Cycles code refactor: add motion sampled normals attribute.
[blender-staging.git] / intern / cycles / kernel / kernel_types.h
1 /*
2  * Copyright 2011-2013 Blender Foundation
3  *
4  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
5  * you may not use this file except in compliance with the License.
6  * You may obtain a copy of the License at
7  *
8  * http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
9  *
10  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
11  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
12  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
13  * See the License for the specific language governing permissions and
14  * limitations under the License
15  */
16
17 #ifndef __KERNEL_TYPES_H__
18 #define __KERNEL_TYPES_H__
19
20 #include "kernel_math.h"
21 #include "svm/svm_types.h"
22
23 #ifndef __KERNEL_GPU__
24 #define __KERNEL_CPU__
25 #endif
26
27 CCL_NAMESPACE_BEGIN
28
29 /* constants */
30 #define OBJECT_SIZE             11
31 #define OBJECT_VECTOR_SIZE      6
32 #define LIGHT_SIZE                      4
33 #define FILTER_TABLE_SIZE       256
34 #define RAMP_TABLE_SIZE         256
35 #define PARTICLE_SIZE           5
36 #define TIME_INVALID            FLT_MAX
37
38 #define BSSRDF_MIN_RADIUS                       1e-8f
39 #define BSSRDF_MAX_HITS                         4
40
41 #define BB_DRAPPER                              800.0f
42 #define BB_MAX_TABLE_RANGE              12000.0f
43 #define BB_TABLE_XPOWER                 1.5f
44 #define BB_TABLE_YPOWER                 5.0f
45 #define BB_TABLE_SPACING                2.0f
46
47 #define TEX_NUM_FLOAT_IMAGES    5
48
49 #define SHADER_NO_ID                    -1
50
51 #define VOLUME_STACK_SIZE               16
52
53 /* device capabilities */
54 #ifdef __KERNEL_CPU__
55 #define __KERNEL_SHADING__
56 #define __KERNEL_ADV_SHADING__
57 #define __BRANCHED_PATH__
58 #ifdef WITH_OSL
59 #define __OSL__
60 #endif
61 #define __SUBSURFACE__
62 #define __CMJ__
63 #define __VOLUME__
64 #endif
65
66 #ifdef __KERNEL_CUDA__
67 #define __KERNEL_SHADING__
68 #define __KERNEL_ADV_SHADING__
69 #if __CUDA_ARCH__ != 300
70 #define __BRANCHED_PATH__
71 #endif
72 //#define __VOLUME__
73 #endif
74
75 #ifdef __KERNEL_OPENCL__
76
77 /* keep __KERNEL_ADV_SHADING__ in sync with opencl_kernel_use_advanced_shading! */
78
79 #ifdef __KERNEL_OPENCL_NVIDIA__
80 #define __KERNEL_SHADING__
81 #define __KERNEL_ADV_SHADING__
82 #endif
83
84 #ifdef __KERNEL_OPENCL_APPLE__
85 #define __KERNEL_SHADING__
86 //#define __KERNEL_ADV_SHADING__
87 #endif
88
89 #ifdef __KERNEL_OPENCL_AMD__
90 #define __SVM__
91 #define __EMISSION__
92 #define __IMAGE_TEXTURES__
93 #define __PROCEDURAL_TEXTURES__
94 #define __EXTRA_NODES__
95 #define __HOLDOUT__
96 #define __NORMAL_MAP__
97 //#define __BACKGROUND_MIS__
98 //#define __LAMP_MIS__
99 //#define __AO__
100 //#define __ANISOTROPIC__
101 //#define __CAMERA_MOTION__
