intern/cycles/kernel/closure/bsdf_oren_nayar.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 __BSDF_OREN_NAYAR_H__
  18 #define __BSDF_OREN_NAYAR_H__
  19
  20 CCL_NAMESPACE_BEGIN
  21
  22 typedef ccl_addr_space struct OrenNayarBsdf {
  23         SHADER_CLOSURE_BASE;
  24
  25         float roughness;
  26         float a;
  27         float b;
  28 } OrenNayarBsdf;
  29
  30 ccl_device float3 bsdf_oren_nayar_get_intensity(const ShaderClosure *sc, float3 n, float3 v, float3 l)
  31 {
  32         const OrenNayarBsdf *bsdf = (const OrenNayarBsdf*)sc;
  33         float nl = max(dot(n, l), 0.0f);
  34         float nv = max(dot(n, v), 0.0f);
  35         float t = dot(l, v) - nl * nv;
  36
  37         if(t > 0.0f)
  38                 t /= max(nl, nv) + FLT_MIN;
  39         float is = nl * (bsdf->a + bsdf->b * t);
  40         return make_float3(is, is, is);
  41 }
  42
  43 ccl_device int bsdf_oren_nayar_setup(OrenNayarBsdf *bsdf)
  44 {
  45         float sigma = bsdf->roughness;
  46
  47         bsdf->type = CLOSURE_BSDF_OREN_NAYAR_ID;
  48
  49         sigma = saturate(sigma);
  50
  51         float div = 1.0f / (M_PI_F + ((3.0f * M_PI_F - 4.0f) / 6.0f) * sigma);
  52
  53         bsdf->a = 1.0f * div;
  54         bsdf->b = sigma * div;
  55
  56         return SD_BSDF|SD_BSDF_HAS_EVAL;
  57 }
  58
  59 ccl_device bool bsdf_oren_nayar_merge(const ShaderClosure *a, const ShaderClosure *b)
  60 {
  61         const OrenNayarBsdf *bsdf_a = (const OrenNayarBsdf*)a;
  62         const OrenNayarBsdf *bsdf_b = (const OrenNayarBsdf*)b;
  63
  64         return (isequal_float3(bsdf_a->N, bsdf_b->N)) &&
  65                (bsdf_a->roughness == bsdf_b->roughness);
  66 }
  67
  68 ccl_device float3 bsdf_oren_nayar_eval_reflect(const ShaderClosure *sc, const float3 I, const float3 omega_in, float *pdf)
  69 {
  70         const OrenNayarBsdf *bsdf = (const OrenNayarBsdf*)sc;
  71         if(dot(bsdf->N, omega_in) > 0.0f) {
  72                 *pdf = 0.5f * M_1_PI_F;
  73                 return bsdf_oren_nayar_get_intensity(sc, bsdf->N, I, omega_in);
  74         }
  75         else {
  76                 *pdf = 0.0f;
  77                 return make_float3(0.0f, 0.0f, 0.0f);
  78         }
  79 }
  80
  81 ccl_device float3 bsdf_oren_nayar_eval_transmit(const ShaderClosure *sc, const float3 I, const float3 omega_in, float *pdf)
  82 {
  83         return make_float3(0.0f, 0.0f, 0.0f);
  84 }
  85
  86 ccl_device int bsdf_oren_nayar_sample(const ShaderClosure *sc, float3 Ng, float3 I, float3 dIdx, float3 dIdy, float randu, float randv, float3 *eval, float3 *omega_in, float3 *domega_in_dx, float3 *domega_in_dy, float *pdf)
  87 {
  88         const OrenNayarBsdf *bsdf = (const OrenNayarBsdf*)sc;
  89         sample_uniform_hemisphere(bsdf->N, randu, randv, omega_in, pdf);
  90
  91         if(dot(Ng, *omega_in) > 0.0f) {
  92                 *eval = bsdf_oren_nayar_get_intensity(sc, bsdf->N, I, *omega_in);
  93
  94 #ifdef __RAY_DIFFERENTIALS__
  95                 // TODO: find a better approximation for the bounce
  96                 *domega_in_dx = (2.0f * dot(bsdf->N, dIdx)) * bsdf->N - dIdx;
  97                 *domega_in_dy = (2.0f * dot(bsdf->N, dIdy)) * bsdf->N - dIdy;
  98 #endif
  99         }
 100         else {
 101                 *pdf = 0.0f;
 102                 *eval = make_float3(0.0f, 0.0f, 0.0f);
 103         }
 104
 105         return LABEL_REFLECT|LABEL_DIFFUSE;
 106 }
 107
 108
 109 CCL_NAMESPACE_END
 110
 111 #endif /* __BSDF_OREN_NAYAR_H__ */