home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ The Datafile PD-CD 5 / DATAFILE_PDCD5.iso / utilities / p / povray3a / Docs / POVRayDocs < prev    next >
Text File  |  1996-07-29  |  782KB  |  19,112 lines

  1.  
  2.                     Persistence of Vision(tm) Ray-Tracer
  3.                                (POV-Ray(tm))
  4.  
  5.                         User's Documentation 3.0.10
  6.  
  7.                         Copyright 1996 POV-Team(tm)
  8.  
  9.  
  10. 1                Introduction
  11.    1.1              Notation
  12. 2                Program Description
  13.    2.1              What is Ray-Tracing?
  14.    2.2              What is POV-Ray?
  15.    2.3              Which Version of POV-Ray should you use?
  16.       2.3.1            IBM-PC and Compatibles
  17.          2.3.1.1          MS-Dos
  18.          2.3.1.2          Windows
  19.          2.3.1.3          Linux
  20.       2.3.2            Apple Macintosh
  21.       2.3.3            Commodore Amiga
  22.       2.3.4            SunOS
  23.       2.3.5            Generic Unix
  24.       2.3.6            All Versions
  25.       2.3.7            Compiling POV-Ray
  26.          2.3.7.1          Directroy Structure
  27.          2.3.7.2          Configuring POV-Ray Source
  28.          2.3.7.3          Conclusion
  29.    2.4              Where to Find POV-Ray Files
  30.       2.4.1            Graphics Developer Forum on CompuServe
  31.       2.4.2            Internet
  32.       2.4.3            PC Graphics Area on America On-Line
  33.       2.4.4            The Graphics Alternative BBS in El Cerrito, CA
  34.       2.4.5            PCGNet
  35.       2.4.6            POV-Ray Related Books and CD-ROMs
  36. 3                Quick Start
  37.    3.1              Installing POV-Ray
  38.    3.2              Basic Usage
  39.       3.2.1            Running Files in Other Directories
  40.       3.2.2            INI Files
  41.       3.2.3            Alternatives to POVRAY.INI
  42.       3.2.4            Batch Files
  43.       3.2.5            Display Types
  44. 4                Beginning Tutorial
  45.    4.1              Your First Image
  46.       4.1.1            Understanding POV-Ray's Coordinate System
  47.       4.1.2            Adding Standard Include Files
  48.       4.1.3            Adding a Camera
  49.       4.1.4            Describing an Object
  50.       4.1.5            Adding Texture to an Object
  51.       4.1.6            Defining a Light Source
  52.    4.2              Using the Camera
  53.       4.2.1            Camera Types
  54.       4.2.2            Using Focal Blur
  55.       4.2.3            Using Camera Ray Perturbation
  56.    4.3              Simple Shapes
  57.       4.3.1            Box Object
  58.       4.3.2            Cone Object
  59.       4.3.3            Cylinder Object
  60.       4.3.4            Plane Object
  61.       4.3.5            Standard Include Objects
  62.    4.4              Advanced Shapes
  63.       4.4.1            Bicubic Patch Object
  64.       4.4.2            Blob Object
  65.       4.4.3            Height Field Object
  66.       4.4.4            Julia Fractal Object
  67.       4.4.5            Lathe Object
  68.       4.4.6            Mesh Object
  69.       4.4.7            Polygon Object
  70.       4.4.8            Prism Object
  71.       4.4.9            Superquadric Ellipsoid Object
  72.       4.4.10           Surface of Revolution Object
  73.       4.4.11           Text Object
  74.       4.4.12           Torus Object
  75.    4.5              CSG Objects
  76.       4.5.1            What is CSG?
  77.       4.5.2            CSG Union
  78.       4.5.3            CSG Intersection
  79.       4.5.4            CSG Difference
  80.       4.5.5            CSG Merge
  81.       4.5.6            CSG Pitfalls
  82.          4.5.6.1          Coincidence Surfaces
  83.    4.6              The Light Source
  84.       4.6.1            The Ambient Light Source
  85.       4.6.2            The Point Light Source
  86.       4.6.3            The Spotlight Source
  87.       4.6.4            The Cylindrical Light Source
  88.       4.6.5            The Area Light Source
  89.       4.6.6            Assigning an Object to a Light Source
  90.       4.6.7            Light Source Specials
  91.          4.6.7.1          Using Shadowless Lights
  92.          4.6.7.2          Using Light Fading
  93.          4.6.7.3          Light Sources and Atmosphere
  94.    4.7              Simple Texture Options
  95.       4.7.1            Surface Finishes
  96.       4.7.2            Adding Bumpiness
  97.       4.7.3            Creating Color Patterns
  98.       4.7.4            Pre-defined Textures
  99.    4.8              Advanced Texture Options
  100.       4.8.1            Pigment and Normal Patterns
  101.       4.8.2            Pigments
  102.          4.8.2.1          Using Color List Pigments
  103.          4.8.2.2          Using Pigment and Patterns
  104.          4.8.2.3          Using Pattern Modifiers
  105.          4.8.2.4          Using Transparent Pigments and Layered Textures
  106.          4.8.2.5          Using Pigment Maps
  107.       4.8.3            Normals
  108.          4.8.3.1          Using Basic Normal Modifiers
  109.          4.8.3.2          Blending Normals
  110.       4.8.4            Finishes
  111.          4.8.4.1          Using Ambient
  112.          4.8.4.2          Using Surface Highlights
  113.          4.8.4.3          Using Reflection and Metallic
  114.          4.8.4.4          Using Refraction
  115.          4.8.4.5          Light Attenuation and Caustics
  116.          4.8.4.6          Using Iridescence
  117.       4.8.5            Halos
  118.          4.8.5.1          What are Halos?
  119.          4.8.5.2          The Emitting Halo
  120.             4.8.5.2.1        Starting with a Basic Halo
  121.             4.8.5.2.2        Increasing the Brightness
  122.             4.8.5.2.3        Adding Some Turbulence
  123.             4.8.5.2.4        Resizing the Halo
  124.             4.8.5.2.5        Using Frequency to Improve Realism
  125.             4.8.5.2.6        Changing the Halo Color
  126.          4.8.5.3          The Glowing Halo
  127.          4.8.5.4          The Attenuating Halo
  128.  
  129.             4.8.5.4.1        Making a Cloud
  130.             4.8.5.4.2        Scaling the Halo Container
  131.             4.8.5.4.3        Adding Additional Halos
  132.          4.8.5.5          The Dust Halo
  133.             4.8.5.5.1        Starting With an Object Lit by a Spotlight
  134.             4.8.5.5.2        Adding Some Dust
  135.             4.8.5.5.3        Decreasing the Dust Density
  136.             4.8.5.5.4        Making the Shadows Look Good
  137.             4.8.5.5.5        Adding Turbulence
  138.             4.8.5.5.6        Using a Coloured Dust
  139.          4.8.5.6          Halo Pitfalls
  140.             4.8.5.6.1        Where Halos are Allowed
  141.             4.8.5.6.2        Overlapping Container Objects
  142.             4.8.5.6.3        Multiple Attenuating Halos
  143.             4.8.5.6.4        Halos and Hollow Objects
  144.             4.8.5.6.5        Scaling a Halo Container
  145.             4.8.5.6.6        Choosing a Sampling Rate
  146.             4.8.5.6.7        Using Turbulence
  147.    4.9              Using Atmospheric Effects
  148.       4.9.1            The Background
  149.       4.9.2            The Sky Sphere
  150.          4.9.2.1          Creating a Sky with a Color Gradient
  151.          4.9.2.2          Adding the Sun
  152.          4.9.2.3          Adding Some Clouds
  153.       4.9.3            The Fog
  154.          4.9.3.1          A Constant Fog
  155.          4.9.3.2          Setting a Minimum Translucency
  156.          4.9.3.3          Creating a Filtering Fog
  157.          4.9.3.4          Adding Some Turbulence to the Fog
  158.          4.9.3.5          Using Ground Fog
  159.          4.9.3.6          Using Multiple Layers of Fog
  160.          4.9.3.7          Fog and Hollow Objects
  161.       4.9.4            The Atmosphere
  162.          4.9.4.1          Starting With an Empty Room
  163.          4.9.4.2          Adding Dust to the Room
  164.          4.9.4.3          Choosing a Good Sampling Rate
  165.          4.9.4.4          Using a Coloured Atmosphere
  166.          4.9.4.5          Atmosphere Tips
  167.             4.9.4.5.1        Choosing the Distance and Scattering Parameters
  168.             4.9.4.5.2        Atmosphere and Light Sources
  169.             4.9.4.5.3        Atmosphere Scattering Types
  170.             4.9.4.5.4        Increasing the Image Resolution
  171.             4.9.4.5.5        Using Hollow Objects and Atmosphere
  172.       4.9.5            The Rainbow
  173.          4.9.5.1          Starting With a Simple Rainbow
  174.          4.9.5.2          Increasing the Rainbow's Translucency
  175.          4.9.5.3          Using a Rainbow Arc
  176. 5                POV-Ray Reference
  177. 6                POV-Ray Options
  178.    6.1              Setting POV-Ray Options
  179.       6.1.1            Command Line Switches
  180.       6.1.2            Using INI Files
  181.       6.1.3            Using the POVINI Environment Variable
  182.    6.2              Options Reference
  183.       6.2.1            Animation Options
  184.          6.2.1.1          External Animation Loop
  185.          6.2.1.2          Internal Animation Loop
  186.          6.2.1.3          Subsets of Animation Frames
  187.          6.2.1.4          Cyclic Animation
  188.          6.2.1.5          Field Rendering
  189.       6.2.2            Output Options
  190.          6.2.2.1          General Output Options
  191.             6.2.2.1.1        Height and Width of Output
  192.             6.2.2.1.2        Partial Output Options
  193.             6.2.2.1.3        Interrupting Options
  194.             6.2.2.1.4        Resuming Options
  195.          6.2.2.2          Display Output Options
  196.             6.2.2.2.1        Display Hardware Settings
  197.             6.2.2.2.2        Display Related Settings
  198.             6.2.2.2.3        Mosaic Preview
  199.          6.2.2.3          File Output Options
  200.             6.2.2.3.1        Output File Type
  201.             6.2.2.3.2        Output File Name
  202.             6.2.2.3.3        Output File Buffer
  203.          6.2.2.4          CPU Utilization Histogram
  204.             6.2.2.4.1        File Type
  205.             6.2.2.4.2        File Name
  206.             6.2.2.4.3        Grid Size
  207.          6.2.2.5          Input File Name
  208.          6.2.2.6          Library Paths
  209.          6.2.2.7          Language Version
  210.          6.2.2.8          Removing User Bounding
  211.       6.2.3            Shell-out to Operating System
  212.          6.2.3.1          String Substitution in Shell Commands
  213.          6.2.3.2          Shell Command Sequencing
  214.          6.2.3.3          Shell Command Return Actions
  215.       6.2.4            Text Output
  216.          6.2.4.1          Text Streams
  217.          6.2.4.2          Console Text Output
  218.          6.2.4.3          Directing Text Streams to Files
  219.          6.2.4.4          Help Screen Switches
  220.       6.2.5            Tracing Options
  221.          6.2.5.1          Quality Settings
  222.          6.2.5.2          Radiosity Setting
  223.          6.2.5.3          Automatic Bounding Control
  224.          6.2.5.4          Anti-Aliasing Options
  225. 7                Scene Description Language
  226.    7.1              Language Basics
  227.       7.1.1            Identifiers and Keywords
  228.       7.1.2            Comments
  229.       7.1.3            Float Expressions
  230.          7.1.3.1          Float Identifiers
  231.          7.1.3.2          Float Operators
  232.       7.1.4            Vector Expressions
  233.          7.1.4.1          Vector Literals
  234.          7.1.4.2          Vector Identifiers
  235.          7.1.4.3          Vector Operators
  236.          7.1.4.4          Operator Promotion
  237.       7.1.5            Specifying Colors
  238.          7.1.5.1          Color Vectors
  239.          7.1.5.2          Color Keywords
  240.          7.1.5.3          Color Identifiers
  241.          7.1.5.4          Color Operators
  242.          7.1.5.5          Common Color Pitfalls
  243.       7.1.6            Strings
  244.          7.1.6.1          String Literals
  245.          7.1.6.2          String Identifiers
  246.       7.1.7            Built-in Identifiers
  247.          7.1.7.1          Constant Built-in Identifiers
  248.          7.1.7.2          Built-in Identifier 'clock'
  249.          7.1.7.3          Built-in Identifier 'version'
  250.       7.1.8            Functions
  251.          7.1.8.1          Float Functions
  252.          7.1.8.2          Vector Functions
  253.          7.1.8.3          String Functions
  254.    7.2              Language Directives
  255.       7.2.1            Include Files
  256.  
  257.       7.2.2            Declare
  258.          7.2.2.1          Declaring identifiers
  259.       7.2.3            Default Directive
  260.       7.2.4            Version Directive
  261.       7.2.5            Conditional Directives
  262.          7.2.5.1          IF ELSE Directives
  263.          7.2.5.2          IFDEF Directives
  264.          7.2.5.3          IFNDEF Directives
  265.          7.2.5.4          SWITCH CASE and RANGE Directives
  266.          7.2.5.5          WHILE Directive
  267.       7.2.6            User Message Directives
  268.          7.2.6.1          Text Message Streams
  269.          7.2.6.2          Text Formatting
  270.    7.3              POV-Ray Coordinate System
  271.       7.3.1            Transformations
  272.          7.3.1.1          Translate
  273.          7.3.1.2          Scale
  274.          7.3.1.3          Rotate
  275.          7.3.1.4          Matrix Keyword
  276.       7.3.2            Transformation Order
  277.       7.3.3            Transform Identifiers
  278.       7.3.4            Transforming Textures and Objects
  279.    7.4              Camera
  280.       7.4.1            Type of Projection
  281.       7.4.2            Focal Blur
  282.       7.4.3            Camera Ray Perturbation
  283.       7.4.4            Placing the Camera
  284.          7.4.4.1          Location and Look_At
  285.          7.4.4.2          The Sky Vector
  286.          7.4.4.3          The Direction Vector
  287.          7.4.4.4          Angle
  288.          7.4.4.5          Up and Right Vectors
  289.             7.4.4.5.1        Aspect Ratio
  290.             7.4.4.5.2        Handedness
  291.          7.4.4.6          Transforming the Camera
  292.       7.4.5            Camera Identifiers
  293.    7.5              Objects
  294.       7.5.1            Empty and Solid Objects
  295.          7.5.1.1          Halo Pitfall
  296.          7.5.1.2          Refraction Pitfall
  297.       7.5.2            Finite Solid Primitives
  298.          7.5.2.1          Blob
  299.          7.5.2.2          Box
  300.          7.5.2.3          Cone
  301.          7.5.2.4          Cylinder
  302.          7.5.2.5          Height Field
  303.          7.5.2.6          Julia Fractal
  304.          7.5.2.7          Lathe
  305.          7.5.2.8          Prism
  306.          7.5.2.9          Sphere
  307.          7.5.2.10         Superquadric Ellipsoid
  308.          7.5.2.11         Surface of Revolution
  309.          7.5.2.12         Text
  310.          7.5.2.13         Torus
  311.       7.5.3            Finite Patch Primitives
  312.          7.5.3.1          Bicubic Patch
  313.          7.5.3.2          Disc
  314.          7.5.3.3          Mesh
  315.          7.5.3.4          Polygon
  316.          7.5.3.5          Triangle and Smooth Triangle
  317.       7.5.4            Infinite Solid Primitives
  318.          7.5.4.1          Plane
  319.          7.5.4.2          Poly, Cubic and Quartic
  320.          7.5.4.3          Quadric
  321.       7.5.5            Constructive Solid Geometry
  322.          7.5.5.1          About CSG
  323.          7.5.5.2          Inside and Outside
  324.          7.5.5.3          Inverse
  325.          7.5.5.4          Union
  326.          7.5.5.5          Intersection
  327.          7.5.5.6          Difference
  328.          7.5.5.7          Merge
  329.       7.5.6            Light Sources
  330.          7.5.6.1          Point Lights
  331.          7.5.6.2          Spotlights
  332.          7.5.6.3          Cylindrical Lights
  333.          7.5.6.4          Area Lights
  334.          7.5.6.5          Shadowless Lights
  335.          7.5.6.6          Looks_like
  336.          7.5.6.7          Light Fading
  337.          7.5.6.8          Atmosphere Interaction
  338.          7.5.6.9          Atmospheric Attenuation
  339.       7.5.7            Object Modifiers
  340.          7.5.7.1          Clipped_By
  341.          7.5.7.2          Bounded_By
  342.          7.5.7.3          Hollow
  343.          7.5.7.4          No_Shadow
  344.          7.5.7.5          Sturm
  345.    7.6              Textures
  346.       7.6.1            Pigment
  347.          7.6.1.1          Solid Color Pigments
  348.          7.6.1.2          Color List Pigments
  349.          7.6.1.3          Color Maps
  350.          7.6.1.4          Pigment Maps
  351.          7.6.1.5          Image Maps
  352.             7.6.1.5.1        Specifying an Image Map
  353.             7.6.1.5.2        The map_type Option
  354.             7.6.1.5.3        The Filter and Transmit Bitmap Modifiers
  355.             7.6.1.5.4        Using the Alpha Channel
  356.          7.6.1.6          Quick Color
  357.       7.6.2            Normal
  358.          7.6.2.1          Slope Maps
  359.          7.6.2.2          Normal Maps
  360.          7.6.2.3          Bump Maps
  361.             7.6.2.3.1        Specifying a Bump Map
  362.             7.6.2.3.2        Bump_Size
  363.             7.6.2.3.3        Use_Index and Use_Color
  364.       7.6.3            Finish
  365.          7.6.3.1          Ambient
  366.          7.6.3.2          Diffuse Reflection Items
  367.             7.6.3.2.1        Diffuse
  368.             7.6.3.2.2        Brilliance
  369.             7.6.3.2.3        Crand Graininess
  370.          7.6.3.3          Highlights
  371.             7.6.3.3.1        Phong Highlights
  372.             7.6.3.3.2        Specular Highlight
  373.             7.6.3.3.3        Metallic Highlight Modifier
  374.          7.6.3.4          Specular Reflection
  375.          7.6.3.5          Refraction
  376.             7.6.3.5.1        Light Attenuation
  377.             7.6.3.5.2        Faked Caustics
  378.          7.6.3.6          Iridescence
  379.       7.6.4            Halo
  380.          7.6.4.1          Halo Mapping
  381.          7.6.4.2          Multiple Halos
  382.          7.6.4.3          Halo Type
  383.             7.6.4.3.1        Attenuating
  384.  
  385.             7.6.4.3.2        Dust
  386.             7.6.4.3.3        Emitting
  387.             7.6.4.3.4        Glowing
  388.          7.6.4.4          Density Mapping
  389.             7.6.4.4.1        Box Mapping
  390.             7.6.4.4.2        Cylindrical Mapping
  391.             7.6.4.4.3        Planar Mapping
  392.             7.6.4.4.4        Spherical Mapping
  393.          7.6.4.5          Density Function
  394.             7.6.4.5.1        Constant
  395.             7.6.4.5.2        Linear
  396.             7.6.4.5.3        Cubic
  397.             7.6.4.5.4        Poly
  398.          7.6.4.6          Halo Color Map
  399.          7.6.4.7          Halo Sampling
  400.             7.6.4.7.1        Number of Samples
  401.             7.6.4.7.2        Super-Sampling
  402.             7.6.4.7.3        Jitter
  403.          7.6.4.8          Halo Modifiers
  404.             7.6.4.8.1        Turbulence Modifier
  405.             7.6.4.8.2        Octaves Modifier
  406.             7.6.4.8.3        Omega Modifier
  407.             7.6.4.8.4        Lambda Modifier
  408.             7.6.4.8.5        Frequency Modifier
  409.             7.6.4.8.6        Phase Modifier
  410.             7.6.4.8.7        Transformation Modifiers
  411.       7.6.5            Special Textures
  412.          7.6.5.1          Texture Maps
  413.          7.6.5.2          Tiles
  414.          7.6.5.3          Material Maps
  415.             7.6.5.3.1        Specifying a Material Map
  416.       7.6.6            Layered Textures
  417.       7.6.7            Patterns
  418.          7.6.7.1          Agate
  419.          7.6.7.2          Average
  420.          7.6.7.3          Bozo
  421.          7.6.7.4          Brick
  422.          7.6.7.5          Bumps
  423.          7.6.7.6          Checker
  424.          7.6.7.7          Crackle
  425.          7.6.7.8          Dents
  426.          7.6.7.9          Gradient
  427.          7.6.7.10         Granite
  428.          7.6.7.11         Hexagon
  429.          7.6.7.12         Leopard
  430.          7.6.7.13         Mandel
  431.          7.6.7.14         Marble
  432.          7.6.7.15         Onion
  433.          7.6.7.16         Quilted
  434.          7.6.7.17         Radial
  435.          7.6.7.18         Ripples
  436.          7.6.7.19         Spiral1
  437.          7.6.7.20         Spiral2
  438.          7.6.7.21         Spotted
  439.          7.6.7.22         Waves
  440.          7.6.7.23         Wood
  441.          7.6.7.24         Wrinkles
  442.       7.6.8            Pattern Modifiers
  443.          7.6.8.1          Transforming Patterns
  444.          7.6.8.2          Frequency and Phase
  445.          7.6.8.3          Waveform
  446.          7.6.8.4          Turbulence
  447.          7.6.8.5          Octaves
  448.          7.6.8.6          Lambda
  449.          7.6.8.7          Omega
  450.          7.6.8.8          Warps
  451.             7.6.8.8.1        Black Hole Warp
  452.             7.6.8.8.2        Repeat Warp
  453.             7.6.8.8.3        Turbulence Warp
  454.          7.6.8.9          Bitmap Modifiers
  455.             7.6.8.9.1        The once Option
  456.             7.6.8.9.2        The "map_type" Option
  457.             7.6.8.9.3        The interpolate Option
  458.    7.7              Atmospheric Effects
  459.       7.7.1            Atmosphere
  460.       7.7.2            Background
  461.       7.7.3            Fog
  462.       7.7.4            Sky Sphere
  463.       7.7.5            Rainbow
  464.    7.8              Global Settings
  465.       7.8.1            ADC_Bailout
  466.       7.8.2            Ambient Light
  467.       7.8.3            Assumed_Gamma
  468.          7.8.3.1          Monitor Gamma
  469.          7.8.3.2          Image File Gamma
  470.          7.8.3.3          Scene File Gamma
  471.       7.8.4            HF_Gray_16
  472.       7.8.5            Irid_Wavelength
  473.       7.8.6            Max_Trace_Level
  474.       7.8.7            Max_Intersections
  475.       7.8.8            Number_Of_Waves
  476.       7.8.9            Radiosity
  477.          7.8.9.1          How Radiosity Works
  478.          7.8.9.2          Adjusting Radiosity
  479.             7.8.9.2.1        brightness
  480.             7.8.9.2.2        count
  481.             7.8.9.2.3        distance_maximum
  482.             7.8.9.2.4        error_bound
  483.             7.8.9.2.5        gray_threshold
  484.             7.8.9.2.6        low_error_factor
  485.             7.8.9.2.7        minimum_reuse
  486.             7.8.9.2.8        nearest_count
  487.             7.8.9.2.9        radiosity_quality
  488.             7.8.9.2.10       recursion_limit
  489.          7.8.9.3          Tips on Radiosity
  490.  
  491.                              *** APPENDICES ***
  492.  
  493. A                Copyright
  494.    A.1              General License Agreement
  495.    A.2              Usage Provisions
  496.    A.3              General Rules for All Distributions
  497.    A.4              Definition of "Full Package"
  498.    A.5              Conditions for On-Line Services and BBS's Including Inter
  499.    A.6              Online or Remote Execution of POV-Ray
  500.    A.7              Conditions for Distribution of Custom Versions
  501.    A.8              Conditions for Commercial Bundling
  502.    A.9              Other Provisions
  503.    A.10             Revocation of License
  504.    A.11             Disclaimer
  505.    A.12             Technical Support
  506. B                Authors
  507. C                Contacting the Authors
  508. D                Postcards for POV-Ray Team Members
  509. E                POV-Ray Output Messages
  510.    E.1              Options in Use
  511.    E.2              Warning Messages
  512.  
  513.       E.2.1            Warnings during the Parsing Stage
  514.       E.2.2            Other Warnings
  515.    E.3              Error Messages
  516.       E.3.1            Scene File Errors
  517.       E.3.2            Other Errors
  518.    E.4              Statistics
  519. F                Tips and Hints
  520.    F.1              Scene Design Tips
  521.    F.2              Scene Debugging Tips
  522.    F.3              Animation Tips
  523.    F.4              Texture Tips
  524.    F.5              Height Field Tips
  525.    F.6              Converting "Handedness"
  526. G                Frequently Asked Questions
  527.    G.1              General Questions
  528.    G.2              POV-Ray Option Questions
  529.    G.3              Atmosphere Questions
  530. H                Suggested Reading
  531. I                Help on Help
  532.  
  533.  
  534. 1                Introduction
  535.  
  536. ***********************************************************
  537.  
  538. Note that this document is still in work and there may  (and  will)  be  some
  539. larger changes. Do not waste  your  time,  money  and  paper  to  print  this
  540. document!
  541.  
  542. ***********************************************************
  543.  
  544. This document details the use of the Persistence  of  Vision(tm)  Ray  Tracer
  545. (POV-Ray(tm)). It is broken down into four parts: the installation guide, the
  546. tutorial guide, the reference guide and the appendix.  The  first  part  (see
  547. chapter "Program Description" chapter and "Quick Start" ) tells you where  to
  548. get and how to install  POV-Ray.  It  also  gives  a  short  introduction  to
  549. ray-tracing. The tutorial explains step by step  how  to  use  the  different
  550. features of POV-Ray (see chapter "Beginning Tutorial" ). The reference  gives
  551. a complete description of all features available in POV-Ray by explaining all
  552. command line options (INI file keywords) and the scene  description  language
  553. (see chapter "POV-Ray Reference" ,  chapter  "POV-Ray  Options"  and  chapter
  554. "Scene Description Language" ). The appendix includes some  tips  and  hints,
  555. suggested reading, contact addresses and legal information.
  556.  
  557.  
  558. 1.1              Notation
  559.  
  560. Throughout this document the following notation is used to mark  keywords  of
  561. the scene description language, command line options, INI file  keywords  and
  562. file names.
  563.  
  564.   name  scene description keyword
  565.   name  command line option
  566.   name  INI file keyword
  567.   name  file name
  568.   name  Internet address, Usenet group
  569.  
  570.  
  571. 2                Program Description
  572.  
  573. The  Persistence  of  Vision(tm)   Ray-Tracer   creates   three-dimensional,
  574. photo-realistic images using a rendering  technique  called  ray-tracing.  It
  575. reads in a text  file  containing  information  describing  the  objects  and
  576. lighting in a scene and generates an image of that scene from the view  point
  577. of a camera also described in the  text  file.  Ray-tracing  is  not  a  fast
  578. process by any means, but it produces very high quality images with realistic
  579. reflections, shading, perspective and other effects.
  580.  
  581. 2.1              What is Ray-Tracing?
  582.  
  583. Ray-tracing is a rendering technique that calculates an image of a  scene  by
  584. shooting rays into the scene. The scene is build from shapes, light  sources,
  585. a camera, materials, special features, etc.
  586.  
  587. For every pixel in the final image a viewing ray is shot into the  scene  and
  588. tested for intersection with any of the objects in the  scene.  Viewing  rays
  589. originate from the viewer, represented by the camera, and  pass  through  the
  590. viewing window (representing the final image).
  591.  
  592. Every time an object is hit, the color  of  the  surface  at  that  point  is
  593. calculated. For this purpose the amount of light coming from any light source
  594. in the scene is determined to tell wether the surface point lies in shadow or
  595. not. If the surface is reflective or translucent new  rays  are  set  up  and
  596. traced in order to determine the contribution of the reflected and  refracted
  597. light to the final surface color.
  598.  
  599. Special  features  like  interdiffuse  reflection  (radiosity),  atmospheric
  600. effects and area lights make it necessary to shoot a lot of  additional  rays
  601. into the scene for every pixel.
  602.  
  603. 2.2              What is POV-Ray?
  604.  
  605. The Persistence of Vision(tm) Ray-Tracer was  developed  from  DKBTrace  2.12
  606. (written by David K. Buck and Aaron A. Collins) by a bunch of people,  called
  607. the POV-Team(tm), in their spare time. The headquarters of the POV-Team is in
  608. the  GRAPHDEV  forum  on  CompuServe  (see  "Graphics  Developer  Forum   on
  609. CompuServe" for more details).
  610.  
  611. The  POV-Ray(tm)  package  includes  detailed  instructions  on  using   the
  612. ray-tracer and creating  scenes.  Many  stunning  scenes  are  included  with
  613. POV-Ray so you can  start  creating  images  immediately  when  you  get  the
  614. package. These scenes can be  modified  so  you  don't  have  to  start  from
  615. scratch.
  616.  
  617. In addition to the pre-defined scenes is a large library of predefined shapes
  618. and materials that you can use in your  own  scenes  by  just  including  the
  619. appropriate files and typing the name of the shape or material.
  620.  
  621. Here are some highlights of POV-Ray's features:
  622.  
  623.   * Easy to use scene description language.
  624.   * Large library of stunning example scene files.
  625.   * Standard include files that pre-define many shapes, colors and  textures.
  626.  
  627.   * Very high quality output image files (up to 48-bit color).
  628.   * 15 and 24 bit color display on IBM-PC's using appropriate hardware.
  629.   * Create landscapes using smoothed height fields.
  630.    *  Spotlights,  cylindrical  lights  and  area  lights  for  sophisticated
  631.     lighting.
  632.   * Phong and specular highlighting for more realistic-looking surfaces.
  633.   * Interdiffuse reflection (radiosity) for more realistic lighting.
  634.   * Atmospheric effects like atmosphere, fog and rainbow.
  635.   * Halos to model effects like clouds, dust, fire and steam.
  636.   * Several image file output formats including Targa, PNG and PPM.
  637.   * Basic shape primitives such as ... spheres, boxes,  quadrics,  cylinders,
  638.     cones, triangles and planes.
  639.   * Advanced shape primitives  such  as  ...  torii  (donuts),  hyperboloids,
  640.     paraboloids, bezier patches, height fields (mountains), blobs,  quartics,
  641.     smooth triangles, text, fractals, superquadrics, surfaces of  revolution,
  642.     prisms, polygons, lathes and fractals.
  643.   * Shapes can  easily  be  combined  to  create  new  complex  shapes  using
  644.     Constructive Solid  Geometry  (CSG).  POV-Ray  supports  unions,  merges,
  645.     intersections and differences.
  646.   * Objects are assigned materials called textures (a texture  describes  the
  647.     coloring and surface properties of a shape).
  648.   * Built-in color and normal patterns: Agate, Bozo, Bumps, Checker, Crackle,
  649.     Dents,  Granite,  Gradient,  Hexagon,  Leopard,  Mandel,  Marble,  Onion,
  650.     Quilted, Ripples, Spotted, Sprial,  Radial,  Waves,  Wood,  Wrinkles  and
  651.     image file mapping.
  652.   * Users can create their own textures or use pre-defined textures  such  as
  653.     ... Brass, Chrome, Copper, Gold, Silver, Stone, Wood.
  654.   * Combine textures using layering of semi-transparent textures or tiles  of
  655.     textures or material map files.
  656.    *  Display  preview  of  image  while  computing  (not  available  on  all
  657.     platforms).
  658.   * Halt rendering when part way through.
  659.   * Continue rendering a halted partial scene later.
  660.  
  661. 2.3              Which Version of POV-Ray should you use?
  662.  
  663. POV-Ray can be used under MS-Dos, Windows 3.x, 95 and NT; Apple Macintosh 68k
  664. and Power PC; Commodore Amiga; Linux, UNIX and other platforms.
  665.  
  666. The latest versions of the necessary files  are  available  over  CompuServe,
  667. Internet, America Online and  several  BBS's.  See  section  "Where  to  Find
  668. POV-Ray Files" for more info.
  669.  
  670. 2.3.1            IBM-PC and Compatibles
  671.  
  672. Currently there are three different versions for  the  IBM-PC  running  under
  673. different operating systems (MS-Dos, Windows, Linux) as described below.
  674.  
  675. 2.3.1.1          MS-Dos
  676.  
  677. The  MS-Dos  version  runs  under  Ms-Dos  or  as  a  dos  application  under
  678. Windows'95, Windows NT, Windows 3.1 or 3.11. It  also  runs  under  OS/2  and
  679. Warp.
  680.  
  681. Required hardware and software:
  682.  
  683.   - A 386 or better CPU and at least 4 meg of RAM.
  684.   - About 6 meg disk space to install and 2-10 meg or more  beyond  that  for
  685.     working space.
  686.   - A text editor capable of editing plain ASCII text files. The EDIT program
  687.     that comes with MS-Dos will work for moderate size files.
  688.   - Graphic file viewer capable of  viewing  GIF  and  perhaps  TGA  and  PNG
  689.     formats.
  690.  
  691.  
  692. Required POV-Ray files:
  693.  
  694.   - POVMSDOS.EXE - a self-extracting archive containing the  program,  sample
  695.     scenes, standard include files and  documentation  in  a  hypertext  help
  696.     format with help viewer. This file may be split into  smaller  files  for
  697.     easier downloading. Check the directory of your download or ftp  site  to
  698.     see if other files are needed.
  699.  
  700.  
  701. Recommended:
  702.  
  703.   - Pentium or 486dx or math co-processor for 386 or 486sx.
  704.   - 8 meg or more RAM.
  705.   - SVGA display preferably with VESA interface and high color or true  color
  706.     ability.
  707.  
  708.  
  709. Optional: The source code is not needed to use POV-Ray. It  is  provided  for
  710. the curious and adventurous.
  711.  
  712.   - POVMSD_S.ZIP - The C source code for POV-Ray for MS-Dos Contains  generic
  713.     parts and MS-Dos specific parts.  It  does  not  include  sample  scenes,
  714.     standard include files and documentation  so  you  should  also  get  the
  715.     executable archive as well
  716.   - A C compiler that can  create  32-bit  protected  mode  applications.  We
  717.     support Watcom 10.5a, Borland  4.52  with  Dos  Power  Pack  and  limited
  718.     graphics under DJGPP 1.12maint4. DJGPP 2.0 not supported.
  719.  
  720. 2.3.1.2          Windows
  721.  
  722. The Windows version runs under Windows'95, Windows NT and under  Windows  3.1
  723. or 3.11 if Win32s extensions are added. Also runs under OS/2 Warp.
  724.  
  725. Required hardware and software:
  726.  
  727.   - A 386 or better CPU and at least 8 meg of RAM.
  728.   - About 12 meg disk space to install and 2-10 meg or more beyond  that  for
  729.     working space.
  730.  
  731.  
  732. Required POV-Ray files:
  733.  
  734.   - User archive POVWIN3.EXE  -  a  self-extracting  archive  containing  the
  735.     program, sample scenes, standard include files  and  documentation.  This
  736.     file may be split into smaller files for easier  downloading.  Check  the
  737.     directory of your download or ftp site to see if other files are  needed.
  738.  
  739.  
  740.  
  741. Recommended:
  742.  
  743.   - Pentium or 486dx or math co-processor for 386 or 486sx.
  744.   - 16 meg or more RAM.
  745.   - SVGA display preferably with high color or true color ability and drivers
  746.     installed.
  747.  
  748.  
  749. Optional: The source code is not needed to use POV-Ray. It  is  provided  for
  750. the curious and adventurous.
  751.  
  752.   - POVWIN_S.ZIP - The C  source  code  for  POV-Ray  for  Windows.  Contains
  753.     generic parts and Windows specific parts.  It  does  not  include  sample
  754.     scenes, standard include files and documentation so you should  also  get
  755.     the executable archive as well.
  756.   - POV-Ray can only be compiled using C compilers that create 32-bit Windows
  757.     applications. We support Watcom 10.5a, Borland  4.52/5.0  compilers.  The
  758.     source code is not needed to use POV-Ray. It is provided for the  curious
  759.     and adventurous.
  760.  
  761. 2.3.1.3          Linux
  762.  
  763. Required hardware and software:
  764.  
  765.   - A 386 or better CPU and at least 4 meg of RAM.
  766.   - About 6 meg disk space to install and 2-10 meg or more  beyond  that  for
  767.     working space.
  768.   - A text editor capable of editing plain ASCII text files.
  769.   - Any recent (1994  onwards)  Linux  kernel  and  support  for  ELF  format
  770.     binaries. POV-Ray for Linux is not in a.out-format.
  771.   - ELF libraries libc.so.5, libm.so.5 and one  or  both  of  libX11.so.6  or
  772.     libvga.so.1.
  773.  
  774.  
  775. Required POV-Ray files:
  776.  
  777.   - POVLINUX.TGZ or POVLINUX.TAR.GZ - archive containing an  official  binary
  778.     for each SVGALib  and  X-Windows  modes.  Also  contains  sample  scenes,
  779.     standard include files and documentation.
  780.  
  781.  
  782. Recommended:
  783.  
  784.   - Pentium or 486dx or math co-processor for 386 or 486sx.
  785.   - 8 meg or more RAM.
  786.   - SVGA display preferably high color or true color ability.
  787.   - If you want display, you'll need either SVGALib or X-Windows.
  788.   - Graphic file viewer capable of viewing PPM, TGA or PNG formats.
  789.  
  790.  
  791. Optional: The source code is not needed to use POV-Ray. It  is  provided  for
  792. the curious and adventurous.
  793.  
  794.   - POVUNI_S.TAR.GZ or POVUNI_S.TGZ - The  C  source  code  for  POV-Ray  for
  795.     Linux. Contains generic parts and  Linux  specific  parts.  It  does  not
  796.     include sample scenes, standard include files and  documentation  so  you
  797.     should also get the executable archive as well.
  798.   - The GNU C compiler and (optionally) the X include files and libraries and
  799.     KNOWLEDGE OF HOW TO USE IT. Although we provide source code  for  generic
  800.     Unix systems, we do not provide technical support on how to  compile  the
  801.     program.
  802.  
  803. 2.3.2            Apple Macintosh
  804.  
  805. The Macintosh versions run under Apple's MacOS operating system  version  7.0
  806. or better, on any 68020/030/040-based Macintosh (with or without  a  floating
  807. point coprocessor) or any of the Power Macintosh computers.
  808.  
  809. Required hardware and software:
  810.  
  811.   - A 68020 or better CPU without a floating point unit (LC  or  Performa  or
  812.     Centris series) and at least 8 meg RAM or
  813.   - A 68020 or better CPU *with* a floating point  unit  (Mac  II  or  Quadra
  814.     series) and at least 8 meg RAM or
  815.   - Any Power Macintosh computer and at least 8 meg RAM.
  816.   - System 7 or newer and color QuickDraw (System 6 is no longer  supported).
  817.  
  818.   - About 6 meg free disk space to install and an additional  2-10  meg  free
  819.     space for working space.
  820.   - Graphic file viewer utility capable of viewing Mac PICT, GIF and  perhaps
  821.     TGA and PNG  formats  (the  shareware  GIFConverter  or  GraphicConverter
  822.     applications are good.)
  823.  
  824.  
  825. Required POV-Ray files:
  826.  
  827.   - POVMACNF.SIT or POVMACNF.SIT.HQX  -  a  Stuffit  archive  containing  the
  828.     non-FPU 68K Macintosh application, sample scenes, standard include  files
  829.     and documentation (slower version for Macs without an FPU) or
  830.   - POVMAC68.SIT or POVMAC68.SIT.HQX - a Stuffit archive containing  the  FPU
  831.     68K Macintosh application, sample  scenes,  standard  include  files  and
  832.     documentation (faster version for Macs WITH an FPU) or
  833.   - POVPMAC.SIT or POVPMAC.SIT.HQX - a Stuffit archive containing the  native
  834.     Power Macintosh application, sample scenes, standard  include  files  and
  835.     documentation.
  836.  
  837.  
  838. Recommended:
  839.  
  840.   - 68030/33 or faster with FPU, or any Power Macintosh
  841.   - 8 meg or more RAM for 68K Macintosh; 16 meg or more for  Power  Macintosh
  842.     systems.
  843.   - Color monitor preferred, 256 colors OK,  but  thousands  or  millions  of
  844.     colors is even better.
  845.  
  846.  
  847. Optional: The source code is not needed to use POV-Ray. It  is  provided  for
  848. the curious and adventurous. POV-Ray can be compiled using Apple's  MPW  3.3,
  849. Metrowerks CodeWarrior 8 or Symantec 8.
  850.  
  851.   - POVMACS.SIT or POVMACS.SIT.HQX - The full C source code for  POV-Ray  for
  852.     Macintosh. Contains generic parts and Macintosh specific parts.  It  does
  853.     not include sample scenes, standard include files  and  documentation  so
  854.     you should also get the executable archive as well.
  855.  
  856. 2.3.3            Commodore Amiga
  857.  
  858. The Amiga version comes in several  flavors:  68000/68020  without  FPU  (not
  859. recommended, very slow), 68020/68881(68882), 68030/68882 and 68040. There are
  860. also two sub-versions, one with a CLI-only interface,  and  one  with  a  GUI
  861. (requires MUI 3.1). All versions run under OS2.1 and up. Support  exists  for
  862. pensharing and window display under OS3.x with 256 color palettes and CybeGFX
  863. display library support.
  864.  
  865. Required:
  866.  
  867.   - at least 4 meg of RAM.
  868.   - at least 2 meg  of  hard  disk  space  for  the  necessities,  5-20  more
  869.     recommended for workspace.
  870.   - an ASCII text editor, GUI configurable  to  launch  the  editor  of  your
  871.     choice.
  872.   - Graphic file viewer -  POV-Ray  outputs  to  PNG,  Targa  (TGA)  and  PPM
  873.     formats, converters from the PPMBIN distribution are included to  convert
  874.     these to IFF ILBM files.
  875.  
  876.  
  877. Required POV-Ray files:
  878.  
  879.   - POVAMI.LHA - a LHA archive containing executible, sample scenes, standard
  880.     include files and documentation.
  881.  
  882.  
  883. Recommended:
  884.  
  885.   - 8 meg or more of RAM.
  886.   - 68030 and 68882 or higher processor.
  887.   - 24bit display card (CyberGFX library supported)
  888.  
  889.  
  890. As soon as a stable compiler is released for Amiga PowerPC systems, plans are
  891. to add this to the flavor list.
  892.  
  893. Optional: The source code is not needed to use POV-Ray. It  is  provided  for
  894. the curious and adventurous.
  895.  
  896.   - POVLHA_S.ZIP - The C source code for POV-Ray for Amiga. Contains  generic
  897.     parts and Amiga specific  parts.  It  does  not  include  sample  scenes,
  898.     standard include files and documentation  so  you  should  also  get  the
  899.     executable archive as well.
  900.  
  901. 2.3.4            SunOS
  902.  
  903. Required hardware and software:
  904.  
  905.   - A Sun SPARC processor and at least 4 meg of RAM.
  906.   - About 6 meg disk space to install and 2-10 meg or more  beyond  that  for
  907.     working space.
  908.   - A text editor capable of editing plain ASCII text files.
  909.   - SunOS 4.1.3 or other operating system capable of running  such  a  binary
  910.     (Solaris or possibly Linux for Sparc).
  911.  
  912.  
  913. Required POV-Ray files:
  914.  
  915.   - POVSUNOS.TGZ or POVSUNOS.TAR.GZ - archive containing an  official  binary
  916.     for each text-only and X-Windows  modes.  Also  contains  sample  scenes,
  917.     standard include files and documentation.
  918.  
  919.  
  920. Recommended:
  921.  
  922.   - 8 meg or more RAM.
  923.   - If you want display, you'll need X-Windows or an X-Term.
  924.   - preferably 24-bit TrueColor display ability, although the X display  code
  925.     is known to work with ANY combination of visual and color depth.
  926.   - Graphic file viewer capable of viewing PPM, TGA or PNG formats.
  927.  
  928.  
  929. Optional: The source code is not needed to use POV-Ray. It  is  provided  for
  930. the curious and adventurous.
  931.  
  932.   - POVUNI_S.TGZ or POVUNI_S.TAR.GZ - The C source code for POV-Ray for UNIX.
  933.     Contains generic UNIX parts and Linux specific parts. It does not include
  934.     sample scenes, standard include files and  documentation  so  you  should
  935.     also get the executable archive as well.
  936.   - A C compiler and (optionally) the  X  include  files  and  libraries  and
  937.     knowledge of how to use it.
  938.  
  939.  
  940. Although we provide source code for generic Unix systems, we do  not  provide
  941. technical support on how to compile the program.
  942.  
  943. 2.3.5            Generic Unix
  944.  
  945. Required:
  946.  
  947.   - POVUNI_S.TGZ or POVUNI_S.TAR.GZ - The C source code for POV-Ray for Unix.
  948.     Either archive contains full generic source, Unix and X-Windows  specific
  949.     source.
  950.   - POVUNI_D.TGZ or POVUNI_D.TAR.GZ or  any  archive  containing  the  sample
  951.     scenes, standard include files and documentation. This could be the Linux
  952.     or SunOS executable archives described above.
  953.   - A C compiler for your computer and KNOWLEDGE OF HOW TO USE  IT.  Although
  954.     we provide source code for  generic  Unix  systems,  we  do  not  provide
  955.     technical support on how to compile the program.
  956.   - A text editor capable of editing plain ASCII text files.
  957.  
  958.  
  959. Recommended:
  960.  
  961.   - Math co-processor.
  962.   - 8 meg or more RAM.
  963.   - Graphic file viewer capable of viewing PPM, TGA or PNG formats.
  964.  
  965.  
  966. Optional:
  967.  
  968.   - X Windows if you want to be able to display as you render.
  969.   - You will need the X-Windows include files as well. If you're not familiar
  970.     with compiling programs for X-Windows you may need some help from someone
  971.     who is knowledgeable at your installation because the X include files and
  972.     libraries are not always in a standard place.
  973.  
  974. 2.3.6            All Versions
  975.  
  976. Each executable archive includes full documentation  for  POV-Ray  itself  as
  977. well as specific instructions for using POV-Ray with your type of platform.
  978.  
  979. All versions of the program share the same ray-tracing features like  shapes,
  980. lighting and textures. In other words, an IBM-PC can create the same pictures
  981. as a Cray supercomputer as long as it has enough memory.
  982.  
  983. The user will want to get the executable that  best  matches  their  computer
  984. hardware. See the section "Where to Find POV-Ray Files"  for  where  to  find
  985. these files. You can contact those sources to find out what the best  version
  986. is for you and your computer.
  987.  
  988. 2.3.7            Compiling POV-Ray
  989.  
  990. The following sections will help you to compile the portable  C  source  code
  991. into a working executable version of POV-Ray. They are only for those  people
  992. who want to compile a  custom  version  of  POV-Ray  or  to  port  it  to  an
  993. unsupported platform or compiler.
  994.  
  995. The first question you should ask yourself before proceeding is Do  I  really
  996. need to compile POV-Ray at all? Official POV-Ray Team executable versions are
  997. available for MS-Dos, Windows 3.1x/95/NT, Mac 68k, Mac Power PC, Amiga, Linux
  998. for Intel x86, and SunOS. Other unofficial compiles may soon be available for
  999. other platforms. If you do not intend  to  add  any  custom  or  experimental
  1000. features to the program and if an executable already exists for your platform
  1001. then you need not compile this program yourself.
  1002.  
  1003. If you do want to proceed you should be aware that you  are  very  nearly  on
  1004. your own. The following sections and other  related  compiling  documentation
  1005. assume you know what you are  doing.  It  assumes  you  have  an  adequate  C
  1006. compiler installed and working. It assumes you know how to compile  and  link
  1007. large, multi-part programs using a make utility or an  IDE  project  file  if
  1008. your compiler supports  them.  Because  makefiles  and  project  files  often
  1009. specify drive, directory or path information, we cannot promise our makefiles
  1010. or projects will work on your system. We assume you know how to make  changes
  1011. to makefiles and projects to specify where your system  libraries  and  other
  1012. necessary files are located.
  1013.  
  1014. In general you should not expect any technical support from the POV-Ray  Team
  1015. on how to compile the program. Everything is provided here as is. All we  can
  1016. say with any certainty is that we were able to compile it on our systems.  If
  1017. it doesn't work for you we probably cannot tell you why.
  1018.  
  1019. There is no technical documentation for the source code itself except for the
  1020. comments in the source files. We try our best to write clear, well- commented
  1021. code but some sections are barely commented at all and some comments  may  be
  1022. out dated. We do not provide  any  technical  support  to  help  you  to  add
  1023. features. We  do  not  explain  how  a  particular  feature  works.  In  some
  1024. instances, the person who wrote a part of the program is no longer active  in
  1025. the Team and we don't know exactly how it works.
  1026.  
  1027. When making any custom version of POV-Ray or any unofficial  compile,  please
  1028. make sure you read and follow all provisions of our license in "Copyright"  .
  1029. In general you can modify and use POV-Ray on your own however you want but if
  1030. you distribute your unofficial version you must follow our rules. You may not
  1031. under any  circumstances  use  portions  of  POV-Ray  source  code  in  other
  1032. programs.
  1033.  
  1034. 2.3.7.1          Directroy Structure
  1035.  
  1036. POV-Ray source code is distributed in  archives  with  files  arranged  in  a
  1037. particular hierarchy of directories or folders. When extracting the  archives
  1038. you should do so in a way that  keeps  the  directory  structure  intact.  In
  1039. general we suggest you create a directory  called  povray3  and  extract  the
  1040. files from there. The extraction will create a directory called  source  with
  1041. many files and sub-directories.
  1042.  
  1043. In general, there are  separate  archives  for  each  hardware  platform  and
  1044. operating system but each  of  these  archives  may  support  more  than  one
  1045. compiler. For example here is the directory structure for the MS-Dos archive.
  1046.  
  1047.  
  1048.   SOURCE
  1049.   SOURCE\LIBPNG
  1050.   SOURCE\ZLIB
  1051.   SOURCE\MSDOS
  1052.   SOURCE\MSDOS\PMODE
  1053.   SOURCE\MSDOS\BORLAND
  1054.   SOURCE\MSDOS\DJGPP
  1055.   SOURCE\MSDOS\WATCOM
  1056.  
  1057.  
  1058. The source directory contains source files for the generic parts  of  POV-Ray
  1059. that are the same on all platforms.  The  source\libpng  contains  files  for
  1060. compiling a library of routines used in reading  and  writing  PNG  (Portable
  1061. Network Graphics) image files. The source\zlib contains files for compiling a
  1062. library of routines used by LIBPNG to compress and uncompress  data  streams.
  1063. All of these files are used by all platforms and compilers. They are in every
  1064. version of the source archives.
  1065.  
  1066. The source\msdos directory contains all source files for the  MS-Dos  version
  1067. common to all supported MS-Dos compilers. The  pmode  sub-directory  contains
  1068. source files for pmode.lib which is required  by  all  MS-Dos  versions.  The
  1069. borland , djgpp , and watcom sub-directories contain  source,  makefiles  and
  1070. project files for C compilers by Borland, DJGPP and Watcom.
  1071.  
  1072. The source\msdos directory is only  in  the  MS-Dos  archive.  Similarly  the
  1073. Windows  archive  contains  a  source\windows  directory.  The  Unix  archive
  1074. contains source/unix etc.
  1075.  
  1076. The source\msdos  directory  contains  a  file  cmpl_msd.doc  which  contains
  1077. compiling information specific to the MS-Dos version. Other platform specific
  1078. directories contain similar cmpl_xxx.doc  files  and  the  compiler  specific
  1079. sub-directories also contain compiler specific cmpl_xxx.doc files. Be sure to
  1080. read all pertinent cmpl_xxx.doc files for your platform and compiler.
  1081.  
  1082. 2.3.7.2          Configuring POV-Ray Source
  1083.  
  1084. Every platform has a header file config.h that is generally in  the  platform
  1085. specific directory but may  be  in  the  compiler  specific  directory.  Some
  1086. platforms have multiple versions of this file and you may  need  to  copy  or
  1087. rename it as config.h . This file is included in every module of POV-Ray.  It
  1088. contains any prototypes, macros or other definitions that may  be  needed  in
  1089. the generic parts of POV-Ray but must be customized for a particular platform
  1090. or compiler.
  1091.  
  1092. For example  different  operating  systems  use  different  characters  as  a
  1093. separator between directories and file names. MS-Dos uses back slash, Unix  a
  1094. front slash or Mac a colon. The config.h file for MS-Dos and Windows contains
  1095. the following:
  1096.  
  1097.   #define FILENAME_SEPARATOR '\\'
  1098.  
  1099.  
  1100. which tells the generic part of POV-Ray to use a back slash.
  1101.  
  1102. Every customization that the generic part of the code  needs  has  a  default
  1103. setting in the file source\frame.h which is also  included  in  every  module
  1104. after config.h . The frame.h header contains many groups of defines  such  as
  1105. this:
  1106.  
  1107.   #ifndef FILENAME_SEPARATOR
  1108.   #define FILENAME_SEPARATOR '/'
  1109.   #endif
  1110.  
  1111.  
  1112. which basically says if we didn't define this  previously  in  config.h  then
  1113. here's a default value . See frame.h to see what other values you might  wish
  1114. to configure.
  1115.  
  1116. If any definitions are used to specify platform specific functions you should
  1117. also include a prototype for that function. The file source\msdos\config.h  ,
  1118. for example, not only contains the macro:
  1119.  
  1120.   #define POV_DISPLAY_INIT(w,h) MSDOS_Display_Init ((w), (h));
  1121.  
  1122.  
  1123. to define the name  of  the  graphics  display  initialization  function,  it
  1124. contains the prototype:
  1125.  
  1126.   void MSDOS_Display_Init (int w, int h);
  1127.  
  1128.  
  1129. If you plan to port POV-Ray to an unsupported platform  you  should  probably
  1130. start with the simplest, non-display  generic  Unix  version.  Then  add  new
  1131. custom pieces via the config.h file.
  1132.  
  1133. 2.3.7.3          Conclusion
  1134.  
  1135. We understand that the above sections are only the most trivial  first  steps
  1136. but half the fun of working on POV-Ray source is digging in and  figuring  it
  1137. out on your own. That's how the POV-Ray Team members got started. We've tried
  1138. to make the code as clear as we can.
  1139.  
  1140. Be sure to read the cmpl_xxx.doc files in your platform specific and compiler
  1141. specific directories for some more  minor  help  if  you  are  working  on  a
  1142. supported platform or compiler.
  1143.  
  1144.  
  1145. 2.4              Where to Find POV-Ray Files
  1146.  
  1147. The latest versions of the POV-Ray software are available from the  following
  1148. sources.
  1149.  
  1150. 2.4.1            Graphics Developer Forum on CompuServe
  1151.  
  1152. POV-Ray's  headquarters  are  on  CompuServe,  GRAPHDEV  forum,  ray-tracing
  1153. sections. We meet there to share info and graphics and discuss  ray  tracing,
  1154. fractals and other kinds of computer art. Everyone is welcome to join  in  on
  1155. the action on CIS GRAPHDEV. Hope to see you there! You can get information on
  1156. joining CompuServe by calling (800)848-8990 or visit the CompuServe home page
  1157. http://www.compuserve.com . Direct CompuServe access  is  also  available  in
  1158. Japan, Europe and many other countries.
  1159.  
  1160. 2.4.2            Internet
  1161.  
  1162. The internet home of POV-Ray is reachable on  the  World  Wide  Web  via  the
  1163. address http://www.povray.org and via ftp as ftp.povray.org . Please stop  by
  1164. often for the latest files, utilities, news  and  images  from  the  official
  1165. POV-Ray internet site.
  1166.  
  1167. The comp.graphics.rendering.raytracing newsgroup has many  competent  POV-Ray
  1168. users that are very willing to share their knowledge. They generally ask that
  1169. you first browse a few files to see if someone has already answered the  same
  1170. question, and of course, that you follow proper "netiquette". If you have any
  1171. doubts about the qualifications of the folks that frequent the group,  a  few
  1172. minutes spend at the Ray Tracing Competition  pages  at  www.povray.org  will
  1173. quickly convince you!
  1174.  
  1175. 2.4.3            PC Graphics Area on America On-Line
  1176.  
  1177. There's an area now on America  On-Line  dedicated  to  POV-Ray  support  and
  1178. information. You can find it in the PC Graphics section of AOL. Jump  keyword
  1179. POV (the keyword PCGRAPHICS brings you to the top  of  the  graphics  related
  1180. section). This area includes the Apple Macintosh executables also. It is best
  1181. if messages are left in the Company Support section. Currently,  Bill  Pulver
  1182. (BPulver) is our representative there.
  1183.  
  1184. 2.4.4            The Graphics Alternative BBS in El Cerrito, CA
  1185.  
  1186. For those on the West coast, you may want to find the POV-Ray  files  on  The
  1187. Graphics Alternative BBS . It's a great graphics BBS run  by  Adam  Shiffman.
  1188. TGA is high quality, active and progressive  BBS  system  which  offers  both
  1189. quality messaging and files to its 1300+ users.
  1190.  
  1191.   510-524-2780 (PM14400FXSA v.32bis 14.4k, Public)
  1192.   510-524-2165 (USR DS v.32bis/HST 14.4k, Subscribers)
  1193.  
  1194.  
  1195. 2.4.5            PCGNet
  1196.  
  1197. The Professional CAD and Graphics Network (PCGnet) serves both  the  CAD  and
  1198. Graphics communities by making information useful to them widely available.
  1199.  
  1200. Formerly known as ADEnet, PCGnet is a new network created from the ground up,
  1201. incorporating new nodes and focusing evenly on both CAD and graphics  related
  1202. topics, including, but not limited to the following topics: design, drafting,
  1203. engineering,  2d  and  3d  modeling,  multimedia,  systems,  raster  imaging,
  1204. raytracing, 3d rendering and animation.
  1205.  
  1206. PCGnet is designed to serve the needs of all callers by stimulating  interest
  1207. and generating support forums for active users who have an  interest  in  the
  1208. CAD and graphics related topics previously mentioned; interest and support is
  1209. generated through PCGnet's  message  conferences,  file  sharing  across  the
  1210. network, and industry news and press releases.  PCGnet's  message  conference
  1211. are moderated forums designed to accommodate friendly, yet  professional  and
  1212. informative discussion of CAD and graphics related subjects.
  1213.  
  1214. TGA BBS serves as the central hub for a large  network  of  graphics-oriented
  1215. BBS systems around the world. Following is a concise listing of active PCGNet
  1216. nodes at the time of this  writing.  The  POV-Team  can  not  vouch  for  the
  1217. currency of this information, nor verify that any of these boards  may  carry
  1218. POV-Ray.
  1219.  
  1220. USA and Canada
  1221.   411-Exchange                 Alpharetta        GA      404-345-0008
  1222.   Autodesk Global Village      San Rafael        CA      415-507-5921
  1223.   CAD/Engineering Services     Hendersonville    TN      615-822-2539
  1224.   Canis Major                  Nashville         TN      615-385-4268
  1225.   CEAO BBS                     Columbus          OH      614-481-3194
  1226.   CHAOS BBS                    Columbia          MO      314-874-2930
  1227.   Joes CODE BBS                West Bloomfield   MI      810-855-0894
  1228.   John's Graphics              Brooklyn Park     MN      612-425-4436
  1229.   PC-AUG                       Phoenix           AZ      602-952-0638
  1230.   SAUG BBS                     Bellevue          WA      206-644-7115
  1231.   Space Command BBS            Kennewick         WA      509-735-4894
  1232.   The CAD/fx BBS               Mesa              AZ      602-835-0274
  1233.   The Drawing Board BBS        Anchorage         AK      907-349-5412
  1234.   The Graphics Alternative     El Cerrito        CA      510-524-2780
  1235.   The Happy Canyon             Denver            CO      303-759-3598
  1236.   The New Graphics BBS         Piscataway        NJ      908-271-8878
  1237.   The University               Shrewsbury Twp    NJ      908-544-8193
  1238.   The Virtual Dimension        Oceanside         CA      619-722-0746
  1239.   Time-Out BBS                 Sadsburyville     PA      610-857-2648
  1240.  
  1241. Australia
  1242.   MULTI-CAD Magazine BBS       Toowong QLD              61-7-878-2940
  1243.   My Computer Company          Erskineville NSW         61-2-557-1489
  1244.   Sydney PCUG Compaq BBS       Caringbah NSW            61-2-540-1842
  1245.   The Baud Room                Melbourne VIC            61-3-481-8720
  1246.  
  1247. Austria
  1248.   Austrian AutoCAD User Group  Graz                    43-316-574-426
  1249.  
  1250. Belgium
  1251.   Lucas Visions BBS            Boom                     32-3-8447-229
  1252.  
  1253. Denmark
  1254.   Horreby SuperBBS             Nykoebing Falster        45-53-84-7074
  1255.  
  1256. Finland
  1257.   DH-Online                    Jari Hiltunen           358-0-40562248
  1258.   Triplex BBS                  Helsinki                358-0-5062277
  1259.  
  1260. France
  1261.   CAD Connection               Montesson                33-1-39529854
  1262.   Zyllius BBS!                 Saint Paul                 33-93320505
  1263.  
  1264. Germany
  1265.   Ray BBS Munich               Munich                    49-89-984723
  1266.   Tower of Magic               Gelsenkirchen            49-209-780670
  1267.  
  1268. Netherlands
  1269.   BBS Bennekom: Fractal Board  Bennekom                 31-318-415331
  1270.   CAD-BBS                      Nieuwegein               31-30-6090287
  1271.                                                         31-30-6056353
  1272.   Foundation One               Baarn                    31-35-5422143
  1273.  
  1274. New Zealand
  1275.   The Graphics Connection      Wellington               64-4-566-8450
  1276.   The Graphics Connection II   New Plymouth             64-6-757-8092
  1277.   The Graphics Connection III  Auckland                 64-9-309-2237
  1278.  
  1279. Slovenia
  1280.   MicroArt                     Koper                     386-66-34986
  1281.  
  1282. Sweden
  1283.   Autodesk On-line             Gothenburg                46-31-401718
  1284.  
  1285. United Kingdom
  1286.   CADenza BBS                  Leicester, UK          44-116-259-6725
  1287.   Raytech BBS                  Tain, Scotland         44-1862-83-2020
  1288.   The Missing Link             Surrey, England        44-181-641-8593
  1289.  
  1290.  
  1291. Country or long distance dial numbers may require additional  numbers  to  be
  1292. used. Consult your local phone company.
  1293.  
  1294. 2.4.6            POV-Ray Related Books and CD-ROMs
  1295.  
  1296. The following items were produced by POV-Team members. Although they are only
  1297. current to POV-Ray 2.2 they will still be helpful. Steps are being  taken  to
  1298. update the POV-Ray CDROM to version 3.0, with a new version  expected  around
  1299. October 1996.
  1300.  
  1301. The books listed below have been recently  listed  as  out-of-print  but  may
  1302. still   be   found    in    some    bookstores    or    libraries    (Visit
  1303. http://www.dnai.com:80/waite/ for more details).
  1304.  
  1305.   Ray Tracing Creations, 2d Ed.
  1306.   Chris Young and Drew Wells
  1307.   ISBN 1-878739-69-7
  1308.   Waite Group Press 1994
  1309.     700 pages with color insert and POV-Ray 2.2 on 3.5" MS-Dos disk.
  1310.  
  1311.   Ray Tracing Worlds with POV-Ray
  1312.   Alexander Enzmann, Lutz Kretzschmar, Chris Young,
  1313.   ISBN 1-878739-64-6
  1314.   Waite Group Press 1994
  1315.     Includes Moray 1.5x modeler and POV-Ray 2.2 on 3.5" MS-Dos disks.
  1316.  
  1317.   Ray Tracing for the Macintosh CD
  1318.   Eduard Schwan
  1319.   ISBN 1-878739-72-7
  1320.   Waite Group Press, 1994
  1321.     Comes with a CD-ROM full of scenes, images, and QuickTime movies,
  1322.     and an interactive keyword reference. Also a floppy with POV-Ray for
  1323.     those who don't have a CD ROM drive.
  1324.  
  1325.  
  1326. 'The Official POV-Ray CDROM' The Official POV-Ray CDROM: The Official POV-Ray
  1327. CDROM is a compilation of images, scene source, program source, utilities and
  1328. tips on POV-Ray and 3D graphics from the Internet and Compuserve. This CD  is
  1329. aimed not only at those who want to create their own images or do general  3D
  1330. programming work, but also at  those  who  want  simply  to  experience  some
  1331. high-quality renderings done by some of the  best  POV-Ray  artists,  and  to
  1332. learn from their source code. The CDROM contains over 500 ray-traced  images.
  1333.  
  1334.  
  1335. It's a good resource for those learning POV-Ray as  well  as  those  who  are
  1336. already  proficient,  and  contains  a  Microsoft  Windows-based  interactive
  1337. tutorial. The disk comes with a fold-out poster and reference sheet.  The  CD
  1338. is compatible with DOS/Windows and Macintosh formats.
  1339.  
  1340. The CDROM is available for free retrieval and browsing on the World Wide  Web
  1341. at http://www.povray.org/pov-cdrom . For more  details  you  may  also  visit
  1342. http://www.povray.org/povcd .
  1343.  
  1344. 3                Quick Start
  1345.  
  1346. The next section describes how to quickly install POV-Ray and  render  sample
  1347. scenes on your  computer.  It  is  assumed  that  you  are  using  an  IBM-PC
  1348. compatible computer with MS-Dos. For other platforms you must  refer  to  the
  1349. specific documentation included in POV-Ray's archive.
  1350.  
  1351. 3.1              Installing POV-Ray
  1352.  
  1353. [*** STILL BEING WRITTEN ***]
  1354.  
  1355. Specific installation instructions are included with the  executable  program
  1356. for your computer. In general, there are two ways to install POV-Ray.
  1357.  
  1358. [ Note that the generic word "directory" is used throughout.  Your  operating
  1359. system may use another word (subdirectory, folder, etc.) ]
  1360.  
  1361. 1) The messy way: Create a directory called POVRAY and copy all POV-Ray files
  1362. into it. Edit and run all files and programs from this directory. This method
  1363. works, but is not recommended.
  1364.  
  1365. Or the preferred way:
  1366.  
  1367. 2) Create  a  directory  called  POVRAY  and  several  subdirectories  called
  1368. INCLUDE, DEMO, SCENES,  UTIL.  The  self-extracting  archives  used  in  some
  1369. versions of the program will create subdirectories for  you.  If  you  create
  1370. your own, the file tree for this should look something like this:
  1371.  
  1372.     \-
  1373.       |
  1374.       +POVRAY -
  1375.                |
  1376.                +INCLUDE
  1377.                |
  1378.                +DEMO
  1379.                |
  1380.                +SCENES
  1381.                |
  1382.                +UTIL
  1383.  
  1384.  
  1385. Copy the executable file  and  docs  into  the  directory  POVRAY.  Copy  the
  1386. standard include files into the subdirectory INCLUDE. Copy the  sample  scene
  1387. files into the subdirectory SCENES. And  copy  any  POV-Ray  related  utility
  1388. programs and their related files into the subdirectory UTIL. Your  own  scene
  1389. files will go into the SCENES subdirectory. Also,  you'll  need  to  add  the
  1390. directories \POVRAY and \POVRAY\UTIL to your "search path" so the  executable
  1391. programs can be run from any directory.
  1392.  
  1393. Note that some operating systems don't have an equivalent to  the  multi-path
  1394. search command.
  1395.  
  1396. The second method is a bit more difficult to set-up, but is preferred.  There
  1397. are many files associated with POV-Ray and they are far easier to  deal  with
  1398. when separated into several directories.
  1399.  
  1400. 3.2              Basic Usage
  1401.  
  1402. Notice: If you did not install the program using the install.exe system,  the
  1403. examples and instructions given here may not work! The  installation  process
  1404. configures povray.ini and several important batch files. Without these  files
  1405. configured, the examples herein may not work.
  1406.  
  1407. POV-Ray's basic purpose is to read a scene description  written  in  the  POV
  1408. language and to write an image file. The scene files  are  plain  ASCII  text
  1409. files that you create using  a  text  editor.  Dozens  of  sample  files  are
  1410. included with this package to illustrate the various features.
  1411.  
  1412. You invoke POV-Ray by typing a command at the MS-Dos prompt. The  command  is
  1413. POVRAY and it must be followed by one or more  command  line  switches.  Each
  1414. switch begins with a plus or minus sign. Blanks separate  the  switches.  The
  1415. switches may be upper or lower case.
  1416.  
  1417. Note: The examples in this documentation assume you installed POV-Ray in  the
  1418. c:\povray3 directory. The installer will let you install POV-Ray anywhere and
  1419. will properly configure it for the drive and  directory  you  specified.  You
  1420. just substitute that  drive  and  directory  anywhere  we  tell  you  to  use
  1421. c:\povray3 . Change to that directory now. Then type  the  following  command
  1422. line and press [ENTER]
  1423.  
  1424.   POVRAY +ISHAPES +D1
  1425.  
  1426.  
  1427. The +I command (for input ) tells the program what file to read as input.  If
  1428. you don't give an extension on the file name, .pov is assumed. Thus +I shapes
  1429. tells it to read in shapes.pov to be rendered.
  1430.  
  1431. The +D switch (for display ) tells the program to turn  the  graphic  preview
  1432. display on. A -D would turn it off. The number "1"  tells  it  what  type  of
  1433. display to use. Type "1" is the old fashioned standard generic VGA at 320  by
  1434. 200 resolution and just 256 colors. This is pretty much guaranteed to work on
  1435. any VGA video system.
  1436.  
  1437. There are other options in effect besides those  you  typed  on  the  command
  1438. line. They are stored in a file called povray.ini which was  created  by  the
  1439. install system. POV-Ray  automatically  looks  for  this  file  in  the  same
  1440. directory where povray.exe resides. See "INI Files" and "Using INI Files" for
  1441. more information on povray.ini and other INI files.
  1442.  
  1443. When you enter the  command  shown  above,  you  will  see  brightly  colored
  1444. geometric shapes begin to appear as POV-Ray  calculates  the  color  of  each
  1445. pixel row by row. You will probably be disappointed with the graphic  display
  1446. results. That is because this is only a preview display. The actual image  is
  1447. in full 24-bit color but we cannot display that high quality using simple VGA
  1448. with a fixed set of 256 colors. If your hardware supports the VESA  interface
  1449. standard or you have a VESA TSR driver loaded, try running  with  +DG  rather
  1450. than +D1 . This will give you access to all of the various modes  your  video
  1451. hardware can use. If you have 15-bit or 16- bit  high  color  capability  try
  1452. +DGH or if you have 24-bit true color capability try +DGT to see the image in
  1453. all its glory. See section "Display Types"  below  for  more  information  on
  1454. graphics preview.
  1455.  
  1456. When the program finishes, you will hear beeps.  After  admiring  the  image,
  1457. press [ENTER]. You will see a text screen of statistics. If the text  is  too
  1458. much to fit on the screen you may press [CURSOR UP] or [CURSOR DOWN] keys  to
  1459. read more text. Notice that there are tabs at the bottom of the screen. Press
  1460. [CURSOR  LEFT]  or  [CURSOR  RIGHT]  keys  to  view  other  interesting  text
  1461. information. Press [ENTER] again to exit POV-Ray.
  1462.  
  1463. If you do not have high color or true color ability you will have to view the
  1464. image file to see the real colors. The image file shapes.tga  is  written  to
  1465. your current directory. By default POV-Ray creates files in TGA format.  This
  1466. is a standard format for storing 24-bit true-color images. You will  need  an
  1467. image viewing program to view the file. Such programs are  usually  available
  1468. from the same place where you obtained POV-Ray but a viewer is  not  included
  1469. in this package.
  1470.  
  1471. If you cannot view TGA files you may add the  switch  +FN  and  POV-Ray  will
  1472. output PNG (Portable Network Graphic) format. If PNG  format  viewer  is  not
  1473. available then type the following
  1474.  
  1475.   T2G SHAPES
  1476.  
  1477.  
  1478. and press [ENTER]. This will run  a  batch  file  that  invokes  the  tga2gif
  1479. program. The program will read your shapes.tga file, create  an  optimal  256
  1480. color palette and write a GIF format file shapes.gif  .  Most  image  viewing
  1481. programs support GIF.
  1482.  
  1483. 3.2.1            Running Files in Other Directories
  1484.  
  1485. Normally POV-Ray only looks in the current directory for the files it  needs.
  1486. It does not search your MS-Dos path for data  files;  it  only  searches  for
  1487. programs. In the sample scene you  just  ran,  file  shapes.pov  was  in  the
  1488. current directory so this was no problem. That scene also needed other  files
  1489. but your povray.ini file tells POV-Ray other places to search  for  necessary
  1490. files.
  1491.  
  1492. If you allowed the install system to update your autoexec.bat file, then  you
  1493. can change to any drive or directory and can run POV-Ray from that directory.
  1494. You will also be able to use the batch files and  utilities  that  came  with
  1495. this package in any directory. For future  reference  let's  call  the  "use-
  1496. c:\povray3 -in-your-path-plan" as plan one .
  1497.  
  1498. There are some circumstances where you may not want to put c:\povray3 in your
  1499. path. There is a limit of 128 characters in your path statement and  you  may
  1500. not have room for it. Try rendering  the  shapes  example  from  a  different
  1501. directory. If it doesn't work, then you forgot to re-boot your system so  the
  1502. new path takes effect. If after re-booting it still doesn't work, it probably
  1503. means your path is too full. You will have to adopt a different plan.
  1504.  
  1505. Chances are, you already have several directories in your path. Most  systems
  1506. have c:\dos , c:\windows or some directory such as c:\utility already in  the
  1507. path. We have provided several small batch files that you can  copy  to  that
  1508. directory.     For     future     reference      we'll      call      the
  1509. "put-batch-files-in-a-directory-already-on-the-path-plan" as plan two .
  1510.  
  1511. At any dos prompt, type the word path and press [ENTER].  It  will  show  you
  1512. what directories are already on your path. Then copy the following files from
  1513. your c:\povray3 directory to any of the directories already on your path. The
  1514. files are:
  1515.  
  1516.   RUNPOV.BAT RERUNPOV.BAT RUNPHELP.BAT T2G.BAT
  1517.  
  1518.  
  1519. Once you have copied these files, try the following example. In this case, do
  1520. not invoke the program with the  command  povray  .  Instead  use  runpov  as
  1521. follows:
  1522.  
  1523.   cd \POVRAY3\POV3DEMO\SHOWOFF
  1524.   RUNPOV +ISUNSET3 +D1
  1525.  
  1526.  
  1527. This changes  to  the  \povray3\pov3demo\showoff  directory  where  the  file
  1528. sunset3.pov is found. It runs the file runpov.bat . That batch file is set up
  1529. to run POV-Ray even if it is not on the dos path. It also passes the switches
  1530. along to POV-Ray. These batch files have other uses, even if  you  are  using
  1531. plan one as described above or plan three as described  below.  For  more  on
  1532. these batch files, see "Batch Files" .