102 //#define __OBJECT_MOTION__
103 //#define __HAIR__
104 //#define __MULTI_CLOSURE__
105 //#define __TRANSPARENT_SHADOWS__
106 //#define __PASSES__
107 #endif
108
109 #ifdef __KERNEL_OPENCL_INTEL_CPU__
110 #define __KERNEL_SHADING__
111 #define __KERNEL_ADV_SHADING__
112 #endif
113
114 #endif
115
116 /* kernel features */
117 #define __SOBOL__
118 #define __INSTANCING__
119 #define __DPDU__
120 #define __UV__
121 #define __BACKGROUND__
122 #define __CAUSTICS_TRICKS__
123 #define __VISIBILITY_FLAG__
124 #define __RAY_DIFFERENTIALS__
125 #define __CAMERA_CLIPPING__
126 #define __INTERSECTION_REFINE__
127 #define __CLAMP_SAMPLE__
128
129 #ifdef __KERNEL_SHADING__
130 #define __SVM__
131 #define __EMISSION__
132 #define __PROCEDURAL_TEXTURES__
133 #define __IMAGE_TEXTURES__
134 #define __EXTRA_NODES__
135 #define __HOLDOUT__
136 #define __NORMAL_MAP__
137 #endif
138
139 #ifdef __KERNEL_ADV_SHADING__
140 #define __MULTI_CLOSURE__
141 #define __TRANSPARENT_SHADOWS__
142 #define __PASSES__
143 #define __BACKGROUND_MIS__
144 #define __LAMP_MIS__
145 #define __AO__
146 #define __ANISOTROPIC__
147 #define __CAMERA_MOTION__
148 #define __OBJECT_MOTION__
149 #define __HAIR__
150 #endif
151
152 /* Sanity check */
153
154 #if defined(__KERNEL_OPENCL_NEED_ADVANCED_SHADING__) && !defined(__MULTI_CLOSURE__)
155 #error "OpenCL: mismatch between advanced shading flags in device_opencl.cpp and kernel_types.h"
156 #endif
157
158 /* Random Numbers */
159
160 typedef uint RNG;
161
162 /* Shader Evaluation */
163
164 typedef enum ShaderEvalType {
165         SHADER_EVAL_DISPLACE,
166         SHADER_EVAL_BACKGROUND
167 } ShaderEvalType;
168
169 /* Path Tracing
170  * note we need to keep the u/v pairs at even values */
171
172 enum PathTraceDimension {
173         PRNG_FILTER_U = 0,
174         PRNG_FILTER_V = 1,
175         PRNG_LENS_U = 2,
176         PRNG_LENS_V = 3,
177 #ifdef __CAMERA_MOTION__
178         PRNG_TIME = 4,
179         PRNG_UNUSED_0 = 5,
180         PRNG_UNUSED_1 = 6,      /* for some reason (6, 7) is a bad sobol pattern */
181         PRNG_UNUSED_2 = 7,  /* with a low number of samples (< 64) */
182         PRNG_BASE_NUM = 8,
183 #else
184         PRNG_BASE_NUM = 4,
185 #endif
186
187         PRNG_BSDF_U = 0,
188         PRNG_BSDF_V = 1,
189         PRNG_BSDF = 2,
190         PRNG_LIGHT = 3,
191         PRNG_LIGHT_U = 4,
192         PRNG_LIGHT_V = 5,
193         PRNG_LIGHT_F = 6,
194         PRNG_TERMINATE = 7,
195
196 #ifdef __VOLUME__
197         PRNG_PHASE_U = 8,
198         PRNG_PHASE_V = 9,
199         PRNG_PHASE = 10,
200         PRNG_SCATTER_DISTANCE = 11,
201         PRNG_BOUNCE_NUM = 12,
202 #else
203         PRNG_BOUNCE_NUM = 8,
204 #endif
205 };
206
207 enum SamplingPattern {
208         SAMPLING_PATTERN_SOBOL = 0,
209         SAMPLING_PATTERN_CMJ = 1
210 };
211
212 /* these flags values correspond to raytypes in osl.cpp, so keep them in sync!
