VCOPY(nd.pnorm, rayIn -> ron);
# Line 753 | Line 745 | static int dielectricPhotonScatter (OBJREC *mat, RAY *
745     /* get modifiers */
746     raytexture(rayIn, mat -> omod);                      
747    
748 <   if ((hastexture = DOT(rayIn -> pert, rayIn -> pert)) > FTINY * FTINY)
748 >   if ((hastexture = (DOT(rayIn -> pert, rayIn -> pert) > FTINY * FTINY)))
749        /* Perturb normal */
750        cos1 = raynormal(dnorm, rayIn);
751     else {
# Line 900 | Line 892 | static int glassPhotonScatter (OBJREC *mat, RAY *rayIn
892     /* reorient if necessary */
893     if (rayIn -> rod < 0)
894        flipsurface(rayIn);
895 <   if ((hastexture = DOT(rayIn -> pert, rayIn -> pert)) > FTINY * FTINY)
895 >   if ((hastexture = (DOT(rayIn -> pert, rayIn -> pert) > FTINY * FTINY) ))
896        pdot = raynormal(pnorm, rayIn);
897     else {
898        VCOPY(pnorm, rayIn -> ron);
# Line 1384 | Line 1376 | static int pattexPhotonScatter (OBJREC *mat, RAY *rayI
1376  
1377  
1378  
1387 #if 0
1388   static int bsdfPhotonScatter (OBJREC *mat, RAY *rayIn)
1389   /* Generate new photon ray for BSDF modifier and recurse. */
1390   {
1391      int      hitFront;
1392      SDError  err;
1393      FVECT        upvec;
1394      MFUNC        *mf;
1395      BSDFDAT   nd;
1396      RAY      rayOut;
1397
1398      /* Following code adapted from m_bsdf() */
1399      /* Check arguments */
1400      if (mat -> oargs.nsargs < 6 || mat -> oargs.nfargs > 9 ||
1401          mat -> oargs.nfargs % 3)
1402         objerror(mat, USER, "bad # arguments");
1403        
1404      hitFront = (rayIn -> rod > 0);
1405
1406      /* Load cal file */
1407      mf = getfunc(mat, 5, 0x1d, 1);
1408      
1409      /* Get thickness */
1410      nd.thick = evalue(mf -> ep [0]);
1411      if ((-FTINY <= nd.thick) & (nd.thick <= FTINY))
1412         nd.thick = .0;
1413        
1414      if (nd.thick != .0 || (!hitFront && !backvis)) {
1415         /* Proxy geometry present, so use it instead and transfer ray */
1416         photonRay(rayIn, &rayOut, PMAP_XFER, NULL);
1417         tracePhoton(&rayOut);
1418        
1419         return 0;
1420      }
1421
1422      /* Get BSDF data */
1423      nd.sd = loadBSDF(mat -> oargs.sarg [1]);
1424      
1425      /* Diffuse reflectance */
1426      if (hitFront) {
1427         if (mat -> oargs.nfargs < 3)
1428            setcolor(nd.rdiff, .0, .0, .0);
1429         else setcolor(nd.rdiff, mat -> oargs.farg [0], mat -> oargs.farg [1],
1430                       mat -> oargs.farg [2]);
1431      }    
1432      else if (mat -> oargs.nfargs < 6) {
1433         /* Check for absorbing backside */
1434         if (!backvis && !nd.sd -> rb && !nd.sd -> tf) {
1435            SDfreeCache(nd.sd);                    
1436            return 0;
1437         }
1438        
1439         setcolor(nd.rdiff, .0, .0, .0);
1440      }
1441      else setcolor(nd.rdiff, mat -> oargs.farg [3], mat -> oargs.farg [4],
1442                    mat -> oargs.farg [5]);
1443
1444      /* Diffuse transmittance */
1445      if (mat -> oargs.nfargs < 9)
1446         setcolor(nd.tdiff, .0, .0, .0);
1447      else setcolor(nd.tdiff, mat -> oargs.farg [6], mat -> oargs.farg [7],
1448                    mat -> oargs.farg [8]);
1449                  
1450      nd.mp = mat;
1451      nd.pr = rayIn;
1452      
