Cycles / OSL:
[blender.git] / intern / cycles / kernel / osl / bsdf_oren_nayar.cpp
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 #include <OpenImageIO/fmath.h>
20 #include <OSL/genclosure.h>
21 #include "osl_closures.h"
22 #include "util_math.h"
23
24 CCL_NAMESPACE_BEGIN
25
26 using namespace OSL;
27
28
29 class OrenNayarClosure: public BSDFClosure {
30 public:
31         Vec3 m_N;
32         float m_sigma;
33         float m_a, m_b;
34
35         OrenNayarClosure(): BSDFClosure(Labels::DIFFUSE) {}
36
37         void setup() {
38                 m_sigma = clamp(m_sigma, 0.0f, 1.0f);
39                 
40                 float div = 1.0f / (M_PI + ((3.0f * M_PI - 4.0f) / 6.0f) * m_sigma);
41
42                 m_a =    1.0f * div;
43                 m_b = m_sigma * div;
44         }
45
46         bool mergeable(const ClosurePrimitive* other) const {
47                 const OrenNayarClosure* comp = static_cast<const OrenNayarClosure*>(other);
48                 return
49                         m_N == comp->m_N &&
50                         m_sigma == comp->m_sigma &&
51                         BSDFClosure::mergeable(other);
52         }
53
54         size_t memsize() const {
55                 return sizeof(*this);
56         }
57
58         const char* name() const {
59                 return "oren_nayar";
60         }
61
62         void print_on(std::ostream& out) const {
63                 out << name() << " (";
64                 out << "(" << m_N[0] << ", " << m_N[1] << ", " << m_N[2] << "), ";
65                 out << m_sigma;
66                 out << ")";
67         }
68
69         float albedo(const Vec3& omega_out) const {
70                 return 1.0f;
71         }
72
73         Color3 eval_reflect(const Vec3& omega_out, const Vec3& omega_in, float& pdf) const {
74                 if (m_N.dot(omega_in) > 0.0f) {
75                         pdf = float(0.5 * M_1_PI);
76                         float is = get_intensity(m_N, omega_out, omega_in);
77                         return Color3(is, is, is);
78                 }
79                 else {
80                         pdf = 0.0f;
81                         return Color3(0.0f, 0.0f, 0.0f);
82                 }
83         }
84
85         Color3 eval_transmit(const Vec3& omega_out, const Vec3& omega_in, float& pdf) const {
86                 return Color3(0.0f, 0.0f, 0.0f);
87         }
88
89         ustring sample(
90                 const Vec3& Ng,
91                 const Vec3& omega_out, const Vec3& domega_out_dx, const Vec3& domega_out_dy,
92                 float randu, float randv,
93                 Vec3& omega_in, Vec3& domega_in_dx, Vec3& domega_in_dy,
94                 float& pdf, Color3& eval
95         ) const {
96                 sample_uniform_hemisphere (m_N, omega_out, randu, randv, omega_in, pdf);
97
98                 if (Ng.dot(omega_in) > 0.0f) {
99                         float is = get_intensity(m_N, omega_out, omega_in);
100                         eval.setValue(is, is, is);
101
102                         // TODO: find a better approximation for the bounce
103                         domega_in_dx = (2.0f * m_N.dot(domega_out_dx)) * m_N - domega_out_dx;
104                         domega_in_dy = (2.0f * m_N.dot(domega_out_dy)) * m_N - domega_out_dy;
105                         domega_in_dx *= 125.0f;
106                         domega_in_dy *= 125.0f;
107                 }
108                 else {
109                         pdf = 0.0f;
110                 }
111
112                 return Labels::REFLECT;
113         }
114
115 private:
116         float get_intensity(Vec3 const& n, Vec3 const& v, Vec3 const& l) const {
117                 float nl = max(n.dot(l), 0.0f);
118                 float nv = max(n.dot(v), 0.0f);
119                 float t = l.dot(v) - nl * nv;
120                 
121                 if(t > 0.0f) {
122                         t /= max(nl, nv) + 1e-8f;
123                 }
124                 return nl * (m_a + m_b * t);
125         }
126 };
127
128 ClosureParam bsdf_oren_nayar_params[] = {
129         CLOSURE_VECTOR_PARAM    (OrenNayarClosure, m_N),
130         CLOSURE_FLOAT_PARAM             (OrenNayarClosure, m_sigma),
131         CLOSURE_STRING_KEYPARAM ("label"),
132         CLOSURE_FINISH_PARAM    (OrenNayarClosure)
133 };
134
135 CLOSURE_PREPARE(bsdf_oren_nayar_prepare, OrenNayarClosure)
136
137
138 CCL_NAMESPACE_END