213  *
214  * for ray visibility tests in BVH traversal, the upper 20 bits are used for
215  * layer visibility tests. */
216
217 enum PathRayFlag {
218         PATH_RAY_CAMERA = 1,
219         PATH_RAY_REFLECT = 2,
220         PATH_RAY_TRANSMIT = 4,
221         PATH_RAY_DIFFUSE = 8,
222         PATH_RAY_GLOSSY = 16,
223         PATH_RAY_SINGULAR = 32,
224         PATH_RAY_TRANSPARENT = 64,
225
226         PATH_RAY_SHADOW_OPAQUE = 128,
227         PATH_RAY_SHADOW_TRANSPARENT = 256,
228         PATH_RAY_SHADOW = (PATH_RAY_SHADOW_OPAQUE|PATH_RAY_SHADOW_TRANSPARENT),
229
230         PATH_RAY_CURVE = 512, /* visibility flag to define curve segments*/
231
232         /* note that these can use maximum 12 bits, the other are for layers */
233         PATH_RAY_ALL_VISIBILITY = (1|2|4|8|16|32|64|128|256|512),
234
235         PATH_RAY_MIS_SKIP = 1024,
236         PATH_RAY_DIFFUSE_ANCESTOR = 2048,
237         PATH_RAY_GLOSSY_ANCESTOR = 4096,
238         PATH_RAY_BSSRDF_ANCESTOR = 8192,
239         PATH_RAY_SINGLE_PASS_DONE = 16384,
240         PATH_RAY_VOLUME_SCATTER = 32768,
241
242         /* we need layer member flags to be the 20 upper bits */
243         PATH_RAY_LAYER_SHIFT = (32-20)
244 };
245
246 /* Closure Label */
247
248 typedef enum ClosureLabel {
249         LABEL_NONE = 0,
250         LABEL_TRANSMIT = 1,
251         LABEL_REFLECT = 2,
252         LABEL_DIFFUSE = 4,
253         LABEL_GLOSSY = 8,
254         LABEL_SINGULAR = 16,
255         LABEL_TRANSPARENT = 32,
256         LABEL_VOLUME_SCATTER = 64,
257 } ClosureLabel;
258
259 /* Render Passes */
260
261 typedef enum PassType {
262         PASS_NONE = 0,
263         PASS_COMBINED = 1,
264         PASS_DEPTH = 2,
265         PASS_NORMAL = 4,
266         PASS_UV = 8,
267         PASS_OBJECT_ID = 16,
268         PASS_MATERIAL_ID = 32,
269         PASS_DIFFUSE_COLOR = 64,
270         PASS_GLOSSY_COLOR = 128,
271         PASS_TRANSMISSION_COLOR = 256,
272         PASS_DIFFUSE_INDIRECT = 512,
273         PASS_GLOSSY_INDIRECT = 1024,
274         PASS_TRANSMISSION_INDIRECT = 2048,
275         PASS_DIFFUSE_DIRECT = 4096,
276         PASS_GLOSSY_DIRECT = 8192,
277         PASS_TRANSMISSION_DIRECT = 16384,
278         PASS_EMISSION = 32768,
279         PASS_BACKGROUND = 65536,
280         PASS_AO = 131072,
281         PASS_SHADOW = 262144,
282         PASS_MOTION = 524288,
283         PASS_MOTION_WEIGHT = 1048576,
284         PASS_MIST = 2097152,
285         PASS_SUBSURFACE_DIRECT = 4194304,
286         PASS_SUBSURFACE_INDIRECT = 8388608,
287         PASS_SUBSURFACE_COLOR = 16777216
288 } PassType;
289
290 #define PASS_ALL (~0)
291
292 #ifdef __PASSES__
293
294 typedef struct PathRadiance {
295         int use_light_pass;
296
297         float3 emission;
298         float3 background;
299         float3 ao;
300
301         float3 indirect;
302         float3 direct_throughput;
303         float3 direct_emission;
304
305         float3 color_diffuse;
306         float3 color_glossy;
307         float3 color_transmission;
308         float3 color_subsurface;
309
310         float3 direct_diffuse;
311         float3 direct_glossy;
312         float3 direct_transmission;
313         float3 direct_subsurface;
314
315         float3 indirect_diffuse;
316         float3 indirect_glossy;
317         float3 indirect_transmission;
318         float3 indirect_subsurface;
319
320         float3 path_diffuse;
321         float3 path_glossy;
322         float3 path_transmission;
323         float3 path_subsurface;
324
325         float4 shadow;
326         float mist;
327 } PathRadiance;
328
329 typedef struct BsdfEval {
330         int use_light_pass;
331
