home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ DP Tool Club 8 / CDASC08.ISO / NEWS / RADIANCE / LIB / RAYINIT.CAL < prev    next >
Text File  |  1993-10-07  |  4KB  |  155 lines
  1. { SCCSid "@(#)rayinit.cal 2.4 8/17/92 LBL" }
  2.  
  3. {
  4.     Initialization file for Radiance.
  5.  
  6.     The following are predefined:
  7.  
  8.     Dx, Dy, Dz            - ray direction
  9.     Nx, Ny, Nz            - surface normal
  10.     Px, Py, Pz            - intersection point
  11.     T                - distance from start
  12.     Ts                - single ray (shadow) distance
  13.     Rdot                - ray dot product
  14.     S                - world scale
  15.     Tx, Ty, Tz            - world origin
  16.     Ix, Iy, Iz            - world i unit vector
  17.     Jx, Jy, Jz            - world j unit vector
  18.     Kx, Ky, Kz            - world k unit vector
  19.     arg(n)                - real arguments, arg(0) is count
  20.  
  21.     For brdf functions, the following are also available:
  22.  
  23.      NxP, NyP, NzP            - perturbed surface normal
  24.      RdotP                - perturbed ray dot product
  25.      CrP, CgP, CbP            - perturbed material color
  26.  
  27.     Library functions:
  28.  
  29.     if(a, b, c)            - if a positive, return b, else c
  30.  
  31.     select(N, a1, a2, ..)        - return aN
  32.  
  33.     sqrt(x)                - square root function
  34.  
  35.     sin(x), cos(x), tan(x),
  36.     asin(x), acos(x),
  37.     atan(x), atan2(y,x)        - standard trig functions
  38.  
  39.     floor(x), ceil(x)        - g.l.b. & l.u.b.
  40.  
  41.     exp(x), log(x), log10(x)    - exponent and log functions
  42.  
  43.     erf(z), erfc(z)            - error functions
  44.  
  45.     rand(x)                - pseudo-random function (0 to 1)
  46.  
  47.     hermite(p0,p1,r0,r1,t)        - 1-dimensional hermite polynomial
  48.  
  49.     noise3(x,y,z), noise3a(x,y,z),
  50.     noise3b(x,y,z), noise3c(x,y,z)    - noise function with gradient (-1 to 1)
  51.  
  52.     fnoise3(x,y,z)            - fractal noise function (-1 to 1)
  53. }
  54.  
  55.             { Backward compatibility }
  56. AC = arg(0);
  57. A1 = arg(1); A2 = arg(2); A3 = arg(3); A4 = arg(4); A5 = arg(5);
  58. A6 = arg(6); A7 = arg(7); A8 = arg(8); A9 = arg(9); A10 = arg(10);
  59.  
  60.             { Forward compatibility (?) }
  61. D(i) = select(i, Dx, Dy, Dz);
  62. N(i) = select(i, Nx, Ny, Nz);
  63. P(i) = select(i, Px, Py, Pz);
  64. noise3d(i,x,y,z) = select(i, noise3a(x,y,z), noise3b(x,y,z), noise3c(x,y,z));
  65.  
  66.             { More robust versions of library functions }
  67. bound(a,x,b) : if(a-x, a, if(x-b, b, x));
  68. Acos(x) : acos(bound(-1,x,1));
  69. Asin(x) : asin(bound(-1,x,1));
  70. Exp(x) : if(-x-100, 0, exp(x));
  71. Sqrt(x) : if(x, sqrt(x), 0);
  72.  
  73.             { Useful constants }
  74. PI : 3.14159265358979323846;
  75. DEGREE : PI/180;
  76. FTINY : 1e-7;
  77.  
  78.             { Useful functions }
  79. and(a,b) : if( a, b, a );
  80. or(a,b) : if( a, a, b );
  81. not(a) : if( a, -1, 1 );
  82. abs(x) : if( x, x, -x );
  83. sgn(x) : if( x, 1, if(-x, -1, 0) );
  84. sq(x) : x*x;
  85. max(a,b) : if( a-b, a, b );
  86. min(a,b) : if( a-b, b, a );
  87. inside(a,x,b) : and(x-a,b-x);
  88. frac(x) : x - floor(x);
  89. mod(n,d) : n - floor(n/d)*d;
  90. tri(n,d) : abs( d - mod(n-d,2*d) );
  91. linterp(t,p0,p1) : (1-t)*p0 + t*p1;
  92.  