1453      /* Get modifiers */
1454      raytexture(rayIn, mat -> omod);
1455      
1456      /* Modify diffuse values */
1457      multcolor(nd.rdiff, rayIn -> pcol);
1458      multcolor(nd.tdiff, rayIn -> pcol);
1459        
1460      /* Get up vector & xform to world coords */
1461      upvec [0] = evalue(mf -> ep [1]);
1462      upvec [1] = evalue(mf -> ep [2]);
1463      upvec [2] = evalue(mf -> ep [3]);
1464      
1465      if (mf -> fxp != &unitxf) {
1466         multv3(upvec, upvec, mf -> fxp -> xfm);
1467         nd.thick *= mf -> fxp -> sca;
1468      }
1469      
1470      if (rayIn -> rox) {
1471         multv3(upvec, upvec, rayIn -> rox -> f.xfm);
1472         nd.thick *= rayIn -> rox -> f.sca;
1473      }
1474      
1475      /* Perturb normal */
1476      raynormal(nd.pnorm, rayIn);
1477      
1478      /* Xform incident dir to local BSDF coords */
1479      err = SDcompXform(nd.toloc, nd.pnorm, upvec);
1480      
1481      if (!err) {
1482         nd.vray [0] = -rayIn -> rdir [0];
1483         nd.vray [1] = -rayIn -> rdir [1];
1484         nd.vray [2] = -rayIn -> rdir [2];
1485         err = SDmapDir(nd.vray, nd.toloc, nd.vray);
1486      }
1487      
1488      if (!err)
1489         err = SDinvXform(nd.fromloc, nd.toloc);
1490        
1491      if (err) {
1492         objerror(mat, WARNING, "Illegal orientation vector");
1493         return 0;
1494      }
1495      
1496      /* Determine BSDF resolution */
1497      err = SDsizeBSDF(nd.sr_vpsa, nd.vray, NULL, SDqueryMin + SDqueryMax, nd.sd);
1498      
1499      if (err)
1500         objerror(mat, USER, transSDError(err));
1501        
1502      nd.sr_vpsa [0] = sqrt(nd.sr_vpsa [0]);
1503      nd.sr_vpsa [1] = sqrt(nd.sr_vpsa [1]);
1504
1505      /* Orient perturbed normal towards incident side */
1506      if (!hitFront) {                  
1507         nd.pnorm [0] = -nd.pnorm [0];
1508         nd.pnorm [1] = -nd.pnorm [1];
1509         nd.pnorm [2] = -nd.pnorm [2];
1510      }
1511      
1512      /* Following code adapted from SDsampBSDF() */
1513      {
1514         SDSpectralDF   *rdf, *tdf;
1515         SDValue        bsdfVal;
1516         double         xi, rhoDiff = 0;
1517         float          coef [SDmaxCh];
1518         int            i, j, n, nr;
1519         SDComponent       *sdc;
1520         const SDCDst   **cdarr = NULL;
1521        
1522         /* Get diffuse albedo (?) */
1523         if (hitFront) {
1524            bsdfVal = nd.sd -> rLambFront;
1525            rdf = nd.sd -> rf;
1526            tdf = nd.sd -> tf ? nd.sd -> tf : nd.sd -> tb;
1527         }
1528         else {
1529            bsdfVal = nd.sd -> rLambBack;
1530            rdf = nd.sd -> rb;
1531            tdf = nd.sd -> tb ? nd.sd -> tb : nd.sd -> tf;
1532         }
1533        
1534         rhoDiff = bsdfVal.cieY;
1535         bsdfVal.cieY += nd.sd -> tLamb.cieY;
1536        
1537         /* Allocate non-diffuse sampling */
1538         i = nr = rdf ? rdf -> ncomp : 0;
1539         j = tdf ? tdf -> ncomp : 0;
1540         n = i + j;
1541        
1542         if (n > 0 && !(cdarr = (const SDCDst**)malloc(n * sizeof(SDCDst*))))
1543            objerror(mat, USER, transSDError(SDEmemory));
1544            
1545         while (j-- > 0) {
1546            /* Sum up non-diffuse transmittance */