332         float3 diffuse;
333         float3 glossy;
334         float3 transmission;
335         float3 transparent;
336         float3 subsurface;
337 } BsdfEval;
338
339 #else
340
341 typedef float3 PathRadiance;
342 typedef float3 BsdfEval;
343
344 #endif
345
346 /* Shader Flag */
347
348 typedef enum ShaderFlag {
349         SHADER_SMOOTH_NORMAL = (1 << 31),
350         SHADER_CAST_SHADOW = (1 << 30),
351         SHADER_AREA_LIGHT = (1 << 29),
352         SHADER_USE_MIS = (1 << 28),
353         SHADER_EXCLUDE_DIFFUSE = (1 << 27),
354         SHADER_EXCLUDE_GLOSSY = (1 << 26),
355         SHADER_EXCLUDE_TRANSMIT = (1 << 25),
356         SHADER_EXCLUDE_CAMERA = (1 << 24),
357         SHADER_EXCLUDE_ANY = (SHADER_EXCLUDE_DIFFUSE|SHADER_EXCLUDE_GLOSSY|SHADER_EXCLUDE_TRANSMIT|SHADER_EXCLUDE_CAMERA),
358
359         SHADER_MASK = ~(SHADER_SMOOTH_NORMAL|SHADER_CAST_SHADOW|SHADER_AREA_LIGHT|SHADER_USE_MIS|SHADER_EXCLUDE_ANY)
360 } ShaderFlag;
361
362 /* Light Type */
363
364 typedef enum LightType {
365         LIGHT_POINT,
366         LIGHT_DISTANT,
367         LIGHT_BACKGROUND,
368         LIGHT_AREA,
369         LIGHT_AO,
370         LIGHT_SPOT,
371         LIGHT_TRIANGLE,
372         LIGHT_STRAND
373 } LightType;
374
375 /* Camera Type */
376
377 enum CameraType {
378         CAMERA_PERSPECTIVE,
379         CAMERA_ORTHOGRAPHIC,
380         CAMERA_PANORAMA
381 };
382
383 /* Panorama Type */
384
385 enum PanoramaType {
386         PANORAMA_EQUIRECTANGULAR,
387         PANORAMA_FISHEYE_EQUIDISTANT,
388         PANORAMA_FISHEYE_EQUISOLID
389 };
390
391 /* Differential */
392
393 typedef struct differential3 {
394         float3 dx;
395         float3 dy;
396 } differential3;
397
398 typedef struct differential {
399         float dx;
400         float dy;
401 } differential;
402
403 /* Ray */
404
405 typedef struct Ray {
406         float3 P;               /* origin */
407         float3 D;               /* direction */
408         float t;                /* length of the ray */
409         float time;             /* time (for motion blur) */
410
411 #ifdef __RAY_DIFFERENTIALS__
412         differential3 dP;
413         differential3 dD;
414 #endif
415 } Ray;
416
417 /* Intersection */
418
419 typedef struct Intersection {
420         float t, u, v;
421         int prim;
422         int object;
423         int type;
424 } Intersection;
425
426 /* Primitives */
427
428 typedef enum PrimitiveType {
429         PRIMITIVE_NONE = 0,
430         PRIMITIVE_TRIANGLE = 1,
431         PRIMITIVE_MOTION_TRIANGLE = 2,
432         PRIMITIVE_CURVE = 4,
433         PRIMITIVE_MOTION_CURVE = 8,
434
435         PRIMITIVE_ALL_TRIANGLE = (PRIMITIVE_TRIANGLE|PRIMITIVE_MOTION_TRIANGLE),
436         PRIMITIVE_ALL_CURVE = (PRIMITIVE_CURVE|PRIMITIVE_MOTION_CURVE),
437         PRIMITIVE_ALL_MOTION = (PRIMITIVE_MOTION_TRIANGLE|PRIMITIVE_MOTION_CURVE),
438         PRIMITIVE_ALL = (PRIMITIVE_ALL_TRIANGLE|PRIMITIVE_ALL_CURVE)
439 } PrimitiveType;
440
441 #define PRIMITIVE_PACK_SEGMENT(type, segment) ((segment << 16) | type)
442 #define PRIMITIVE_UNPACK_SEGMENT(type) (type >> 16)
443
444 /* Attributes */
445
446 #define ATTR_PRIM_TYPES         2
447 #define ATTR_PRIM_CURVE         1
448
449 typedef enum AttributeElement {
450         ATTR_ELEMENT_NONE,
451         ATTR_ELEMENT_OBJECT,
452         ATTR_ELEMENT_MESH,
453         ATTR_ELEMENT_FACE,
454         ATTR_ELEMENT_VERTEX,
455         ATTR_ELEMENT_VERTEX_MOTION,
456         ATTR_ELEMENT_CORNER,
457         ATTR_ELEMENT_CURVE,
458         ATTR_ELEMENT_CURVE_KEY,
459         ATTR_ELEMENT_CURVE_KEY_MOTION
460 } AttributeElement;
461
462 typedef enum AttributeStandard {
463         ATTR_STD_NONE = 0,