  1533.  
  1534. All of the early examples in this document assumed you were  running  POV-Ray
  1535. from the directory where it was  installed  such  as  c:\BS  povray3  .  This
  1536. approach of always using the installation directory is in fact plan  three  .
  1537. If you are using this method, you need to tell POV-Ray where else to look for
  1538. files. In the case of sunset3.pov you could do this:
  1539.  
  1540.   POVRAY +IC:\POVRAY3\POV3DEMO\SHOWOFF\SUNSET3 +D1
  1541.  
  1542.  
  1543. However some scenes need more than one file. For example the directory drums2
  1544. that can be found  under  \povray3\povscn\BS  level3  contains  three  files:
  1545. drums.pov , drums.inc and rednewt.gif all of which are required for that  one
  1546. scene. In this case you should use the +L switch (for library )  to  add  new
  1547. library paths to those that POV-Ray will search. You would render  the  scene
  1548. with this command.
  1549.  
  1550.   POVRAY +L\POVRAY3\POVSCN\LEVEL3\DRUMS2 +IDRUMS +D1
  1551.  
  1552.  
  1553. 3.2.2            INI Files
  1554.  
  1555. There were more options used in these renderings than just the switches +I  ,
  1556. +D  ,  and  +L  that  you  specify.  When  you  run  the  program,  POV-  Ray
  1557. automatically looks for  the  file  povray.ini  in  whatever  directory  that
  1558. povray.exe is in. The povray.ini file contains many options that control  how
  1559. POV-Ray works. We have set this file up so that it is especially easy to  run
  1560. your first scene with minimal problems. The file should be placed in the same
  1561. directory as povray.exe and it will automatically read when POV-Ray  is  run.
  1562. If you ever move povray.exe  to  a  different  directory,  be  sure  to  move
  1563. povray.ini too.
  1564.  
  1565. Complete details on all of the available switches and  options  that  can  be
  1566. given on the command line or in povray.ini are given in "POV-Ray Options" .
  1567.  
  1568. You may also create INI files of your own with switches or options similar to
  1569. povray.ini . If you put a file name on the command line  without  a  plus  or
  1570. minus sign before it, POV-Ray reads it as an INI file. Try this...
  1571.  
  1572.   POVRAY RES120 +ISHAPES +D1
  1573.  
  1574.  
  1575. This causes POV-Ray to look for  a  file  called  res120.ini  which  we  have
  1576. provided. It sets your resolution to 120 by 90 pixels for  a  quick  preview.
  1577. The following INI files have been provided for you.
  1578.  
  1579.   RES120.INI            Sets resolution to 120 by 90.
  1580.   RES320.INI            Sets resolution to 320 by 200.
  1581.   RES640.INI            Sets resolution to 640 by 480.
  1582.   RES800.INI            Sets resolution to 800 by 600.
  1583.   RES1K.INI             Sets resolution to 1024 by 768.
  1584.   LOW.INI               Sets low quality at 120 by 90.
  1585.   SLOW.INI              Turns on radiosity and anti-aliasing; very  slow  but
  1586.                         beautiful.
  1587.   TGAFLI.INI TGAFLC.INI Create an FLI/FLC animation from TGA images.
  1588.   PNGFLI.INI PNGFLC.INI Create an FLI/FLC animation from DTA images.
  1589.   ZIPFLI.INI ZIPFLC.INI Create an FLI/FLC animation from zipped  images.  See
  1590.                         "ANIMATION TIPS" below.
  1591.  
  1592.  
  1593. You can create your own custom INI's which can contain  any  command  in  the
  1594. reference guide.
  1595.  
  1596. 3.2.3            Alternatives to POVRAY.INI
  1597.  
  1598. The povray.ini file is supposed to hold your favorite global default  options
  1599. that you want to use all the time. You should feel free to edit it  with  new
  1600. options that suit your  needs.  However  it  must  be  located  in  the  same
  1601. directory as povray.exe or it won't be found. The dos path isn't searched nor
  1602. will +L commands help because povray.ini is processed before any command line
  1603. switches.
  1604.  
  1605. If your povray.exe resides on a CD-ROM then you can't edit the povray.ini  on
  1606. the CD. There is an alternative. You  may  use  an  environment  variable  to
  1607. specify an alternative global default.
  1608.  
  1609. In your autoexec.bat file add a line similar to this:
  1610.  
  1611.   set POVINI=D:\DIRECT\FILE.INI
  1612.  
  1613.  
  1614. which sets the POVINI environment variable to whatever drive,  directory  and
  1615. INI file you choose. If you specify  any  POVINI  environment  variable  then
  1616. povray.ini is not read . This is true even if  the  file  you  named  doesn't
  1617. exist. Note that you are specifying an entire path and file name. This is not
  1618. a pointer to a directory containing povray.ini .  It  is  a  pointer  to  the
  1619. actual file itself.
  1620.  
  1621. Note that the POVRAYOPT environment variable in previous versions of  POV-Ray
  1622. is no longer supported.
  1623.  
  1624. 3.2.4            Batch Files
  1625.  
  1626. We've already described how the file runpov.bat can be used as an alternative
  1627. to running POV-Ray directly. runpov.bat also has one other use. It  uses  the
  1628. +GI switch to create a file called rerun.ini . This makes it very easy to run
  1629. the same file over again with the same parameters.  When  creating  your  own
  1630. scene files you will probably make dozens of test renders.  This  is  a  very
  1631. valuable feature. Here is how it works...  Suppose  you  render  a  scene  as
  1632. follows:
  1633.  
  1634.   RUNPOV +IMYSCENE +D1 RES120
  1635.  
  1636.  
  1637. This renders myscene.pov at 120 by 90  resolution.  Note  there  is  no  such
  1638. scene. This is hypothetical. After viewing it, you noticed  a  mistake  which
  1639. you fixed with your text editor. To rerun the scene type:
  1640.  
  1641.   RERUNPOV
  1642.  
  1643.  
  1644. and that's all. It will rerun the same scene you just ran. Suppose  you  want
  1645. more detail on the next run. You can add more  switches  or  INI  files.  For
  1646. example:
  1647.  
  1648.   RERUNPOV RES320
  1649.  
  1650.  
  1651. will rerun at higher resolution. Subsequent uses of rerunpov will be  at  320
  1652. by 200 until you tell it differently. As another example, the +A switch turns
  1653. on anti-aliasing. Typing " rerunpov +A " reruns with anti- aliasing  on.  All
  1654. subsequent reruns will have it on until you do a " rerunpov -A " to  turn  it
  1655. off. Note if you do another  runpov  it  starts  over  from  your  povray.ini
  1656. defaults and it overwrites the old rerun.ini .
  1657.  
  1658. Two other  batch  files  are  included.  runphelp.bat  is  only  used  as  an
  1659. alternative  way  to  run  povhelp  from  another  directory.  If  you  used
  1660. installation plan two then use runphelp.bat rather than  povhelp.exe  .  This
  1661. batch file serves no other purpose.
  1662.  
  1663. Finally t2g.bat invokes the tga2gif.exe program for converting TGA  files  to
  1664. GIF files. You could run \FILE {tga2gif} directly but its default  parameters
  1665. do not generally produce the best results. If you use T2G  instead,  it  adds
  1666. some command line switches which work better. For a  full  list  of  switches
  1667. available for tga2gif , type tga2gif with no parameters and it  will  display
  1668. the available switches and options.
  1669.  
  1670. 3.2.5            Display Types
  1671.  
  1672. You have already seen how to turn on graphics preview using +D1  .  Here  are
  1673. details on other variations of the +D switch. Use -D to turn the display off.
  1674. If you use -D then you will probably want to add the +V  switch  to  turn  on
  1675. verbose status messages so you can monitor  the  progress  of  the  rendering
  1676. while in progress.
  1677.  
  1678. The number "1" after the +D tells it what kind of video hardware to  use.  If
  1679. you use +D alone or +D0  then  POV-Ray  will  attempt  to  auto  detect  your
  1680. hardware type. Use +D? to see a message about what type of  hardware  POV-Ray
  1681. found.
  1682.  
  1683. You may also explicitly tell POV-Ray what  hardware  to  use.  The  following
  1684. chart lists all of the supported types.
  1685.  
  1686.   +D0 Auto detect (S)VGA type (Default)
  1687.   +D1 Standard VGA 320x200
  1688.   +D2 Standard VGA 360 x 480
  1689.   +D3 Tseng Labs 3000 SVGA 640x480
  1690.   +D4 Tseng Labs 4000 SVGA
  1691.   +D5 AT&T VDC600 SVGA 640x400
  1692.   +D6 Oak Technologies SVGA 640x480
  1693.   +D7 Video 7 SVGA 640x480
  1694.   +D8 Video 7 Vega (Cirrus) VGA 360x480
  1695.   +D9 Paradise SVGA 640x480
  1696.   +DA Ahead Systems Ver. A SVGA 640x480
  1697.   +DB Ahead Systems Ver. B SVGA 640x480
  1698.   +DC Chips & Technologies SVGA 640x480
  1699.   +DD ATI SGVA 640x480
  1700.   +DE Everex SVGA 640x480
  1701.   +DF Trident SVGA 640x480
  1702.   +DG VESA Standard SVGA Adapter
  1703.   +DH ATI XL display card
  1704.   +DI Diamond Computer Systems SpeedSTAR 24X
  1705.  
  1706.  
  1707. The most common type is a VESA standard card which  uses  +DG  .  VESA  is  a
  1708. standard software interface that works on a  wide  variety  of  cards.  Those
  1709. cards which do not have VESA support  directly  built-in,  generally  have  a
  1710. video driver that you can load to provide VESA support. The program UniVBE is
  1711. a high quality universal VESA driver that may work for you. It can  be  found
  1712. at http://www.povray.org or possibly other POV-Ray sites.
  1713.  
  1714. The options listed above had been tested worked  under  earlier  versions  of
  1715. POV-Ray but there have been  many  changes  in  the  program  and  we  cannot
  1716. guarantee these all still work. If you can use VESA then do so. It  has  been
  1717. well tested and will give you the most flexibility.
  1718.  
  1719. After the +D and the type, you may specify a 3rd character that specifies the
  1720. palette type.
  1721.  
  1722.   +D?3 Use 332 palette with dithering (default and  best  for  VGA  systems).
  1723.        This is a fixed palette of  256  colors  with  each  color  consisting
  1724.        3-bits of red data, 3-bits green and 2-bits blue.
  1725.   +D?0 Use HSV palette option for VGA display. This is a fixed palette of 256
  1726.        colors where colors are  matched  according  to  hue,  saturation  and
  1727.        intensity rather than the amount of red, green and blue.
  1728.   +D?G Use fixed gray scale palette option for VGA display.
  1729.   +D?H Use HiColor option. Displays more than 32,000 colors  with  dithering.
  1730.        Supported on VESA, SpeedSTAR 24X, ATI XL HiColor and Tseng 4000  based
  1731.        cards with high color 15 or 16 bit options.
  1732.   +D?T For Truecolor 24 bit cards. Use 24 bit color. Supported on the Diamond
  1733.        SpeedSTAR 24X and cards with 24bit VESA support only.
  1734.  
  1735.  
  1736. Here are some examples:
  1737.  
  1738.    +D0H Auto detect the VGA display type and display the image to the
  1739.         screen as it's being worked on. Use the 15-bit HiColor chip and
  1740.         dithering to display more than 32,000 colors on screen.
  1741.    +D4  Display to a TSENG 4000 chipset VGA using the 332 palette option.
  1742.    +D4H Display to a TSENG 4000 chipset VGA using the HiColor option.
  1743.    +DG0 Display to a VESA VGA adapter and use the HSV palette option.
  1744.    +DG3 Display to a VESA VGA adapter and use the 332 palette option.
  1745.    +DGH Display to a VESA VGA adapter and use the HiColor option for
  1746.         over 32,000 colors.
  1747.    +DGT Display to a VESA VGA adapter and use the TrueColor option for
  1748.         over 16 million colors.
  1749.  
  1750.  
  1751. Note that your VESA BIOS must support these options in order for you  to  use
  1752. them. Some cards may support HiColor and/or TrueColor at the  hardware  level
  1753. but not through their VESA BIOS.
  1754.  
  1755. 4                Beginning Tutorial
  1756.  
  1757. The beginning tutorial explains step by  step  how  to  use  POV-Ray's  scene
  1758. description language to create your own  scenes.  The  use  of  almost  every
  1759. feature of POV-Ray's language is explained in detail. You  will  learn  basic
  1760. things like placing cameras and light sources. You will  also  learn  how  to
  1761. create a large variety of objects and how to  assign  different  textures  to
  1762. them. The more sophisticated features like radiosity, halos, and  atmospheric
  1763. effects will also be explaind in detail.
  1764.  
  1765. The following sections explain the features in roughly the same order as they
  1766. are described in the reference chapter.
  1767.  
  1768. 4.1              Your First Image
  1769.  
  1770. Let's create the scene file for a simple picture. Since ray-tracers thrive on
  1771. spheres, that's what we'll render first.
  1772.  
  1773. 4.1.1            Understanding POV-Ray's Coordinate System
  1774.  
  1775. First, we have to tell POV-Ray where our camera is and where it's looking. To
  1776. do this, we use 3D coordinates. The usual coordinate system for  POV-Ray  has
  1777. the positive Y axis pointing up, the positive X axis pointing to  the  right,
  1778. and the positive Z axis pointing into the screen as follows:
  1779.  
  1780.           ^+Y
  1781.           |   /+Z
  1782.           |  /
  1783.           | /
  1784.   -X      |/        +X
  1785.   <--|-->
  1786.          /|
  1787.         / |
  1788.        /  |
  1789.     -Z/   |
  1790.           v-Y
  1791. The left-handed coordinate system (the z-axis is pointing away from you).
  1792.  
  1793. This kind of coordinate system is called a left-handed coordinate system.  If
  1794. you use your left hand's  fingers  you  can  easily  see  why  it  is  called
  1795. left-handed. Just point your thumb in the direction of the  positive  x-axis,
  1796. your index finger in the direction of the positive  y-axis  and  your  middle
  1797. finger in the positive z-axis direction. You can only do this with your  left
  1798. hand. If you had used your right hand you would not have been able  to  point
  1799. the middle finger in the correct direction.
  1800.  
  1801. The left hand can also be used to determine rotation directions. To  do  this
  1802. you must perform the famous Computer Graphics Aerobics exercise. Hold up your
  1803. left hand. Point your  thumb  in  the  positive  direction  of  the  axis  of
  1804. rotation. Your fingers will curl  in  the  positive  direction  of  rotation.
  1805. Similarly if you point your thumb in the negative direction of the axis  your
  1806. fingers will curl in the negative direction of rotation.
  1807.  
  1808.            ^
  1809.          +Y|   +Z/ _
  1810.            |    /_| |_  _
  1811.            |   _| | | |/ \
  1812.            |  | | | | |  |
  1813.            | /| | | | |  V
  1814.  -X        |/ | | | | |    +X
  1815. <--+-|-|-|-|-|->
  1816.           /|  |       ____
  1817.          / |  |         ___|
  1818.         /  |          /
  1819.        /   |   |      /
  1820.     -Z/  -Y|
  1821.      /     |
  1822. "Computer Graphics Aerobics" to determine the rotation direction.
  1823.  
  1824. In the above illustration, the left hand is curling around  the  x-axis.  The
  1825. thumb points in the positive x direction and the fingers  curl  over  in  the
  1826. positive rotation direction.
  1827.  
  1828. If you want to use a right-handed system, as some CAD systems such as AutoCAD
  1829. do, the right vector in the camera specification needs to be changed. See the
  1830. detailed description in "Handedness" . In a right-handed system you use  your
  1831. right hand for the Aerobics .
  1832.  
  1833. Note that there is some controversy over whether POV-Ray's method of doing  a
  1834. right-handed system is really proper.  If  you  want  to  avoid  problems  we
  1835. suggest you stick with the left-handed system which is not in dispute.
  1836.  
  1837. 4.1.2            Adding Standard Include Files
  1838.  
  1839. Using your personal favorite text editor, create a file called demo.pov . Now
  1840. type in the following (the input is case sensitive, so be sure to get capital
  1841. and lowercase letters correct).
  1842.  
  1843.   #include "colors.inc"    // The include files contain
  1844.   #include "shapes.inc"    // pre-defined scene elements
  1845.   #include "finish.inc"
  1846.   #include "glass.inc"
  1847.   #include "metals.inc"
  1848.   #include "stones.inc"
  1849.   #include "woods.inc"
  1850.  
  1851.  
  1852. The first include statement reads in definitions for various  useful  colors.
  1853. The second include statement reads in  some  useful  shapes.  The  next  read
  1854. pre-defined finishes, glass, metal, stone, and wood textures. When you get  a
  1855. chance, have a look through them to see but a few of the many possible shapes
  1856. and textures available.
  1857.  
  1858. You should only include files you really need in  your  scene.  Some  of  the
  1859. include files coming with POV-Ray are quite large and you should better  save
  1860. the parsing time (and memory) if  you  don't  need  them.  In  the  following
  1861. examples we will only use the colors.inc , finish.inc and stones.inc  include
  1862. files so you'll better remove the appropriate lines from your scene file.
  1863.  
  1864. You may have as many include files as needed in a scene file.  Include  files
  1865. may themselves contain include  files,  but  you  are  limited  to  declaring
  1866. includes nested only ten levels "deep".
  1867.  
  1868. Filenames specified in the include statements will be  searched  for  in  the
  1869. current directory first and, if not found,  will  then  be  searched  for  in
  1870. directories specified by any +L or Library_Path options  active.  This  would
  1871. facilitate keeping all your "include" ( .inc ) files  such  as  shapes.inc  ,
  1872. colors.inc , and textures.inc in an "include" subdirectory, and giving an  +L
  1873. option on the command line to where your library of include files are.
  1874.  
  1875. 4.1.3            Adding a Camera
  1876.  
  1877. The camera declaration describes where and how the camera sees the scene.  It
  1878. gives x, y, z coordinates to indicate the position of  the  camera  and  what
  1879. part of the scene it is pointing at. You describe x, y, z coordinates using a
  1880. three-part vector . A vector is specified by  putting  three  numeric  values
  1881. between a pair of angle brackets and separating the values with commas.
  1882.  
  1883. Add the following camera statement to the scene.
  1884.  
  1885.   camera {
  1886.     location <0, 2, -3>
  1887.     look_at  <0, 1,  2>
  1888.   }
  1889.  
  1890.  
  1891. Briefly, location <0,2,-3> places the camera up  two  units  and  back  three
  1892. units from the center of  the  ray-tracing  universe  which  is  at  <0,0,0>.
  1893. Remember that by default +z is into the screen and -z  is  back  out  of  the
  1894. screen.
  1895.  
  1896. Also look_at <0,1,2> rotates the camera to  point  at  x,  y,  z  coordinates
  1897. <0,1,2>. A point 5 units in front of and 1 unit lower than  the  camera.  The
  1898. look_at point should be the center of attention of your image.
  1899.  
  1900. 4.1.4            Describing an Object
  1901.  
  1902. Now that the camera is set up to record  the  scene,  let's  place  a  yellow
  1903. sphere into the scene. Add the following to your scene file:
  1904.  
  1905.   sphere {
  1906.     <0, 1, 2>, 2
  1907.     texture {
  1908.       pigment { color Yellow }
  1909.     }
  1910.   }
  1911.  
  1912.  
  1913. The first vector specifies the center of the sphere. In this  example  the  x
  1914. coordinate is zero so it is centered left and right. It is also at y=1  or  1
  1915. unit up from the origin. The z coordinate is 2 which is 5 units in  front  of
  1916. the camera, which is at z=-3. After the center vector is a comma followed  by
  1917. the radius which in this case is 2 units. Since the radius is half the  width
  1918. of a sphere, the sphere is 4 units wide.
  1919.  
  1920. 4.1.5            Adding Texture to an Object
  1921.  
  1922. After we have defined the location  and  size  of  the  sphere,  we  need  to
  1923. describe the appearance of the surface. The texture {...  }  block  specifies
  1924. these parameters. Texture blocks describe the  color,  bumpiness  and  finish
  1925. properties of an object. In this example we will specify the color only. This
  1926. is the minimum we must do. All other texture options except  color  will  use
  1927. default values.
  1928.  
  1929. The color you define is the way you want it to look if fully illuminated.  If
  1930. you were painting a picture of a sphere you would use dark shades of a  color
  1931. to indicate the shadowed side and bright  shades  on  the  illuminated  side.
  1932. However ray-tracing takes care of that for you.  You  pick  the  basic  color
  1933. inherent in the object and POV-Ray brightens or darkens it depending  on  the
  1934. lighting in the scene. Because we are defining the  basic  color  the  object
  1935. actually has rather than how it looks the parameter is called pigment .
  1936.  
  1937. Many types of color patterns are available  for  use  in  a  pigment  {...  }
  1938. statement. The keyword color specifies that the whole object  is  to  be  one
  1939. solid color rather than some pattern of colors. You can use one of the  color
  1940. identifiers previously defined in the standard include file colors.inc .
  1941.  
  1942. If no standard color is available for your needs, you  may  define  your  own
  1943. color by using the color keyword followed by red , green  and  blue  keywords
  1944. specifying the amount of red, green and blue to be mixed. For example a  nice
  1945. shade of pink can be specified by:
  1946.  
  1947.   color red 1.0 green 0.8 blue 0.8
  1948.  
  1949.  
  1950. The values after each keyword should be in the range 0.0 to 1.0. Any  of  the
  1951. three components not specified will default to 0.  A  shortcut  notation  may
  1952. also be used. The following produces the same shade of pink:
  1953.  
  1954.   color rgb <1.0, 0.8, 0.8>
  1955.  
  1956.  
  1957. 4.1.6            Defining a Light Source
  1958.  
  1959. One more detail is needed for our scene. We need a light  source.  Until  you
  1960. create one, there is no light in this virtual world. Thus add the line
  1961.  
  1962.   light_source { <2, 4, -3> color White}
  1963.  
  1964.  
  1965. to your scene file to get your first complete POV-Ray  scene  file  as  shown
  1966. below.
  1967.  
  1968.   #include "colors.inc"
  1969.  
  1970.   background { color Cyan }
  1971.  
  1972.   camera {
  1973.     location <0, 2, -3>
  1974.     look_at  <0, 1,  2>
  1975.   }
  1976.  
  1977.   sphere {
  1978.     <0, 1, 2>, 2
  1979.     texture {
  1980.       pigment { color Yellow }
  1981.     }
  1982.   }
  1983.  
  1984.   light_source { <2, 4, -3> color White}
  1985.  
  1986.  
  1987. The vector in the light_source statement specifies the location of the  light
  1988. as 2 units to our right, 4 units above the origin and 3 units back  from  the
  1989. origin. The light source is invisible, it only casts light, so no texture  is
  1990. needed.
  1991.  
  1992. That's it! Close the file and render a small picture of it using the  command
  1993.  
  1994.  
  1995.   povray +w160 +h120 +p +x +d0 -v -idemo.pov
  1996.  
  1997.  
  1998. If your computer does not use the command line, see  your  platform  specific
  1999. docs for the correct command to render a scene.
  2000.  
  2001. You may also set any other command  line  options  you  like.  The  scene  is
  2002. written to the image file demo.tga (or some suffix other than  .tga  if  your
  2003. computer uses a different default file format).
  2004.  
  2005. The scene you just traced isn't quite state of the  art  but  we'll  have  to
  2006. start with the basics before we soon get to much  more  fascinating  features
  2007. and scenes.
  2008.  
  2009. 4.2              Using the Camera
  2010.  
  2011.  
  2012. 4.2.1            Camera Types
  2013.  
  2014.  
  2015. 4.2.2            Using Focal Blur
  2016.  
  2017.  
  2018. 4.2.3            Using Camera Ray Perturbation
  2019.  
  2020.  
  2021. 4.3              Simple Shapes
  2022.  
  2023. So far we've just used the sphere shape. There are many other types of shapes
  2024. that can be rendered by POV-Ray. The following sections will describe how  to
  2025. use some of the more simple objects as a  replacement  for  the  sphere  used
  2026. above.
  2027.  
  2028. 4.3.1            Box Object
  2029.  
  2030. The box is one of the most common objects used. Try this example in place  of
  2031. the sphere:
  2032.  
  2033.   box {
  2034.     <-1, 0,   -1>,  // Near lower left corner
  2035.     < 1, 0.5,  3>   // Far upper right corner
  2036.  
  2037.     texture {
  2038.       T_Stone25     // Pre-defined from stones.inc
  2039.       scale 4       // Scale by the same amount in all
  2040.                     // directions
  2041.     }
  2042.  
  2043.     rotate y*20     // Equivalent to "rotate <0,20,0>"
  2044.   }
  2045.  
  2046.  
  2047. In this example you can see that a  box  is  defined  by  specifying  the  3D
  2048. coordinates of its opposite corners. The first vector must be the minimum  x,
  2049. y, z coordinates and the 2nd vector must be the maximum x, y, z  values.  Box
  2050. objects can only be defined parallel to the  axes  of  the  world  coordinate
  2051. system. You can later rotate them to any angle. Note  that  you  can  perform
  2052. simple math on values and vectors. In the rotate parameter we multiplied  the
  2053. vector identifier y by 20. This is the same as <0,1,0>*20 or <0,20,0>.
  2054.  
  2055. 4.3.2            Cone Object
  2056.  
  2057. Here's another example showing how to use a cone:
  2058.  
  2059.   cone {
  2060.     <0, 1, 0>, 0.3    // Center and radius of one end
  2061.     <1, 2, 3>, 1.0    // Center and radius of other end
  2062.  
  2063.     texture { T_Stone25 scale 4 }
  2064.   }
  2065.  
  2066.  
  2067. The cone shape is defined by the center and  radius  of  each  end.  In  this
  2068. example one end is at location <0,1,0> and has radius of 0.3 while the  other
  2069. end is centered at <1,2,3> with radius=1. If you want the cone to come  to  a
  2070. sharp point then use radius=0. The solid end caps are parallel to each  other
  2071. and perpendicular to the cone axis. If you want an open cone with no end caps
  2072. then add the keyword open after the 2nd radius like this:
  2073.  
  2074.   cone {
  2075.     <0, 1, 0>, 0.3    // Center and radius of one end
  2076.     <1, 2, 3>, 1.0    // Center and radius of other end
  2077.     open              // Removes end caps
  2078.  
  2079.     texture { T_Stone25 scale 4 }
  2080.   }
  2081.  
  2082.  
  2083. 4.3.3            Cylinder Object
  2084.  
  2085. You may also define a cylinder like this:
  2086.  
  2087.   cylinder {
  2088.     <0, 1, 0>,     // Center of one end
  2089.     <1, 2, 3>,     // Center of other end
  2090.     0.5            // Radius
  2091.     open           // Remove end caps
  2092.  
  2093.     texture { T_Stone25 scale 4 }
  2094.   }
  2095.  
  2096.  
  2097. 4.3.4            Plane Object
  2098.  
  2099. Let's try out a computer graphics standard - The Checkered Floor  .  Add  the
  2100. following object to the first version of the demo.pov file, the one including
  2101. the sphere.
  2102.  
  2103.   plane { <0, 1, 0>, -1
  2104.     pigment {
  2105.       checker color Red, color Blue
  2106.     }
  2107.   }
  2108.  
  2109.  
  2110. The object defined here is an infinite  plane.  The  vector  <0,1,0>  is  the
  2111. surface normal of the plane (i.e. if you were standing on  the  surface,  the
  2112. normal points straight up). The number afterward is  the  distance  that  the
  2113. plane is displaced along the normal from the origin - in this case, the floor
  2114. is placed at y=-1 so that the sphere at y=1, radius=2, is resting on it.
  2115.  
  2116. Notice that there is no texture {... } statement. There really is an  implied
  2117. texture there. You might find that continually  typing  statements  that  are
  2118. nested like texture {pigment {... }} can get to be a tiresome so POV-Ray lets
  2119. you leave out the texture {... } under many  circumstances.  In  general  you
  2120. only need the texture  block  surrounding  a  texture  identifier  (like  the
  2121. T_Stone25 example above),  or  when  creating  layered  textures  (which  are
  2122. covered later).
  2123.  
  2124. This pigment uses the checker color pattern and specifies that the two colors
  2125. red and blue should be used.
  2126.  
  2127. Because the vectors <1,0,0>, <0,1,0> and <0,0,1> are used frequently, POV-Ray
  2128. has three built-in vector identifiers x , y , and z respectively that can  be
  2129. used as a shorthand. Thus the plane could be defined as:
  2130.  
  2131.   plane { y, -1
  2132.     pigment { ... }
  2133.   }
  2134.  
  2135.  
  2136. Note that you do not use angle brackets around vector identifiers.
  2137.  
  2138. Looking at the floor, you'll notice that the  ball  casts  a  shadow  on  the
  2139. floor. Shadows are  calculated  very  accurately  by  the  ray-tracer,  which
  2140. creates precise, sharp shadows.  In  the  real  world,  penumbral  or  "soft"
  2141. shadows are often seen. Later you'll learn how to use extended light  sources
  2142. to soften the shadows.
  2143.  
  2144. 4.3.5            Standard Include Objects
  2145.  
  2146. The standard include file shapes.inc contains some  pre-defined  shapes  that
  2147. are about the size of a sphere with a radius of one unit. You can invoke them
  2148. like this:
  2149.  
  2150.   #include "shapes.inc"
  2151.  
  2152.   object {
  2153.     UnitBox
  2154.     texture { T_Stone25 scale 4 }
  2155.     scale 0.75
  2156.     rotate <-20,25,0>
  2157.     translate y
  2158.   }
  2159.  
  2160.  
  2161. 4.4              Advanced Shapes
  2162.  
  2163. After you have gained some experience with the simpler  shapes  available  in
  2164. POV-Ray it is time to go on to the more advanced, thrilling shapes.
  2165.  
  2166. You should be aware that the  shapes  described  below  are  not  trivial  to
  2167. understand. Don't worry if you do not know how to use them or how they  work.
  2168. Just try the examples and play with the features described in  the  reference
  2169. chapter. There is nothing better than learning by doing.
  2170.  
  2171. 4.4.1            Bicubic Patch Object
  2172.  
  2173. Bicubic or Bezier patches are useful  surface  representations  because  they
  2174. allow an easy definition of surfaces using only a few control points. For ray
  2175. tracing (or rendering) the patches  are  approximated  using  triangles.  The
  2176. control points serve to determine the shape of the patch. Instead of defining
  2177. the vertices of triangles, you simply give the  coordinates  of  the  control
  2178. points. A single patch has 16 control points, four at each  corner,  and  the
  2179. rest positioned to divide the patch into smaller sections. Bezier patches are
  2180. almost always created using a third party modeler so for  this  tutorial,  we
  2181. will use moray (any other modeler that supports Bezier patches  and  POV  can
  2182. also be used). We will use moray only to create the  patch  itself,  not  the
  2183. other elements of the scene.
  2184.  
  2185. Bezier patches are actually very useful and, with  a  little  practice,  some
  2186. pretty amazing things can be created with them. For our first tutorial, let's
  2187. make a sort of a teepee/tent shape using a single sheet patch.
  2188.  
  2189. First, start moray and, from the main edit screen, click  on  "CREATE".  Name
  2190. your object Teepee . The "CREATE BEZIER PATCH" dialogue box will appear. Make
  2191. sure that "SHEET" is depressed. Click on "OK, CREATE". At the bottom  of  the
  2192. main edit screen, click on "EXTENDED EDIT".
  2193.  
  2194. Hold the cursor over the "TOP" view and right click to make the  pop-up  menu
  2195. appear. Click on "MAXIMIZE". [ALT]-drag to zoom in a little. Click  on  "MARK
  2196. ALL", and under the transformation mode box, "UFRM SCL". Drag  the  mouse  to
  2197. scale the  patch  until  it  is  approximately  four  units  wide.  Click  on
  2198. "TRANSLATE", and move the patch so that its center is over the origin.  Right
  2199. click - "MINIMIZE", "UNMARK ALL".
  2200.  
  2201. [SHIFT]-drag a  box  around  the  lower  right  control  point  to  mark  it.
  2202. [ALT]-zoom into the "FRONT" view so that you can see the patch better. In the
  2203. "FRONT" view, "TRANSLATE" that point 10 units along the negative z-axis (note
  2204. that in MORAY z is up). "UNMARK ALL". Repeat this procedure for each  of  the
  2205. other three corner points. Make sure you remember to "UNMARK ALL"  once  each
  2206. point has been translated. You should have a shape that looks as though it is
  2207. standing on four pointed legs. "UNMARK ALL".
  2208.  
  2209. Working once again in the "TOP" view, [SHIFT]-drag  a  box  around  the  four
  2210. center control  points  to  mark  them.  Right-click  over  the  "TOP"  view,
  2211. "MAXIMIZE". Click on "UFRM SCL" and drag the mouse to scale the  four  points
  2212. close together. [ALT]-drag to zoom closer and get them as close  together  as
  2213. you can. [ALT]-drag to zoom out, right click, "MINIMIZE".
  2214.  
  2215. In the "FRONT" view,  "TRANSLATE"  the  marked  points  10  units  along  the
  2216. positive z-axis. "UNMARK ALL". The resulting shape is quite interesting,  was
  2217. simple to model, and could not be produced using CSG  primitives.  Now  let's
  2218. use it in a scene.
  2219.  
  2220. Click on "DONE" to return to the main edit screen. Notice  that  U_STEPS  and
  2221. V_STEPS are both set to 3 and flatness is set to 0.01. Leave them  alone  for
  2222. now. Click on "FILES", and then "SAVE SEL" (save selection).  Name  your  new
  2223. file teepee1.mdl . Press [F3] and open teepee1.mdl . There is no need to save
  2224. the original file. When teepee1 is open, create a  quick  "dummy"  texture  (
  2225. moray will not allow you to export data without a texture), say,  white  with
  2226. default finish, name it TeePeeTex , and apply it to the object. Save the file
  2227. and press [CTRL-F9]. moray will create two files: teepee1.inc and teepee1.pov
  2228. .
  2229.  
  2230. Exit moray and copy teepee1.inc and teepee1.pov into your  working  directory
  2231. where you are doing these tutorials. Create a new file called bezdemo.pov and
  2232. edit it as follows:
  2233.  
  2234.   #include "colors.inc"
  2235.  
  2236.   camera {
  2237.     location <0, .1, -60>
  2238.     look_at 0
  2239.     angle 36
  2240.   }
  2241.  
  2242.   background { color Gray25 }  //to make the patch easier to see
  2243.  
  2244.   light_source { <300, 300, -700> White }
  2245.  
  2246.   plane { y, -12
  2247.     texture {
  2248.       pigment {
  2249.         checker
  2250.         color Green
  2251.         color Yellow
  2252.       }
  2253.     }
  2254.   }
  2255.  
  2256.  
  2257. Using a text editor, create and declare a  simple  texture  for  your  teepee
  2258. object:
  2259.  
  2260.   #declare TeePeeTex = texture {
  2261.     pigment {
  2262.       color rgb <1, 1, 1,>
  2263.     }
  2264.     finish {
  2265.       ambient .2
  2266.       diffuse .6
  2267.     }
  2268.   }
  2269.  
  2270.  
  2271. Now, paste in the bezier patch data from teepee1.pov (the  additional  object
  2272. keywords added by moray were removed):
  2273.  
  2274.   bicubic_patch {
  2275.     type 1 flatness 0.0100 u_steps 3 v_steps 3,
  2276.     <-5.174134, 5.528420, -13.211995>,
  2277.     <-1.769023, 5.528420, 0.000000>,
  2278.     <1.636088, 5.528420, 0.000000>,
  2279.     <5.041199, 5.528420, -13.003932>,
  2280.     <-5.174134, 1.862827, 0.000000>,
  2281.     <0.038471, 0.031270, 18.101474>,
  2282.     <0.036657, 0.031270, 18.101474>,
  2283.     <5.041199, 1.862827, 0.000000>,
  2284.     <-5.174134, -1.802766, 0.000000>,
  2285.     <0.038471, 0.028792, 18.101474>,
  2286.     <0.036657, 0.028792, 18.101474>,
  2287.     <5.041199, -1.802766, 0.000000>,
  2288.     <-5.174134, -5.468359, -13.070366>,
  2289.     <-1.769023, -5.468359, 0.000000>,
  2290.     <1.636088, -5.468359, 0.000000>,
  2291.     <4.974128, -5.468359, -12.801446>
  2292.     texture {
  2293.       TeePeeTex
  2294.     }
  2295.     rotate -90*x  // to orient the object to LHC
  2296.     rotate 25*y   // to see the four "legs" better
  2297.   }
  2298.  
  2299.  
  2300.  
  2301. Add the above rotations so that the patch is oriented  to  POV's  left-handed
  2302. coordinate system (remember the patch was made in moray  in  a  right  handed
  2303. coordinate system) and so we can see all four legs. Rendering this at 200x150
  2304. -a we see pretty much what we expect, a white teepee over a green and  yellow
  2305. checkered plane. Let's take a little closer look. Render it again, this  time
  2306. at 320x200.
  2307.  
  2308. Now we see that something is amiss. There appears to be sharp angling, almost
  2309. like faceting, especially near the top. This is indeed a kind of faceting and
  2310. is due to the U_STEPS and V_STEPS parameters. Let's change these from 3 to  4
  2311. and see what happens.
  2312.  
  2313. That's much better, but it took  a  little  longer  to  render.  This  is  an
  2314. unavoidable tradeoff. If you want  even  finer  detail,  use  a  U_STEPS  and
  2315. V_STEPS value of 5 and set flatness to 0. But expect to use  lots  of  memory
  2316. and an even longer tracing time.
  2317.  
  2318. Well, we can't just leave this scene without adding  a  few  items  just  for
  2319. interest. Declare the patch object and scatter  a  few  of  them  around  the
  2320. scene:
  2321.  
  2322.   #declare TeePee = bicubic_patch {
  2323.     type 1 flatness 0.0100 u_steps 3 v_steps 3,
  2324.     <-5.174134, 5.528420, -13.211995>,
  2325.     <-1.769023, 5.528420, 0.000000>,
  2326.     <1.636088, 5.528420, 0.000000>,
  2327.     <5.041199, 5.528420, -13.003932>,
  2328.     <-5.174134, 1.862827, 0.000000>,
  2329.     <0.038471, 0.031270, 18.101474>,
  2330.     <0.036657, 0.031270, 18.101474>,
  2331.     <5.041199, 1.862827, 0.000000>,
  2332.     <-5.174134, -1.802766, 0.000000>,
  2333.     <0.038471, 0.028792, 18.101474>,
  2334.     <0.036657, 0.028792, 18.101474>,
  2335.     <5.041199, -1.802766, 0.000000>,
  2336.     <-5.174134, -5.468359, -13.070366>,
  2337.     <-1.769023, -5.468359, 0.000000>,
  2338.     <1.636088, -5.468359, 0.000000>,
  2339.     <4.974128, -5.468359, -12.801446>
  2340.     texture {
  2341.       TeePeeTex
  2342.      }
  2343.      rotate -90*x // to orient the object to LHC
  2344.      rotate 25*y  // to see the four "legs" better
  2345.   }
  2346.  
  2347.   object { TeePee }
  2348.  
  2349.   object { TeePee translate <8, 0, 8> }
  2350.  
  2351.   object { TeePee translate <-9, 0, 9> }
  2352.  
  2353.   object { TeePee translate <18, 0, 24> }
  2354.  
  2355.   object { TeePee translate <-18, 0, 24> }
  2356.  
  2357.  
  2358. That looks good. Let's do something about that boring gray background. Delete
  2359. the background declaration and replace it with:
  2360.  
  2361.   plane { y, 500
  2362.     texture {
  2363.       pigment { SkyBlue }
  2364.       finish { ambient 1 diffuse 0}
  2365.      }
  2366.      texture {
  2367.        pigment {
  2368.          bozo
  2369.          turbulence .5
  2370.          color_map {
  2371.            [0 White]
  2372.            [1 White filter 1]
  2373.          }
  2374.        }
  2375.        finish { ambient 1 diffuse 0 }
  2376.        scale <1000, 250, 250>
  2377.        rotate <5, 45, 0>
  2378.     }
  2379.   }
  2380.  
  2381.  
  2382. This adds a pleasing cirrus-cloud filled sky. Now, let's change the checkered
  2383. plane to rippled sand dunes:
  2384.  
  2385.   plane {y,-12
  2386.     texture {
  2387.       pigment {
  2388.         color <.85, .5, .15>
  2389.       }
  2390.       finish {
  2391.         ambient .25
  2392.         diffuse .6
  2393.         crand .5
  2394.       }
  2395.       normal {
  2396.         ripples .35
  2397.         turbulence .25
  2398.         frequency 5
  2399.       }
  2400.       scale 10
  2401.       translate 50*x
  2402.     }
  2403.   }
  2404.  
  2405.  
  2406. Render this at 320x240 -a. Not bad! Let's just add one  more  element.  Let's
  2407. place a golden egg under each of the teepees. And  since  this  is  a  bezier
  2408. patch tutorial, let's make the eggs out of bezier patches.
  2409.  
  2410. Return to moray and create another bezier patch.  Name  it  Egg1  and  select
  2411. "CYLINDRICAL 2 - PATCH" from the "CREATE BEZIER PATCH" dialogue box. Click on
  2412. "EXTENDED EDIT". "MARK ALL", and rotate the patch so that the  cylinder  lays
  2413. on its side. "UNMARK ALL". In the "FRONT" view, [SHIFT]-drag a box around the
  2414. four points on the right end to mark them. In the "SIDE" view,  right  click,
  2415. "MAXIMIZE". [ALT]-drag to zoom in a little  closer.  "UFRM  SCL"  the  points
  2416. together as close as possible. Zoom in closer to get  them  nice  and  tight.
  2417. Zoom out, right click, "MINIMIZE".
  2418.  
  2419. Click on "TRANSLATE" and drag the points to the left so that they are aligned
  2420. on the z-axis with the next group of four points. This should create a  blunt
  2421. end to the patch. Repeat this procedure for the other end. "UNMARK ALL".
  2422.  
  2423. In the "FRONT" view, the control grid should be a rectangle now and the patch
  2424. should be an ellipsoid. [SHIFT]-drag a box around the upper right  corner  of
  2425. the control grid to mark those points. Then [SHIFT]-drag  a  box  around  the
  2426. lower
  2427. right corner to mark those points as well. In the "SIDE" view, "UFRM SCL" the
  2428. points apart a little to make that end of the egg a  little  wider  than  the
  2429. other. "UNMARK ALL".
  2430.  
  2431. The egg may need a little proportional adjustment.  You  should  be  able  to
  2432. "MARK ALL" and "LOCAL SCL" in the three views until you get it to  look  like
  2433. an egg. When you are satisfied that it does, "UNMARK ALL" and click on  done.
  2434. Learning from our teepee object, we now  go  ahead  and  change  U_STEPS  and
  2435. V_STEPS to 4.
  2436.  
  2437. Create a dummy texture, white with default finish, name it EggTex , and apply
  2438. it to the egg. From the FILES menu, "SAVE SEL" to filename  egg1.mdl  .  Load
  2439. this file and export ([CTRL F9]). Exit moray and copy the files egg1.inc  and
  2440. egg1.pov into your working directory.
  2441.  
  2442. Back in bezdemo.pov , create a nice, shiny gold texture:
  2443.  
  2444.   #declare EggTex = texture {
  2445.     pigment { BrightGold }
  2446.     finish {
  2447.       ambient .1
  2448.       diffuse .4
  2449.       specular 1
  2450.       roughness 0.001
  2451.       reflection .5
  2452.       metallic
  2453.     }
  2454.   }
  2455.  
  2456.  
  2457. And while we're at it, let's dandy up our TeePeeTex :
  2458.  
  2459.   #declare TeePeeTex = texture {
  2460.     pigment { Silver }
  2461.     finish {
  2462.       ambient .1
  2463.       diffuse .4
  2464.       specular 1
  2465.       roughness 0.001
  2466.       reflection .5
  2467.       metallic
  2468.     }
  2469.   }
  2470.  
  2471.  
  2472. Now paste in your egg patch data and declare your egg:
  2473.  
  2474.   #declare Egg = union { // Egg1
  2475.     bicubic_patch {
  2476.       type 1 flatness 0.0100 u_steps 4 v_steps 4,
  2477.       <2.023314, 0.000000, 4.355987>,
  2478.       <2.023314, -0.000726, 4.355987>,
  2479.       <2.023312, -0.000726, 4.356867>,
  2480.       <2.023312, 0.000000, 4.356867>,
  2481.       <2.032037, 0.000000, 2.734598>,
  2482.       <2.032037, -1.758562, 2.734598>,
  2483.       <2.027431, -1.758562, 6.141971>,
  2484.       <2.027431, 0.000000, 6.141971>,
  2485.       <-1.045672, 0.000000, 3.281572>,
  2486.       <-1.045672, -1.758562, 3.281572>,
  2487.       <-1.050279, -1.758562, 5.414183>,
  2488.       <-1.050279, 0.000000, 5.414183>,
  2489.       <-1.044333, 0.000000, 4.341816>,
  2490.       <-1.044333, -0.002947, 4.341816>,
  2491.       <-1.044341, -0.002947, 4.345389>,
  2492.       <-1.044341, 0.000000, 4.345389>
  2493.     }
  2494.     bicubic_patch {
  2495.       type 1 flatness 0.0100 u_steps 4 v_steps 4,
  2496.       <2.023312, 0.000000, 4.356867>,
  2497.       <2.023312, 0.000726, 4.356867>,
  2498.       <2.023314, 0.000726, 4.355987>,
  2499.       <2.023314, 0.000000, 4.355987>,
  2500.       <2.027431, 0.000000, 6.141971>,
  2501.       <2.027431, 1.758562, 6.141971>,
  2502.       <2.032037, 1.758562, 2.734598>,
  2503.       <2.032037, 0.000000, 2.734598>,
  2504.       <-1.050279, 0.000000, 5.414183>,
  2505.       <-1.050279, 1.758562, 5.414183>,
  2506.       <-1.045672, 1.758562, 3.281572>,
  2507.       <-1.045672, 0.000000, 3.281572>,
  2508.       <-1.044341, 0.000000, 4.345389>,
  2509.       <-1.044341, 0.002947, 4.345389>,
  2510.       <-1.044333, 0.002947, 4.341816>,
  2511.       <-1.044333, 0.000000, 4.341816>
  2512.     }
  2513.     texture { EggTex }
  2514.     translate <0.5, 0, -5>  // centers the egg around the origin
  2515.     translate -9.8*y        // places the egg on the ground
  2516.   }
  2517.  
  2518.  
  2519. Now place a copy of the egg under each teepee. This should require only the x
  2520. and z coordinates of each teepee:
  2521.  
  2522.   object { Egg }
  2523.  
  2524.   object { Egg translate <8, 0, 8> }
  2525.  
  2526.   object { Egg translate <-9, 0, 9> }
  2527.  
  2528.   object { Egg translate <18, 0, 24> }
  2529.  
  2530.   object { Egg translate <-18, 0, 24> }
  2531.  
  2532.  
  2533. Scene build with different Bezier patches.
  2534.  
  2535. Render this at 320x240 -A . Everything looks good so run it again at  640x480
  2536. +A . Now we see that there is still some faceting near the top of the teepees
  2537. and on the eggs as well. The only solution is to raise  U_STEPS  and  V_STEPS
  2538. from 4 to 5 and set flatness to 0  for  all  our  bezier  objects.  Make  the
  2539. changes and render it again at 640x480 +A .
  2540.  
  2541. 4.4.2            Blob Object
  2542.  
  2543.  
  2544. 4.4.3            Height Field Object
  2545.  
  2546. A height field is an object that has a surface  that  is  determined  by  the
  2547. color value or palette index number of an image designed  for  that  purpose.
  2548. With height fields, realistic mountains and other types of terrain can easily
  2549. be made. First, you need an image from which to create the height  field.  It
  2550. just so happens that POV-Ray is ideal for creating such an image.
  2551.  
  2552. Make a new file called image.pov and edit it to contain the following:
  2553.  
  2554.   #include "colors.inc"
  2555.  
  2556.   global_settings {
  2557.     assumed_gamma 2.2
  2558.     hf_gray_16
  2559.   }
  2560.  
  2561.  
  2562. The hf_gray_16 keyword causes the output to be in a special 16 bit  grayscale
  2563. that is perfect for generating height fields. The normal 8  bit  output  will
  2564. lead to less smooth surfaces.
  2565.  
  2566. Now create a camera positioned so that it points directly down the z-axis  at
  2567. the origin.
  2568.  
  2569.   camera {
  2570.     location <0, 0, -10>
  2571.     look_at 0
  2572.   }
  2573.  
  2574.  
  2575. Then create a plane positioned like a wall at z=0. This plane will completely
  2576. fill the screen. It will be colored with white and gray wrinkles.
  2577.  
  2578.   plane { z, 10
  2579.     pigment {
  2580.       wrinkles
  2581.       color_map {
  2582.        [0 0.3*White]
  2583.        [1 White]
  2584.       }
  2585.     }
  2586.   }
  2587.  
  2588.  
  2589. Finally, create a light source.
  2590.  
  2591.   light_source { <0, 20, -100> color White }
  2592.  
  2593.  
  2594. Render this scene at 640x480 +A0.1 +FT . You will  get  an  image  that  will
  2595. produce an excellent height_field.
  2596.  
  2597. Now we will use this image to create a height field. Create a new file called
  2598. hfdemo.pov and edit it as follows:
  2599.  
  2600.   #include "colors.inc"
  2601.  
  2602.  
  2603. Add a camera that is two units above the origin and ten units back ...
  2604.  
  2605.   camera{
  2606.     location <0, 2, -10>
  2607.     look_at 0
  2608.     angle 15
  2609.   }
  2610.  
  2611.  
  2612. ... and a light source.
  2613.  
  2614.   light_source{ <1000,1000,-1000> White }
  2615.  
  2616.  
  2617. Now add the height field. In the following syntax,  a  Targa  image  file  is
  2618. specified, the height field is smoothed , it is given a simple white pigment,
  2619. it is translated to center it around the origin, and it is scaled so that  it
  2620. resembles mountains and fills the screen.
  2621.  
  2622.   height_field {
  2623.     tga "image.tga"
  2624.     smooth
  2625.     pigment { White }
  2626.     translate <-.5, -.5, -.5>
  2627.     scale <17, 1.75, 17>
  2628.   }
  2629.  
  2630.  
  2631. Save the file and render it at 320x240 -A . Later,  when  you  are  satisfied
  2632. that the height field is the way you want it render it at a higher resolution
  2633. with antialiasing.
  2634.  
  2635. A height field created completely with POV-Ray.
  2636.  
  2637.  
  2638. 4.4.4            Julia Fractal Object
  2639.  
  2640.  
  2641. 4.4.5            Lathe Object
  2642.  
  2643.  
  2644. 4.4.6            Mesh Object
  2645.  
  2646. Mesh objects are very  useful  because  they  allow  you  to  create  objects
  2647. containing hundreds or thousands of triangles. Compared to a simple union  of
  2648. triangles the mesh object stores the triangles more  efficiently.  Copies  of
  2649. mesh objects need only a little additional memory because the  triangles  are
  2650. stored only once.
  2651.  
  2652. Almost every object can be approximated using triangles but you  may  need  a
  2653. lot of triangles to create more complex shapes. Thus we will  only  create  a
  2654. very simple mesh example. This example will show a very useful feature of the
  2655. triangles meshs though: a different texture can be assigned to each  triangle
  2656. in the mesh.
  2657.  
  2658. Now let us start. We'll create a simple box with differently  colored  sides.
  2659. Create an empty file called meshdemo.pov and add the following lines.
  2660.  
  2661.   camera {
  2662.     location <20, 20, -50>
  2663.     look_at <0, 5, 0>
  2664.   }
  2665.  
  2666.   light_source { <50, 50, -50> color rgb<1, 1, 1> }
  2667.  
  2668.   #declare Red = texture {
  2669.     pigment { color rgb<0.8, 0.2, 0.2> }
  2670.     finish { ambient 0.2 diffuse 0.5 }
  2671.   }
  2672.  
  2673.   #declare Green = texture {
  2674.     pigment { color rgb<0.2, 0.8, 0.2> }
  2675.     finish { ambient 0.2 diffuse 0.5 }
  2676.   }
  2677.  
  2678.   #declare Blue = texture {
  2679.     pigment { color rgb<0.2, 0.2, 0.8> }
  2680.     finish { ambient 0.2 diffuse 0.5 }
  2681.   }
  2682.  
  2683.  
  2684. We must declare all textures we want to use inside the mesh before  the  mesh
  2685. is created. Textures cannot be specified inside the mesh due  to  the  worser
  2686. memory performance that would result.
  2687.  
  2688. Now add the mesh object. Three sides of the box will use individual  textures
  2689. while the other will use the "global" mesh texture.
  2690.  
  2691.   mesh {
  2692.     /* top side */
  2693.     triangle { <-10, 10, -10>, <10, 10, -10>, <10, 10, 10>
  2694.       texture { Red }
  2695.     }
  2696.     triangle { <-10, 10, -10>, <-10, 10, 10>, <10, 10, 10>
  2697.       texture { Red }
  2698.     }
  2699.     /* bottom side */
  2700.     triangle { <-10, -10, -10>, <10, -10, -10>, <10, -10, 10> }
  2701.     triangle { <-10, -10, -10>, <-10, -10, 10>, <10, -10, 10> }
  2702.     /* left side */
  2703.     triangle { <-10, -10, -10>, <-10, -10, 10>, <-10, 10, 10> }
  2704.     triangle { <-10, -10, -10>, <-10, 10, -10>, <-10, 10, 10> }
  2705.     /* right side */
  2706.     triangle { <10, -10, -10>, <10, -10, 10>, <10, 10, 10>
  2707.       texture { Green }
  2708.     }
  2709.     triangle { <10, -10, -10>, <10, 10, -10>, <10, 10, 10>
  2710.       texture { Green }
  2711.     }
  2712.     /* front side */
  2713.     triangle { <-10, -10, -10>, <10, -10, -10>, <-10, 10, -10>
  2714.       texture { Blue }
  2715.     }
  2716.     triangle { <-10, 10, -10>, <10, 10, -10>, <10, -10, -10>
  2717.       texture { Blue }
  2718.     }
  2719.     /* back side */
  2720.     triangle { <-10, -10, 10>, <10, -10, 10>, <-10, 10, 10> }
  2721.     triangle { <-10, 10, 10>, <10, 10, 10>, <10, -10, 10> }
  2722.     texture {
  2723.       pigment { color rgb<0.9, 0.9, 0.9> }
  2724.       finish { ambient 0.2 diffuse 0.7 }
  2725.     }
  2726.   }
  2727.  
  2728.  
  2729. Trace the scene at 320x240. You'll see that the top, right, and front side of
  2730. the box have different textures.  Thought  this  is  not  a  very  impressive
  2731. example it shows what you can do with mesh objects.  More  complex  examples,
  2732. also using smooth triangles, can  be  found  under  the  scene  directory  as
  2733. chesmsh.pov and robotmsh.pov .
  2734.  
  2735. 4.4.7            Polygon Object
  2736.  
  2737. The polygon object can be used to create  any  planar,  n-sided  shapes  like
  2738. squares, rectangles, pentagons, hexagons, octagons, etc.
  2739.  
  2740. A polygon is defined by a number of points that  describe  its  shape.  Since
  2741. polygons have to be closed the first point has to be repeated at the  end  of
  2742. the point sequence.
  2743.  
  2744. In the following example we will create the word POV using just  one  polygon
  2745. statement.
  2746.  
  2747. We start with thinking about the points  we  need  to  describe  the  desired
  2748. shape. We want the letters to lie in the x-y-plane with the letter O being at
  2749. the center. The letters extend from y=0 to y=1. Thus  we  get  the  following
  2750. points for each letter (the z coordinate is automatically set to zero).
  2751.  
  2752. Letter P (outer polygon):
  2753.     <-0.8, 0.0>, <-0.8, 1.0>,
  2754.     <-0.3, 1.0>, <-0.3, 0.5>,
  2755.     <-0.7, 0.5>, <-0.7, 0.0>
  2756.  
  2757. Letter P (inner polygon):
  2758.     <-0.7, 0.6>, <-0.7, 0.9>,
  2759.     <-0.4, 0.9>, <-0.4, 0.6>
  2760.  
  2761. Letter O (outer polygon):
  2762.     <-0.25, 0.0>, <-0.25, 1.0>,
  2763.     < 0.25, 1.0>, < 0.25, 0.0>
  2764.  
  2765. Letter O (inner polygon):
  2766.     <-0.15, 0.1>, <-0.15, 0.9>,
  2767.     < 0.15, 0.9>, < 0.15, 0.1>
  2768.  
  2769. Letter V:
  2770.     <0.45, 0.0>, <0.30, 1.0>,
  2771.     <0.40, 1.0>, <0.55, 0.1>,
  2772.     <0.70, 1.0>, <0.80, 1.0>,
  2773.     <0.65, 0.0>
  2774.  
  2775.  
  2776. Both letters P and O have a hole while the letter  V  consists  of  only  one
  2777. polygon. We'll start with the letter V because it is easier  to  define  than
  2778. the other two letters.
  2779.  
  2780. Create a new file called polygdem.pov and add the following text.
  2781.  
  2782.   camera {
  2783.     orthographic
  2784.     location <0, 0, -10>
  2785.     right 1.3 * 4/3 * x
  2786.     up 1.3 * y
  2787.     look_at <0, 0.5, 0>
  2788.   }
  2789.  
  2790.   light_source { <25, 25, -100> color rgb 1 }
  2791.  
  2792.   polygon {
  2793.     8,
  2794.  
  2795.     <0.45, 0.0>, <0.30, 1.0>, // Letter "V"
  2796.     <0.40, 1.0>, <0.55, 0.1>,
  2797.     <0.70, 1.0>, <0.80, 1.0>,
  2798.     <0.65, 0.0>,
  2799.     <0.45, 0.0>
  2800.  
  2801.     pigment { color rgb <1, 0, 0> }
  2802.   }
  2803.  
  2804.  
  2805. As noted above the polygon has to be closed by appending the first  point  to
  2806. the point sequence. A closed polygon is  always  defined  by  a  sequence  of
  2807. points that ends when a point is the same as the first point.
  2808.  
  2809. After we have created the letter V we'll continue with the letter P  .  Since
  2810. it has a hole we have to find a way of  cutting  this  hole  into  the  basic
  2811. shape. This is quite easy. We just define the outer shape of the letter  P  ,
  2812. which is a closed polygon, and add the sequence of points that describes  the
  2813. hole, which is also a closed polygon. That's all we have to do. There'll be a
  2814. hole where both polygons overlap.
  2815.  
  2816. In general you'll get holes whenever an even number of sub-polygons inside  a
  2817. single polygon statement overlap.  A  sub-polygon  is  defined  by  a  closed
  2818. sequence of points.
  2819.  
  2820. The letter P consists of two sub-polyons, one for the outer shape and one for
  2821. the hole. Since the hole polygon overlaps the outer shape polygon we'll get a
  2822. hole.
  2823.  
  2824. After you've  understood  how  multiple  sub-polygons  in  a  single  polygon
  2825. statement work, it's quite easy to add the missing O letter.
  2826.  
  2827. Finally, we get the complete word POV .
  2828.  
  2829.   polygon {
  2830.     30,
  2831.  
  2832.     <-0.8, 0.0>, <-0.8, 1.0>,    // Letter "P"
  2833.     <-0.3, 1.0>, <-0.3, 0.5>,    // outer shape
  2834.     <-0.7, 0.5>, <-0.7, 0.0>,
  2835.     <-0.8, 0.0>,
  2836.  
  2837.     <-0.7, 0.6>, <-0.7, 0.9>,    // whole
  2838.     <-0.4, 0.9>, <-0.4, 0.6>,
  2839.     <-0.7, 0.6>
  2840.  
  2841.     <-0.25, 0.0>, <-0.25, 1.0>,  // Letter "O"
  2842.     < 0.25, 1.0>, < 0.25, 0.0>,  // outer shape
  2843.     <-0.25, 0.0>,
  2844.  
  2845.     <-0.15, 0.1>, <-0.15, 0.9>,  // whole
  2846.     < 0.15, 0.9>, < 0.15, 0.1>,
  2847.     <-0.15, 0.1>,
  2848.  
  2849.     <0.45, 0.0>, <0.30, 1.0>,    // Letter "V"
  2850.     <0.40, 1.0>, <0.55, 0.1>,
  2851.     <0.70, 1.0>, <0.80, 1.0>,
  2852.     <0.65, 0.0>,
  2853.     <0.45, 0.0>
  2854.  
  2855.     pigment { color rgb <1, 0, 0> }
  2856.   }
  2857.  
  2858.  
  2859. 4.4.8            Prism Object
  2860.  
  2861.  
  2862. 4.4.9            Superquadric Ellipsoid Object
  2863.  
  2864. Sometimes we want to make an object that does not have perfectly sharp  edges
  2865. like a box does. Then, the super quadric ellipsoid is a useful object. It  is
  2866. described by the simple syntax:
  2867.  
  2868.   superellipsoid { <r, n> }
  2869.  
  2870.  
  2871. Where r and n are float values greater than zero and less than  or  equal  to
  2872. one. Let's make a superellipsoid and experiement with the values of r  and  n
  2873. to see what kind of shapes we can make.
  2874.  
  2875. Create a file called supellps.pov and edit it as follows:
  2876.  
  2877.   #include "colors.inc"
  2878.  
  2879.   camera {
  2880.     location <10, 5, -20>
  2881.     look_at 0
  2882.     angle 15
  2883.   }
  2884.  
  2885.   background { color rgb <.5, .5, .5> }
  2886.  
  2887.   light_source { <10, 50, -100> White }
  2888.  
  2889.  
  2890. The addition of a gray background makes it a little easier to see our object.
  2891. Now type:
  2892.  
  2893.   superellipsoid { <.25, .25>
  2894.     pigment { Red }
  2895.   }
  2896.  
  2897.  
  2898. Save the file and trace it at 200x150 -A to see the shape. It will look  like
  2899. a box, but the edges will be rounded off. Now let's experiment with different
  2900. values of r and n. For the next trace, try <1, 0.2>. The shape now looks like
  2901. a cylinder, but the top edges are rounded. Now try <0.1, 1>. This shape is an
  2902. odd one! We don't know exactly what  to  call  it,  but  it  is  interesting.
  2903. Finally, lets try <1, 1>. Well, this is more familiar... a sphere!
  2904.  
  2905. There are a couple of facts about superellipsoids you should know. First, you
  2906. should not use a value of 0 for either r nor n. This will  cause  POV-Ray  to
  2907. incorrectly make a black box instead of  your  desired  shape.  Second,  very
  2908. small values of r and n may yield strange results so they should be  avoided.
  2909. Finally, the Sturmian root solver will not work with superellipsoids.
  2910.  
  2911. Superellipsoids are finite objects so they respond to auto-bounding  and  can
  2912. be used in CSG.
  2913.  
  2914. Now let's use the superellipsoid to make something that would be useful in  a
  2915. scene. We will make a tiled  floor  and  place  a  couple  of  superellipsoid
  2916. objects hovering over it. We can start with the file we have already made.
  2917.  
  2918. Rename it tiles.pov . Edit it so that it reads as follows:
  2919.  
  2920.   #include "colors.inc"
  2921.   #include "textures.inc"
  2922.  
  2923.   camera {
  2924.     location <10, 5, -20>
  2925.     look_at 0
  2926.     angle 15
  2927.   }
  2928.   background { color rgb <.5, .5, .5> }
  2929.  
  2930.   light_source{ <10, 50, -100> White }
  2931.  
  2932.  
  2933. Note that we have added #include "textures.inc" so  we  can  use  pre-defined
  2934. textures. Now we want to define the superellipsoid which will be our tile.
  2935.  
  2936.   #declare Tile = superellipsoid { <0.5, 0.1>
  2937.     scale <1, .05, 1>
  2938.   }
  2939.  
  2940.  
  2941. Superellipsoids are roughly 2*2*2 units unless you scale them  otherwise.  If
  2942. we wish to lay a bunch of our tiles side by side, they will have to be offset
  2943. from each other so they don't overlap. We should select an offset value  that
  2944. is slightly more than 2 so that we have some space between the tiles to  fill
  2945. with grout. So now add this:
  2946.  
  2947.   #declare Offset = 2.1
  2948.  
  2949.  
  2950. We now want to lay down a row of tiles. Each tile will  be  offset  from  the
  2951. original by an ever-increasing amount in both the +z and  -z  directions.  We
  2952. refer to our offset and multiply by the tile's rank to determine the position
  2953. of each tile in the row. We also union  these  tiles  into  a  single  object
  2954. called Row like this:
  2955.  
  2956.   #declare Row = union {
  2957.     object { Tile }
  2958.     object { Tile translate z*Offset }
  2959.     object { Tile translate z*Offset*2 }
  2960.     object { Tile translate z*Offset*3 }
  2961.     object { Tile translate z*Offset*4 }
  2962.     object { Tile translate z*Offset*5 }
  2963.     object { Tile translate z*Offset*6 }
  2964.     object { Tile translate z*Offset*7 }
  2965.     object { Tile translate z*Offset*8 }
  2966.     object { Tile translate z*Offset*9 }
  2967.     object { Tile translate z*Offset*10 }
  2968.     object { Tile translate -z*Offset }
  2969.     object { Tile translate -z*Offset*2 }
  2970.     object { Tile translate -z*Offset*3 }
  2971.     object { Tile translate -z*Offset*4 }
  2972.     object { Tile translate -z*Offset*5 }
  2973.     object { Tile translate -z*Offset*6 }
  2974.   }
  2975.  
  2976.  
  2977. This gives us a single row of 17 tiles, more than enough to fill the  screen.
  2978. Now we must make copies of the Row and translate them, again  by  the  offset
  2979. value, in both the +x and -x directions in ever  increasing  amounts  in  the
  2980. same manner.
  2981.  
  2982.   object { Row }
  2983.   object { Row translate x*Offset }
  2984.   object { Row translate x*Offset*2 }
  2985.   object { Row translate x*Offset*3 }
  2986.   object { Row translate x*Offset*4 }
  2987.   object { Row translate x*Offset*5 }
  2988.   object { Row translate x*Offset*6 }
  2989.  
  2990.   object { Row translate x*Offset*7 }
  2991.   object { Row translate -x*Offset }
  2992.   object { Row translate -x*Offset*2 }
  2993.   object { Row translate -x*Offset*3 }
  2994.   object { Row translate -x*Offset*4 }
  2995.   object { Row translate -x*Offset*5 }
  2996.   object { Row translate -x*Offset*6 }
  2997.   object { Row translate -x*Offset*7 }
  2998.  
  2999.  
  3000. Finally, our tiles are complete. But we need a texture for them. To  do  this
  3001. we union all of the Rows together and apply a  White  Marble  pigment  and  a
  3002. somewhat shiny refelctive surface to it:
  3003.  
  3004.   union{
  3005.     object { Row }
  3006.     object { Row translate x*Offset }
  3007.     object { Row translate x*Offset*2 }
  3008.     object { Row translate x*Offset*3 }
  3009.     object { Row translate x*Offset*4 }
  3010.     object { Row translate x*Offset*5 }
  3011.     object { Row translate x*Offset*6 }
  3012.     object { Row translate x*Offset*7 }
  3013.     object { Row translate -x*Offset }
  3014.     object { Row translate -x*Offset*2 }
  3015.     object { Row translate -x*Offset*3 }
  3016.     object { Row translate -x*Offset*4 }
  3017.     object { Row translate -x*Offset*5 }
  3018.     object { Row translate -x*Offset*6 }
  3019.     object { Row translate -x*Offset*7 }
  3020.     pigment { White_Marble }
  3021.     finish { phong 1 phong_size 50 reflection .35 }
  3022.   }
  3023.  
  3024.  
  3025. We now need to add the grout . This can simply be  a  white  plane.  We  have
  3026. stepped up the ambient here a little so it looks whiter.
  3027.  
  3028.   plane { y, 0  //this is the grout
  3029.     pigment { color White }
  3030.     finish { ambient .4 diffuse .7 }
  3031.   }
  3032.  
  3033.  
  3034. To complete our scene, let's  add  five  different  superellipsoids,  each  a
  3035. different color, so that they hover over our tiles and are reflected in them.
  3036.  
  3037.  
  3038.   superellipsoid {
  3039.     <0.1, 1>
  3040.     pigment { Red }
  3041.     translate <5, 3, 0>
  3042.     scale .45
  3043.   }
  3044.  
  3045.   superellipsoid {
  3046.     <1, 0.25>
  3047.     pigment { Blue }
  3048.     translate <-5, 3, 0>
  3049.     scale .45
  3050.   }
  3051.  
  3052.   superellipsoid {
  3053.     <0.2, 0.6>
  3054.     pigment { Green }
  3055.     translate <0, 3, 5>
  3056.     scale .45
  3057.   }
  3058.  
  3059.   superellipsoid {
  3060.     <0.25, 0.25>
  3061.     pigment { Yellow }
  3062.     translate <0, 3, -5>
  3063.     scale .45
  3064.   }
  3065.  
  3066.   superellipsoid {
  3067.     <1, 1>
  3068.     pigment { Pink }
  3069.     translate y*3
  3070.     scale .45
  3071.   }
  3072.  
  3073.  
  3074. Some superellipsoids hovering above a tiled floor.
  3075.  
  3076. Trace the scene at 320x200 -A to see the result. If you are happy with  that,
  3077. do a final trace at 640x480 +A0.2 .
  3078.  
  3079. 4.4.10           Surface of Revolution Object
  3080.  
  3081. Bottles, vases, and glasses make nice objects in ray-traced scenes.  We  want
  3082. to create a golden, cup using the surface of revolution object (SOR  object).
  3083.  
  3084.  
  3085. We first start by thinking about the shape of the final object. It  is  quite
  3086. difficult to come up with a set of points that describe a given curve without
  3087. the help of a  modelling  program  supporting  POV's  surface  of  revolution
  3088. object. If such a program is available you should take advantage of it.
  3089.  
  3090. The point configuration of our cup object.
  3091.  
  3092. We will use the point configuration shown in  the  figure  above.  There  are
  3093. eight points describing the curve that will be rotated about  the  y-axis  to
  3094. get our cup. The curve was calculated  using  the  method  described  in  the
  3095. reference section (see "Surface of Revolution" ).
  3096.  
  3097. Now it is time to come up with a scene that uses the above SOR object. Edit a
  3098. file called sordemo.pov and enter the following text.
  3099.  
  3100.   #include "colors.inc"
  3101.   #include "golds.inc"
  3102.  
  3103.   global_settings { assumed_gamma 2.2 }
  3104.  
  3105.   camera {
  3106.     location <10, 15, -20>
  3107.     look_at <0, 5, 0>
  3108.     angle 45
  3109.   }
  3110.  
  3111.   background { color rgb<0.2, 0.4, 0.8>  }
  3112.  
  3113.   light_source { <100, 100, -100> color rgb 1 }
  3114.  
  3115.   plane { y, 0
  3116.     pigment { checker color Red, color Green scale 10 }
  3117.   }
  3118.  
  3119.   sor {
  3120.     8,
  3121.     <0.0,  -0.5>,
  3122.     <3.0,   0.0>,
  3123.     <1.0,   0.2>,
  3124.     <0.5,   0.4>,
  3125.     <0.5,   4.0>,
  3126.     <1.0,   5.0>,
  3127.     <3.0,  10.0>,
  3128.     <4.0,  11.0>
  3129.     texture { T_Gold_1B }
  3130.   }
  3131.  
  3132.  
  3133. The scene contains our cup object resting on a checkered plane. Tracing  this
  3134. scene at a resolution of 320x200 results in the image below.
  3135.  
  3136. A surface of revolution object.
  3137.  
  3138. The surface of revolution is described by starting with the number of  points
  3139. followed by the points with ascending  heights.  Each  point  determines  the
  3140. radius the curve for a given height. E. g. the first point tells POV-Ray that
  3141. at height -0.5 the radius is 0. You should take care that each  point  has  a
  3142. larger height than its predecessor. If this is not the case the program  will
  3143. abort with an error message.
  3144.  
  3145. 4.4.11           Text Object
  3146.  
  3147. Creating text objects using POV-Ray always used to mean that the letters  had
  3148. to be built either from CSG, a painstaking process, or by using a  black  and
  3149. white image of the letters as a height field, a method that was only somewhat
  3150. satisfactory. Now, for POV-Ray 3.0, a new primitive has been introduced  that
  3151. can use any TrueType font to create text objects. These objects can  be  used
  3152. in CSG, transformed, and textured just like any other POV primitive.
  3153.  
  3154. For this tutorial, we will make two uses of the  text  object.  First,  let's
  3155. just make some block letters sitting on  a  checkered  plane.  Any  TTF  font
  3156. should do, but for this tutorial, we will use the ones bundled  with  POV-Ray
  3157. 3.0.
  3158.  
  3159. Create a file called textdemo.pov and edit it as follows:
  3160.  
  3161.   #include "colors.inc"
  3162.  
  3163.   camera {
  3164.     location <0, 1, -10>
  3165.     look_at 0
  3166.     angle 36
  3167.   }
  3168.  
  3169.   light_source { <500,500,-1000> White }
  3170.  
  3171.   plane { y,0
  3172.     pigment { checker Green White }
  3173.   }
  3174.  
  3175.  
  3176. Now let's add the text object. We will use the font timrom.ttf  and  we  will
  3177. create the string POV-RAY 3.0 . For now, we will just make the  letters  red.
  3178. The syntax is very simple. The first string in quotes is the font  name,  the
  3179. second one is the string to be rendered. The two floats are the thickness and
  3180. offset values. The thickness float determines how  thick  the  block  letters
  3181. will be. Values of .5 to 2 are usually best for this. The offset  value  will
  3182. add to the kerning distance of the letters. We will leave this a 0 for now.
  3183.  
  3184.   text { ttf "timrom.ttf" "POV-RAY 3.0" 1, 0
  3185.     pigment { Red }
  3186.   }
  3187.  
  3188.  
  3189. Rendering this at 200x150 -A , we notice that the  letters  are  off  to  the
  3190. right of the screen. This is because they are placed so that the  lower  left
  3191. front corner of the first letter is at the origin. To center  the  string  we
  3192. need to translate it -x some distance. But how far? In the docs we  see  that
  3193. the letters are all 0.5 to 0.75 units high. If we assume that each one  takes
  3194. about 0.5 units of space on the x-axis, this means that the string is about 6
  3195. units long (12 characters and spaces). Let's translate  the  string  3  units
  3196. along the negative x-axis.
  3197.  
  3198.   text { ttf "timrom.ttf" "POV-RAY 3.0" 1, 0
  3199.     pigment { Red }
  3200.     translate -3*x
  3201.   }
  3202.  
