Cycles: change __device and similar qualifiers to ccl_device in kernel code.
[blender.git] / intern / cycles / kernel / kernel_projection.h
1 /*
2  * Parts adapted from Open Shading Language with this license:
3  *
4  * Copyright (c) 2009-2010 Sony Pictures Imageworks Inc., et al.
5  * All Rights Reserved.
6  *
7  * Modifications Copyright 2011, Blender Foundation.
8  * 
9  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
10  * modification, are permitted provided that the following conditions are
11  * met:
12  * * Redistributions of source code must retain the above copyright
13  *   notice, this list of conditions and the following disclaimer.
14  * * Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
15  *   notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
16  *   documentation and/or other materials provided with the distribution.
17  * * Neither the name of Sony Pictures Imageworks nor the names of its
18  *   contributors may be used to endorse or promote products derived from
19  *   this software without specific prior written permission.
20  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
21  * "AS IS" AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
22  * LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR
23  * A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT
24  * OWNER OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
25  * SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT
26  * LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
27  * DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
28  * THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
29  * (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE
30  * OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
31  */
32
33 #ifndef __KERNEL_PROJECTION_CL__
34 #define __KERNEL_PROJECTION_CL__
35
36 CCL_NAMESPACE_BEGIN
37
38 /* Spherical coordinates <-> Cartesian direction  */
39
40 ccl_device float2 direction_to_spherical(float3 dir)
41 {
42         float theta = acosf(dir.z);
43         float phi = atan2f(dir.x, dir.y);
44
45         return make_float2(theta, phi);
46 }
47
48 ccl_device float3 spherical_to_direction(float theta, float phi)
49 {
50         return make_float3(
51                 sinf(theta)*cosf(phi),
52                 sinf(theta)*sinf(phi),
53                 cosf(theta));
54 }
55
56 /* Equirectangular coordinates <-> Cartesian direction */
57
58 ccl_device float2 direction_to_equirectangular(float3 dir)
59 {
60         float u = -atan2f(dir.y, dir.x)/(M_2PI_F) + 0.5f;
61         float v = atan2f(dir.z, hypotf(dir.x, dir.y))/M_PI_F + 0.5f;
62
63         return make_float2(u, v);
64 }
65
66 ccl_device float3 equirectangular_to_direction(float u, float v)
67 {
68         float phi = M_PI_F*(1.0f - 2.0f*u);
69         float theta = M_PI_F*(1.0f - v);
70
71         return make_float3(
72                 sinf(theta)*cosf(phi),
73                 sinf(theta)*sinf(phi),
74                 cosf(theta));
75 }
76
77 /* Fisheye <-> Cartesian direction */
78
79 ccl_device float2 direction_to_fisheye(float3 dir, float fov)
80 {
81         float r = atan2f(sqrtf(dir.y*dir.y +  dir.z*dir.z), dir.x) / fov;
82         float phi = atan2f(dir.z, dir.y);
83
84         float u = r * cosf(phi) + 0.5f;
85         float v = r * sinf(phi) + 0.5f;
86
87         return make_float2(u, v);
88 }
89
90 ccl_device float3 fisheye_to_direction(float u, float v, float fov)
91 {
92         u = (u - 0.5f) * 2.0f;
93         v = (v - 0.5f) * 2.0f;
94
95         float r = sqrtf(u*u + v*v);
96
97         if(r > 1.0f)
98                 return make_float3(0.0f, 0.0f, 0.0f);
99
100         float phi = acosf((r != 0.0f)? u/r: 0.0f);
101         float theta = r * fov * 0.5f;
102
