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