  3203.  
  3204. That's better. Now let's play around with some of the parameters of the  text
  3205. object. First, let's raise the thickness float to something outlandish... say
  3206. 25!
  3207.  
  3208.   text { ttf "timrom.ttf" "POV-RAY 3.0" 25, 0
  3209.     pigment { Red }
  3210.     translate -2.25*x
  3211.   }
  3212.  
  3213.  
  3214. Actually, that's kind of cool. Now let's return the thickness value to 1  and
  3215. try a different offset value. Change the offset  float  from  0  to  0.1  and
  3216. render it again.
  3217.  
  3218. Wait a minute?! The letters go wandering off up at an angle! That is not what
  3219. the docs describe! It almost looks as if the offset value applies in both the
  3220. x- and y-axis instead of just the x axis like we intended. Could it be that a
  3221. vector is called for here instead of a float? Let's try it. Replace 0.1  with
  3222. 0.1*x and render it again.
  3223.  
  3224. That works! The letters are still in a straight line along the x axis, just a
  3225. little further apart. Let's verify this and try to offset just in the y axis.
  3226. Replace 0.1*x with 0.1*y . Again, this works as  expected  with  the  letters
  3227. going up to the right at an angle with no additional distance added along the
  3228. x axis. Now let's try the z axis. Replace 0.1*y with 0.1*z .  Rendering  this
  3229. yields a disappointment. No offset occurs!  The  offset  value  can  only  be
  3230. applied in the x and y directions.
  3231.  
  3232. Let's finish our scene by giving a fancier  texture  to  the  block  letters,
  3233. using that cool large thickness value, and adding a slight y offset. For fun,
  3234. we will throw in a sky sphere, dandy up our plane a bit,  and  use  a  little
  3235. more interesting camera viewpoint (render  the  following  scene  at  640x480
  3236. +A0.2 ):
  3237.  
  3238.   #include "colors.inc"
  3239.  
  3240.   camera {
  3241.     location <-5,.15,-2>
  3242.     look_at <.3,.2,1>
  3243.     angle 36
  3244.   }
  3245.  
  3246.   light_source { <500,500,-1000> White }
  3247.  
  3248.   plane { y,0
  3249.     texture {
  3250.       pigment { SeaGreen }
  3251.       finish { reflection .35 specular 1 }
  3252.       normal { ripples .35 turbulence .5 scale .25 }
  3253.     }
  3254.   }
  3255.  
  3256.   text { ttf "timrom.ttf" "POV-RAY 3.0" 25, 0.1*y
  3257.     pigment { BrightGold }
  3258.     finish { reflection .25 specular 1 }
  3259.     translate -3*x
  3260.   }
  3261.  
  3262.   #include "skies.inc"
  3263.  
  3264.   sky_sphere { S_Cloud5 }
  3265.  
  3266.  
  3267. Now. let's try using text in a CSG object. We will attempt to create an inlay
  3268. in a stone block using a text object. Create a new  file  called  textcsg.pov
  3269. and edit it as follows:
  3270.  
  3271.   #include "colors.inc"
  3272.  
  3273.   #include "stones.inc"
  3274.  
  3275.   background { color rgb 1 }
  3276.  
  3277.   camera {
  3278.     location <-3, 5, -15>
  3279.     look_at 0
  3280.     angle 25
  3281.   }
  3282.  
  3283.   light_source { <500,500,-1000> White }
  3284.  
  3285.  
  3286. Now let's create the block. We want it to be about eight units across because
  3287. our text string ( POV-RAY 3.0 ) is about six units  long.  We  also  want  it
  3288. about four units high and about one  unit  deep.  But  we  need  to  avoid  a
  3289. potential coincident surface with the text object so we will make the first z
  3290. coordinate 0.1 instead of 0. Finally, we will give this block  a  nice  stone
  3291. texture.
  3292.  
  3293.   box { <-3.5, -1, 0.1>, <3.5, 1, 1>
  3294.     texture { T_Stone10 }
  3295.   }
  3296.  
  3297.  
  3298. Next, we want to make the text object. We can use the same object we used  in
  3299. the first turorial except we will use slightly different thickness and offset
  3300. values.
  3301.  
  3302.   text { ttf "timrom.ttf" "POV-RAY 3.0" 0.15, 0
  3303.     pigment { BrightGold }
  3304.     finish { reflection .25 specular 1 }
  3305.     translate -3*x
  3306.   }
  3307.  
  3308.  
  3309. Remember that the text object is placed by default so that its front  surface
  3310. lies directly on the x-y-plane. If the front of the box begins at  z=0.1  and
  3311. thickness is set at 0.15, the depth of the "inlay" will  be  0.05  units.  Go
  3312. ahead and place a difference block around the two objects.
  3313.  
  3314.   difference {
  3315.     box { <-3.5, -1, 0.1>, <3.5, 1, 1>
  3316.       texture { T_Stone10 }
  3317.     }
  3318.     text { ttf "timrom.ttf" "POV-RAY 3.0" 0.15, 0
  3319.       pigment { BrightGold }
  3320.       finish { reflection .25 specular 1 }
  3321.       translate -3*x
  3322.     }
  3323.   }
  3324.  
  3325.  
  3326. Text carved from stone.
  3327.  
  3328. Render this at 200x150 -A . We can see the  inlay  clearly  and  that  it  is
  3329. indeed a bright gold color. Render this at 640x480 +A0.2 to see  the  results
  3330. more clearly, but be forewarned... this trace will take a little time.
  3331.  
  3332. 4.4.12           Torus Object
  3333.  
  3334. A torus can be thought of as a donut or an innertube. It is a shape  that  is
  3335. vastly useful in many kinds of CSG so POV-Ray  has  adopted  this  4th  order
  3336. quartic polynomial as a primitive shape. The syntax for a torus is so  simple
  3337. that it makes it a very easy shape to work with once you learn what  the  two
  3338. float values mean. Instead of a lecture on the subject, let's create one  and
  3339. do some experiments with it.
  3340.  
  3341. Create a file called tordemo.pov . Edit it as follows:
  3342.  
  3343.   #include "colors.inc"
  3344.  
  3345.   camera {
  3346.     location <0, .1, -25>
  3347.     look_at 0
  3348.     angle 36
  3349.   }
  3350.  
  3351.   background { color Gray50 } // to make the torus easy to see
  3352.  
  3353.   light_source{ <300, 300, -1000> White }
  3354.  
  3355.   torus { 4, 1        // major and minor radius
  3356.     rotate -90*x      // so we can see it from the top
  3357.     pigment { Green }
  3358.   }
  3359.  
  3360.  
  3361. Go ahead and trace this. Well, it's a donut allright. Let's try changing  the
  3362. major and minor radius values and see what happens. Change them as follows:
  3363.  
  3364.   torus { 5, .25      // major and minor radius
  3365.  
  3366.  
  3367. That looks more like a hula-hoop! Let's try this:
  3368.  
  3369.   torus { 3.5, 2.5    // major and minor radius
  3370.  
  3371.  
  3372. Whoa! A donut with a serious weight problem!
  3373.  
  3374. With such a simple syntax, there isn't much  else  you  can  do  to  a  torus
  3375. besides change its texture... or is there? Let's see...
  3376.  
  3377. Torus' are very useful objects in CSG. Let's try a little experiment. Make  a
  3378. difference of a torus and a box:
  3379.  
  3380.   difference {
  3381.     torus { 4, 1
  3382.       rotate x*-90  // so we can see it from the top
  3383.     }
  3384.     box { <-5, -5, -1>, <5, 0, 1> }
  3385.     pigment { Green }
  3386.   }
  3387.  
  3388.  
  3389. Interesting... a half-torus. So? So, now add another one  flipped  the  other
  3390. way.  Only,  let's  declare  the  original  half-torus  and  the   necessary
  3391. transformations so we can use them again:
  3392.  
  3393.   #declare Half_Torus = difference {
  3394.     torus { 4, 1
  3395.       rotate -90*x  // so we can see it from the top
  3396.     }
  3397.     box { <-5, -5, -1>, <5, 0, 1> }
  3398.     pigment { Green }
  3399.   }
  3400.  
  3401.   #declare Flip_It_Over = 180*x
  3402.  
  3403.   #declare Torus_Translate = 8  // twice the major radius
  3404.  
  3405.  
  3406. Now create a union of two Half_Torus objects:
  3407.  
  3408.   union {
  3409.     object { Half_Torus }
  3410.     object { Half_Torus
  3411.       rotate Flip_It_Over
  3412.       translate Torus_Translate*x
  3413.     }
  3414.   }
  3415.  
  3416.  
  3417. This makes an S -shaped object, but we can't see the  whole  thing  from  our
  3418. present camera. Let's add a few more links, three in each direction, move the
  3419. object along the +z direction and rotate it about the +y axis so we  can  see
  3420. more of it. We also notice that there appears to be a  small  gap  where  the
  3421. Half_Torus' meet. This is due to the fact that we are viewing this scene from
  3422. directly on the x-z plane. We will change the camera y coordinate from  0  to
  3423. 0.1 to eliminate this.
  3424.  
  3425.   union {
  3426.     object { Half_Torus }
  3427.     object { Half_Torus
  3428.       rotate Flip_It_Over
  3429.       translate x*Torus_Translate
  3430.     }
  3431.     object { Half_Torus
  3432.       translate x*Torus_Translate*2
  3433.     }
  3434.     object { Half_Torus
  3435.       rotate Flip_It_Over
  3436.       translate x*Torus_Translate*3
  3437.     }
  3438.     object { Half_Torus
  3439.       rotate Flip_It_Over
  3440.       translate -x*Torus_Translate
  3441.     }
  3442.     object { Half_Torus
  3443.       translate -x*Torus_Translate*2
  3444.     }
  3445.     object { Half_Torus
  3446.       rotate Flip_It_Over
  3447.       translate -x*Torus_Translate*3
  3448.     }
  3449.     object { Half_Torus
  3450.       translate -x*Torus_Translate*4
  3451.     }
  3452.     rotate y*45
  3453.     translate z*20
  3454.   }
  3455.  
  3456.  
  3457. Rendering this we see  a  cool,  undulating,  snake-like  something-or-other.
  3458. Neato. But we want to model something useful, something that we might see  in
  3459. real
  3460. life. How about a chain?
  3461.  
  3462. Thinking about it for a moment, we realize that a single link of a chain  can
  3463. be easily modeled using two half toruses and  two  cylinders.  Go  ahead  and
  3464. create a new file. You can use the same camera, background, light source, and
  3465. declared objects and transformations as you used in tordemo.pov :
  3466.  
  3467.   #include "colors.inc"
  3468.  
  3469.   camera {
  3470.     location <0, .1, -25>
  3471.     look_at 0
  3472.     angle 36
  3473.   }
  3474.  
  3475.   background { color Gray50 }
  3476.  
  3477.   light_source{ <300, 300, -1000> White }
  3478.  
  3479.   #declare Half_Torus = difference {
  3480.     torus { 4,1
  3481.       sturm
  3482.       rotate x*-90  // so we can see it from the top
  3483.     }
  3484.     box { <-5, -5, -1>, <5, 0, 1> }
  3485.     pigment { Green }
  3486.   }
  3487.  
  3488.   #declare Flip_It_Over = x*180
  3489.  
  3490.   #declare Torus_Translate = 8
  3491.  
  3492.  
  3493. Now, make a complete torus of two half toruses:
  3494.  
  3495.   union {
  3496.     object { Half_Torus }
  3497.     object { Half_Torus rotate Flip_It_Over }
  3498.   }
  3499.  
  3500.  
  3501. This may seem like a wasteful way to make a complete torus, but we are really
  3502. going to move each half apart to make room for the cylinders. First, add  the
  3503. declared cylinder before the union:
  3504.  
  3505.   #declare Chain_Segment = cylinder { <0, 4, 0>, <0, -4, 0>, 1
  3506.     pigment { Green }
  3507.   }
  3508.  
  3509.  
  3510. Then add two Chain_Segments to the union and translate them so that they line
  3511. up with the minor radius of the torus on each side:
  3512.  
  3513.   union {
  3514.     object { Half_Torus }
  3515.     object { Half_Torus rotate Flip_It_Over }
  3516.     object { Chain_Segment translate  x*Torus_Translate/2 }
  3517.     object { Chain_Segment translate -x*Torus_Translate/2 }
  3518.   }
  3519.  
  3520.  
  3521. Now translate the two half toruses +y and -y so that the  clipped  ends  meet
  3522. the ends of the cylinders. This distance is equal to half of  the  previously
  3523. declared Torus_Translate :
  3524.  
  3525.   union {
  3526.     object { Half_Torus
  3527.       translate y*Torus_Translate/2
  3528.     }
  3529.     object { Half_Torus
  3530.       rotate Flip_It_Over
  3531.       translate -y*Torus_Translate/2
  3532.     }
  3533.     object { Chain_Segment
  3534.       translate x*Torus_Translate/2
  3535.     }
  3536.     object { Chain_Segment
  3537.       translate -x*Torus_Translate/2
  3538.     }
  3539.   }
  3540.  
  3541.  
  3542. Render this and voila! A single link of a chain.  But  we  aren't  done  yet!
  3543. Whoever heard of a green chain? We would rather use  a  nice  metallic  color
  3544. instead. First, remove  any  pigment  blocks  in  the  declared  toruses  and
  3545. cylinders. Then add the following before the union:
  3546.  
  3547.   #declare Chain_Gold = texture {
  3548.     pigment { BrightGold }
  3549.     finish {
  3550.       ambient .1
  3551.       diffuse .4
  3552.       reflection .25
  3553.       specular 1
  3554.       metallic
  3555.     }
  3556.   }
  3557.  
  3558.  
  3559. Then add the texture to the union and declare the union as a single link:
  3560.  
  3561.   #declare Link = union {
  3562.     object { Half_Torus
  3563.       translate y*Torus_Translate/2
  3564.     }
  3565.     object { Half_Torus
  3566.       rotate Flip_It_Over
  3567.       translate -y*Torus_Translate/2
  3568.     }
  3569.     object { Chain_Segment
  3570.       translate x*Torus_Translate/2
  3571.     }
  3572.     object { Chain_Segment
  3573.       translate -x*Torus_Translate/2
  3574.     }
  3575.     texture { Chain_Gold }
  3576.   }
  3577.  
  3578.  
  3579. Now make a union of two links. The second one will have to be  translated  +y
  3580. so that its inner wall just meets the inner wall of the other link, just like
  3581. the links of a chain. This distance turns out to  be  double  the  previously
  3582. declared Torus_Translate minus 2  (twice  the  minor  radius).  This  can  be
  3583. described by the expression:
  3584.  
  3585.   Torus_Translate*2-2*y
  3586.  
  3587.  
  3588.  
  3589. Declare this expression as follows:
  3590.  
  3591.   #declare Link_Translate = Torus_Translate*2-2*y
  3592.  
  3593.  
  3594. In the object block, we will use this declared value so that we can  multiply
  3595. it to create other links. Now, rotate the second link  90*y  so  that  it  is
  3596. perpendicular to the first, just like links of a chain.  Finally,  scale  the
  3597. union by 1/4 so that we can see the whole thing:
  3598.  
  3599.   union {
  3600.     object { Link }
  3601.     object { Link translate y*Link_Translate rotate y*90 }
  3602.     scale .25
  3603.   }
  3604.  
  3605.  
  3606. Render this and you will see a very realistic pair of links. If  we  want  to
  3607. make an entire chain, we must declare the above union and then create another
  3608. union of this declared object.  Be  sure  to  remove  the  scaling  from  the
  3609. declared object:
  3610.  
  3611.   #declare Link_Pair =
  3612.   union {
  3613.     object { Link }
  3614.     object { Link translate y*Link_Translate rotate y*90 }
  3615.   }
  3616.  
  3617.  
  3618. Now declare your chain:
  3619.  
  3620.   #declare Chain = union {
  3621.     object { Link_Pair}
  3622.     object { Link_Pair translate  y*Link_Translate*2 }
  3623.     object { Link_Pair translate  y*Link_Translate*4 }
  3624.     object { Link_Pair translate  y*Link_Translate*6 }
  3625.     object { Link_Pair translate -y*Link_Translate*2 }
  3626.     object { Link_Pair translate -y*Link_Translate*4 }
  3627.     object { Link_Pair translate -y*Link_Translate*6 }
  3628.   }
  3629.  
  3630.  
  3631. And, finally create your chain with a couple of transformations  to  make  it
  3632. easier to see. These include scaling  it  down  by  a  factor  of  1/10,  and
  3633. rotating it so that you can clearly see each link:
  3634.  
  3635.   object { Chain scale .1 rotate <0, 45, -45> }
  3636.  
  3637.  
  3638. The torus object can be used to create chains.
  3639.  
  3640. Render this and  you  should  see  a  very  realistic  gold  chain  stretched
  3641. diagonally across the screen.
  3642.  
  3643. 4.5              CSG Objects
  3644.  
  3645. Constructive solid geomerty, CSG, is a  powerful  tool  to  combine  primitve
  3646. objects to create more complex objects as shown in the following sections.
  3647.  
  3648. 4.5.1            What is CSG?
  3649.  
  3650. CSG stands for Constructive Solid Geometry . POV-Ray allows you to  construct
  3651. complex solids by combining primitive shapes in four  different  ways.  These
  3652. are union, where two or more shapes are added  together,  intersection  where
  3653. two or more shapes are combined to make a new shape that consists of the area
  3654. common to both shapes, difference where subsequent shapes are subtracted from
  3655. the first shape, and merge which is like a union where  the  surfaces  inside
  3656. the union are removed (useful in transparent CSG objects). We will deal  with
  3657. each of these in detail in the next few sections.
  3658.  
  3659. CSG objects can be extremely complex. They can be  deeply  nested.  In  other
  3660. words there can be unions  of  differences  or  intersections  of  merges  or
  3661. differences of intersections or even unions of intersections  of  differences
  3662. of merges... ad infinitum. CSG objects are (almost always) finite objects and
  3663. so respond to auto-bounding  and  can  be  transformed  like  any  other  POV
  3664. primitive shape.
  3665.  
  3666. 4.5.2            CSG Union
  3667.  
  3668. Let's try making a simple union. Create a file called csgdemo.pov and edit it
  3669. as follows:
  3670.  
  3671.   #include "colors.inc"
  3672.  
  3673.   camera {
  3674.     location <0, 1, -10>
  3675.     look_at 0
  3676.     angle 36
  3677.   }
  3678.  
  3679.   light_source { <500, 500, -1000> White }
  3680.  
  3681.   plane { y, -1.5
  3682.     pigment { checker Green White }
  3683.   }
  3684.  
  3685.  
  3686. Now let's add two spheres each translated 0.5 units along the x-axis in  each
  3687. direction. Color one blue and the other red.
  3688.  
  3689.   sphere { <0, 0, 0>, 1
  3690.     pigment { Blue }
  3691.     translate -0.5*x
  3692.   }
  3693.   sphere { <0, 0, 0>, 1
  3694.     pigment { Red }
  3695.     translate 0.5*x
  3696.   }
  3697.  
  3698.  
  3699. Try tracing this file now at 200x150 -A . Now place a union block around  the
  3700. two spheres. This will create a single CSG union out of the two objects.
  3701.  
  3702.   union{
  3703.     sphere { <0, 0, 0>, 1
  3704.       pigment { Blue }
  3705.       translate -0.5*x
  3706.     }
  3707.     sphere { <0, 0, 0>, 1
  3708.       pigment { Red }
  3709.       translate 0.5*x
  3710.     }
  3711.   }
  3712.  
  3713.  
  3714. Trace the file again. The union will  appear  no  different  from  what  each
  3715. sphere looked like on its own, but now we can give the entire union a  single
  3716. texture and transform it as a whole. Let's do that now.
  3717.  
  3718.   union{
  3719.     sphere { <0, 0, 0>, 1
  3720.       translate -0.5*x*
  3721.     }
  3722.     sphere { <0, 0, 0>, 1
  3723.       translate 0.5*x
  3724.     }
  3725.     pigment { Red }
  3726.     scale <1, .25, 1>
  3727.     rotate <30, 0, 45>
  3728.   }
  3729.  
  3730.  
  3731. Trace the file again. As you can see, the object  has  changed  dramatically.
  3732. Experiment with different values of scale and rotate and try  some  different
  3733. textures.
  3734.  
  3735. There are some advantages of assigning only  one  texture  to  a  CSG  object
  3736. instead of assigning the texture to each individual component. First,  it  is
  3737. much easier to use one texture if your CSG object has  a  lot  of  components
  3738. because changing the objects appereance involves  changing  only  one  single
  3739. texture. Second, the file parses faster because the texture has to be  parsed
  3740. only once. This may be a great factor when doing large scenes  or  animatons.
  3741. Third, using only one texture saves memory because the texture is only stored
  3742. once and referenced by all  components  of  the  CSG  object.  Assigning  the
  3743. texture to all n components means that it is stored n times.
  3744.  
  3745. 4.5.3            CSG Intersection
  3746.  
  3747. Now let's use these same spheres to illustrate the next kind of  CSG  object,
  3748. the intersection . Change the word union to intersection and delete the scale
  3749. and rotate statements:
  3750.  
  3751.   intersection {
  3752.     sphere { <0, 0, 0>, 1
  3753.       translate -0.5*x
  3754.     }
  3755.     sphere { <0, 0, 0>, 1
  3756.       translate 0.5*x
  3757.     }
  3758.     pigment { Red }
  3759.   }
  3760.  
  3761.  
  3762. Trace the file and you will see a  lens-shaped  object  instead  of  the  two
  3763. spheres. This is because an intersection consists of the area shared by  both
  3764. shapes, in this case the lens-shaped area where the two spheres  overlap.  We
  3765. like this lens-shaped object so we will use it to demostrate differences.
  3766.  
  3767. 4.5.4            CSG Difference
  3768.  
  3769. Rotate the lens-shaped intersection about the y-axis so that the  broad  side
  3770. is facing the camera.
  3771.  
  3772.   intersection{
  3773.     sphere { <0, 0, 0>, 1
  3774.       translate -0.5*x
  3775.     }
  3776.     sphere { <0, 0, 0>, 1
  3777.       translate 0.5*x
  3778.     }
  3779.     pigment { Red }
  3780.     rotate 90*y
  3781.   }
  3782.  
  3783.  
  3784. Now let's create a cylinder and stick it right in the middle of the lens.
  3785.  
  3786.   cylinder { <0, 0, -1> <0, 0, 1>, .35
  3787.     pigment { Blue }
  3788.   }
  3789.  
  3790.  
  3791. Render the scene now to see the position of the cylinder.  We  will  place  a
  3792. difference block around both the lens-shaped intersection  and  the  cylinder
  3793. like this:
  3794.  
  3795.   difference {
  3796.     intersection {
  3797.       sphere { <0, 0, 0>, 1
  3798.         translate -0.5*x
  3799.       }
  3800.       sphere { <0, 0, 0>, 1
  3801.         translate 0.5*x
  3802.       }
  3803.       pigment { Red }
  3804.       rotate 90*y
  3805.     }
  3806.     cylinder { <0, 0, -1> <0, 0, 1>, .35
  3807.       pigment { Blue }
  3808.     }
  3809.   }
  3810.  
  3811.  
  3812. Now render the file. You should see the lens-shaped intersection with a  neat
  3813. hole in the middle of it where  the  cylinder  was.  The  cylinder  has  been
  3814. subtracted from the intersection. Note  that  the  pigment  of  the  cylinder
  3815. causes the surface of the hole to be colored  blue.  If  you  eliminate  this
  3816. pigment the surface of the hole will be red.
  3817.  
  3818. OK, let's get a little wilder now. Let's declare our perforated  lens  object
  3819. to give it a name. Let's also eliminate all textures in the  declared  object
  3820. because we will want them to be in the final union instead.
  3821.  
  3822.   #declare Lens_With_Hole = difference {
  3823.     intersection {
  3824.       sphere { <0, 0, 0>, 1
  3825.         translate -0.5*x
  3826.       }
  3827.       sphere { <0, 0, 0>, 1
  3828.         translate 0.5*x
  3829.       }
  3830.       rotate 90*y
  3831.     }
  3832.     cylinder { <0, 0, -1> <0, 0, 1>, .35 }
  3833.   }
  3834.  
  3835.  
  3836. Now, let's use union to build a complex shape  composed  of  copies  of  this
  3837. object.
  3838.  
  3839.   union {
  3840.     object { Lens_With_Hole translate <-.65, .65, 0> }
  3841.     object { Lens_With_Hole translate <.65, .65, 0> }
  3842.     object { Lens_With_Hole translate <-.65, -.65, 0> }
  3843.     object { Lens_With_Hole translate <.65, -.65, 0> }
  3844.     pigment { Red }
  3845.   }
  3846.  
  3847.  
  3848. Render it. An interesting object to be sure. But let's  try  something  more.
  3849. Let's make it a partially-transparent object by adding  some  filter  to  the
  3850. pigment block.
  3851.  
  3852.   union {
  3853.     object { Lens_With_Hole translate <-.65, .65, 0> }
  3854.     object { Lens_With_Hole translate <.65, .65, 0> }
  3855.     object { Lens_With_Hole translate <-.65, -.65, 0> }
  3856.     object { Lens_With_Hole translate <.65, -.65, 0> }
  3857.     pigment { Red filter .5 }
  3858.   }
  3859.  
  3860.  
  3861. Now render the file again. This looks pretty  good...  only...  you  can  see
  3862. parts of each of the lens objects inside the union! This is no good.
  3863.  
  3864. 4.5.5            CSG Merge
  3865.  
  3866. This brings us to the fourth kind of CSG object, the merge . Merges  are  the
  3867. same as unions, but the geometry of the objects in the CSG that is inside the
  3868. merge is not traced. This should eliminate the problem with our object. Let's
  3869. try it.
  3870.  
  3871.   merge {
  3872.     object { Lens_With_Hole translate <-.65, .65, 0> }
  3873.     object { Lens_With_Hole translate <.65, .65, 0> }
  3874.     object { Lens_With_Hole translate <-.65, -.65, 0> }
  3875.     object { Lens_With_Hole translate <.65, -.65, 0> }
  3876.     pigment { Red filter .5 }
  3877.   }
  3878.  
  3879.  
  3880. 4.5.6            CSG Pitfalls
  3881.  
  3882. There is a severe pitfall in the POV-Ray's CSG code that you have to be aware
  3883. of.
  3884.  
  3885. 4.5.6.1          Coincidence Surfaces
  3886.  
  3887. POV-Ray uses inside/outside tests to determine the  points  at  which  a  ray
  3888. intersects a CSG object. A problem arises when the surfaces of two  different
  3889. shapes coincide because there is no way (due to numerical problems)  to  tell
  3890. wether a point on the coincident surface belongs to one shape or the other.
  3891.  
  3892. Look at the following example where a cylinder is used to cut  a  hole  in  a
  3893. larger box.
  3894.  
  3895.   difference {
  3896.     box { -1, 1 pigment { Red } }
  3897.     cylinder { -z, z, 0.5 pigment { Green } }
  3898.   }
  3899.  
  3900.  
  3901. If you trace this object you'll see red speckles where the hole  is  supposed
  3902. to be. This is caused by the coincident surfaces of the cylinder and the box.
  3903. One time the cylinder's surface is hit first by a viewing ray,  resulting  in
  3904. the correct rendering of the hole, and another time the  box  is  hit  first,
  3905. leading to a wrong result where the hole vanishes and red speckles appear.
  3906.  
  3907. This problem can be avoided by increasing the size of the cylinder to get rid
  3908. of the coincidence surface. This is done by:
  3909.  
  3910.   difference {
  3911.     box { -1, 1 pigment { Red } }
  3912.     cylinder { -1.001*z, 1.001*z, 0.5 pigment { Green } }
  3913.   }
  3914.  
  3915.  
  3916. In general you have to make the subtracted object a little bit  larger  in  a
  3917. CSG difference. Just look for coincident surfaces and increase the subtracted
  3918. object appropreatly to get rid of those surfaces.
  3919.  
  3920. The same problem occurs in CSG intersections and is also avoided  by  scaling
  3921. some of the involved objects.
  3922.  
  3923. 4.6              The Light Source
  3924.  
  3925. In any ray-traced scene, the light needed  to  illuminate  your  objects  and
  3926. their surfaces must come from a light source. There are many kinds  of  light
  3927. sources available in POV-Ray and careful use of the correct  kind  can  yield
  3928. very impressive results. Let's take a moment to explore some of the different
  3929. kinds of light sources and their various parameters.
  3930.  
  3931. 4.6.1            The Ambient Light Source
  3932.  
  3933. The ambient light source is used  to  simulate  the  effect  of  interdiffuse
  3934. reflection. If there wasn't interdiffuse reflection all  areas  not  directly
  3935. lit by a light source would be completely  dark.  POV-Ray  uses  the  ambient
  3936. keyword to determine how much light coming from the ambient light  source  is
  3937. reflected by a surface.
  3938.  
  3939. By default the ambient light source, which emits its light everywhere and  in
  3940. all directions, is pure white (rgb<1,1,1>). Changing its color can be used to
  3941. create interesting effects. First of all the overall light level of the scene
  3942. can be adjusted easily. Instead of  changing  all  ambient  values  only  the
  3943. ambient light source is modified.  By  assigning  different  colors  you  can
  3944. create nice effects like a moody reddish ambient lighting. For  more  details
  3945. about the ambient light source see "Ambient Light" .
  3946.  
  3947. Below is an example of a red ambient light source.
  3948.  
  3949.   global_settings { ambient_light rgb<1, 0, 0> }
  3950.  
  3951.  
  3952. 4.6.2            The Point Light Source
  3953.  
  3954. Pointlights are exactly what the name indicates. A pointlight has no size, is
  3955. invisible, and illuminates everything in the scene equally no matter how  far
  3956. away from the light source it may be. This is the  simplest  and  most  basic
  3957. light source. There are only two important parameters,  location  and  color.
  3958. Let's design a simple scene and place a pointlight source in it.
  3959.  
  3960. Create a new file and name it litedemo.pov . Edit it as follows:
  3961.  
  3962.   #include "colors.inc"
  3963.   #include "textures.inc"
  3964.  
  3965.   camera {
  3966.     location  <-4, 3, -9>
  3967.     look_at   <0, 0, 0>
  3968.     angle 48
  3969.   }
  3970.  
  3971.  
  3972. Add the following simple objects:
  3973.  
  3974.   plane { y, -1
  3975.     texture {
  3976.       pigment {
  3977.         checker
  3978.         color rgb<0.5, 0, 0>
  3979.         color rgb<0, 0.5, 0.5>
  3980.       }
  3981.       finish {
  3982.         diffuse 0.4
  3983.         ambient 0.2
  3984.         phong 1
  3985.         phong_size 100
  3986.         reflection 0.25
  3987.       }
  3988.     }
  3989.   }
  3990.  
  3991.   torus { 1.5, 0.5
  3992.     texture { Brown_Agate }
  3993.     rotate <90, 160, 0>
  3994.     translate  <-1, 1, 3>
  3995.   }
  3996.  
  3997.   box { <-1, -1, -1>, <1, 1, 1>
  3998.     texture { DMFLightOak }
  3999.     translate  <2, 0, 2.3>
  4000.   }
  4001.  
  4002.   cone { <0,1,0>, 0, <0,0,0>, 1
  4003.     texture { PinkAlabaster }
  4004.     scale <1, 3, 1>
  4005.     translate  <-2, -1, -1>
  4006.   }
  4007.  
  4008.   sphere { <0,0,0>,1
  4009.     texture { Sapphire_Agate }
  4010.     translate  <1.5, 0, -2>
  4011.   }
  4012.  
  4013.  
  4014. Now add a pointlight:
  4015.  
  4016.   light_source {
  4017.     <2, 10, -3>
  4018.     color White
  4019.   }
  4020.  
  4021.  
  4022. Render this at 200x150 -A . You will see that the objects are clearly visible
  4023. with sharp shadows. The sides of curved objects nearest the light source  are
  4024. brightest in color with the areas that are facing away from the light  source
  4025. darkest. Note also that the checkered plane is illuminated evenly all the way
  4026. to the horizon. This allows  us  to  see  the  plane,  but  it  is  not  very
  4027. realistic.
  4028.  
  4029. 4.6.3            The Spotlight Source
  4030.  
  4031. Spotlights are a very useful type of light source. They can be  used  to  add
  4032. highlights and illuminate features much as a photographer uses  spots  to  do
  4033. the same thing. There are a few more parameters  with  spotlights  than  with
  4034. pointlights. These are radius , falloff , tightness  ,  and  point_at  .  The
  4035. radius parameter is the angle of the  fully  illuminated  cone.  The  falloff
  4036. parameter is the angle of the  umbra  cone  where  the  light  falls  off  to
  4037. darkness. The tightness is a parameter that determines the rate of the  light
  4038. falloff. point_at is just what it says, where the spotlight is  pointing  to.
  4039. Let's change the light in our scene as follows:
  4040.  
  4041.   light_source {
  4042.     <0, 10, -3>
  4043.     color White
  4044.     spotlight
  4045.     radius 15
  4046.     falloff 20
  4047.     tightness 10
  4048.     point_at <0, 0, 0>
  4049.   }
  4050.  
  4051.  
  4052. Render this at 200x150 -A  and  you  will  see  that  only  the  objects  are
  4053. illuminated. The rest of the plane and the outer portions of the objects  are
  4054. now unlit. There is a broad falloff area, but the  shadows  are  still  razor
  4055. sharp. Let's try fiddling with some of these parameters to see what they  do.
  4056. Try changing the falloff value to 16 (it must always be larger than radius  )
  4057. and render again. Now the falloff is very narrow, and the objects are  either
  4058. brightly lit, or in total darkness. Now, change falloff back to 20 and change
  4059. the tightness value  to  100  (higher  is  tighter)  and  render  again.  The
  4060. spotlight appears to have gotten much smaller, but what has  really  happened
  4061. is that the falloff has become so steep  that  the  radius  actually  appears
  4062. smaller.
  4063.  
  4064. We decide that a tightness value of 10 (the default) and a falloff  value  of
  4065. 18 are best for this spotlight and we now want to put a few spots around  the
  4066. scene for effect. Lets place a slightly  narrower  blue  and  a  red  one  in
  4067. addition to the white one we already have:
  4068.  
  4069.   light_source {
  4070.     <10, 10, -1>
  4071.     color Red
  4072.     spotlight
  4073.     radius 12
  4074.     falloff 14
  4075.     tightness 10
  4076.     point_at <2, 0, 0>
  4077.   }
  4078.  
  4079.   light_source {
  4080.     <-12, 10, -1>
  4081.     color Blue
  4082.     spotlight
  4083.     radius 12
  4084.     falloff 14
  4085.     tightness 10
  4086.     point_at <-2, 0, 0>
  4087.   }
  4088.  
  4089.  
  4090. Rendering this we see that the scene now has a wonderfully mysterious air  to
  4091. it. The three spotlights all converge on the objects making them blue on  one
  4092. side and red on the other with enough  white  in  the  middle  to  provide  a
  4093. balance.
  4094.  
  4095. 4.6.4            The Cylindrical Light Source
  4096.  
  4097. Spotlights are cone shaped,  meaning  that  their  effect  will  change  with
  4098. distance. The farther away from the spotlight an object is,  the  larger  the
  4099. apparant radius will be. But we may want the  radius  and  falloff  to  be  a
  4100. particular size no matter how far away the spotlight  is.  For  this  reason,
  4101. cylindrical light sources are needed. A cylindrical light source is just like
  4102. a spotlight, except that the radius and  falloff  regions  are  the  same  no
  4103. matter how far from the light source your object is. The shape is therefore a
  4104. cylinder rather than a cone. You can specify  a  cylindrical  lightsource  by
  4105. replacing the spotlight keyword with cylinder . Try this now with our  scene.
  4106. Replace all three spotlights with cylinder lights and render  again.  We  see
  4107. that the scene is much dimmer. This is because the cylindrical constraints do
  4108. not let the light spread out like in a spotlight. Larger radius  and  falloff
  4109. values are needed to do the job. Try a radius of 20 and a falloff of  30  for
  4110. all three lights. That's the ticket!
  4111.  
  4112. 4.6.5            The Area Light Source
  4113.  
  4114. So far all of our light sources have one thing in common. They produce  sharp
  4115. shadows. This is  because  the  actual  light  source  is  a  point  that  is
  4116. infinitely small. Objects are either in direct sight of the light,  in  which
  4117. case they are fully illuminated, or they are not,  in  which  case  they  are
  4118. fully shaded. In real life, this kind of stark  light  and  shadow  situation
  4119. exists only in outer space where the direct light  of  the  sun  pierces  the
  4120. total blackness of space. But here on  Earth,  light  bends  around  objects,
  4121. bounces off objects, and usually the source has some dimension, meaning  that
  4122. it can be partially hidden from sight (shadows are not sharp  anymore).  They
  4123. have what is known as an umbra, or  an  area  of  fuzziness  where  there  is
  4124. neither total light or shade. In order to  simulate  these  soft  shadows,  a
  4125. ray-tracer must give its light sources dimension. POV-Ray  accomplishes  this
  4126. with a feature known as an area light.
  4127.  
  4128. Area lights have dimension in two axis'. These are specified by the first two
  4129. vectors in the area light syntax. You must also specify how many  lights  are
  4130. to be in the array. More will give you cleaner soft  shadows  but  will  take
  4131. longer to render. Usually a 3*3 or a 5*5 array will suffice.  You  also  have
  4132. the option of specifying an adaptive value. The adaptive  command  tells  the
  4133. ray-tracer that it can adapt to the situation and send only the  needed  rays
  4134. to determine the value of the pixel. If adaptive is not used, a separate  ray
  4135. will be sent for every light in the area light. This can really  slow  things
  4136. down. The higher the adaptive value the cleaner the umbra  will  be  but  the
  4137. longer the trace will take. Usually an adaptive value  of  1  is  sufficient.
  4138. Finally, you probably should use the jitter command. This tells the raytracer
  4139. to slightly move the position of each light in the area  light  so  that  the
  4140. shadows appear truely soft instead of  giving  you  an  umbra  consisting  of
  4141. closely banded shadows.
  4142.  
  4143. OK, let's try one. Comment out the cylinder lights and add the following:
  4144.  
  4145.   light_source {
  4146.     <2, 10, -3>
  4147.     color White
  4148.     area_light <5, 0, 0>, <0, 0, 5>, 5, 5
  4149.     adaptive 1
  4150.     jitter
  4151.   }
  4152.  
  4153.  
  4154. This is a white area light centered at <2,10,-3>. It is 5  units  (along  the
  4155. x-axis) by 5 units (along the z-axis) in size, and has 25 (5*5) lights in it.
  4156. We have specified adaptive 1 and jitter. Render this at 200x150 -A .
  4157.  
  4158. Right away we notice two things. The trace takes quite a bit longer  than  it
  4159. did with a point or a spotlight, and the shadows are no  longer  sharp!  They
  4160. all have nice soft umbras around them. Wait, it gets better.
  4161.  
  4162. Spotlights and cylinder lights can be area lights too! Remember  those  sharp
  4163. shadows from the spotlights in our scene? It would not make much sense to use
  4164. a 5*5 array for a spotlight, but a smaller array  might  do  a  good  job  of
  4165. giving us just the right amount of umbra  for  a  spotlight.  Let's  try  it.
  4166. Comment out the area light and change the cylinder lights so that  they  read
  4167. as follows:
  4168.  
  4169.   light_source {
  4170.     <2, 10, -3>
  4171.     color White
  4172.     spotlight
  4173.     radius 15
  4174.     falloff 18
  4175.     tightness 10
  4176.     area_light <1, 0, 0>, <0, 0, 1>, 2, 2
  4177.     adaptive 1
  4178.     jitter
  4179.     point_at <0, 0, 0>
  4180.   }
  4181.  
  4182.   light_source {
  4183.     <10, 10, -1>
  4184.     color Red
  4185.     spotlight
  4186.     radius 12
  4187.     falloff 14
  4188.     tightness 10
  4189.     area_light <1, 0, 0>, <0, 0, 1>, 2, 2
  4190.     adaptive 1
  4191.     jitter
  4192.     point_at <2, 0, 0>
  4193.   }
  4194.  
  4195.   light_source {
  4196.     <-12, 10, -1>
  4197.     color Blue
  4198.     spotlight
  4199.     radius 12
  4200.     falloff 14
  4201.     tightness 10
  4202.     area_light <1, 0, 0>, <0, 0, 1>, 2, 2
  4203.     adaptive 1
  4204.     jitter
  4205.     point_at <-2, 0, 0>
  4206.   }
  4207.  
  4208.  
  4209. You now have three area-spotlights, one unit square consisting of an array of
  4210. four (2*2) lights, three different colors, all shining on your scene.  Render
  4211. this at 200x150 -A . This appears to work perfectly.  All  our  shadows  have
  4212. small, tight umbras, just the sort you would expect  to  find  on  an  object
  4213. under a real spotlight.
  4214.  
  4215. 4.6.6            Assigning an Object to a Light Source
  4216.  
  4217. Light sources are invisible. They are just a location where the light appears
  4218. to be coming from. They have no true size or shape. If you  want  your  light
  4219. source to be a visible shape, you can use the  looks_like  keyword.  You  can
  4220. specify that your light source can look like any object you choose. When  you
  4221. use looks_like , no_shadow is applied to the object  automatically.  This  is
  4222. done so that the object will  not  block  any  illumination  from  the  light
  4223. source. If you want some blocking to occur (as in a lampshade), it is  better
  4224. to simply use a union to do the same thing. Let's add such an object  to  our
  4225. scene. Here is a light bulb I have made just for this purpose:
  4226.  
  4227.   #declare Lightbulb = union {
  4228.     merge {
  4229.       sphere { <0,0,0>,1 }
  4230.       cylinder { <0,0,1>, <0,0,0>, 1
  4231.         scale <0.35, 0.35, 1.0>
  4232.         translate  0.5*z
  4233.       }
  4234.       texture {
  4235.         pigment {color rgb <1, 1, 1>}
  4236.         finish {ambient .8 diffuse .6}
  4237.       }
  4238.     }
  4239.     cylinder { <0,0,1>, <0,0,0>, 1
  4240.       scale <0.4, 0.4, 0.5>
  4241.       texture { Brass_Texture }
  4242.       translate  1.5*z
  4243.     }
  4244.     rotate -90*x
  4245.     scale .5
  4246.   }
  4247.  
  4248.  
  4249. Now add the light source:
  4250.  
  4251.   light_source {
  4252.     <0, 2, 0>
  4253.     color White
  4254.     looks_like { Lightbulb }
  4255.   }
  4256.  
  4257.  
  4258. Rendering this we see that a fairly believable light bulb now illuminates the
  4259. scene. However, if we do not specify a high ambient value, the light bulb  is
  4260. not lit by the light source. On the plus side, all of the shadows  fall  away
  4261. from the light bulb, just as they would in a real situation. The shadows  are
  4262. sharp, so let's make our bulb an area light:
  4263.  
  4264.   light_source {
  4265.     <0, 2, 0>
  4266.     color White
  4267.     area_light <1, 0, 0>, <0, 1, 0>, 2, 2
  4268.     adaptive 1
  4269.     jitter
  4270.     looks_like { Lightbulb }
  4271.   }
  4272.  
  4273.  
  4274. Note that we have placed this area light in  the  x-y-plane  instead  of  the
  4275. x-z-plane. Note also that the actual appearance of  the  light  bulb  is  not
  4276. affected in any way by the light source. The bulb must be illuminated by some
  4277. other light source or by, as  in  this  case,  a  high  ambient  value.  More
  4278. interesting results might therefore be obtained in this case by  using  halos
  4279. (see section "Halos" ).
  4280.  
  4281. 4.6.7            Light Source Specials
  4282.  
  4283.  
  4284. 4.6.7.1          Using Shadowless Lights
  4285.  
  4286. Light sources can be assigned the shadowless keyword and no shadows  will  be
  4287. cast due to its presence  in  a  scene.  What  good  is  that  you  may  ask.
  4288. Sometimes, scenes are difficult to illuminate properly using the  lights  you
  4289. have chosen to illuminate your objects. It is impractical and unrealisitic to
  4290. apply a higher ambient value to the texture of every object in the scene.  So
  4291. instead, you would place a couple of  fill  lights  around  the  scene.  Fill
  4292. lights are simply dimmer lights with the shadowless keyword that act to boost
  4293. the illumination of other areas of the scene that may not be lit well.  Let's
  4294. try using one in our scene.
  4295.  
  4296. Remember the three colored area spotlights? Go back now  and  uncomment  them
  4297. and comment out any other lights you have made. Now add the following:
  4298.  
  4299. %%% %%%   light_source {
  4300. %%%     <0, 20, 0>
  4301. %%%     color Gray75
  4302. %%%     shadowless
  4303. %%%   }
  4304. %%%
  4305.  
  4306. This is a fairly dim ( Gray75 ) light 20 units over the center of the  scene.
  4307. It will give a dim illumination to all objects including  the  plane  in  the
  4308. background. Render it and see.
  4309.  
  4310. 4.6.7.2          Using Light Fading
  4311.  
  4312. If it is realism we want, it is not realistic for  the  plane  to  be  evenly
  4313. illuminated off into the distance. In real life, light gets scattered  as  it
  4314. travels so it diminishes its ability to illuminate  objects  the  farther  it
  4315. gets from its source. To  simulate  this,  POV-Ray  allows  you  to  use  two
  4316. keywords:  fade_distance  ,  which  specifies  the  distance  at  which  full
  4317. illumination is  achieved;  and  fade_power  ,  an  exponential  value  which
  4318. determines the actual rate of attenuation. Let's apply these keywords to  our
  4319. fill light.
  4320.  
  4321. First, make the fill light a little brighter by changing Gray75 to  Gray50  .
  4322. Now change that fill light as follows:
  4323.  
  4324.   light_source {
  4325.     <0, 20, 0>
  4326.     color Gray50
  4327.     fade_distance 5
  4328.     fade_power 1
  4329.     shadowless
  4330.   }
  4331.  
  4332.  
  4333. This means that the full value of the  fill  light  will  be  achieved  at  a
  4334. distance of 5 units away from the light source. The  fade_power  of  1  means
  4335. that the falloff will be linear (the light falls  of  at  a  constant  rate).
  4336. Render this to see the result.
  4337.  
  4338. That definitely worked! Now let's try a fade_power of 2 and  a  fade_distance
  4339. of 10. Again, this works well. The falloff is much sharper with a  fade_power
  4340. of 2 so we had ot raise the fade_distance to 10.
  4341.  
  4342. 4.6.7.3          Light Sources and Atmosphere
  4343.  
  4344. By definition more than default, light sources are  affected  by  atmosphere,
  4345. i.e. their light is scattered by the atmosphere. This can be  turned  off  by
  4346. adding atmosphere off to the light source block. The light emitted by a light
  4347. source can also be attenuated by the atmosphere (and also fog),  that  is  it
  4348. will   be   diminished   as   it   travells   through   it,    by    adding
  4349. atmospheric_attenuation on . The falloff is exponential and dependes  on  the
  4350. distance parameter of the atmosphere (or fog).  You  should  note  that  this
  4351. featuer only affects light coming directly from the light  source.  Reflected
  4352. and refracted light is ignored.
  4353.  
  4354. Let's experiment with these keywords. First we must add an atmosphere to  our
  4355. scene:
  4356.  
  4357.   #include "atmos.inc"
  4358.  
  4359.   atmosphere { Atmosphere2 }
  4360.  
  4361.  
  4362. Then, so the trace will not take as long and the effect  will  be  easier  to
  4363. see, comment out the three lines that turn each of the three spotlights  into
  4364. area lights:
  4365.  
  4366.   //area_light <1, 0, 0>, <0, 0, 1>, 2, 2
  4367.   //adaptive 1
  4368.   //jitter
  4369.  
  4370.  
  4371. Tracing the scene at 200x150  -A  we  see  that  indeed  the  spotlights  are
  4372. visible. We can see where the blue and red spots cross each other  and  where
  4373. the white overhead light shines down through the center of the scene. We also
  4374. notice that the spotlights appear to diminish in their intensity as the light
  4375. descends from the light source to the objects. The red light is all but  gone
  4376. in the lower left part of the scene and the blue light all but  gone  in  the
  4377. lower right. This is due to the atmospheric attenuation and lends  a  further
  4378. realism to the scene. The atmosphere-lightsource interaction gives our  scene
  4379. a smoky, mysterious appearance, but the trace took a long  time.  Make  those
  4380. spotlights area lights and it will take even longer. This  is  an  inevitable
  4381. trade-off - tracing speed for image quality.
  4382.  
  4383. 4.7              Simple Texture Options
  4384.  
  4385. The pictures rendered so far where somewhat boring regarding  the  appearance
  4386. of the objects. Let's add some fancy features to the texture.
  4387.  
  4388. 4.7.1            Surface Finishes
  4389.  
  4390. One of the main features of a ray-tracer is its  ability  to  do  interesting
  4391. things with surface finishes such as highlights and reflection. Let's  add  a
  4392. nice little phong highlight (shiny spot) to the sphere. To do this you need a
  4393. finish parameter. Change the definition of the sphere to this:
  4394.  
  4395.   sphere { <0, 1, 2>, 2
  4396.     texture {
  4397.       pigment { color Yellow } // Yellow is pre-defined in COLORS.INC
  4398.       finish { phong 1 }
  4399.     }
  4400.   }
  4401.  
  4402.  
  4403. Now render this the same way  you  did  before.  The  phong  keyword  adds  a
  4404. highlight the same color of the light shining on the object. It adds a lot of
  4405. credibility to the picture and makes the object look smooth and shiny.  Lower
  4406. values of phong will make the highlight less bright (values should be between
  4407. 0 and 1).
  4408.  
  4409. 4.7.2            Adding Bumpiness
  4410.  
  4411. The highlight you've added illustrates how much of our perception depends  on
  4412. the reflective properties of an  object.  Ray-tracing  can  exploit  this  by
  4413. playing tricks on our perception to make us see complex details  that  aren't
  4414. really there.
  4415.  
  4416. Suppose you wanted a very bumpy surface on  the  object.  It  would  be  very
  4417. difficult to mathematically model lots of bumps. We can however simulate  the
  4418. way bumps look by altering  the  way  light  reflects  off  of  the  surface.
  4419. Reflection calculations depend on a vector called a  surface  normal  vector.
  4420. This is a vector which points away from the surface and is  perpendicular  to
  4421. it. By artificially modifying (or perturbing)  this  normal  vector  you  can
  4422. simulate bumps. Change the scene to read as follows and render it:
  4423.  
  4424.   sphere { <0, 1, 2>, 2
  4425.     texture {
  4426.       pigment { color Yellow }
  4427.       normal { bumps 0.4 scale 0.2 }
  4428.       finish { phong 1}
  4429.     }
  4430.   }
  4431.  
  4432.  
  4433. This tells POV-Ray to use a bump pattern to modify the  surface  normal.  The
  4434. value 0.4 controls the apparent depth of the bumps.  Usually  the  bumps  are
  4435. about 1 unit wide which doesn't work very well with a sphere of radius 2. The
  4436. scale makes the bumps 1/5th as wide but does not affect their depth.
  4437.  
  4438. 4.7.3            Creating Color Patterns
  4439.  
  4440. You can do more than assign a solid  color  to  an  object.  You  can  create
  4441. complex patterns in the pigment block. Consider this example:
  4442.  
  4443.   sphere { <0, 1, 2>, 2
  4444.     texture {
  4445.       pigment {
  4446.         wood
  4447.         color_map {
  4448.           [0.0 color DarkTan]
  4449.           [0.9 color DarkBrown]
  4450.           [1.0 color VeryDarkBrown]
  4451.         }
  4452.         turbulence 0.05
  4453.         scale <0.2, 0.3, 1>
  4454.       }
  4455.       finish { phong 1 }
  4456.     }
  4457.   }
  4458.  
  4459.  
  4460. The keyword wood specifies a pigment pattern of concentric rings  like  rings
  4461. in wood. The color_map specifies that the color of the wood should blend from
  4462. DarkTan to DarkBrown over the first 90% of the vein  and  from  DarkBrown  to
  4463. VeryDarkBrown over the remaining 10%. The turbulence slightly  stirs  up  the
  4464. pattern so the veins aren't perfect circles and the scale factor adjusts  the
  4465. size of the pattern.
  4466.  
  4467. Most patterns are set up by default to give you one feature across  a  sphere
  4468. of radius 1.0. A feature is very roughly defined as a color  transition.  For
  4469. example, a wood texture would have one band on a sphere  of  radius  1.0.  In
  4470. this example we scale the pattern using  the  scale  keyword  followed  by  a
  4471. vector. In this case we scaled 0.2 in the x direction, 0.3 in the y direction
  4472. and the z direction is scaled by 1, which leaves it unchanged.  Scale  values
  4473. larger than one will stretch an element. Scale values smaller than  one  will
  4474. squish an element. And a scale value of one will leave an element unchanged.
  4475.  
  4476. 4.7.4            Pre-defined Textures
  4477.  
  4478. POV-Ray has some very sophisticated  textures  pre-defined  in  the  standard
  4479. include files glass.inc , metals.inc , stones.inc and woods.inc  .  Some  are
  4480. entire textures with  pigment  ,  normal  and/or  finish  parameters  already
  4481. defined. Some are just pigments or just finishes. Change  the  definition  of
  4482. our sphere to the following and then re-render it:
  4483.  
  4484.   sphere { <0, 1, 2>, 2
  4485.     texture {
  4486.       pigment {
  4487.         DMFWood4       // pre-defined in textures.inc
  4488.         scale 4        // scale by the same amount in all
  4489.                        // directions
  4490.       }
  4491.       finish { Shiny } // pre-defined in finish.inc
  4492.     }
  4493.   }
  4494.  
  4495.  
  4496. The pigment identifier DMFWood4 has already been scaled down quite small when
  4497. it was defined. For this example we want to scale the pattern larger. Because
  4498. we want to scale it uniformly we can put  a  single  value  after  the  scale
  4499. keyword rather than a vector of x, y, z scale factors.
  4500.  
  4501. Look through the file textures.inc to see  what  pigments  and  finishes  are
  4502. defined and try them out. Just insert the  name  of  the  new  pigment  where
  4503. DMFWood4 is now or try a different finish in place  of  Shiny  and  re-render
  4504. your file.
  4505.  
  4506. Here is an example of using a complete texture identifier  rather  than  just
  4507. the pieces.
  4508.  
  4509.   sphere { <0, 1, 2>, 2
  4510.     texture { PinkAlabaster }
  4511.   }
  4512.  
  4513.  
  4514. 4.8              Advanced Texture Options
  4515.  
  4516. The extremely powerful texturing  ability  is  one  thing  that  really  sets
  4517. POV-Ray apart from other raytracers. So far we have not really tried anything
  4518. too complex but by now you should be comfortable enough  with  the  program's
  4519. syntax to try some of the more advanced texture options.
  4520.  
  4521. Obviously, we cannot try them all. It would take a tutorial a lot more  pages
  4522. to use  every  texturing  option  available  in  POV-Ray.  For  this  limited
  4523. tutorial, we will content ourselves to just trying a few of them to give  you
  4524. an idea of how textures are created. With a little practice, you will soon be
  4525. creating beautiful textures of your own.
  4526.  
  4527. 4.8.1            Pigment and Normal Patterns
  4528.  
  4529. Previous versions of POV-Ray made a distinction between  pigment  and  normal
  4530. patterns, i. e. patterns that could be used inside a normal {... } or pigment
  4531. {... } statement. With POV-Ray 3.0 this restriction was removed so  that  all
  4532. patterns listed in section "Patterns" can be used  as  a  pigment  or  normal
  4533. pattern.
  4534.  
  4535. 4.8.2            Pigments
  4536.  
  4537. Every surface must have a color. In POV-Ray, this color is called a pigment .
  4538. It does not have to be a single color. It can be a  color  pattern,  a  color
  4539. list, or even an image map. Pigments can also be layered one on  top  of  the
  4540. next so long as the uppermost layers are at least  partially  transparent  so
  4541. the ones beneath can show through. Let's play around with some of these kinds
  4542. of pigments.
  4543.  
  4544. Create a file called texdemo.pov and edit it as follows:
  4545.  
  4546.   #include "colors.inc"
  4547.  
  4548.   camera {
  4549.     location <1, 1, -7>
  4550.     look_at 0
  4551.     angle 36
  4552.   }
  4553.  
  4554.   light_source { <1000, 1000, -1000> White }
  4555.  
  4556.   plane { y, -1.5
  4557.     pigment { checker Green, White }
  4558.   }
  4559.  
  4560.   sphere { <0,0,0>, 1
  4561.     pigment { Red }
  4562.   }
  4563.  
  4564.  
  4565. Giving this file a quick test render at 200x150 -A we see that it is a simple
  4566. red sphere against a green and white checkered plane. We will  be  using  the
  4567. sphere for our textures.
  4568.  
  4569. 4.8.2.1          Using Color List Pigments
  4570.  
  4571. Before we begin you should note  that  we  have  already  made  one  kind  of
  4572. pigment, the color list pigment. In the  previous  example  we  have  used  a
  4573. checkered pattern on our plane. There are  two  other  kinds  of  color  list
  4574. pigments, brick and hexagon . Let's quickly try each of these. First,  change
  4575. the plane's pigment as follows:
  4576.  
  4577.   pigment { hexagon Green, White, Yellow }
  4578.  
  4579.  
  4580. Rendering this we see a three-color hexagonal pattern. Note that this pattern
  4581. requires three colors. Now change the pigment to...
  4582.  
  4583.   pigment { brick Gray75, Red rotate -90*x scale .25 }
  4584.  
  4585.  
  4586. Looking at the resulting image see that the plane now has  a  brick  pattern.
  4587. Note that we had to rotate the pattern to make it  appear  correctly  on  the
  4588. flat plane. This pattern normally is meant to be used on  vertical  surfaces.
  4589. We also had to scale the pattern down a bit so we could see it  more  easily.
  4590. Feel free to play around with these color list pigments, change  the  colors,
  4591. etc. until you get a floor that you like.
  4592.  
  4593. 4.8.2.2          Using Pigment and Patterns
  4594.  
  4595. Let's begin texturing  our  sphere  by  using  a  pattern  and  a  color  map
  4596. consisting of three colors. Replace the pigment block with the following.
  4597.  
  4598.   pigment {
  4599.     gradient x
  4600.     color_map {
  4601.       [0.00 color Red]
  4602.       [0.33 color Blue]
  4603.       [0.66 color Yellow]
  4604.       [1.00 color Red]
  4605.     }
  4606.   }
  4607.  
  4608.  
  4609. Rendering this we see that it gives us an  interesting  pattern  of  vertical
  4610. stripes. Try changing the gradient direction to y. The stripes are horizontal
  4611. now. Try changing the gradient direction to z. The stripes are now more  like
  4612. concentric rings. This is because the gradient  direction  is  directly  away
  4613. from the camera. Change the direction back to x and add the following  change
  4614. to the pigment block.
  4615.  
  4616.   pigment {
  4617.     gradient x
  4618.     color_map {
  4619.       [0.00 color Red]
  4620.       [0.33 color Blue]
  4621.       [0.66 color Yellow]
  4622.       [1.00 color Red]
  4623.     }
  4624.     rotate -45*z          // <- add this line
  4625.   }
  4626.  
  4627.  
  4628. The vertical bars are now slanted at a 45 degree angle. All patterns  can  be
  4629. rotated, scaled, and translated in this manner. Let's now try some  different
  4630. types of patterns. One at a  time,  substitute  the  following  keywords  for
  4631. gradient x and render to see the result: bozo , marble , agate  ,  granite  ,
  4632. leopard , spotted , and wood (if you like you can test all patterns listed in
  4633. section "Patterns" ).
  4634.  
  4635. Rendering these we see that each results in a slightly different pattern. But
  4636. to get really good results each type of pattern  requires  the  use  of  some
  4637. pattern modifiers.
  4638.  
  4639. 4.8.2.3          Using Pattern Modifiers
  4640.  
  4641. Let's take a look at some pattern modifiers. First, change the  pattern  type
  4642. to bozo. Then add the following change.
  4643.  
  4644.   pigment {
  4645.     bozo
  4646.     frequency 3            // <- add this line
  4647.     color_map {
  4648.       [0.00 color Red]
  4649.       [0.33 color Blue]
  4650.       [0.66 color Yellow]
  4651.       [1.00 color Red]
  4652.     }
  4653.     rotate -45*z
  4654.   }
  4655.  
  4656.  
  4657. The frequency modifier determines the number of times the color  map  repeats
  4658. itself per unit of size. This change makes the bozo pattern  we  saw  earlier
  4659. have many more bands in it. Now change the pattern type to marble .  When  we
  4660. rendered this earlier, we saw a banded pattern similar  to  gradient  y  that
  4661. really did not look much like marble at all. This is because marble really is
  4662. a kind of gradient and it needs another pattern modifier to look like marble.
  4663. This modifier  is  called  turbulence  .  Change  the  line  frequency  3  to
  4664. turbulence 1 and render again. That's better! Now let's put frequency 3  back
  4665. in right after the turbulence and take another look. Even more interesting!
  4666.  
  4667. But wait, it gets better! Turbulence itself has some modifiers  of  its  own.
  4668. You can adjust the turbulence several ways. First, the float that follows the
  4669. turbulence keyword can be any  value  with  higher  values  giving  you  more
  4670. turbulence. Second, you can use the keywords omega , lambda , and octaves  to
  4671. change the turbulence parameters. Let's try this now:
  4672.  
  4673.   pigment {
  4674.     marble
  4675.     turbulence 0.5
  4676.     lambda 1.5
  4677.     omega 0.8
  4678.     octaves 5
  4679.     frequency 3
  4680.     color_map {
  4681.       [0.00 color Red]
  4682.       [0.33 color Blue]
  4683.       [0.66 color Yellow]
  4684.       [1.00 color Red]
  4685.     }
  4686.     rotate 45*z
  4687.   }
  4688.  
  4689.  
  4690. Rendering this we see that the turbulence has changed and the  pattern  looks
  4691. different. Go ahead and play around with the numerical values of turbulence ,
  4692. lambda , omega , and octaves to see what they do.
  4693.  
  4694. 4.8.2.4          Using Transparent Pigments and Layered Textures
  4695.  
  4696. Pigments are described by numerical values that give the  rgb  value  of  the
  4697. color to be used (like color rgb<1, 0, 0> giving you a red color).  But  this
  4698. syntax will give you more than just the rgb values. You can specify filtering
  4699. transparency by changing it as follows: color rgbf<1, 0, 0, 1> . The f stands
  4700. for filter , POV-Ray's word for filtered transparency. A value of  one  means
  4701. that the color  is  completely  transparent,  but  still  filters  the  light
  4702. according to what the  pigment  is.  In  this  case,  the  color  will  be  a
  4703. transparent red, like red cellophane.
  4704.  
  4705. There is another kind of transparency in POV-Ray. It is called  transmittance
  4706. or non-filtering transparency (the keyword is transmit  ).  It  is  different
  4707. from filter in that it does not filter the light  according  to  the  pigment
  4708. color. It instead allows all the light to pass through unchanged. It  can  be
  4709. specified like this: rgbt<1, 0, 0, 1> .
  4710.  
  4711. Let's use some transparent pigments to create another kind  of  texture,  the
  4712. layered texture. Returning to our previous  example,  declare  the  following
  4713. texture.
  4714.  
  4715.   #declare LandArea = texture {
  4716.       pigment {
  4717.         agate
  4718.         turbulence 1
  4719.         lambda 1.5
  4720.         omega .8
  4721.         octaves 8
  4722.         color_map {
  4723.           [0.00 color rgb <.5, .25, .15>]
  4724.           [0.33 color rgb <.1, .5, .4>]
  4725.           [0.86 color rgb <.6, .3, .1>]
  4726.           [1.00 color rgb <.5, .25, .15>]
  4727.         }
  4728.       }
  4729.     }
  4730.   }
  4731.  
  4732.  
  4733. This texture will be the land area. Now let's make the  oceans  by  declaring
  4734. the following.
  4735.  
  4736.   #declare OceanArea = texture {
  4737.     pigment {
  4738.       bozo
  4739.         turbulence .5
  4740.         lambda 2
  4741.         color_map {
  4742.           [0.00, 0.33 color rgb <0, 0, 1>
  4743.                       color rgb <0, 0, 1>]
  4744.           [0.33, 0.66 color rgbf <1, 1, 1, 1>
  4745.                       color rgbf <1, 1, 1, 1>]
  4746.           [0.66, 1.00 color rgb <0, 0, 1>
  4747.                       color rgb <0, 0, 1>]
  4748.         }
  4749.       }
  4750.     }
  4751.   }
  4752.  
  4753.  
  4754. Note how the ocean is the opaque blue area, and the land is  the  clear  area
  4755. which will allow the underlying texture to show through.
  4756.  
  4757. Now, let's declare one more texture to simulate an atmosphere  with  swirling
  4758. clouds.
  4759.  
  4760.   #declare CloudArea = texture {
  4761.     pigment {
  4762.       agate
  4763.       turbulence 1
  4764.       lambda 2
  4765.       frequency 2
  4766.       color_map {
  4767.         [0.0 color rgbf <1, 1, 1, 1>]
  4768.         [0.5 color rgbf <1, 1, 1, .35>]
  4769.         [1.0 color rgbf <1, 1, 1, 1>]
  4770.       }
  4771.     }
  4772.   }
  4773.  
  4774.  
  4775. Now apply all of these to our sphere.
  4776.  
  4777.   sphere { <0,0,0>, 1
  4778.     texture { LandArea }
  4779.     texture { OceanArea }
  4780.     texture { CloudArea }
  4781.   }
  4782.  
  4783.  
  4784. Render this and you'll have a pretty good rendition of  a  little  planetoid.
  4785. But it could be better. We don't particularly  like  the  appearance  of  the
  4786. clouds. There is a way they could be done that would be much more realistic.
  4787.  
  4788. 4.8.2.5          Using Pigment Maps
  4789.  
  4790. Pigments may be blended together in the same way as the colors in a color_map
  4791. using the same pattern keywords that you can use for  pigments.  Rather  than
  4792. trying to impress  you  with  the  possible  implications  of  this  powerful
  4793. feature, let's just give it a try.
  4794.  
  4795. Add the following declarations, making sure  they  appear  before  the  other
  4796. declarations in the file.
  4797.  
  4798.   #declare Clouds1 = pigment {
  4799.       bozo
  4800.       turbulence 1
  4801.       color_map {
  4802.         [0.0 color White filter 1]
  4803.         [0.5 color White]
  4804.         [1.0 color White filter 1]
  4805.       }
  4806.     }
  4807.   #declare Clouds2 = pigment {
  4808.     agate
  4809.     turbulence 1
  4810.     color_map {
  4811.       [0.0 color White filter 1]
  4812.       [0.5 color White]
  4813.       [1.0 color White filter 1]
  4814.       }
  4815.     }
  4816.   #declare Clouds3 = pigment {
  4817.     marble
  4818.     turbulence 1
  4819.     color_map {
  4820.       [0.0 color White filter 1]
  4821.       [0.5 color White]
  4822.       [1.0 color White filter 1]
  4823.     }
  4824.   }
  4825.   #declare Clouds4 = pigment {
  4826.     granite
  4827.     turbulence 1
  4828.     color_map {
  4829.       [0.0 color White filter 1]
  4830.       [0.5 color White]
  4831.       [1.0 color White filter 1]
  4832.     }
  4833.   }
  4834.  
  4835.  
  4836. Now use these declared pigments in our cloud layer on our planetoid.  Replace
  4837. the declared cloud layer with.
  4838.  
  4839.   #declare CloudArea = texture {
  4840.     pigment {
  4841.       gradient y
  4842.       pigment_map {
  4843.         [0.00 Clouds1]
  4844.         [0.25 Clouds2]
  4845.         [0.50 Clouds3]
  4846.         [0.75 Clouds4]
  4847.         [1.00 Clouds1]
  4848.       }
  4849.     }
  4850.   }
  4851.  
  4852.  
  4853. Render this and you'll see a remarkable pattern that  looks  very  much  like
  4854. weather patterns  on  the  planet  earth.  They  are  separated  into  bands,
  4855. simulating the different weather types found at different latitudes.
  4856.  
  4857. 4.8.3            Normals
  4858.  
  4859. Objects in POV-Ray have very smooth surfaces. This is not very  realistic  so
  4860. there are several ways to disturb the smoothness of an object  by  perturbing
  4861. the surface normal. The surface normal is the vector that is perpendicular to
  4862. the angle of the surface. By changing this normal the surface can be made  to
  4863. appear bumpy, wrinkled, or any of the many patterns available.  Let's  try  a
  4864. couple of them.
  4865.  
  4866. 4.8.3.1          Using Basic Normal Modifiers
  4867.  
  4868. Comment out the planetoid sphere for now and, at  the  bottom  of  the  file,
  4869. create a new sphere with a simple, single color texture.
  4870.  
  4871.   sphere { <0,0,0>, 1
  4872.     pigment { Gray75 }
  4873.     normal { bumps 1 scale .2 }
  4874.   }
  4875.  
  4876.  
  4877. Here we have added a normal block in addition to the pigment block (note that
  4878. these do not have to be included in a texture block unless they  need  to  be
  4879. transformed together or need to be part of a layered texture). Render this to
  4880. see what it looks like. Now, one at a time, substitute for the keyword  bumps
  4881. the following keyowrds: dents , wrinkles , ripples , and waves (you can  also
  4882. use any of the patterns listed in "Patterns" ). Render each to see what  they
  4883. look like. Play around with the float value that  follows  the  keyword.  Try
  4884. experimenting with the scale value too.
  4885.  
  4886. For added interest, change the plane texture to a single color with a  normal
  4887. as follows.
  4888.  
  4889.   plane { y, -1.5
  4890.     pigment { color rgb <.65, .45, .35> }
  4891.     normal { dents .75 scale .25 }
  4892.   }
  4893.  
  4894.  
  4895. 4.8.3.2          Blending Normals
  4896.  
  4897. Normals can be layered similar to pigments but the results can be unexpected.
  4898. Let's try that now by editing the sphere as follows.
  4899.  
  4900.   sphere { <0,0,0>, 1
  4901.     pigment { Gray75 }
  4902.       normal { radial frequency 10 }
  4903.       normal { gradient y scale .2 }
  4904.   }
  4905.  
  4906.  
  4907. As you can see, the resulting pattern is neither a radial nor a gradient.  It
  4908. is instead the  result  of  first  calculating  a  radial  pattern  and  then
  4909. calculating a gradient pattern. The results are simply additive. This can  be
  4910. difficult to control so POV-Ray gives the user other ways to blend normals.
  4911.  
  4912. One way is to use normal maps. A normal map works the same way as the pigment
  4913. map we used earlier. Let's change our sphere texture as follows.
  4914.  
  4915.   sphere { <0,0,0>, 1
  4916.     pigment { Gray75 }
  4917.     normal {
  4918.       gradient y
  4919.       frequency 3
  4920.       turbulence .5
  4921.       normal_map {
  4922.         [0.00 granite]
  4923.         [0.25 spotted turbulence .35]
  4924.         [0.50 marble turbulence .5]
  4925.         [0.75 bozo turbulence .25]
  4926.         [1.00 granite]
  4927.       }
  4928.     }
  4929.   }
  4930.  
  4931.  
  4932. Rendering this we see that the sphere now has a very irregular bumpy surface.
  4933. The gradient pattern type separates the  normals  into  bands  but  they  are
  4934. turbulated, giving the surface a chaotic appearance.  But  this  give  us  an
  4935. idea.
  4936.  
  4937. Suppose we use the same pattern for a normal map that we used to  create  the
  4938. oceans on our planetoid and applied it to the land areas. Does it follow that
  4939. if we use the same pattern and modifiers on a sphere the same size  that  the
  4940. shape of the pattern would be the same? Wouldn't that  make  the  land  areas
  4941. bumpy while leaving the oceans smooth? Let's try it. First, let's render  the
  4942. two spheres side-by-side so we can see if the pattern  is  indeed  the  same.
  4943. Un-comment the planetoid sphere and make the following changes.
  4944.  
  4945.   sphere { <0,0,0>, 1
  4946.     texture { LandArea }
  4947.     texture { OceanArea }
  4948.     //texture { CloudArea }  // <-comment this out
  4949.     translate -x             // <- add this transformation
  4950.   }
  4951.  
  4952.  
  4953. Now change the gray sphere as follows.
  4954.  
  4955.   sphere { <0,0,0>, 1
  4956.     pigment { Gray75 }
  4957.     normal {
  4958.       bozo
  4959.       turbulence .5
  4960.       lambda 2
  4961.       normal_map {
  4962.         [0.4 dents .15 scale .01]
  4963.         [0.6 agate turbulence 1]
  4964.         [1.0 dents .15 scale .01]
  4965.       }
  4966.     }
  4967.     translate x // <- add this transformation
  4968.   }
  4969.  
  4970.  
  4971. Now render this to see if the pattern is the same. We see that indeed it  is.
  4972. So let's comment out the gray sphere and add the normal block it contains  to
  4973. the land area texture of our planetoid. Remove the  transformations  so  that
  4974. the planetoid is centered in the scene again.
  4975.  
  4976.   #declare LandArea = texture {
  4977.     pigment {
  4978.       agate
  4979.       turbulence 1
  4980.       lambda 1.5
  4981.       omega .8
  4982.       octaves 8
  4983.       color_map {
  4984.         [0.00 color rgb <.5, .25, .15>]
  4985.         [0.33 color rgb <.1, .5, .4>]
  4986.         [0.86 color rgb <.6, .3, .1>]
  4987.         [1.00 color rgb <.5, .25, .15>]
  4988.       }
  4989.     }
  4990.     normal {
  4991.       bozo
  4992.       turbulence .5
  4993.       lambda 2
  4994.       normal_map {
  4995.         [0.4 dents .15 scale .01]
  4996.         [0.6 agate turbulence 1]
  4997.         [1.0 dents .15 scale .01]
  4998.       }
  4999.     }
  5000.   }
  5001.  
  5002.  
  5003. Looking at the resulting image we see that indeed our idea  works!  The  land
  5004. areas are bumpy while the oceans are smooth. Add the cloud layer back in  and
  5005. our planetoid is complete.
  5006.  
  5007. There is much more that we did not cover here due to  space  constraints.  On
  5008. your own, you should take the time to  explore  slope_map  ,  average  ,  and
  5009. bump_map .
  5010.  
  5011. 4.8.4            Finishes
  5012.  
  5013. The final part of  a  POV-Ray  texture  is  the  finish  .  It  controls  the
  5014. properties of the surface of an object. It can make it shiny and  reflective,
  5015. or dull and flat. It can also specify  what  happens  to  light  that  passes
  5016. through transparent pigments, what happens to  light  that  is  scattered  by
  5017. less-than-perfectly-smooth surfaces,  and  what  happens  to  light  that  is
  5018. reflected by surfaces  with  thin-film  interference  properties.  There  are
  5019. twelve different properties available in POV-Ray to specify the finish  of  a
  5020. given object. These are ambient , diffuse , brilliance , phong ,  specular  ,
  5021. metallic , reflection , refraction , caustics , attenuation  ,  crand  ,  and
  5022. iridescence . Let's design a couple  of  textures  that  make  use  of  these
  5023. parameters.
