git.mutantstargoat.com Git - erebus2020/blob - liberebus/src/surf.c

   1 #include <stdio.h>
   2 #include "erebus.h"
   3
   4 struct sph_data {
   5         float rad;
   6 };
   7 struct box_data {
   8         cgm_vec3 sz;
   9 };
  10
  11 static int null_isect(struct erb_surf *surf, struct erb_ray *ray, struct erb_hit *hit);
  12 static void null_hitgeom(struct erb_surf *surf, struct erb_hit *hit);
  13 static void null_sample(struct erb_surf *surf, cgm_vec3 *pos);
  14 static void null_bbox(struct erb_surf *surf, struct erb_aabb *bb);
  15
  16 static int sph_isect(struct erb_surf *surf, struct erb_ray *ray, struct erb_hit *hit);
  17 static void sph_hitgeom(struct erb_surf *surf, struct erb_hit *hit);
  18 static void sph_sample(struct erb_surf *surf, cgm_vec3 *pos);
  19 static void sph_bbox(struct erb_surf *surf, struct erb_aabb *bb);
  20
  21 static int box_isect(struct erb_surf *surf, struct erb_ray *ray, struct erb_hit *hit);
  22 static void box_hitgeom(struct erb_surf *surf, struct erb_hit *hit);
  23 static void box_sample(struct erb_surf *surf, cgm_vec3 *pos);
  24 static void box_bbox(struct erb_surf *surf, struct erb_aabb *bb);
  25
  26
  27 struct erb_surf *erb_surface(int datasz)
  28 {
  29         struct erb_surf *surf;
  30
  31         if(!(surf = calloc(1, sizeof *surf - sizeof surf->data + datasz))) {
  32                 fprintf(stderr, "failed to allocate surface\n");
  33                 return 0;
  34         }
  35         surf->isect = null_isect;
  36         surf->hitgeom = null_hitgeom;
  37         surf->sample = null_sample;
  38         surf->calc_bbox = null_bbox;
  39         return surf;
  40 }
  41
  42 void erb_free_surface(struct erb_surf *surf)
  43 {
  44         if(surf->node) {
  45                 erb_node_rmsurf(surf->node, surf);
  46         }
  47         free(surf);
  48 }
  49
  50 struct erb_surf *erb_surf_sphere(float rad)
  51 {
  52         struct erb_surf *surf;
  53         struct sph_data *sdata;
  54
  55         if(!(surf = erb_surface(sizeof *sdata))) {
  56                 return 0;
  57         }
  58         surf->isect = sph_isect;
  59         surf->hitgeom = sph_hitgeom;
  60         surf->sample = sph_sample;
  61         surf->calc_bbox = sph_bbox;
  62         sdata = (struct sph_data*)surf->data;
  63         sdata->rad = rad;
  64         return surf;
  65 }
  66
  67 struct erb_surf *erb_surf_box(float xsz, float ysz, float zsz)
  68 {
  69         struct erb_surf *surf;
  70         struct box_data *bdata;
  71
  72         if(!(surf = erb_surface(sizeof *bdata))) {
  73                 return 0;
  74         }
  75         surf->isect = box_isect;
  76         surf->hitgeom = box_hitgeom;
  77         surf->sample = box_sample;
  78         surf->calc_bbox = box_bbox;
  79         bdata = (struct box_data*)surf->data;
  80         cgm_vcons(&bdata->sz, xsz, ysz, zsz);
  81         return surf;
  82 }
  83
  84
  85 static int null_isect(struct erb_surf *surf, struct erb_ray *ray, struct erb_hit *hit)
  86 {
  87         return 0;
  88 }
  89
  90 static void null_hitgeom(struct erb_surf *surf, struct erb_hit *hit)
  91 {
  92         fprintf(stderr, "BUG: null_hitgeom called\n");
  93 }
  94
  95 static void null_sample(struct erb_surf *surf, cgm_vec3 *pos)
  96 {
  97         pos->x = pos->y = pos->z = 0;
  98 }
  99