1547            cdarr [i + j] = (*tdf -> comp [j].func -> getCDist)(nd.vray, &tdf -> comp [j]);
1548            
1549            if (!cdarr [i + j])
1550               cdarr [i + j] = &SDemptyCD;
1551            else bsdfVal.cieY += cdarr [i + j] -> cTotal;
1552         }
1553        
1554         while (i-- > 0) {
1555            /* Sum up non-diffuse reflectance */
1556            cdarr [i] = (*rdf -> comp [i].func -> getCDist)(nd.vray, &rdf -> comp [i]);
1557            
1558            if (!cdarr [i])
1559               cdarr [i] = &SDemptyCD;
1560            else bsdfVal.cieY += cdarr [i] -> cTotal;
1561         }
1562        
1563         if (bsdfVal.cieY <= FTINY) {
1564            /* Don't bother sampling, just absorb photon */
1565            if (cdarr)
1566               free(cdarr);
1567            return 0;
1568         }      
1569        
1570         /* Insert direct and indirect photon hits if diffuse component */
1571         if (rhoDiff > FTINY || nd.sd -> tLamb.cieY > FTINY)
1572            addPhotons(rayIn);  
1573            
1574         xi = pmapRandom(rouletteState);
1575        
1576         if ((xi -= rhoDiff) <= 0) {
1577            /* Diffuse reflection */
1578            photonRay(rayIn, &rayOut, PMAP_DIFFREFL, nd.rdiff);
1579            diffPhotonScatter(nd.pnorm, &rayOut);
1580         }
1581         else if ((xi -= nd.sd -> tLamb.cieY) <= 0) {
1582            /* Diffuse transmission */
1583            flipsurface(rayIn);
1584            photonRay(rayIn, &rayOut, PMAP_DIFFTRANS, nd.tdiff);
1585            bsdfVal.spec = nd.sd -> tLamb.spec;
1586            diffPhotonScatter(nd.pnorm, &rayOut);
1587         }
1588         else {
1589            int rayOutType;
1590            COLOR bsdfRGB;
1591              
1592            /* Non-diffuse CDF inversion (?) */
1593            for (i = 0; i < n && (xi -= cdarr [i] -> cTotal) > 0; i++);
1594            
1595            if (i >= n) {
1596               /* Absorbed -- photon went Deer Hunter */
1597               if (cdarr)
1598                  free(cdarr);
1599               return 0;
1600            }
1601
1602            if (i < nr) {
1603               /* Non-diffuse reflection */
1604               sdc = &rdf -> comp [i];
1605               rayOutType = PMAP_SPECREFL;
1606            }
1607            else {
1608               /* Non-diffuse transmission */
1609               sdc = &tdf -> comp [i - nr];
1610               rayOutType = PMAP_SPECTRANS;
1611            }
1612            
1613            /* Generate non-diff sample dir */
1614            VCOPY(rayOut.rdir, nd.vray);
1615            err = (*sdc -> func -> sampCDist)
1616                  (rayOut.rdir, pmapRandom(scatterState), cdarr [i]);              
1617            if (err)
1618               objerror(mat, USER, transSDError(SDEinternal));
1619
1620            /* Get colour */
1621            j = (*sdc -> func -> getBSDFs)(coef, rayOut.rdir, nd.vray, sdc);
1622            
1623            if (j <= 0) {
1624               sprintf(SDerrorDetail, "BSDF \"%s\" sampling value error",
1625                       nd.sd -> name);
1626               objerror(mat, USER, transSDError(SDEinternal));
1627            }
1628            
1629            bsdfVal.spec = sdc -> cspec [0];
1630            rhoDiff = coef [0];
1631            
1632            while (--j) {
