Cycles OSL minor optimizations: recycle shading context, don't do memory
[blender.git] / intern / cycles / kernel / kernel_emission.h
1 /*
2  * Copyright 2011, Blender Foundation.
3  *
4  * This program is free software; you can redistribute it and/or
5  * modify it under the terms of the GNU General Public License
6  * as published by the Free Software Foundation; either version 2
7  * of the License, or (at your option) any later version.
8  *
9  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
12  * GNU General Public License for more details.
13  *
14  * You should have received a copy of the GNU General Public License
15  * along with this program; if not, write to the Free Software Foundation,
16  * Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301, USA.
17  */
18
19 CCL_NAMESPACE_BEGIN
20
21 /* Direction Emission */
22
23 __device float3 direct_emissive_eval(KernelGlobals *kg, float rando,
24         LightSample *ls, float u, float v, float3 I, float t, float time)
25 {
26         /* setup shading at emitter */
27         ShaderData sd;
28         float3 eval;
29
30 #ifdef __BACKGROUND_MIS__
31         if(ls->type == LIGHT_BACKGROUND) {
32                 Ray ray;
33                 ray.D = ls->D;
34                 ray.P = ls->P;
35                 ray.t = 1.0f;
36 #ifdef __OBJECT_MOTION__
37                 ray.time = time;
38 #endif
39                 ray.dP.dx = make_float3(0.0f, 0.0f, 0.0f);
40                 ray.dP.dy = make_float3(0.0f, 0.0f, 0.0f);
41 #ifdef __CAMERA_MOTION__
42                 ray.time = time;
43 #endif
44                 shader_setup_from_background(kg, &sd, &ray);
45                 eval = shader_eval_background(kg, &sd, 0, SHADER_CONTEXT_EMISSION);
46         }
47         else
48 #endif
49         {
50                 shader_setup_from_sample(kg, &sd, ls->P, ls->Ng, I, ls->shader, ls->object, ls->prim, u, v, t, time);
51                 ls->Ng = sd.Ng;
52
53                 /* no path flag, we're evaluating this for all closures. that's weak but
54                  * we'd have to do multiple evaluations otherwise */
55                 shader_eval_surface(kg, &sd, rando, 0, SHADER_CONTEXT_EMISSION);
56
57                 /* evaluate emissive closure */
58                 if(sd.flag & SD_EMISSION)
59                         eval = shader_emissive_eval(kg, &sd);
60                 else
61                         eval = make_float3(0.0f, 0.0f, 0.0f);
62         }
63
64         shader_release(kg, &sd);
65
66         return eval;
67 }
68
69 __device bool direct_emission(KernelGlobals *kg, ShaderData *sd, int lindex,
70         float randt, float rando, float randu, float randv, Ray *ray, BsdfEval *eval,
71         bool *is_lamp)
72 {
73         LightSample ls;
74
75         float pdf = -1.0f;
76
77 #ifdef __NON_PROGRESSIVE__
78         if(lindex != -1) {
79                 /* sample position on a specified light */
80                 light_select(kg, lindex, randu, randv, sd->P, &ls, &pdf);
81         }
82         else
83 #endif
84         {
85                 /* sample a light and position on int */
86                 light_sample(kg, randt, randu, randv, sd->time, sd->P, &ls, &pdf);
87         }
88
89         /* compute pdf */
90         if(pdf < 0.0f)
91                 pdf = light_sample_pdf(kg, &ls, -ls.D, ls.t);
92
93         if(pdf == 0.0f)
94                 return false;
95
96         /* evaluate closure */
97         float3 light_eval = direct_emissive_eval(kg, rando, &ls, randu, randv, -ls.D, ls.t, sd->time);
98
99         if(is_zero(light_eval))
100                 return false;
101
102         /* todo: use visbility flag to skip lights */
103
104         /* evaluate BSDF at shading point */
105         float bsdf_pdf;
106
107         shader_bsdf_eval(kg, sd, ls.D, eval, &bsdf_pdf);
108
109         if(ls.prim != ~0 || ls.type == LIGHT_BACKGROUND) {
110                 /* multiple importance sampling */
111                 float mis_weight = power_heuristic(pdf, bsdf_pdf);
112                 light_eval *= mis_weight;
113         }
114         
115         bsdf_eval_mul(eval, light_eval*(ls.eval_fac/pdf));
116
117         if(bsdf_eval_is_zero(eval))
118                 return false;
119
120         if(ls.shader & SHADER_CAST_SHADOW) {
121                 /* setup ray */
122                 bool transmit = (dot(sd->Ng, ls.D) < 0.0f);
123                 ray->P = ray_offset(sd->P, (transmit)? -sd->Ng: sd->Ng);
124
125                 if(ls.t == FLT_MAX) {
126                         /* distant light */
127                         ray->D = ls.D;
128                         ray->t = ls.t;
129                 }
130                 else {
131                         /* other lights, avoid self-intersection */
132                         ray->D = ray_offset(ls.P, ls.Ng) - ray->P;
133                         ray->D = normalize_len(ray->D, &ray->t);
134                 }
135         }
136         else {
137                 /* signal to not cast shadow ray */
138                 ray->t = 0.0f;
139         }
140
141         *is_lamp = (ls.prim == ~0);
142
143         return true;
144 }
145
146 /* Indirect Emission */
147
148 __device float3 indirect_emission(KernelGlobals *kg, ShaderData *sd, float t, int path_flag, float bsdf_pdf)
149 {
150         /* evaluate emissive closure */
151         float3 L = shader_emissive_eval(kg, sd);
152
153         if(!(path_flag & PATH_RAY_MIS_SKIP) && (sd->flag & SD_SAMPLE_AS_LIGHT)) {
154                 /* multiple importance sampling, get triangle light pdf,
155                  * and compute weight with respect to BSDF pdf */
156                 float pdf = triangle_light_pdf(kg, sd->Ng, sd->I, t);
157                 float mis_weight = power_heuristic(bsdf_pdf, pdf);
158
159                 return L*mis_weight;
160         }
161
162         return L;
163 }
164
165 /* Indirect Background */
166
167 __device float3 indirect_background(KernelGlobals *kg, Ray *ray, int path_flag, float bsdf_pdf)
168 {
169 #ifdef __BACKGROUND__
170         /* evaluate background closure */
171         ShaderData sd;
172         shader_setup_from_background(kg, &sd, ray);
173         float3 L = shader_eval_background(kg, &sd, path_flag, SHADER_CONTEXT_EMISSION);
174         shader_release(kg, &sd);
175
176 #ifdef __BACKGROUND_MIS__
177         /* check if background light exists or if we should skip pdf */
178         int res = kernel_data.integrator.pdf_background_res;
179
180         if(!(path_flag & PATH_RAY_MIS_SKIP) && res) {
181                 /* multiple importance sampling, get background light pdf for ray
182                  * direction, and compute weight with respect to BSDF pdf */
183                 float pdf = background_light_pdf(kg, ray->D);
184                 float mis_weight = power_heuristic(bsdf_pdf, pdf);
185
186                 return L*mis_weight;
187         }
188 #endif
189
190         return L;
191 #else
192         return make_float3(0.8f, 0.8f, 0.8f);
193 #endif
194 }
195
196 CCL_NAMESPACE_END
197