  93. noop(v) = v;
  94. clip(v) = bound(0,v,1);
  95. noneg(v) = if(v,v,0);
  96. red(r,g,b) = if(r,r,0);
  97. green(r,g,b) = if(g,g,0);
  98. blue(r,g,b) = if(b,b,0);
  99. grey(r,g,b) = noneg(.263*r + .655*g + .082*b);
  100. clip_r(r,g,b) = bound(0,r,1);
  101. clip_g(r,g,b) = bound(0,g,1);
  102. clip_b(r,g,b) = bound(0,b,1);
  103. clipgrey(r,g,b) = bound(0,grey(r,g,b),1);
  104.  
  105. dot(v1,v2) : v1(1)*v2(1) + v1(2)*v2(2) + v1(3)*v2(3);
  106. cross(i,v1,v2) : select(i,    v1(2)*v2(3) - v1(3)*v2(2),
  107.                 v1(3)*v2(1) - v1(1)*v2(3),
  108.                 v1(1)*v2(2) - v1(2)*v2(1));
  109.  
  110. fade(near_val,far_val,dist) = far_val +
  111.         if (16-dist, (near_val-far_val)/(1+dist*dist), 0);
  112.  
  113. bezier(p1, p2, p3, p4, t) =     p1 * (1+t*(-3+t*(3-t))) +
  114.                 p2 * 3*t*(1+t*(-2+t)) +
  115.                 p3 * 3*t*t*(1-t) +
  116.                 p4 * t*t*t ;
  117.  
  118. bspline(pp, p0, p1, pn, t) =    pp * (1/6+t*(-.5+t*(.5-1/6*t))) +
  119.                 p0 * (2/3+t*t*(-1+.5*t)) +
  120.                 p1 * (1/6+t*(.5+t*(.5-.5*t))) +
  121.                 pn * (1/6*t*t*t) ;
  122.  
  123. turbulence(x,y,z,s) = if( s-1.01, 0, abs(noise3(x/s,y/s,z/s)*s) +
  124.                         turbulence(x,y,z,2*s) );
  125. turbulencea(x,y,z,s) = if( s-1.01, 0,
  126.             sgn(noise3(x/s,y/s,z/s))*noise3a(x/s,y/s,z/s) +
  127.             turbulencea(x,y,z,2*s) );
  128. turbulenceb(x,y,z,s) = if( s-1.01, 0,
  129.             sgn(noise3(x/s,y/s,z/s))*noise3b(x/s,y/s,z/s) +
  130.             turbulenceb(x,y,z,2*s) );
  131. turbulencec(x,y,z,s) = if( s-1.01, 0,
  132.             sgn(noise3(x/s,y/s,z/s))*noise3c(x/s,y/s,z/s) +
  133.             turbulencec(x,y,z,2*s) );
  134.  
  135.             { Normal distribution from uniform range (0,1) }
  136.  
  137. un2`private(t) : t - (2.515517+t*(.802853+t*.010328))/
  138.         (1+t*(1.432788+t*(.189269+t*.001308))) ;
  139. un1`private(p) : un2`private(sqrt(-2*log(p))) ;
  140.  
  141. unif2norm(p) : if( .5-p, un1`private(p), -un1`private(1-p) ) ;
  142.  
  143. nrand(x) = unif2norm(rand(x));
  144.  
  145.             { Local (u,v) coordinates for planar surfaces }
  146. crosslen`private = Nx*Nx + Ny*Ny;
  147.             { U is distance from origin in XY-plane }
  148. U = if( crosslen`private - FTINY,
  149.         (Py*Nx - Px*Ny)/crosslen`private,
  150.         Px);
  151.             { V is defined so that N = U x V }
  152. V = if( crosslen`private - FTINY,
  153.         Pz - Nz*(Px*Nx + Py*Ny)/crosslen`private,
  154.         Py);
  155.