1633               c_cmix(&bsdfVal.spec, rhoDiff, &bsdfVal.spec, coef [j],
1634                      &sdc -> cspec [j]);
1635               rhoDiff += coef [j];
1636            }
1637            
1638            /* ? */
1639            c_ccvt(&bsdfVal.spec, C_CSXY + C_CSSPEC);
1640            ccy2rgb(&bsdfVal.spec, bsdfVal.cieY, bsdfRGB);
1641            
1642            /* Xform outgoing dir to world coords */
1643            if ((err = SDmapDir(rayOut.rdir, nd.fromloc, rayOut.rdir))) {
1644               objerror(mat, USER, transSDError(err));
1645               return 0;
1646            }
1647            
1648            photonRay(rayIn, &rayOut, rayOutType, bsdfRGB);
1649         }
1650        
1651         if (cdarr)
1652            free(cdarr);
1653      }
1654                          
1655      /* Clean up BSDF */
1656      SDfreeCache(nd.sd);
1657
1658      tracePhoton(&rayOut);
1659      return 0;
1660   }
1661 #else
1662
1379   /*
1380 +   ==================================================================
1381     The following code is
1382     (c) Lucerne University of Applied Sciences and Arts,
1383     supported by the Swiss National Science Foundation (SNSF, #147053)
1384 +   ==================================================================
1385   */  
1386  
1387   static int bsdfPhotonScatter (OBJREC *mat, RAY *rayIn)
# Line 1677 | Line 1395 | static int bsdfPhotonScatter (OBJREC *mat, RAY *rayIn)
1395     BSDFDAT      nd;
1396     RAY      rayOut;
1397     COLOR    bsdfRGB;
1398 +   int      transmitted;
1399     double   prDiff, ptDiff, prDiffSD, ptDiffSD, prSpecSD, ptSpecSD,
1400 <            albedo, xi, xi2;
1401 <   const double patAlb = colorAvg(rayIn -> pcol);
1400 >            albedo, xi;
1401 >   const double patAlb = bright(rayIn -> pcol);
1402    
1403     /* Following code adapted from m_bsdf() */
1404     /* Check arguments */
# Line 1696 | Line 1415 | static int bsdfPhotonScatter (OBJREC *mat, RAY *rayIn)
1415          nd.thick = evalue(mf -> ep [0]);
1416          if ((-FTINY <= nd.thick) & (nd.thick <= FTINY))
1417                  nd.thick = .0;
1699                
1700   if (nd.thick != .0 || (!hitFront && !backvis)) {
1701      /* Proxy geometry present, so use it instead and transfer ray */
1702      photonRay(rayIn, &rayOut, PMAP_XFER, NULL);
1703      tracePhoton(&rayOut);
1704      
1705      return 0;
1706   }
1418  
1419     /* Get BSDF data */
1420     nd.sd = loadBSDF(mat -> oargs.sarg [1]);
# Line 1817 | Line 1528 | static int bsdfPhotonScatter (OBJREC *mat, RAY *rayIn)
1528     if (prDiff + ptDiff + prDiffSD + ptDiffSD > FTINY)
1529        addPhotons(rayIn);        
1530  
1531 <   xi = xi2 = pmapRandom(rouletteState);
1531 >   xi = pmapRandom(rouletteState);
1532        
1533     if (xi > albedo)
1534        /* Absorbtion */
1535        return 0;
1536    
1537 +   transmitted = 0;
1538 +
1539     if ((xi -= prDiff) <= 0) {
1540        /* Diffuse reflection (extra component in material def) */
1541        photonRay(rayIn, &rayOut, PMAP_DIFFREFL, nd.rdiff);
# Line 1832 | Line 1545 | static int bsdfPhotonScatter (OBJREC *mat, RAY *rayIn)
1545     else if ((xi -= ptDiff) <= 0) {
1546        /* Diffuse transmission (extra component in material def) */
1547        flipsurface(rayIn);
1548 +      nd.thick = -nd.thick;