  5024.  
  5025. 4.8.4.1          Using Ambient
  5026.  
  5027. Since objects in POV-Ray are illuminated by light sources,  the  portions  of
  5028. those objects that are in shadow would be completely black were  it  not  for
  5029. the first two finish properties, ambient and diffuse .  Ambient  is  used  to
  5030. simulate the light that is scattered around the  scene  that  does  not  come
  5031. directly from a light source. Diffuse determines how much of the  light  that
  5032. is seen comes directly from a light source. These two keywords work  together
  5033. to control the simulation of ambient light. Let's  use  our  gray  sphere  to
  5034. demonstrate this. Let's also change our plane back to its original green  and
  5035. white checkered pattern.
  5036.  
  5037.   plane {y,-1.5
  5038.     pigment {checker Green, White}
  5039.   }
  5040.  
  5041.   sphere { <0,0,0>, 1
  5042.     pigment {Gray75}
  5043.     finish {
  5044.       ambient .2
  5045.       diffuse .6
  5046.   }
  5047.  
  5048.  
  5049. In the above example, the default values for ambient and  diffuse  are  used.
  5050. Render this to see what the effect is and then make the following  change  to
  5051. the finish.
  5052.  
  5053.   ambient 0
  5054.   diffuse 0
  5055.  
  5056.  
  5057. The sphere is black because we have specified that none of the  light  coming
  5058. from any light source will be reflected by the sphere. Let's  change  diffuse
  5059. back to the default of 0.6.
  5060.  
  5061. Now we see the gray surface color where the light from the light source falls
  5062. directly on the sphere but the shaded side is  still  absolutely  black.  Now
  5063. let's change diffuse to 0.3 and ambient to 0.3.
  5064.  
  5065. The sphere now looks almost flat. This is because we have specified a  fairly
  5066. high degree of ambient light and only a low amount of the light  coming  from
  5067. the light source is diffusely  reflected  towards  the  camera.  The  default
  5068. values of ambient and diffuse are pretty good averages and  a  good  starting
  5069. point. In most cases, an ambient value of 0.1 ... 0.2  is  sufficient  and  a
  5070. diffuse value of 0.5 ... 0.7 will usually do the job. There are a  couple  of
  5071. exceptions. If you have a completely transparent surface with high refractive
  5072. and/or reflective values, low values of both ambient and diffuse may be best.
  5073. Here is an example.
  5074.  
  5075.   sphere { <0,0,0>, 1
  5076.      pigment { White filter 1 }
  5077.        finish {
  5078.          ambient 0
  5079.          diffuse 0
  5080.          reflection .25
  5081.          refraction 1
  5082.          ior 1.33
  5083.          specular 1
  5084.          roughness .001
  5085.       }
  5086.     }
  5087.   }
  5088.  
  5089.  
  5090. This is glass, obviously. Glass is a material that takes nearly  all  of  its
  5091. appearance from its surroundings. Very little of the surface is seen  because
  5092. it transmits or reflects practically all of the light that shines on it.  See
  5093. glass.inc for some other examples.
  5094.  
  5095. If you ever need an object to be completely illuminated independently of  the
  5096. lighting situation in  a  given  scene,  you  can  do  this  artificially  by
  5097. specifying an ambient value of  1  and  a  diffuse  value  of  0.  This  will
  5098. eliminate all shading and simply give the object its  fullest  and  brightest
  5099. color value at all points. This is good  for  simulating  objects  that  emit
  5100. light like lightbulbs, and for skies in scenes  where  the  sky  may  not  be
  5101. adequately lit by any other means.
  5102.  
  5103. Let's try this with our sphere now.
  5104.  
  5105.   sphere { <0,0,0>, 1
  5106.     pigment { White }
  5107.       finish {
  5108.         ambient 1
  5109.         diffuse 0
  5110.       }
  5111.     }
  5112.   }
  5113.  
  5114.  
  5115. Rendering this we get a blinding white sphere with no visible  highlights  or
  5116. shaded parts. It would make a pretty good streetlight.
  5117.  
  5118. 4.8.4.2          Using Surface Highlights
  5119.  
  5120. In the glass example above, we noticed that there were bright little hotspots
  5121. on the surface. This gave the sphere a hard, shiny appearance. POV-Ray  gives
  5122. you two ways to specify surface specular  highlights.  The  first  is  called
  5123. Phong highlighting .  Usually,  Phong  highlights  are  described  using  two
  5124. keywords: phong and phong_size . The float that follows phong determines  the
  5125. brightness of the highlight while the float following  phong_size  determines
  5126. its size. Let's try this.
  5127.  
  5128.   sphere { <0,0,0>, 1
  5129.     pigment { Gray50 }
  5130.     finish {
  5131.       ambient .2
  5132.       diffuse .6
  5133.       phong .75
  5134.       phong_size 25
  5135.     }
  5136.   }
  5137.  
  5138.  
  5139. Rendering this we see a fairly broad, soft highlight that gives the sphere  a
  5140. kind of plastic appearance. Now let's change phong_size to 150. This makes  a
  5141. much smaller highlight which gives the sphere the appearance  of  being  much
  5142. harder and shinier.
  5143.  
  5144. There is another kind of highlight that is calculated by  a  different  means
  5145. called specular highlighting . It is specified using the keyword specular and
  5146. operates in conjunction with another keyword called  roughness  .  These  two
  5147. keywords work together in much the same way as phong and phong_size to create
  5148. highlights that alter the apparent shininess of the surface. Let's try  using
  5149. specular in our sphere.
  5150.  
  5151.   sphere { <0,0,0>, 1
  5152.     pigment { Gray50 }
  5153.       finish {
  5154.         ambient .2
  5155.         diffuse .6
  5156.         specular .75
  5157.         roughness .1
  5158.       }
  5159.     }
  5160.   }
  5161.  
  5162.  
  5163. Looking at th result we see a broad, soft highlight similar to  what  we  had
  5164. when we used phong_size of 25. Change roughness to .001 and render again. Now
  5165. we see a small,  tight  highlight  similar  to  what  we  had  when  we  used
  5166. phong_size of 150. Generally speaking, specular is slightly more accurate and
  5167. therefore slightly more realistic than phong but you should try both  methods
  5168. when designing a texture. There are even times when both phong  and  specular
  5169. may be used on a finish.
  5170.  
  5171. 4.8.4.3          Using Reflection and Metallic
  5172.  
  5173. There is another surface parameter that goes hand in  hand  with  highlights,
  5174. reflection . Surfaces that are very shiny usually have a degree of reflection
  5175. to them. Let's take a look at an example.
  5176.  
  5177.   sphere { <0,0,0>, 1
  5178.     pigment { Gray50 }
  5179.       finish {
  5180.         ambient .2
  5181.         diffuse .6
  5182.         specular .75
  5183.         roughness .001
  5184.         reflection .5
  5185.       }
  5186.     }
  5187.   }
  5188.  
  5189.  
  5190. We see that our sphere now reflects the green and white checkered  plane  and
  5191. the black background but the gray color of the sphere  seems  out  of  place.
  5192. This is another time when a lower diffuse value  is  needed.  Generally,  the
  5193. higher reflection is the lower diffuse should be. Try  lowering  the  diffuse
  5194. value to 0.3 and the ambient value to 0.1 and  render  again.  That  is  much
  5195. better. Let's make our sphere as shiny as a polished gold ball bearing.
  5196.  
  5197.   sphere { <0,0,0>, 1
  5198.     pigment { BrightGold }
  5199.       finish {
  5200.         ambient .1
  5201.         diffuse .1
  5202.         specular 1
  5203.         roughness .001
  5204.         reflection .75
  5205.       }
  5206.     }
  5207.   }
  5208.  
  5209.  
  5210. That is very close but there is something wrong with the highlight.  To  make
  5211. the surface appear more like metal the keyword metallic is used. Add  it  now
  5212. to see the difference.
  5213.  
  5214.   sphere { <0,0,0>, 1
  5215.     pigment { BrightGold }
  5216.       finish {
  5217.         ambient .1
  5218.         diffuse .1
  5219.         specular 1
  5220.         roughness .001
  5221.         reflection .75
  5222.         metallic
  5223.       }
  5224.     }
  5225.   }
  5226.  
  5227.  
  5228. We see that the highlight has taken on the color of the surface  rather  than
  5229. the light source. This gives the surface a more metallic appearance.
  5230.  
  5231. 4.8.4.4          Using Refraction
  5232.  
  5233. Objects that are transparent allow light to  pass  through  them.  With  some
  5234. substances, the light is bent as it traves from one substance into the  other
  5235. because of the differing optical densities of the  objects.  This  is  called
  5236. refraction . Water and glass both bend light in  this  manner  so  to  create
  5237. water or glass, POV-Ray gives you a way to specify refraction. This  is  done
  5238. with the keywords refraction and ior  .  The  amount  of  light  that  passes
  5239. through an object  is  determined  by  the  value  of  the  filtering  and/or
  5240. transmittance channel in the pigment. You should  use  the  refraction  value
  5241. only to switch refraction on or off using vaules of 1 or 0  respectively  (or
  5242. the boolean values on and off ). See  section  "Refraction"  for  a  detailed
  5243. explanation of the reasons.
  5244.  
  5245. The degree of refraction, i. e. the amount of bending that occurs,  is  given
  5246. by the keyword ior , short for index of refraction . If you know the index of
  5247. refraction of the substance you are trying to create, you may just use  that.
  5248. For instance, water is 1.33, glass is around 1.45 and diamond is 1.75.  Let's
  5249. return to the example of a glass sphere we used earlier.
  5250.  
  5251.   sphere { <0,0,0>, 1
  5252.     pigment { White filter 1 }
  5253.       finish {
  5254.         ambient 0
  5255.         diffuse 0
  5256.         reflection .25
  5257.         refraction 1
  5258.         ior 1.45
  5259.         specular 1
  5260.         roughness .001
  5261.       }
  5262.     }
  5263.   }
  5264.  
  5265.  
  5266. Render this again and notice how the plane that is visible through the sphere
  5267. is distorted and turned  upside-down.  This  is  because  the  light  passing
  5268. through the sphere is being bent or refracted to the  degree  specified.  Try
  5269. reducing ior to 1.25. Try increasing it to 1.75. Notice  how  the  distortion
  5270. changes.
  5271.  
  5272. 4.8.4.5          Light Attenuation and Caustics
  5273.  
  5274. Transparent objects can be made to  cause  the  intensity  of  light  passing
  5275. through them to be  reduced.  In  reality,  this  is  due  to  impurities  in
  5276. scattering the light. Two float values determine the effect: fade_distance is
  5277. the distance the light has to travel to reach one-half its original intensity
  5278. and fade_power is the degree of falloff. Let's try an example of this.
  5279.  
  5280.   sphere { <0,0,0>, 1
  5281.     pigment { White filter 1 }
  5282.       finish {
  5283.         ambient .1
  5284.         diffuse .1
  5285.         reflection .15
  5286.         refraction 1
  5287.         ior 1.45
  5288.         specular 1
  5289.         roughness .001
  5290.         fade_distance 5
  5291.         fade_power 1
  5292.     }
  5293.   }
  5294.  
  5295.  
  5296. This gives the sphere a slightly clouded look as if not all of the light  was
  5297. able to pass through it. For interesting  variations  of  this  texture,  try
  5298. lowering ior to 1.15 and raising reflection to 0.5.
  5299.  
  5300. One thing we do notice is that the shadow of the sphere is still the same old
  5301. flat gray shadow we have had all along. If there is all this light refraction
  5302. going on shouldn't there be something going on with the shadow as well?  That
  5303. something would be due to an effect known as caustics  .  POV-Ray  cannot  do
  5304. caustics but it can fake them to some degree. This is an easy one. Simply add
  5305. caustics 1 to the finish block and re-render to see the effect. What  we  see
  5306. is a highlight in the shadow that  simulates  the  effect  of  light  passing
  5307. through the sphere and being focused because of the curved surface.  Remember
  5308. that this is not real caustics, so changing other finish parameters like  ior
  5309. will not affect the caustic highlight. The faked caustic is  limited  to  the
  5310. area shadowed by the corresponding object.
  5311.  
  5312. 4.8.4.6          Using Iridescence
  5313.  
  5314. Iridescence is what you see on the surface of  an  oil  slick  when  the  sun
  5315. shines on it. The rainbow effect is created  by  something  called  thin-film
  5316. interference (read section "Iridescence" for details). For now let's just try
  5317. using it. Iridescence is specified by the  irid  keyword  and  three  values:
  5318. amount , thickness and turbulence . The amount is  the  contribution  to  the
  5319. overall surface color. Usually 0.1 to 0.5 is sufficient here.  The  thickness
  5320. affects the busyness of the effect. Keep this between 0.25  and  1  for  best
  5321. results. The  turbulence  is  a  little  different  from  pigment  or  normal
  5322. turbulence. You cannot set octaves , lambda or omega but you can  specify  an
  5323. amount which will affect the thickness in a slightly different way  from  the
  5324. thickness value. Values between 0.25 and  1  work  best  here  too.  Finally,
  5325. iridescence will respond to the surface normal since it depends on the  angle
  5326. of incidence of the light rays striking the surface.  With  all  of  this  in
  5327. mind, let's add some iridescence our glass sphere.
  5328.  
  5329.   sphere { <0,0,0>, 1
  5330.     pigment { White filter 1 }
  5331.       finish {
  5332.         ambient .1
  5333.         diffuse .1
  5334.         reflection .2
  5335.         refraction 1
  5336.         ior 1.5
  5337.         specular 1
  5338.         roughness .001
  5339.         fade_distance 5
  5340.         fade_power 1
  5341.         caustics 1
  5342.         irid {
  5343.           0.35
  5344.           thickness .5
  5345.           turbulence .5
  5346.         }
  5347.      }
  5348.   }
  5349.  
  5350.  
  5351. Try varying the values for amount , thickness  and  turbulence  to  see  what
  5352. changes they make. Try adding a normal block to see what happens.
  5353.  
  5354. 4.8.5            Halos
  5355.  
  5356. Halos are a powerful feature that can be used to create a  lot  of  different
  5357. effects like clouds, fogs, fire, lasers, etc. The name  actually  comes  from
  5358. the ability to render halos with it, like the ones seen around  the  moon  or
  5359. the sun.
  5360.  
  5361. Due to the complexity of the halo feature and the large amount of  parameters
  5362. provided it is very  difficult  to  get  satisfying  results.  The  following
  5363. sections will help you to create a halo step by step, starting with the basic
  5364. things and going to the more subtle stuff.
  5365.  
  5366. It is also helpful to read the  halo  reference  sections  to  get  a  better
  5367. understanding of the halo feature. You should especially  read  the  sections
  5368. "Empty and Solid Objects" and "Halo Mapping" because they are  essential  for
  5369. understanding halos.
  5370.  
  5371. 4.8.5.1          What are Halos?
  5372.  
  5373. Halos are a texture feature allowing you to fill the interior  of  an  object
  5374. with particles. The distribution of these particles  can  be  modified  using
  5375. several density mappings and density functions. The particles can emit  light
  5376. to give fire- or laser-like effects or they can absorb light to create clouds
  5377. or fog.
  5378.  
  5379. A halo is attached to an object, the so called container object, just like  a
  5380. pigment, normal or finish. This object is completely filled by the  halo  but
  5381. you won't see anything if you do not make sure that the object is hollow  and
  5382. the surface is translucent. How this is accomplished will  be  shown  in  the
  5383. next section.
  5384.  
  5385. When working with halos you always have to keep in mind  that  the  container
  5386. object has to be hollow and translucent.
  5387.  
  5388. 4.8.5.2          The Emitting Halo
  5389.  
  5390. We start with one of the simpler types, the emitting halo. It uses  particles
  5391. that only emit light. There are no particles that  absorb  the  light  coming
  5392. from other particles.
  5393.  
  5394. 4.8.5.2.1        Starting with a Basic Halo
  5395.  
  5396. A clever approach in designing a nice halo effect is to start with a  simple,
  5397. unit-sized shape that sits on the coordinate system's origin.
  5398.  
  5399. In the first example ( halo01.pov ) we try to create a fiery explosion, which
  5400. the sphere is best suited for. We start with a simple scene consisting  of  a
  5401. camera, a light source (we don't care about shadows so we add the  shadowless
  5402. keyword), a checkered plane and a unit-sized sphere containing the halo.
  5403.  
  5404.   camera {
  5405.     location <0, 0, -2.5>
  5406.     look_at <0, 0, 0>
  5407.   }
  5408.  
  5409.   light_source { <10, 10, -10> color rgb 1 shadowless }
  5410.  
  5411.   plane { z, 2
  5412.     pigment { checker color rgb 0, color rgb 1 }
  5413.     finish { ambient 1 diffuse 0 }
  5414.     scale 0.5
  5415.     hollow
  5416.   }
  5417.  
  5418.   sphere { 0, 1
  5419.     pigment { color rgbt <1, 1, 1, 1> }
  5420.     halo {
  5421.       emitting
  5422.       spherical_mapping
  5423.       linear
  5424.       color_map {
  5425.         [ 0 color rgbt <1, 0, 0, 1> ]
  5426.         [ 1 color rgbt <1, 1, 0, 0> ]
  5427.       }
  5428.       samples 10
  5429.     }
  5430.     hollow
  5431.   }
  5432.  
  5433.  
  5434. You'll note that the sphere is set to be hollow and has a translucent surface
  5435. (the transmittance channel in the pigment  color  is  1),  just  like  it  is
  5436. required for halos. You'll also note that the plane has a hollow keyword even
  5437. though it has no halo. Why is this necessary?
  5438.  
  5439. The reason is quite simple. As described in section "Empty and Solid Objects"
  5440. there can be no halo inside any other non-hollow object. Since the camera  is
  5441. inside the plane object, i.e. it is  one  the  side  of  the  plane  that  is
  5442. considered be inside, the halo will never be visible unless the plane is made
  5443. hollow (or the negative keyword is added to bring the camera on  the  outside
  5444. side of the plane).
  5445.  
  5446. What do all those halo keywords and values mean? At the beginning of the halo
  5447. the emitting keyword is used to specify what type of halo we want to use. The
  5448. emitting halo emits light. That's what's best suited for our fiery explosion.
  5449.  
  5450.  
  5451. The spherical_mapping and linear keyword need a more detailed explanation  of
  5452. how a halo work (this is also done in chapter "Halo" in more detail).
  5453.  
  5454. As noted above  the  halo  is  made  up  of  lots  of  small  particles.  The
  5455. distribution of these particles  is  described  by  a  density  function.  In
  5456. general, a density function tells us how much particles we'll find at a given
  5457. location.
  5458.  
  5459. Instead of using an explicitly, mathematical density function, halos rely  on
  5460. a given set of density mappings and density functions to model a  variety  of
  5461. particle distributions.
  5462.  
  5463. The first step in this model is the density mapping function that is used  to
  5464. map three-dimensional points onto a one-dimensional range of values.  In  our
  5465. example we use a spherical mapping, i.e. we take the distance of a point from
  5466. the center of the coordinate system. This is the reason why it is  clever  to
  5467. start with a container object sitting  on  the  coordinate  system's  center.
  5468. Since all density mappings are made relative to this  center  you  won't  see
  5469. anything if you start with an object sitting somewhere else. Moving the whole
  5470. object (including textures and halos) to another location is the correct  way
  5471. of placing a container object.
  5472.  
  5473. Now we have a single value in the range from 0  to  1.  This  value  will  be
  5474. transformed using a  density  function  to  get  density  values  instead  of
  5475. distance values. Just using this single value won't work because we  want  to
  5476. have particle distributions were the density decreases as we  move  from  the
  5477. middle the container object to the outside.
  5478.  
  5479. This is  done  by  the  density  function.  There  are  several  alternatives
  5480. available as described in the halo reference (see section "Density  Function"
  5481. ). We use the simple linear function that just maps values between  0  and  1
  5482. onto a 1 to 0 range. Thus we get a density value of 1 at the  center  of  our
  5483. sphere and a value of 0 at its surface.
  5484.  
  5485. Now that we have a density function what do we do to see something?  This  is
  5486. where the colour_map keyword comes into play. It is used to describe a  color
  5487. map that actually tells the program what colors have  to  be  used  for  what
  5488. density. The relation is quite simple: colors at the beginning of  the  color
  5489. map (with small values) will be used for low density values and colors at the
  5490. end of the map (high values) will be used for high densities. In our  example
  5491. the halo will be yellow at the center of the  sphere  where  the  density  is
  5492. greatest and it will blend to red at the surface  of  the  sphere  where  the
  5493. density approaches zero.
  5494.  
  5495. The transmittance channel of the colors in the color map is used to model the
  5496. translucency of the density field. A value of 0 represents  no  translucency,
  5497. i. e. that areas with the corresponding  density  will  be  (almost)  opaque,
  5498. while a value of 1 means (almost) total translucency.
  5499.  
  5500. In our example we use
  5501.  
  5502.   color_map {
  5503.     [ 0 color rgbt <1, 0, 0, 1> ]
  5504.     [ 1 color rgbt <1, 1, 0, 0> ]
  5505.   }
  5506.  
  5507.  
  5508. which results in a halo with a very translucent, reddish  outer  area  and  a
  5509. nearly opaque, yellowish inner areas as you can see after tracing the example
  5510. image.
  5511.  
  5512. The basic halo used in modelling a fiery explosion.
  5513.  
  5514. There is one parameter that still needs to be explained: the samples keyword.
  5515. This keyword tells POV-Ray how many samples along any ray travelling  through
  5516. the halo have to be taken to calculate the  halo.  Using  a  low  value  will
  5517. result in a high tracing speed while a high value will lead to a  low  speed.
  5518. The sample value has to be increased if the halo looks somewhat strange ,  i.
  5519. e. if some artifacts of the low sampling rate appear. For  more  details  see
  5520. section "Halo Sampling" .
  5521.  
  5522.  
  5523.  
  5524. 4.8.5.2.2        Increasing the Brightness
  5525.  
  5526. The colors of the halo in the above image are somewhat dim. There is too much
  5527. of the background visible through the halo. That  does  not  look  much  like
  5528. fire, does it? An easy way to fix this is to decrease the transparency of the
  5529. particles in the areas of high density. Just  use  the  following  color  map
  5530. instead of the old one (the negative transmittance is correct).
  5531.  
  5532.   color_map {
  5533.     [ 0 color rgbt <1, 0, 0,  1> ]
  5534.     [ 1 color rgbt <1, 1, 0, -1> ]
  5535.   }
  5536.  
  5537.  
  5538. Looking at the result of halo02.pov we will see that the halo is indeed  much
  5539. brighter.
  5540.  
  5541.  
  5542. 4.8.5.2.3        Adding Some Turbulence
  5543.  
  5544. What we now have does not look like a fiery explosion. It's  more  a  glowing
  5545. ball than anything else. Somehow we have to make it look more  chaotic  ,  we
  5546. have to add some turbulence to it.
  5547.  
  5548. This is done by using the turbulence keyword  together  with  the  amount  of
  5549. turbulence we want to add. Just like in the following example.
  5550.  
  5551.   sphere { 0, 1
  5552.     pigment { color rgbt <1, 1, 1, 1> }
  5553.     halo {
  5554.       emitting
  5555.       spherical_mapping
  5556.       linear
  5557.       turbulence 1.5
  5558.       color_map {
  5559.         [ 0 color rgbt <1, 0, 0,  1> ]
  5560.         [ 1 color rgbt <1, 1, 0, -1> ]
  5561.       }
  5562.       samples 10
  5563.     }
  5564.     hollow
  5565.   }
  5566.  
  5567.  
  5568. Adding turbulence to the halo moves all points inside the halo container in a
  5569. pseudo-random manner. This results in a particle distribution that looks like
  5570. there was some kind  of  flow  in  the  halo  (depending  on  the  amount  of
  5571. turbulence you'll get a laminar or  turbulent  flow).  The  hight  turbulence
  5572. value is used because an explosion is highly turbulent.
  5573.  
  5574. Looking at the example image ( halo03.pov ) you'll see that this  looks  more
  5575. like a fiery explosion than the glowing ball we got until now.
  5576.  
  5577. Adding some turbulence makes the fiery explosion more realistic.
  5578.  
  5579. You'll notice that the time it took to render the image  increased  after  we
  5580. added the turbulence. This is due to the fact that  for  every  sample  taken
  5581. from the halo the slow turbulence function has to be evaluated.
  5582.  
  5583. 4.8.5.2.4        Resizing the Halo
  5584.  
  5585. There is one strange thing about our fiery explosion though. It  still  looks
  5586. like a sphere. Why does this happen and what can we do to avoid it?
  5587.  
  5588. As noted  above  adding  turbulence  moves  the  particles  inside  the  halo
  5589. container around. The problem is that some  of  the  particles  are  actually
  5590. moved out of the container object.  This  leads  to  high  densities  at  the
  5591. surface of the container object  revealing  the  shape  of  the  object  (all
  5592. particles outside the container are lost and will not visible resulting in  a
  5593. large, highly visible density change at the surface).
  5594.  
  5595. An easy way of avoiding this is to make sure that the particles  stay  inside
  5596. the container object even if we add some turbulence. This is done by  scaling
  5597. the halo to reduce its size. We do not scale the container object,  just  the
  5598. halo.
  5599.  
  5600. This is done by adding the scale keyword inside the halo statement.
  5601.  
  5602.   sphere { 0, 1
  5603.     pigment { color rgbt <1, 1, 1, 1> }
  5604.     halo {
  5605.       emitting
  5606.       spherical_mapping
  5607.       linear
  5608.       turbulence 1.5
  5609.       color_map {
  5610.         [ 0 color rgbt <1, 0, 0,  1> ]
  5611.         [ 1 color rgbt <1, 1, 0, -1> ]
  5612.       }
  5613.       samples 10
  5614.       scale 0.5
  5615.     }
  5616.     hollow
  5617.     scale 1.5
  5618.   }
  5619.  
  5620.  
  5621. The scale 0.5 command tells POV-Ray to scale all points inside  the  halo  by
  5622. this amount. This effectively scales the radius  we  get  after  the  density
  5623. mapping to a range of 0 to 0.5 instead of 0 to 1 (without turbulence). If  we
  5624. now add the turbulence the points are allowed to move half a  unit  in  every
  5625. direction without leaving the container object.  That  is  excactly  what  we
  5626. want.
  5627.  
  5628. To compensate for the smaller halo we would get we scale the sphere (and  the
  5629. halo inside) by 1.5.
  5630.  
  5631. Looking at the new example image ( halo04.pov ) you will no  longer  see  any
  5632. signs of the container sphere. We finally have a nice fiery explosion.
  5633.  
  5634. Resizing the halo makes it look much better.
  5635.  
  5636. The amount by which to scale the halo depends on the amount of turbulence you
  5637. use. The higher the turbulence value the smaller the halo has to  be  scaled.
  5638. That is something to experiment with.
  5639.  
  5640. Another way to avoid that points move out of the sphere is to  use  a  larger
  5641. sphere, i. e. a sphere with a radius larger than  one.  It  is  important  to
  5642. resize the sphere before the halo is added because otherwise  the  halo  will
  5643. also be scaled.
  5644.  
  5645. You should note that this only works for spherical and  box  mapping  (and  a
  5646. non-constant density function).  All  other  mapping  types  are  (partially)
  5647. infinite, i.e. the resulting particle distribution covers an  infinite  space
  5648. (see also "Halo Mapping" ).
  5649.  
  5650. 4.8.5.2.5        Using Frequency to Improve Realism
  5651.  
  5652. Another very good way of improving the realism of our explosion is to  use  a
  5653. frequency value other than one. The  way  frequency  works  is  explained  in
  5654. section "Frequency Modifier" in the reference part.
  5655.  
  5656. The  rather  mathematical  explanation  used  there  doesn't  help  much  in
  5657. understanding how this feature is  used.  It  is  quite  simple  though.  The
  5658. frequency value just tells the program how many times the color map  will  be
  5659. repeated in the density range from 0  to  1.  If  a  frequency  of  one  (the
  5660. default) is specified the color map will  be  visible  once  in  the  density
  5661. field, e. g. the color at 0 will be used for density 0, color at 0.5 will  be
  5662. used for density 0.5 and the color at 1 will be used for density  1.  Simple,
  5663. isn't it?
  5664.  
  5665. If you choose a frequency of two, the color at 0 will be used for density  0,
  5666. the color at 0.5 will be used for density 0.25 and the color  at  1  will  be
  5667. used for density 0.5. What about the densities above 0.5? Since there are  no
  5668. entries in the color map for values above 1 we just start at  0  again.  Thus
  5669. the color at 0.1 will be used for density 0.55 ((2*0.55) mod 1 = 1.1 mod 1  =
  5670. 0.1), the color at 0.5 will be used for density 0.75 and the color at 1  will
  5671. be used for density 1.
  5672.  
  5673. If you are good at mathematics you'll note that  the  above  example  is  not
  5674. quite right because (1 * 2) mod 1 = 0 and not 1. Just think that  we  used  a
  5675. value slightly smaller than one and everything will be fine.
  5676.  
  5677. You may have noticed that in order to avoid sudden changes in the halo  color
  5678. for frequencies larger than one you'll have to used  a  periodic  color  map,
  5679. i.e. a color map whose entries at 0 and 1 are the same.
  5680.  
  5681. We'll change our example by using a  periodic  color  map  and  changing  the
  5682. frequency value to two.
  5683.  
  5684.   sphere { 0, 1
  5685.     pigment { color rgbt <1, 1, 1, 1> }
  5686.     halo {
  5687.       emitting
  5688.       spherical_mapping
  5689.       linear
  5690.       turbulence 1.5
  5691.       color_map {
  5692.         [ 0.0 color rgbt <1, 0, 0,  1> ]
  5693.         [ 0.5 color rgbt <1, 1, 0, -1> ]
  5694.         [ 1.0 color rgbt <1, 0, 0,  1> ]
  5695.       }
  5696.       frequency 2
  5697.       samples 20
  5698.       scale 0.5
  5699.     }
  5700.     hollow
  5701.     scale 1.5
  5702.   }
  5703.  
  5704.  
  5705. Using a periodic color map  and  a  frequency  of  two  gives  a  much  nicer
  5706. explosion.
  5707.  
  5708. Looking at the result of ( halo05.pov ) we can be quite  satisfied  with  the
  5709. explosion we just have created, can't we?
  5710.  
  5711. There's one thing left you should be aware of when increasing  the  frequency
  5712. value. It is often necessary to increase the sample rate in (nearly) the same
  5713. way as you change the frequency. If you don't do  this  you'll  probably  get
  5714. some severe aliasing artefacts (like color jumps or strange bands of colors).
  5715. If this happens just change the samples  value  according  to  the  frequency
  5716. value (twice sampling rate for a doubled frequency).
  5717.  
  5718. 4.8.5.2.6        Changing the Halo Color
  5719.  
  5720. We have a nice fiery explosion but we want to try to add some science fiction
  5721. touch to it by using different colors. How about a nice green, less turbulent
  5722. explosion that gets red at its borders?
  5723.  
  5724. Nothing easier than that!
  5725.  
  5726.   sphere { 0, 1.5
  5727.     pigment { color rgbt <1, 1, 1, 1> }
  5728.     halo {
  5729.       emitting
  5730.       spherical_mapping
  5731.       linear
  5732.       turbulence 0.5
  5733.       color_map {
  5734.         [ 0 color rgbt <0, 1, 0,  1> ]
  5735.         [ 1 color rgbt <1, 0, 0, -1> ]
  5736.       }
  5737.       samples 10
  5738.       scale 0.75
  5739.     }
  5740.     hollow
  5741.     scale 1.5
  5742.   }
  5743.  
  5744.  
  5745. Using red and green colors gives an unexpected result.
  5746.  
  5747. This should do the trick. Looking at the result  of  halo06.pov  you  may  be
  5748. disappointed. Where is the red center of the explosion? The borders are green
  5749. as expected but there is a lot of yellow in the center and only a little  bit
  5750. red. What is happening?
  5751.  
  5752. We use an emitting halo  in  our  example.  According  to  the  corresponding
  5753. section in the halo reference chapter (see "Emitting" )  this  type  of  halo
  5754. uses very small particles that do not attenuate  light  passing  through  the
  5755. halo. Especially particles near the viewer do not attenuate the light  coming
  5756. from particles far away from the viewer.
  5757.  
  5758. During the calculation of the halo's color near the center of  the  container
  5759. sphere, the ray steps through nearly all possible densities of  the  particle
  5760. distribution. Thus we get red and green colors as we march on,  depending  on
  5761. the current position in the halo. The sum of these colors is used which  will
  5762. gives as a yellow color (the sum of red and green is yellow). This is what is
  5763. happening here.
  5764.  
  5765. How can we still get what we want? The  answer  is  to  use  a  glowing  halo
  5766. instead of the emitting halo.  The  glowing  halo  is  very  similar  to  the
  5767. emitting one except that it attenuates the light passing  through.  Thus  the
  5768. light of particles lying behind other particles will  be  attenuated  by  the
  5769. particles in front.
  5770.  
  5771.  
  5772. 4.8.5.3          The Glowing Halo
  5773.  
  5774. We have mentioned the glowing halo in the section about the emitting halo  as
  5775. one way to avoid the color mixing that is happening with emitting halos.
  5776.  
  5777. The gowing halo is very similar to the emitting  halo  except  that  it  also
  5778. absorbs light. You can view it as a  combination  of  the  emitting  and  the
  5779. attenuating halo described in section "The Attenuating Halo" .
  5780.  
  5781. By just replacing the emitting keyword in the example  in  section  "Changing
  5782. the Halo Color" with the glowing keyword we get the desired effect  as  shown
  5783. in the example image ( halo11.pov ).
  5784.  
  5785. Using a glowing halo gives the expected result.
  5786.  
  5787. Even though the red color of the high  density  areas  is  not  very  visible
  5788. because the green colored, lower density areas lying in front absorb most  of
  5789. the red light, you don't get yellow color where you would have expected a red
  5790. one.
  5791.  
  5792. Due to its similarity with the emitting halo we leave it up to  you  to  make
  5793. some experiments with this halo type. You just have to keep all those  things
  5794. you learned in the previous sections in mind to get some satisfying results.
  5795.  
  5796. 4.8.5.4          The Attenuating Halo
  5797.  
  5798. Another simple halo type is the attenuating halo that only absorbs light.  It
  5799. doesn't radiate on its own.
  5800.  
  5801. A great difference between the attenuating halo and the other halo  types  is
  5802. that the color of the attenuating halo is calculated from  the  halo's  color
  5803. map using the total particle density along  a  given  ray.  The  other  types
  5804. calculated a (weighted) average of the colors calculated from the density  at
  5805. each sample.
  5806.  
  5807. 4.8.5.4.1        Making a Cloud
  5808.  
  5809. Attenuating halos are ideal to create clouds  and  smoke.  In  the  following
  5810. examples we will try to make a neat little cloud. We start again by  using  a
  5811. unit-sized sphere that is filled with a basic attenuating halo  (  halo21.pov
  5812. ).
  5813.  
  5814.   camera {
  5815.     location <0, 0, -2.5>
  5816.     look_at <0, 0, 0>
  5817.   }
  5818.  
  5819.   light_source { <10, 10, -10> color rgb 1 shadowless }
  5820.  
  5821.   plane { z, 2
  5822.     pigment { checker color rgb 0, color rgb 1 }
  5823.     finish { ambient 1 diffuse 0 }
  5824.     scale 0.5
  5825.     hollow
  5826.   }
  5827.  
  5828.   sphere { 0, 1
  5829.     pigment { color rgbt <1, 1, 1, 1> }
  5830.     halo {
  5831.       attenuating
  5832.       spherical_mapping
  5833.       linear
  5834.       color_map {
  5835.         [ 0 color rgbt <1, 0, 0, 1> ]
  5836.         [ 1 color rgbt <1, 0, 0, 0> ]
  5837.       }
  5838.       samples 10
  5839.     }
  5840.     hollow
  5841.   }
  5842.  
  5843.  
  5844. Even though clouds normally are not red but white or gray,  we  use  the  red
  5845. color  to  make  it  more  visible  against  the  black/white   checkerboard
  5846. background.
  5847.  
  5848. The color of an attenuating halo is calculated  from  the  total  accumulated
  5849. density after a ray has marched through the complete particle field. This has
  5850. to be kept in mind when creating the color map. We  want  the  areas  of  the
  5851. cloud with a low density to have a high translucency so we  use  a  color  of
  5852. rgbt<1,0,0,1> and we want the high density areas to be opaque so we choose  a
  5853. color of rgbt<1,0,0,0>.
  5854.  
  5855.  
  5856. 4.8.5.4.2        Scaling the Halo Container
  5857.  
  5858. The cloud we have created so far doesn't look very  realistic.  It's  just  a
  5859. red, partially translucent ball. In order to get a better result we use  some
  5860. of the methods we have already learned in the sections about  emitting  halos
  5861. above. We add some turbulence to get a more realistic  shape,  we  scale  the
  5862. halo to avoid the  container  object's  surface  to  become  visible  and  we
  5863. decrease the translucency of the areas with a high particle density.
  5864.  
  5865. Another idea is to scale the container object to get an ellipsoid shape  that
  5866. can be used to model a cloud pretty good. This is done  by  the  scale  <1.5,
  5867. 0.75, 1> command at the end of the sphere. It scales both, the sphere and the
  5868. halo inside.
  5869.  
  5870.   sphere { 0, 1
  5871.     pigment { color rgbt <1, 1, 1, 1> }
  5872.     halo {
  5873.       attenuating
  5874.       spherical_mapping
  5875.       linear
  5876.       turbulence 1
  5877.       color_map {
  5878.         [ 0 color rgbt <1, 0, 0,  1> ]
  5879.         [ 1 color rgbt <1, 0, 0, -1> ]
  5880.       }
  5881.       samples 10
  5882.       scale 0.75
  5883.     }
  5884.     hollow
  5885.     scale <1.5, 0.75, 1>
  5886.   }
  5887.  
  5888.  
  5889. Looking at the results of halo22.pov you'll see that this looks more  like  a
  5890. real cloud (besides the color).
  5891.  
  5892.  
  5893. 4.8.5.4.3        Adding Additional Halos
  5894.  
  5895. Another trick to get some more realism is to use multiple halos. If you  look
  5896. at cumulus clouds e. g. you'll notice that they often extend at the top while
  5897. they are quite flat at the bottom.
  5898.  
  5899. We want to model this appearance  by  adding  two  additional  halos  to  our
  5900. current container object (see section "Multiple  Halos"  for  more  details).
  5901. This is done in the following way:
  5902.  
  5903.   sphere { 0, 1.5
  5904.     pigment { color rgbt <1, 1, 1, 1> }
  5905.     halo {
  5906.       attenuating
  5907.       spherical_mapping
  5908.       linear
  5909.       turbulence 1
  5910.       color_map {
  5911.         [ 0 color rgbt <1, 0, 0,  1> ]
  5912.         [ 1 color rgbt <1, 0, 0, -1> ]
  5913.       }
  5914.       samples 10
  5915.       scale <0.75, 0.5, 1>
  5916.       translate <-0.4, 0, 0>
  5917.     }
  5918.     halo {
  5919.       attenuating
  5920.       spherical_mapping
  5921.       linear
  5922.       turbulence 1
  5923.       color_map {
  5924.         [ 0 color rgbt <1, 0, 0,  1> ]
  5925.         [ 1 color rgbt <1, 0, 0, -1> ]
  5926.       }
  5927.       samples 10
  5928.       scale <0.75, 0.5, 1>
  5929.       translate <0.4, 0, 0>
  5930.     }
  5931.     halo {
  5932.       attenuating
  5933.       spherical_mapping
  5934.       linear
  5935.       turbulence 1
  5936.       color_map {
  5937.         [ 0 color rgbt <1, 0, 0,  1> ]
  5938.         [ 1 color rgbt <1, 0, 0, -1> ]
  5939.       }
  5940.       samples 10
  5941.       scale 0.5
  5942.       translate <0, 0.2, 0>
  5943.     }
  5944.     hollow
  5945.   }
  5946.  
  5947.  
  5948. The three halos used differ only in their location, i. e. in the  translation
  5949. vector we have used. The first two halos are used to form  the  base  of  the
  5950. cloud while the last sits on top of the others. The sphere  has  a  different
  5951. radius than the previous ones because more space  is  needed  for  all  three
  5952. halos.
  5953.  
  5954. The result of halo23.pov somehwat looks like a cloud, even though it may need
  5955. some work.
  5956.  
  5957.  
  5958. 4.8.5.5          The Dust Halo
  5959.  
  5960. The dust halo is a  very  complex  halo  type.  It  allows  you  to  see  the
  5961. interaction of light coming from light sources  with  the  particles  in  the
  5962. halo. Those particles do absorb light like the attenuating halo. In  addition
  5963. they scatter light coming from light sources passing through them. This makes
  5964. beams of light and shadows cast by objects onto the halo become visible.
  5965.  
  5966. 4.8.5.5.1        Starting With an Object Lit by a Spotlight
  5967.  
  5968. We start with a box shaped object that is lit by a spotlight.  We  don't  use
  5969. any halo at this moment because we want to see if the  object  is  completely
  5970. lit by the light source ( halo31.pov ).
  5971.  
  5972.   camera {
  5973.     location <0, 0, -2.5>
  5974.     look_at <0, 0, 0>
  5975.   }
  5976.  
  5977.   background { color rgb <0.2, 0.4, 0.8> }
  5978.  
  5979.   light_source {
  5980.     <2.5, 2.5, -2.5>
  5981.     colour rgb <1, 1, 1>
  5982.     spotlight
  5983.     point_at <0, 0, 0>
  5984.     radius 12
  5985.     falloff 15
  5986.     tightness 1
  5987.   }
  5988.  
  5989.   difference {
  5990.     box { -1, 1 }
  5991.     box { <-1.1, -0.8, -0.8>, <1.1, 0.8, 0.8> }
  5992.     box { <-0.8, -1.1, -0.8>, <0.8, 1.1, 0.8> }
  5993.     box { <-0.8, -0.8, -1.1>, <0.8, 0.8, 1.1> }
  5994.     pigment { color rgb <1, 0.2, 0.2> }
  5995.     scale 0.5
  5996.     rotate 45*y
  5997.     rotate 45*x
  5998.   }
  5999.  
  6000.  
  6001. The object we want to use.
  6002.  
  6003. As you see the whole object is lit by the light source. Now we can  start  to
  6004. add some dust.
  6005.  
  6006. 4.8.5.5.2        Adding Some Dust
  6007.  
  6008. We use a box to contain the dust  halo.  Since  we  use  a  constant  density
  6009. function it doesn't matter what kind of density mapping is used. The  density
  6010. has the value specified by the max_value keyword everywhere inside  the  halo
  6011. (the default value  is  one).  The  isotropic  scattering  is  selected  with
  6012. dust_type .
  6013.  
  6014.   box { -1, 1
  6015.     pigment { colour rgbt <1, 1, 1, 1> }
  6016.     halo {
  6017.       dust
  6018.       dust_type 1
  6019.       box_mapping
  6020.       constant
  6021.       colour_map {
  6022.         [ 0 color rgbt <1, 1, 1, 1> ]
  6023.         [ 1 color rgbt <1, 1, 1, 0> ]
  6024.       }
  6025.       samples 10
  6026.     }
  6027.     hollow
  6028.     scale 5
  6029.   }
  6030.  
  6031.  
  6032. This dust is too thick.
  6033.  
  6034. The result of halo32.pov is too bright. The dust is too thick and we can only
  6035. see some parts of the object and no background.
  6036.  
  6037. 4.8.5.5.3        Decreasing the Dust Density
  6038.  
  6039. The density inside the halo has the constant value one. This means that  only
  6040. the color map entry at position one is used  to  determine  the  density  and
  6041. color of the dust.
  6042.  
  6043. We use a transmittance value of 0.7 to get a much thinner dust.
  6044.  
  6045.   box { -1, 1
  6046.     pigment { colour rgbt <1, 1, 1, 1> }
  6047.     halo {
  6048.       dust
  6049.       dust_type 1
  6050.       box_mapping
  6051.       constant
  6052.       colour_map {
  6053.         [ 0 color rgbt <1, 1, 1, 1.0> ]
  6054.         [ 1 color rgbt <1, 1, 1, 0.7> ]
  6055.       }
  6056.       samples 10
  6057.     }
  6058.     hollow
  6059.     scale 5
  6060.   }
  6061.  
  6062.  
  6063. A thinner dust looks much better.
  6064.  
  6065. Beside the ugly aliasing artefacts the image looks much better.  We  can  see
  6066. the whole object and even the background is slightly visible ( halo33.pov ).
  6067.  
  6068. 4.8.5.5.4        Making the Shadows Look Good
  6069.  
  6070. In order to reduce the aliasing artefacts we use three different  techniques:
  6071. jittering, super-sampling and an increased overall sampling rate.
  6072.  
  6073. The jittering is used to add some randomness to the  sampling  points  making
  6074. the image look more noisy. This helps because the regular aliasing  artefacts
  6075. are more annoying than noise. A low jitter value is a good choice.
  6076.  
  6077. The super-sampling tries to detect fine features by taking additional samples
  6078. in areas of high intensity changes. The threshold at which super-sampling  is
  6079. used and the maximum recursion level can be specified using the  aa_threshold
  6080. and aa_level keywords.
  6081.  
  6082. The approach that always works is to  increase  the  overall  sampling  rate.
  6083. Since this is also the slowest method you should always try to use the  other
  6084. methods first. If they don't suffice you'll have  to  increase  the  sampling
  6085. rate.
  6086.  
  6087. We use the following halo to reduce the aliasing artefacts ( halo34.pov ).
  6088.  
  6089.   box { -1, 1
  6090.     pigment { colour rgbt <1, 1, 1, 1> }
  6091.     halo {
  6092.       dust
  6093.       dust_type 1
  6094.       box_mapping
  6095.       constant
  6096.       colour_map {
  6097.         [ 0 color rgbt <1, 1, 1, 1.0> ]
  6098.         [ 1 color rgbt <1, 1, 1, 0.7> ]
  6099.       }
  6100.       samples 50
  6101.       aa_level 3
  6102.       aa_threshold 0.2
  6103.       jitter 0.1
  6104.     }
  6105.     hollow
  6106.     scale 5
  6107.   }
  6108.  
  6109.  
  6110. Different anti-aliasing methods help to get a satisfying result.
  6111.  
  6112. The image looks much better now. There  are  hardly  any  aliasing  artefacts
  6113. left.
  6114.  
  6115. The same parameters we have used are  discussed  in  the  section  about  the
  6116. atmosphere feature (see "The Atmosphere" for further explanations).
  6117.  
  6118. 4.8.5.5.5        Adding Turbulence
  6119.  
  6120. The major difference between the halo's dust and the atmosphere described  in
  6121. "The Atmosphere" is the ability to choose a non-uniform particle distribution
  6122. for the dust. This includes the fact that the halo is limited to a  container
  6123. object as well as the different density mappings and functions.
  6124.  
  6125. Another interesting way of getting an irregular disribution is  to  add  some
  6126. turbulence to the dust. This is done with the turbulence keyword followed  by
  6127. the amount  of  turbulence  to  use,  like  the  following  example  shows  (
  6128. halo35.pov ).
  6129.  
  6130.   box { -1, 1
  6131.     pigment { colour rgbt <1, 1, 1, 1> }
  6132.     halo {
  6133.       dust
  6134.       dust_type 1
  6135.       box_mapping
  6136.       linear
  6137.       turbulence 1
  6138.       colour_map {
  6139.         [ 0 color rgbt <1, 1, 1, 1.0> ]
  6140.         [ 1 color rgbt <1, 1, 1, 0.5> ]
  6141.       }
  6142.       samples 50
  6143.       aa_level 3
  6144.       aa_threshold 0.2
  6145.       jitter 0.1
  6146.     }
  6147.     hollow
  6148.     scale 5
  6149.   }
  6150.  
  6151.  
  6152. Adding turbulence to the dust makes it much more interesting.
  6153.  
  6154. The image we now get looks much more interesting due to  the  shifts  in  the
  6155. particle density.
  6156.  
  6157. You should note that we use a linear density function instead of the previous
  6158. constant one. This is necessary because with a constant density function  the
  6159. density has the same value everywhere. Adding turbulence would have no effect
  6160. because wherever the points are moved the density will have this same  value.
  6161. Only a non-constant density  distribution  makes  sense  when  turbulence  is
  6162. added.
  6163.  
  6164. The fact that the turbulence value is actually a vector can be used to create
  6165. effects like waterfalls by using a large turbulence  value  in  on  direction
  6166. only (e.g. turbulence <0.2, 1, 0.2> ).
  6167.  
  6168. 4.8.5.5.6        Using a Coloured Dust
  6169.  
  6170. If you want to create a colored dust you  can  easily  do  this  by  using  a
  6171. non-white color in the halo's color map. In this case you'll also have to set
  6172. the filter channels in the color map to non-zero values to specify the amount
  6173. of light that will be filtered by the dust's color.
  6174.  
  6175. Use the following color map to  get  a  partially  filtering,  red  dust  for
  6176. example:
  6177.  
  6178.   colour_map {
  6179.     [ 0 color rgbft <1, 0, 0, 0.5, 1.0> ]
  6180.     [ 1 color rgbft <1, 0, 0, 0.5, 0.7> ]
  6181.   }
  6182.  
  6183.  
  6184. 4.8.5.6          Halo Pitfalls
  6185.  
  6186. Due to the complexity of the halo feature and the few experiences people have
  6187. made so far there are a lot of things still to discover.
  6188.  
  6189. Some of the most common problems and pitfalls are described below in order to
  6190. help you to avoid the most common problems.
  6191.  
  6192. 4.8.5.6.1        Where Halos are Allowed
  6193.  
  6194. As mentioned above a halo completly fills the interior of an object.  Keeping
  6195. this in mind it is reasonable that the following example does not make sense.
  6196.  
  6197.  
  6198.   sphere { 0, 1
  6199.     pigment {
  6200.       checker
  6201.       texture {
  6202.         pigment { color Clear }
  6203.         halo { ... }
  6204.       }
  6205.       texture {
  6206.         pigment { color Red }
  6207.       }
  6208.     }
  6209.     hollow
  6210.   }
  6211.  
  6212.  
  6213. What's wrong with this example? It's simply that a halo is used  to  describe
  6214. the interior of an object and that  you  cannot  describe  this  interior  by
  6215. describing how the surface of the object looks like. But that's what was done
  6216. in the example above. Can you imagine what the interior of  the  sphere  will
  6217. look like? Will it be filled completey with the halo?  Will  there  be  areas
  6218. filled by the halo and some filled by air? How will those areas look like?
  6219.  
  6220. You won't be able to tell the  interior's  properties  from  looking  at  the
  6221. surface. It's just not possible. This should always be kept in mind.
  6222.  
  6223. If the above example was meant to create a sphere  filled  with  a  halo  and
  6224. covered with a checker board pattern that partially hid the  halo  you  would
  6225. have used the following syntax:
  6226.  
  6227.   sphere { 0, 1
  6228.     pigment {
  6229.       checker
  6230.       texture {
  6231.         pigment { color Clear }
  6232.       }
  6233.       texture {
  6234.         pigment { color Red }
  6235.       }
  6236.     }
  6237.     halo { ... }
  6238.     hollow
  6239.   }
  6240.  
  6241.  
  6242. A halo is always applied to an object in the following way:
  6243.  
  6244.   OBJECT {
  6245.     texture {
  6246.       pigment { ... }
  6247.       normal { ... }
  6248.       finish { ... }
  6249.       halo { ... }
  6250.     }
  6251.     hollow
  6252.   }
  6253.  
  6254.  
  6255. There's no halo allowed inside any pigment statement, color map, pigment map,
  6256. texture map, material map, or whatever. You are not hindered to do  this  but
  6257. you will not get what you want.
  6258.  
  6259. You can use a halo with a layered textures as long as you make sure that  the
  6260. halos are only attached to the lowest layer (this layer has to  be  partially
  6261. transparent to see the halo of course).
  6262.  
  6263. 4.8.5.6.2        Overlapping Container Objects
  6264.  
  6265. POV-Ray is not able to handle overlapping container objects correctly. If you
  6266. create two overlapping spheres that contain a  halo  you  won't  get  correct
  6267. results  where  the  spheres  overlap.  The  halo   effect   is   calculated
  6268. independently for each sphere and the results are added.
  6269.  
  6270. If you want to add different halos you have to put all halos inside a  single
  6271. container object to make sure the halo  is  calculated  correctly  (see  also
  6272. "Multiple Halos" ).
  6273.  
  6274. You should also note non-overlapping, stacked  halo  containers  are  handled
  6275. correctly. If you put a container object in front of another container object
  6276. the halos are rendered correctly.
  6277.  
  6278. 4.8.5.6.3        Multiple Attenuating Halos
  6279.  
  6280. It is currently not possible to use mutliple attenuating halos with different
  6281. color maps. The color map of the last halo will be used for all halos in  the
  6282. container object.
  6283.  
  6284. 4.8.5.6.4        Halos and Hollow Objects
  6285.  
  6286. In order to correctly render halo effects you have  to  make  sure  that  all
  6287. objects the camera is inside are hollow. This is done by  adding  the  hollow
  6288. keyword.
  6289.  
  6290.  
  6291. 4.8.5.6.5        Scaling a Halo Container
  6292.  
  6293. If you scale a halo container object you should keep in mind that it makes  a
  6294. great difference where you place the scale keyword.
  6295.  
  6296. Scaling the object before the halo statement will only  scale  the  container
  6297. object not the halo. This is useful if you want to avoid that the surface  of
  6298. the container object becomes visible due to the use of turbulence. As  you've
  6299. learned in the sections above particles may move out of the container  object
  6300. - where they are invisible - if turbulence is  added.  This  only  works  for
  6301. spherical and box mapping because the density fields described by  the  other
  6302. mapping types don't have finite dimensions.
  6303.  
  6304. If the scale keyword is used after the halo statement both, the halo and  the
  6305. container object, are scaled. This is useful to scale the halo to your needs.
  6306.  
  6307.  
  6308. The halo keeps its appearance regardless of the  transformations  applied  to
  6309. the container object (after the halo), i.e. the  halo's  translucency,  color
  6310. and turbulence characteristics will not change.
  6311.  
  6312. 4.8.5.6.6        Choosing a Sampling Rate
  6313.  
  6314. Normally you'll start with a low sampling rate and you'll only increase it if
  6315. any aliasing artefacts turn up (and don't vanish by using super-sampling  and
  6316. jittering).
  6317.  
  6318. The halo's appearance is independent from the sampling rate as long as  there
  6319. are enough samples to get a good estimate of what the halo really looks like.
  6320. This means that one or two samples are hardly ever enough  to  determine  the
  6321. halo's appearance. As you increase  the  number  of  samples  the  halo  will
  6322. quickly approach its real appearance.
  6323.  
  6324. To put it in a nutshell, the halo will not change  its  appearance  with  the
  6325. sample rate as long as you  have  a  sufficient  number  of  samples  and  no
  6326. aliasing artefacts occur.
  6327.  
  6328. 4.8.5.6.7        Using Turbulence
  6329.  
  6330. As noted in one of the above sections turbulence will have no effect  if  the
  6331. constant density function is used (keyword constant). It doesn't  matter  how
  6332. much or where you move a point if the density is constant and thus  does  not
  6333. depend on the points location. You'll get the  same  density  value  for  all
  6334. location.
  6335.  
  6336. Whenever you add turbulence to  a  halo  do  not  use  the  constant  density
  6337. function.
  6338.  
  6339. 4.9              Using Atmospheric Effects
  6340.  
  6341. POV-Ray offers a variety of atmospheric effects, i. e. features  that  affect
  6342. the background of the scene or the air by which everything is surrounded.
  6343.  
  6344. It is easy to assign a simple color or a complex color pattern to  a  virtual
  6345. sky sphere. You can create anything from a cloud free, blue summer sky  to  a
  6346. stormy, heavy clouded sky. Even starfields can easily be created.
  6347.  
  6348. You can use different kinds of fog  to  create  foggy  scenes.  Multiple  fog
  6349. layers of different colors can add an eerie touch to your scene.
  6350.  
  6351. A much more realistic effect  can  be  created  by  using  an  atmosphere,  a
  6352. constant fog that interacts with the light coming from light  sources.  Beams
  6353. of light become visible and objects will cast shadows into the fog.
  6354.  
  6355.  
  6356. 4.9.1            The Background
  6357.  
  6358. The background feature is used to assign a color to all rays that  don't  hit
  6359. any object. This is done in the following way.
  6360.  
  6361.   camera {
  6362.     location <0, 0, -10>
  6363.     look_at <0, 0, 0>
  6364.   }
  6365.  
  6366.   background { color rgb <0.2, 0.2, 0.3> }
  6367.  
  6368.   sphere { 0, 1
  6369.     pigment { color rgb <0.8, 0.5, 0.2> }
  6370.   }
  6371.  
  6372.  
  6373. The background color will be visible if a sky sphere  is  used  and  if  some
  6374. translucency remains after all sky sphere pigment layers are processed.
  6375.  
  6376. 4.9.2            The Sky Sphere
  6377.  
  6378. The sky sphere can be used to easily create a cloud covered  sky,  a  nightly
  6379. star sky or whatever sky you have in mind.
  6380.  
  6381. In the following examples we'll start with a very simple sky sphere that will
  6382. get more and more complex as we add new features to it.
  6383.  
  6384. 4.9.2.1          Creating a Sky with a Color Gradient
  6385.  
  6386. Beside the single color sky  sphere  that  is  covered  with  the  background
  6387. feature the simplest sky sphere is a color gradient.
  6388.  
  6389. You may have noticed that the color of the sky varies with the angle  to  the
  6390. earth's surface normal. If you look straight up the sky normally has  a  much
  6391. deeper blue than it has at the horizon.
  6392.  
  6393. We want to model this effect using the sky sphere as shown in the scene below
  6394. ( skysph1.pov ).
  6395.  
  6396.   #include "colors.inc"
  6397.  
  6398.   camera {
  6399.     location <0, 1, -4>
  6400.     look_at <0, 2, 0>
  6401.     angle 82
  6402.   }
  6403.  
  6404.   light_source { <10, 10, -10> White }
  6405.  
  6406.   sphere { 2*y, 1
  6407.     pigment { color rgb <1, 1, 1> }
  6408.     finish { ambient 0.2 diffuse 0 reflection 0.6 }
  6409.   }
  6410.  
  6411.   sky_sphere {
  6412.     pigment {
  6413.       gradient y
  6414.       color_map {
  6415.         [0 color Red]
  6416.         [1 color Blue]
  6417.       }
  6418.       scale 2
  6419.       translate -1
  6420.     }
  6421.   }
  6422.  
  6423.  
  6424. The interesting part is the sky sphere statement. It contains a pigment  that
  6425. describe the look of the sky sphere. We want to create a color gradient along
  6426. the viewing angle measured against the earth's surface normal. Since the  ray
  6427. direction vector is used to calculate the pigment colors we have to  use  the
  6428. y-gradient.
  6429.  
  6430. The scale and translate transformation are used to  map  the  points  derived
  6431. from the direction vector to the right range. Without  those  transformations
  6432. the pattern would be repeated twice on the sky sphere. The scale statement is
  6433. used to avoid the repetition and the translate -1 statement moves  the  color
  6434. at index zero to the bottom of the sky sphere (that's the point  of  the  sky
  6435. sphere you'll see if you look straight down).
  6436.  
  6437. After this transformation the color entry at position 0 will be at the bottom
  6438. of the sky sphere, i. e. below us, and the color at position 1 will be at the
  6439. top, i. e. above us.
  6440.  
  6441. The colors for all other positions are interpolated between those two  colors
  6442. as you can see in the resulting image.
  6443.  
  6444. A simple gradient sky sphere.
  6445.  
  6446. If you want to start one of the colors at a specific angle you'll first  have
  6447. to convert the angle to a color map index. This is done by using the  formula
  6448.  
  6449.  
  6450.   color_map_index = (1 - cos(angle)) / 2
  6451.  
  6452.  
  6453. where the angle is measured against the negated earth's surface normal.  This
  6454. is the surface normal pointing towards the center of the earth. An angle of 0
  6455. degrees describes the point below us while an angle of 180 degrees represents
  6456. the zenith.
  6457.  
  6458. In POV-Ray you first have to convert the degree value to radian values as  it
  6459. is shown in the following example.
  6460.  
  6461.   sky_sphere {
  6462.     pigment {
  6463.       gradient y
  6464.       color_map {
  6465.         [(1-cos(radians( 30)))/2 color Red]
  6466.         [(1-cos(radians(120)))/2 color Blue]
  6467.       }
  6468.       scale 2
  6469.       translate -1
  6470.     }
  6471.   }
  6472.  
  6473.  
  6474. This scene uses a color gradient that starts with a red color at  30  degrees
  6475. and blends into the blue color at 120 degrees. Below 30 degrees everything is
  6476. red while above 120 degrees all is blue.
  6477.  
  6478. 4.9.2.2          Adding the Sun
  6479.  
  6480. In the following example we will create a sky with a red sun surrounded by  a
  6481. red color halo that blends into the dark blue night sky. We'll do this  using
  6482. only the sky sphere feature.
  6483.  
  6484. The sky sphere we use is shown below.  A  ground  plane  is  also  added  for
  6485. greater realism ( skysph2.pov ).
  6486.  
  6487.   sky_sphere {
  6488.     pigment {
  6489.       gradient y
  6490.       color_map {
  6491.         [0.000 0.002 color rgb <1.0, 0.2, 0.0>
  6492.                      color rgb <1.0, 0.2, 0.0>]
  6493.         [0.002 0.200 color rgb <0.8, 0.1, 0.0>
  6494.                      color rgb <0.2, 0.2, 0.3>]
  6495.       }
  6496.       scale 2
  6497.       translate -1
  6498.     }
  6499.     rotate -135*x
  6500.   }
  6501.  
  6502.   plane { y, 0
  6503.     pigment { color Green }
  6504.     finish { ambient .3 diffuse .7 }
  6505.   }
  6506.  
  6507.  
  6508. The gradient pattern and the transformation inside the pigment are  the  same
  6509. as in the example in the previous section.
  6510.  
  6511. The color map consists of three colors. A bright, slightly yellowish red that
  6512. is used for the sun, a darker red for the halo and a dark blue for the  night
  6513. sky. The sun's color covers only a very  small  portion  of  the  sky  sphere
  6514. because we don't want the sun to become too big. The color  is  used  at  the
  6515. color map values 0.000 and 0.002 to get a sharp contrast at value  0.002  (we
  6516. don't want the sun to blend into the sky). The darker red color used for  the
  6517. halo blends into the dark blue sky color  from  value  0.002  to  0.200.  All
  6518. values above 0.200 will reveal the dark blue sky.
  6519.  
  6520. The rotate -135*x statement is used to rotate the sun and  the  complete  sky
  6521. sphere to its final position. Without this rotation the sun  would  be  at  0
  6522. degrees, i.e. right below us.
  6523.  
  6524. A red sun descends into the night.
  6525.  
  6526. Looking at the resulting image you'll see what  impressive  effects  you  can
  6527. achieve with the sky sphere.
  6528.  
  6529. 4.9.2.3          Adding Some Clouds
  6530.  
  6531. To further improve our image we want to add some clouds by  adding  a  second
  6532. pigment. This new pigment uses the bozo pattern to create some  nice  clouds.
  6533. Since it lays on top of the other pigment it needs some translucent colors in
  6534. the color map (look at entries 0.5 to 1.0).
  6535.  
  6536.   sky_sphere {
  6537.     pigment {
  6538.       gradient y
  6539.       color_map {
  6540.         [0.000 0.002 color rgb <1.0, 0.2, 0.0>
  6541.                      color rgb <1.0, 0.2, 0.0>]
  6542.         [0.002 0.200 color rgb <0.8, 0.1, 0.0>
  6543.                      color rgb <0.2, 0.2, 0.3>]
  6544.       }
  6545.       scale 2
  6546.       translate -1
  6547.     }
  6548.     pigment {
  6549.       bozo
  6550.       turbulence 0.65
  6551.       octaves 6
  6552.       omega 0.7
  6553.       lambda 2
  6554.       color_map {
  6555.           [0.0 0.1 color rgb <0.85, 0.85, 0.85>
  6556.                    color rgb <0.75, 0.75, 0.75>]
  6557.           [0.1 0.5 color rgb <0.75, 0.75, 0.75>
  6558.                    color rgbt <1, 1, 1, 1>]
  6559.           [0.5 1.0 color rgbt <1, 1, 1, 1>
  6560.                    color rgbt <1, 1, 1, 1>]
  6561.       }
  6562.       scale <0.2, 0.5, 0.2>
  6563.     }
  6564.     rotate -135*x
  6565.   }
  6566.  
  6567.  
  6568. A cloudy sky with a setting sun.
  6569.  
  6570. The sky sphere has one drawback as you might notice when looking at the final
  6571. image ( skysph3.pov ). The sun doesn't emit any light and the clouds will not
  6572. cast any shadows. If you want to have clouds that cast shadows you'll have to
  6573. use a real, large sphere with an  appropriate  texture  and  a  light  source
  6574. somewhere outside the sphere.
  6575.  
  6576. 4.9.3            The Fog
  6577.  
  6578. You can use the fog feature to add fog of two different types to your  scene:
  6579. constant fog and  ground  fog.  The  constant  fog  has  a  constant  density
  6580. everywhere while the ground fog's density decreases as you move upwards.
  6581.  
  6582. The usage of both fog types will be described in the next sections in detail.
  6583.  
  6584.  
  6585. 4.9.3.1          A Constant Fog
  6586.  
  6587. The simplest fog type is the constant fog that has a constant density in  all
  6588. locations. It is specified by a distance keyword which actually describes the
  6589. fog's density and a fog color .
  6590.  
  6591. The distance value determines the distance at which 36.8% of  the  background
  6592. are still visible (for  a  more  detailed  explanation  of  how  the  fog  is
  6593. calculated read the reference section "Fog" ).
  6594.  
  6595. The fog color can be used to create anything from a  pure  white  to  a  red,
  6596. bloodish fog. You can also use a black  fog  to  simulate  the  effect  of  a
  6597. limited range of vision.
  6598.  
  6599. The following example will show you how to  add  fog  to  a  simple  scene  (
  6600. fog1.pov ).
  6601.  
  6602.   #include "colors.inc"
  6603.  
  6604.   camera {
  6605.     location  <0, 20, -100>
  6606.   }
  6607.  
  6608.   background { colour SkyBlue }
  6609.  
  6610.   plane { y, -10
  6611.     pigment {
  6612.       checker colour Yellow colour Green
  6613.       scale 20
  6614.     }
  6615.   }
  6616.  
  6617.   sphere { <0, 25, 0>, 40
  6618.     pigment { Red }
  6619.     finish { phong 1.0 phong_size 20 }
  6620.   }
  6621.  
  6622.   sphere { <-100, 150, 200>,  20
  6623.     pigment { Green }
  6624.     finish { phong 1.0 phong_size 20 }
  6625.   }
  6626.  
  6627.   sphere { <100, 25, 100>, 30
  6628.     pigment { Blue }
  6629.     finish { phong 1.0 phong_size 20 }
  6630.   }
  6631.  
  6632.   light_source { <100, 120, 40> colour White}
  6633.  
  6634.   fog {
  6635.     distance 150
  6636.     colour rgb<0.3, 0.5, 0.2>
  6637.   }
  6638.  
  6639.  
  6640. A foggy scene.
  6641.  
  6642. According to their distance the spheres in this scene more or less vanish  in
  6643. the greenish fog we used, as does the checkerboard plane.
  6644.  
  6645. 4.9.3.2          Setting a Minimum Translucency
  6646.  
  6647. If you want to make sure that the background does not  completely  vanish  in
  6648. the fog you can set the transmittance channel  of  the  fog's  color  to  the
  6649. amount of background you always want to be visible.
  6650.  
  6651. Using as transmittance value of 0.2 as in
  6652.  
  6653.   fog {
  6654.     distance 150
  6655.     colour rgbt<0.3, 0.5, 0.2, 0.2>
  6656.   }
  6657.  
  6658.  
  6659. the fog's translucency never drops below 20% as you can see in the  resulting
  6660. image ( fog2.pov ).
  6661.  
  6662. Adding a translucency threshold you make sure that the  background  does  not
  6663. vanish.
  6664.  
  6665. 4.9.3.3          Creating a Filtering Fog
  6666.  
  6667. The greenish fog we have used so far doesn't filter the light passing through
  6668. it. All it does is to diminish the light's intensity. We can change  this  by
  6669. using a non-zero filter channel in the fog's color ( fog3.pov ).
  6670.  
  6671.   fog {
  6672.     distance 150
  6673.     colour rgbf<0.3, 0.5, 0.2, 1.0>
  6674.   }
  6675.  
  6676.  
  6677. The filter value determines the amount of light that is filtered by the  fog.
  6678. In our example 100% of the light passing through the fog will be filtered  by
  6679. the fog. If we had used a value of 0.7 only 70% of the light would have  been
  6680. filtered. The remaining 30% would have passed unfiltered.
  6681.  
  6682. A filtering fog.
  6683.  
  6684. You'll notice that the intensity of the  objects  in  the  fog  is  not  only
  6685. diminished due to the fog's color but that the colors are actually influenced
  6686. by the fog. The red and especially the blue sphere got a green hue.
  6687.  
  6688. 4.9.3.4          Adding Some Turbulence to the Fog
  6689.  
  6690. In order to make our somewhat boring fog a little bit more interesting we can
  6691. add some turbulence, making it look like it  had  a  non-constant  density  (
  6692. fog4.pov ).
  6693.  
  6694.   fog {
  6695.     distance 150
  6696.     colour rgbf<0.3, 0.5, 0.2, 1.0>
  6697.     turbulence 0.2
  6698.     turb_depth 0.3
  6699.   }
  6700.  
  6701.  
  6702. Adding some turbulence makes the fog more interesting.
  6703.  
  6704. The tubulence keyword is used to specify the amount of turbulence used  while
  6705. the turb_depth value is used to move the point at which the turbulence  value
  6706. is calculated along the viewing ray. Values near zero move the point  to  the
  6707. viewer while values near one move it to the intersection point  (the  default
  6708. value is 0.5). This parameter can be used to avoid noise that may  appear  in
  6709. the fog due to the  turbulence  (this  normally  happens  at  very  far  away
  6710. intersecion  points,  especially  if  no  intersection  occurs,  i.  e.  the
  6711. background is hit). If this happens just lower the turb_depth value until the
  6712. noise vanishes.
  6713.  
  6714. You should keep in mind that the actual density of the fog does  not  change.
  6715. Only the distance-based attenuation value of  the  fog  is  modified  by  the
  6716. turbulence value at a point along the viewing ray.
  6717.  
  6718. 4.9.3.5          Using Ground Fog
  6719.  
  6720. The much more interesting and flexible fog type is the ground fog,  which  is
  6721. selected with the fog_type statement. It's appearance is described  with  the
  6722. fog_offset and fog_alt keywords. The fog_offset specifies the height, i. e. y
  6723. value, below which the fog has a constant density of one. The fog_alt keyword
  6724. determines how fast the density of the fog will approach zero  as  one  moves
  6725. along the y axis. At a height of  fog_offset+fog_alt  the  fog  will  have  a
  6726. density of 25%.
  6727.  
  6728. The following example ( fog5.pov ) uses a ground fog  which  has  a  constant
  6729. density below y=25 (the center of the red sphere) and quickly falls  off  for
  6730. increasing altitudes.
  6731.  
  6732.   fog {
  6733.     distance 150
  6734.     colour rgbf<0.3, 0.5, 0.2, 1.0>
  6735.     fog_type 2
  6736.     fog_offset 25
  6737.     fog_alt 1
  6738.   }
  6739.  
  6740.  
  6741. 4.9.3.6          Using Multiple Layers of Fog
  6742.  
  6743. It is possible to use several layers of  fog  by  using  more  than  one  fog
  6744. statement in your scene file. This is quite useful if you want  to  get  nice
  6745. effects using turbulent ground fogs. You could add  up  several,  differently
  6746. colored fogs to create an eerie scene for example.
  6747.  
  6748. Just try the following example ( fog6.pov ).
  6749.  
  6750.   fog {
  6751.     distance 150
  6752.     colour rgb<0.3, 0.5, 0.2>
  6753.     fog_type 2
  6754.     fog_offset 25
  6755.     fog_alt 1
  6756.     turbulence 0.1
  6757.     turb_depth 0.2
  6758.   }
  6759.  
  6760.   fog {
  6761.     distance 150
  6762.     colour rgb<0.5, 0.1, 0.1>
  6763.     fog_type 2
  6764.     fog_offset 15
  6765.     fog_alt 4
  6766.     turbulence 0.2
  6767.     turb_depth 0.2
  6768.   }
  6769.  
  6770.   fog {
  6771.     distance 150
  6772.     colour rgb<0.1, 0.1, 0.6>
  6773.     fog_type 2
  6774.     fog_offset 10
  6775.     fog_alt 2
  6776.   }
  6777.  
  6778.  
  6779. Quite nice results can be achieved using multiple layers of fog.
  6780.  
  6781. You can  combinate  constant  density  fogs,  ground  fogs,  filtering  fogs,
  6782. non-filtering fogs, fogs with a translucency threshold, etc.
  6783.  
  6784. 4.9.3.7          Fog and Hollow Objects
  6785.  
  6786. Whenever you use the fog feature and the camera is inside a non-hollow object
  6787. you won't get any fog effects. For a detailed explanation  why  this  happens
  6788. see "Empty and Solid Objects" .
  6789.  
  6790. In order to avoid this problem you have to make all those objects  hollow  by
  6791. either making sure the camera is outside these  objects  (using  the  inverse
  6792. keyword) or by adding the hollow to them (which is much easier).
  6793.  
  6794. 4.9.4            The Atmosphere
  6795.  
  6796. The atmosphere feature can be used to model the  interaction  of  light  with
  6797. particles in the air. Beams of light will become  visible  and  objects  will
  6798. cast shadows into the fog or dust that's filling the air.
  6799.  
  6800. The atmosphere model used in POV-Ray  assumes  a  constant  particle  density
  6801. everywhere except solid objects. If you want to create  cloud  like  fogs  or
  6802. smoke you'll have to use the halo  texturing  feature  described  in  section
  6803. "Halos" .
  6804.  
  6805. 4.9.4.1          Starting With an Empty Room
  6806.  
  6807. We want to create a simple scene to explain how the atmosphere feature  works
  6808. and how you'll get good results.
  6809.  
