Cycles / Sky Texture:
[blender.git] / intern / cycles / kernel / shaders / node_sky_texture.osl
index 9fa9f938b6a5ca17e7981294c5dbbbaa1f473571..3ed791fdc927627e312a1a637a5d13773d62ffb1 100644 (file)
 #include "stdosl.h"
 #include "node_color.h"
 
-struct KernelSunSky {
-       /* sun direction in spherical and cartesian */
-       float theta, phi;
-       vector dir;
-
-       /* perez function parameters */
-       float zenith_Y, zenith_x, zenith_y;
-       float perez_Y[5], perez_x[5], perez_y[5];
-};
-
 float sky_angle_between(float thetav, float phiv, float theta, float phi)
 {
        float cospsi = sin(thetav) * sin(theta) * cos(phi - phiv) + cos(thetav) * cos(theta);
@@ -44,7 +34,8 @@ vector sky_spherical_coordinates(vector dir)
        return vector(acos(dir[2]), atan2(dir[0], dir[1]), 0);
 }
 
-float sky_perez_function(float lam[5], float theta, float gamma)
+/* Preetham */
+float sky_perez_function(float lam[9], float theta, float gamma)
 {
        float ctheta = cos(theta);
        float cgamma = cos(gamma);
@@ -52,7 +43,9 @@ float sky_perez_function(float lam[5], float theta, float gamma)
        return (1.0 + lam[0] * exp(lam[1] / ctheta)) * (1.0 + lam[2] * exp(lam[3] * gamma) + lam[4] * cgamma * cgamma);
 }
 
-color sky_xyz_radiance(KernelSunSky sunsky, vector dir)
+color sky_radiance_old(normal dir,
+                   float sunphi, float suntheta, color radiance,
+                   float config_x[9], float config_y[9], float config_z[9])
 {
        /* convert vector to spherical coordinates */
        vector spherical = sky_spherical_coordinates(dir);
@@ -60,89 +53,81 @@ color sky_xyz_radiance(KernelSunSky sunsky, vector dir)
        float phi = spherical[1];
 
        /* angle between sun direction and dir */
-       float gamma = sky_angle_between(theta, phi, sunsky.theta, sunsky.phi);
+       float gamma = sky_angle_between(theta, phi, suntheta, sunphi);
 
        /* clamp theta to horizon */
        theta = min(theta, M_PI_2 - 0.001);
 
        /* compute xyY color space values */
-       float x = sunsky.zenith_x * sky_perez_function(sunsky.perez_x, theta, gamma);
-       float y = sunsky.zenith_y * sky_perez_function(sunsky.perez_y, theta, gamma);
-       float Y = sunsky.zenith_Y * sky_perez_function(sunsky.perez_Y, theta, gamma);
+       float x = radiance[1] * sky_perez_function(config_y, theta, gamma);
+       float y = radiance[2] * sky_perez_function(config_z, theta, gamma);
+       float Y = radiance[0] * sky_perez_function(config_x, theta, gamma);
 
        /* convert to RGB */
        color xyz = xyY_to_xyz(x, y, Y);
        return xyz_to_rgb(xyz[0], xyz[1], xyz[2]);
 }
 
-void precompute_sunsky(vector dir, float turbidity, output KernelSunSky sunsky)
+/* Hosek / Wilkie */
+float sky_radiance_internal(float config[9], float theta, float gamma)
+{
+       float ctheta = cos(theta);
+       float cgamma = cos(gamma);
+       
+       float expM = exp(config[4] * gamma);
+       float rayM = cgamma * cgamma;
+       float mieM = (1.0 + rayM) / pow((1.0 + config[8]*config[8] - 2.0*config[8]*cgamma), 1.5);
+       float zenith = sqrt(ctheta);
+
+       return (1.0 + config[0] * exp(config[1] / (ctheta + 0.01))) *
+               (config[2] + config[3] * expM + config[5] * rayM + config[6] * mieM + config[7] * zenith);
+}
+
+color sky_radiance_new(normal dir,
+                   float sunphi, float suntheta, color radiance,
+                   float config_x[9], float config_y[9], float config_z[9])
 {
+       /* convert vector to spherical coordinates */
        vector spherical = sky_spherical_coordinates(dir);
        float theta = spherical[0];
        float phi = spherical[1];
 
