9032d7d4a4109aedd15df0f41ed1ad121654079b
[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.dP.dx = make_float3(0.0f, 0.0f, 0.0f);
36                 ray.dP.dy = make_float3(0.0f, 0.0f, 0.0f);
37                 shader_setup_from_background(kg, &sd, &ray);
38                 eval = shader_eval_background(kg, &sd, 0);
39         }
40         else
41 #endif
42         {
43                 shader_setup_from_sample(kg, &sd, ls->P, ls->Ng, I, ls->shader, ls->object, ls->prim, u, v, t, time);
44                 ls->Ng = sd.Ng;
45
46                 /* no path flag, we're evaluating this for all closures. that's weak but
47                  * we'd have to do multiple evaluations otherwise */
48                 shader_eval_surface(kg, &sd, rando, 0);
49
50                 /* evaluate emissive closure */
51                 if(sd.flag & SD_EMISSION)
52                         eval = shader_emissive_eval(kg, &sd);
53                 else
54                         eval = make_float3(0.0f, 0.0f, 0.0f);
55         }
56
57         return eval;
58 }
59
60 __device bool direct_emission(KernelGlobals *kg, ShaderData *sd, int lindex,
61         float randt, float rando, float randu, float randv, Ray *ray, BsdfEval *eval,
62         bool *is_lamp)
63 {
64         LightSample ls;
65
66         float pdf = -1.0f;
67
68 #ifdef __NON_PROGRESSIVE__
69         if(lindex != -1) {
70                 /* sample position on a specified light */
71                 light_select(kg, lindex, randu, randv, sd->P, &ls, &pdf);
72         }
73         else
74 #endif
75         {
76                 /* sample a light and position on int */
77                 light_sample(kg, randt, randu, randv, sd->time, sd->P, &ls, &pdf);
78         }
79
80         /* compute pdf */
81         if(pdf < 0.0f)
82                 pdf = light_sample_pdf(kg, &ls, -ls.D, ls.t);
83
84         if(pdf == 0.0f)
85                 return false;
86
87         /* evaluate closure */
88         float3 light_eval = direct_emissive_eval(kg, rando, &ls, randu, randv, -ls.D, ls.t, sd->time);
89
90         if(is_zero(light_eval))
91                 return false;
92
93         /* todo: use visbility flag to skip lights */
94
95         /* evaluate BSDF at shading point */
96         float bsdf_pdf;
97
98         shader_bsdf_eval(kg, sd, ls.D, eval, &bsdf_pdf);
99
100         if(ls.prim != ~0 || ls.type == LIGHT_BACKGROUND) {
101                 /* multiple importance sampling */
102                 float mis_weight = power_heuristic(pdf, bsdf_pdf);
103                 light_eval *= mis_weight;
104         }
105         
106         bsdf_eval_mul(eval, light_eval*(ls.eval_fac/pdf));
107
108         if(bsdf_eval_is_zero(eval))
109                 return false;
110
111         if(ls.shader & SHADER_CAST_SHADOW) {
112                 /* setup ray */
113                 bool transmit = (dot(sd->Ng, ls.D) < 0.0f);
114                 ray->P = ray_offset(sd->P, (transmit)? -sd->Ng: sd->Ng);
115
116                 if(ls.t == FLT_MAX) {
117                         /* distant light */
118                         ray->D = ls.D;
119                         ray->t = ls.t;
120                 }
121                 else {
122                         /* other lights, avoid self-intersection */
123                         ray->D = ray_offset(ls.P, ls.Ng) - ray->P;
124                         ray->D = normalize_len(ray->D, &ray->t);
125                 }
126         }
127         else {
128                 /* signal to not cast shadow ray */
129                 ray->t = 0.0f;
130         }
131
132         *is_lamp = (ls.prim == ~0);
133
134         return true;
135 }
136
137 /* Indirect Emission */
138
139 __device float3 indirect_emission(KernelGlobals *kg, ShaderData *sd, float t, int path_flag, float bsdf_pdf)
140 {
141         /* evaluate emissive closure */
142         float3 L = shader_emissive_eval(kg, sd);
143
144         if(!(path_flag & PATH_RAY_MIS_SKIP) && (sd->flag & SD_SAMPLE_AS_LIGHT)) {
145                 /* multiple importance sampling, get triangle light pdf,
146                  * and compute weight with respect to BSDF pdf */
147                 float pdf = triangle_light_pdf(kg, sd->Ng, sd->I, t);
148                 float mis_weight = power_heuristic(bsdf_pdf, pdf);
149
150                 return L*mis_weight;
151         }
152
153         return L;
154 }
155
156 /* Indirect Background */
157
158 __device float3 indirect_background(KernelGlobals *kg, Ray *ray, int path_flag, float bsdf_pdf)
159 {
160 #ifdef __BACKGROUND__
161         /* evaluate background closure */
162         ShaderData sd;
163         shader_setup_from_background(kg, &sd, ray);
164         float3 L = shader_eval_background(kg, &sd, path_flag);
165
166 #ifdef __BACKGROUND_MIS__
167         /* check if background light exists or if we should skip pdf */
168         int res = kernel_data.integrator.pdf_background_res;
169
170         if(!(path_flag & PATH_RAY_MIS_SKIP) && res) {
171                 /* multiple importance sampling, get background light pdf for ray
172                  * direction, and compute weight with respect to BSDF pdf */
173                 float pdf = background_light_pdf(kg, ray->D);
174                 float mis_weight = power_heuristic(bsdf_pdf, pdf);
175
176                 return L*mis_weight;
177         }
178 #endif
179
180         return L;
181 #else
182         return make_float3(0.8f, 0.8f, 0.8f);
183 #endif
184 }
185
186 CCL_NAMESPACE_END
187