464         ATTR_STD_VERTEX_NORMAL,
465         ATTR_STD_FACE_NORMAL,
466         ATTR_STD_UV,
467         ATTR_STD_UV_TANGENT,
468         ATTR_STD_UV_TANGENT_SIGN,
469         ATTR_STD_GENERATED,
470         ATTR_STD_GENERATED_TRANSFORM,
471         ATTR_STD_POSITION_UNDEFORMED,
472         ATTR_STD_POSITION_UNDISPLACED,
473         ATTR_STD_MOTION_VERTEX_POSITION,
474         ATTR_STD_MOTION_VERTEX_NORMAL,
475         ATTR_STD_PARTICLE,
476         ATTR_STD_CURVE_INTERCEPT,
477         ATTR_STD_PTEX_FACE_ID,
478         ATTR_STD_PTEX_UV,
479         ATTR_STD_NUM,
480
481         ATTR_STD_NOT_FOUND = ~0
482 } AttributeStandard;
483
484 /* Closure data */
485
486 #define MAX_CLOSURE 64
487
488 typedef struct ShaderClosure {
489         ClosureType type;
490         float3 weight;
491
492 #ifdef __MULTI_CLOSURE__
493         float sample_weight;
494 #endif
495
496         float data0;
497         float data1;
498
499         float3 N;
500 #if defined(__ANISOTROPIC__) || defined(__SUBSURFACE__) || defined(__HAIR__)
501         float3 T;
502 #endif
503
504 #ifdef __HAIR__
505         float offset;
506 #endif
507
508 #ifdef __OSL__
509         void *prim;
510 #endif
511 } ShaderClosure;
512
513 /* Shader Context
514  *
515  * For OSL we recycle a fixed number of contexts for speed */
516
517 typedef enum ShaderContext {
518         SHADER_CONTEXT_MAIN = 0,
519         SHADER_CONTEXT_INDIRECT = 1,
520         SHADER_CONTEXT_EMISSION = 2,
521         SHADER_CONTEXT_SHADOW = 3,
522         SHADER_CONTEXT_SSS = 4,
523         SHADER_CONTEXT_VOLUME = 5,
524         SHADER_CONTEXT_NUM = 6
525 } ShaderContext;
526
527 /* Shader Data
528  *
529  * Main shader state at a point on the surface or in a volume. All coordinates
530  * are in world space. */
531
532 enum ShaderDataFlag {
533         /* runtime flags */
534         SD_BACKFACING = 1,              /* backside of surface? */
535         SD_EMISSION = 2,                /* have emissive closure? */
536         SD_BSDF = 4,                    /* have bsdf closure? */
537         SD_BSDF_HAS_EVAL = 8,   /* have non-singular bsdf closure? */
538         SD_PHASE_HAS_EVAL = 8,  /* have non-singular phase closure? */
539         SD_BSDF_GLOSSY = 16,    /* have glossy bsdf */
540         SD_BSSRDF = 32,                 /* have bssrdf */
541         SD_HOLDOUT = 64,                /* have holdout closure? */
542         SD_ABSORPTION = 128,    /* have volume absorption closure? */
543         SD_SCATTER = 256,               /* have volume phase closure? */
544         SD_AO = 512,                    /* have ao closure? */
545         SD_TRANSPARENT = 1024,  /* have transparent closure? */
546
547         SD_CLOSURE_FLAGS = (SD_EMISSION|SD_BSDF|SD_BSDF_HAS_EVAL|SD_BSDF_GLOSSY|SD_BSSRDF|SD_HOLDOUT|SD_ABSORPTION|SD_SCATTER|SD_AO),
548
549         /* shader flags */
550         SD_USE_MIS = 2048,                                      /* direct light sample */
551         SD_HAS_TRANSPARENT_SHADOW = 4096,       /* has transparent shadow */
552         SD_HAS_VOLUME = 8192,                           /* has volume shader */
553         SD_HAS_ONLY_VOLUME = 16384,                     /* has only volume shader, no surface */
554         SD_HETEROGENEOUS_VOLUME = 32768,        /* has heterogeneous volume */
555         SD_HAS_BSSRDF_BUMP = 65536,                     /* bssrdf normal uses bump */
556
557         SD_SHADER_FLAGS = (SD_USE_MIS|SD_HAS_TRANSPARENT_SHADOW|SD_HAS_VOLUME|SD_HAS_ONLY_VOLUME|SD_HETEROGENEOUS_VOLUME|SD_HAS_BSSRDF_BUMP),
558
559         /* object flags */
560         SD_HOLDOUT_MASK = 131072,                       /* holdout for camera rays */