  6810. Imagine a simple room with a window. Light falls through the  window  and  is
  6811. scattered by the dust particles in the air. You'll see beams of light  coming
  6812. from the window and shining on the floor.
  6813.  
  6814. We want to model this scene step by step. The following examples  start  with
  6815. the room, the window and a spotlight somewhere outside  the  room.  Currently
  6816. there's no atmosphere to be able to verify  if  the  lighting  is  correct  (
  6817. atmos1.pov ).
  6818.  
  6819.   camera {
  6820.     location <-10, 8, -19>
  6821.     look_at <0, 5, 0>
  6822.     angle 82
  6823.   }
  6824.  
  6825.   background { color rgb <0.2, 0.4, 0.8> }
  6826.  
  6827.   light_source { <0, 19, 0> color rgb 0.5 atmosphere off }
  6828.  
  6829.   light_source {
  6830.     <40, 25, 0> color rgb <1, 1, 1>
  6831.     spotlight
  6832.     point_at <0, 5, 0>
  6833.     radius 20
  6834.     falloff 20
  6835.     atmospheric_attenuation on
  6836.   }
  6837.  
  6838.   union {
  6839.     difference {
  6840.       box { <-21, -1, -21>, <21, 21, 21> }
  6841.       box { <-20, 0, -20>, <20, 20, 20> }
  6842.       box { <19.9, 5, -3>, <21.1, 15, 3> }
  6843.     }
  6844.     box { <20, 5, -0.25>, <21, 15, 0.25> }
  6845.     box { <20, 9.775, -3>, <21, 10.25, 3> }
  6846.     pigment { color red 1 green 1 blue 1 }
  6847.     finish { ambient 0.2 diffuse 0.5 }
  6848.   }
  6849.  
  6850.  
  6851. The empty room we want to start with.
  6852.  
  6853. The point light source is used to illuminate the room from inside without any
  6854. interaction with the atmosphere. This is done by adding atmosphere off  .  We
  6855. don't have to care about this light when we add the atmosphere later.
  6856.  
  6857. The spotlight is used with the atmospheric_attenuation  keyword.  This  means
  6858. that light coming from the spotlight will be diminished by the atmosphere.
  6859.  
  6860. The union object is used to model the room and the window. Since we  use  the
  6861. difference between two boxes to model the room (the first two  boxes  in  the
  6862. difference statement) there is no need for setting the union  hollow.  If  we
  6863. are inside this room we actually will be outside the object (see also  "Using
  6864. Hollow Objects and Atmosphere" ).
  6865.  
  6866. 4.9.4.2          Adding Dust to the Room
  6867.  
  6868. The next step is to add an atmosphere to  the  room.  This  is  done  by  the
  6869. following few lines ( atmos2.pov ).
  6870.  
  6871.   atmosphere {
  6872.     type 1
  6873.     samples 10
  6874.     distance 40
  6875.     scattering 0.2
  6876.   }
  6877.  
  6878.  
  6879. The type keyword selects the type of atmospheric scattering we want  to  use.
  6880. In this case we use the isotropic scattering that equally scatters  light  in
  6881. all directions  (see  "Atmosphere"  for  more  details  about  the  different
  6882. scattering types).
  6883.  
  6884. The samples keyword determines the number of samples used in accumulating the
  6885. atmospheric effect. For  every  ray  samples  are  taken  along  the  ray  to
  6886. determine wether a sample is lit by a light source or not. If the  sample  is
  6887. lit the amount of light  scattered  into  the  direction  of  the  viewer  is
  6888. determined and added to the total intensity.
  6889.  
  6890. You can always start with an arbitrary number of samples. If the  results  do
  6891. not fit your ideas you can increase the sampling rate to get better  results.
  6892. The problem of choosing a good sampling  rate  is  the  trade-off  between  a
  6893. satisfying image and a fast rendering.  A  high  sampling  rate  will  almost
  6894. always work but the rendering  will  also  take  a  very  long  time.  That's
  6895. something to experiment with.
  6896.  
  6897. The distance keyword specifies the density of the atmosphere. It works in the
  6898. same way as the distance parameter of the fog feature.
  6899.  
  6900. Last but not least will the scattering value determine the  amount  of  light
  6901. that is scattered by the particles (the  remaining  light  is  absorbed).  As
  6902. you'll later see this parameter is  very  useful  in  adjusting  the  overall
  6903. brightness of the atmosphere.
  6904.  
  6905. After adding some dust beams of light become visible.
  6906.  
  6907. Looking at the image created from the above scene  you'll  notice  some  very
  6908. ugly anti-aliasing artefacts known as mach-bands. They are the  result  of  a
  6909. low sampling rate.
  6910.  
  6911.  
  6912. 4.9.4.3          Choosing a Good Sampling Rate
  6913.  
  6914. As you've seen a too low sampling rate can cause some ugly results. There are
  6915. some ways of reducing or even avoiding those problems.
  6916.  
  6917. The brute force approach is to increase the sampling rate until the artefacts
  6918. vanish and you get a satisfying image. Though this will always work it  is  a
  6919. bad idea because it is very time consuming.  A  better  approach  is  to  use
  6920. jittering and anti-aliasing first. If both features don't help you'll have to
  6921. increase the sampling rate.
  6922.  
  6923. Jittering moves each sample  point  by  a  small,  random  amount  along  the
  6924. sampling direction. This helps to  reduce  regular  features  resulting  from
  6925. aliasing. There is (hardly) nothing more annyoing to the human visual  system
  6926. than the regular features resulting from  a  low  sampling  rate.  It's  much
  6927. better to add  some  extra  noise  to  the  image  by  jittering  the  sample
  6928. positions. The human eye is much more forgiving to that.
  6929.  
  6930. Use the jitter keyword followed by the amount of jittering you want  to  use.
  6931. Good jittering values are up to 0.5, higher values result in too much  noise.
  6932.  
  6933.  
  6934. You should be aware that jittering can not fix the artefacts introduced by  a
  6935. too low sampling rate. It can only make them less visible.
  6936.  
  6937. An additional and better  way  of  reducing  aliasing  artefacts  is  to  use
  6938. (adaptive) super-sampling. This method casts additional samples where  it  is
  6939. likely that they are needed. If the intensity between two  adjactent  samples
  6940. differs too much additional samples are taken inbetween. This  step  is  done
  6941. recursively until a specified recursion level is reached or  the  sample  get
  6942. close to each other.
  6943.  
  6944. The  aa_level  and  aa_threshold  keywords   are   used   to   control   the
  6945. super-sampling. The aa_level keyword determines the maximum  recursion  level
  6946. while the aa_threshold  keyword  specifies  the  maximum  allowed  difference
  6947. between two sample before the super-sampling is done.
  6948.  
  6949. After all this theory we get back to our sample scene and add the appropriate
  6950. keywords to use both jittering and supersamling ( atmos3.pov ).
  6951.  
  6952.   atmosphere {
  6953.     type 1
  6954.     samples 50
  6955.     distance 40
  6956.     scattering 0.2
  6957.     aa_level 4
  6958.     aa_threshold 0.1
  6959.     jitter 0.2
  6960.   }
  6961.  
  6962.  
  6963. A very low threshold value was choosen to super-sample even between adjactent
  6964. points with a very similar intensity. The maximum recursion level of  4  will
  6965. lead to a maximum of fifteen super-samples.
  6966.  
  6967. If you are looking at the results that you get  after  adding  jittering  and
  6968. super-sampling you won't be satisfied. The only way  of  reducing  the  still
  6969. visible artefacts is to increase the  sampling  rate  by  choosing  a  higher
  6970. number of samples.
  6971.  
  6972. A high sampling rate leads to a satisfying image.
  6973.  
  6974. Doing this you'll get a good result showing (almost) no artefacts.  Btw.  the
  6975. amount of dust floating around in this room may be a little  bit  exaggerated
  6976. but it's just an example. And examples tend to be exaggerated.
  6977.  
  6978. 4.9.4.4          Using a Coloured Atmosphere
  6979.  
  6980. You can assign a color to the atmosphere that gives you more control over the
  6981. atmosphere's appearance. First of all the color is used to filter  all  light
  6982. passing through it,  wether  it  comes  from  light  sources,  relfected  and
  6983. refracted rays, or the background. The amount by which the passing  light  is
  6984. filtered by the atmosphere's color is determined by the color's filter value.
  6985. A value of 0 means that the light is not influenced by the atmosphere's color
  6986. while a value of 1 means that all light will be filtered by the color.
  6987.  
  6988. If you want to create a reddish atmosphere  for  example,  you  can  add  the
  6989. following line to the atmosphere statement used in the above example.
  6990.  
  6991.   color rgbf <1, 0, 0, 0.25>
  6992.  
  6993.  
  6994. Just using rgb <1,0,0> does not work because the color's filter value will be
  6995. zero and thus no light will be filtered by the color, i. e. no light will  be
  6996. multiplied with the color's RGB components.
  6997.  
  6998. The filter value of 0.25 means that 25% of  the  light  passing  through  the
  6999. atmosphere will be filtered by the red color and 75% will pass unfiltered.
  7000.  
  7001. The transmittance channel of the atmosphere's color  is  used  to  specify  a
  7002. minimum translucency. By default the transmittance channel is zero  and  thus
  7003. there is no such minimum  translucency.  Using  a  positive  value  lets  you
  7004. determine the amount of background light that will always  pass  through  the
  7005. atmosphere, regardless of its thickness set by the distance keyword.
  7006.  
  7007. If you use e.g. a color of rgbt <0,0,0,0.3> with our  room  example  you  can
  7008. make the blue background become visible. Until  now  it  was  hidden  by  the
  7009. atmosphere.
  7010.  
  7011. 4.9.4.5          Atmosphere Tips
  7012.  
  7013. It is very difficult to get satisfying  results  when  using  the  atmosphere
  7014. feature. Some of the more common problems  will  be  discussed  in  the  next
  7015. sections to help you to solve them  (see  also  the  FAQ  section  about  the
  7016. atmosphere in "Atmosphere Questions" ).
  7017.  
  7018. 4.9.4.5.1        Choosing the Distance and Scattering Parameters
  7019.  
  7020. The first difficult step is to choose a good distance and  scattering  value.
  7021. You need to be able to control the visibility of the objects in the scene and
  7022. the atmospheric effects.
  7023.  
  7024. The best  approach  is  to  choose  the  distance  value  first.  This  value
  7025. determines  the  visibility  of  the  objects  in  the  scene  regardless  of
  7026. atmospheric light scattering. It works in the same way as the distance  value
  7027. of the fog feature.
  7028.  
  7029. Since fog is very similar to the unlit atmosphere you can use a  fog  instead
  7030. of an atmosphere to quickly choose a working distance value. If you  do  this
  7031. with room scene we used earlier you would use  the  following  fog  statement
  7032. instead of the atmosphere ( atmos4.pov ).
  7033.  
  7034.   fog {
  7035.     distance 40
  7036.     color rgb <0, 0, 0>
  7037.   }
  7038.  
  7039.  
  7040. A black fog can be used to get a working distance value for the atmosphere.
  7041.  
  7042. The black color is used to simulate the attenuation you'll get in those parts
  7043. of the atmosphere scene lying in shadow.
  7044.  
  7045. If you want to use a colored atmosphere you'll have to use the same color for
  7046. the fog as you want to use for  the  atmosphere,  including  the  filter  and
  7047. transmittance  channel  values  (see  "Using  a  Coloured  Atmosphere"   and
  7048. "Atmosphere" for an explanation of the atmosphere's color).
  7049.  
  7050. If you (roughly) want to simulate the appearance of  those  parts  lit  by  a
  7051. light source you can use the color of the atmosphere inside the fog statement
  7052. instead.
  7053.  
  7054. After you are satisfied with the distance  value  you'll  have  to  choose  a
  7055. scattering value. This value lets you fit the atmosphere's intensity to  your
  7056. needs. Starting with a value of one you have to increase  the  value  if  the
  7057. atmosphere effects are hardly visible. If you don't see anything in  the  lit
  7058. parts of the atmosphere you'll have to decrease the value.
  7059.  
  7060. You should be aware that you may have to use very small or very large  values
  7061. to get the desired results.
  7062.  
  7063. 4.9.4.5.2        Atmosphere and Light Sources
  7064.  
  7065. The best results are generated with spotlights and cylindrical light sources.
  7066. They create  nice  beams  of  light  and  are  fast  to  render  because  the
  7067. atmospheric sampling takes only place inside the light cone of the  spotlight
  7068. or light cylinder of the cylindrical light.
  7069.  
  7070. If you want to add a light source that does not interact with the  atmosphere
  7071. you can use the atmosphere keyword inside the  light  source  statement  (see
  7072. "Atmosphere Interaction" ). Just add atmosphere off .
  7073.  
  7074. By default the light coming from any light source will not be  diminished  by
  7075. the atmosphere. Thus the highlights  in  your  scene  will  normally  be  too
  7076. bright. This can be changed with atmospheric_attenuation on .
  7077.  
  7078. 4.9.4.5.3        Atmosphere Scattering Types
  7079.  
  7080. The different scattering types listed in "Atmosphere" can be  used  to  model
  7081. different types of particles. This is something for you to experiment with.
  7082.  
  7083. The Rayleigh scattering is used for small particles like dust and smoke while
  7084. the Mie scattering is used for fog.
  7085.  
  7086. If you ever saw the lighthouse scene in the movie  Casper  you'll  know  what
  7087. effect the scattering type has. In this scene the beam of light  coming  from
  7088. the lighthouse becomes visible while it points nearly towards the viewer.  As
  7089. it starts to point away from  the  viewer  it  vanishes.  This  behaviour  is
  7090. typical for miniscule water droplets as modeled by the Mie scattering.
  7091.  
  7092. 4.9.4.5.4        Increasing the Image Resolution
  7093.  
  7094. You have to be aware that you may have to increase  the  atmosphere  sampling
  7095. rate if you increase the resolution of the  image.  Otherwise  some  aliasing
  7096. artefacts that were no visible at the lower resolution may become visible.
  7097.  
  7098. 4.9.4.5.5        Using Hollow Objects and Atmosphere
  7099.  
  7100. Whenever you use the atmosphere feature  you  have  to  make  sure  that  all
  7101. objects that ought to be filled with atmosphere are set to hollow  using  the
  7102. hollow keyword.
  7103.  
  7104. Even though this is not obvious this holds for  infinite  and  patch  objects
  7105. like quadrics, quartics, triangles, polygons, etc. Whenever you  add  one  of
  7106. those objects you should add the hollow  keyword  as  long  as  you  are  not
  7107. absolutely sure you don't need it. You  also  have  to  make  sure  that  all
  7108. objects the camera is inside are set to be hollow.
  7109.  
  7110. Whenever you get unexpected results you should check for  solid  objects  and
  7111. set them to be hollow.
  7112.  
  7113. 4.9.5            The Rainbow
  7114.  
  7115. The rainbow feature can be used to  create  rainbows  and  maybe  other  more
  7116. strange effects. The rainbow is a fog like effect that  is  restricted  to  a
  7117. cone-like volume.
  7118.  
  7119. 4.9.5.1          Starting With a Simple Rainbow
  7120.  
  7121. The rainbow is specified with a lot of parameters: the angle under  which  it
  7122. is visible, the width of the color band, the direction of the incoming light,
  7123. the fog-like distance based particle density and last not least the color map
  7124. to be used.
  7125.  
  7126. The size and shape of the rainbow are  determined  by  the  angle  and  width
  7127. keywords. The direction keyword is used to set the direction of the  incoming
  7128. light, thus setting the rainbow's position. The rainbow is visible  when  the
  7129. angle between the direction vector and the incident light direction is larger
  7130. than angle-width/2 and smaller than angle+width/2.
  7131.  
  7132. The incoming light is the virtual light source that is  responsible  for  the
  7133. rainbow. There needn't be a real light source to create the rainbow effect.
  7134.  
  7135. The rainbow is a fog-like effect, i.e. the rainbow's color is mixed with  the
  7136. background color based on the distance to  the  intersection  point.  If  you
  7137. choose small distance values the rainbow will be visible on objects, not just
  7138. in the background. You can avoid this by using a very large distance value.
  7139.  
  7140. The color map is the crucial part of the rainbow since it  contains  all  the
  7141. colors that normally can be seen in a rainbow. The  color  of  the  innermost
  7142. color band is taken from the color map entry 0 while the  outermost  band  is
  7143. take from entry 1. You should note that due to the limited  color  range  any
  7144. monitor can display it is impossible to create a real rainbow. There are just
  7145. some colors that you cannot display.
  7146.  
  7147. The filter channel of the rainbow's color map is used in the same way as with
  7148. fogs. It determines how much of the light  passing  through  the  rainbow  is
  7149. filtered by the color.
  7150.  
  7151. The following example shows a simple scene with a ground plane, three spheres
  7152. and a somewhat exaggerated rainbow ( rainbow1.pov ).
  7153.  
  7154.   #include "colors.inc"
  7155.  
  7156.   camera {
  7157.     location <0, 20, -100>
  7158.     look_at <0, 25, 0>
  7159.     angle 82
  7160.   }
  7161.  
  7162.   background { color SkyBlue }
  7163.  
  7164.   plane { y, -10 pigment { colour Green } }
  7165.  
  7166.   light_source {<100, 120, 40> colour White}
  7167.  
  7168.   // declare rainbow's colours
  7169.  
  7170.   #declare r_violet1 = colour rgbf<1.0, 0.5, 1.0, 1.0>
  7171.   #declare r_violet2 = colour rgbf<1.0, 0.5, 1.0, 0.8>
  7172.   #declare r_indigo  = colour rgbf<0.5, 0.5, 1.0, 0.8>
  7173.   #declare r_blue    = colour rgbf<0.2, 0.2, 1.0, 0.8>
  7174.   #declare r_cyan    = colour rgbf<0.2, 1.0, 1.0, 0.8>
  7175.   #declare r_green   = colour rgbf<0.2, 1.0, 0.2, 0.8>
  7176.   #declare r_yellow  = colour rgbf<1.0, 1.0, 0.2, 0.8>
  7177.   #declare r_orange  = colour rgbf<1.0, 0.5, 0.2, 0.8>
  7178.   #declare r_red1    = colour rgbf<1.0, 0.2, 0.2, 0.8>
  7179.   #declare r_red2    = colour rgbf<1.0, 0.2, 0.2, 1.0>
  7180.  
  7181.   // create the rainbow
  7182.  
  7183.   rainbow {
  7184.     angle 42.5
  7185.     width 5
  7186.     distance 1.0e7
  7187.     direction <-0.2, -0.2, 1>
  7188.     jitter 0.01
  7189.     colour_map {
  7190.       [0.000  colour r_violet1]
  7191.       [0.100  colour r_violet2]
  7192.       [0.214  colour r_indigo]
  7193.       [0.328  colour r_blue]
  7194.       [0.442  colour r_cyan]
  7195.       [0.556  colour r_green]
  7196.       [0.670  colour r_yellow]
  7197.       [0.784  colour r_orange]
  7198.       [0.900  colour r_red1]
  7199.     }
  7200.   }
  7201.  
  7202.  
  7203. Some irregularity is added to the color bands using the jitter keyword.
  7204.  
  7205. A colorful rainbow.
  7206.  
  7207. The rainbow in our sample is much too bright. You'll never see a rainbow like
  7208. this in reality. You can decrease the rainbow's colors by decreasing the  RGB
  7209. values in the color map.
  7210.  
  7211. 4.9.5.2          Increasing the Rainbow's Translucency
  7212.  
  7213. The result we have so far looks much too bright. Just reducing the  rainbow's
  7214. color helps but it's much better to increase the translucency of the  rainbow
  7215. because it is more  realistic  if  the  background  is  visible  through  the
  7216. rainbow.
  7217.  
  7218. We can use the transmittance channel of  the  colors  in  the  color  map  to
  7219. specify a minimum translucency, just  like  we  did  with  the  fog.  To  get
  7220. realistic results we have to use very large transmittance values as  you  can
  7221. see in the following example ( rainbow2.pov ).
  7222.  
  7223.   rainbow {
  7224.     angle 42.5
  7225.     width 5
  7226.     distance 1.0e7
  7227.     direction <-0.2, -0.2, 1>
  7228.     jitter 0.01
  7229.     colour_map {
  7230.       [0.000  colour r_violet1 transmit 0.98]
  7231.       [0.100  colour r_violet2 transmit 0.96]
  7232.       [0.214  colour r_indigo  transmit 0.94]
  7233.       [0.328  colour r_blue    transmit 0.92]
  7234.       [0.442  colour r_cyan    transmit 0.90]
  7235.       [0.556  colour r_green   transmit 0.92]
  7236.       [0.670  colour r_yellow  transmit 0.94]
  7237.       [0.784  colour r_orange  transmit 0.96]
  7238.       [0.900  colour r_red1    transmit 0.98]
  7239.     }
  7240.   }
  7241.  
  7242.  
  7243. The transmittance values increase at the outer bands of the rainbow  to  make
  7244. it softly blend into the background.
  7245.  
  7246. A much more realistc rainbow.
  7247.  
  7248.  
  7249. 4.9.5.3          Using a Rainbow Arc
  7250.  
  7251. Currently our rainbow has a circular shape, even though most of it is  hidden
  7252. below the ground plane. You can easily create a  rainbow  arc  by  using  the
  7253. arc_angle keyword with an angle below 360 degrees.
  7254.  
  7255. If you use arc_angle 120 for example you'll get a rainbow arc  that  abruptly
  7256. vanishes at the arc's ends. This does  not  look  good.  To  avoid  this  the
  7257. falloff_angle keyword can be used to specify a region where the arc  smoothly
  7258. blends into the background.
  7259.  
  7260. As explained in the rainbow's reference section  (see  "Rainbow"  )  the  arc
  7261. extends from -arc_angle/2 to arc_angle/2 while the blending takes place  from
  7262. -arc_angle/2 to -falloff_angle/2 and falloff_angle/2 to arc_angle/2. This  is
  7263. the reason why the falloff_angle has to be smaller or equal to the  arc_angle
  7264. .
  7265.  
  7266. In the following examples we use an 120 degrees arc with a 45 degree  falloff
  7267. region on both sides of the arc ( rainbow3.pov ).
  7268.  
  7269.   rainbow {
  7270.     angle 42.5
  7271.     width 5
  7272.     arc_angle 120
  7273.     falloff_angle 30
  7274.     distance 1.0e7
  7275.     direction <-0.2, -0.2, 1>
  7276.     jitter 0.01
  7277.     colour_map {
  7278.       [0.000  colour r_violet1 transmit 0.98]
  7279.       [0.100  colour r_violet2 transmit 0.96]
  7280.       [0.214  colour r_indigo  transmit 0.94]
  7281.       [0.328  colour r_blue    transmit 0.92]
  7282.       [0.442  colour r_cyan    transmit 0.90]
  7283.       [0.556  colour r_green   transmit 0.92]
  7284.       [0.670  colour r_yellow  transmit 0.94]
  7285.       [0.784  colour r_orange  transmit 0.96]
  7286.       [0.900  colour r_red1    transmit 0.98]
  7287.     }
  7288.   }
  7289.  
  7290.  
  7291. The arc angles are measured against the rainbows up direction  which  can  be
  7292. specified using the up keyword. By default the up direction is the y-axis.
  7293.  
  7294. A rainbow arc.
  7295.  
  7296.  
  7297. 5                POV-Ray Reference
  7298.  
  7299. The reference section  describes  all  command  line  options  and  INI  file
  7300. switches, the scene description language and all other features that are part
  7301. of POV-Ray. It is supposed to be used as a reference for looking  up  things.
  7302. It does not contain detailed explanations on how scenes are  written  or  how
  7303. POV-Ray is used. It just explains all features, their  syntax,  applications,
  7304. limits, drawbacks, etc.
  7305.  
  7306. 6                POV-Ray Options
  7307.  
  7308. POV-Ray was originally  created  as  a  command-line  program  for  operating
  7309. systems without graphical interfaces, dialog boxes and pull-down menus.  Most
  7310. versions of POV-Ray still use command-line switches to tell it  what  to  do.
  7311. This documentation assumes you are using the command-line version. If you are
  7312. using Macintosh, MS-Windows or other GUI versions, there will be dialog boxes
  7313. or menus which do the same thing. There is system-specific documentation  for
  7314. each system describing the specific commands.
  7315.  
  7316. 6.1              Setting POV-Ray Options
  7317.  
  7318. There are two distinct ways of setting POV-Ray options: command line switches
  7319. and INI file  keywords.  Both  are  explained  in  detail  in  the  following
  7320. sections.
  7321.  
  7322. 6.1.1            Command Line Switches
  7323.  
  7324. Command line switches consist of a + (plus) or - (minus)  sign,  followed  by
  7325. one or more alphabetic characters and possibly a numeric  value.  Here  is  a
  7326. typical command line with switches.
  7327.  
  7328.   POVRAY +Isimple.pov +V +W80 +H60
  7329.  
  7330.  
  7331. povray is the name of the program and it is  followed  by  several  switches.
  7332. Each switch begins with a plus or minus sign. The +I switch with the filename
  7333. tells POV-Ray what scene file it should use as input and +V tells the program
  7334. to output its status to the text screen  as  it's  working.  The  +W  and  +H
  7335. switches set the width and height of the image in pixels. This image will  be
  7336. 80 pixels wide by 60 pixels high.
  7337.  
  7338. In switches which toggle a feature, the plus turns it on and minus  turns  it
  7339. off. For example +P turns on the pause  for  keypress  when  finished  option
  7340. while -P turns it off. Other switches are used to specify values and  do  not
  7341. toggle a feature. Either plus or minus may be  used  in  that  instance.  For
  7342. example +W 320 sets the width to 320 pixels. You could also use  -W  320  and
  7343. get the same results.
  7344.  
  7345. Switches may be specified in upper or lower case. They are read left to right
  7346. but in general may be specified in any order. If you specify  a  switch  more
  7347. than once,  the  previous  value  is  generally  overwritten  with  the  last
  7348. specification. The only exception is the +L switch for setting library paths.
  7349. Up to ten unique paths may be specified.
  7350.  
  7351. Almost all + / - switches have an equivalent option which can be used  in  an
  7352. INI file which is described in the next section. A  detailed  description  of
  7353. each switch is given in the option reference section.
  7354.  
  7355. 6.1.2            Using INI Files
  7356.  
  7357. Because it is difficult to set more than a few options on a command line, you
  7358. have the ability to put multiple options in one or  more  text  files.  These
  7359. initialization files or INI files  have  .ini  as  their  default  extension.
  7360. Previous versions of POV-Ray called them default files or DEF files . You may
  7361. still use existing DEF files with this version of POV-Ray.
  7362.  
  7363. The majority of options you use will be stored in INI files. The command line
  7364. switches are recommended for options which you will turn off or on frequently
  7365. as you perform test renderings of  a  scene  you  are  developing.  The  file
  7366. povray.ini is automatically read if present. You may specify  additional  INI
  7367. files on the command-line by simply typing the file name on the command line.
  7368. For example:
  7369.  
  7370.   POVRAY MYOPTS.INI
  7371.  
  7372.  
  7373. If no extension is given, then .ini is assumed. POV-Ray knows this is  not  a
  7374. switch because it is not preceded by a plus or minus. In fact a common  error
  7375. among new users is that they forget to put the +I  switch  before  the  input
  7376. file name. Without the switch, POV-Ray thinks that the scene file  simple.pov
  7377. is an INI file. Don't forget! If no plus or minus  precedes  a  command  line
  7378. switch, it is assumed to be an INI file name.
  7379.  
  7380. You may have multiple INI files on the command line along with switches.  For
  7381. example:
  7382.  
  7383.   POVRAY MYOPTS +V OTHER
  7384.  
  7385.  
  7386. This reads options from myopts.ini , then sets  the  +V  switch,  then  reads
  7387. options from other.ini .
  7388.  
  7389. An INI file is a plain ASCII text file with options of the form...
  7390.  
  7391.   Option_keyword=VALUE ; Text after semicolon is a comment
  7392.  
  7393.  
  7394. For example the INI equivalent of the switch +I simple.pov is...
  7395.  
  7396.   Input_File_Name=simple.pov
  7397.  
  7398.  
  7399. Options are read top to bottom in the file but in general may be specified in
  7400. any order. If you specify an option more than once, the previous  values  are
  7401. generally overwritten with the last specification. The only exception is  the
  7402. Library_Path = path options. Up to ten unique paths may be specified.
  7403.  
  7404. Almost all INI-style options have equivalent  +  /  -  switches.  The  option
  7405. reference section gives a detailed description of  all  POV-Ray  options.  It
  7406. includes both the INI-style settings and the + / - switches.
  7407.  
  7408. The INI keywords are not case sensitive. Only one INI option is permitted per
  7409. line of text. You may also include switches in your  INI  file  if  they  are
  7410. easier for you. You may have multiple switches per line but  you  should  not
  7411. mix switches and INI options on the same line. You  may  nest  INI  files  by
  7412. simply putting the file name on a line by itself with no  equals  sign  after
  7413. it. Nesting may occur up to ten levels deep.
  7414.  
  7415. For example:
  7416.  
  7417.   ; This is a sample INI file. This entire line is a comment.
  7418.   ; Blank lines are permitted.
  7419.  
  7420.   Input_File_Name=simple.pov ;This sets the input file name
  7421.  
  7422.   +W80 +H60 ; Traditional +/- switches are permitted too
  7423.  
  7424.   MOREOPT   ; Read MOREOPT.INI and continue with next line
  7425.  
  7426.   +V        ; Another switch
  7427.  
  7428.   ; That's all folks!
  7429.  
  7430.  
  7431. INI files may have labeled sections so that more than one set of options  may
  7432. be stored in a single file. Each section begins with a label in []  brackets.
  7433. For example:
  7434.  
  7435.   ; RES.INI
  7436.   ; This sample INI file is used to set resolution.
  7437.  
  7438.   +W120 +H100  ; This section has no label.
  7439.                ; Select it with "RES"
  7440.  
  7441.   [Low]
  7442.   +W80 +H60    ; This section has a label.
  7443.                ; Select it with "RES[Low]"
  7444.  
  7445.   [Med]
  7446.   +W320 +H200  ; This section has a label.
  7447.                ; Select it with "RES[Med]"
  7448.  
  7449.   [High]
  7450.   +W640 +H480  ; Labels are not case sensitive.
  7451.                ; "RES[high]" works
  7452.  
  7453.   [Really High]
  7454.   +W800 +H600  ; Labels may contain blanks
  7455.  
  7456.  
  7457. When you specify the INI file you should follow it with the section label  in
  7458. brackets. For example...
  7459.  
  7460.   POVRAY RES[Med] +Imyfile.pov
  7461.  
  7462.  
  7463. POV-Ray reads res.ini and skips all options until it finds the label Med . It
  7464. processes options after that label until it finds another label and  then  it
  7465. skips. If no label is specified on the command line then only  the  unlabeled
  7466. area at the top of the file is read. If a label is specified,  the  unlabeled
  7467. area is ignored.
  7468.  
  7469. 6.1.3            Using the POVINI Environment Variable
  7470.  
  7471. The environment variable POVINI is used to specify the location and name of a
  7472. default INI file that is read every time POV-Ray is executed.  If  POVINI  is
  7473. not specified a default INI file may be read depending on the platform  used.
  7474. If the specified file does not exist a warning message is printed.
  7475.  
  7476. To set the environment variable under MS-Dos you might put the following line
  7477. in your autoexec.bat file...
  7478.  
  7479.   set POVINI=c:\povray3\default.ini
  7480.  
  7481.  
  7482. On most operating systems the sequence of reading options is as follows:
  7483.  
  7484.   1. Read options from default INI file specified by the  POVINI  environment
  7485.      variable or platform specific INI file.
  7486.   2. Read switches from command line (this  includes  reading  any  specified
  7487.      INI/DEF files).
  7488.  
  7489.  
  7490. The POVRAYOPT environment variable supported by previous POV-Ray versions  is
  7491. no longer available.
  7492.  
  7493. 6.2              Options Reference
  7494.  
  7495. As explained in the previous section, options may be specified by switches or
  7496. INI-style options. Almost  all  INI-style  options  have  equivalent  +  /  -
  7497. switches and most switches have equivalent INI-style  option.  The  following
  7498. sections give a detailed description of each POV-Ray option. It includes both
  7499. the INI-style settings and the + / - switches.
  7500.  
  7501. The notation and terminology used is described in the tables below.
  7502.  
  7503.   Keyword=bool  turn Keyword on if bool equals true, yes, on or 1 and turn it
  7504.                 off if it is any other value.
  7505.   Keyword=true  do this option if true, yes, on or 1 is specified.
  7506.   Keyword=false do this option if false, no, off or 0 is specified.
  7507.   Keyword=file  any valid file name. Note: some options prohibit the  use  of
  7508.                 any of the above true or false values as a  file  name.  They
  7509.                 are noted in later sections.
  7510.  
  7511.  
  7512.   n     any integer such as in +W320
  7513.   n.n   any float such as in Clock=3.45
  7514.   0.n   any float < 1.0 even if it has no leading 0
  7515.   s     any string of text
  7516.   xor y any single character
  7517.   path  any directory name, drive optional, no final path separator  ("\"  or
  7518.         "/", depending on the operating system)
  7519.  
  7520.  
  7521. Unless otherwise specifically noted, you may assume that  either  a  plus  or
  7522. minus sign before a switch will produce the same results.
  7523.  
  7524. 6.2.1            Animation Options
  7525.  
  7526. POV-Ray 3.0 greatly improved its animation capability with the addition of an
  7527. internal animation loop, automatic output file name numbering and the ability
  7528. to shell out to the operating system to external utilities which can assemble
  7529. individual frames into an animation. The internal animation  loop  is  simple
  7530. yet flexible. You may still use external programs or batch  files  to  create
  7531. animations without the internal loop as you may have done in POV-Ray 2.
  7532.  
  7533. 6.2.1.1          External Animation Loop
  7534.  
  7535.   Clock=n.n Sets "clock" float identifier to n.n
  7536.   +Kn.n     Same as Clock=n.n
  7537.  
  7538.  
  7539. The Clock =n.n option or the +K n.n switch may be used to pass a single float
  7540. value to the program for basic animation. The value is stored  in  the  float
  7541. identifier clock . If an object had a rotate <0,clock,0>  attached  then  you
  7542. could rotate the object by different amounts over different frames by setting
  7543. +K 10.0, +K 20.0... etc. on successive renderings. It is up to  the  user  to
  7544. repeatedly invoke POV-Ray with  a  different  Clock  value  and  a  different
  7545. Output_File_Name for each frame.
  7546.  
  7547. 6.2.1.2          Internal Animation Loop
  7548.  
  7549.   Initial_Frame=n   Sets initial frame number to n
  7550.   Final_Frame=n     Sets final frame number
  7551.   Initial_Clock=n.n Sets initial clock value
  7552.   Final_Clock=n.n   Sets final clock value
  7553.   +KFIn             Same as Initial_Frame=n
  7554.   +KFFn             Same as Final_Frame=n
  7555.   +KIn.n            Same as Initial_Clock=n.n
  7556.   +KFn.n            Same as Final_Clock=n.n
  7557.  
  7558.  
  7559. The internal animation loop new to POV-Ray 3.0 relieves the user of the  task
  7560. of generating complicated sets of batch  files  to  invoke  POV-Ray  multiple
  7561. times with different settings.  While  the  multitude  of  options  may  look
  7562. intimidating, the clever set of default values means that you  will  probably
  7563. only need to specify the Final_Frame =n or the +KFF n option to  specify  the
  7564. number of frames. All other values may remain at their defaults.
  7565.  
  7566. Any Final_Frame  setting  other  than  -1  will  trigger  POV-Ray's  internal
  7567. animation loop. For example Final_Frame =10 or  +KFF  10  causes  POV-Ray  to
  7568. render your scene 10 times. If you specified Output_File_Name = file.tga then
  7569. each frame would be output as file01.tga , file02.tga , file03.tga  etc.  The
  7570. number of zero-padded digits in the file name depends upon  the  final  frame
  7571. number. For example +KFF 100 would generate file001.tga through file100.tga .
  7572. The frame number may encroach upon the file name. On  MS-Dos  with  an  eight
  7573. character  limit,  myscene.pov  would   render   to   mysce001.tga   through
  7574. mysce100.tga .
  7575.  
  7576. The default Initial_Frame =1 will probably never  have  to  be  changed.  You
  7577. would only change it if you were assembling  a  long  animation  sequence  in
  7578. pieces. One scene might run from frame 1 to 50 and the next from 51  to  100.
  7579. The Initial_Frame =n or +KFI n option is for this purpose.
  7580.  
  7581. Note that if you wish to render a subset of frames such as 30 through 40  out
  7582. of a 1 to 100 animation, you should not change Frame_Initial or Frame_Final .
  7583. Instead you should use the subset commands described in section  "Subsets  of
  7584. Animation Frames" .
  7585.  
  7586. Unlike some animation packages, the action in POV-Ray  animated  scenes  does
  7587. not depend upon the integer frame numbers.  Rather  you  should  design  your
  7588. scenes based upon the float identifier clock. By default, the clock value  is
  7589. 0.0 for the initial frame and 1.0 for the final frame. All other  frames  are
  7590. interpolated between these values. For example if your object is supposed  to
  7591. rotate one full turn over the course of  the  animation,  you  could  specify
  7592. rotate 360*clock*y . Then as clock runs from 0.0 to 1.0, the  object  rotates
  7593. about the y-axis from 0 to 360 degrees.
  7594.  
  7595. The major advantage of this  system  is  that  you  can  render  a  10  frame
  7596. animation or a 100 frame or 500 frame or 329 frame animation  yet  you  still
  7597. get one full 360 degree rotation. Test renders of a few frames  work  exactly
  7598. like final renders of many frames.
  7599.  
  7600. In effect you define the motion over a continuous float valued parameter (the
  7601. clock) and you take discrete samples at some fixed intervals (the frames). If
  7602. you take a movie or video tape of a real scene it  works  the  same  way.  An
  7603. object's actual motion depends only on time. It does not depend on the  frame
  7604. rate of your camera.
  7605.  
  7606. Many users have already created scenes for POV-Ray 2 that expect clock values
  7607. over a range other than the default 0.0 to 1.0. For this  reason  we  provide
  7608. the Initial_Clock =n.n or +KI n.n and Final_Clock =n.n or  +KF  n.n  options.
  7609. For  example  to  run  the  clock  from  25.0  to  75.0  you  would  specify
  7610. Initial_Clock =25.0 and Final_Clock =75.0. Then the clock  would  be  set  to
  7611. 25.0 for the initial frame and 75.0 for the  final  frame.  Inbetween  frames
  7612. would have clock values interpolated from 25.0 through 75.0 proportionally.
  7613.  
  7614. Users who are accustomed to using frame  numbers  rather  than  clock  values
  7615. could specify Initial_Clock =1.0 and Final_Clock =10.0  and  Frame_Final  =10
  7616. for a 10 frame animation.
  7617.  
  7618. For new  scenes,  we  recommend  you  do  not  change  the  Initial_Clock  or
  7619. Final_Clock from their default 0.0 to 1.0 values. If you want  the  clock  to
  7620. vary over a different range than the default 0.0 to  1.0,  we  recommend  you
  7621. handle this inside your scene file as follows...
  7622.  
  7623.   #declare Start    = 25.0
  7624.   #declare End      = 75.0
  7625.   #declare My_Clock = Start+(End-Start)*clock
  7626.  
  7627.  
  7628. Then use My_Clock in the scene description. This keeps  the  critical  values
  7629. 25.0 and 75.0 in your .pov file.
  7630.  
  7631. Note that more details concerning the inner workings of  the  animation  loop
  7632. are in  the  section  on  shell-out  operating  system  commands  in  section
  7633. "Shell-out to Operating System" .
  7634.  
  7635. 6.2.1.3          Subsets of Animation Frames
  7636.  
  7637.   Subset_Start_Frame=n   Set subset starting frame to n
  7638.   Subset_Start_Frame=0.n Set subset starting frame to n percent
  7639.   Subset_End_Frame=n     Set subset ending frame to n
  7640.   Subset_End_Frame=0.n   Set subset ending frame to n percent
  7641.   +SFn or +SF0.n         Same as Subset_Start_Frame
  7642.   +EFn or +EF0.n         Same as Subset_End_Frame
  7643.  
  7644.  
  7645. When creating a long animation, it may be handy to render only a  portion  of
  7646. the animation to see what it looks like. Suppose you have 100 frames but only
  7647. want to render frames 30  through  40.  If  you  set  Initial_Frame  =30  and
  7648. Final_Frame =40 then the clock would vary from 0.0  to  1.0  from  frames  30
  7649. through 40 rather than 0.30 through 0.40 as it should. Therefore  you  should
  7650. leave Initial_Frame =1 and Final_Frame =100 and  use  Subset_Start_Frame  =30
  7651. and Subset_End_Frame =40 to selectively render part  of  the  scene.  POV-Ray
  7652. will then properly compute the clock values.
  7653.  
  7654. Usually you will specify the subset using the actual  integer  frame  numbers
  7655. however an alternate form of the subset commands takes a float value  in  the
  7656. range 0.0 <=n.nnn <=1.0 which is interpreted  as  a  fraction  of  the  whole
  7657. animation. For example, Subset_Start_Frame =0.333 and Subset_End_Frame =0.667
  7658. would render the middle 1/3rd of a  sequence  regardless  of  the  number  of
  7659. frames.
  7660.  
  7661. 6.2.1.4          Cyclic Animation
  7662.  
  7663.   Cyclic_Animation=bool Turn cyclic animation on/off
  7664.   +KC                   Turn cyclic animation on
  7665.   -KC                   Turn cyclic animation off
  7666.  
  7667.  
  7668. Many computer animation sequences are designed to  be  run  in  a  continuous
  7669. loop. Suppose you have an object that rotates exactly 360  degrees  over  the
  7670. course of your animation and you did rotate 360*clock*y to do  so.  Both  the
  7671. first and last frames would be identical. Upon  playback  there  would  be  a
  7672. brief one frame jerkiness. To eliminate this problem you need to  adjust  the
  7673. clock so that the last frame does not match the  first.  For  example  a  ten
  7674. frame cyclic animation should not use clock 0.0 to 1.0. It  should  run  from
  7675. 0.0 to 0.9 in 0.1 increments. However if you change to 20  frames  it  should
  7676. run from 0.0 to 0.95 in 0.05 increments. This complicates things because  you
  7677. would have to change the final clock value every time you changed Final_Frame
  7678. .  Setting  Cyclic_Animation  =on  or  using  +KC  will  cause  POV-Ray   to
  7679. automatically adjust the final clock value for cyclic animation regardless of
  7680. how many total frames. The default value for this setting is off.
  7681.  
  7682. 6.2.1.5          Field Rendering
  7683.  
  7684.   Field_Render=bool Turn field rendering on/off
  7685.   Odd_Field=bool    Set odd field flag
  7686.   +UF               Turn field rendering on
  7687.   -UF               Turn field rendering off
  7688.   +UO               Set odd field flag on
  7689.   -UO               Set odd field flag off
  7690.  
  7691.  
  7692. Field rendering is sometimes used for animations when the animation is  being
  7693. output for television. TVs only display alternate scan lines on each vertical
  7694. refresh. When each frame is being displayed the fields are interlaced to give
  7695. the impression of a higher resolution image. The even scan lines make up  the
  7696. even field, and are drawn first (i. e. scan lines 0, 2, 4, etc.), followed by
  7697. the odd field, made up of the odd numbered scan lines are  drawn  afterwards.
  7698. If objects in an animation are moving  quickly,  their  position  can  change
  7699. noticably from one field to the next. As a result, it  may  be  desirable  in
  7700. these cases to have POV-Ray render alternate fields at the actual field  rate
  7701. (which is twice the frame rate), rather than rendering  full  frames  at  the
  7702. normal frame rate. This would save a great deal of time compared to rendering
  7703. the entire animation at twice the frame rate, and then  only  using  half  of
  7704. each frame.
  7705.  
  7706. By default, field rendering is not used. Setting Field_Render  =on  or  using
  7707. +UF will cause alternate frames in an animation to be only the  even  or  odd
  7708. fields of an animation. By default,  the  first  frame  is  the  even  field,
  7709. followed by the odd field. You can have POV-Ray render the odd field first by
  7710. specifying Odd_Field =on, or by using the +UO switch.
  7711.  
  7712. 6.2.2            Output Options
  7713.  
  7714.  
  7715. 6.2.2.1          General Output Options
  7716.  
  7717.  
  7718. 6.2.2.1.1        Height and Width of Output
  7719.  
  7720.   Height=n Set screen height to n
  7721.   Width=n  Sets screen width to n pixels
  7722.   +Hn      Same as Height=n (when n > 8)
  7723.   +Wn      Same as Width=n
  7724.  
  7725.  
  7726. These switches set the  height  and  width  of  the  image  in  pixels.  This
  7727. specifies the image size for file output. The preview display,  if  on,  will
  7728. generally attempt to pick a video mode  to  accommodate  this  size  but  the
  7729. display settings do not in any way affect the resulting file output.
  7730.  
  7731. 6.2.2.1.2        Partial Output Options
  7732.  
  7733.   Start_Column=n   Set first column to n
  7734.   Start_Column=0.n Set first column to n percent of width
  7735.   +SCn or +SC0.n   Same as Start_Column
  7736.   Start_Row=n      Set first row to n pixels
  7737.   Start_Row=0.n    Set first row to n percent of height
  7738.   +SRn or +Sn      Same as Start_Row=n
  7739.   +SR0.n or +S0.n  Same as Start_Row=0.n
  7740.   End_Column=n     Set last column to n pixels
  7741.   End_Column=0.n   Set last column to n percent of width
  7742.   +ECn or +EC0.n   Same as End_Column
  7743.   End_Row=n        Set last row to n pixels
  7744.   End_Row=0.n      Set last row to n percent of height
  7745.   +ERn or +En      Same as End_Row=n
  7746.   +ER0.n or +E0.n  Same as End_Row=0.n
  7747.  
  7748.  
  7749. When doing  test  rendering  it  is  often  convenient  to  define  a  small,
  7750. rectangular sub-section of the whole screen so you can quickly check out  one
  7751. area of the image. The Start_Row ,  End_Row  ,  Start_Column  and  End_Column
  7752. options allow you to define the subset  area  to  be  rendered.  The  default
  7753. values are the full size of the image from (1,1) which is the upper  left  to
  7754. (w,h) on the lower right where w and h are the Width =n and Height =n  values
  7755. you have set.
  7756.  
  7757. Note if the number specified is greater than 1 then it is interpreted  as  an
  7758. absolute row or column number in pixels. If it is a decimal value between 0.0
  7759. and 1.0 then it is interpreted as a percent of the total width or  height  of
  7760. the image. For example: Start_Row =0.75 and Start_Column =0.75  starts  on  a
  7761. row 75% down from the top at a column 75% from the left. Thus it renders only
  7762. the lower-right 25% of the  image  regardless  of  the  specified  width  and
  7763. height.
  7764.  
  7765. The +SR ,  +ER  ,  +SC  and  +EC  switches  work  in  the  same  way  as  the
  7766. corresponding INI-style settings for both absolute settings  or  percentages.
  7767. Early versions of POV-Ray allowed only start and end  rows  to  be  specified
  7768. with +S n and +E n so they are still supported in addition to +SR and +ER .
  7769.  
  7770. 6.2.2.1.3        Interrupting Options
  7771.  
  7772.   Test_Abort=bool    Turn test for user abort on/off
  7773.   +X                 Turn test abort on
  7774.   -X                 Turn test abort off
  7775.   Test_Abort_Count=n Set to test for abort every n pixels
  7776.   +Xn                Set to test for abort every n pixels on
  7777.   -Xn                Set to test for  abort  off  (in  future  test  every  n
  7778.                      pixels)
  7779.  
  7780.  
  7781. On some operating systems once you start a rendering you must let it  finish.
  7782. The Test_Abort =on option or +X switch causes POV-Ray to  test  the  keyboard
  7783. for keypress. If you have pressed a key, it will generate a  controlled  user
  7784. abort. Files will be flushed and closed but only data through the  last  full
  7785. row of pixels is saved. POV-Ray exits with an error code 2 (normally  POV-Ray
  7786. returns 0 for a successful run or 1 for a fatal error).
  7787.  
  7788. When this option is on, the keyboard is polled on every  line  while  parsing
  7789. the scene file and on  every  pixel  while  rendering.  Because  polling  the
  7790. keyboard can slow down a rendering, the Test_Abort_Count =n option  or  +X  n
  7791. switch causes the test to be performed only every n pixels rendered or  scene
  7792. lines parsed.
  7793.  
  7794. 6.2.2.1.4        Resuming Options
  7795.  
  7796.   Continue_Trace=bool Sets continued trace on/off
  7797.   +C                  Sets continued trace on
  7798.   -C                  Sets continued trace off
  7799.   Create_Ini=file     Generate an INI file to file
  7800.   Create_Ini=true     Generate file.ini where file is scene name.
  7801.   Create_Ini=false    Turn off generation of previously set file.ini
  7802.   +GIsss              Same as Create_Ini=sss
  7803.  
  7804.  
  7805. If you abort a render while it's in progress  or  if  you  used  the  End_Row
  7806. option to end the render prematurely, you can use Continue_Trace  =on  or  +C
  7807. option to continue the render later at the point where  you  left  off.  This
  7808. option reads in the previously generated output file,  displays  the  partial
  7809. image rendered so far, then proceeds with the ray-tracing. This option cannot
  7810. be used if file output is disabled with Output_to_file =off or -F .
  7811.  
  7812. The Continue_Trace option may not work if the Start_Row option has  been  set
  7813. to anything but the top of the file, depending on  the  output  format  being
  7814. used.
  7815.  
  7816. POV-Ray tries to figure out where to resume an interrupted trace  by  reading
  7817. any previously generated data in the specified output file. All file  formats
  7818. contain the image size,  so  this  will  override  any  image  size  settings
  7819. specified. Some file formats (namely TGA  and  PNG)  also  store  information
  7820. about where the file started (i. e. +SC n and +SR n  options),  alpha  output
  7821. +UA , and bit-depth +FN n, which will override these settings. It  is  up  to
  7822. the user to make sure that all other options are set the same as the original
  7823. render.
  7824.  
  7825. The Create_Ini option or +GI switch provides an easy way  to  create  an  INI
  7826. file with all of the rendering options, so you can re-run files with the same
  7827. options, or ensure you have all the same options when resuming.  This  option
  7828. creates an INI file with  every  option  set  at  the  value  used  for  that
  7829. rendering. This includes default values which you  have  not  specified.  For
  7830. example if you run POV-Ray with...
  7831.  
  7832.   POVRAY +Isimple.pov MYOPTS +GIrerun.ini MOREOPTS
  7833.  
  7834.  
  7835. POV-Ray will create a file called rerun.ini with all of the options  used  to
  7836. generate this scene. The file is not written  until  all  options  have  been
  7837. processed. This means that in  the  above  example,  the  file  will  include
  7838. options from both myopts.ini and moreopts.ini despite the fact that  the  +GI
  7839. switch is specified between them. You may now re-run the scene with...
  7840.  
  7841.   POVRAY RERUN
  7842.  
  7843.  
  7844. or resume an interrupted trace with
  7845.  
  7846.   POVRAY RERUN +C
  7847.  
  7848.  
  7849. If you add other switches with the rerun.ini reference, they will be included
  7850. in future re-runs because the file is re-written every time you use it.
  7851.  
  7852. The Create_Ini option  is  also  useful  for  documenting  how  a  scene  was
  7853. rendered. If you render waycool.pov with Create_Ini =on then it will create a
  7854. file waycool.ini that you could distribute along  with  your  scene  file  so
  7855. other users can exactly re-create your image.
  7856.  
  7857. 6.2.2.2          Display Output Options
  7858.  
  7859.  
  7860. 6.2.2.2.1        Display Hardware Settings
  7861.  
  7862.   Display=bool      Turns graphic display on/off
  7863.   +D                Turns graphic display on
  7864.   -D                Turns graphic display off
  7865.   Video_Mode=x      Set video mode to 'x'; does not affect on/off
  7866.   +Dx               Set display on; Set mode to 'x'
  7867.   -Dx               Set display off; but for future use mode 'x'
  7868.   Palette=y         Set display palette to 'y'; does not affect on/off
  7869.   +Dxy              Set display on; Set mode 'x'; Set palette 'y'
  7870.   -Dxy              Set display off; use mode 'x', palette 'y' in future
  7871.   Display_Gamma=n.n Sets the display gamma to n.n
  7872. %%% LATEX-ONLY \begin {LIST} {Display_Gamma =n.n} \item[ Display =bool] Turns
  7873. graphic display on/off \item[ +D ] Turns graphic display on \item[ -D ] Turns
  7874. graphic display off \item[] \item[ Video_Mode =x] Set video mode to x ;  does
  7875. not affect on/off \item[ +D x] Set display on; Set mode to x \item[ -D x] Set
  7876. display off; but for future use mode x \item[] \item[ Palette =y] Set display
  7877. palette to y ; d oes not affect on/off \item[ +D xy] Set display on; Set mode
  7878. x ; Set palette y \item[ -D xy] Set display off; use mode x ,  palette  y  in
  7879. future \item[ Display_Gamma =n.n] Sets the display gamma to n.n  \end  {LIST}
  7880. %%% END
  7881.  
  7882. The Display =on or +D switch will turn on the graphics display of  the  image
  7883. while it is being rendered. Even on some non-graphics  systems,  POV-Ray  may
  7884. display an 80  by  24  character  ASCII-Art  version  of  your  image.  Where
  7885. available, the display may be full, 24-bit true color. Setting  Display  =off
  7886. or using the -D switch will turn  off  the  graphics  display  which  is  the
  7887. default.
  7888.  
  7889. The Video_Mode =x option sets the display mode or hardware type chosen  where
  7890. x is a single digit or letter that is machine dependent (see section "Display
  7891. Types" for a description of the  modes  supported  by  the  MS-Dos  version).
  7892. Generally Video_Mode =0 means the default or an auto-detected setting  should
  7893. be used. When using switches, this character immediately follows the  switch.
  7894. For example the +D0 switch will turn on the graphics display in  the  default
  7895. mode.
  7896.  
  7897. The Palette =y option selects the palette to be used.  Typically  the  single
  7898. character parameter y is a digit which selects one of several fixed  palettes
  7899. or a letter such G for gray scale, H for 15-bit or 16-bit high color or T for
  7900. 24-bit true color. When using switches, this character is the  2nd  character
  7901. after the switch. For example the +D0T  switch  will  turn  on  the  graphics
  7902. display in the default mode with a true color palette.
  7903.  
  7904. The Display_Gamma =n.n setting is new with POV-Ray 3.0, and is not  available
  7905. as a command-line switch. The Display_Gamma setting overcomes the problem  of
  7906. images (whether ray-traced or not) having  different  brightness  when  being
  7907. displayed on different monitors, different video cards, and  under  different
  7908. operating systems. Note that the Display_Gamma is a  setting  based  on  your
  7909. computer's display hardware,  and  should  be  set  correctly  once  and  not
  7910. changed. The Display_Gamma INI setting works  in  conjunction  with  the  new
  7911. assumed_gamma global setting to ensure that POV scenes and  the  images  they
  7912. create look the same  on  all  systems.  See  section  "Assumed_Gamma"  which
  7913. describes  the  assumed_gamma  global  setting  and  describes  gamma   more
  7914. thoroughly.
  7915.  
  7916. While the Display_Gamma can be different for each system,  there  are  a  few
  7917. general rules that can be used for setting Display_Gamma if you don't know it
  7918. exactly. If the Display_Gamma keyword  does  not  appear  in  the  INI  file,
  7919. POV-Ray assumes that the display gamma  is  2.2.  This  is  because  most  PC
  7920. monitors have a gamma value in the range 1.6 to 2.6  (newer  models  seem  to
  7921. have a lower gamma value). MacOS has  the  ability  to  do  gamma  correction
  7922. inside the system software (based on a user  setting  in  the  gamma  control
  7923. panel). If the gamma control panel is turned off, or is  not  available,  the
  7924. default Macintosh system gamma is 1.8. Some high-end PC graphics cards can do
  7925. hardware gamma correction and should use the current  Display_Gamma  setting,
  7926. usually 1.0. A gamma test image is also available to help users to set  their
  7927. Display_Gamma accurately.
  7928.  
  7929. For scene files  that  do  not  have  an  assumed_gamma  global  setting  the
  7930. Display_Gamma will not have any affect on the preview output  of  POV-Ray  or
  7931. for most output file formats. However, the Display_Gamma value is  used  when
  7932. creating PNG format output files, and also when rendering the POV-Ray example
  7933. files (because they have an assumed_gamma ), so it should still be  correctly
  7934. set for your system to ensure proper results.
  7935.  
  7936. 6.2.2.2.2        Display Related Settings
  7937.  
  7938.   Pause_When_Done=bool Sets pause when done on/off
  7939.   +P                   Sets pause when done on
  7940.   -P                   Sets pause when done off
  7941.   Verbose=bool         Set verbose messages on/off
  7942.   +V                   Set verbose messages on
  7943.   -V                   Set verbose messages off
  7944.   Draw_Vistas=bool     Turn draw vistas on/off
  7945.   +UD                  Turn draw vistas on
  7946.   -UD                  Turn draw vistas off
  7947.  
  7948.  
  7949. On some systems, when the image is complete, the graphics display is  cleared
  7950. and POV-Ray switches back into text mode to print the final statistics and to
  7951. exit. Normally when the graphics display is on, you want to look at the image
  7952. awhile before continuing. Using Pause_When_Done =on or +P causes  POV-Ray  to
  7953. pause in graphics mode until you to press a key to continue. The  default  is
  7954. not to pause ( -P ).
  7955.  
  7956. When the graphics display is not used,  it  is  often  desirable  to  monitor
  7957. progress of the rendering. Using Verbose =on or +V turns on verbose reporting
  7958. of your rendering progress. This reports the number  of  the  line  currently
  7959. being rendered, the elapsed time for the current frame and other information.
  7960. On some systems, this textual information  can  conflict  with  the  graphics
  7961. display. You may need to turn this off when the display is  on.  The  default
  7962. setting is off ( -V ).
  7963.  
  7964. The option Draw_Vistas =on  or  +UD  was  originally  a  debugging  help  for
  7965. POV-Ray's vista buffer feature but it was such fun we  decided  to  keep  it.
  7966. Vista buffering is a  spatial  sub-division  method  that  projects  the  2-D
  7967. extents of bounding boxes onto the viewing window. POV-Ray tests the 2-D x, y
  7968. pixel location against these rectangular areas  to  determine  quickly  which
  7969. objects, if any, the viewing ray will hit. This  option  shows  you  the  2-D
  7970. rectangles used. The default setting is off ( -UD ) because  the  drawing  of
  7971. the rectangles can take considerable time on complex scenes and it serves  no
  7972. critical purpose. See section "Automatic Bounding Control" for more details.
  7973.  
  7974. 6.2.2.2.3        Mosaic Preview
  7975.  
  7976.   Preview_Start_Size=n Set mosaic preview start size to n
  7977.   +SPn                 Same as Preview_Start_Size=n
  7978.   Preview_End_Size=n   Set mosaic preview end size to n
  7979.   +EPn                 Same as Preview_End_Size=n
  7980.  
  7981.  
  7982. Typically, while you are developing a scene, you will do many low  resolution
  7983. test renders to see if objects are placed properly. Often this low resolution
  7984. version doesn't give you sufficient detail and you have to render  the  scene
  7985. again at a higher resolution. A feature called  mosaic  preview  solves  this
  7986. problem by automatically rendering your image in several passes.
  7987.  
  7988. The early passes paint a rough overview  of  the  entire  image  using  large
  7989. blocks of pixels that look like mosaic tiles. The image is then refined using
  7990. higher resolutions on subsequent passes. This  display  method  very  quickly
  7991. displays the entire image at a low resolution, letting you look for any major
  7992. problems with the scene. As it refines the image, you can concentrate on more
  7993. details, like shadows and textures.  You  don't  have  to  wait  for  a  full
  7994. resolution render to find problems, since you  can  interrupt  the  rendering
  7995. early and fix the scene, or if things look good, you can let it continue  and
  7996. render the scene at high quality and resolution.
  7997.  
  7998. To use this feature you should first select a width and height value that  is
  7999. the highest resolution you will need. Mosaic preview is enabled by specifying
  8000. how big the mosaic blocks will be on the first pass using  Preview_Start_Size
  8001. =n or +SP n. The value n should be a number greater than zero that is a power
  8002. of two (1, 2, 4, 8, 16, 32, etc.) If it is not a power of  two,  the  nearest
  8003. power of two less than n is substituted. This sets the size of  the  squares,
  8004. measured in pixels. A value of 16 will draw every 16th pixel as a 16*16 pixel
  8005. square on the first pass. Subsequent passes will use half the previous  value
  8006. (such as 8*8, 4*4 and so on.)
  8007.  
  8008. The process continues until it reaches 1*1 pixels or  until  it  reaches  the
  8009. size you set with Preview_End_Size =n or +EP n. Again the value n should be a
  8010. number greater than zero that is a power of two and less  than  or  equal  to
  8011. Preview_Start_Size . If it is not a power of two, the nearest  power  of  two
  8012. less than n is substituted. The  default  ending  value  is  1.  If  you  set
  8013. Preview_End_Size to a value greater than 1 the mosaic passes will end  before
  8014. reaching 1*1, but POV-Ray will always finish with a 1*1. For example, if  you
  8015. want a  single  8*8  mosaic  pass  before  rendering  the  final  image,  set
  8016. Preview_Start_Size =8 and Preview_End_Size =8.
  8017.  
  8018. No file output is performed until the final 1*1 pass is reached. Although the
  8019. preliminary passes render only  as  many  pixels  as  needed,  the  1*1  pass
  8020. re-renders every pixel so that anti-aliasing and  file  output  streams  work
  8021. properly. This makes the scene take up to 25% longer  than  the  regular  1*1
  8022. pass to render, so it is suggested that mosaic preview not be used for  final
  8023. rendering. Also, the lack of file output until  the  final  pass  means  that
  8024. renderings which are interrupted before the  1*1  pass  can  not  be  resumed
  8025. without starting over from the beginning.
  8026.  
  8027. Future versions of POV-Ray will include some system  of  temporary  files  or
  8028. buffers which will eliminate these  inefficiencies  and  limitations.  Mosaic
  8029. preview is still a very useful feature for test renderings.
  8030.  
  8031. 6.2.2.3          File Output Options
  8032.  
  8033.   Output_to_File=bool Sets file output on/off
  8034.   +F                  Sets file output on (use default type)
  8035.   -F                  Sets file output off
  8036.  
  8037.  
  8038. By default, POV-Ray writes an image file to disk. When you are  developing  a
  8039. scene and doing test renders, the graphic preview may be sufficient. To  save
  8040. time and disk activity you may turn file output off with Output_to_File  =off
  8041. or -F .
  8042.  
  8043. 6.2.2.3.1        Output File Type
  8044.  
  8045.   Output_File_Type=x Sets file output format to 'x'
  8046.   +Fxn               Sets file output on; sets format 'x', depth 'n'
  8047.   -Fxn               Sets file output off; but  in  future  use  format  'x',
  8048.                      depth 'n'
  8049.   Output_Alpha=bool  Sets alpha output on/off
  8050.   +UA                Sets alpha output on
  8051.   -UA                Sets alpha output off
  8052.   Bits_Per_Color=n   Sets file output bits/color to 'n'
  8053.  
  8054.  
  8055. The default type of image file depends  on  which  platform  you  are  using.
  8056. MS-Dos and most  others  default  to  24-bit  uncompressed  Targa.  See  your
  8057. platform-specific documentation to see what your default file  type  is.  You
  8058. may select one of several different file types using Output_File_Type  =x  or
  8059. +F x where x is one of the following...
  8060.  
  8061.   +FC Compressed Targa-24 format (RLE, run length encoded)
  8062.   +FN New PNG (portable network graphics) format
  8063.   +FP Unix PPM format
  8064.   +FS System-specific such as Mac Pict or Windows BMP
  8065.   +FT Uncompressed Targa-24 format
  8066.  
  8067.  
  8068. Note that the obsolete +FD dump format and +FR raw format have  been  dropped
  8069. from POV-Ray 3.0 because they were rarely used and no longer necessary.  PPM,
  8070. PNG, and system specific formats have  been  added.  PPM  format  images  are
  8071. uncompressed, and have a simple text header, which makes it a widely portable
  8072. image format. PNG is a new image format designed not only to replace GIF, but
  8073. to improve on its shortcomings. PNG offers the highest compression  available
  8074. without loss for high quality applications, such as ray-tracing.  The  system
  8075. specific  format  depends  on  the  platform  used  and  is  covered  in  the
  8076. appropriate system specififc documentation.
  8077.  
  8078. Most of these formats output 24 bits per pixel with 8 bits for each  of  red,
  8079. green and blue data. PNG allows you to  optionally  specify  the  output  bit
  8080. depth from 5 to 16 bits for each of the red, green, and blue  colors,  giving
  8081. from 15 to 48 bits of color information per pixel. The default  output  depth
  8082. for all formats is 8 bits/color (16 million possible colors), but this may be
  8083. changed for PNG format files by setting Bits_Per_Color =n  or  by  specifying
  8084. +FN n, where n is the desired bit depth.
  8085.  
  8086. Specifying a smaller color depth like 5  bits/color  (32768  colors)  may  be
  8087. enough for people with 8- or 16-bit (256 or 65536 color) displays,  and  will
  8088. improve compression of the PNG file. Higher bit depths like 10 or 12  may  be
  8089. useful for video or publishing applications, and 16 bits/color  is  good  for
  8090. grayscale height field output (See section  "Height  Field"  for  details  on
  8091. height fields).
  8092.  
  8093. Targa format also allows 8 bits of alpha  transparency  data  to  be  output,
  8094. while PNG format allows 5 to 16 bits of alpha transparency data, depending on
  8095. the color bit depth as specified above. You may  turn  this  option  on  with
  8096. Output_Alpha =on or +UA . The default is off or -UA . See section "Using  the
  8097. Alpha Channel" for further details on transparency.
  8098.  
  8099. In addition to support for variable bit-depths, alpha channel, and  grayscale
  8100. formats, PNG files also store the Display_Gamma value so the  image  displays
  8101. properly on all systems (see  section  "Display  Hardware  Settings"  ).  The
  8102. hf_gray_16 global setting, as described in  section  "HF_Gray_16"  will  also
  8103. affect the type of data written to the output file.
  8104.  
  8105. 6.2.2.3.2        Output File Name
  8106.  
  8107.   Output_File_Name=file Sets output file to file
  8108.   +Ofile                Same as Output_File_Name=file
  8109.  
  8110.  
  8111. The default output filename is created from the scene name and  need  not  be
  8112. specified. The scene name is  the  input  name  with  all  drive,  path,  and
  8113. extension information stripped.  For  example  if  the  input  file  name  is
  8114. c:\povray3\mystuff\myfile.pov the scene name is myfile . The proper extension
  8115. is appended to the scene name based on the file type. For example  myfile.tga
  8116. or myfile.png might be used.
  8117.  
  8118. You may override the default output name using Output_File_Name = file or  +O
  8119. file . For example:
  8120.  
  8121.   Input_File_Name=myinput.pov
  8122.   Output_File_Name=myoutput.tga
  8123. %%%  BEGIN-LATEX   \begin   {QUOTE}   Input_File_Name   =   myinput.pov   \\
  8124. Output_File_Name = myoutput.tga \end {QUOTE} %%% END
  8125.  
  8126. If an output file name of "-" is specified (a single minus  sign),  then  the
  8127. image will be written to standard output, usually the screen. The output  can
  8128. then be piped into another program or to a GUI if desired.
  8129.  
  8130. 6.2.2.3.3        Output File Buffer
  8131.  
  8132.   Buffer_Output=bool Turn output buffering on/off
  8133.   +B                 Turn output buffering on
  8134.   -B                 Turn output buffering off
  8135.   Buffer_Size=n      Set output buffer size to 'n' kilobytes. If n  is  zero,
  8136.                      no buffering. If n < system default, the system  default
  8137.                      is used.
  8138.   +Bn                Turn buffer on, set size n
  8139.   -Bn                Turn buffer off, but for future set size n
  8140. %%% LATEX-ONLY  \begin  {LIST}  {Buffer_Output  =bool}  \item[  Buffer_Output
  8141. =bool] Turn output buffering on/off \item[ +B  ]  Turn  output  buffering  on
  8142. \item[ -B ] Turn output buffering off  \item[]  \item[  Buffer_Size  =n]  Set
  8143. output buffer size to n kilobytes. If n is zero, no buffering occurs. If n is
  8144. smaller than the default, the system default  is  used.  \item[  +B  n]  Turn
  8145. buffer on, set size n \item[ -B n] Turn buffer off, but for future set size n
  8146. \end {LIST} %%% END
  8147.  
  8148. The Buffer_Output and Buffer_Size options and the +B  switch  allows  you  to
  8149. assign large buffers to the output file. This  reduces  the  amount  of  time
  8150. spent writing to the disk. If this parameter is not specified, then  as  each
  8151. row of pixels is finished, the line is written to the file and  the  file  is
  8152. flushed. On most systems, this operation ensures that the file is written  to
  8153. the disk so that in the event of a system crash or other catastrophic  event,
  8154. at least a part of the picture has been stored properly  and  retrievable  on
  8155. disk. The default is not to use any buffer.
  8156.  
  8157. 6.2.2.4          CPU Utilization Histogram
  8158.  
  8159. The CPU utilization histogram is a  way  of  finding  out  where  POV-Ray  is
  8160. spending its rendering time, as well as  an  interesting  way  of  generating
  8161. heightfields. The histogram splits up the screen into a rectangular  grid  of
  8162. blocks. As POV-Ray renders the image, it calculates the  amount  of  time  it
  8163. spends rendering each pixel and then adds this time to  the  total  rendering
  8164. time for each grid block. When the rendering is complete, the histogram is  a
  8165. file which represents how much time was spent computing the  pixels  in  each
  8166. grid block.
  8167.  
  8168. Not all versions of POV-Ray allow the creation of histograms.  The  histogram
  8169. output is dependent on the file type and the system that POV-Ray is being run
  8170. on.
  8171.  
  8172. 6.2.2.4.1        File Type
  8173.  
  8174.   Histogram_Type=x Set histogram type to x (turn off if type is 'X')
  8175.   +HTx             Same as Histogram_Type=x
  8176.  
  8177.  
  8178. The histogram output file type is nearly the same as that used for the  image
  8179. output file types in "Output File Type" . The available histogram file  types
  8180. are as follows.
  8181.  
  8182.   +HTC Comma separated values (CSV) often used in spreadsheets
  8183.   +HTN New PNG (portable network graphics) format grayscale
  8184.   +HTP Unix PPM format
  8185.   +HTS System-specific such as Mac Pict or Windows BMP
  8186.   +HTT Uncompressed Targa-24 format (TGA)
  8187.   +HTX No histogram file output is generated
  8188.  
  8189.  
  8190. Note that +HTC does not generate a compressed Targa-24 format output file but
  8191. rather a text file with a comma-separated list of the time spent in each grid
  8192. block, in left-to-right and top-to bottom order. The units of time output  to
  8193. the CSV file are system dependent. See the system specific documentation  for
  8194. further details on the time units in CSV files.
  8195.  
  8196. The Targa and PPM format files are in the POV heightfield format (see "Height
  8197. Field" ), so the histogram information is stored in both the  red  and  green
  8198. parts of the image, which makes it unsuitable for viewing.  When  used  as  a
  8199. height field, lower values indicate less time spent calculating the pixels in
  8200. that block, while higher indicate more time spent in that block.
  8201.  
  8202. PNG format images are stored as grayscale images  and  are  useful  for  both
  8203. viewing the histogram data as well as for use as a heightfield. In PNG files,
  8204. the darker (lower) areas indicate less time spent in that grid  block,  while
  8205. the brighter (higher) areas indicate more time spent in that grid block.
  8206.  
  8207. 6.2.2.4.2        File Name
  8208.  
  8209.   Histogram_Name=file Set histogram name to file
  8210.   +HNfile             Same as Histogram_Name=file
  8211.  
  8212.  
  8213. The histogram file name is the name  of  the  file  in  which  to  write  the
  8214. histogram data. If the  file  name  is  not  specified  it  will  default  to
  8215. histgram.ext , where ext is based on the file type specified previously. Note
  8216. that if the histogram name is specified the file name extension should  match
  8217. the file type.
  8218.  
  8219. 6.2.2.4.3        Grid Size
  8220.  
  8221.   Histogram_Grid_Size=xx.yy Set histogram grid to xx by yy
  8222.   +HSxx.yy                  Same as Histogram_Grid_Size=xx.yy
  8223.  
  8224.  
  8225. The histogram grid size gives the number of times the image is  split  up  in
  8226. both the horizontal and vertical directions. For example
  8227.  
  8228.   povray +Isample +W640 +H480 +HTN +HS160.120 +HNhistogrm.png
  8229. %%% LATEX-ONLY \subsection {Scene  Parsing  Options}  \label  {Scene  Parsing
  8230. Options} %%% END
  8231.  
  8232. POV-Ray reads in your scene file and processes it to create an internal model
  8233. of your scene. The process is called parsing . As your file is  parsed  other
  8234. files may be read along the way. This section covers options concerning  what
  8235. to parse, where to find it and what version specific  assumptions  it  should
  8236. make while parsing it.
  8237.  
  8238. 6.2.2.5          Input File Name
  8239.  
  8240.   Input_File_Name=file Sets input file name to file
  8241.   +Ifile               Same as Input_File_Name=file
  8242.  
  8243.  
  8244. You will probably always set this option but if you do not the default  input
  8245. filename is object.pov . If you  do  not  have  an  extension  then  .pov  is
  8246. assumed. On case-sensitive operating systems both .pov and .POV are tried.  A
  8247. full   path   specification   may    be    used    (on    MS-Dos    systems
  8248. +Ic:\povray3\mystuff\BS myfile.pov is allowed for example).  In  addition  to
  8249. specifying the input file name this also establishes the scene name .
  8250.  
  8251. The scene name is the input name with drive, path and extension stripped.  In
  8252. the above example the scene name is myfile . This name is used  to  create  a
  8253. default output file name and it is referenced other places.
  8254.  
  8255. If you use "-" as the input file name the input will be  read  from  standard
  8256. input. Thus you can pipe a scene created by a program to POV-Ray  and  render
  8257. it without having a scene file.
  8258.  
  8259. Under MS-Dos you can try this feature by typing.
  8260.  
  8261.   type ANYSCENE.POV | povray +I-
  8262.  
  8263.  
  8264. 6.2.2.6          Library Paths
  8265.  
  8266.   Library_Path=path Add path to list of library paths
  8267.   +Lpath            Same as Library_Path=path
  8268.  
  8269.  
  8270. POV-Ray looks for files in the current directory. If it does not find a  file
  8271. it needs it looks in various other library  directories  which  you  specify.