1549        photonRay(rayIn, &rayOut, PMAP_DIFFTRANS, nd.tdiff);
1550 <      diffPhotonScatter(nd.pnorm, &rayOut);      
1550 >      diffPhotonScatter(nd.pnorm, &rayOut);
1551 >      transmitted = 1;
1552     }
1553 <  
1553 >  
1554     else {   /* Sample SDF */
1555        if ((xi -= prDiffSD) <= 0) {
1556           /* Diffuse SDF reflection (constant component) */
1557 <         if ((err = SDsampBSDF(&bsdfVal, nd.vray, xi2,
1557 >         if ((err = SDsampBSDF(&bsdfVal, nd.vray, pmapRandom(scatterState),
1558                                 SDsampDf | SDsampR, nd.sd)))
1559              objerror(mat, USER, transSDError(err));
1560          
# Line 1851 | Line 1566 | static int bsdfPhotonScatter (OBJREC *mat, RAY *rayIn)
1566  
1567        else if ((xi -= ptDiffSD) <= 0) {
1568           /* Diffuse SDF transmission (constant component) */
1569 <         if ((err = SDsampBSDF(&bsdfVal, nd.vray, xi2,
1569 >         if ((err = SDsampBSDF(&bsdfVal, nd.vray, pmapRandom(scatterState),
1570                                 SDsampDf | SDsampT, nd.sd)))
1571              objerror(mat, USER, transSDError(err));
1572          
# Line 1860 | Line 1575 | static int bsdfPhotonScatter (OBJREC *mat, RAY *rayIn)
1575           multcolor(bsdfRGB, rayIn -> pcol);
1576           addcolor(bsdfRGB, nd.tdiff);      
1577           flipsurface(rayIn);  /* Necessary? */
1578 +         nd.thick = -nd.thick;
1579           photonRay(rayIn, &rayOut, PMAP_DIFFTRANS, bsdfRGB);
1580 +         transmitted = 1;
1581        }
1582  
1583        else if ((xi -= prSpecSD) <= 0) {
1584           /* Non-diffuse ("specular") SDF reflection */
1585 <         if ((err = SDsampBSDF(&bsdfVal, nd.vray, xi2,
1585 >         if ((err = SDsampBSDF(&bsdfVal, nd.vray, pmapRandom(scatterState),
1586                                 SDsampSp | SDsampR, nd.sd)))
1587              objerror(mat, USER, transSDError(err));
1588          
# Line 1875 | Line 1592 | static int bsdfPhotonScatter (OBJREC *mat, RAY *rayIn)
1592        
1593        else {
1594           /* Non-diffuse ("specular") SDF transmission */
1595 <         if ((err = SDsampBSDF(&bsdfVal, nd.vray, xi2,
1595 >         if ((err = SDsampBSDF(&bsdfVal, nd.vray, pmapRandom(scatterState),
1596                                 SDsampSp | SDsampT, nd.sd)))
1597              objerror(mat, USER, transSDError(err));
1598  
# Line 1883 | Line 1600 | static int bsdfPhotonScatter (OBJREC *mat, RAY *rayIn)
1600           ccy2rgb(&bsdfVal.spec, bsdfVal.cieY, bsdfRGB);
1601           multcolor(bsdfRGB, rayIn -> pcol);
1602           flipsurface(rayIn);  /* Necessary? */
1603 +         nd.thick = -nd.thick;
1604           photonRay(rayIn, &rayOut, PMAP_SPECTRANS, bsdfRGB);
1605 +         transmitted = 1;
1606        }      
1607        
1608        /* Xform outgoing dir to world coords */
# Line 1896 | Line 1615 | static int bsdfPhotonScatter (OBJREC *mat, RAY *rayIn)
1615     /* Clean up */
1616     SDfreeCache(nd.sd);
1617  
1618 +   /* Need to offset ray origin to get past detail geometry? */
1619 +   if (transmitted && nd.thick != 0)
1620 +      VSUM(rayOut.rorg, rayOut.rorg, rayIn -> ron, -nd.thick);
1621 +
1622     tracePhoton(&rayOut);
1623     return 0;
1624   }
1902 #endif
1625  
1626  
1627  

Diff Legend

Removed lines
+ Added lines
< Changed lines
> Changed lines