561         SD_OBJECT_MOTION = 262144,                      /* has object motion blur */
562         SD_TRANSFORM_APPLIED = 524288,          /* vertices have transform applied */
563
564         SD_OBJECT_FLAGS = (SD_HOLDOUT_MASK|SD_OBJECT_MOTION|SD_TRANSFORM_APPLIED)
565 };
566
567 struct KernelGlobals;
568
569 typedef struct ShaderData {
570         /* position */
571         float3 P;
572         /* smooth normal for shading */
573         float3 N;
574         /* true geometric normal */
575         float3 Ng;
576         /* view/incoming direction */
577         float3 I;
578         /* shader id */
579         int shader;
580         /* booleans describing shader, see ShaderDataFlag */
581         int flag;
582
583         /* primitive id if there is one, ~0 otherwise */
584         int prim;
585
586         /* combined type and curve segment for hair */
587         int type;
588
589         /* parametric coordinates
590          * - barycentric weights for triangles */
591         float u, v;
592         /* object id if there is one, ~0 otherwise */
593         int object;
594
595         /* motion blur sample time */
596         float time;
597         
598         /* length of the ray being shaded */
599         float ray_length;
600         
601         /* ray bounce depth */
602         int ray_depth;
603
604 #ifdef __RAY_DIFFERENTIALS__
605         /* differential of P. these are orthogonal to Ng, not N */
606         differential3 dP;
607         /* differential of I */
608         differential3 dI;
609         /* differential of u, v */
610         differential du;
611         differential dv;
612 #endif
613 #ifdef __DPDU__
614         /* differential of P w.r.t. parametric coordinates. note that dPdu is
615          * not readily suitable as a tangent for shading on triangles. */
616         float3 dPdu, dPdv;
617 #endif
618
619 #ifdef __OBJECT_MOTION__
620         /* object <-> world space transformations, cached to avoid
621          * re-interpolating them constantly for shading */
622         Transform ob_tfm;
623         Transform ob_itfm;
624 #endif
625
626 #ifdef __MULTI_CLOSURE__
627         /* Closure data, we store a fixed array of closures */
628         ShaderClosure closure[MAX_CLOSURE];
629         int num_closure;
630         float randb_closure;
631 #else
632         /* Closure data, with a single sampled closure for low memory usage */
633         ShaderClosure closure;
634 #endif
635
636         /* ray start position, only set for backgrounds */
637         float3 ray_P;
638         differential3 ray_dP;
639
640 #ifdef __OSL__
641         struct KernelGlobals *osl_globals;
642 #endif
643 } ShaderData;
644
645 /* Path State */
646
647 #ifdef __VOLUME__
648 typedef struct VolumeStack {
649         int object;
650         int shader;
651 } VolumeStack;
652 #endif
653
654 typedef struct PathState {
655         /* see enum PathRayFlag */
656         int flag;          
657
658         /* random number generator state */
659         int rng_offset;    /* dimension offset */
660         int sample;        /* path sample number */
661         int num_samples;   /* total number of times this path will be sampled */
662
663         /* bounce counting */
664         int bounce;
665         int diffuse_bounce;
666         int glossy_bounce;
667         int transmission_bounce;
668         int transparent_bounce;
669
670         /* multiple importance sampling */
671         float min_ray_pdf; /* smallest bounce pdf over entire path up to now */
672         float ray_pdf;     /* last bounce pdf */
673 #ifdef __LAMP_MIS__
674         float ray_t;       /* accumulated distance through transparent surfaces */