  8272. POV-Ray does not search your operating system  path.  It  only  searches  the
  8273. current directory and directories which you specify  with  this  option.  For
  8274. example the standard include files are usually kept in one special directory.
  8275. You tell POV-Ray to look there with...
  8276.  
  8277.   Library_Path=c:\povray3\include
  8278.  
  8279.  
  8280. You must not specify any final path seperators ("\BS" or "/") at the end.
  8281.  
  8282. Multiple uses of this option switch do not override previous settings. Up  to
  8283. ten unique paths may be specified. If you specify the exact same  path  twice
  8284. it is only counts once. The current directory will be searched first followed
  8285. by the indicated library directories in the  order  in  which  you  specified
  8286. them.
  8287.  
  8288. 6.2.2.7          Language Version
  8289.  
  8290.   Version=n.n Set initial language compatibility to version n.n
  8291.   +MVn.n      Same as Version=n.n
  8292.  
  8293.  
  8294. While many language changes have been made for POV-Ray 3.0,  all  of  version
  8295. 2.0 syntax and most of version 1.0 syntax still works. Whenever  possible  we
  8296. try to maintain backwards compatibility. One feature introduced in  2.0  that
  8297. was  incompatible  with  any  1.0  scene  files  is  the  parsing  of  float
  8298. expressions. Setting Version =1.0 or  using  +MV  1.0  turns  off  expression
  8299. parsing as well as many warning messages so that nearly all  1.0  files  will
  8300. still work. The changes between 2.0 and 3.0 are  not  as  extensive.  Setting
  8301. Version =2.0 is only necessary to eliminate some warning messages.  Naturally
  8302. the default setting for this option is Version =3.0.
  8303.  
  8304. The #version language directive can also be  used  to  change  modes  several
  8305. times within scene files. The above options affect only the initial  setting.
  8306. See  "Version  Directive"  for  more  details  about  the  language  version
  8307. directive.
  8308.  
  8309. 6.2.2.8          Removing User Bounding
  8310.  
  8311.   Remove_Bounds=bool Turn unnecessary bounds removal on/off
  8312.   +UR                Turn unnecessary bounds removal on
  8313.   -UR                Turn unnecessary bounds removal off
  8314.   Split_Unions=bool  Turn split bounded unions on/off
  8315.   +SU                Turn split bounded unions on
  8316.   -SU                Turn split bounded unions off
  8317.  
  8318.  
  8319. Early versions of POV-Ray had no system  of  automatic  bounding  or  spatial
  8320. sub-division to speed up ray-object intersection tests. Users had to manually
  8321. create bounding boxes to  speed  up  the  rendering.  POV-Ray  3.0  has  more
  8322. sophisticated automatic bounding than any previous version. In many cases the
  8323. manual bounding on older scenes is slower than  the  new  automatic  systems.
  8324. Therefore POV-Ray removes manual bounding when it knows it will help. In rare
  8325. instances you may want to keep manual bounding. Some older scenes incorrectly
  8326. used bounding when they should have used clipping.  If  POV-Ray  removes  the
  8327. bounds in these scenes the image  will  not  look  right.  To  turn  off  the
  8328. automatic removal of manual bounds you should specify Remove_Bounds  =off  or
  8329. use -UR . The default is Remove_Bounds =on.
  8330.  
  8331. One area where the jury is still out is the  splitting  of  manually  bounded
  8332. unions. Unbounded unions are always split into their component parts so  that
  8333. automatic bounding works better. Most users do not bound unions because  they
  8334. know that doing so is usually slower. If you do manually  bound  a  union  we
  8335. presume you really want it bound. For safety sake we do not presume to remove
  8336. such bounds. If you want to remove  manual  bounds  from  unions  you  should
  8337. specify Split_Unions =on or use +SU . The default is Split_Unions =off.
  8338.  
  8339. 6.2.3            Shell-out to Operating System
  8340.  
  8341.   Pre_Scene_Command=s   Set command before entire scene
  8342.   Pre_Frame_Command=s   Set command before each frame
  8343.   Post_Scene_Command=s  Set command after entire scene
  8344.   Post_Frame_Command=s  Set command after each frame
  8345.   User_Abort_Command=s  Set command when user aborts POV-Ray
  8346.   Fatal_Error_Command=s Set command when POV-Ray has fatal error
  8347.  
  8348.  
  8349. Note that no + / - switches are available for these options. They  cannot  be
  8350. used from the command line. They may only be used from INI files.
  8351.  
  8352. POV-Ray offers you the opportunity to shell-out to the  operating  system  at
  8353. several key points to execute another program or batch file. Usually this  is
  8354. used to manage files created by the internal animation loop however the shell
  8355. commands are available for any scene. The CMD is a single line of text  which
  8356. is passed to the operating system to execute a program. For example
  8357.  
  8358.   Post_Scene_Command=tga2gif -d -m myfile
  8359.  
  8360.  
  8361. would use the utility tga2gif with  the  -d  and  -m  parameters  to  convert
  8362. myfile.tga to myfile.gif after the scene had finished rendering.
  8363.  
  8364. 6.2.3.1          String Substitution in Shell Commands
  8365.  
  8366. It could get cumbersome to  change  the  Post_Scene_Command  every  time  you
  8367. changed scene names. POV-Ray can substitute various values into a CMD  string
  8368. for you. For example:
  8369.  
  8370.   Post_Scene_Command=tga2gif -d -m %s
  8371.  
  8372.  
  8373. POV-Ray will substitute the %s with the scene name in the command. The  scene
  8374. name is the Input_File_Name or  +I  setting  with  any  drive,  directory  or
  8375. extension removed. For example:
  8376.  
  8377.   Input_File_Name=c:\povray3\scenes\waycool.pov
  8378.  
  8379.  
  8380. is stripped down to the scene name waycool which results in...
  8381.  
  8382.   Post_Scene_Command=tga2gif -d -m waycool
  8383.  
  8384.  
  8385. In an animation it may be necessary to have the exact output file  name  with
  8386. the frame number included. The string %o  will  substitute  the  output  file
  8387. name. Suppose you want to save your output files in a zip archive using pkzip
  8388. . You could do...
  8389.  
  8390.   Post_Frame_Command=pkzip -m %s %o
  8391.  
  8392.  
  8393. After rendering frame 12 of myscene.pov POV-Ray would shell to the  operating
  8394. system with " pkzip -m myscene mysce012.tga ". The -m switch in  pkzip  moves
  8395. mysce012.tga to myscene.zip and removes it from the directory. Note  that  %o
  8396. includes  frame  numbers  only  when  in  an  animation  loop.  During   the
  8397. Pre_Scene_Command and Post_Scene_Command there is  no  frame  number  so  the
  8398. original, unnumbered Output_File_Name  is  used.  Any  User_Abort_Command  or
  8399. Fatal_Error_Command not inside the loop will similarly give an unnumbered  %o
  8400. substitution.
  8401.  
  8402. Here is the complete list of substitutions available for a common string.
  8403.  
  8404.   %o Output file name with extension and embedded frame number if any
  8405.   %s Scene name derived by stripping path and ext from input name
  8406.   %n Frame number of this frame
  8407.   %k Clock value of this frame
  8408.   %h Height of image in pixels
  8409.   %w Width of image in pixels
  8410.   %% A single % sign.
  8411.  
  8412. 6.2.3.2          Shell Command Sequencing
  8413.  
  8414. Here is the sequence of events in an animation loop. Non-animated scenes work
  8415. the exact same way except there is no loop.
  8416.  
  8417.   1)  Process all INI file keywords and command line switches just once.
  8418.   2)  Open any text output streams and do Create_INI if any.
  8419.   3)  Execute Pre_Scene_Command if any.
  8420.   4)  Loop through frames (or just do once on non-animation).
  8421.       a)  Execute Pre_Frame_Command if any.
  8422.       b)  Parse entire scene file, open output file and read settings,
  8423.           turn on display, render the frame, destroy all objects,
  8424.           textures etc., close output file, close display.
  8425.       c)  Execute Post_Frame_Command if any.
  8426.       d)  Go back to 4 a until all frames are done.
  8427.   5)  Execute Post_Scene_Command if any.
  8428.   6)  Exit POV-Ray.
  8429.  
  8430.  
  8431. If the user  interrupts  processing  the  User_Abort_Command  ,  if  any,  is
  8432. executed. User aborts can only occur during the parsing and  rendering  parts
  8433. of step 4 a above.
  8434.  
  8435. If a fatal error occurs that POV-Ray notices  the  Fatal_Error_Command  ,  if
  8436. any, is executed. Sometimes an unforeseen bug or memory error could  cause  a
  8437. total crash of the program in which case there is no  chance  to  shell  out.
  8438. Fatal errors can occur just about anywhere including during the processing of
  8439. switches or INI files. If a fatal error occurs before POV-Ray  has  read  the
  8440. Fatal_Error_Command string then obviously no shell can occur.
  8441.  
  8442. Note that the entire scene is re-parsed for every frame. Future  versions  of
  8443. POV-Ray may allow you to hold over parts of a scene from  one  frame  to  the
  8444. next but for now it starts from  scratch  every  time.  Note  also  that  the
  8445. Pre_Frame_Command occurs before the scene is parsed. You might  use  this  to
  8446. call some custom scene generation utility before  each  frame.  This  utility
  8447. could rewrite your .pov or .inc files if needed. Perhaps  you  will  want  to
  8448. generate new .gif or .tga files for image  maps  or  height  fields  on  each
  8449. frame.
  8450.  
  8451. 6.2.3.3          Shell Command Return Actions
  8452.  
  8453.   Pre_Scene_Return=s   Set pre scene return actions
  8454.   Pre_Frame_Return=s   Set pre frame return actions
  8455.   Post_Scene_Return=s  Set post scene return actions
  8456.   Post_Frame_Return=s  Set post frame return actions
  8457.   User_Abort_Return=s  Set user abort return actions
  8458.   Fatal_Error_Return=s Set fatal return actions
  8459.  
  8460.  
  8461. Note that no + / - switches are available for these options. They  cannot  be
  8462. used from the command line. They may only be used from INI files.
  8463.  
  8464. Most operating systems allow application programs to return an error code  if
  8465. something goes wrong. When POV-Ray executes a shell command it can  make  use
  8466. of this error code returned from the shell process and take some  appropriate
  8467. action if the code is zero or non-zero. POV-Ray itself returns such codes. It
  8468. returns 0 for success, 1 for fatal error and 2 for user abort.
  8469.  
  8470. The actions are designated by a single letter in the different ..._Return  =s
  8471. options. The possible actions are:
  8472.  
  8473.   I ignore the code
  8474.   S skip one step
  8475.   A all steps skipped
  8476.   Q quit POV-Ray immediately
  8477.   U generate a user abort in POV-Ray
  8478.   F generate a fatal error in POV-Ray
  8479.  
  8480.  
  8481. For example if your Pre_Frame_Command calls a program  which  generates  your
  8482. height field data and that utility fails then it will return a non-zero code.
  8483. We would probably want POV-Ray to abort as well. The option  Pre_Frame_Return
  8484. =F will cause POV-Ray to do a fatal abort if the Pre_Frame_Command returns  a
  8485. non-zero code.
  8486.  
  8487. Sometimes a non-zero code from the external process is a good thing.  Suppose
  8488. you want to test if a frame has already been rendered. You could  use  the  S
  8489. action to skip this frame if the file is  already  rendered.  Most  utilities
  8490. report an error if the file is not found. For example the  command  pkzip  -v
  8491. myscene mysce012.tga tells pkzip you want to view the catalog of  myscene.zip
  8492. for the file mysce012.tga . If the file isn't in the archive pkzip returns  a
  8493. non-zero code.
  8494.  
  8495. However we want to skip if the file is found. Therefore we  need  to  reverse
  8496. the action so it skips on zero and doesn't skip on non-zero. To  reverse  the
  8497. zero vs. non-zero triggering of an action precede it with a "-" sign (note  a
  8498. "!" will also work since it is used in many programming languages as a negate
  8499. operator).
  8500.  
  8501. Pre_Frame_Return= S will skip if the code shows  error  (non-zero)  and  will
  8502. proceed normally on no error (zero). Pre_Frame_Return =-S will skip if  there
  8503. is no error (zero) and will proceed normally if there is an error (non-zero).
  8504.  
  8505.  
  8506. The default for all shells is I which means that the return action is ignored
  8507. no matter what. POV-Ray simply proceeds with whatever it was doing before the
  8508. shell command. The other actions depend upon the context.  You  may  want  to
  8509. refer back to the animation loop sequence chart in the previous section.  The
  8510. action for each shell is as follows.
  8511.  
  8512. On return from any User_Abort_Command if there is an action triggered and you
  8513. have specified...
  8514.  
  8515.   F             then turn  this  user  abort  into  a  fatal  error.  Do  the
  8516.                 Fatal_Error_Command, if any. Exit POV-Ray with error code  1.
  8517.  
  8518.   S, A, Q, or U then proceed with the user abort.  Exit  POV-Ray  with  error
  8519.                 code 2.
  8520.  
  8521.  
  8522. On return from any Fatal_Error_Command proceed with the fatal error no matter
  8523. what. Exit POV-Ray with error code 1. On return from any Pre_Scene_Command  ,
  8524. Pre_Frame_Command , Post_Frame_Command or Post_Scene_Commands if there is  an
  8525. action triggered and you have specified...
  8526.  
  8527.   F then generate a fatal error. Do the  Fatal_Error_Command,  if  any.  Exit
  8528.     POV-Ray with an error code 1.
  8529.   U then generate a user abort.  Do  the  User_Abort_Command,  if  any.  Exit
  8530.     POV-Ray with an error code 2.
  8531.   Q then quit POV-Ray immediately. Acts as though POV-Ray never  really  ran.
  8532.     Do no further shells, (not even Post_Scene_Command) and exit POV-Ray with
  8533.     an error code 0.
  8534.  
  8535.  
  8536. On return from a Pre_Scene_Command if there is an action  triggered  and  you
  8537. have specified...
  8538.  
  8539.   S then skip rendering all frames. Acts as though the  scene  completed  all
  8540.     frames normally. Do not do any Pre_Frame_Command or  Post_Frame_Commands.
  8541.     Do the Post_Scene_Command, if any. Exit POV-Ray with error code 0. On the
  8542.     earlier chart this means skip step #4.
  8543.   A then skip all scene activity. Works exactly like Q quit. On  the  earlier
  8544.     chart this means skip to step #6.
  8545.  
  8546.  
  8547. On return from a Pre_Frame_Command if there is an action  triggered  and  you
  8548. have specified...
  8549.  
  8550.   S then skip only this frame. Acts as though this frame  never  existed.  Do
  8551.     not do the Post_Frame_Command.  Proceed  with  the  next  frame.  On  the
  8552.     earlier chart this means skip steps #4b and #4c but loop back  as  needed
  8553.     in #4d.
  8554.   A then skip rendering this frame and all remaining frames. Acts  as  though
  8555.      the  scene  completed  all  frames  normally.  Do  not  do  any  further
  8556.     Post_Frame_Commands. Do the Post_Scene_Command, if any. Exit POV-Ray with
  8557.     error code 0. On the earlier chart this means skip the rest  of  step  #4
  8558.     and proceed at step #5.
  8559.  
  8560.  
  8561. On return from a Post_Frame_Command if there is an action triggered  and  you
  8562. have specified...
  8563.  
  8564.   S then skip rendering all  remaining  frames.  Acts  as  though  the  scene
  8565.     completed all frames normally. Do the Post_Scene_Command,  if  any.  Exit
  8566.     POV-Ray with error code 0. On the earlier chart this means skip the  rest
  8567.     of step #4 and proceed at step #5.
  8568.   A same as S for this shell command.
  8569.  
  8570.  
  8571. On return from any Post_Scene_Command if there is an action triggered and you
  8572. have specified...
  8573.  
  8574.  
  8575. 6.2.4            Text Output
  8576.  
  8577. Text output is an important way that POV-Ray keeps you informed about what it
  8578. is going to do, what it is doing and what it did. New  to  POV-Ray  3.0,  the
  8579. program splits its text messages into 7 separate streams.  Some  versions  of
  8580. POV-Ray color codes the various types of text. Some  versions  allow  you  to
  8581. scroll back several pages of messages. All versions allow you to turn some of
  8582. these text streams off/on or to direct a copy of the text output  to  one  or
  8583. several files. This section details the options which give you  control  over
  8584. text output.
  8585.  
  8586. 6.2.4.1          Text Streams
  8587.  
  8588. There are seven distinct text streams that POV-Ray uses for output.  On  some
  8589. versions each stream is designated by a particular  color.  Text  from  these
  8590. streams are displayed whenever  it  is  appropriate  so  there  is  often  an
  8591. intermixing of the text. The distinction is only important if you  choose  to
  8592. turn some of the streams off or to direct some of the streams to text  files.
  8593. On some systems you may be able to review the streams separately in their own
  8594. scroll-back buffer.
  8595.  
  8596. Here is a description of each stream.
  8597.  
  8598. BANNER: } This stream  displays  the  program's  sign-on  banner,  copyright,
  8599. contributor's list, and some  help  screens.  It  cannot  be  turned  off  or
  8600. directed to a file because most of this text is displayed before any  options
  8601. or switches are read. Therefore you cannot use an option or switch to control
  8602. it. There are switches which display the help screens. They  are  covered  in
  8603. section "Help Screen Switches" .
  8604.  
  8605. DEBUG: } This stream displays debugging messages. It was  primarily  designed
  8606. for developers but this and other streams may also be used  by  the  user  to
  8607. display messages from within their scene files. See  "Text  Message  Streams"
  8608. for details on this feature. This stream may be turned off and/or directed to
  8609. a text file.
  8610.  
  8611. FATAL: } This stream displays fatal error  messages.  After  displaying  this
  8612. text, POV-Ray will terminate. When the error is a scene  parsing  error,  you
  8613. may be shown several lines of scene text that leads up  to  the  error.  This
  8614. stream may be turned off and/or directed to a text file.
  8615.  
  8616. RENDER: } This stream  displays  information  about  what  options  you  have
  8617. specified to render the scene. It includes  feedback  on  all  of  the  major
  8618. options such as scene name, resolution, animation settings, anti-aliasing and
  8619. others. This stream may be turned off and/or directed to a text file.
  8620.  
  8621. STATISTICS: } This stream displays statistics after a frame is  rendered.  It
  8622. includes information about the number of rays traced, the length of  time  of
  8623. the processing and other information. This stream may be  turned  off  and/or
  8624. directed to a text file.
  8625.  
  8626. STATUS: } This stream displays one-line status  messages  that  explain  what
  8627. POV-Ray is doing at the moment. On some systems this stream is displayed on a
  8628. status line at the bottom of the screen. This stream cannot be directed to  a
  8629. file because there is generally no need to. The text displayed by the Verbose
  8630. option or +V switch is output to this stream  so  that  part  of  the  status
  8631. stream may be turned off.
  8632.  
  8633. WARNING: } This stream displays warning messages during the parsing of  scene
  8634. files and other warnings. Despite the warning, POV-Ray can continue to render
  8635. the scene. You will be informed if POV-Ray has  made  any  assumptions  about
  8636. your scene so that it can proceed. In general any time you see a warning, you
  8637. should also assume that this means that future versions of POV-Ray  will  not
  8638. allow the warned action. Therefore you should attempt  to  eliminate  warning
  8639. messages so your scene will be able to run in  future  versions  of  POV-Ray.
  8640. This stream may be turned off and/or directed to a text file.
  8641.  
  8642. 6.2.4.2          Console Text Output
  8643.  
  8644.   Debug_Console=bool     Turn console display of debug info text on/off
  8645.   +GD                    Same as Debug_Console=On
  8646.   -GD                    Same as Debug_Console=Off
  8647.   Fatal_Console=bool     Turn console display of fatal error text on/off
  8648.   +GF                    Same as Fatal_Console=On
  8649.   -GF                    Same as Fatal_Console=Off
  8650.   Render_Console=bool    Turn console display of render info text on/off
  8651.   +GR                    Same as Render_Console=On
  8652.   -GR                    Same as Render_Console=Off
  8653.   Statistic_Console=bool Turn console display of statistic text on/off
  8654.   +GS                    Same as Statistic_Console=On
  8655.   -GS                    Same as Statistic_Console=Off
  8656.   Warning_Console=bool   Turn console display of warning text on/off
  8657.   +GW                    Same as Warning_Console=On
  8658.   -GW                    Same as Warning_Console=Off
  8659.   All_Console=bool       Turn on/off all debug, fatal, render, statistic  and
  8660.                          warning text to console.
  8661.   +GA                    Same as All_Console=On
  8662.   -GA                    Same as All_Console=Off
  8663.  
  8664.  
  8665. You may suppress the output to the console of the Debug , Fatal  ,  Render  ,
  8666. Statistic or Warning text streams. For  example  the  Statistic_Console  =off
  8667. option or the -GS switch can turn off the Statistic stream. Using on  or  +GS
  8668. you may turn it on again. You may also turn all five of these streams  on  or
  8669. off at once using the All_Console option or +GA switch.
  8670.  
  8671. Note that these options take effect immediately when specified. Obviously any
  8672. Error or Warning messages that might occur before the option is read are  not
  8673. be affected.
  8674.  
  8675. 6.2.4.3          Directing Text Streams to Files
  8676.  
  8677.   Debug_File=true      Echo debug info text to DEBUG.OUT
  8678.   Debug_File=false     Turn off file output of debug info
  8679.   Debug_File=file      Echo debug info text to file
  8680.   +GDfile              Both Debug_Console=On, Debug_File=file
  8681.   -GDfile              Both Debug_Console=Off, Debug_File=file
  8682.   Fatal_File=true      Echo fatal text to FATAL.OUT
  8683.   Fatal_File=false     Turn off file output of fatal
  8684.   Fatal_File=file      Echo fatal info text to file
  8685.   +GFfile              Both Fatal_Console=On, Fatal_File=file
  8686.   -GFfile              Both Fatal_Console=Off, Fatal_File=file
  8687.   Render_File=true     Echo render info text to RENDER.OUT
  8688.   Render_File=false    Turn off file output of render info
  8689.   Render_File=file     Echo render info text to file
  8690.   +GRfile              Both Render_Console=On, Render_File=file
  8691.   -GRfile              Both Render_Console=Off, Render_File=file
  8692.   Statistic_File=true  Echo statistic text to STATS.OUT
  8693.   Statistic_File=false Turn off file output of statistics
  8694.   Statistic_File=file  Echo statistic text to file
  8695.   +GSFile              Both Statistic_Console=On, Statistic_File=file
  8696.   -GSFile              Both Statistic_Console=Off, Statistic_File=file
  8697.   Warning_File=true    Echo warning info text to WARNING.OUT
  8698.   Warning_File=false   Turn off file output of warning info
  8699.   Warning_File=file    Echo warning info text to file
  8700.   +GWfile              Both Warning_Console=On, Warning_File=file
  8701.   -GWfile              Both Warning_Console=Off, Warning_File=file
  8702.   All_File=true        Echo all debug, fatal, render, statistic  and  warning
  8703.                        text to ALLTEXT.OUT
  8704.   All_File=false       Turn off file output  of  all  debug,  fatal,  render,
  8705.                        statistic and warning text
  8706.   All_File=file        Echo all debug, fatal, render, statistic  and  warning
  8707.                        text to file
  8708.   +GAfile              Both All_Console=On, All_File=file
  8709.   -GAfile              Both All_Console=Off, All_File=file
  8710.  
  8711.  
  8712. You may direct a copy of the text streams to a text  file  for  the  Debug  ,
  8713. Fatal ,  Render  ,  Statistic  or  Warning  text  streams.  For  example  the
  8714. Statistic_File =s option or the +GS s switch. If the string s is true or  any
  8715. of the other valid true strings then that stream is redirected to a file with
  8716. a default name. Valid true values are true , yes , on or 1 . If the value  is
  8717. false the direction to a text file is turned  off.  Valid  false  values  are
  8718. false , no , off or 0 . Any other string specified turns on file  output  and
  8719. the string is interpreted as the output file name.
  8720.  
  8721. Similarly you may specify such a true, false or  file  name  string  after  a
  8722. switch such as +GS file. You may also direct all five  streams  to  the  same
  8723. file using the All_File option or +GA switch. You may not  specify  the  same
  8724. file for two or more streams because POV-Ray will fail when it tries to  open
  8725. or close the same file twice.
  8726.  
  8727. Note that these options take effect immediately when specified. Obviously any
  8728. Error or Warning messages that might occur before the option is read will not
  8729. be affected.
  8730.  
  8731. 6.2.4.4          Help Screen Switches
  8732.  
  8733.   +H or +?   Show help screen 0 if this is the only switch
  8734.   +H0 to +H8 Show help screen 0 to 8 if this is the only switch
  8735.   +?0 to +?8 Same as +H0 to +H8
  8736.  
  8737.  
  8738. Note that there are no INI style equivalents to these options.
  8739.  
  8740. Graphical interface versions of POV-Ray such as Mac or Windows have extensive
  8741. online help. Other versions of POV-Ray have only a few  quick-reference  help
  8742. screens. The +? switch, optionally followed by a single digit from  0  to  8,
  8743. will display these help screens to the Banner text stream.  After  displaying
  8744. the help screens, POV-Ray terminates. Because some operating systems  do  not
  8745. permit a question mark as a command line switch  you  may  also  use  the  +H
  8746. switch. Note however that this switch is also used to specify the  height  of
  8747. the image in pixels. Therefore the +H switch is only interpreted  as  a  help
  8748. switch if it is the only switch on the command line and if  the  value  after
  8749. the switch is less than or equal to 8.
  8750.  
  8751. 6.2.5            Tracing Options
  8752.  
  8753. There is more than one way to trace a ray. Sometimes  there  is  a  trade-off
  8754. between quality and speed. Sometimes options designed to make tracing  faster
  8755. can slow things down. This section covers options that tell  POV-Ray  how  to
  8756. trace rays with the appropriate speed and quality settings.
  8757.  
  8758. 6.2.5.1          Quality Settings
  8759.  
  8760.   Quality=n Set quality value to n (0 <= n <= 11)
  8761.   +Qn       Same as Quality=n
  8762.  
  8763.  
  8764. The Quality =n option or  +Q  n  switch  allows  you  to  specify  the  image
  8765. rendering quality. You may choose to lower the quality for test rendering and
  8766. raise it for final renders. The quality adjustments are made  by  eliminating
  8767. some of the calculations that are normally performed.  For  example  settings
  8768. below 4 do not render shadows. Settings below 8  do  not  use  reflection  or
  8769. refraction. The values correspond to the following quality levels:
  8770.  
  8771.   0,1 Just show quick colors. Use full ambient lighting  only.  Quick  colors
  8772.       are used only at 5 or below.
  8773.   2,3 Show specified diffuse and ambient light.
  8774.   4   Render shadows, but no extended lights.  5  Render  shadows,  including
  8775.       extended lights.
  8776.   6,7 Compute texture patterns.
  8777.   8   Compute reflected, refracted, and transmitted rays.
  8778.   9   Compute halos.
  8779.  
  8780.  
  8781. 6.2.5.2          Radiosity Setting
  8782.  
  8783.   +QR Turns radiosity on -QR Turns radiosity on
  8784.  
  8785.  
  8786. Radiosity   is   an   additional   calculation   which   computes   diffuse
  8787. inter-reflection. It is  an  extremely  slow  calculation  that  is  somewhat
  8788. experimental. The parameters which control  how  radiosity  calculations  are
  8789. performed are specified in the global_settings {radiosity {... }}  statement.
  8790. See "Radiosity" for further details.
  8791.  
  8792. 6.2.5.3          Automatic Bounding Control
  8793.  
  8794.   Bounding=bool        Turn bounding on/off
  8795.   +MB                  Turn bounding on; threshold 25 or prev. amt
  8796.   -MB                  Turn bounding off
  8797.   Bounding_Threshold=n Set bound threshold to n
  8798.   +MBn                 Turn bounding on; bound threshold to n
  8799.   -MBn                 Turn bounding off; for future threshold to n
  8800.   Light_Buffer=bool    Turn light buffer on/off
  8801.   +UL                  Turn light buffer on
  8802.   -UL                  Turn light buffer off
  8803.   Vista_Buffer=bool    Turn vista buffer on/off
  8804.   +UV                  Turn vista buffer on
  8805.   -UV                  Turn vista buffer off
  8806.  
  8807.  
  8808. POV-Ray uses a variety of spatial sub-division systems to speed up ray-object
  8809. intersection tests. The primary system uses a hierarchy  of  nested  bounding
  8810. boxes. This system compartmentalizes all  finite  objects  in  a  scene  into
  8811. invisible rectangular boxes that  are  arranged  in  a  tree-like  hierarchy.
  8812. Before testing the objects within the bounding boxes the  tree  is  descended
  8813. and only those objects are tested whose bounds are hit by  a  ray.  This  can
  8814. greatly improve rendering speed. However for scenes with only a  few  objects
  8815. the overhead of using a bounding system is not worth the effort. The Bounding
  8816. =off option or -MB switch allows you to force bounding off. The default value
  8817. is on.
  8818.  
  8819. The Bounding_Threshold =n or +MB n switch  allows  you  to  set  the  minimum
  8820. number of objects necessary before bounding is used. The default  is  +MB  25
  8821. which means that if your  scene  has  fewer  than  25  objects  POV-Ray  will
  8822. automatically  turn  bounding  off  because  the  overhead  isn't  worth  it.
  8823. Generally it's a good idea to use a much lower threshold like +MB 5.
  8824.  
  8825. Additionally POV-Ray uses systems known as vista buffers and light buffers to
  8826. further speed things up. These systems only work when bounding is on and when
  8827. there are a sufficient number of objects to meet the bounding threshold.  The
  8828. vista buffer is created by projecting the bounding  box  hierarchy  onto  the
  8829. screen and determining the rectangular areas that are covered by each of  the
  8830. elements in the hierarchy. Only those  objects  whose  rectangles  enclose  a
  8831. given pixel are tested by the primary viewing ray. The vista buffer can  only
  8832. be used with perspective and orthographic cameras  because  they  rely  on  a
  8833. fixed viewpoint and a reasonable projection (i. e.  straight  lines  have  to
  8834. stay straight lines after the projection).
  8835.  
  8836. The light buffer is created by enclosing each light source  in  an  imaginary
  8837. box and projecting the bounding box hierarchy onto each  of  its  six  sides.
  8838. Since this relies on a fixed light source, light buffers will not be used for
  8839. area lights.
  8840.  
  8841. Reflected and transmitted rays do not take advantage of the light  and  vista
  8842. buffer.
  8843.  
  8844. The default settings are Vista_Buffer =on or +UV and Light_Buffer =on or  +UL
  8845. . The option to turn these features off is  available  to  demonstrate  their
  8846. usefulness and as protection against unforeseen bugs which might exist in any
  8847. of these bounding systems.
  8848.  
  8849. In general, any finite object and many types of CSG of  finite  objects  will
  8850. properly respond to this bounding system. In addition blobs and meshes use an
  8851. additional internal bounding system. These systems are not  affected  by  the
  8852. above switch. They can be switched off using the appropriate  syntax  in  the
  8853. scene file (see "Blob" and "Mesh" for details). Text objects are  split  into
  8854. individual letters that are bounded using the bounding  box  hierarchy.  Some
  8855. CSG combinations of finite and infinite objects are also automatically bound.
  8856. The end result is that you will rarely need to add manual bounding objects as
  8857. was necessary in earlier versions of POV-Ray unless  you  use  many  infinite
  8858. objects.
  8859.  
  8860. 6.2.5.4          Anti-Aliasing Options
  8861.  
  8862.   Antialias=bool          Turns anti-aliasing on/off
  8863.   +A                      Turns aa on with threshold 0.3 or previous amount
  8864.   -A                      Turns anti-aliasing off
  8865.   Sampling_Method=n       Sets aa-sampling method (1 or 2)
  8866.   +AMn                    Same as Sampling_Method=n
  8867.   Antialias_Threshold=n.n Sets anti-aliasing threshold
  8868.   +An.n                   Sets aa on with aa-threshold at n.n
  8869.   -An.n                   Sets aa off (aa-threshold n.n in future)
  8870.   Jitter=bool             Sets aa-jitter on/off
  8871.   +J                      Sets aa-jitter on with 1.0 or previous amount
  8872.   -J                      Sets aa-jitter off
  8873.   Jitter_Amount=n.n       Sets aa-jitter amount to n.n. If n.n <= 0 aa-jitter
  8874.                           is set off
  8875.   +Jn.n                   Sets aa-jitter on; jitter amount to n.n. If n.n  <=
  8876.                           0 aa-jitter is set off
  8877.   -Jn.n                   Sets aa-jitter off (jitter amount n.n in future)
  8878.   Antialias_Depth=n       Sets aa-depth (1 <= n <= 9)
  8879.   +Rn                     Same as Antialias_Depth=n
  8880.  
  8881.  
  8882. The ray-tracing process is in effect a  discrete,  digital  sampling  of  the
  8883. image with typically one sample per pixel.  Such  sampling  can  introduce  a
  8884. variety of errors. This includes a jagged, stair-step appearance  in  sloping
  8885. or curved lines, a broken look for thin lines, moire patterns of interference
  8886. and lost detail or missing objects, which are so small  they  reside  between
  8887. adjacent pixels. The effect that is responsible for those  errors  is  called
  8888. aliasing .
  8889.  
  8890. Anti-aliasing is any technique used to  help  eliminate  such  errors  or  to
  8891. reduce the negative impact they have on the image. In general,  anti-aliasing
  8892. makes the ray-traced image look smoother . The Antialias  =on  option  or  +A
  8893. switch turns on POV-Ray's anti-aliasing system.
  8894.  
  8895. When anti-aliasing is turned on, POV-Ray attempts to  reduce  the  errors  by
  8896. shooting more than one viewing ray into each pixel and averaging the  results
  8897. to  determine  the  pixel's  apparent  color.  This  technique   is   called
  8898. super-sampling and can improve the appearance  of  the  final  image  but  it
  8899. drastically increases the time required to render a  scene  since  many  more
  8900. calculations have to be done.
  8901.  
  8902. POV-Ray gives you the option to  use  one  of  two  alternate  super-sampling
  8903. methods. The Sampling_Method =n option or +AM n switch  selects  non-adaptive
  8904. super-sampling (method 1) or adaptive super-sampling  (method  2).  Selecting
  8905. one of those methods does not turn anti-aliasing on. This has to be  done  by
  8906. using the +A command line switch or Antialias =on option.
  8907.  
  8908. } } }
  8909.  
  8910. In the default, non-adaptive method ( +AM 1), POV-Ray  initially  traces  one
  8911. ray per pixel. If the color of a pixel differs from  its  neighbors  (to  the
  8912. left or above) by more than a threshold value then the pixel is super-sampled
  8913. by shooting a given, fixed number of additional rays. The  default  threshold
  8914. is 0.3 but it may be changed using the Antialias_Threshold =n.n option.  When
  8915. the switches are used, the threshold may  optionally  follow  the  +A  .  For
  8916. example +A 0.1 turns anti-aliasing on and sets the threshold to 0.1.
  8917.  
  8918. The threshold comparison is computed as follows. If r_1, g_1,  b_1  and  r_2,
  8919. g_2, b_2 are the rgb components of two pixels  then  the  difference  between
  8920. pixels is computed by
  8921.  
  8922.   diff = abs(r1-r2) + abs(g1-g2) + abs(b1-b2).
  8923.  
  8924.  
  8925. If  this  difference  is  greater  than  the  threshold  both   pixels   are
  8926. super-sampled. The rgb values are in the range from 0.0 to 1.0 thus the  most
  8927. two pixels can differ is 3.0. If the  anti-aliasing  threshold  is  0.0  then
  8928. every pixel is super-sampled. If the threshold is 3.0 then  no  anti-aliasing
  8929. is done. Lower  threshold  means  more  anti-aliasing  and  less  speed.  Use
  8930. anti-aliasing for your final version of a picture, not the rough  draft.  The
  8931. lower the contrast, the  lower  the  threshold  should  be.  Higher  contrast
  8932. pictures can get away with higher tolerance values. Good values  seem  to  be
  8933. around 0.2 to 0.4.
  8934.  
  8935. When using the non-adaptive method, the default number  of  super-samples  is
  8936. nine per pixel, located on a 3*3 grid. The Antialias_Depth =n option or +R  n
  8937. switch controls the number of  rows  and  columns  of  samples  taken  for  a
  8938. super-sampled pixel. For example +R 4 would give 4*4=16 samples per pixel.
  8939.  
  8940. } }
  8941.  
  8942. The second, adaptive super-sampling method starts by tracing four rays at the
  8943. corners of each pixel. If the resulting colors differ more than the threshold
  8944. amount additional samples will be taken. This is done recursively, i. e.  the
  8945. pixel is divided into four sub-pixels that are separately traced  and  tested
  8946. for further subdivision. The advantage of this method is the  reduced  number
  8947. of rays that have to be traced. Samples that are common among adjacent pixels
  8948. and sub-pixels are stored  and  reused  to  avoid  re-tracing  of  rays.  The
  8949. recursive  character  of  this  method  makes  it  adaptive,   i.   e.   the
  8950. super-sampling concentrates on those parts of the pixel that are more  likely
  8951. to need super-sampling (see figure below).
  8952.  
  8953. Example of how the adpative super-sampling works.
  8954.  
  8955. The maximum number of subdivisions is specified  by  the  Antialias_Depth  =n
  8956. option or +R n switch. This is different from the  non-adaptive  method  were
  8957. the total number of  super-samples  is  specified.  A  maximum  number  of  n
  8958. subdivisions results in a maximum number of samples per pixel that  is  given
  8959. by the following table.
  8960.  
  8961.       Number of samples per    Maximum number of samples
  8962.       super-sampled pixel for  per super-sampled pixel for
  8963.  +Rn  the non-adaptive method  the adaptive method
  8964.   1                1                       9
  8965.   2                4                      25
  8966.   3                9                      81
  8967.   4               16                     289
  8968.   5               25                    1089
  8969.   6               36                    4225
  8970.   7               49                   16641
  8971.   8               64                   66049
  8972.   9               81                  263169
  8973.  
  8974.  
  8975. You should note that the maximum number of samples in the  adaptive  case  is
  8976. hardly ever reached for a given pixel. If the adaptive method is used with no
  8977. anti-aliasing each pixel will be the  average  of  the  rays  traced  at  its
  8978. corners. In most cases a recursion level of three is sufficient.
  8979.  
  8980. Another way to reduce aliasing artifacts  is  to  introduce  noise  into  the
  8981. sampling process. This is called jittering and works because the human visual
  8982. system is much more forgiving to noise than it is to  regular  patterns.  The
  8983. location of the super-samples is jittered  or  wiggled  a  tiny  amount  when
  8984. anti-aliasing is used. Jittering is used by default but it may be turned  off
  8985. with the Jitter =off option or -J switch. The amount of jittering can be  set
  8986. with the Jitter_Amount =n.n option. When using switches the jitter scale  may
  8987. be
  8988. specified after the +J switch. For  example  +J  0.5  uses  half  the  normal
  8989. jitter. The default amount of 1.0 is the maximum  jitter  which  will  insure
  8990. that all super-samples remain  inside  the  original  pixel.  Note  that  the
  8991. jittering noise is random and non-repeatable so you should avoid using jitter
  8992. in animation sequences as the  anti-aliased  pixels  will  vary  and  flicker
  8993. annoyingly from frame to frame.
  8994.  
  8995. If anti-aliasing is not used one sample per pixel is taken regardless of  the
  8996. super-sampling method specified.
  8997.  
  8998. 7                Scene Description Language
  8999.  
  9000. The Scene Description Language allows you to describe the world in a readable
  9001. and convenient way. Files are created in plain ASCII text using an editor  of
  9002. your choice. The input file name is specified  using  the  Input_File_Name  =
  9003. file option or +I file switch. By default the files have the extension .pov .
  9004. POV-Ray reads the file, processes it by creating an  internal  model  of  the
  9005. scene and then renders the scene.
  9006.  
  9007. The overall syntax of a scene is a file  that  contains  any  number  of  the
  9008. following items in any order.
  9009.  
  9010.    LANGUAGE_DIRECTIVES
  9011.    camera{ CAMERA_ITEMS }
  9012.    OBJECT_STATEMENTS
  9013.    ATMOSPHERE_STATEMENTS
  9014.    global_settings { GLOBAL_ITEMS }
  9015.  
  9016.  
  9017. See "Language Directives" , "Objects" , "Camera" , "Atmospheric Effects"  and
  9018. "Global Settings" for details.
  9019.  
  9020. 7.1              Language Basics
  9021.  
  9022. The POV-Ray language consists of  identifiers,  reserved  keywords,  floating
  9023. point expressions, strings, special symbols  and  comments.  The  text  of  a
  9024. POV-Ray scene file is free format. You may put statements on  separate  lines
  9025. or on the same line as you  desire.  You  may  add  blank  lines,  spaces  or
  9026. indentations as long as you do not split any keywords or identifiers.
  9027.  
  9028. 7.1.1            Identifiers and Keywords
  9029.  
  9030. POV-Ray allows you to define identifiers for later use in the scene file.  An
  9031. identifier may be 1 to 40 characters long. It may consist of upper  or  lower
  9032. case letters, the digits 0 through 9 or an underscore  character  ("_").  The
  9033. first  character  must  be  an  alphabetic  character.  The  declaration  of
  9034. identifiers is covered later.
  9035.  
  9036. POV-Ray has a number of reserved keywords which are listed below.
  9037.  
  9038.  
  9039. aa_level                 fog_offset           reciprocal
  9040. aa_threshold             fog_type             recursion_limit
  9041. abs                      frequency            red
  9042. acos                     gif                  reflection
  9043. acosh                    global_settings      refraction
  9044. adaptive                 glowing              render
  9045. adc_bailout              gradient             repeat
  9046. agate                    granite              rgb
  9047. agate_turb               gray_threshold       rgbf
  9048. all                      green                rgbft
  9049. alpha                    halo                 rgbt
  9050. ambient                  height_field         right
  9051. ambient_light            hexagon              ripples
  9052. angle                    hf_gray_16           rotate
  9053. aperture                 hierarchy            roughness
  9054. arc_angle                hollow               samples
  9055. area_light               hypercomplex         scale
  9056. asc                      if                   scallop_wave
  9057. asin                     ifdef                scattering
  9058. asinh                    iff                  seed
  9059. assumed_gamma            image_map            shadowless
  9060. atan                     incidence            sin
  9061. atan2                    include              sine_wave
  9062. atanh                    int                  sinh
  9063. atmosphere               interpolate          sky
  9064. atmospheric_attenuation  intersection         sky_sphere
  9065. attenuating              inverse              slice
  9066. average                  ior                  slope_map
  9067. background               irid                 smooth
  9068. bicubic_patch            irid_wavelength      smooth_triangle
  9069. black_hole               jitter               sor
  9070. blob                     julia_fractal        specular
  9071. blue                     lambda               sphere
  9072. blur_samples             lathe                spherical_mapping
  9073. bounded_by               leopard              spiral
  9074. box                      light_source         spiral1
  9075. box_mapping              linear               spiral2
  9076. bozo                     linear_spline        spotlight
  9077. break                    linear_sweep         spotted
  9078. brick                    location             sqr
  9079. brick_size               log                  sqrt
  9080. brightness               looks_like           statistics
  9081. brilliance               look_at              str
  9082. bumps                    low_error_factor     strcmp
  9083. bumpy1                   mandel               strength
  9084. bumpy2                   map_type             strlen
  9085. bumpy3                   marble               strlwr
  9086. bump_map                 material_map         strupr
  9087. bump_size                matrix               sturm
  9088. camera                   max                  substr
  9089. case                     max_intersections    superellipsoid
  9090. caustics                 max_iteration        switch
  9091. ceil                     max_trace_level      sys
  9092. checker                  max_value            t
  9093. chr                      merge                tan
  9094. clipped_by               mesh                 tanh
  9095. clock                    metallic             test_camera_1
  9096. color                    min                  test_camera_2
  9097. color_map                minimum_reuse        test_camera_3
  9098. colour                   mod                  test_camera_4
  9099. colour_map               mortar               text
  9100. component                nearest_count        texture
  9101. composite                no                   texture_map
  9102. concat                   normal               tga
  9103. cone                     normal_map           thickness
  9104. confidence               no_shadow            threshold
  9105. conic_sweep              number_of_waves      tightness
  9106. constant                 object               tile2
  9107. control0                 octaves              tiles
  9108. control1                 off                  torus
  9109. cos                      offset               track
  9110. cosh                     omega                transform
  9111. count                    omnimax              translate
  9112. crackle                  on                   transmit
  9113. crand                    once                 triangle
  9114. cube                     onion                triangle_wave
  9115. cubic                    open                 true
  9116. cubic_spline             orthographic         ttf
  9117. cylinder                 panoramic            turbulence
  9118. cylindrical_mapping      pattern1             turb_depth
  9119. debug                    pattern2             type
  9120. declare                  pattern3             u
  9121. default                  perspective          ultra_wide_angle
  9122. degrees                  pgm                  union
  9123. dents                    phase                up
  9124. difference               phong                use_color
  9125. diffuse                  phong_size           use_colour
  9126. direction                pi                   use_index
  9127. disc                     pigment              u_steps
  9128. distance                 pigment_map          v
  9129. distance_maximum         planar_mapping       val
  9130. div                      plane                variance
  9131. dust                     png                  vaxis_rotate
  9132. dust_type                point_at             vcross
  9133. eccentricity             poly                 vdot
  9134. else                     polygon              version
  9135. emitting                 pot                  vlength
  9136. end                      pow                  vnormalize
  9137. error                    ppm                  volume_object
  9138. error_bound              precision            volume_rendered
  9139. exp                      prism                vol_with_light
  9140. exponent                 pwr                  vrotate
  9141. fade_distance            quadratic_spline     v_steps
  9142. fade_power               quadric              warning
  9143. falloff                  quartic              warp
  9144. falloff_angle            quaternion           water_level
  9145. false                    quick_color          waves
  9146. file_exists              quick_colour         while
  9147. filter                   quilted              width
  9148. finish                   radial               wood
  9149. fisheye                  radians              wrinkles
  9150. flatness                 radiosity            x
  9151. flip                     radius               y
  9152. floor                    rainbow              yes
  9153. focal_point              ramp_wave            z
  9154. fog                      rand
  9155.  
  9156. fog_alt                  range
  9157.  
  9158.  
  9159. All reserved words are fully lower case. Therefore it is recommended
  9160. that your identifiers contain at least one upper case character so it
  9161. is sure to avoid conflict with reserved words.
  9162.  
  9163. The following keywords are in the above list of reserved keywords but
  9164. are not currently used by POV-Ray however they remain reserved.
  9165.  
  9166.   bumpy1               test_camera_1
  9167.   bumpy2               test_camera_2
  9168.   bumpy3               test_camera_3
  9169.   incidence            test_camera_4
  9170.   pattern1             track
  9171.   pattern2             volume_object
  9172.   pattern3             volume_rendered
  9173.   spiral               vol_with_light
  9174.  
  9175.  
  9176. 7.1.2            Comments
  9177.  
  9178. Comments are text in the scene file included to make the scene file easier to
  9179. read or understand. They are ignored by the ray-tracer and are there for your
  9180. information. There are two types of comments in POV-Ray.
  9181.  
  9182. Two slashes are used for single line comments. Anything on  a  line  after  a
  9183. double slash ( // ) is ignored by the ray-tracer. For example:
  9184.  
  9185.   // This line is ignored
  9186.  
  9187.  
  9188. You can have scene file information on the line in front of  the  comment  as
  9189. in:
  9190.  
  9191.   object { FooBar }  // this is an object
  9192.  
  9193.  
  9194. The other type of comment is used for multiple lines. It starts with "  /*  "
  9195. and ends with " */ ". Everything in-between is ignored. For example:
  9196.  
  9197.   /* These lines
  9198.      are ignored
  9199.      by the
  9200.      ray-tracer */
  9201.  
  9202.  
  9203. This can be useful if you want to temporarily remove elements  from  a  scene
  9204. file. /* ... */ comments can comment out lines containing other  //  comments
  9205. and thus can be used to temporarily or permanently comment  out  parts  of  a
  9206. scene. /* ... */ comments can be nested, the following is legal:
  9207.  
  9208.   /* This is a comment
  9209.   // This too
  9210.   /* This also */
  9211.   */
  9212.  
  9213.  
  9214. Use comments liberally and generously. Well used,  they  really  improve  the
  9215. readability of scene files.
  9216.  
  9217. 7.1.3            Float Expressions
  9218.  
  9219. Many parts of the POV-Ray  language  require  you  to  specify  one  or  more
  9220. floating point numbers. A floating point number is a number  with  a  decimal
  9221. point. Floats may be specified using literals, identifiers or functions which
  9222. return float values. You may also create very complex float expressions  from
  9223. combinations of any of these using various familiar operators.
  9224.  
  9225. Where POV-Ray needs an integer value it allows you to specify a  float  value
  9226. and it truncates it to an integer. When POV-Ray needs a  logical  or  boolean
  9227. value it interprets any non-zero float as true and  zero  as  false.  Because
  9228. float comparisons are subject  to  rounding  errors  POV-Ray  accepts  values
  9229. extremely close  to  zero  as  being  false  when  doing  boolean  functions.
  9230. Typically values whose absolute values are less than a preset  value  epsilon
  9231. are considered false for logical expressions. The value of epsilon is  system
  9232. dependent but is generally about 1.0e-10. Two floats a and b  are  considered
  9233. to be euqal if abs(a-b)  <  epsilon.  %%%  LATEX-ONLY  \subsubsection  {Float
  9234. Literals} \label {Float Literals} %%% END
  9235.  
  9236. Float literals are represented by an optional sign ("+" or  "-")  digits,  an
  9237. optional decimal point and more digits. If the number is an integer  you  may
  9238. omit the decimal point and trailing zero. If it is  all  fractional  you  may
  9239. omit the leading zero. POV-Ray supports scientific notation for very large or
  9240. very small numbers. The following are all valid float literals:
  9241.  
  9242.   -2.0    -4    34    3.4e6    2e-5    .3    0.6
  9243.  
  9244.  
  9245. 7.1.3.1          Float Identifiers
  9246.  
  9247. Float identifiers may be declared to make scene files more  readable  and  to
  9248. parameterize scenes so  that  changing  a  single  declaration  changes  many
  9249. values. An identifier is declared as follows.
  9250.  
  9251.   #declare IDENTIFIER = EXPRESSION
  9252.  
  9253.  
  9254. Where IDENTIFIER is the name of the identifier up to 40 characters  long  and
  9255. EXPRESSION is any valid expression which evaluates to a float value. Here are
  9256. some examples.
  9257.  
  9258.   #declare Count = 0
  9259.   #declare Rows = 5.3
  9260.   #declare Cols = 6.15
  9261.   #declare Number = Rows*Cols
  9262.   #declare Count = Count+1
  9263.  
  9264.  
  9265. As the last example shows, you can re-declare a float identifier and may  use
  9266. previously declared values in that re-declaration. There are several built-in
  9267. identifiers which POV-Ray declares for you. See  "Built-in  Identifiers"  for
  9268. details.
  9269.  
  9270. 7.1.3.2          Float Operators
  9271.  
  9272. Arithmetic float expressions can be created from float literals,  identifiers
  9273. or functions using the following operators in this order of precedence...
  9274.  
  9275.   ()             expressions in parentheses first
  9276.   +A   -A   !A   unary minus, unary plus and logical "not"
  9277.   A*B  A/B       multiplication and division
  9278.   A+B  A-B       addition and subtraction
  9279.  
  9280.  
  9281. Relational, logical and conditional expressions may also be created.  However
  9282. there is a restriction that these types of expressions must  be  enclosed  in
  9283. parentheses first. This restriction, which is not imposed  by  most  computer
  9284. languages, is necessary because POV-Ray allows mixing  of  float  and  vector
  9285. expressions.  Without  the  parentheses  there  is  an  ambiguity   problem.
  9286. Parentheses are not required for the unary logical not operator "!" as  shown
  9287. above. The operators and their precedence are shown here.
  9288.  
  9289. Relational expressions: The  operands  are  arithmetic  expressions  and  the
  9290. result is always boolean with 1 for true and  0  for  false.  All  relational
  9291. operators have the same precedence.
  9292.  
  9293.   (A < B)  A is less than B
  9294.   (A <= B) A is less than or equal to B
  9295.   (A = B)  A is equal to B (actually abs(A-B)<EPSILON)
  9296.   (A != B) A is not equal to B (actually abs(A-B)>=EPSILON)
  9297.   (A >= B) A is greater than or equal to B
  9298.   (A > B)  A is greater than B
  9299.  
  9300.  
  9301. Logical expressions: The operands are converted to boolean values  of  0  for
  9302. false and 1 for true. The result is always  boolean.  All  logical  operators
  9303. have the same precedence. Note that these are not  bitwise  operations,  they
  9304. are logical.
  9305.  
  9306.   (A & B) true only if both A and B are true, false otherwise
  9307.   (A | B) true if either A or B or both are true
  9308.  
  9309.  
  9310. Conditional expressions: The operand C is boolean while operands A and B  are
  9311. any expressions. The result is of the same type as A and B.
  9312.  
  9313.   (C ? A : B) if C then A else B
  9314.  
  9315.  
  9316. Assuming the various  identifiers  have  been  declared,  the  following  are
  9317. examples of valid expressions...
  9318.  
  9319.   1+2+3       2*5         1/3         Row*3       Col*5
  9320.   (Offset-5)/2            This/That+Other*Thing
  9321.   ((This<That) & (Other>=Thing)?Foo:Bar)
  9322.  
  9323.  
  9324. Expressions are evaluated left to right with innermost parentheses  evaluated
  9325. first, then unary +, - or !, then multiply or divide, then add  or  subtract,
  9326. then relational, then logical, then conditional.
  9327.  
  9328. 7.1.4            Vector Expressions
  9329.  
  9330. POV-Ray often requires you to specify a vector . A vector is a set of related
  9331. float values.  Vectors  may  be  specified  using  literals,  identifiers  or
  9332. functions which return vector values. You may also create very complex vector
  9333. expressions  from  combinations  of  any  of  these  using  various  familiar
  9334. operators.
  9335.  
  9336. POV-Ray vectors may have from two to five components but the vast majority of
  9337. vectors have three components. Unless specified otherwise, you should  assume
  9338. that the word vector means a three component vector. POV-Ray operates in a 3D
  9339. x, y, z coordinate system and you will use three component vectors to specify
  9340. x, y and z values. In some places POV-Ray needs only two  coordinates.  These
  9341. are often specified by a 2D vector called an UV vector . Fractal objects  use
  9342. 4D vectors. Color expressions use 5D vectors but allow you to specify 3, 4 or
  9343. 5 components and use default values for the  unspecified  components.  Unless
  9344. otherwise noted, all 2, 4 or 5 component vectors work just  like  3D  vectors
  9345. but they have a different number of components.
  9346.  
  9347. 7.1.4.1          Vector Literals
  9348.  
  9349. Vectors consist of two to five float expressions that are bracketed by  angle
  9350. brackets \langle and > . The terms are separated by commas. For example  here
  9351. is a typical three component vector:
  9352.  
  9353.   < 1.0, 3.2, -5.4578 >
  9354.  
  9355.  
  9356. The commas between components are necessary to keep the program from thinking
  9357. that the 2nd term is the single float expression 3.2-5.4578 and that there is
  9358. no 3rd term. If you see an error message such as Float expected but '>' found
  9359. instead you probably have missed a comma.
  9360.  
  9361. Sometimes POV-Ray requires you to specify floats  and  vectors  side-by-side.
  9362. The rules for vector expressions allow for mixing of vectors with vectors  or
  9363. vectors with floats so commas are required separators whenever  an  ambiguity
  9364. might arise. For example \langle 1,2,3>-4 evaluates  as  a  mixed  float  and
  9365. vector expression where 4 is subtracted  from  each  component  resulting  in
  9366. \langle -3,-2,-1>. However the comma in <1,2,3>,-4 means  this  is  a  vector
  9367. followed by a float.
  9368.  
  9369. Each  component  may  be  a  full  float  expression.  For  example  \langle
  9370. This+3,That/3,5*Other_Thing> is a valid vector.
  9371.  
  9372. 7.1.4.2          Vector Identifiers
  9373.  
  9374. Vector identifiers may be declared to make scene files more readable  and  to
  9375. parameterize scenes so  that  changing  a  single  declaration  changes  many
  9376. values. An identifier is declared as follows...
  9377.  
  9378.   #declare IDENTIFIER = EXPRESSION
  9379.  
  9380.  
  9381. Where IDENTIFIER is the name of the identifier up to 40 characters  long  and
  9382. EXPRESSION is any valid expression which evaluates to a  vector  value.  Here
  9383. are some examples...
  9384.  
  9385.   #declare Here = <1,2,3>
  9386.   #declare There = <3,4,5>
  9387.   #declare Jump = <Foo*2,Bar-1,Bob/3>
  9388.   #declare Route = There-Here
  9389.   #declare Jump = Jump+<1,2,3>
  9390.  
  9391.  
  9392. Note that you invoke a vector identifier by using its name without any  angle
  9393. brackets. As the last example shows, you can re-declare a  vector  identifier
  9394. and may use previously declared values  in  that  re-declaration.  There  are
  9395. several built-in identifiers which POV-Ray declares for  you.  See  "Built-in
  9396. Identifiers" for details.
  9397.  
  9398. 7.1.4.3          Vector Operators
  9399.  
  9400. Vector  literals,  identifiers  and  functions  may  also  be  combined   in
  9401. expressions  the  same  as  float  values.  Operations  are  performed  on  a
  9402. component-by-component basis. For example <1,2,3>  +  <4,5,6>  evaluates  the
  9403. same as \langle 1+4,2+5,3+6> or <5,7,9>.  Other  operations  are  done  on  a
  9404. similar component-by-component basis. For example (\langle 1,2,3> =  <3,2,1>)
  9405. evaluates to \langle 0,1,0> because the middle components are equal  but  the
  9406. others are not. Admittedly this isn't very useful  but  its  consistent  with
  9407. other vector operations.
  9408.  
  9409. Conditional expressions such as (C ? A  :  B)  require  that  C  is  a  float
  9410. expression but A and B may be vector expressions.  The  result  is  that  the
  9411. entire conditional evaluates as a valid vector. For example if  Foo  and  Bar
  9412. are floats then
  9413.  
  9414.   Foo < Bar ? <1,2,3> : <5,6,7>
  9415. evaluates as the vector <1,2,3> if Foo is less  than  Bar  and  evaluates  as
  9416. <5,6,7> otherwise.
  9417.  
  9418. You may use the dot operator to extract a single  component  from  a  vector.
  9419. Suppose the identifier Spot was previously defined as a vector.  Then  Spot.x
  9420. is a float value that is  the  first  component  of  this  x,  y,  z  vector.
  9421. Similarly Spot.y and Spot.z reference the 2nd and 3rd components. If Spot was
  9422. a two component UV vector you could use Spot.u  and  Spot.v  to  extract  the
  9423. first and second component. For a 4D vector use .x  ,  .y  ,  .z  and  .t  to
  9424. extract each float  component.  The  dot  operator  is  also  used  in  color
  9425. expressions which are covered later.
  9426.  
  9427. 7.1.4.4          Operator Promotion
  9428.  
  9429. You may use a lone float expression to define a vector whose  components  are
  9430. all the same. POV-Ray knows when it needs a vector of a particular  type  and
  9431. will promote a float into a vector if need be. For example the POV-Ray  scale
  9432. statement requires a three component vector. If  you  specify  scale  5  then
  9433. POV-Ray interprets this as scale <5,5,5> which means you want to scale  by  5
  9434. in every direction.
  9435.  
  9436. Versions of POV-Ray prior to 3.0 only allowed such use of a float as a vector
  9437. in various limited places such as scale and turbulence. However you  may  now
  9438. use this trick anywhere. For example...
  9439.  
  9440.   box{0,1}    // This is the same as box{<0,0,0>,<1,1,1>}
  9441.   sphere{0,1} // This is the same as sphere{<0,0,0>,1}
  9442.  
  9443.  
  9444. When promoting a float into a  vector  of  2,  3,  4  or  5  components,  all
  9445. components are set to the float value, however when promoting a vector  of  a
  9446. lower number  of  components  into  a  higher  order  vector,  all  remaining
  9447. components are set to zero. For example if POV-Ray expects a  4D  vector  and
  9448. you specify 9 the result is <9,9,9,9> but if you specify <7,6> the result  is
  9449. \langle 7,6,0,0>.
  9450.  
  9451. 7.1.5            Specifying Colors
  9452.  
  9453. POV-Ray often requires you to specify a color. Colors consist of five  values
  9454. or color components. The first three are called red , green  and  blue.  They
  9455. specify the intensity of the primary colors red,  green  and  blue  using  an
  9456. additive color system like the one used by the  red,  green  and  blue  color
  9457. phosphors on a color monitor.
  9458.  
  9459. The  4th  component,  called  filter  ,  specifies  the  amount  of  filtered
  9460. transparency  of  a  substance.  Some  real-world   examples   of   filtered
  9461. transparency are stained  glass  windows  or  tinted  cellophane.  The  light
  9462. passing through such objects is  tinted  by  the  appropriate  color  as  the
  9463. material selectively absorbs some frequencies of light while allowing  others
  9464. to pass through. The color of the object is subtracted from the light passing
  9465. through so this is called subtractive transparency.
  9466.  
  9467. The 5th component, called transmit , specifies  the  amount  of  non-filtered
  9468. light that is transmitted through a  surface.  Some  real-world  examples  of
  9469. non-filtered transparency are thin see-through cloth, fine mesh  netting  and
  9470. dust on a surface. In these examples, all frequencies of light are allowed to
  9471. pass through tiny holes in the surface. Although the amount of light  passing
  9472. through is diminished, the color of the light passing through  is  unchanged.
  9473. The color of the object is added to the light  passing  through  so  this  is
  9474. called additive transparency.
  9475.  
  9476. Note that early versions  of  POV-Ray  used  the  keyword  alpha  to  specify
  9477. filtered  transparency.  However  that  word  is  often  used  to   describe
  9478. non-filtered transparency. For this reason alpha is no longer used.
  9479.  
  9480. Each of the five components of a color are float values which are normally in
  9481. the range between 0.0 and 1.0. However any  values,  even  negatives  may  be
  9482. used.
  9483.  
  9484. Colors may be specified using vectors, keywords with floats  or  identifiers.
  9485. You may also create very complex color expressions from combinations  of  any
  9486. of these using various familiar operators. The syntax for specifying a  color
  9487. has evolved since POV-Ray was first released. We have maintained the original
  9488. keyword-based syntax and added a short-cut vector notation. Either the old or
  9489. new syntax is acceptable however the vector syntax  is  easier  to  use  when
  9490. creating color expressions.
  9491.  
  9492. 7.1.5.1          Color Vectors
  9493.  
  9494. The syntax for a color vector is any of the following...
  9495.  
  9496.   color rgb VECTOR3
  9497.   color rgbf VECTOR4
  9498.   color rgbt VECTOR4
  9499.   color rgbft VECTOR5
  9500.  
  9501.  
  9502. where VECTOR3 , VECTOR4 or VECTOR5 are any valid vector expressions of  3,  4
  9503. or 5 components. For example
  9504.  
  9505.   color rgb <1.0, 0.5, 0.2>
  9506.  
  9507.  
  9508. This specifies a color whose red component is 1.0 or 100% of full  intensity.
  9509. The green component is 0.5 or 50% of full intensity and the blue component is
  9510. 0.2 or 20% of full intensity. Although the filter and transmit components are
  9511. not explicitly specified, they exist and are set to their default values of 0
  9512. or no transparency.
  9513.  
  9514. The rgbf keyword requires a four component vector. The 4th component  is  the
  9515. filter component and the transmit component defaults to zero.  Similarly  the
  9516. rgbt keyword requires four components where the 4th value is moved to the 5th
  9517. component which is transmit and then the filter component is set to zero.
  9518.  
  9519. The rgbft keyword allows you to specify all five  components.  Internally  in
  9520. expressions all five are always used.
  9521.  
  9522. Under most circumstances the keyword color is optional and may be omitted. We
  9523. also  support  the  British  or  Canadian  spelling  colour  .  Under   some
  9524. circumstances, if the vector expression is a 5 component expression or  there
  9525. is a color identifier in the expression then the rgbtf keyword is optional.
  9526.  
  9527. 7.1.5.2          Color Keywords
  9528.  
  9529. The older keyword method of specifying a color is still useful and many users
  9530. prefer it. Like a color vector, you begin with the optional keyword  color  .
  9531. This is followed by any of five additional keywords red  ,  green  ,  blue  ,
  9532. filter or transmit . Each of these component keywords is followed by a  float
  9533. expression. For example
  9534.  
  9535.   color red 1.0 green 0.5
  9536.  
  9537.  
  9538. This specifies a color whose red component is 1.0 or 100% of  full  intensity
  9539. and the green component is 0.5 or 50% of full intensity. Although  the  blue,
  9540. filter and transmit components are not explicitly specified, they  exist  and
  9541. are set to their default values of 0. The component keywords may be given  in
  9542. any order and if any component is unspecified its value defaults to zero.
  9543.  
  9544. 7.1.5.3          Color Identifiers
  9545.  
  9546. Color identifiers may be declared to make scene files more  readable  and  to
  9547. parameterize scenes so  that  changing  a  single  declaration  changes  many
  9548. values. A color identifier is declared as either of the following...
  9549.  
  9550.   #declare IDENTIFIER = COLOR_VECTOR
  9551.   #declare IDENTIFIER = COLOR_KEYWORDS...
  9552.  
  9553.  
  9554. Where IDENTIFIER is the name of the identifier up to 40 characters  long  and
  9555. COLOR_VECTOR  or  COLOR_KEYWORDS  are  any  valid  color  specifications  as
  9556. described in the two previous  sections  of  this  document.  Here  are  some
  9557. examples...
  9558.  
  9559.   #declare White = rgb <1,1,1>
  9560.   #declare Cyan = color blue 1.0  green 1.0
  9561.   #declare Weird = rgb <Foo*2,Bar-1,Bob/3>
  9562.   #declare LightGray = White*0.8
  9563.   #declare LightCyan = Cyan red 0.6
  9564.  
  9565.  
  9566. As the LightGray example shows you  do  not  need  any  color  keywords  when
  9567. creating color expressions based on  previously  declared  colors.  The  last
  9568. example shows you may use a color identifier with the keyword  style  syntax.
  9569. Make sure  that  the  identifier  comes  first  before  any  other  component
  9570. keywords.
  9571.  
  9572. Like floats and vectors, you may re-define colors throughout a scene but  the
  9573. need to do so is rare.
  9574.  
  9575. 7.1.5.4          Color Operators
  9576.  
  9577. Color vectors may be combined in expressions the  same  as  float  or  vector
  9578. values. Operations are  performed  on  a  component-by-component  basis.  For
  9579. example rgb <1.0, 0.5 0.2> * 0.9 evaluates the same as rgb <1.0, 0.5  0.2>  *
  9580. <0.9, 0.9, 0.9> or rgb <0.9, 0.45, 0.18> . Other operations  are  done  on  a
  9581. similar component-by-component basis.
  9582.  
  9583. You may use the dot operator to extract a  single  component  from  a  color.
  9584. Suppose the  identifier  Shade  was  previously  defined  as  a  color.  Then
  9585. Shade.red is the float value of  the  red  component  of  Shade  .  Similarly
  9586. Shade.green , Shade.blue , Shade.filter and Shade.transmit extract the  float
  9587. value of the other color components.
  9588.  
  9589. 7.1.5.5          Common Color Pitfalls
  9590.  
  9591. The variety and complexity of color specification methods can  lead  to  some
  9592. common mistakes. Here are some things to consider when specifying a color.
  9593.  
  9594. When using filter transparency, the colors which come through are  multiplied
  9595. by the primary color components. For  example  if  grey  light  such  as  rgb
  9596. <0.9,0.9,0.9> passes through a filter  such  as  rgbf  <1.0,0.5,0.0,1.0>  the
  9597. result is rgb <0.9,0.45,0.0> with the red let through 100%, the green cut  in
  9598. half from 0.9 to 0.45 and the blue totally blocked.  Often  users  mistakenly
  9599. specify a clear object by
  9600.  
  9601.   color filter 1.0
  9602.  
  9603.  
  9604. but this has implied  red,  green  and  blue  values  of  zero.  You've  just
  9605. specified a totally black filter so no light passes through. The correct  way
  9606. is either
  9607.  
  9608.   color red 1.0   green 1.0   blue 1.0   filter 1.0
  9609.  
  9610.  
  9611. or
  9612.  
  9613.   color transmit 1.0
  9614.  
  9615.  
  9616. In the 2nd example it doesn't matter what the rgb  values  are.  All  of  the
  9617. light passes through untouched.
  9618.  
  9619. Another pitfall is the use of color identifiers and  expressions  with  color
  9620. keywords. For example...
  9621.  
  9622.   color My_Color red 0.5
  9623.  
  9624.  
  9625. this substitutes whatever was the  red  component  of  My_Color  with  a  red
  9626. component of 0.5 however...
  9627.  
  9628.   color My_Color + red 0.5
  9629.  
  9630.  
  9631. adds 0.5 to the red component of My_Color and even less obvious...
  9632.  
  9633.   color My_Color * red 0.5
  9634.  
  9635.  
  9636. that cuts the red  component  in  half  as  you  would  expect  but  it  also
  9637. multiplies the green, blue, filter and transmit components by zero! The  part
  9638. of  the  expression  after  the  multiply  operator   evaluates   to   rgbft
  9639. <0.5,0,0,0,0> as a full 5 component color.
  9640.  
  9641. The following example results in no change to My_Color .
  9642.  
  9643.   color red 0.5 My_Color
  9644.  
  9645.  
  9646. This is because the identifier fully  overwrites  the  previous  value.  When
  9647. using identifiers with color keywords, the identifier should be first.
  9648.  
  9649. One final issue, some POV-Ray syntax allows  full  color  specifications  but
  9650. only uses the rgb part. In these cases it is legal to use  a  float  where  a
  9651. color is needed. For example:
  9652.  
  9653.   finish { ambient 1 }
  9654.  
  9655.  
  9656. The ambient keyword expects a color so the value 1 is promoted to <1,1,1,1,1>
  9657. which is no problem. However
  9658.  
  9659.   pigment { color 0.4 }
  9660.  
  9661.  
  9662. is legal but it may or may not be what you intended. The 0.4 is  promoted  to
  9663. <0.4,0.4,0.4,0.4,0.> with the filter and transmit set to 0.4 as well.  It  is
  9664. more likely you wanted...
  9665.  
  9666.   pigment { color rgb 0.4 }
  9667.  
  9668.  
  9669. in which case a 3 component vector is expected. Therefore the 0.4 is promoted
  9670. to <0.4,0.4,0.4,0.0,0.0> with default zero for filter and transmit.
  9671.  
  9672. 7.1.6            Strings
  9673.  
  9674. The POV-Ray language requires you to specify a string  of  characters  to  be
  9675. used as a file name, text for messages or text for a text object. Strings may
  9676. be specified using literals, identifiers or  functions  which  return  string
  9677. values. Although you cannot build string expressions from symbolic  operators
  9678. such as are used with floats, vectors or  colors,  you  may  perform  various
  9679. string operations using string functions. Some  applications  of  strings  in
  9680. POV-Ray allow for non-printing  formatting  characters  such  as  newline  or
  9681. form-feed.
  9682.  
  9683. 7.1.6.1          String Literals
  9684.  
  9685. String literals begin with a double quote mark '"' which is followed by up to
  9686. 256 printable ASCII characters and are terminated  by  another  double  quote
  9687. mark. The following are all valid string literals:
  9688.  
  9689.   "Here"   "There"    "myfile.gif"    "textures.inc"
  9690.  
  9691.  
  9692. 7.1.6.2          String Identifiers
  9693.  
  9694. String identifiers may be declared to make scene files more readable  and  to
  9695. parameterize scenes so  that  changing  a  single  declaration  changes  many
  9696. values. An identifier is declared as follows...
  9697.  
  9698.   #declare IDENTIFIER = STRING
  9699.  
  9700.  
  9701. Where IDENTIFIER is the name of the identifier up to 40 characters  long  and
  9702. STRING is a string literal, string identifier or  function  which  returns  a
  9703. string value. Here are some examples...
  9704.  
  9705.   #declare Font_Name = "ariel.ttf"
  9706.   #declare Inc_File = "myfile.inc"
  9707.   #declare Name = "John"
  9708.   #declare Name = concat(Name," Doe")
  9709.  
  9710.  
  9711. As the last example shows, you can re-declare a string identifier and may use
  9712. previously declared values in that re-declaration.
  9713.  
  9714. 7.1.7            Built-in Identifiers
  9715.  
  9716. There are several built-in float and vector identifiers. You can use them  to
  9717. specify values or to create expressions but you  cannot  re-declare  them  to
  9718. change their values.
  9719.  
  9720. 7.1.7.1          Constant Built-in Identifiers
  9721.  
  9722. Most built-in identifiers never change value. They are defined as though  the
  9723. following lines were at the start of every scene.
  9724.  
  9725.   #declare pi = 3.1415926535897932384626
  9726.   #declare true = 1
  9727.   #declare yes = 1
  9728.   #declare on = 1
  9729.   #declare false = 0
  9730.   #declare no = 0
  9731.   #declare off = 0
  9732.   #declare u = <1,0>
  9733.   #declare v = <0,1>
  9734.   #declare x = <1,0,0>
  9735.   #declare y = <0,1,0>
  9736.   #declare z = <0,0,1>
  9737.   #declare t = <0,0,0,1>
  9738.  
  9739.  
  9740. The built-in float identifier pi is  obviously  useful  in  math  expressions
  9741. involving circles.
  9742.  
  9743. The built-in float identifiers on , off , yes ,  no  ,  true  and  false  are
  9744. designed for use as boolean constants.
  9745.  
  9746. The built-in vector identifiers x , y and z provide much greater  readability
  9747. for your scene files when used in vector expressions. For example....
  9748.  
  9749.   plane { y, 1}        // The normal vector is obviously "y".
  9750.   plane { <0,1,0>, 1}  // This is harder to read.
  9751.  
  9752.   translate 5*x        // Move 5 units in the "x" direction.
  9753.   translate <5,0,0>    // This is less obvious.
  9754.  
  9755.  
  9756. An expression like 5*x evaluates to 5 <1,0,0> or <5,0,0>.
  9757.  
  9758. Similarly u and v may be used in 2D vectors. When using 4D vectors you should
  9759. use x , y , z , and t and POV-Ray will promote x , y and z to  4D  when  used
  9760. where 4D is required.
  9761.  
  9762. 7.1.7.2          Built-in Identifier 'clock'
  9763.  