-       sunsky.theta = theta;
-       sunsky.phi = phi;
-       sunsky.dir = dir;
-
-       float theta2 = theta * theta;
-       float theta3 = theta2 * theta;
-       float T = turbidity;
-       float T2 = T * T;
-
-       float chi = (4.0 / 9.0 - T / 120.0) * (M_PI - 2.0 * theta);
-       sunsky.zenith_Y = (4.0453 * T - 4.9710) * tan(chi) - 0.2155 * T + 2.4192;
-       sunsky.zenith_Y *= 0.06;
-
-       sunsky.zenith_x =
-               ( 0.00166 * theta3 - 0.00375 * theta2 + 0.00209 * theta) * T2 +
-               (-0.02903 * theta3 + 0.06377 * theta2 - 0.03202 * theta + 0.00394) * T +
-               ( 0.11693 * theta3 - 0.21196 * theta2 + 0.06052 * theta + 0.25886);
-
-       sunsky.zenith_y =
-               ( 0.00275 * theta3 - 0.00610 * theta2 + 0.00317 * theta) * T2 +
-               (-0.04214 * theta3 + 0.08970 * theta2 - 0.04153 * theta + 0.00516) * T +
-               ( 0.15346 * theta3 - 0.26756 * theta2 + 0.06670 * theta + 0.26688);
-
-       sunsky.perez_Y[0] = ( 0.1787 * T - 1.4630);
-       sunsky.perez_Y[1] = (-0.3554 * T + 0.4275);
-       sunsky.perez_Y[2] = (-0.0227 * T + 5.3251);
-       sunsky.perez_Y[3] = ( 0.1206 * T - 2.5771);
-       sunsky.perez_Y[4] = (-0.0670 * T + 0.3703);
-
-       sunsky.perez_x[0] = (-0.0193 * T - 0.2592);
-       sunsky.perez_x[1] = (-0.0665 * T + 0.0008);
-       sunsky.perez_x[2] = (-0.0004 * T + 0.2125);
-       sunsky.perez_x[3] = (-0.0641 * T - 0.8989);
-       sunsky.perez_x[4] = (-0.0033 * T + 0.0452);
-
-       sunsky.perez_y[0] = (-0.0167 * T - 0.2608);
-       sunsky.perez_y[1] = (-0.0950 * T + 0.0092);
-       sunsky.perez_y[2] = (-0.0079 * T + 0.2102);
-       sunsky.perez_y[3] = (-0.0441 * T - 1.6537);
-       sunsky.perez_y[4] = (-0.0109 * T + 0.0529);
-
-       sunsky.zenith_Y /= sky_perez_function(sunsky.perez_Y, 0, theta);
-       sunsky.zenith_x /= sky_perez_function(sunsky.perez_x, 0, theta);
-       sunsky.zenith_y /= sky_perez_function(sunsky.perez_y, 0, theta);
+       /* angle between sun direction and dir */
+       float gamma = sky_angle_between(theta, phi, suntheta, sunphi);
+
+       /* clamp theta to horizon */
+       theta = min(theta, M_PI_2 - 0.001);
+
+       /* compute xyz color space values */
+       float x = sky_radiance_internal(config_x, theta, gamma) * radiance[0];
+       float y = sky_radiance_internal(config_y, theta, gamma) * radiance[1];
+       float z = sky_radiance_internal(config_z, theta, gamma) * radiance[2];
+
+       /* convert to RGB and adjust strength */
+       return xyz_to_rgb(x, y, z) * (M_2PI/683);
 }
 
 shader node_sky_texture(
        int use_mapping = 0,
        matrix mapping = matrix(0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0),
        vector Vector = P,
-       vector sun_direction = vector(0, 0, 1),
-       float turbidity = 2.2,
-       output color Color = 0.0)
+       string sky_model = "Hosek / Wilkie",
+       float theta = 0.0,
+       float phi = 0.0,
+       color radiance = color(0.0, 0.0, 0.0),
+       float config_x[9] = {0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0},
+       float config_y[9] = {0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0},
+       float config_z[9] = {0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0},
+       output color Color = color(0.0, 0.0, 0.0))
 {
        vector p = Vector;
 
        if (use_mapping)
                p = transform(mapping, p);
-
-       KernelSunSky sunsky;
-
-       precompute_sunsky(sun_direction, turbidity, sunsky);
-       Color = sky_xyz_radiance(sunsky, p);
+       
+       if (sky_model == "Hosek / Wilkie")
+               Color = sky_radiance_new(p, phi, theta, radiance, config_x, config_y, config_z);
+       else
+               Color = sky_radiance_old(p, phi, theta, radiance, config_x, config_y, config_z);
 }