 100 static void null_bbox(struct erb_surf *surf, struct erb_aabb *bb)
 101 {
 102         bb->pos.x = bb->pos.y = bb->pos.z = 0;
 103         bb->sz.x = bb->sz.y = bb->sz.z = 0;
 104 }
 105
 106 static int sph_isect(struct erb_surf *surf, struct erb_ray *ray, struct erb_hit *hit)
 107 {
 108         float a, b, c, d, sqrt_d, q, t, t0, t1;
 109         cgm_vec3 org, dir;
 110         struct sph_data *sdata = (struct sph_data*)surf->data;
 111
 112         if(surf->node) {
 113                 erb_xform_ray(ray, surf->node->inv_xform, &org, &dir);
 114         } else {
 115                 org = ray->o;
 116                 dir = ray->d;
 117         }
 118
 119         a = cgm_vdot(&dir, &dir);
 120         b = 2.0f * cgm_vdot(&org, &dir);
 121         c = cgm_vdot(&org, &org) - sdata->rad * sdata->rad;
 122
 123         d = b * b - 4.0f * a * c;
 124         if(d <= 0.0f) return 0;
 125
 126         sqrt_d = sqrt(d);
 127         q = b < 0.0f ? -0.5f * (b - sqrt_d) : -0.5f * (b + sqrt_d);
 128
 129         t0 = q / a;
 130         t1 = c / q;
 131         if(t1 < t0) {
 132                 float ttmp = t0;
 133                 t0 = t1;
 134                 t1 = ttmp;
 135         }
 136
 137         if(t0 > ray->tmax || t1 < ray->tmin) {
 138                 return 0;
 139         }
 140         t = t0 < ray->tmin ? t1 : t0;
 141         if(t > ray->tmax) {
 142                 return 0;
 143         }
 144
 145         if(hit) {
 146                 hit->t = t;
 147                 hit->err = 5e-4f * t;   /* PBR 3.2.6 */
 148                 hit->surf = surf;
 149                 hit->pos = ray->o;
 150                 cgm_vadd_scaled(&hit->pos, &ray->d, t);
 151                 hit->lpos = org;
 152                 cgm_vadd_scaled(&hit->lpos, &dir, t);
 153                 hit->total_dist = ray->total_dist + t;
 154         }
 155
 156         return 1;
 157 }
 158
 159 static void sph_hitgeom(struct erb_surf *surf, struct erb_hit *hit)
 160 {
 161         float theta, phi;
 162
 163         hit->norm = hit->lpos;
 164         cgm_vnormalize(&hit->norm);
 165
 166         cgm_uvec_to_sph(&theta, &phi, &hit->norm);
 167
 168         hit->u = (theta + M_PI) / (2.0 * M_PI);
 169         hit->v = phi / M_PI;
 170
 171         hit->tang.x = hit->norm.z;
 172         hit->tang.y = hit->norm.y;
 173         hit->tang.z = -hit->norm.x;
 174
 175         if(surf->node) {
 176                 cgm_vmul_m3v3(&hit->norm, surf->node->xform);
 177                 cgm_vmul_m3v3(&hit->tang, surf->node->xform);
 178         }
 179 }
 180
 181 static void sph_sample(struct erb_surf *surf, cgm_vec3 *pos)
 182 {
 183         /* TODO */
 184 }
 185
 186 static void sph_bbox(struct erb_surf *surf, struct erb_aabb *bb)
 187 {
 188         struct sph_data *sdata = (struct sph_data*)surf->data;
 189
 190         cgm_vcons(&bb->pos, 0, 0, 0);
 191         bb->sz.x = bb->sz.y = bb->sz.z = sdata->rad;
 192 }
 193
 194 /* TODO boxen */
 195 static int box_isect(struct erb_surf *surf, struct erb_ray *ray, struct erb_hit *hit)
 196 {
 197         return 0;
 198 }
 199
 200 static void box_hitgeom(struct erb_surf *surf, struct erb_hit *hit)
 201 {
 202 }
 203
 204 static void box_sample(struct erb_surf *surf, cgm_vec3 *pos)
 205 {
 206 }
 207
 208 static void box_bbox(struct erb_surf *surf, struct erb_aabb *bb)
 209 {
 210 }