  9764. The built-in float identifier clock is used to control animations in POV-Ray.
  9765. Unlike some animation packages, the action in POV-Ray  animated  scenes  does
  9766. not depend upon the integer frame numbers.  Rather  you  should  design  your
  9767. scenes based upon the float identifier clock . For  non-animated  scenes  its
  9768. default value is 0 but you can set it to any float value using the  INI  file
  9769. option Clock=n.n or the command-line switch +Kn.n  to  pass  a  single  float
  9770. value your scene file.
  9771.  
  9772. Other INI options and switches may be used to animate scenes by automatically
  9773. looping through the rendering of frames using various values for clock  .  By
  9774. default, the clock value is 0 for the initial  frame  and  1  for  the  final
  9775. frame. All other frames are interpolated between these values. For example if
  9776. your object is supposed to rotate one  full  turn  over  the  course  of  the
  9777. animation you could specify rotate 360*clock*y . Then as clock runs from 0 to
  9778. 1, the object rotates about the y-axis from 0 to 360 degrees.
  9779.  
  9780. Although the value of clock will change from frame-to-frame,  it  will  never
  9781. change throughout the parsing of a scene.
  9782.  
  9783.  
  9784. 7.1.7.3          Built-in Identifier 'version'
  9785.  
  9786. The built-in float identifier version contains the  current  setting  of  the
  9787. version compatibility option. Although this value defaults to 3 which is  the
  9788. current POV-Ray version number, the initial value of version may  be  set  by
  9789. the INI file option Version=n.n or by the +MVn.n  command-line  switch.  This
  9790. tells POV-Ray to parse the scene file using syntax from an earlier version of
  9791. POV-Ray.
  9792.  
  9793. The INI option or switch only  affects  the  initial  setting.  Unlike  other
  9794. built-in identifiers, you may change the value of version throughout a  scene
  9795. file. You do not use #declare to change  it  though.  The  #version  language
  9796. directive is used to change modes.  Such  changes  may  occur  several  times
  9797. within scene files.
  9798.  
  9799. Together with the built-in version identifier the #version  directive  allows
  9800. you to save and restore the previous values of  this  compatibility  setting.
  9801. For example suppose mystuff.inc is in version 1 format. At  the  top  of  the
  9802. file you could put:
  9803.  
  9804.   #declare Temp_Vers = version    // Save previous value
  9805.   #version 1.0                    // Change to 1.0 mode
  9806.  
  9807.   ... // Version 1.0 stuff goes here...
  9808.  
  9809.   #version Temp_Vers              // Restore previous version
  9810.  
  9811.  
  9812. 7.1.8            Functions
  9813.  
  9814. POV-Ray defines a variety of  built-in  functions  for  manipulating  floats,
  9815. vectors and strings. The functions are  listed  grouped  according  to  their
  9816. usage and not by the type of value they return. For example vdot computes the
  9817. dot product of two vectors and is listed as a vector function even though  it
  9818. returns a single float value.
  9819.  
  9820. Function calls consist of a keyword which specifies the name of the  function
  9821. followed  by  a  parameter  list  enclosed  in  parentheses.  Parameters  are
  9822. separated by commas. For example:
  9823.  
  9824.   keyword(param1,param2)
  9825.  
  9826.  
  9827. Functions evaluate to values that are floats, vectors or strings and  may  be
  9828. used in expressions or statements anywhere that literals  or  identifiers  of
  9829. that type may be used.
  9830.  
  9831. 7.1.8.1          Float Functions
  9832.  
  9833. The following are the functions which take one or more float  parameters  and
  9834. return float values. Assume that A  and  B  are  any  valid  expression  that
  9835. evaluates to a float. See "Vector Functions" and "String Functions" for other
  9836. functions which return float values but whose primary purpose is more closely
  9837. related to vectors and strings.
  9838.  
  9839. abs(A): Absolute value of A. If A is negative, returns -A  otherwise  returns
  9840. A. acos(A): Arc-cosine of A. Returns the angle, measured  in  radians,  whose
  9841. cosine is A. asin(A): Arc-sine of A. Returns the angle, measured in  radians,
  9842. whose sine is  A.  atan2(A,B):  Arc-tangent  of  (A/B).  Returns  the  angle,
  9843. measured in radians, whose tangent is (A/B). Returns appropriate  value  even
  9844. if B is zero. Use atan2(A,1) {/EN D/}  to  compute  usual  atan(A)  function.
  9845. ceil(A): Ceiling of A. Returns the smallest integer greater than A. Rounds up
  9846. to the next higher integer. cos(A): Cosine of A. Returns the  cosine  of  the
  9847. angle A, where A is measured  in  radians.  degrees(A):  Convert  radians  to
  9848. degrees. Returns the angle measured in degrees whose value in radians  is  A.
  9849. Formula is degrees=A/pi*180.0. div(A,B): Integer division. The  integer  part
  9850. of (A/B). exp(A): Exponential of A. Returns the value of e raised  to  the  A
  9851. power where e is the non-repeating value approximately equal to 2.71828182846
  9852. the base of natural logarithms. floor(A): Floor of  A.  Returns  the  largest
  9853. integer less than A. Rounds down to the next lower integer.  int(A):  Integer
  9854. part of A. Returns the truncated integer part  of  A.  Rounds  towards  zero.
  9855. log(A): Natural logarithm of A. Returns the natural logarithm base e  of  the
  9856. value  A  wher  e  e  is  the  non-repeating  value  approximately  equal  to
  9857. 2.71828182846. max(A,B): Maximum of A and B. {/EN D/} Returns A if  A  larger
  9858. than B. Otherwise retu rns B. min(A,B): Minimum of A and B. {/EN D/}  Returns
  9859. A if A smaller than B. Otherwise returns B. mod(A,B): Value of  A  modulo  A.
  9860. {/E ND/} Returns the remainder after the integer division of A/B. Formula  is
  9861. mod=((A/B)-int(A/B))*B. pow(A,B): Exponentiation.  Returns  the  value  of  A
  9862. raised to the power B. radians(A): Convert degrees to  radians.  Returns  the
  9863. angle  measured  in  radians  whose  value  in  degrees  is  A.  Formula  is
  9864. radians=A*pi/180.0. rand(A): Returns the next pseudo-random number  from  the
  9865. stream specified  by  the  positive  integer  A.  You  must  call  seed()  to
  9866. initialize a random stream before calling rand(). The numbers  are  uniformly
  9867. distributed, and have values between 0.0 and 1.0,  inclusively.  The  numbers
  9868. generated by separate streams  are  independent  random  variables.  seed(A):
  9869. Initializes a new pseudo-random stream with the initial  seed  value  A.  The
  9870. number corresponding to  this  random  stream  is  returned.  Any  number  of
  9871. pseudo-random streams may be used as shown in the example below:   #declare R
  9872.   #declare R2 = seed(12345)
  9873.  
  9874.   #sphere { <rand(R1), rand(R1), rand(R1)>, rand(R2) }
  9875. Multiple random generators are very useful in situations where you use rand()
  9876. to place a group of objects,  and  then  decide  to  use  rand()  in  another
  9877. location earlier in the file to set some colors or  place  another  group  of
  9878. objects. Without separate rand() streams, all of your objects would move when
  9879. you added more calls to rand(). This is very annoying.  sin(A):  Sine  of  A.
  9880. Returns the sine of the angle A, where A is  measured  in  radians.  sqrt(A):
  9881. Square root of A. Returns the value whose square is A. tan(A): Tangent of  A.
  9882. Returns the tangent of the angle A, where A is measured in radians.
  9883.  
  9884.  
  9885. 7.1.8.2          Vector Functions
  9886.  
  9887. The following are the functions which take  one  or  more  vector  and  float
  9888. parameters and return vector or float values. All of these functions  support
  9889. only three component vectors. Assume that A and B are  any  valid  expression
  9890. that evaluates to a three component vector and that F is any valid expression
  9891. that evaluates to a float.
  9892.  
  9893. vaxis_rotate(A,B,F): Rotate A about B by F. Given the x,y,z coordinates of  a
  9894. point in space designated by  the  vector  A,  rotate  that  point  about  an
  9895. arbitrary axis defined by the vector B. Rotate it through an angle  specified
  9896. in degrees by the float value F. The result is a vector  containing  the  new
  9897. x,y,z coordinates of the point.  vcross(A,B):  Cross  product  of  A  and  B.
  9898. Returns a vector that is the vector cross product of  the  two  vectors.  The
  9899. resulting vector is perpendicular to the two original vectors and its  length
  9900. is proportional to the angle  between  them.  See  the  animated  demo  scene
  9901. VECT2.POV for an illustration. vdot(A,B): Dot product of A and B.  Returns  a
  9902. float value that is the dot product (sometimes called  scaler  product  of  A
  9903. with B. Formula is vdot=A.x*B.x + A.y*B.y + A.z*B.z. See  the  animated  demo
  9904. scene VECT2.POV for an illustration. vlength(A): Length of A. Returns a float
  9905. value that is the length of vector A. Can be used  to  compute  the  distance
  9906. between two points. Dist=vlength(B-A).  Formula  is  vlength=sqrt(vdot(A,A)).
  9907. vnormalize(A): Normalize vector A. Returns a unit length vector that  is  the
  9908. same direction as A. Formula is vnormalize=A/vlength(A). vrotate(A,B): Rotate
  9909. A about origin by B.  Given  the  x,y,z  coordinates  of  a  point  in  space
  9910. designated by the vector A, rotate that point about the origin by  an  amount
  9911. specified by the vector B. Rotate it about the x-axis by an  angle  specified
  9912. in degrees by the float value B.x. Similarly B.y and B.z specify  the  amount
  9913. to rotate in degrees about the y-axis and z-axis.  The  result  is  a  vector
  9914. containing the new x,y,z coordinates of the point.
  9915.  
  9916. 7.1.8.3          String Functions
  9917.  
  9918. The following are the functions which take  one  or  more  string  and  float
  9919. parameters and return string or float values. Assume that S1 and S2  are  any
  9920. valid strings and that A , L and P are any valid expressions that evaluate to
  9921. floats.
  9922.  
  9923. asc(S1): ASCII value of S1. Returns an integer value in the range  0  to  255
  9924. that is the ASCII value of the first character of S1. For example  asc("ABC")
  9925. is 65 because that is the value of the character "A". chr(A): Character whose
  9926. ASCII value is A. Returns a single character string. The ASCII value  of  the
  9927. character is specified by an integer A which must be in the range 0  to  255.
  9928. For example chr(70) is the string "F". If you use chr() when  rendering  text
  9929. objects you should be aware that the characters rendered for values  of  A  >
  9930. 127 are dependent on the (TTF) font being used.  Many  (TTF)  fonts  use  the
  9931. Latin-1 (ISO 8859-1) character set, but not  all  do.  concat(S1,S2,[S3...]):
  9932. Concatenate strings S1 and S2. Returns a string that is the concatenation  of
  9933. all parameter strings. Must have at least 2 parameters but may have more. For
  9934. example:   concat("Value is ", str(A,3,1), " inches")
  9935. If the float value A was 12.34 the result is "Value is 12.3 inches" which  is
  9936. a string. file_exists(S1): Search for file specified by S1. Attempts to  open
  9937. the file whose name is specified the string S1. The current directory and all
  9938. directories specified in any Library_Path INI  options  or  +L  command  line
  9939. switches are searched. File is immediately closed. Returns a boolean value  1
  9940. on success and 0 on failure. str(A,L,P): Convert float A to formatted string.
  9941. Returns a formatted  string  representation  of  float  value  A.  The  float
  9942. parameter L specifies the minimum length of the string and the type  of  left
  9943. padding used if the string's representation is shorter than the minimum. If L
  9944. is positive then the padding is with  blanks.  If  L  is  negative  then  the
  9945. padding is with zeros. The overall minimum length of the formatted string  is
  9946. abs(L). If the string needs to  be  longer,  it  will  be  made  as  long  as
  9947. necessary to represent the value. The float parameter P specifies the  number
  9948. of digits after the decimal point. If P is negative then a  compiler-specific
  9949. default precision is use. Here are some examples:   str(123.456,0,3)   "123.4
  9950.   str(123.456,4,3)   "123.456"
  9951.   str(123.456,9,3)   "  123.456"
  9952.   str(123.456,-9,3)  "00123.456"
  9953.   str(123.456,0,2)   "123.46"
  9954.   str(123.456,0,0)   "123"
  9955.   str(123.456,5,0)   "  123"
  9956.   str(123.000,7,2)   " 123.00"
  9957.   str(123.456,0,-1)  "123.456000" (platform specific)
  9958. strcmp(S1,S2): Compare string S1 to S2. Returns a float  value  zero  if  the
  9959. strings are equal, a positive number if  S1  comes  after  S2  in  the  ASCII
  9960. collating sequence, else a negative number. strlen(S1): Length of S1. Returns
  9961. an integer value  that  is  the  number  of  characters  in  the  string  S1.
  9962. strlwr(S1): Lower case of S1. Returns a new string in which  all  upper  case
  9963. letters in the string S1 are converted to lower case. The original string  is
  9964. not affected. For example strlwr("Hello There!") results in  "hello  there!".
  9965. substr(S1,P,L): Sub-string from S1. Returns a string that is a subset of  the
  9966. characters in parameter S1 starting at the position specified by the  integer
  9967. value P  for  a  length  specified  by  the  integer  value  L.  For  example
  9968. substr("ABCDEFGHI",4,2) evaluates to the string "EF".  If  P+L>strlen(S1)  an
  9969. error occurs. strupr(S1): Upper case of S1. Returns a new string in which all
  9970. lower case letters in the string S1 are converted to upper case. The original
  9971. string is not affected. For example strupr("Hello There!") results in  "HELLO
  9972. THERE!". val(S1): Convert string S1 to float. Returns a float value  that  is
  9973. represented by the text in S1. For  example  val("123.45")  is  123.45  as  a
  9974. float.
  9975.  
  9976. 7.2              Language Directives
  9977.  
  9978. The POV Scene Language contains several statements called language directives
  9979. which tell the file parser how to do its job. These directives can appear  in
  9980. almost any place in the scene file  -  even  in  the  middle  of  some  other
  9981. statements. They are used to include  other  text  files  in  the  stream  of
  9982. commands, to declare identifiers, to define conditional or looped parsing and
  9983. to control other important aspects of scene file processing.
  9984.  
  9985. Each directive begins with the hash character # (often called a  number  sign
  9986. or pound sign). It is followed by a keyword and optionally other  parameters.
  9987.  
  9988.  
  9989. In versions of POV-Ray prior  to  3.0,  the  use  of  this  #  character  was
  9990. optional. Language directives could only be used between objects,  camera  or
  9991. light_source statements and could not appear  within  those  statements.  The
  9992. exception was the #include which could appear anywhere. Now that all language
  9993. directives can be used almost anywhere, the # character is mandatory.
  9994.  
  9995. The following keywords introduce language directives.
  9996.  
  9997.  
  9998. #break              #default            #statistics
  9999. #case               #else               #switch
  10000. #debug              #end                #version
  10001. #declare            #render             #warning
  10002.  
  10003.  
  10004. Earlier   versions   of   POV-Ray   considered    #max_intersections    and
  10005.  
  10006. #max_trace_level to be language directives but they have been
  10007. moved to the global_settings statement. Their use as a
  10008. directive still works but it generates a warning and may be
  10009. discontinued in the future.
  10010.  
  10011.  
  10012. 7.2.1            Include Files
  10013.  
  10014. The language allows include files to be specified by placing the line
  10015.  
  10016.   #include "filename.inc"
  10017.  
  10018.  
  10019. at any point in the input file. The filename may be specified  by  any  valid
  10020. string expression but it usually is  a  literal  string  enclosed  in  double
  10021. quotes. It may be up to  40  characters  long  (or  your  computer's  limit),
  10022. including the two double-quote characters.
  10023.  
  10024. The include file is read in as if it were inserted at that point in the file.
  10025. Using include is the same as actually cutting and pasting the entire contents
  10026. of this file into your scene.
  10027.  
  10028. Include files may be nested. You may have at most 10  nested  include  files.
  10029. There is no limit on un-nested include files.
  10030.  
  10031. Generally, include  files  have  data  for  scenes  but  are  not  scenes  in
  10032. themselves. By convention scene files end in .pov and include files end  with
  10033. .inc .
  10034.  
  10035. It  is  legal  to  specify  drive  and  directory  information  in  the  file
  10036. specification however it is discouraged because it  makes  scene  files  less
  10037. portable between various platforms.
  10038.  
  10039. It is typical to put standard  include  files  in  a  special  sub-directory.
  10040. POV-Ray can only read files in the current directory or one referenced by the
  10041. Library_Path option (See section "Library Paths" ).
  10042.  
  10043. 7.2.2            Declare
  10044.  
  10045. Identifiers may be declared and later referenced to  make  scene  files  more
  10046. readable and to parametrize scenes so  that  changing  a  single  declaration
  10047. changes many values. There are several  built-in  identifiers  which  POV-Ray
  10048. declares for you. See "Built-in Identifiers" for details.
  10049.  
  10050. 7.2.2.1          Declaring identifiers
  10051.  
  10052. An identifier is declared as follows.
  10053.  
  10054.   #declare IDENTIFIER = ITEM
  10055.  
  10056.  
  10057. Where IDENTIFIER is the name of the identifier up to 40 characters  long  and
  10058. ITEM is any of the following
  10059.  
  10060.   float, vector, color or string expressions
  10061.   objects (all kinds)
  10062.   texture, pigment, normal, finish or halo
  10063.   color_map, pigment_map, slope_map, normal_map
  10064.   camera, light_source
  10065.   atmosphere
  10066.   fog
  10067.   rainbow
  10068.   sky_sphere
  10069.   transform
  10070.  
  10071.  
  10072. Here are some examples.
  10073.  
  10074.   #declare Rows = 5
  10075.   #declare Count = Count+1
  10076.   #declare Here = <1,2,3>
  10077.   #declare White = rgb <1,1,1>
  10078.   #declare Cyan = color blue 1.0  green 1.0
  10079.   #declare Font_Name = "ariel.ttf"
  10080.   #declare Ring = torus {5,1}
  10081.   #declare Checks = pigment { checker White, Cyan }
  10082.  
  10083.   object{ Rod scale y*5 }         // not "cylinder { Rod }"
  10084.   object {
  10085.     Ring
  10086.     pigment { Checks scale 0.5 }
  10087.     transform Skew
  10088.   }
  10089.  
  10090.  
  10091. Declarations, like most language directives, can appear anywhere in the  file
  10092. - even within other statements. For example:
  10093.  
  10094.   #declare Here=<1,2,3>
  10095.   #declare Count=0                   // initialize Count
  10096.  
  10097.   union {
  10098.     object { Rod translate Here*Count }
  10099.     #declare Count=Count+1           // re-declare inside union
  10100.     object { Rod translate Here*Count }
  10101.     #declare Count=Count+1           // re-declare inside union
  10102.     object { Rod translate Here*Count }
  10103.   }
  10104.  
  10105.  
  10106. As this  example  shows,  you  can  re-declare  an  identifier  and  may  use
  10107. previously declared values in that re-declaration. However if you attempt  to
  10108. re-declare an identifier as anything other than its original  type,  it  will
  10109. generate a warning message.
  10110.  
  10111. Declarations may be nested inside each other within limits. In the example in
  10112. the previous section you could declare the entire union as a object.  However
  10113. for technical reasons you may not  use  any  language  directive  inside  the
  10114. declaration of floats, vectors or color expressions.
  10115.  
  10116. 7.2.3            Default Directive
  10117.  
  10118. POV-Ray creates a default texture when it begins processing. You  may  change
  10119. those defaults as described below. Every time you specify a  texture  {...  }
  10120. statement, POV-Ray creates a copy of the default texture. Anything you put in
  10121. the texture statement overrides the default settings. If you attach a pigment
  10122. , normal or finish to an object without any texture  statement  then  POV-Ray
  10123. checks to see if a texture has already been attached. If  it  has  a  texture
  10124. then the pigment, normal or finish will modify the existing  texture.  If  no
  10125. texture has yet been attached to the  object  then  the  default  texture  is
  10126. copied and the pigment, normal or finish will modify that texture.
  10127.  
  10128. You may change the default texture,  pigment,  normal  or  finish  using  the
  10129. language directive #default {... } as follows:
  10130.  
  10131.   #default {
  10132.     texture {
  10133.       pigment {...}
  10134.       normal  {...}
  10135.       finish  {...}
  10136.     }
  10137.   }
  10138.  
  10139.  
  10140. Or you may change just part of it like this:
  10141.  
  10142.   #default {
  10143.     pigment {..}.
  10144.   }
  10145.  
  10146.  
  10147. This still changes the pigment of the default texture. At any time  there  is
  10148. only one default texture made from the default pigment,  normal  and  finish.
  10149. The example above does not make a separate default for pigments  alone.  Note
  10150. that the special  textures  tiles  and  material_map  or  a  texture  with  a
  10151. texture_map may not be used as defaults.
  10152.  
  10153. You may change the defaults several times throughout a  scene  as  you  wish.
  10154. Subsequent #default statements begin with the defaults that were in effect at
  10155. the time. If you wish to reset to the  original  POV-Ray  defaults  then  you
  10156. should first save them as follows:
  10157.  
  10158.   //At top of file
  10159.   #declare Original_Default = texture {}
  10160.  
  10161.  
  10162. later after changing defaults you may restore it with...
  10163.  
  10164.   #default {texture {Original_Default}}
  10165.  
  10166.  
  10167. If you do not specify a texture for an object then  the  default  texture  is
  10168. attached when the object appears in the scene. It is  not  attached  when  an
  10169. object is declared. For example:
  10170.  
  10171.   #declare My_Object =
  10172.     sphere{ <0,0,0>, 1 }  // Default texture not applied
  10173.   object { My_Object }    // Default texture added here
  10174.  
  10175.  
  10176. You may force a default texture  to  be  added  by  using  an  empty  texture
  10177. statement as follows:
  10178.  
  10179.   #declare My_Thing =
  10180.     sphere { <0,0,0>, 1 texture {} }  // Default texture applied
  10181.  
  10182.  
  10183. The original  POV-Ray  defaults  for  all  items  are  given  throughout  the
  10184. documentation under each appropriate section.
  10185.  
  10186. 7.2.4            Version Directive
  10187.  
  10188. While many language changes have been made for POV-Ray 3.0,  all  of  version
  10189. 2.0 syntax and most of version 1.0 syntax still works. Whenever  possible  we
  10190. try to maintain backwards compatibility. One feature introduced in  2.0  that
  10191. was  incompatible  with  any  1.0  scene  files  is  the  parsing  of  float
  10192. expressions. Setting +MV 1.0 command line switch  or  the  Version  =1.0  INI
  10193. option turns off expression parsing as well as many warning messages so  that
  10194. nearly all 1.0 files will still work. The changes between 2.0 and 3.0 are not
  10195. as extensive. Setting Version  =2.0  is  only  necessary  to  eliminate  some
  10196. warning messages. Naturally the default setting for this  option  is  Version
  10197. =3.0.
  10198.  
  10199. The #version language directive is used to change modes within  scene  files.
  10200. This switch or INI options only affects the initial setting.
  10201.  
  10202. Together with the built-in version identifier the #version  directive  allows
  10203. you to save and restore the previous values of  this  compatibility  setting.
  10204. For example suppose mystuff.inc is in version 1.0 format. At the top  of  the
  10205. file you could put:
  10206.  
  10207.   #declare Temp_Vers = version // Save previous value
  10208.   #version 1.0                    // Change to 1.0 mode
  10209.  
  10210.   ... // Version 1.0 stuff goes here ...
  10211.  
  10212.   #version Temp_Vers              // Restore previous version
  10213.  
  10214.  
  10215. Previous versions of POV-Ray would not allow you to change versions inside an
  10216. object or declaration but that restriction has been lifted for POV-Ray 3.0.
  10217.  
  10218. Future versions of  POV-Ray  may  not  continue  to  maintain  full  backward
  10219. compatibility even with the #version directive. We strongly encourage you  to
  10220. phase in 3.0 syntax as much as possible.
  10221.  
  10222. 7.2.5            Conditional Directives
  10223.  
  10224. POV-Ray 3.0  allows  a  variety  of  new  language  directives  to  implement
  10225. conditional  parsing  of  various  sections  of  your  scene  file.  This  is
  10226. especially useful in describing the motion for animations but  it  has  other
  10227. uses as well. Also available  is  a  #while  loop  directive.  You  may  nest
  10228. conditional directives 200 levels deep.
  10229.  
  10230. 7.2.5.1          IF ELSE Directives
  10231.  
  10232. The simplest conditional directive is a traditional #if directive. It  is  of
  10233. the form...
  10234.  
  10235.   #if (COND)
  10236.     // This section is
  10237.     //  parsed if COND is true
  10238.   #else
  10239.     // This section is
  10240.     // parsed if COND is false
  10241.   #end // End of conditional part
  10242.  
  10243.  
  10244. where (COND) is a float expression that evaluates to a boolean value. A value
  10245. of 0.0 is false and any non-zero value is true.  Note  that  extremely  small
  10246. values of about 1e-10 are considered zero in case of round  off  errors.  The
  10247. parentheses around  the  condition  are  required.  The  #else  directive  is
  10248. optional. The #end directive is required.
  10249.  
  10250. 7.2.5.2          IFDEF Directives
  10251.  
  10252. The #ifdef directive is similar to the #if directive however it  is  used  to
  10253. determine if an identifier has been previously  declared.  After  the  #ifdef
  10254. directive instead of a boolean expression you put a lone identifier  enclosed
  10255. in parentheses. For example:
  10256.  
  10257.  #ifdef (User_Thing)
  10258.    // This section is parsed if the
  10259.    // identifier "User_Thing" was
  10260.    // previously declared
  10261.    object{User_Thing} // invoke identifier
  10262.  #else
  10263.    // This section is parsed if the
  10264.    // identifier "User_Thing" was not
  10265.    // previously declared
  10266.    box{<0,0,0>,<1,1,1>} // use a default
  10267.  #end
  10268.    // End of conditional part
  10269.  
  10270.  
  10271. 7.2.5.3          IFNDEF Directives
  10272.  
  10273. The #ifndef directive is similar to the #ifdef directive however it  is  used
  10274. to determine if the given identifier isn't declared yet. For example:
  10275.  
  10276.  #ifndef (User_Thing)
  10277.    // This section is parsed if the
  10278.    // identifier "User_Thing" was not
  10279.    // previously declared
  10280.    box{<0,0,0>,<1,1,1>} // use a default
  10281.  #else
  10282.    // This section is parsed if the
  10283.    // identifier "User_Thing" was
  10284.    // previously declared
  10285.    object{User_Thing} // invoke identifier
  10286.  #end
  10287.    // End of conditional part
  10288.  
  10289.  
  10290. 7.2.5.4          SWITCH CASE and RANGE Directives
  10291.  
  10292. A more powerful conditional is  the  #switch  directive.  The  syntax  is  as
  10293. follows...
  10294.  
  10295.   #switch (VALUE)
  10296.     #case (TEST_1)
  10297.       // This section is parsed if VALUE=TEST_1
  10298.     #break  //First case ends
  10299.  
  10300.     #case (TEST_2)
  10301.       // This section is parsed if VALUE=TEST_2
  10302.     #break  //Second case ends
  10303.  
  10304.     #range (LOW_1,HIGH_1)
  10305.       // This section is parsed if (VALUE>=LOW_1)&(VALUE<=HIGH_1)
  10306.     #break  //Third case ends
  10307.  
  10308.     #range (LOW_2,HIGH_2)
  10309.       // This section is parsed if (VALUE>=LOW_2)&(VALUE<=HIGH_2)
  10310.     #break  //Fourth case ends
  10311.  
  10312.     #else
  10313.       // This section is parsed if no other case or
  10314.       // range is true.
  10315.   #end // End of conditional part
  10316.  
  10317.  
  10318. The float expression VALUE following the #switch directive is  evaluated  and
  10319. compared to the values in the #case or #range directives. When using #case  ,
  10320. it is followed by a float expression TEST_1 in parentheses. It is compared to
  10321. the VALUE . As usual in POV-Ray, float comparisons are  considered  equal  if
  10322. their difference is under 1e-10. If the values are equal,  parsing  continues
  10323. normally until a #break  ,  #else  or  #end  directive  is  reached.  If  the
  10324. comparison fails POV-Ray skips until another #case or #range is found.
  10325.  
  10326. If you use the #range directive it is followed by two float expressions LOW_1
  10327. and HIGH_1 which are enclosed in parentheses and separated by a comma. If the
  10328. switch VALUE is in the range specified then parsing continues normally  until
  10329. a #break , #else or #end directive is reached. If the VALUE  is  outside  the
  10330. range the comparison fails and POV-Ray skips until another #case or #range is
  10331. found.
  10332.  
  10333. If no #case or #range  succeeds  the  #else  section  is  parsed.  The  #else
  10334. directive is optional. If no #else is specified and no  match  succeeds  then
  10335. parsing resumes after the #end directive.
  10336.  
  10337. There may be any number of #case or #range directives in any order you  want.
  10338. If a segment evaluates true but no #break is specified, the parsing will fall
  10339. through to the next #case or #range and will continue until a #break ,  #else
  10340. or #end . Hitting a #break while  parsing  a  successful  section  causes  an
  10341. immediate jump to the #end without processing subsequent sections, even if  a
  10342. subsequent condition would also have been satisfied.
  10343.  
  10344. 7.2.5.5          WHILE Directive
  10345.  
  10346. The #while directive is a  looping  feature  that  makes  it  easy  to  place
  10347. multiple objects in a pattern or other uses. The #while directive is followed
  10348. by a float expression that evaluates to a boolean value. A value  of  0.0  is
  10349. false and any non-zero value is true. Note that  extremely  small  values  of
  10350. about 1e-10 are considered zero in case of round off errors. The  parentheses
  10351. around the  expression  are  required.  If  the  condition  is  true  parsing
  10352. continues normally until an #end directive is reached. At  the  end,  POV-Ray
  10353. loops back to the #while directive and the condition is re-evaluated. Looping
  10354. continues until the condition fails. When it fails, parsing  continues  after
  10355. the #end directive. For example:
  10356.  
  10357.   #declare Count=0
  10358.   #while (Count < 5)
  10359.     object{MyObject translate x*3*Count}
  10360.     #declare Count=Count+1
  10361.   #end
  10362.  
  10363.  
  10364. This example places five copies of MyObject in a row spaced three units apart
  10365. in the x-direction.
  10366.  
  10367. 7.2.6            User Message Directives
  10368.  
  10369. With the addition of conditional and loop directives,  the  POV-Ray  language
  10370. has the potential to be more like an actual programming language. This  means
  10371. that it will be necessary to have some way to  see  what  is  going  on  when
  10372. trying to debug loops and conditionals. To fulfill this need  we  have  added
  10373. the ability to print text messages to the screen. You have a choice  of  five
  10374. different text streams to use including the ability to generate a fatal error
  10375. if you find it necessary. Limited formatting is available for strings  output
  10376. by this method.
  10377.  
  10378. 7.2.6.1          Text Message Streams
  10379.  
  10380. The syntax for a text message is any of the following:
  10381.  
  10382.   #debug      STRING
  10383.   #error      STRING
  10384.   #error      STRING
  10385.   #render     STRING
  10386.   #statistics STRING
  10387.   #warning    STRING
  10388.  
  10389.  
  10390. Where STRING is any valid string of  text  including  string  identifiers  or
  10391. functions which return strings. For example:
  10392.  
  10393.   #switch (clock*360)
  10394.     #range (0,180)
  10395.       #render "Clock in 0 to 180 range\n"
  10396.     #break
  10397.  
  10398.     #range (180,360)
  10399.       #render "Clock in 180 to 360 range\n"
  10400.     #break
  10401.  
  10402.     #else
  10403.       #warning "Clock outside expected range\n"
  10404.       #warning concat("Value is:",str(clock*360,5,0),"\n")
  10405.   #end
  10406.  
  10407.  
  10408. There are seven distinct text streams that POV-Ray uses for output.  You  may
  10409. output only to five of them. On some versions  of  POV-Ray,  each  stream  is
  10410. designated by a particular color.  Text  from  these  streams  are  displayed
  10411. whenever it is appropriate so there is often an intermixing of the text.  The
  10412. distinction is only important if you choose to turn some of the  streams  off
  10413. or to direct some of the streams to text files. On some systems  you  may  be
  10414. able to review the streams separately in their own  scroll-back  buffer.  See
  10415. "Console Text Output" for details on re-directing the streams to a text file.
  10416.  
  10417.  
  10418. Here is a description of how POV-Ray uses each stream. You may use  them  for
  10419. whatever purpose you want except note that use of the #error stream causes  a
  10420. fatal error after the text is displayed.
  10421.  
  10422. DEBUG: This stream displays debugging messages. It was primarily designed for
  10423. developers but this and other streams may also be used by the user to display
  10424. messages from within their scene files. FATAL:  This  stream  displays  fatal
  10425. error messages. After displaying this text, POV-Ray will terminate. When  the
  10426. error is a scene parsing error, you may be shown several lines of scene  text
  10427. that leads up to the error. RENDER: This stream  displays  information  about
  10428. what options you have specified to render the scene. It includes feedback  on
  10429. all of the major options such as scene name, resolution, animation  settings,
  10430. anti-aliasing and others. STATISTICS: This stream displays statistics after a
  10431. frame is rendered. It includes information about the number of  rays  traced,
  10432. the length of time of the processing and  other  information.  WARNING:  This
  10433. stream displays warning messages during the parsing of scene files and  other
  10434. warnings. Despite the warning, POV-Ray can continue to render the scene.
  10435.  
  10436.  
  10437. 7.2.6.2          Text Formatting
  10438.  
  10439. Some  escape  sequences  are  available  to  include  non-printing   control
  10440. characters in your text. These sequences are similar to those used in  string
  10441. literals in the C programming language. Note that  these  control  characters
  10442. only apply in text message directives. They are  not  implemented  for  other
  10443. string usage in POV-Ray such as text objects or file names. Depending on what
  10444. platform you are using, they may not be fully supported for  console  output.
  10445. However they will appear in any text file if you  re-direct  a  stream  to  a
  10446. file. The sequences are:
  10447.  
  10448.   "\a" Bell or alarm, 0x07
  10449.   "\b" Backspace, 0x08
  10450.   "\f" Form feed, 0x0C
  10451.   "\n" New line (line feed) 0x0A
  10452.   "\r" Carriage return 0x0D
  10453.   "\t" Horizontal tab 0x09
  10454.   "\v" Vertical tab 0x0B
  10455.   "\0" Null 0x00
  10456.   "\\" Backslash 0x5C
  10457.   "\'" Single quote 0x27
  10458.   "\"" Double quote 0x22
  10459.  
  10460.  
  10461. For example:
  10462.  
  10463.   #debug "This is one line.\nBut this is another"
  10464.  
  10465.  
  10466. 7.3              POV-Ray Coordinate System
  10467.  
  10468. Objects, lights and the camera are positioned using a typical  3D  coordinate
  10469. system. The usual coordinate system  for  POV-Ray  has  the  positive  y-axis
  10470. pointing up, the positive x-axis pointing  to  the  right  and  the  positive
  10471. z-axis pointing into the screen. The negative values of the  axes  point  the
  10472. other direction as shown in the images in  section  "Understanding  POV-Ray's
  10473. Coordinate System" .
  10474.  
  10475. Locations within that coordinate system are  usually  specified  by  a  three
  10476. component vector. The three values correspond to the x, y  and  z  directions
  10477. respectively. For example, the vector \langle 1,2,3> means the  point  that's
  10478. one unit to the right, two units up and three units in front of the center of
  10479. the universe at <0,0,0>.
  10480.  
  10481. Vectors are not always points though. They can also refer  to  an  amount  to
  10482. size, move or rotate a scene element or to modify the texture pattern applied
  10483. to an object.
  10484.  
  10485. The supported transformations are rotate , scale and  translate  .  They  are
  10486. used to turn, size and translate  an  object  or  texture.  A  transformation
  10487. matrix may also be used to specify complex transformations directly.
  10488.  
  10489. 7.3.1            Transformations
  10490.  
  10491. The supported transformations are rotate, scale and translate. They are  used
  10492. to turn, size and translate an object or texture.
  10493.  
  10494.   rotate <VECTOR>
  10495.   scale <VECTOR>
  10496.   translate <VECTOR>
  10497.  
  10498.  
  10499. 7.3.1.1          Translate
  10500.  
  10501. An object or texture pattern may be moved by adding a translate parameter. It
  10502. consists of the keyword translate followed by a vector expression. The  terms
  10503. of the vector specify the number of units to move in each of the x, y  and  z
  10504. directions. Translate moves the element relative to  it's  current  position.
  10505. For example
  10506.  
  10507.   sphere { <10, 10, 10>, 1
  10508.     pigment { Green }
  10509.     translate <-5, 2, 1>
  10510.   }
  10511.  
  10512.  
  10513. will move the sphere from <10,10,10> to \langle 5,12,11>. It does not move it
  10514. to the absolute location <-5,2,1>. Translating by zero will leave the element
  10515. unchanged on that axis. For example:
  10516.  
  10517.   sphere { <10, 10, 10>, 1
  10518.     pigment { Green }
  10519.     translate 3*x // evaluates to <3,0,0> so move 3 units
  10520.                   // in the x direction and none along y or z
  10521.   }
  10522.  
  10523.  
  10524. 7.3.1.2          Scale
  10525.  
  10526. You may change the size of an object or texture pattern  by  adding  a  scale
  10527. parameter. It consists of the keyword scale followed by a vector  expression.
  10528. The 3 terms of the vector specify the amount of scaling in each of the  x,  y
  10529. and z directions.
  10530.  
  10531. Scale is used to stretch or squish an element. Values larger than one stretch
  10532. the element on that axis while values smaller than one are used to squish it.
  10533. Scale is relative to the current  element  size.  If  the  element  has  been
  10534. previously re-sized using scale then scale will  size  relative  to  the  new
  10535. size. Multiple scale values may used.
  10536.  
  10537. For example
  10538.  
  10539.   sphere { <0,0,0>, 1
  10540.     scale <2,1,0.5>
  10541.   }
  10542.  
  10543.  
  10544. will stretch and smash the sphere into an ellipsoid shape that is  twice  the
  10545. original size along the x-direction, remains the same size in the y-direction
  10546. and is half the original size in the z-direction.
  10547.  
  10548. If a lone float expression is specified it is promoted to a  three  component
  10549. vector whose terms are all the same. Thus the item is uniformly scaled by the
  10550. same amount in all directions. For example:
  10551.  
  10552.   object {
  10553.     MyObject
  10554.     scale 5 // Evaluates as <5,5,5> so uniformly scale
  10555.             // by 5 in every direction.
  10556.   }
  10557.  
  10558.  
  10559. 7.3.1.3          Rotate
  10560.  
  10561. You may change the orientation of an object or texture pattern  by  adding  a
  10562. rotate parameter. It consists of the keyword  rotate  followed  by  a  vector
  10563. expression. The three terms of the vector specify the number  of  degrees  to
  10564. rotate about each of the x-, y- and z-axes.
  10565.  
  10566. Note that the order of the rotations does matter. Rotations occur  about  the
  10567. x-axis first, then the y-axis, then the z-axis. If you are not sure  if  this
  10568. is what you want then you should only rotate on one  axis  at  a  time  using
  10569. multiple rotation statements to get a correct rotation. As in
  10570.  
  10571.   rotate <0, 30, 0>  // 30 degrees around Y axis then,
  10572.   rotate <-20, 0, 0> // -20 degrees around X axis then,
  10573.   rotate <0, 0, 10>  // 10 degrees around Z axis.
  10574.  
  10575.  
  10576. Rotation is always performed relative to the axis. Thus if an object is  some
  10577. distance from the axis of rotation it will not only rotate but it will  orbit
  10578. about the axis as though it was swinging around on an invisible string.
  10579.  
  10580. To work out the rotation directions you  must  perform  the  famous  Computer
  10581. Graphics  Aerobics  exercise  as  explained  in  the  section  "Understanding
  10582. POV-Ray's Coordinate System" .
  10583.  
  10584. 7.3.1.4          Matrix Keyword
  10585.  
  10586. The matrix keyword can be  used  to  explicitly  specify  the  transformation
  10587. matrix to be used for objects or textures. Its syntax is:
  10588.  
  10589.   matrix < m00, m01, m02,
  10590.            m10, m11, m12,
  10591.            m20, m21, m22,
  10592.            m30, m31, m32 >
  10593. %%% PHS-ONLY %%% %%% Where m00 through m32 are float expressions that specify
  10594. %%% the elements of a 4*4 matrix with the fourth column implicitly %%% set to
  10595. <0,0,0,1>. A point P, P=<px, py, %%% pz>, is transformed into Q,  Q=<qx,  qy,
  10596. qz> by %%% %%% %%%   qx = M00 * px + M10 * py + M20 * pz + M30
  10597. %%%   qy = M01 * px + M11 * py + M21 * pz + M31
  10598. %%%   qz = M02 * px + M12 * py + M22 * pz + M32
  10599. %%% %%% END
  10600.  
  10601. Normally you won't use the matrix keyword because it's less descriptive  than
  10602. the transformation commands and harder to visualize. There is an intersecting
  10603. aspect of the matrix command though. It allows  more  general  transformation
  10604. like shearing. The following matrix causes an object to be sheared along  the
  10605. y-axis.
  10606.  
  10607.   object {
  10608.     MyObject
  10609.     matrix < 1, 1, 0,
  10610.              0, 1, 0,
  10611.              0, 0, 1,
  10612.              0, 0, 0 >
  10613.   }
  10614.  
  10615.  
  10616. 7.3.2            Transformation Order
  10617.  
  10618. Because rotations are always relative to the axis and scaling is relative  to
  10619. the origin, you will generally want to create an object  at  the  origin  and
  10620. scale and rotate it  first.  Then  you  may  translate  it  into  its  proper
  10621. position. It is a common mistake to carefully position an object and then  to
  10622. decide to rotate it because a rotation of an object causes it to orbit  about
  10623. the axis, the position of the object may change so much that it orbits out of
  10624. the field of view of the camera!
  10625.  
  10626. Similarly scaling after translation also moves an object unexpectedly. If you
  10627. scale after you translate the scale will multiply the translate  amount.  For
  10628. example
  10629.  
  10630.   translate <5, 6, 7>
  10631.   scale 4
  10632.  
  10633.  
  10634. will translate to <20,24,28> instead  of  \langle  5,6,7>.  Be  careful  when
  10635. transforming to get the order correct for your purposes.
  10636.  
  10637. 7.3.3            Transform Identifiers
  10638.  
  10639. At times it is useful to combine together several transformations  and  apply
  10640. them in multiple places. A transform identifier may be used for this purpose.
  10641. Transform identifiers are declared as follows:
  10642.  
  10643.   #declare IDENT = transform { TRANSFORMATION... }
  10644.  
  10645.  
  10646. Where IDENT is the identifier to be declared and  TRANSFORMATION  is  one  or
  10647. more translate , rotate , scale or  matrix  specifications  or  a  previously
  10648. declared transform identifier. A  transform  identifier  is  invoked  by  the
  10649. transform keyword without any brackets as shown here:
  10650.  
  10651.   object {
  10652.     MyObject           // Get a copy of MyObject
  10653.     transform MyTrans  // Apply the transformation
  10654.     translate -x*5     // Then move it 5 units left
  10655.   }
  10656.   object {
  10657.     MyObject           // Get another copy of MyObject
  10658.     transform MyTrans  // Apply the same transformation
  10659.     translate -x*5     // Then move this one 5 units right
  10660.   }
  10661.  
  10662.  
  10663. On extremely complex CSG objects with lots of  components  it  may  speed  up
  10664. parsing if you apply a declared transformation  rather  than  the  individual
  10665. translate , rotate  ,  scale  or  matrix  specifications.  The  transform  is
  10666. attached just once to each component. Applying each  individual  translate  ,
  10667. rotate , scale or matrix specifications takes long. This only affects parsing
  10668. - rendering works the same either way.
  10669.  
  10670. 7.3.4            Transforming Textures and Objects
  10671.  
  10672. When an object is transformed all textures attached to  the  object  at  that
  10673. time are transformed as well. This means that  if  you  have  a  translate  ,
  10674. rotate , scale or matrix in an object before a texture the texture  will  not
  10675. be transformed. If the transformation is after the texture then  the  texture
  10676. will be transformed with the object. If  the  transformation  is  inside  the
  10677. texture {... } statement then only the texture is affected. The shape remains
  10678. the same. For example:
  10679.  
  10680.   sphere { 0, 1
  10681.     texture { Jade }  // texture identifier from TEXTURES.INC
  10682.     scale 3           // this scale affects both the
  10683.                       // shape and texture
  10684.   }
  10685.  
  10686.   sphere { 0, 1
  10687.     scale 3           // this scale affects the shape only
  10688.     texture { Jade }
  10689.   }
  10690.  
  10691.   sphere { 0, 1
  10692.     texture {
  10693.       Jade
  10694.       scale 3         // this scale affects the texture only
  10695.     }
  10696.   }
  10697.  
  10698.  
  10699. Transformations may also be independently applied  to  pigment  patterns  and
  10700. surface normal patterns. Note that scaling a normal pattern affects only  the
  10701. width and spacing. It does not affect the apparent height  or  depth  of  the
  10702. bumps. For example:
  10703.  
  10704.   box { <0, 0, 0>, <1, 1, 1>
  10705.     texture {
  10706.       pigment {
  10707.         checker Red, White
  10708.         scale 0.25 // This affects only the color pattern
  10709.       }
  10710.       normal {
  10711.         bumps 0.3  // This specifies apparent height of bumps
  10712.         scale 0.2  // Scales diameter and space between bumps
  10713.                    // but not the height. Has no effect on
  10714.                    // color pattern.
  10715.       }
  10716.       rotate y*45  // This affects the entire texture but
  10717.     }              // not the object.
  10718.   }
  10719.  
  10720.  
  10721. 7.4              Camera
  10722.  
  10723. The camera definition describes the position, projection type and  properties
  10724. of the camera viewing the scene. Its syntax is:
  10725.  
  10726.   camera {
  10727.     [ perspective | orthographic | fisheye |
  10728.       ultra_wide_angle | omnimax | panoramic |
  10729.       cylinder FLOAT ]
  10730.     location <VECTOR>
  10731.     look_at <VECTOR>
  10732.     right <VECTOR>
  10733.     up <VECTOR>
  10734.     direction <VECTOR>
  10735.     sky <VECTOR>
  10736.     right <VECTOR>
  10737.     angle FLOAT
  10738.     blur_samples FLOAT
  10739.     aperture FLOAT
  10740.     focal_point <VECTOR>
  10741.     normal { NORMAL }
  10742.   }
  10743.  
  10744.  
  10745. Depending on the projection type some of the parameters  are  required,  some
  10746. are optional and some aren't  used.  If  no  projection  type  is  given  the
  10747. perspective camera will be used (pinhole camera). If no camera is specified a
  10748. default camera is used.
  10749.  
  10750. Regardless of the projection type all cameras use the location  ,  look_at  ,
  10751. right , up , direction  and  sky  keywords  to  determine  the  location  and
  10752. orientation of the camera. Their meaning differs  with  the  projection  type
  10753. used. A more detailed explanation of the camera placement follows later.
  10754.  
  10755. 7.4.1            Type of Projection
  10756.  
  10757. The following list explains the different projection types that can  be  used
  10758. with the camera. The most common types are the perspective  and  orthographic
  10759. projections.
  10760.  
  10761. Perspective  projection:  This  projection  represents  the  classic  pinhole
  10762. camera. The (horizontal) viewing angle is  either  determined  by  the  ratio
  10763. between the length of the direction vector and the length of the right vector
  10764. or by the optional keyword angle, which is the  preferred  way.  The  viewing
  10765. angle has to be larger than 0 degrees and smaller than 180 degrees.  See  the
  10766. figure below for the geometry of  the  perspective  camera.  The  perspective
  10767. camera.
  10768.  
  10769. Orthographic projection: This projection uses parallel camera rays to  create
  10770. an image of the scene. The size of the image is determined by the lengths  of
  10771. the right and up vectors. If you add the orthographic keyword after all other
  10772. parameters of a perspective camera you'll get an orthographic view  with  the
  10773. same image area, i.e. the size of the image is the same.  In  this  case  you
  10774. needn't specify the lengths of the right and up  vector  because  they'll  be
  10775. calculated automatically. You should be aware though that the  visible  parts
  10776. of the scene change when switching from perspective to orthographic view.  As
  10777. long as all objects of interest are near  the  look_at  location  they'll  be
  10778. still visible if the orthographic camera is used. Objects farer away may  get
  10779. out of view while nearer objects will stay in view. Fisheye projection:  This
  10780. is a spherical projection. The  viewing  angle  is  specified  by  the  angle
  10781. keyword. An angle of 180 degrees creates  the  "standard"  fisheye  while  an
  10782. angle of 360 degrees creates a  super-fisheye  ("I-see-everything-view").  If
  10783. you use this projection you should get a circular image. If  this  isn't  the
  10784. case, i.e. you get an elliptical image, you  should  read  "Aspect  Ratio"  .
  10785. Ultra wide angle projection: This  projection  is  somewhat  similar  to  the
  10786. fisheye but it projects the image onto a rectangle instead of a  circle.  The
  10787. viewing angle can be specified using the angle keyword.  Omnimax  projection:
  10788. The omnimax projection is a 180 degrees fisheye that has  a  reduced  viewing
  10789. angle in the vertical direction. In reality this projection is used  to  make
  10790. movies that can be viewed in the dome-like Omnimax theaters. The  image  will
  10791. look somewhat elliptical. The angle keyword isn't used with this  projection.
  10792. Panoramic projection: This projection is called "cylindrical  equirectangular
  10793. projection".  It  overcomes  the  degeneration  problem  of  the  perspective
  10794. projection if the viewing angle approaches 180 degrees. It  uses  a  type  of
  10795. cylindrical projection to be able to  use  viewing  angles  larger  than  180
  10796. degrees with a tolerable lateral-stretching distortion. The angle keyword  is
  10797. used to determine the  viewing  angle.  Cylindrical  projection:  Using  this
  10798. projection the scene is projected onto a cylinder. There are  four  different
  10799. types of cylindrical projections depending on the orientation of the cylinder
  10800. and the position of the viewpoint. The viewing angle and the length of the up
  10801. or right vector determine the dimensions of the camera and the visible image.
  10802. Th1 vertical cylinder, fixed viewpoint ber. The types are:
  10803.   2 horizontal cylinder, fixed viewpoint
  10804.   3 vertical cylinder, viewpoint moves along the cylinder's axis
  10805.   4 horizontal cylinder, viewpoint moves along the cylinder's axis
  10806.  
  10807.  
  10808. If the perspective camera is used the angle  keyword  overrides  the  viewing
  10809. angle specified by the direction keyword and vice versa. Each time  angle  is
  10810. used the length of the direction vector is adjusted to fit  the  new  viewing
  10811. angle.
  10812.  
  10813. There is no limitation to  the  viewing  angle  except  for  the  perspective
  10814. projection. If you choose viewing angles larger than 360 degrees  you'll  see
  10815. repeated images of the scene (the way the repetition takes place  depends  on
  10816. the camera). This might be useful for special effects.
  10817.  
  10818. You should note that the vista buffer can only be used with  the  perspective
  10819. and orthographic camera.
  10820.  
  10821. 7.4.2            Focal Blur
  10822.  
  10823. Simulates focal depth-of-field by shooting  a  number  of  sample  rays  from
  10824. jittered points within each pixel and averaging the results.
  10825.  
  10826. The aperture setting determines  the  depth  of  the  sharpness  zone.  Large
  10827. apertures give a lot of blurring, while narrow apertures  will  give  a  wide
  10828. zone of sharpness. Note that, while this behaves as a real camera  does,  the
  10829. values for aperture are purely arbitrary and are not related to f-stops.
  10830.  
  10831. The center of the zone of sharpness is the focal_point  vector  (the  default
  10832. focal_point is <0,0,0>).
  10833.  
  10834. The blur_samples value controls the maximum number of rays to  use  for  each
  10835. pixel. More rays give a smoother appearance but is slower, although  this  is
  10836. controlled somewhat by an adaptive mechanism that stops shooting rays when  a
  10837. certain degree of confidence has been reached that shooting more  rays  would
  10838. not result in a significant change.
  10839.  
  10840. The confidence and variance  keywords  control  the  adaptive  function.  The
  10841. confidence value is used to determine when  the  samples  seem  to  be  close
  10842. enough to the correct color.  The  variance  value  specifies  an  acceptable
  10843. tolerance on the variance of the samples taken so far. In  other  words,  the
  10844. process of shooting sample rays is terminated when the estimated color  value
  10845. is very likely (as controlled by the confidence probability)  near  the  real
  10846. color value.
  10847.  
  10848. Since the confidence is a probability its values can range from 0 to  1  (the
  10849. default is 0.9, i. e. 90%). The value for the variance should be in the range
  10850. of the smallest displayable color difference (the default is 1/128).
  10851.  
  10852. Larger confidence values will lead to more samples, slower traces and  better
  10853. images. The same holds for smaller variance thresholds.
  10854.  
  10855. By default no focal blur is used, i. e. the default aperture  is  0  and  the
  10856. default number of samples is 0.
  10857.  
  10858. 7.4.3            Camera Ray Perturbation
  10859.  
  10860. The optional keyword normal may be used to assign a  normal  pattern  to  the
  10861. camera. All camera rays will be perturbed using this pattern. This  lets  you
  10862. create special effects. See the animated scene camera2.pov for an example.
  10863.  
  10864. 7.4.4            Placing the Camera
  10865.  
  10866. In the  following  sections  the  placing  of  the  camera  will  be  further
  10867. explained.
  10868.  
  10869. 7.4.4.1          Location and Look_At
  10870.  
  10871. Under many circumstances just two vectors in the camera statement are all you
  10872. need to position the camera: location and look_at . For example:
  10873.  
  10874.   camera {
  10875.     location <3,5,-10>
  10876.     look_at  <0,2,1>
  10877.   }
  10878.  
  10879.  
  10880. The location is simply the x, y, z coordinates of the camera. The camera  can
  10881. be located anywhere in the ray-tracing universe. The default location is  <0,
  10882. 0, 0>. The look_at vector tells POV-Ray to pan and tilt the camera  until  it
  10883. is looking at the specified x, y, z coordinates. By default the camera  looks
  10884. at a point one unit in the z-direction from the location.
  10885.  
  10886. The look_at specification should almost always be the last item in the camera
  10887. statement. If other camera items are placed after the look_at vector then the
  10888. camera may not continue to look at the specified point.
  10889.  
  10890. 7.4.4.2          The Sky Vector
  10891.  
  10892. Normally POV-Ray pans left or right by rotating about  the  y-axis  until  it
  10893. lines up with the look_at point and then tilts straight up or down until  the
  10894. point is met exactly. However you may want to slant the camera sideways  like
  10895. an airplane making a banked turn. You may change the tilt of the camera using
  10896. the sky vector. For example:
  10897.  
  10898.   camera {
  10899.     location <3,5,-10>
  10900.     sky      <1,1,0>
  10901.     look_at  <0,2,1>
  10902.   }
  10903.  
  10904.  
  10905. This tells POV-Ray to roll the camera until the top of the camera is in  line
  10906. with the sky vector. Imagine that the sky vector is an antenna  pointing  out
  10907. of the top of the camera. Then it uses the sky vector as the axis of rotation
  10908. left or right and then to tilt up or down in line with  the  sky  vector.  In
  10909. effect you're telling POV-Ray to assume that the sky isn't straight up.  Note
  10910. that the sky vector must appear before the look_at vector.
  10911.  
  10912. The sky vector does nothing on its own. It only modifies the way the  look_at
  10913. vector turns the camera. The default value for sky is <0, 1, 0>.
  10914.  
  10915. 7.4.4.3          The Direction Vector
  10916.  
  10917. The direction vector tells POV-Ray the initial direction to point the  camera
  10918. before moving it with look_at or rotate vectors (the default is direction <0,
  10919. 0, 1> ). It may also be used to control the (horizontal) field of  view  with
  10920. some types of projection. This should be done using the easier to  use  angle
  10921. keyword though.
  10922.  
  10923. If you are using the ultra wide angle, panoramic  or  cylindrical  projection
  10924. you should use a unit length direction vector to avoid strange results.
  10925.  
  10926. The length of the direction vector doesn't matter if  one  of  the  following
  10927. projection types is used: orthographic, fisheye or omnimax.
  10928.  
  10929. 7.4.4.4          Angle
  10930.  
  10931. The angle keyword specifies the (horizontal) viewing angle in degress of  the
  10932. camera used. Even though it is  possible  to  use  the  direction  vector  to
  10933. determine the viewing angle for the perspective camera it is much  easier  to
  10934. use the angle keyword.
  10935.  
  10936. The necessary calculations to convert  from  one  method  to  the  other  are
  10937. described below. These calculations are used to determine the length  of  the
  10938. direction vector whenever the angle keyword is encountered.
  10939.  
  10940. The viewing angle is converted to a direction vector length  and  vice  versa
  10941. using the formula The viewing angle is given by the formula
  10942.  
  10943.   angle = 2 * arctan(0.5 * right_length / direction_length)
  10944.  
  10945.  
  10946. where right_length and direction_length are the  lengths  of  the  right  and
  10947. direction vector respectively and arctan is the inverse tangens function.
  10948.  
  10949. From this the length of the direction vector can be calculated  for  a  given
  10950. viewing angle and right vector.
  10951.  
  10952. From this the length of the direction vector can be calculated  for  a  given
  10953. viewing angle and right vector.   direction_length = 0.5 * right_length / tan
  10954.  
  10955.  
  10956. 7.4.4.5          Up and Right Vectors
  10957.  
  10958. The direction of the up  and  right  vectors  (together  with  the  direction
  10959. vector) determine the orientation of the camera in the scene.  They  are  set
  10960. implicitly by their default values of
  10961.  
  10962.   right 4/3*x
  10963.   up y
  10964.  
  10965.  
  10966. or the look_at parameter (in combination with location) . The  directions  of
  10967. an explicitly specified right  and  up  vector  will  be  overridden  by  any
  10968. following look_at parameter.
  10969.  
  10970. While some camera types ignore the length of these vectors others use  it  to
  10971. extract valuable information about the camera settings.  The  following  list
  10972. will explain the meaning of the right and up vector  for  each  camera  type.
  10973. Since the direction the vectors is always used to describe the orientation of
  10974. the camera it will not be explained again.
  10975.  
  10976. Perspective projection: The lengths of the up and right vectors are  used  to
  10977. set the size of the viewing window and  the  aspect  ratio  as  described  in
  10978. detail in section "Aspect Ratio" . Since the field of  view  depends  on  the
  10979. length of the direction vector  (implicitly  set  by  the  angle  keyword  or
  10980. explicitly set by the direction keyword) and the lengths of the right and  up
  10981. vectors you should carefully choose them in order to get the desired results.
  10982. Orthographic projection: The lengths of the right and up vector set the  size
  10983. of the viewing window regardless of the direction vector length, which is not
  10984. used by the orthographic camera. Again the relation of the lengths is used to
  10985. set the aspect ratio. Fisheye projection: The right and up vectors  are  used
  10986. to set the aspect ratio. Ultra  wide  angle  projection:  The  up  and  right
  10987. vectors work in  a  similar  way  as  for  the  perspective  camera.  Omnimax
  10988. projection: The omnimax projection is  a  180  degrees  fisheye  that  has  a
  10989. reduced viewing angle in the vertical direction. In reality  this  projection
  10990. is used to make movies that can be viewed in the dome-like Omnimax  theaters.
  10991. The image will look somewhat elliptical. The angle keyword  isn't  used  with
  10992. this projection. Panoramic projection: The up and right  vectors  work  in  a
  10993. similar way  as  for  the  perspective  camera.  Cylindrical  projection:  In
  10994. cylinder type 1 and 3 the axis of the cylinder lies along the up  vector  and
  10995. the width is determined by the length of right vector or it may be overridden
  10996. with the angle vector. In type 3 the up vector determines how many units high
  10997. the image is. For example if you have up 4*y on a camera at the origin.  Only
  10998. points from y=2 to y=-2 are visible. All viewing rays  are  perpendicular  to
  10999. the y-axis. For type 2 and 4, the  cylinder  lies  along  the  right  vector.
  11000. Viewing rays for type 4 are perpendicular to the right vector.
  11001.  
  11002. Note  that  the  up,  right  and  direction  vectors  should  always  remain
  11003. perpendicular to each other or the image will be distorted. If  this  is  not
  11004. the case a warning message will be printed. The vista buffer  will  not  work
  11005. for non-perpendicular camera vectors.
  11006.  
  11007. 7.4.4.5.1        Aspect Ratio
  11008.  
  11009. Together the right and up vectors define the aspect ratio  (height  to  width
  11010. ratio) of the resulting image. The default values up <0, 1, 0rangle and right
  11011. <1.33, 0, 0> result in an aspect ratio of 4 to 3. This is the aspect ratio of
  11012. a typical computer monitor. If you wanted a tall skinny image or a short wide
  11013. panoramic image or a perfectly square image you  should  adjust  the  up  and
  11014. right vectors to the appropriate proportions.
  11015.  
  11016. Most computer video modes and graphics printers use perfectly square  pixels.
  11017. For example Macintosh displays and  IBM  S-VGA  modes  640x480,  800x600  and
  11018. 1024x768 all use square pixels. When your intended viewing method uses square
  11019. pixels then the width and height you set with the +W and +H  switches  should
  11020. also have the same ratio as the right and up vectors. Note that 640/480 = 4/3
  11021. so the ratio is proper for this square pixel mode.
  11022.  
  11023. Not all display modes use square pixels however. For  example  IBM  VGA  mode
  11024. 320x200 and Amiga 320x400 modes do not use square  pixels.  These  two  modes
  11025. still produce a 4/3 aspect ratio  image.  Therefore  images  intended  to  be
  11026. viewed on such hardware should still use 4/3 ratio  on  their  up  and  right
  11027. vectors but the +W and +H settings will not be 4/3.
  11028.  
  11029. For example:
  11030.  
  11031.   camera {
  11032.     location <3,5,-10>
  11033.     up       <0,1,0>
  11034.     right    <1,0,0>
  11035.     look_at  <0,2,1>
  11036.   }
  11037.  
  11038.  
  11039. This specifies a perfectly square image. On a square pixel display like  SVGA
  11040. you would use +W and +H settings such as +W 480 +H 480  or  +W  600  +H  600.
  11041. However on the non-square pixel Amiga 320x400 mode  you  would  want  to  use
  11042. values of +W 240 +H 400 to render a square image.
  11043.  
  11044. 7.4.4.5.2        Handedness
  11045.  
  11046. The right vector also describes the direction to the right of the camera.  It
  11047. tells POV-Ray where the right side of your screen is. The sign of  the  right
  11048. vector can be used to determine the handedness of the  coordinate  system  in
  11049. use. The default right statement is:
  11050.  
  11051.   right <1.33, 0, 0>
  11052.  
  11053.  
  11054. This means that the +x-direction is to the right. It is called a  left-handed
  11055. system because you can use your left hand to keep track of the axes. Hold out
  11056. your left hand with your palm facing to your  right.  Stick  your  thumb  up.
  11057. Point straight ahead with your index finger. Point your other fingers to  the
  11058. right. Your bent fingers are pointing to the  +x-direction.  Your  thumb  now
  11059. points into +y-direction. Your index finger points into the +z-direction.
  11060.  
  11061. To use a right-handed coordinate system, as is popular in some  CAD  programs
  11062. and other ray-tracers, make the same shape using your right hand. Your  thumb
  11063. still points up in the  +y-direction  and  your  index  finger  still  points
  11064. forward in the +z-direction but your other fingers now say  the  +x-direction
  11065. is to the left. That means that the right side of your screen is now  in  the
  11066. -x-direction. To tell POV-Ray to act like this this you can use a negative  x
  11067. value in the right vector like this:
  11068.  
  11069.   right <-1.33, 0, 0>
  11070.  
  11071.  
  11072. Since x increasing to the left doesn't make much sense on a 2D screen you now
  11073. rotate the whole thing 180 degrees around by using a positive z value in your
  11074. camera's location. You end up with something like this.
  11075.  
  11076.   camera {
  11077.     location <0,0,10>
  11078.     up       <0,1,0>
  11079.     right    <-1.33,0,0>
  11080.     look_at  <0,0,0>
  11081.   }
  11082.  
  11083.  
  11084. Now when you do your ray-tracer's  aerobics,  as  explained  in  the  section
  11085. "Understanding POV-Ray's Coordinate System" , you  use  your  right  hand  to
  11086. determine the direction of rotations.
  11087.  
  11088. In a two dimensional grid, x is always to the right and  y  is  up.  The  two
  11089. versions of handedness arise from the question of whether z points  into  the
  11090. screen or out of it and which axis in your computer model relates  to  up  in
  11091. the real world.
  11092.  
  11093. Architectural  CAD  systems,  like  AutoCAD,  tend  to  use  the  God's  Eye
  11094. orientation that the z-axis is the elevation and is the model's up direction.
  11095. This approach makes sense if  you're  an  architect  looking  at  a  building
  11096. blueprint on a computer screen. z means up, and  it  increases  towards  you,
  11097. with x and y still across and up the screen. This is the basic  right  handed
  11098. system.
  11099.  
  11100. Stand alone rendering systems, like  POV-Ray,  tend  to  consider  you  as  a
  11101. participant. You're looking at the screen  as  if  you  were  a  photographer
  11102. standing in the scene. Up in the model is now y, the same as up in  the  real
  11103. world and x is still to the right, so z must be depth, which  increases  away
  11104. from you into the screen. This is the basic left handed system.
  11105.  
  11106. 7.4.4.6          Transforming the Camera
  11107.  
  11108. The translate and rotate commands can  re-position  the  camera  once  you've
  11109. defined it. For example:
  11110.  
  11111.   camera {
  11112.     location  < 0,  0,  0>
  11113.     direction < 0,  0,  1>
  11114.     up        < 0,  1,  0>
  11115.     right     < 1,  0,  0>
  11116.     rotate    <30, 60, 30>
  11117.     translate < 5,  3,  4>
  11118.   }
  11119.  
  11120.  
  11121. In this example, the camera is created, then rotated by 30 degrees about  the
  11122. x-axis, 60 degrees about the y-axis and 30 degrees  about  the  z-axis,  then
  11123. translated to another point in space.
  11124.  
  11125. 7.4.5            Camera Identifiers
  11126.  
  11127. You may declare several camera identifiers if you wish. This makes it easy to
  11128. quickly change cameras. For example:
  11129.  
  11130.   #declare Long_Lens =
  11131.     camera {
  11132.       location -z*100
  11133.       angle 3
  11134.     }
  11135.  
  11136.   #declare Short_Lens =
  11137.     camera {
  11138.       location -z*50
  11139.       angle 15
  11140.     }
  11141.  
  11142.   camera {
  11143.     Long_Lens    // edit this line to change lenses
  11144.     look_at Here
  11145.   }
  11146.  
  11147.  
  11148. 7.5              Objects
  11149.  
  11150. Objects are the building blocks of your scene. There are a lot  of  different
  11151. types of objects supported by POV-Ray: finite solid primitives, finite  patch
  11152. primitives,  infinite  solid  polynomial  primitives  and   light   sources.
  11153. Constructive Solid Geometry (CSG) is also supported.
  11154.  
  11155. The basic syntax of an object is a keyword describing its type, some  floats,
  11156. vectors or other parameters which further define its  location  and/or  shape
  11157. and some optional object modifiers such as texture, pigment, normal,  finish,
  11158. bounding, clipping or transformations.
  11159.  
  11160. The texture describes what  the  object  looks  like,  i.  e.  its  material.
  11161. Textures are combinations of pigments, normals, finishes and  halos.  Pigment
  11162. is the color or pattern of colors inherent  in  the  material.  Normal  is  a
  11163. method of simulating various patterns of bumps, dents, ripples  or  waves  by
  11164. modifying the surface normal vector.  Finish  describes  the  reflective  and
  11165. refractive properties of a  material.  The  halo  is  used  to  describe  the
  11166. interior of the object.
  11167.  
  11168. Bounding shapes are finite, invisible shapes which wrap around complex,  slow
  11169. rendering shapes in order to speed up rendering  time.  Clipping  shapes  are
  11170. used to cut away parts of shapes to expose a hollow interior. Transformations
  11171. tell the ray-tracer how to move, size or rotate the shape and/or the  texture
  11172. in the scene.
  11173.  
  11174. 7.5.1            Empty and Solid Objects
  11175.  
  11176. It is very important that you know the basic concept behind empty  and  solid
  11177. objects  in  POV-Ray  to  fully  understand  how  features  like  halos  and
  11178. translucency are used.
  11179.  
  11180. Objects in POV-Ray  can  either  be  solid,  empty  or  filled  with  (small)
  11181. particles.
  11182.  
  11183. A solid object is made from the material specified by its pigment and  finish
  11184. statements (and to some degree its normal statement). By default all  objects
  11185. are assumed to be solid. If you assign a stone texture to a sphere you'll get
  11186. a ball made completely of stone. It's like you had cut this ball from a block
  11187. of stone. A glass ball is a massive sphere made of glass.
  11188.  
  11189. You should be aware that solid objects are conceptual things. If  you  e.  g.
  11190. clip away parts of the sphere you'll see that the  sphere  is  empty,  i.  e.
  11191. you'll clearly see that the interior is empty and it just  has  a  very  thin
  11192. surface.
  11193.  
  11194. This is not contrary to the concept of a solid object used in POV-Ray. It  is
  11195. assumed that all space inside the sphere is covered by the sphere's material.
  11196. Thus there is no room for any other particles  like  those  used  by  fog  or
  11197. halos.
  11198.  
  11199. Empty objects are created by adding the hollow keyword (see "Hollow" ) to the
  11200. object statement. An empty (or hollow) object is assumed to be made of a very
  11201. thin surface which is of the material specified by the  pigment,  finish  and
  11202. normal statements. The object's interior is empty, i. e. it normally contains
  11203. air molecules.
  11204.  
  11205. An empty object can be filled with particles by adding fog or  atmosphere  to
  11206. the scene or by adding a  halo  to  the  object.  It  is  very  important  to
  11207. understand that in order to fill an object with  any  kind  of  particles  it
  11208. first has to be made hollow.
  11209.  
  11210. 7.5.1.1          Halo Pitfall
  11211.  
  11212. There is a piftall in the current empty/solid object implementation that  you
  11213. have to be aware of.
  11214.  
  11215. In order to be able to put solid objects inside a halo (this also  holds  for
  11216. fog and atmosphere) a test has to be made for every ray that  passes  through
  11217. the halo. If this ray travels through a solid object the  halo  will  not  be
  11218. calculated. This is what anyone will expect.
  11219.  
  11220. The problem arises when the camera ray is inside any  non-hollow  object.  In
  11221. this case the ray is already travelling through a solid object  and  even  if
  11222. the halo's container object is hit and it is hollow, the  halo  will  not  be
  11223. calculated. There is no way of telling between these two cases.
  11224.  
  11225. POV-Ray has to determine wether the camera is  inside  any  object  prior  to
  11226. tracing a camera ray in order to be able to correctly render halos  when  the
  11227. camera is inside the container object. There's no way around doing this.
  11228.  
  11229. The solution to this problem (that will often happen  with  infinite  objects
  11230. like planes) is to make those objects hollow too. Thus the  ray  will  travel
  11231. through a hollow object, will hit the container object and the halo  will  be
  11232. calculated.
  11233.  
  11234.  
  11235. 7.5.1.2          Refraction Pitfall
  11236.  
  11237. There is a pitfall in the way  refractive  (and  non-refractive  translucent)
  11238. objects are handled.
  11239.  
  11240. Imagine you want to create an object  that's  partially  made  of  glass  and
  11241. stone. You'd use something like the following merge because you don't want to
  11242. see any inside surfaces.
  11243.  
  11244.   merge {
  11245.     sphere { <-1,0,0>, 2 texture { Stone } }
  11246.     sphere { <+1,0,0>, 2 texture { Glass } }
  11247.   }
  11248.  
  11249.  
  11250. What's wrong with this, you may ask? The problem is that there is no  way  of
  11251. telling what the interior of the actual object will look like. This is not  a
  11252. problem of POV-Ray, it's a general problem. You can't define the interior  of
  11253. any object in a surface based model. You would have to create some  (complex)
  11254. rules to decide what the interior will look like. Is it made of stone? Is  it
  11255. made of glass? Is it made of some bizarre mixture between glass and stone? Is
  11256. it half stone and half glass? Where is the boundary between the two materials
  11257. and what does it look like?
  11258.  
  11259. You will not be able to answer any of the above questions by just looking  at
  11260. the above object. You need more informations.
  11261.  
  11262. If you wanted to create an object made half of stone and half  of  glass  you
  11263. would have used the following statements.
  11264.  
  11265.   union {
  11266.     intersection {
  11267.       sphere { <-1,0,0>, 2 }
  11268.       plane { x, 0 }
  11269.       texture { Stone }
  11270.     }
  11271.     intersection {
  11272.       sphere { <+1,0,0>, 2 }
  11273.       plane { x, 0 inverse }
  11274.       texture { Glass }
  11275.     }
  11276.   }
  11277.  
  11278.  
  11279. This example is correct because there is one object made only  of  stone  and
  11280. one made only of glass.
  11281.  
  11282. You should never use objects whose interior is not well defined, i. e.  there
  11283. must not be different textures for the  object  having  different  refractive
  11284. (and translucent) properties. You should be aware that this  holds  only  for
  11285. the lowest layer if you use layered textures.
  11286.  
  11287.  
  11288. 7.5.2            Finite Solid Primitives
  11289.  
  11290. There are twelve different solid finite primitive shapes:  blob,  box,  cone,
  11291. cylinder, fractal, height field, lathe, sphere,  superellipsoid,  surface  of
  11292. revolution, text object and torus. These have a well-defined inside  and  can
  11293. be used in CSG (see section "Constructive Solid Geometry" ). They are  finite
  11294. and respond to automatic bounding. As with all shapes they can be translated,
  11295. rotated and scaled.
  11296.  
  11297. 7.5.2.1          Blob
  11298.  
  11299. Blobs are an interesting and flexible object type.  Mathematically  they  are
  11300. iso-surfaces of scalar fields, i. e. their surface is defined by the strength
  11301. of the field in each point. If this strength is equal to  a  threshold  value
  11302. you're on the surface otherwise you're not.
  11303.  
  11304. Picture each blob component as an object floating in space.  This  object  is
  11305. filled with a field that has its maximum at the  center  of  the  object  and
  11306. drops off to zero at the object's surface. The field strength  of  all  those
  11307. components are added together to form the field  of  the  blob.  Now  POV-Ray
  11308. looks for points where this field has a given value, the threshold value. All
  11309. these points form the surface of the blob object. Points with a greater field
  11310. value than the threshold value are considered to be inside while points  with
  11311. a smaller field value are outside.
  11312.  