675 #endif
676
677         /* volume rendering */
678 #ifdef __VOLUME__
679         int volume_bounce;
680         RNG rng_congruential;
681         VolumeStack volume_stack[VOLUME_STACK_SIZE];
682 #endif
683 } PathState;
684
685 /* Constant Kernel Data
686  *
687  * These structs are passed from CPU to various devices, and the struct layout
688  * must match exactly. Structs are padded to ensure 16 byte alignment, and we
689  * do not use float3 because its size may not be the same on all devices. */
690
691 typedef struct KernelCamera {
692         /* type */
693         int type;
694
695         /* panorama */
696         int panorama_type;
697         float fisheye_fov;
698         float fisheye_lens;
699
700         /* matrices */
701         Transform cameratoworld;
702         Transform rastertocamera;
703
704         /* differentials */
705         float4 dx;
706         float4 dy;
707
708         /* depth of field */
709         float aperturesize;
710         float blades;
711         float bladesrotation;
712         float focaldistance;
713
714         /* motion blur */
715         float shuttertime;
716         int have_motion;
717
718         /* clipping */
719         float nearclip;
720         float cliplength;
721
722         /* sensor size */
723         float sensorwidth;
724         float sensorheight;
725
726         /* render size */
727         float width, height;
728         int resolution;
729         int pad1;
730         int pad2;
731         int pad3;
732
733         /* more matrices */
734         Transform screentoworld;
735         Transform rastertoworld;
736         /* work around cuda sm 2.0 crash, this seems to
737          * cross some limit in combination with motion 
738          * Transform ndctoworld; */
739         Transform worldtoscreen;
740         Transform worldtoraster;
741         Transform worldtondc;
742         Transform worldtocamera;
743
744         MotionTransform motion;
745 } KernelCamera;
746
747 typedef struct KernelFilm {
748         float exposure;
749         int pass_flag;
750         int pass_stride;
751         int use_light_pass;
752
753         int pass_combined;
754         int pass_depth;
755         int pass_normal;
756         int pass_motion;
757
758         int pass_motion_weight;
759         int pass_uv;
760         int pass_object_id;
761         int pass_material_id;
762
763         int pass_diffuse_color;
764         int pass_glossy_color;
765         int pass_transmission_color;
766         int pass_subsurface_color;
767         
768         int pass_diffuse_indirect;
769         int pass_glossy_indirect;
770         int pass_transmission_indirect;
771         int pass_subsurface_indirect;
772         
773         int pass_diffuse_direct;
774         int pass_glossy_direct;
775         int pass_transmission_direct;
776         int pass_subsurface_direct;
777         
778         int pass_emission;
779         int pass_background;
780         int pass_ao;
781         float pass_alpha_threshold;
782
783         int pass_shadow;
784         float pass_shadow_scale;
785         int filter_table_offset;
786         int pass_pad2;
787
788         int pass_mist;
789         float mist_start;
790         float mist_inv_depth;
791         float mist_falloff;
792 } KernelFilm;
793
794 typedef struct KernelBackground {
795         /* only shader index */
796         int surface_shader;
797         int volume_shader;
798         int transparent;
799         int pad;
800
801         /* ambient occlusion */
802         float ao_factor;
803         float ao_distance;
804         float ao_pad1, ao_pad2;
