Cycles: constant folding for RGB/Vector Curves and Color Ramp.
[blender.git] / intern / cycles / kernel / shaders / node_sky_texture.osl
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 #include "stdosl.h"
18 #include "node_color.h"
19
20 float sky_angle_between(float thetav, float phiv, float theta, float phi)
21 {
22         float cospsi = sin(thetav) * sin(theta) * cos(phi - phiv) + cos(thetav) * cos(theta);
23
24         if (cospsi > 1.0)
25                 return 0.0;
26         if (cospsi < -1.0)
27                 return M_PI;
28
29         return acos(cospsi);
30 }
31
32 vector sky_spherical_coordinates(vector dir)
33 {
34         return vector(acos(dir[2]), atan2(dir[0], dir[1]), 0);
35 }
36
37 /* Preetham */
38 float sky_perez_function(float lam[9], float theta, float gamma)
39 {
40         float ctheta = cos(theta);
41         float cgamma = cos(gamma);
42
43         return (1.0 + lam[0] * exp(lam[1] / ctheta)) * (1.0 + lam[2] * exp(lam[3] * gamma) + lam[4] * cgamma * cgamma);
44 }
45
46 color sky_radiance_old(normal dir,
47                        float sunphi, float suntheta, color radiance,
48                        float config_x[9], float config_y[9], float config_z[9])
49 {
50         /* convert vector to spherical coordinates */
51         vector spherical = sky_spherical_coordinates(dir);
52         float theta = spherical[0];
53         float phi = spherical[1];
54
55         /* angle between sun direction and dir */
56         float gamma = sky_angle_between(theta, phi, suntheta, sunphi);
57
58         /* clamp theta to horizon */
59         theta = min(theta, M_PI_2 - 0.001);
60
61         /* compute xyY color space values */
62         float x = radiance[1] * sky_perez_function(config_y, theta, gamma);
63         float y = radiance[2] * sky_perez_function(config_z, theta, gamma);
64         float Y = radiance[0] * sky_perez_function(config_x, theta, gamma);
65
66         /* convert to RGB */
67         color xyz = xyY_to_xyz(x, y, Y);
68         return xyz_to_rgb(xyz[0], xyz[1], xyz[2]);
69 }
70
71 /* Hosek / Wilkie */
72 float sky_radiance_internal(float config[9], float theta, float gamma)
73 {
74         float ctheta = cos(theta);
75         float cgamma = cos(gamma);
76         
77         float expM = exp(config[4] * gamma);
78         float rayM = cgamma * cgamma;
79         float mieM = (1.0 + rayM) / pow((1.0 + config[8] * config[8] - 2.0 * config[8] * cgamma), 1.5);
80         float zenith = sqrt(ctheta);
81
82         return (1.0 + config[0] * exp(config[1] / (ctheta + 0.01))) *
83                 (config[2] + config[3] * expM + config[5] * rayM + config[6] * mieM + config[7] * zenith);
84 }
85
86 color sky_radiance_new(normal dir,
87                        float sunphi, float suntheta, color radiance,
88                        float config_x[9], float config_y[9], float config_z[9])
89 {
90         /* convert vector to spherical coordinates */
91         vector spherical = sky_spherical_coordinates(dir);
92         float theta = spherical[0];
93         float phi = spherical[1];
94
95         /* angle between sun direction and dir */
96         float gamma = sky_angle_between(theta, phi, suntheta, sunphi);
97
98         /* clamp theta to horizon */
99         theta = min(theta, M_PI_2 - 0.001);
100
101         /* compute xyz color space values */
102         float x = sky_radiance_internal(config_x, theta, gamma) * radiance[0];
103         float y = sky_radiance_internal(config_y, theta, gamma) * radiance[1];
104         float z = sky_radiance_internal(config_z, theta, gamma) * radiance[2];
105
106         /* convert to RGB and adjust strength */
107         return xyz_to_rgb(x, y, z) * (M_2PI / 683);
108 }
109
110 shader node_sky_texture(
111         int use_mapping = 0,
112         matrix mapping = matrix(0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0),
113         vector Vector = P,
114         string type = "hosek_wilkie",
115         float theta = 0.0,
116         float phi = 0.0,
117         color radiance = color(0.0, 0.0, 0.0),
118         float config_x[9] = {0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0},
119         float config_y[9] = {0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0},
120         float config_z[9] = {0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0},
121         output color Color = color(0.0, 0.0, 0.0))
122 {
123         vector p = Vector;
124
125         if (use_mapping)
126                 p = transform(mapping, p);
127         
128         if (type == "hosek_wilkie")
129                 Color = sky_radiance_new(p, phi, theta, radiance, config_x, config_y, config_z);
130         else
131                 Color = sky_radiance_old(p, phi, theta, radiance, config_x, config_y, config_z);
132 }
133