103         if(v < 0.0f) phi = -phi;
104
105         return make_float3(
106                  cosf(theta),
107                  -cosf(phi)*sinf(theta),
108                  sinf(phi)*sinf(theta)
109         );
110 }
111
112 ccl_device float2 direction_to_fisheye_equisolid(float3 dir, float lens, float width, float height)
113 {
114         float theta = acosf(dir.x);
115         float r = 2.0f * lens * sinf(theta * 0.5f);
116         float phi = atan2f(dir.z, dir.y);
117
118         float u = r * cosf(phi) / width + 0.5f;
119         float v = r * sinf(phi) / height + 0.5f;
120
121         return make_float2(u, v);
122 }
123
124 ccl_device float3 fisheye_equisolid_to_direction(float u, float v, float lens, float fov, float width, float height)
125 {
126         u = (u - 0.5f) * width;
127         v = (v - 0.5f) * height;
128
129         float rmax = 2.0f * lens * sinf(fov * 0.25f);
130         float r = sqrtf(u*u + v*v);
131
132         if(r > rmax)
133                 return make_float3(0.0f, 0.0f, 0.0f);
134
135         float phi = acosf((r != 0.0f)? u/r: 0.0f);
136         float theta = 2.0f * asinf(r/(2.0f * lens));
137
138         if(v < 0.0f) phi = -phi;
139
140         return make_float3(
141                  cosf(theta),
142                  -cosf(phi)*sinf(theta),
143                  sinf(phi)*sinf(theta)
144         );
145 }
146
147 /* Mirror Ball <-> Cartesion direction */
148
149 ccl_device float3 mirrorball_to_direction(float u, float v)
150 {
151         /* point on sphere */
152         float3 dir;
153
154         dir.x = 2.0f*u - 1.0f;
155         dir.z = 2.0f*v - 1.0f;
156         dir.y = -sqrtf(max(1.0f - dir.x*dir.x - dir.z*dir.z, 0.0f));
157
158         /* reflection */
159         float3 I = make_float3(0.0f, -1.0f, 0.0f);
160
161         return 2.0f*dot(dir, I)*dir - I;
162 }
163
164 ccl_device float2 direction_to_mirrorball(float3 dir)
165 {
166         /* inverse of mirrorball_to_direction */
167         dir.y -= 1.0f;
168
169         float div = 2.0f*sqrtf(max(-0.5f*dir.y, 0.0f));
170         if(div > 0.0f)
171                 dir /= div;
172
173         float u = 0.5f*(dir.x + 1.0f);
174         float v = 0.5f*(dir.z + 1.0f);
175
176         return make_float2(u, v);
177 }
178
179 ccl_device float3 panorama_to_direction(KernelGlobals *kg, float u, float v)
180 {
181         switch(kernel_data.cam.panorama_type) {
182                 case PANORAMA_EQUIRECTANGULAR:
183                         return equirectangular_to_direction(u, v);
184                 case PANORAMA_FISHEYE_EQUIDISTANT:
185                         return fisheye_to_direction(u, v, kernel_data.cam.fisheye_fov);
186                 case PANORAMA_FISHEYE_EQUISOLID:
187                 default:
188                         return fisheye_equisolid_to_direction(u, v, kernel_data.cam.fisheye_lens,
189                                 kernel_data.cam.fisheye_fov, kernel_data.cam.sensorwidth, kernel_data.cam.sensorheight);
190         }
191 }
192
193 ccl_device float2 direction_to_panorama(KernelGlobals *kg, float3 dir)
194 {
195         switch(kernel_data.cam.panorama_type) {
196                 case PANORAMA_EQUIRECTANGULAR:
197                         return direction_to_equirectangular(dir);
198                 case PANORAMA_FISHEYE_EQUIDISTANT:
199                         return direction_to_fisheye(dir, kernel_data.cam.fisheye_fov);
200                 case PANORAMA_FISHEYE_EQUISOLID:
201                 default:
202                         return direction_to_fisheye_equisolid(dir, kernel_data.cam.fisheye_lens,
203                                 kernel_data.cam.sensorwidth, kernel_data.cam.sensorheight);
204         }
205 }
206
207 CCL_NAMESPACE_END
208
209 #endif /* __KERNEL_PROJECTION_CL__ */
210