805 } KernelBackground;
806
807 typedef struct KernelIntegrator {
808         /* emission */
809         int use_direct_light;
810         int use_ambient_occlusion;
811         int num_distribution;
812         int num_all_lights;
813         float pdf_triangles;
814         float pdf_lights;
815         float inv_pdf_lights;
816         int pdf_background_res;
817
818         /* bounces */
819         int min_bounce;
820         int max_bounce;
821
822         int max_diffuse_bounce;
823         int max_glossy_bounce;
824         int max_transmission_bounce;
825         int max_volume_bounce;
826
827         /* transparent */
828         int transparent_min_bounce;
829         int transparent_max_bounce;
830         int transparent_shadows;
831
832         /* caustics */
833         int no_caustics;
834         float filter_glossy;
835
836         /* seed */
837         int seed;
838
839         /* render layer */
840         int layer_flag;
841
842         /* clamp */
843         float sample_clamp_direct;
844         float sample_clamp_indirect;
845
846         /* branched path */
847         int branched;
848         int diffuse_samples;
849         int glossy_samples;
850         int transmission_samples;
851         int ao_samples;
852         int mesh_light_samples;
853         int subsurface_samples;
854         int sample_all_lights_direct;
855         int sample_all_lights_indirect;
856
857         /* mis */
858         int use_lamp_mis;
859
860         /* sampler */
861         int sampling_pattern;
862         int aa_samples;
863
864         /* volume render */
865         int volume_homogeneous_sampling;
866         int use_volumes;
867         int volume_max_steps;
868         float volume_step_size;
869         int volume_samples;
870 } KernelIntegrator;
871
872 typedef struct KernelBVH {
873         /* root node */
874         int root;
875         int attributes_map_stride;
876         int have_motion;
877         int have_curves;
878         int have_instancing;
879
880         int pad1, pad2, pad3;
881 } KernelBVH;
882
883 typedef enum CurveFlag {
884         /* runtime flags */
885         CURVE_KN_BACKFACING = 1,                                /* backside of cylinder? */
886         CURVE_KN_ENCLOSEFILTER = 2,                             /* don't consider strands surrounding start point? */
887         CURVE_KN_INTERPOLATE = 4,                               /* render as a curve? */
888         CURVE_KN_ACCURATE = 8,                                  /* use accurate intersections test? */
889         CURVE_KN_INTERSECTCORRECTION = 16,              /* correct for width after determing closest midpoint? */
890         CURVE_KN_TRUETANGENTGNORMAL = 32,               /* use tangent normal for geometry? */
891         CURVE_KN_RIBBONS = 64,                                  /* use flat curve ribbons */
892 } CurveFlag;
893
894 typedef struct KernelCurves {
895         /* strand intersect and normal parameters - many can be changed to flags */
896         int curveflags;
897         int subdivisions;
898
899         float minimum_width;
900         float maximum_width;
901 } KernelCurves;
902
903 typedef struct KernelBlackbody {
904         int table_offset;
905         int pad1, pad2, pad3;
906 } KernelBlackbody;
907
908
909 typedef struct KernelData {
910         KernelCamera cam;
911         KernelFilm film;
912         KernelBackground background;
913         KernelIntegrator integrator;
914         KernelBVH bvh;
915         KernelCurves curve;
916         KernelBlackbody blackbody;
917 } KernelData;
918
919 CCL_NAMESPACE_END
920
921 #endif /*  __KERNEL_TYPES_H__ */
922