  11313. There's another, simpler way of looking at blobs. They can be seen as a union
  11314. of flexible components that attract or repel each  other  to  form  a  blobby
  11315. organic looking shape. The components' surfaces actually stretch out smoothly
  11316. and connect as if they were made of honey or something like that.
  11317.  
  11318. A blob is made up of spherical and cylindrical components and is  defined  as
  11319. follows:
  11320.  
  11321.   blob {
  11322.     threshold THRESHOLD_VALUE
  11323.     cylinder { <END1>, <END2>, RADIUS, [ strength ] STRENGTH }
  11324.     sphere { <CENTER>, RADIUS, [ strength ] STRENGTH }
  11325.     [ component STRENGTH, RADIUS, <CENTER> ]
  11326.     [ hierarchy FLAG ]
  11327.     [ sturm ]
  11328.   }
  11329.  
  11330.  
  11331. The threshold keyword determines the total field strength value that  POV-Ray
  11332. is looking for. By following the ray out into space and looking at  how  each
  11333. blob component affects the ray, POV-Ray will find the points in  space  where
  11334. the field strength is equal to the threshold value. The following list  shows
  11335. some things you should know about the threshold value.
  11336.  
  11337.   1) The threshold value must be positive.
  11338.   2) A component disappears if  the  threshold  value  is  greater  than  its
  11339.      strength.
  11340.   3) As the threshold value gets larger the surface you see  gets  closer  to
  11341.      the centers of the components.
  11342.   4) As the threshold value gets smaller, the surface you see gets closer  to
  11343.      the surface of the components.
  11344.  
  11345.  
  11346. Cylindrical components  are  specified  by  the  keyword  cylinder  giving  a
  11347. cylinder formed by the base <END1>, the  apex  <END2>  and  the  radius.  The
  11348. cylinder has hemispherical caps at the base and  apex.  Spherical  components
  11349. are specified by the keyword sphere forming a sphere  at  <CENTER>  with  the
  11350. given radius. Each component can be individually translated, rotated,  scaled
  11351. and  textured.  The  complete  syntax  for  the  cylindrical  and  spherical
  11352. components is:
  11353.  
  11354.   sphere { <CENTER>, RADIUS, [strength] STRENGTH
  11355.     [ translate <VECTOR> ]
  11356.     [ rotate <VECTOR> ]
  11357.     [ scale <VECTOR> ]
  11358.     TEXTURE_MODIFIERS
  11359.   }
  11360.  
  11361.   cylinder { <END1>, <END2>, RADIUS, [strength] STRENGTH
  11362.     [ translate <VECTOR> ]
  11363.     [ rotate <VECTOR> ]
  11364.     [ scale <VECTOR> ]
  11365.     TEXTURE_MODIFIERS
  11366.   }
  11367.  
  11368.  
  11369. By  unevenly  scaling  a  spherical  component  you  can  create  ellipsoidal
  11370. components. The component keyword gives a spherical  component  and  is  only
  11371. used for compatibility with earlier POV-Ray versions.
  11372.  
  11373. The strength parameter is a float value specifying the field strength at  the
  11374. center of the object. The strength may be positive or  negative.  A  positive
  11375. value will make that component attract  other  components  while  a  negative
  11376. value will make it repel other components. Components in different,  separate
  11377. blob shapes do not affect each other.
  11378.  
  11379. You should keep the following things in mind.
  11380.  
  11381.   1) The strength value may be positive or negative. Zero is a bad value,  as
  11382.      the net result is that no field was added - you might just as well  have
  11383.      not used this component.
  11384.   2) If strength is positive, then POV-Ray will add the component's field  to
  11385.      the space around the center of the component. If this adds enough  field
  11386.      strength to be greater  than  the  "threshold"  value  you  will  see  a
  11387.      surface.
  11388.   3) If the strength value  is  negative,  then  POV-Ray  will  subtract  the
  11389.      component's field from the space around the  center  of  the  component.
  11390.      This will only do something if there happen to  be  positive  components
  11391.      nearby. What happens is that the  surface  around  any  nearby  positive
  11392.      components  will  be  dented  away  from  the  center  of  the  negative
  11393.      component.
  11394.  
  11395.  
  11396. The components of each blob object are  internally  bounded  by  a  spherical
  11397. bounding hierarchy to speed up blob intersection tests and other  operations.
  11398. By using the optional keyword hierarchy you can switch this hierarchy off.
  11399.  
  11400. An example of a three component blob is:
  11401.  
  11402.   blob {
  11403.     threshold 0.6
  11404.     sphere { <.75, 0, 0>, 1, 1 }
  11405.     sphere { <-.375, .64952, 0>, 1, 1 }
  11406.     sphere { <-.375, -.64952, 0>, 1, 1 }
  11407.     scale 2
  11408.   }
  11409.  
  11410.  
  11411. If you have a single blob component then the surface you see will  just  look
  11412. like the object used, i. e. a sphere or a cylinder, with  the  surface  being
  11413. somewhere inside the surface specified for the component. The  exact  surface
  11414. location can be determined from the blob  equation  listed  below  (you  will
  11415. probably never need to know this, blobs are more for visual appeal  than  for
  11416. exact modeling).
  11417.  
  11418. For the more mathematically minded, here's the  formula  used  internally  by
  11419. POV-Ray to create blobs. You don't need to understand this to use blobs.  The
  11420. formula used for a single blob component is:
  11421.  
  11422.   density = strength * (1 - radius^2)^2
  11423.  
  11424.  
  11425.  
  11426. This formula has the nice property that it is exactly equal to  the  strength
  11427. parameter at the center of the component and drops off  to  exactly  0  at  a
  11428. distance from the center of the component that is equal to the radius  value.
  11429. The density formula for more than one blob component is just the sum  of  the
  11430. individual component densities:
  11431.  
  11432.   density = density1 + density2 + ...
  11433.  
  11434.  
  11435. The calculations for blobs must be  very  accurate.  If  this  shape  renders
  11436. improperly you may add the keyword sturm after  the  last  component  to  use
  11437. POV-Ray's slower-yet-more-accurate Sturmian root solver.
  11438.  
  11439. 7.5.2.2          Box
  11440.  
  11441. A simple box can be defined by listing two corners of the box like this:
  11442.  
  11443.   box { <CORNER1>, <CORNER2> }
  11444.  
  11445.  
  11446. The geometry of a box.
  11447.  
  11448. Where <CORNER1> and <CORNER2> are vectors defining the x, y, z coordinates of
  11449. the opposite corners of the box.
  11450.  
  11451. Note that all boxes are defined with their faces parallel to  the  coordinate
  11452. axes. They may later be rotated to any orientation using the rotate  keyword.
  11453.  
  11454.  
  11455. Each element of <CORNER1>  should  always  be  less  than  the  corresponding
  11456. element in <CORNER2>. If any elements of <CORNER1> are larger than  <CORNER2>
  11457. the box will not appear in the scene.
  11458.  
  11459. Boxes are calculated efficiently and make good bounding shapes  (if  manually
  11460. bounding seems to be necessary).
  11461.  
  11462. 7.5.2.3          Cone
  11463.  
  11464. A finite length cone or a frustum (a cone with the  point  cut  off)  may  be
  11465. defined by.
  11466.  
  11467.   cone {
  11468.     <BASE_POINT>, BASE_RADIUS, <CAP_POINT>, CAP_RADIUS
  11469.     [ open ]
  11470.   }
  11471.  
  11472.  
  11473. The geometry of a cone.
  11474.  
  11475. Where <BASE_POINT> and \langle CAP_POINT> are vectors defining the  x,  y,  z
  11476. coordinates of the center of the cone's base  and  cap  and  BASE_RADIUS  and
  11477. CAP_RADIUS are float values for the corresponding radii.
  11478.  
  11479. Normally the ends of a cone are closed by flat planes which are  parallel  to
  11480. each other and perpendicular to the length of the cone. Adding  the  optional
  11481. keyword open after CAP_RADIUS will remove the  end  caps  and  results  in  a
  11482. tapered hollow tube like a megaphone or funnel.
  11483.  
  11484. 7.5.2.4          Cylinder
  11485.  
  11486. A finite length cylinder with parallel end caps may be defined by.
  11487.  
  11488.   cylinder {
  11489.     <BASE_POINT>, <CAP_POINT>, RADIUS
  11490.     [ open ]
  11491.   }
  11492.  
  11493.  
  11494. The geometry of a cylinder.
  11495.  
  11496. Where <BASE_POINT> and \langle CAP_POINT> are vectors defining the  x,  y,  z
  11497. coordinates of the cylinder's base and cap and RADIUS is a  float  value  for
  11498. the radius.
  11499.  
  11500. Normally the ends of a cylinder are closed by flat planes which are  parallel
  11501. to each other and perpendicular to the length of  the  cylinder.  Adding  the
  11502. optional keyword open after the radius will remove the end caps  and  results
  11503. in a hollow tube.
  11504.  
  11505. 7.5.2.5          Height Field
  11506.  
  11507. Height fields are fast, efficient objects that are generally used  to  create
  11508. mountains or other raised surfaces out of hundreds of triangles  in  a  mesh.
  11509. The height field syntax is:
  11510.  
  11511.   height_field {
  11512.     FILE_TYPE "FILENAME"
  11513.     [ hierarchy BOOL ]
  11514.     [ smooth BOOL ]
  11515.     [ water_level FLOAT ]
  11516.   }
  11517.  
  11518.  
  11519. A height field is essentially a one unit wide by one unit long square with  a
  11520. mountainous surface on top. The height of the mountain at each point is taken
  11521. from the color number or palette index of the pixels in a graphic image file.
  11522. The maximum height is one, which corresponds to the maximum possible color or
  11523. palette index value in the image file.
  11524.  
  11525.         ________  <- image index 255 (or 65535 for 16-bit images)
  11526.       /        /|
  11527. +1y  -- |
  11528.      |        | |
  11529.      |        | |+1z <- Image upper-right
  11530.      |        | /
  11531. 0,0,0-- +1x
  11532.      ^
  11533.      |____ Image lower-left
  11534. The size and orientation of an un-scaled height field.
  11535.  
  11536. The mesh of triangles corresponds directly to the pixels in the  image  file.
  11537. Each square formed by four neighboring pixels is divided into two  triangles.
  11538. An image with a resolution of N*M pixels has  (N-1)*(M-1)  squares  that  are
  11539. divided into 2*(N-1)\times (M-1) triangles.
  11540.  
  11541. The resolution of  the  height  field  is  influenced  by  two  factors:  the
  11542. resolution of the image and the resolution of  the  color/index  values.  The
  11543. size of the image determines the resolution in  the  x-  and  z-direction.  A
  11544. larger image uses more triangles and looks smoother. The  resolution  of  the
  11545. color/index value determines the resolution along the y-axis. A height  field
  11546. made from an 8 bit image can have 256 different height levels while one  made
  11547. from a 16 bit image can have up to 65536 different height  levels.  Thus  the
  11548. second height field will look much smoother in the y-direction if the  height
  11549. field is created appropriately.
  11550.  
  11551. The size/resolution of the image does not  affect  the  size  of  the  height
  11552. field. The un-scaled height field size  will  always  be  1\times  1.  Higher
  11553. resolution image files will  create  smaller  triangles,  not  larger  height
  11554. fields.
  11555.  
  11556. There  are  six  or  possibly  seven  types  of  files  which  can  define  a
  11557. heightfield, as follows:
  11558.  
  11559.   height_field { gif "filename.gif" }
  11560.   height_field { pgm "filename.pgm" }
  11561.   height_field { png "filename.png" }
  11562.   height_field { pot "filename.pot" }
  11563.   height_field { ppm "filename.ppm" }
  11564.   height_field { sys "filename.???" }
  11565.   height_field { tga "filename.tga" }
  11566.  
  11567.  
  11568. The image file used to create a height field can be a  GIF,  TGA,  POT,  PNG,
  11569. PGM, PPM and possibly a system specific (e. g. Windows BMP or Macintosh Pict)
  11570. format file. The GIF, PNG, PGM and possibly system format files are the  only
  11571. ones that can be created using a standard paint  program.  Though  there  are
  11572. paint programs for creating TGA image files they won't be  of  much  use  for
  11573. creating the special 16  bit  TGA  files  used  by  POV-Ray  (see  below  and
  11574. "HF_Gray_16" for more details).
  11575.  
  11576. In an image file like GIF that uses a color palette the color number  is  the
  11577. palette index at a given pixel. Use a paint program to look at the palette of
  11578. a GIF image. The first color is palette index zero, the second is index  one,
  11579. the third is index two and so on.  The  last  palette  entry  is  index  255.
  11580. Portions of the image that use low palette entries will result in lower parts
  11581. of the height field. Portions of the image that use  higher  palette  entries
  11582. will result in higher parts of the height field.
  11583.  
  11584. Height fields created from GIF files  can  only  have  256  different  height
  11585. levels because the maximum number of colors in a GIF file is 256.
  11586.  
  11587. The color of the palette entry does not affect the height of the pixel. Color
  11588. entry 0 could be red, blue, black or orange but the height of any pixel  that
  11589. uses color entry 0 will always be 0. Color entry 255  could  be  indigo,  hot
  11590. pink, white or sky blue but the height of any pixel that uses color entry 255
  11591. will always be 1.
  11592.  
  11593. You can create height field GIF images with a  paint  program  or  a  fractal
  11594. program like Fractint . You can usually get Fractint from most  of  the  same
  11595. sources as POV-Ray.
  11596.  
  11597. A POT file is essentially a GIF file with  a  16  bit  palette.  The  maximum
  11598. number of colors in a POT file is 65536. This means a POT  height  field  can
  11599. have up to 65536 possible height values. This makes it possible to have  much
  11600. smoother height fields. Note that the maximum height of the field is still  1
  11601. even though more intermediate values are possible.
  11602.  
  11603. At the time of this writing the only program that created  POT  files  was  a
  11604. freeware IBM-PC program called Fractint  .  POT  files  generated  with  this
  11605. fractal program create fantastic landscapes.
  11606.  
  11607. The TGA and PPM file formats may be used as  a  storage  device  for  16  bit
  11608. numbers rather than an image file. These formats use the red and green  bytes
  11609. of each pixel to store the high and low bytes of a height value. These  files
  11610. are as  smooth  as  POT  files  but  they  must  be  generated  with  special
  11611. custom-made programs. Several programs can create  TGA  heightfields  in  the
  11612. format POV uses, such as gforge and Terrain Maker .
  11613.  
  11614. PNG format heightfields are usually stored in the form of a  grayscale  image
  11615. with black corresponding to lower and white to higher  parts  of  the  height
  11616. field. Because PNG files can store up to 16 bits  in  grayscale  images  they
  11617. will be as smooth as TGA and PPM images. Since they are grayscale images  you
  11618. will be able to view them with a regular  image  viewer.  gforge  can  create
  11619. 16-bit heightfields in PNG format. Color PNG images will be used in the  same
  11620. way as TGA and PPM images.
  11621.  
  11622. SYS format is a platform specific file format.  See  your  platform  specific
  11623. documentation for details.
  11624.  
  11625. An optional water_level parameter may  be  added  after  the  file  name.  It
  11626. consists of the keyword water_level followed by a  float  value  telling  the
  11627. program to ignore parts of the height field below  that  value.  The  default
  11628. value is zero and  legal  values  are  between  zero  and  one.  For  example
  11629. water_level .5 tells POV-Ray to only render the top half of the height field.
  11630. The other half is below the water and couldn't  be  seen  anyway.  This  term
  11631. comes from the popular use of height fields to render  landscapes.  A  height
  11632. field
  11633. would be used to create islands and another shape would be used  to  simulate
  11634. water around the islands. A large  portion  of  the  height  field  would  be
  11635. obscured by the water so the water_level parameter was  introduced  to  allow
  11636. the ray-tracer to ignore the unseen parts of the height field. water_level is
  11637. also used to cut away unwanted lower values in a height field. For example if
  11638. you have an image of a fractal on  a  solid  colored  background,  where  the
  11639. background color is palette entry 0, you can remove  the  background  in  the
  11640. height field by specifying, water_level .001 .
  11641.  
  11642. Normally height fields have a rough, jagged look because  they  are  made  of
  11643. lots of flat triangles. Adding the keyword smooth causes  POV-Ray  to  modify
  11644. the surface normal vectors of the triangles in such a way that  the  lighting
  11645. and shading of the triangles will give a smooth look. This may allow  you  to
  11646. use a lower resolution file for your height field  than  would  otherwise  be
  11647. needed. However, smooth triangles will take longer to render.
  11648.  
  11649. In order to speed up the intersection tests an one-level  bounding  hierarchy
  11650. is available. By default it is always used but it  can  be  switched  off  to
  11651. eventually improve the rendering speed for small height  fields  (i.  e.  low
  11652. resolution images).
  11653.  
  11654. 7.5.2.6          Julia Fractal
  11655.  
  11656. A julia fractal object is a 3-D slice of a 4-D object created by generalizing
  11657. the process used to create the classic  Julia  sets.  You  can  make  a  wide
  11658. variety of strange objects using julia_fractal ,  including  some  that  look
  11659. like bizarre blobs of twisted taffy.
  11660.  
  11661. The julia_fractal syntax (with default values listed in comments) is:
  11662.  
  11663.   julia_fractal {
  11664.     4DJULIA_PARAMETER                 // default is <1,0,0,0>
  11665.     [ quaternion | hypercomplex ]     // default is quaternion
  11666.     [ sqr | cube | exp |
  11667.       reciprocal | sin | asin |
  11668.       sinh | asinh | cos | acos |
  11669.       cosh | acosh | tan | atan |
  11670.       tanh | atanh | log | pwr(X,Y) ] // default is sqr
  11671.     [ max_iteration MAX_ITERATION ]   // default value 20
  11672.     [ precision PRECISION ]           // default value 20
  11673.     [ slice 4DNORMAL, DISTANCE ]      // default <0,0,0,1>,0
  11674.   }
  11675.  
  11676.  
  11677. The 4-D vector 4DJULIA_PARAMETER is the classic  Julia  parameter  p  in  the
  11678. iterated formula f(h) + p.
  11679.  
  11680. The julia fractal object is calculated by using an algorithm that  determines
  11681. whether an arbitrary point h(0) in 4-D space is inside or outside the object.
  11682. The algorithm requires generating the sequence of vectors h(0), h(1), ...  by
  11683. iterating the formula
  11684.  
  11685.   h(n+1) = f(h(n)) + p (n = 0, 1, ..., max_iteration-1)
  11686.  
  11687.  
  11688. where p is the fixed 4-D vector parameter of the julia fractal and f() is one
  11689. of  the  functions  sqr,  cube,  ...  specified  by  the  presence  of   the
  11690. corresponding keyword. The point h(0) that begins the sequence is  considered
  11691. inside the julia fractal object if  none  of  the  vectors  in  the  sequence
  11692. escapes a hypersphere of radius 4  about  the  origin  before  the  iteration
  11693. number reaches the max_iteration value. As you increase  max_iteration,  some
  11694. points escape that did not previously  escape,  forming  the  julia  fractal.
  11695. Depending  on  the  JULIA_PARAMETER  ,  the  julia  fractal  object  is  not
  11696. necessarily connected; it may  be  scattered  fractal  dust  .  Using  a  low
  11697. max_iteration can fuse together the dust to  make  a  solid  object.  A  high
  11698. max_iteration is more accurate but slows rendering. Even  though  it  is  not
  11699. accurate, the solid shapes you get with a low_maximum iteration value can  be
  11700. quite interesting.
  11701.  
  11702. Since the mathematical object described by this algorithm is four-dimensional
  11703. and POV-Ray renders three dimensional objects, there must be a way to  reduce
  11704. the number of dimensions of the object from four dimensions to three. This is
  11705. accomplished by intersecting the 4-D fractal with a 3-D plane defined by  the
  11706. slice field and then projecting the intersection  to  3-D  space.  The  slice
  11707. plane is the 3-D space that is perpendicular  to  NORMAL4D  and  is  DISTANCE
  11708. units from the origin. Zero length NORMAL4D vectors or a NORMAL4D vector with
  11709. a zero fourth component are illegal.
  11710.  
  11711. You can get a good feel for the four dimensional nature of a julia fractal by
  11712. using POV-Ray's animation feature to vary a slice's DISTANCE  parameter.  You
  11713. can make the julia fractal appear from nothing, grow, then shrink to  nothing
  11714. as DISTANCE changes, much as the cross section of a 3-D object changes as  it
  11715. passes through a plane.
  11716.  
  11717. The precision parameter is a tolerance used in the determination  of  whether
  11718. points are inside or outside the fractal  object.  Larger  values  give  more
  11719. accurate results but slower rendering. Use as low a value as you can  without
  11720. visibly degrading the fractal object's appearance.
  11721.  
  11722. The presence of the keywords quaternion or hypercomplex determine  which  4-D
  11723. algebra is used to calculate the fractal. Both are 4-D generalizations of the
  11724. complex numbers but neither satisfies  all  the  field  properties  (all  the
  11725. properties of real and complex numbers that many of us slept through in  high
  11726. school). Quaternions have  non-commutative  multiplication  and  hypercomplex
  11727. numbers can fail to have a multiplicative inverse for some non-zero  elements
  11728. (it has been proved that you cannot successfully generalize  complex  numbers
  11729. to four dimensions with all the field properties intact, so something has  to
  11730. break). Both of these algebras were discovered in the 19th  century.  Of  the
  11731. two,  the  quaternions  are  much  better  known,  but  one  can  argue  that
  11732. hypercomplex numbers are more useful for our purposes, since  complex  valued
  11733. functions such as sin, cos, etc. can be generalized to work for  hypercomplex
  11734. numbers in a uniform way.
  11735.  
  11736. For the  mathematically  curious,  the  algebraic  properties  of  these  two
  11737. algebras can be derived from the multiplication properties of the unit  basis
  11738. vectors  1  =  <1,0,0,0>,  i=\langle  0,1,0,0>,  j=<0,0,1,0>  and  k=\langle
  11739. 0,0,0,1>. In both algebras 1 x = x 1 = x for any x (1 is  the  multiplicative
  11740. identity). The basis vectors 1 and i behave exactly like the familiar complex
  11741. numbers 1 and i in both algebras.
  11742.  
  11743. Quaternion basis vector multiplication rules:
  11744.  
  11745.   ij = k;            jk  = i;   ki = j
  11746.   ji = -k;           kj  = -i;  ik = -j
  11747.   ii = jj = kk = -1; ijk = -1;
  11748.  
  11749.  
  11750. Hypercomplex basis vector multiplication rules:
  11751.  
  11752.   ij = k;            jk = -i;   ki = -j
  11753.   ji = k;            kj = -i;   ik = -j
  11754.   ii = jj = kk = -1; ijk = 1;
  11755.  
  11756.  
  11757. A distance estimation calculation is used with the quaternion calculations to
  11758. speed them up. The proof that this distance estimation formula works does not
  11759. generalize from two to four dimensions but the formula  seems  to  work  well
  11760. anyway, the absence of proof notwithstanding!
  11761.  
  11762. The presence of one of the function keywords sqr ,  cube  ,  etc.  determines
  11763. which function is used for f(h) in the iteration formula h(n+1) =  f(h(n))  +
  11764. p. Most of the function keywords work only if  the  hypercomplex  keyword  is
  11765. present. Only sqr and cube work  with  quaternions.  The  functions  are  all
  11766. familiar complex functions generalized to four dimensions.
  11767.  
  11768.   Function Keyword    Maps 4-D value h to:
  11769. ================================================
  11770.   sqr                 h*h
  11771.   cube                h*h*h
  11772.   exp                 e raised to the power h
  11773.   reciprocal          1/h
  11774.   sin                 sine of h
  11775.   asin                arcsine of h
  11776.   sinh                hyperbolic sine of h
  11777.   asinh               inverse hyperbolic sine of h
  11778.   cos                 cosine of h
  11779.   acos                arccosine of h
  11780.   cosh                hyperbolic cos of h
  11781.  
  11782.   acosh               inverse hyperbolic cosine of h
  11783.   tan                 tangent of h
  11784.   atan                arctangent of h
  11785.   tanh                hyperbolic tangent of h
  11786.   atanh               inverse hyperbolic tangent of h
  11787.   log                 natural logarithm of h
  11788.   pwr(x,y)            h raised to the complex power x+iy
  11789.  
  11790.  
  11791. A simple example of a julia fractal object is:
  11792.  
  11793.   julia_fractal {
  11794.     <-0.083,0.0,-0.83,-0.025>
  11795.     quaternion
  11796.     sqr
  11797.     max_iteration 8
  11798.     precision 15
  11799.   }
  11800.  
  11801.  
  11802. The first renderings of julia fractals using quaternions were  done  by  Alan
  11803. Norton and later by John Hart in the '80's. This new  POV-Ray  implementation
  11804. follows Fractint in pushing beyond what is known in the literature  by  using
  11805. hypercomplex numbers and by generalizing  the  iterating  formula  to  use  a
  11806. variety of transcendental functions instead of just  the  classic  Mandelbrot
  11807. z^2 + c formula. With an extra two dimensions and eighteen functions to  work
  11808. with, intrepid explorers should be able to locate some new  fractal  beasties
  11809. in hyperspace, so have at it!
  11810.  
  11811. 7.5.2.7          Lathe
  11812.  
  11813. The lathe is an object generated from rotating a two-dimensional curve  about
  11814. an axis. This curve is defined by a set of  points  which  are  connected  by
  11815. linear, quadratic or cubic spline curves. The syntax is:
  11816.  
  11817.   lathe {
  11818.     [ linear_spline | quadratic_spline | cubic_spline ]
  11819.     NUMBER_OF_POINTS,
  11820.     <POINT_1>, <POINT_2>, ..., <POINT_n>
  11821.     [ sturm ]
  11822.   }
  11823.  
  11824.  
  11825. The parameter NUMBER_OF_POINTS determines how many two-dimensional points are
  11826. forming the curve. These points are connected by linear, quadratic  or  cubic
  11827. splines as specified by an optional keyword (the default is linear_spline  ).
  11828. Since the curve is not automatically closed, i. e. the first and last  points
  11829. are not automatically connected, you'll have to do this by your  own  if  you
  11830. want a closed curve. The curve thus defined is rotated about  the  y-axis  to
  11831. form the lathe object which is centered at the origin.
  11832.  
  11833. The following examples creates a simple lathe object that looks like a  thick
  11834. cylinder, i. e. a cylinder with a thick wall:
  11835.  
  11836.   lathe {
  11837.     linear_spline
  11838.     5,
  11839.     <2, 0>, <3, 0>, <3, 5>, <2, 5>, <2, 0>
  11840.     pigment {Red}
  11841.   }
  11842.  
  11843.  
  11844. The cylinder has an inner radius of 2 and an outer radius of 3, giving a wall
  11845. width of 1. It's height is 5 and it's located at the origin pointing  up,  i.
  11846. e. the rotation axis is the y-axis. Note that the first and  last  point  are
  11847. equal to get a closed curve.
  11848.  
  11849. The splines that are used by the lathe and prism objects  are  a  little  bit
  11850. difficult to understand. The basic concept of splines  is  to  draw  a  curve
  11851. through a given set of points in a determined way. The linear spline  is  the
  11852. simplest spline because it's nothing more than connecting consecutive  points
  11853. with a line. This means that the curve that is drawn between two points  only
  11854. depends on those two points. No additional information is taken into account.
  11855. Quadratic and cubic splines are different in that they do not only take other
  11856. points into account when connecting two points but they  also  look  smoother
  11857. and - in the case of the cubic spline - produce smoother transitions at  each
  11858. point.
  11859.  
  11860. Quadratic splines are made of quadratic curves. Each  of  them  connects  two
  11861. consecutive points. Since those two points (call them second and third point)
  11862. aren't enough to describe a quadratic curve  the  predecessor  of  the  third
  11863. point is taken into account when  the  curve  is  drawn.  Mathematically  the
  11864. relationship (their location on the 2-D plane) between the third  and  fourth
  11865. point determines the slope of the curve at the third point. The slope of  the
  11866. curve at the second point is out of control. Thus quadratic splines look much
  11867. smoother than linear splines but the transitions at each point are  generally
  11868. not smooth because the slopes on both sides of the point are different.
  11869.  
  11870. Cubic splines overcome the transition problem of  quadratic  splines  because
  11871. they also take the first point into account when drawing  the  curve  between
  11872. the second and third point. The slope at the second point  is  under  control
  11873. now and allows a smooth transition at each point. Thus cubic splines  produce
  11874. the most flexible and smooth curves.
  11875.  
  11876. You should note that the number of spline segments, i. e. curves between  two
  11877. points, depends on the spline type used.  For  linear  splines  you  get  n-1
  11878. segments connecting the points P[i], i=1,...,n. A quadratic spline gives  you
  11879. n-2 segments because the last point is only used for determining the slope as
  11880. explained above (thus you'll need at least three points to define a quadratic
  11881. spline). The same holds for cubic splines where you get n-3 segments with the
  11882. first and last point used only for slope calculations (thus needing at  least
  11883. four points). If you want to get a closed quadratic  and  cubic  spline  with
  11884. smooth transitions at the end points you have to make sure that in the  cubic
  11885. case P[n-1] = P[2] (to get a closed curve), P[n] = P[3] and P[n-2] = P[1] (to
  11886. smooth the transition). In the quadratic case P[n-1] =  P[1]  (to  close  the
  11887. curve) and P[n] = P[2]. %%% LATE-ONLY You should  note  that  the  number  of
  11888. spline segments, i. e. curves between two points, depends on the spline  type
  11889. used. For linear splines you get n-1 segments connecting the points P_i, i=1,
  11890. ..., n. A quadratic spline gives you n-2 segments because the last  point  is
  11891. only used for determining the slope as explained above (thus you'll  need  at
  11892. least three points to define a quadratic spline). The same  holds  for  cubic
  11893. splines where you get n-3 segments with the first and last  point  used  only
  11894. for slope calculations (thus needing at least four points). If  you  want  to
  11895. get a closed quadratic and cubic spline with smooth transitions  at  the  end
  11896. points you have to make sure that in the cubic case P_ {n-1} = P_2 (to get  a
  11897. closed curve), P_n = P_3 and P_ {n-2} = P_1 (to smooth  the  transition).  In
  11898. the quadratic case P_ {n-1} = P_1 (to close the curve) and P_n = P_2  (for  a
  11899. smooth transition). %%% END
  11900.  
  11901. The slower but more accurate Sturmian  root  solver  may  be  used  with  the
  11902. quadratic spline lathe if  the  shape  does  not  render  properly.  Since  a
  11903. quadratic polynomal has to be solved for the linear spline lathe the Sturmian
  11904. root solver is not needed. In case of cubic splines the Sturmian root  solver
  11905. is always used because a 6th order polynomal has to be solved.
  11906.  
  11907. 7.5.2.8          Prism
  11908.  
  11909. The prism is an object generated from sweeping one or  more  two-dimensional,
  11910. closed curves along an axis. These curves are defined  by  a  set  of  points
  11911. which are connected by linear, quadratic or cubic splines.
  11912.  
  11913. The syntax for the prism is:
  11914.  
  11915.   prism {
  11916.     [ linear_sweep | conic_sweep ]
  11917.     [ linear_spline | quadratic_spline | cubic_spline ]
  11918.     HEIGHT1,
  11919.     HEIGHT2,
  11920.     TOTAL_NUMBER_OF_POINTS,
  11921.     <POINT_1>, <POINT_2>, ..., <POINT_n>
  11922.     [ open ]
  11923.     [ sturm ]
  11924.   }
  11925.  
  11926.  
  11927. The prism object allows you to use any number of sub-prisms inside one  prism
  11928. statement (they are of the same spline and  sweep  type).  Wherever  an  even
  11929. number of sub-prisms overlaps a whole appears.
  11930.  
  11931. The syntax of the prism object depends on the  type  of  spline  curve  used.
  11932. Below the syntax of the linear spline prism is given.
  11933.  
  11934.   prism {
  11935.     linear_spline
  11936.     HEIGHT1,
  11937.     HEIGHT2,
  11938.     TOTAL_NUMBER_OF_POINTS,
  11939.     <A_1>, <A_2>, ..., <A_na>, <A_1>,
  11940.     <B_1>, <B_2>, ..., <B_nb>, <B_1>,
  11941.     <C_1>, <C_2>, ..., <C_nc>, <C_1>,
  11942.     ...
  11943.   }
  11944.  
  11945.  
  11946. Each of the sub-prisms has to be closed by repeating the  first  point  of  a
  11947. sub-prism at the end of the sub-prism's point sequence. If this  is  not  the
  11948. case a warning is issued and  the  prism  is  ignored  (with  linear  splines
  11949. automatic closing is used). This implies that  all  points  of  a  prism  are
  11950. different (except the first and last of course). This applies to  all  spline
  11951. types though the control points of the quadratic and  cubic  splines  can  be
  11952. arbitrarily chosen.
  11953.  
  11954. The last sub-prism of a linear spline prism is automatically  closed  -  just
  11955. like the last sub-polygon in the polygon statement - if the  first  and  last
  11956. point of the sub-polygon's point sequence are not the same. This make it very
  11957. easy to convert between polygons and prisms. Quadratic and cubic splines  are
  11958. never automatically closed.
  11959.  
  11960. The syntax for quadratic spline prisms is:
  11961.  
  11962.   prism {
  11963.     quadratic_spline
  11964.     HEIGHT1,
  11965.     HEIGHT2,
  11966.     TOTAL_NUMBER_OF_POINTS,
  11967.     <CL_A>, <A_1>, <A_2>, ..., <A_na>, <A_1>,
  11968.     <CL_B>, <B_1>, <B_2>, ..., <B_nb>, <B_1>,
  11969.     <CL_C>, <C_1>, <C_2>, ..., <C_nc>, <C_1>,
  11970.     ...
  11971.   }
  11972.  
  11973.  
  11974. Quadratic spline sub-prisms need an additional control point at the beginning
  11975. of each sub-prisms' point sequence to determine the slope at the start of the
  11976. curve.
  11977.  
  11978. Last but not least the syntax for the cubic spline prism.
  11979.  
  11980.   prism {
  11981.     cubic_spline
  11982.     HEIGHT1,
  11983.     HEIGHT2,
  11984.     TOTAL_NUMBER_OF_POINTS,
  11985.     <CL_A1>, <A_1>, <A_2>, ..., <A_na>, <A_1>, <CL_A2>,
  11986.     <CL_B1>, <B_1>, <B_2>, ..., <B_nb>, <B_1>, <CL_B2>,
  11987.     <CL_C1>, <C_1>, <C_2>, ..., <C_nc>, <C_1>, <CL_C2>,
  11988.     ...
  11989.   }
  11990.  
  11991.  
  11992. In addition to the closed point sequence each cubic  spline  sub-prism  needs
  11993. two control points to determine the slopes at the start and end of the curve.
  11994.  
  11995.  
  11996. The parameter  TOTAL_NUMBER_OF_POINTS  determines  how  many  two-dimensional
  11997. points (lying in the x-z-plane) form the curves (this  includes  all  control
  11998. points needed for quadratic and cubic splines). The curves  are  swept  along
  11999. the y-axis from HEIGHT1 to HEIGHT2 to  form  the  prism  object.  By  default
  12000. linear sweeping is used to create the prism, i.  e.  the  prism's  walls  are
  12001. perpendicular to the x-z-plane (the size of the curve does not change  during
  12002. the sweep). You can also use conic sweeping / conic_sweep  that  leads  to  a
  12003. prism with cone-like walls by scaling the curve down during the sweep.
  12004.  
  12005. Like cylinders the prism is normally closed. You can remove the caps  on  the
  12006. prism by using the open keyword. If you do so you shouldn't use it  with  CSG
  12007. because the results may get wrong.
  12008.  
  12009. The following example creates a simple prism object that looks like  a  piece
  12010. of cake:
  12011.  
  12012.   prism {
  12013.     linear_sweep
  12014.     linear_spline
  12015.     0, 1,
  12016.     4,
  12017.     <-1, 0>, <1, 0>, <0, 5>, <-1, 0>
  12018.     pigment {Red}
  12019.   }
  12020.  
  12021.  
  12022. For an explanation of the spline concept read the description  of  the  lathe
  12023. object.
  12024.  
  12025. The slower but more accurate Sturmian root solver may be used with the  cubic
  12026. spline prisms if the shape does not render properly. The linear and quadratic
  12027. spline prisms do not need the Sturmian root solver.
  12028.  
  12029. 7.5.2.9          Sphere
  12030.  
  12031. The syntax of the sphere object is:
  12032.  
  12033.   sphere {
  12034.     <CENTER>, RADIUS
  12035.   }
  12036.  
  12037.  
  12038. The geometry of a sphere.
  12039.  
  12040. Where <CENTER> is a vector specifying the x, y, z coordinates of  the  center
  12041. of the sphere and RADIUS is a float value specifying the radius. Spheres  may
  12042. be scaled unevenly giving an ellipsoid shape.
  12043.  
  12044. Because spheres are highly optimized they make good bounding shapes (if manal
  12045. bounding seems to be necessary).
  12046.  
  12047. 7.5.2.10         Superquadric Ellipsoid
  12048.  
  12049. The superquadric ellipsoid is an extension of the quadric ellipsoid.  It  can
  12050. be used to create boxes and cylinders with round edges and other  interesting
  12051. shapes. Mathematically it is given by the equation:
  12052.  
  12053.   f(x, y, z) = (|x|^(2/e) + |y|^(2/e)) ^ (e/n) + |z|^(2/n) - 1 = 0
  12054.  
  12055.  
  12056. The values of e  and  n,  called  the  east-west  and  north-south  exponent,
  12057. determine the shape of the superquadric ellipsoid. Both have  to  be  greater
  12058. than zero. The sphere is e. g. given by e = 1 and n = 1.
  12059.  
  12060. The syntax of the superquadric ellipsoid, which is located at the origin, is:
  12061.  
  12062.  
  12063.   superellipsoid { <e, n> }
  12064.  
  12065.  
  12066. Two useful objects are the rounded box and the rounded  cylinder.  These  are
  12067. declared in the following way.
  12068.  
  12069.   #declare Rounded_Box = superellipsoid { <r, r> }
  12070.   #declare Rounded_Cylinder = superellipsoid { <1, r> }
  12071.  
  12072.  
  12073. The roundedness r determines the roundedness of  the  edges  and  has  to  be
  12074. greater than zero and smaller than one. The smaller you choose the values  of
  12075. r the smaller and sharper the edges will get.
  12076.  
  12077. Very small values of e and n might cause problems with the root  solver  (the
  12078. Sturmian root solver cannot be used).
  12079.  
  12080. 7.5.2.11         Surface of Revolution
  12081.  
  12082. The surface of revolution (SOR) object is generated by rotating the graph  of
  12083. a function about an axis. This  function  describes  the  dependence  of  the
  12084. radius from the position on the rotation axis. The syntax of the  SOR  object
  12085. is:
  12086.  
  12087.   sor {
  12088.     NUMBER_OF_POINTS,
  12089.     <POINT0>, <POINT1>, ..., <POINTn-1>
  12090.     [ open ]
  12091.     [ sturm ]
  12092.   }
  12093.  
  12094.  
  12095. The points <POINT0> through <POINTn-1> are two-dimensional vectors consisting
  12096. of the radius and the  corresponding  height,  i.  e.  the  position  on  the
  12097. rotation axis. These points are smoothly  connected  (the  curve  is  passing
  12098. through the specified points) and rotated about the y-axis to  form  the  SOR
  12099. object. The first and last points are only used to determine  the  slopes  of
  12100. the function at the start and end point. The function used for the SOR object
  12101. is similar to the splines used for the lathe object. The difference  is  that
  12102. the SOR object is less flexible because it underlies the restrictions of  any
  12103. mathematical function, i. e. to any  given  point  y  on  the  rotation  axis
  12104. belongs at most one function value, i. e. one radius value. You can't  rotate
  12105. closed curves with the SOR object.
  12106.  
  12107. The optional keyword open allows you to remove the caps on the SOR object. If
  12108. you do this you shouldn't use it with CSG anymore because the results may  be
  12109. wrong.
  12110.  
  12111. The SOR object is useful for creating bottles, vases, and things like that. A
  12112. simple vase could look like this:
  12113.  
  12114.   #declare Vase = sor {
  12115.     7,
  12116.     <0.000000, 0.000000>
  12117.     <0.118143, 0.000000>
  12118.     <0.620253, 0.540084>
  12119.     <0.210970, 0.827004>
  12120.     <0.194093, 0.962025>
  12121.     <0.286920, 1.000000>
  12122.     <0.468354, 1.033755>
  12123.     open
  12124.   }
  12125.  
  12126.  
  12127. One might ask why there is any need for a SOR object if there  is  already  a
  12128. lathe object which is much more flexible. The reason  is  quite  simple.  The
  12129. intersection test with a SOR object involves solving a cubic polynomial while
  12130. the test with a lathe object requires to solve of a 6th order polynomial (you
  12131. need a cubic spline for the same smoothness  ).  Since  most  SOR  and  lathe
  12132. objects will have several segments this  will  make  a  great  difference  in
  12133. speed. The roots of the 3rd order polynomial will also be more  accurate  and
  12134. easier to find.
  12135.  
  12136. The slower but more accurate Sturmian  root  solver  may  be  used  with  the
  12137. surface of revolution object if the shape does not render properly.
  12138.  
  12139. The following explanations are for the mathematically interested  reader  who
  12140. wants to know how the surface of revolution is calculated. Though it  is  not
  12141. necessary to read on it might help in understanding the SOR object.
  12142.  
  12143. The function that is rotated about the y-axis to get the final SOR object  is
  12144. given by
  12145.  
  12146.   r^2 = f(h) = A*h^3 + B*h^2 + C*h + D
  12147. %%% PHS-ONLY %%% %%% with radius r and  height  h.  Since  this  is  a  cubic
  12148. function in h it %%% has enough flexibility to allow smooth curves.  %%%  %%%
  12149. The curve itself is defined by a set of n points P(i), i=0...n-1,  %%%  which
  12150. are interpolated using one function for every segment of  %%%  the  curve.  A
  12151. segment j, j=1...n-3, goes from point P(j)  to  %%%  point  P(j+1)  and  uses
  12152. points P(j-1) and P(j+2) to determine %%% the slopes  at  the  endpoints.  If
  12153. there are n points we will have %%% n-3 segments. This means that we need  at
  12154. least four points to get a %%% proper curve. %%% %%% The  coefficients  A(j),
  12155. B(j), C(j) and D(j) are calculated for every %%% segment using  the  equation
  12156. %%% %%% %%%   b = M * x, with
  12157. %%%
  12158. %%%       /                                        \
  12159. %%%       | r(j)^2                                 |
  12160. %%%       |                                        |
  12161. %%%       | r(j+1)^2                               |
  12162. %%%   b = |                                        |
  12163. %%%       | 2*r(j)*(r(j+1)-r(j-1))/(h(j+1)-h(j-1)) |
  12164. %%%       |                                        |
  12165. %%%       | 2*r(j+1)*(r(j+2)-r(j))/(h(j+2)-h(j))   |
  12166. %%%                                               /
  12167. %%%
  12168. %%%       /                                 \
  12169. %%%       |   h(j)^3    h(j)^2    h(j)    1 |
  12170. %%%       |                                 |
  12171. %%%       |   h(j+1)^3  h(j+1)^2  h(j+1)  1 |
  12172. %%%   M = |                                 |
  12173. %%%       | 3*h(j)^2    2*h(j)    1       0 |
  12174. %%%       |                                 |
  12175. %%%       | 3*h(j+1)^2  2*h(j+1)  1       0 |
  12176. %%%                                        /
  12177. %%%
  12178. %%%       /      \
  12179. %%%       | A(j) |
  12180. %%%       |      |
  12181. %%%       | B(j) |
  12182. %%%   x = |      |
  12183. %%%       | C(j) |
  12184. %%%       |      |
  12185. %%%       | D(j) |
  12186. %%%             /
  12187. %%% %%% %%% where r(j) is the radius and h(j) is the height  of  point  P(j).
  12188. %%% %%% The figure below shows the configuration of the points P(i), the  %%%
  12189. location of segment j, and the curve that is defined by this segment. %%% END
  12190.  
  12191.  
  12192. Segment j of n-3 segments in a point configuration of n  points.  The  points
  12193. describe the curve of a surface of revolution.
  12194.  
  12195. 7.5.2.12         Text
  12196.  
  12197. A text object creates 3-D text as an extruded block  letter.  Currently  only
  12198. TrueType fonts are supported but the syntax allows for other font types to be
  12199. added in the future. The syntax is:
  12200.  
  12201.   text {
  12202.     ttf "FONTNAME.TTF",
  12203.     "STRING_OF_TEXT",
  12204.     THICKNESS_FLOAT, OFFSET_VECTOR
  12205.   }
  12206.  
  12207.  
  12208. Where fontname.ttf is the name of the TrueType font  file.  It  is  a  quoted
  12209. string literal or string expression. The string expression which  follows  is
  12210. the actual text of the string object. It too may be a quoted  string  literal
  12211. or string expression. See "Strings" for more on string expressions.
  12212.  
  12213. The text will start with the origin at the lower left,  front  of  the  first
  12214. character and will extend in the  +x-direction.  The  baseline  of  the  text
  12215. follows the x-axis and decenders drop into the -y-direction. The front of the
  12216. character sits in the x-y-plane and the text is extruded in the +z-direction.
  12217. The  front-to-back  thickness   is   specified   by   the   required   value
  12218. THICKNESS_FLOAT.
  12219.  
  12220. Characters are generally sized so that 1 unit of vertical spacing is correct.
  12221. The characters are about 0.5 to 0.75 units tall.
  12222.  
  12223. The horizontal spacing is handled by POV-Ray internally including any kerning
  12224. information stored in the font. The required vector OFFSET_VECTOR defines any
  12225. extra translation between each character. Normally you should specify a  zero
  12226. for this value. Specifing 0.1*x would  put  additional  0.1  units  of  space
  12227. between each character.
  12228.  
  12229. Only printable characters are allowed in text  objects.  Characters  such  as
  12230. return, line feed, tabs, backspace etc. are not supported.
  12231.  
  12232. 7.5.2.13         Torus
  12233.  
  12234. A torus is a 4th order quartic polynomial shape that looks like  a  donut  or
  12235. inner tube. Because this shape is so useful and  quartics  are  difficult  to
  12236. define, POV-Ray lets you take a short-cut and define a torus by:
  12237.  
  12238.   torus {
  12239.     MAJOR, MINOR
  12240.     [ sturm ]
  12241.   }
  12242.  
  12243.  
  12244. where MAJOR is a float value giving the major radius and  MINOR  is  a  float
  12245. specifying the minor radius. The major radius extends from the center of  the
  12246. hole to the mid-line of the rim while the minor radius is the radius  of  the
  12247. cross-section of the rim. The torus is centered at the origin and lies in the
  12248. x-z-plane with the y-axis sticking through the hole.
  12249.  
  12250.    --- - - - - - - - --              +Y
  12251.   /                        /                        |
  12252.  /                        /                         |
  12253. |              |          |       |<-B->|       -X-|-+X
  12254.              /                        /             |
  12255.   __________/_ _ _ _ _ _ _ __________/              |
  12256.                     |<--A-->|                  -Y
  12257.  
  12258.  A = Major Radius
  12259.  B = Minor Radius
  12260. Major and minor radius of a torus.
  12261.  
  12262. The torus is internally bounded by two cylinders  and  two  rings  forming  a
  12263. thick cylinder. With this bounding cylinder  the  performance  of  the  torus
  12264. intersection  test  is  vastly  increased.  The  test  for  a  valid   torus
  12265. intersection, i. e. solving a 4th order polynomial, is only performed if  the
  12266. bounding cylinder is hit. Thus a lot of slow root  solving  calculations  are
  12267. avoided.
  12268.  
  12269. Calculations for all higher order polynomials must be very accurate.  If  the
  12270. torus renders improperly you may add the keyword sturm after the MINOR  value
  12271. to use POV-Ray's slower-yet-more-accurate Sturmian root solver.
  12272.  
  12273. 7.5.3            Finite Patch Primitives
  12274.  
  12275. There are six totally thin, finite objects which have no well-defined inside.
  12276. They are bicubic patch, disc, smooth triangle, triangle,  polygon  and  mesh.
  12277. They may be combined in CSG union but cannot be use in other types of CSG (or
  12278. inside a clipped_by statement). Because these types are  finite  POV-Ray  can
  12279. use automatic bounding on them to speed up rendering time. As with all shapes
  12280. they can be translated, rotated and scaled.
  12281.  
  12282. 7.5.3.1          Bicubic Patch
  12283.  
  12284. {/TARGET 0 'bicubic patch'/} {bicubic patch} A bicubic patch is a  3D  curved
  12285. surface created from a mesh of triangles. POV-Ray supports a type of  bicubic
  12286. patch called a Bezier patch. A bicubic patch is defined as follows:
  12287.  
  12288.   bicubic_patch {
  12289.     type PATCH_TYPE
  12290.     flatness FLATNESS_VALUE
  12291.     u_steps NUM_U_STEPS
  12292.     v_steps NUM_V_STEPS
  12293.     <CP1>,  <CP2>,   <CP3>,   <CP4>,
  12294.     <CP5>,  <CP6>,   <CP7>,   <CP8>,
  12295.     <CP9>,  <CP10>,  <CP11>,  <CP12>,
  12296.     <CP13>, <CP14>,  <CP15>,  <CP16>
  12297.   }
  12298.  
  12299.  
  12300. The keyword type is followed by a float PATCH_TYPE which  currently  must  be
  12301. either 0 or 1. For type  0  only  the  control  points  are  retained  within
  12302. POV-Ray. This means that a minimal amount of memory  is  needed  but  POV-Ray
  12303. will need to perform many extra calculations when trying to render the patch.
  12304. Type 1 preprocesses the  patch  into  many  subpatches.  This  results  in  a
  12305. significant speedup in rendering at the cost of memory.
  12306.  
  12307. The four parameters type , flatness , u_steps and v_steps may appear  in  any
  12308. order. They are followed by 16 vectors that define the x, y, z coordinates of
  12309. the 16 control points which define the patch.  The  patch  touches  the  four
  12310. corner points <CP1>, <CP4>, \langle CP13>  and  <CP16>  while  the  other  12
  12311. points pull and stretch the patch into shape. The Bezier surface is  enclosed
  12312. by the convex hull formed by the 16 control points,  this  is  known  as  the
  12313. convex hull property .
  12314.  
  12315. The keywords u_steps and v_steps are each followed by float values which tell
  12316. how many rows and columns of triangles are the minimum to use to  create  the
  12317. surface. The maximum number of individual pieces of the patch that are tested
  12318. by POV-Ray can be calculated from the following:
  12319.  
  12320.   sub-pieces = 2^u_steps * 2^v_steps
  12321.  
  12322.  
  12323. This means that you really should keep u_steps  and  v_steps  under  4.  Most
  12324. patches look just fine with u_steps 3 and v_steps 3 , which translates to  64
  12325. subpatches (128 smooth triangles).
  12326.  
  12327. As POV-Ray processes the Bezier patch it makes a test of the current piece of
  12328. the patch to see if it is flat enough to just pretend it is a rectangle.  The
  12329. statement that controls this test is flatness . Typical flatness values range
  12330. from 0 to 1 (the lower the slower).
  12331.  
  12332. If the value for flatness is 0 POV-Ray will always subdivide the patch to the
  12333. extend specified by u_steps and v_steps . If flatness is greater than 0  then
  12334. every time the patch is split, POV-Ray will check to see if there is any need
  12335. to split further.
  12336.  
  12337. There are both advantages and disadvantages to using a non-zero flatness. The
  12338. advantages include:
  12339.  
  12340.   - If the patch isn't very curved, then this will be  detected  and  POV-Ray
  12341.     won't waste a lot of time looking at the wrong pieces.
  12342.   - If the patch is only highly curved in a couple of  places,  POV-Ray  will
  12343.     keep subdividing there and concentrate it's efforts on the hard part.
  12344.  
  12345.  
  12346. The biggest disadvantage is that if POV-Ray stops subdividing at a particular
  12347. level on one part of the patch and at a different level on an  adjacent  part
  12348. of the patch there is the potential for cracking . This is typically  visible
  12349. as spots within the patch where you can see through.  How  bad  this  appears
  12350. depends very highly on the angle at which you are viewing the patch.
  12351.  
  12352. Like triangles, the bicubic patch is not meant to be generated by hand. These
  12353. shapes should be created by a special utility. You may  be  able  to  acquire
  12354. utilities to generate these shapes  from  the  same  source  from  which  you
  12355. obtained POV-Ray.
  12356.  
  12357.   bicubic_patch {
  12358.     type 1
  12359.     flatness 0.01
  12360.     u_steps 4
  12361.     v_steps 4
  12362.     <0, 0, 2>, <1, 0, 0>, <2, 0, 0>, <3, 0,-2>,
  12363.     <0, 1  0>, <1, 1, 0>, <2, 1, 0>, <3, 1, 0>,
  12364.     <0, 2, 0>, <1, 2, 0>, <2, 2, 0>, <3, 2, 0>,
  12365.     <0, 3, 2>, <1, 3, 0>, <2, 3, 0>, <3, 3, -2>
  12366.   }
  12367.  
  12368.  
  12369. The triangles in a POV-Ray bicubic_patch  are  automatically  smoothed  using
  12370. normal interpolation but it is up to the user (or the user's utility program)
  12371. to create control points which smoothly stitch together groups of patches.
  12372.  
  12373. 7.5.3.2          Disc
  12374.  
  12375. One other flat, finite object available with POV-Ray is the disc. The disc is
  12376. infinitely thin, it has no thickness. If you want a disc with true  thickness
  12377. you should use a very short cylinder. A disc shape may be defined by:
  12378.  
  12379.   disc {
  12380.     <CENTER>, <NORMAL>, RADIUS [, HOLE_RADIUS ]
  12381.   }
  12382.  
  12383.  
  12384. The vector <CENTER> defines the x, y, z coordinates  of  the  center  of  the
  12385. disc. The \langle NORMAL> vector describes its orientation by describing  its
  12386. surface normal vector. This is followed by a  float  specifying  the  RADIUS.
  12387. This may be optionally followed by another float specifying the radius  of  a
  12388. hole to be cut from the center of the disc.
  12389.  
  12390. 7.5.3.3          Mesh
  12391.  
  12392. The mesh object can be used to efficiently store large numbers of  triangles.
  12393. Its syntax is:
  12394.  
  12395.   mesh {
  12396.     triangle {
  12397.       <CORNER1>, <CORNER2>, <CORNER3>
  12398.       [ texture { STRING } ]
  12399.     }
  12400.     smooth_triangle {
  12401.       <CORNER1>, <NORMAL1>,
  12402.       <CORNER2>, <NORMAL2>,
  12403.       <CORNER3>, <NORMAL3>
  12404.       [ texture { STRING } ]
  12405.     }
  12406.     [ hierarchy FLAG ]
  12407.   }
  12408.  
  12409.  
  12410. Any number of triangles and/or smooth triangles can be used and each of those
  12411. triangles can be individually textured by assigning a texture name to it. The
  12412. texture has to be declared before the mesh is parsed. It is not  possible  to
  12413. use texture definitions inside the triangle or  smooth  triangle  statements.
  12414. This is a restriction that is necessary  for  an  efficient  storage  of  the
  12415. assigned textures.
  12416.  
  12417. The mesh's components are internally bounded by a bounding box  hierarchy  to
  12418. speed up intersection testing. The bounding hierarchy can be turned off  with
  12419. the hierarchy keyword. This should only be done if memory  is  short  or  the
  12420. mesh consists of only a few triangles.
  12421.  
  12422. Copies of a mesh object refer to the same triangle data and thus consume very
  12423. little memory. You can easily trace hundred copies of an 10000 triangle  mesh
  12424. without running out of memory (assuming the first mesh fits into memory).
  12425.  
  12426. The mesh object has two advantages over a union of triangles: it  needs  less
  12427. memory and it is transformed faster. The memory requierements are reduced  by
  12428. efficiently storing the triangles vertices and normals. The parsing time  for
  12429. transformed meshes is  reduced  because  only  the  mesh  object  has  to  be
  12430. transformed and not every single triangle as it is necessary for unions.
  12431.  
  12432. The mesh object can currently  only  include  triangle  and  smooth  triangle
  12433. components.  That  restriction  is  liable  to  change,  allowing  polygonal
  12434. components, at some point in the future.
  12435.  
  12436. 7.5.3.4          Polygon
  12437.  
  12438. Polygons are useful for creating rectangles, squares and other planar  shapes
  12439. with more than three edges. Their syntax is:
  12440.  
  12441.   polygon {
  12442.     TOTAL_NUMBER_OF_POINTS,
  12443.     <A_1>, <A_2>, ..., <A_na>, <A_1>,
  12444.     <B_1>, <B_2>, ..., <B_nb>, <B_1>,
  12445.     <C_1>, <C_2>, ..., <C_nc>, <C_1>,
  12446.     ...
  12447.   }
  12448.  
  12449.  
  12450. The points <A_1> through <A_na> describe the first  sub-polygon,  the  points
  12451. <B_1> through <B_nb> describe the second sub-polygon, and so  on.  A  polygon
  12452. can contain any number of sub-polygons, either overlapping or not. In  places
  12453. where an even number of polygons overlaps a whole appears. You only  have  to
  12454. be sure that each of these polygons is closed. This is insured  by  repeating
  12455. the first point of a sub-polygon  at  the  end  of  the  sub-polygon's  point
  12456. sequence. This implies that all points of a sub-polygon are different.
  12457.  
  12458. If the (last) sub-polygon is not closed a warning is issued and  the  program
  12459. automatically closes the polygon. This is useful  because  polygons  imported
  12460. from other programs may not be closed, i. e. their first and last  point  are
  12461. not the same.
  12462.  
  12463. All points of a polygon are three-dimensional vectors that have to lay on one
  12464. plane.  If  this  is  not  the  case  an  error  occurs.  You  can  also  use
  12465. two-dimensional vectors to describe the polygon. POV-Ray assumes that  the  z
  12466. value is zero in this case.
  12467.  
  12468. A square polygon that matches the default planar imagemap is simply:
  12469.  
  12470.   polygon {
  12471.     4,
  12472.     <0, 0>, <0, 1>, <1, 1>, <1, 0>
  12473.     texture {
  12474.       finish { ambient 1 diffuse 0 }
  12475.       pigment { image_map { gif "test.gif"  } }
  12476.     }
  12477.     //scale and rotate as needed here
  12478.   }
  12479.  
  12480.  
  12481. The sub-polygon feature can be used  to  generate  complex  shapes  like  the
  12482. letter "P", where a whole is cut into another polygon:
  12483.  
  12484.   #declare P = polygon {
  12485.     12,
  12486.     <0, 0>, <0, 6>, <4, 6>, <4, 3>, <1, 3>, <1, 0>, <0, 0>,
  12487.     <1, 4>, <1, 5>, <3, 5>, <3, 4>, <1, 4>
  12488.   }
  12489.  
  12490.  
  12491. The first sub-polygon (on the first line) describes the outer  shape  of  the
  12492. letter "P". The  second  sub-polygon  (on  the  second  line)  describes  the
  12493. rectangular hole that is cut in the top of the letter  "P".  Both  rectangles
  12494. are closed, i. e. their first and last points are the same.
  12495.  
  12496. The feature of  cutting  holes  into  a  polygon  is  based  on  the  polygon
  12497. inside/outside test used. A point is considerd to be inside a  polygon  if  a
  12498. straight line drawn from this point in an arbitrary direction crosses an  odd
  12499. number of edges (this is known as Jordan's curve theorem ).
  12500.  
  12501. Another very complex example showing one  large  triangle  with  three  small
  12502. holes and three seperate, small triangles is given below:
  12503.  
  12504.   polygon {
  12505.     28,
  12506.     <0, 0> <1, 0> <0, 1> <0, 0>          // large outer triangle
  12507.     <.3, .7> <.4, .7> <.3, .8> <.3, .7>  // small outer triangle #1
  12508.     <.5, .5> <.6, .5> <.5, .6> <.5, .5>  // small outer triangle #2
  12509.     <.7, .3> <.8, .3> <.7, .4> <.7, .3>  // small outer triangle #3
  12510.     <.5, .2> <.6, .2> <.5, .3> <.5, .2>  // inner triangle #1
  12511.     <.2, .5> <.3, .5> <.2, .6> <.2, .5>  // inner triangle #2
  12512.     <.1, .1> <.2, .1> <.1, .2> <.1, .1>  // inner triangle #3
  12513.   }
  12514.  
  12515.  
  12516. 7.5.3.5          Triangle and Smooth Triangle
  12517.  
  12518. The triangle primitive is available in order to  make  more  complex  objects
  12519. than the built-in shapes will permit. Triangles are usually  not  created  by
  12520. hand but are converted from other files or generated by utilities. A triangle
  12521. is defined by
  12522.  
  12523.   triangle {
  12524.     <CORNER1>, <CORNER2>, <CORNER3>
  12525.   }
  12526.  
  12527.  
  12528. where <CORNERn> is a vector defining the x, y, z coordinates of  each  corner
  12529. of the triangle.
  12530.  
  12531. Because triangles are perfectly flat  surfaces  it  would  require  extremely
  12532. large numbers of  very  small  triangles  to  approximate  a  smooth,  curved
  12533. surface. However much of our perception of smooth surfaces is dependent  upon
  12534. the way light and shading is done.  By  artificially  modifying  the  surface
  12535. normals we can simulate as smooth surface  and  hide  the  sharp-edged  seams
  12536. between individual triangles.
  12537.  
  12538. The smooth triangle primitive is used for  just  such  purposes.  The  smooth
  12539. triangles use a formula called Phong normal interpolation  to  calculate  the
  12540. surface normal for any point on the triangle based on  normal  vectors  which
  12541. you define for the three corners. This makes the  triangle  appear  to  be  a
  12542. smooth curved surface. A smooth triangle is defined by
  12543.  
  12544.   smooth_triangle {
  12545.     <CORNER1>, <NORMAL1>,
  12546.     <CORNER2>, <NORMAL2>,
  12547.     <CORNER3>, <NORMAL3>
  12548.   }
  12549.  
  12550.  
  12551. where the corners are defined as in regular triangles and \langle NORMALn> is
  12552. a vector describing the direction of the surface normal at each corner.
  12553.  
  12554. These  normal  vectors  are  prohibitively  difficult  to  compute  by  hand.
  12555. Therefore smooth triangles are almost always generated by  utility  programs.
  12556. To achieve smooth results, any triangles which share a common  vertex  should
  12557. have the same normal vector at that vertex.  Generally  the  smoothed  normal
  12558. should be the average of all the actual normals of the triangles which  share
  12559. that point.
  12560.  
  12561. 7.5.4            Infinite Solid Primitives
  12562.  
  12563. There are five polynomial primitive shapes that are possibly infinite and  do
  12564. not respond to automatic bounding. They are plane, cubic, poly,  quadric  and
  12565. quartic. They do have a well defined inside and may be used in CSG and inside
  12566. a clipped_by statement. As with all shapes they can  be  translated,  rotated
  12567. and scaled..
  12568.  
  12569. 7.5.4.1          Plane
  12570.  
  12571. The plane primitive is a simple way to define an infinite flat  surface.  The
  12572. plane is specified as follows:
  12573.  
  12574.   plane { <NORMAL>, DISTANCE }
  12575.  
  12576.  
  12577. The <NORMAL> vector defines the surface normal of the plane. A surface normal
  12578. is a vector which points up from the surface at a 90 degree  angle.  This  is
  12579. followed by a float value that gives the distance along the normal  that  the
  12580. plane is from the origin (that is only true if the  normal  vector  has  unit
  12581. length; see below). For example:
  12582.  
  12583.   plane { <0, 1, 0>, 4 }
  12584.  
  12585.  
  12586. This is a plane where straight up is defined in the positive y-direction. The
  12587. plane is 4 units in that direction away from the origin. Because most  planes
  12588. are defined with surface normals in the direction of an axis you  will  often
  12589. see planes defined using the x , y or  z  built-in  vector  identifiers.  The
  12590. example above could be specified as:
  12591.  
  12592.   plane { y, 4 }
  12593.  
  12594.  
  12595. The plane extends infinitely in  the  x-  and  z-directions.  It  effectively
  12596. divides the world into two pieces. By definition the normal vector points  to
  12597. the outside of the plane while any points away from the vector are defined as
  12598. inside. This inside/outside distinction is only important when  using  planes
  12599. in CSG and clipped_by .
  12600.  
  12601. A plane is called a polynomial shape because it is defined by a  first  order
  12602. polynomial equation. Given a plane:
  12603.  
  12604.   plane { <A, B, C>, D }
  12605.  
  12606.  
  12607. it can be represented by the equation
  12608.  
  12609.   A*x + B*y + C*z - D*sqrt(A^2 + B^2 + C^2) = 0.
  12610.  
  12611.  
  12612. Therefore our example plane {y,4 } is actually the polynomial  equation  y=4.
  12613. You can think of this as a set of all x, y, z points where all have y  values
  12614. equal to 4, regardless of the x or z values.
  12615.  
  12616. This equation is a first order polynomial because  each  term  contains  only
  12617. single powers of x, y or z. A second order equation has terms like x^2,  y^2,
  12618. z^2, xy, xz and yz. Another name for  a  2nd  order  equation  is  a  quadric
  12619. equation. Third order polys are called cubics. A  4th  order  equation  is  a
  12620. quartic. Such shapes are described in the sections below.
  12621.  
  12622. 7.5.4.2          Poly, Cubic and Quartic
  12623.  
  12624. Higher order polynomial surfaces may be defined by the use of a  poly  shape.
  12625. The syntax is
  12626.  
  12627.   poly { ORDER, <T1, T2, T3, .... Tm> }
  12628.  
  12629.  
  12630. where ORDER is a whole number from 2 to  7  inclusively  that  specifies  the
  12631. order of the equation. T1, T2, ... Tm are float values for  the  coefficients
  12632. of the equation. There are m such terms where
  12633.  
  12634.   m = ((ORDER+1)*(ORDER+2)*(ORDER+3))/6.
  12635.  
  12636.  
  12637. An alternate way to specify 3rd order polys is:
  12638.  
  12639.   cubic { <T1, T2,... T20> }
  12640.  
  12641.  
  12642. Also 4th order equations may be specified with:
  12643.  
  12644.   quartic { <T1, T2,... T35> }
  12645.  
  12646.  
  12647. Here's a  more  mathematical  description  of  quartics  for  those  who  are
  12648. interested. Quartic surfaces are 4th  order  surfaces  and  can  be  used  to
  12649. describe a large class of shapes including the torus,  the  lemniscate,  etc.
  12650. The general equation for a quartic equation in three variables is (hold  onto
  12651. your hat):
  12652.  
  12653.   a00 x^4 + a01 x^3 y + a02 x^3 z+ a03 x^3 + a04 x^2 y^2+
  12654.   a05 x^2 y z+ a06 x^2 y + a07 x^2 z^2+a08 x^2 z+a09 x^2+
  12655.   a10 x y^3+a11 x y^2 z+ a12 x y^2+a13 x y z^2+a14 x y z+
  12656.   a15 x y + a16 x z^3 + a17 x z^2 + a18 x z + a19 x+
  12657.   a20 y^4 + a21 y^3 z + a22 y^3+ a23 y^2 z^2 +a24 y^2 z+
  12658.   a25 y^2 + a26 y z^3 + a27 y z^2 + a28 y z + a29 y+
  12659.   a30 z^4 + a31 z^3 + a32 z^2 + a33 z + a34 = 0
  12660.  
  12661.  
  12662. To declare a quartic surface requires that each of the coefficients  (a0  ...
  12663. a34) be placed in order into a single long vector of 35 terms.
  12664.  
  12665. As an example let's define a torus the hard way. A Torus can  be  represented
  12666. by the equation:
  12667.  
  12668.  x^4 + y^4 + z^4 + 2 x^2 y^2 + 2 x^2 z^2 + 2 y^2 z^2 -
  12669.  2 (r_0^2 + r_1^2) x^2 + 2 (r_0^2 - r_1^2) y^2 -
  12670.  2 (r_0^2 + r_1^2) z^2 + (r_0^2 - r_1^2)^2 = 0
  12671.  
  12672.  
  12673. Where r_0 is the major radius of the torus, the distance from the hole of the
  12674. donut to the middle of the ring of the donut, and r_1 is the minor radius  of
  12675. the torus, the distance from the middle of the ring of the donut to the outer
  12676. surface. The following object declaration is for a torus having major  radius
  12677. 6.3 minor radius 3.5 (Making the maximum width just under 20).
  12678.  
  12679.   // Torus having major radius sqrt(40), minor radius sqrt(12)
  12680.  
  12681.   quartic {
  12682.     < 1,   0,   0,   0,   2,   0,   0,   2,   0,
  12683.    -104,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,
  12684.       0,   0,   1,   0,   0,   2,   0,  56,   0,
  12685.       0,   0,   0,   1,   0, -104,  0, 784 >
  12686.     sturm
  12687.     bounded_by { // bounded_by speeds up the render,
  12688.                  // see bounded_by
  12689.                  // explanation later
  12690.                  // in docs for more info.
  12691.      sphere { <0, 0, 0>, 10 }
  12692.     }
  12693.   }
  12694.  
  12695.  
  12696. Poly, cubic and quartics are just like quadrics in that  you  don't  have  to
  12697. understand what one is to  use  one.  The  file  shapesq.inc  has  plenty  of
  12698. pre-defined quartics for you to play with. The syntax for using a pre-defined
  12699. quartic is:
  12700.  
  12701.   object { Quartic_Name }
  12702.  
  12703.  
  12704. Polys use highly complex computations and will not always  render  perfectly.
  12705. If the surface is not smooth, has dropouts, or extra random pixels, try using
  12706. the optional keyword sturm in the definition. This will cause  a  slower  but
  12707. more accurate calculation method to be used. Usually, but  not  always,  this
  12708. will solve the problem. If sturm doesn't work, try  rotating  or  translating
  12709. the shape by some small amount. See the sub-directory math in the scene files
  12710. directory for examples of polys in scenes.
  12711.  
  12712. There are really so many different quartic shapes, we  can't  even  begin  to
  12713. list or describe them all. If you are interested and mathematically inclined,
  12714. an excellent reference book for curves and surfaces where  you'll  find  more
  12715. quartic shape formulas is:
  12716.  
  12717.   "The CRC Handbook of Mathematical Curves and Surfaces"
  12718.   David von Seggern
  12719.   CRC Press, 1990
  12720.  
  12721.  
  12722. 7.5.4.3          Quadric
  12723.  
  12724. Quadric  surfaces  can  produce  shapes  like  ellipsoids,  spheres,  cones,
  12725. cylinders, paraboloids (dish shapes) and hyperboloids  (saddle  or  hourglass
  12726. shapes). Note that you do not confuse quaDRic with quaRTic . A quadric  is  a
  12727. 2nd order polynomial while a quartic  is  4th  order.  Quadrics  render  much
  12728. faster and are less error-prone.
  12729.  
  12730. A quadric is defined in POV-Ray by
  12731.  
  12732.   quadric { <A,B,C>, <D,E,F>, <G,H,I>, J }
  12733.  
  12734.  
  12735. where A through J are float expressions that define a  surface  of  x,  y,  z
  12736. points which satisfy the equation
  12737.  
  12738.   A x^2   + B y^2   + C z^2 +
  12739.   D xy    + E xz    + F yz +
  12740.   G x     + H y     + I z    + J = 0
  12741.  
  12742.  
  12743. Different values of A, B, C, ... J will give different shapes.  If  you  take
  12744. any three dimensional point and use its x, y and z coordinates in  the  above
  12745. equation the answer will be 0 if the point is on the surface of  the  object.
  12746. The answer will be negative if the point is inside the object and positive if
  12747. the point is outside the object. Here are some examples:
  12748.  
  12749.   X^2 + Y^2 + Z^2 - 1 = 0  Sphere
  12750.   X^2 + Y^2 - 1 = 0        Infinite cylinder along the Z axis
  12751.   X^2 + Y^2 - Z^2 = 0      Infinite cone along the Z axis
  12752.  
  12753.  
  12754. The easiest way  to  use  these  shapes  is  to  include  the  standard  file
  12755. shapes.inc into your program. It contains several  pre-defined  quadrics  and
  12756. you can transform these  pre-defined  shapes  (using  translate,  rotate  and
  12757. scale) into the ones you want. You can invoke them by using the syntax:
  12758.  
  12759.   object { Quadric_Name }
  12760.  
  12761.  
  12762. The pre-defined quadrics are centered about the  origin  \langle  0,0,0>  and
  12763. have a radius of 1. Don't confuse radius with width. The radius is  half  the
  12764. diameter or width making the standard quadrics 2 units wide.
  12765.  
  12766. Some of the pre-defined quadrics are,
  12767.  
  12768.   Ellipsoid
  12769.   Cylinder_X, Cylinder_Y, Cylinder_Z
  12770.   QCone_X, QCone_Y, QCone_Z
  12771.   Paraboloid_X, Paraboloid_Y, Paraboloid_Z
  12772.  
  12773.  
  12774. 7.5.5            Constructive Solid Geometry
  12775.  
  12776. POV-Ray supports  Constructive  Solid  Geometry  (CSG)  with  five  different
  12777. operations: difference, intersection, merge, union and negation  (inversion).
  12778. While the first four operations represent binary operators, i. e.  they  need
  12779. two arguments, the negation is a unary operator, it takes only one argument.
  12780.  
  12781. 7.5.5.1          About CSG
  12782.  
  12783. Constructive Solid Geometry is a technique for combining two or more  objects
  12784. to create a new  object  using  the  three  boolean  set  operators  union  ,
  12785. intersection , and negation . It only works with solid objects, i. e. objects
  12786. that have a well-defined interior. This is the case for all objects described
  12787. in the sections "Finite Solid Primitives" and "Infinite Solid Primitives" .
  12788.  
  12789. CSG shapes may be used anywhere a standard shape can  be  used,  even  inside
  12790. other CSG shapes. They can be translated, rotated or scaled in the  same  way
  12791. as any other shape. The shapes making up the CSG shape  may  be  individually
  12792. translated, rotated and scaled as well.
  12793.  
  12794. 7.5.5.2          Inside and Outside
  12795.  
  12796. Most shape primitives, like spheres, boxes and blobs divide  the  world  into
  12797. two regions. One region is inside the object and one is outside.
  12798.  
  12799. Given any point in space you can  say  it's  either  inside  or  outside  any
  12800. particular primitive object. Well, it could be exactly  on  the  surface  but
  12801. this case is rather hard to determine due to numerical problems.
  12802.  
  12803. Even planes have an inside and an outside. By definition, the surface  normal
  12804. of the plane points towards the outside of the plane. You  should  note  that
  12805. triangles and triangle-based shapes cannot be used as solid  objects  in  CSG
  12806. since they have no well defined inside and outside.
  12807.  
  12808. CSG uses the concepts of inside and outside to  combine  shapes  together  as
  12809. explained in the following sections.
  12810.  
  12811. Imagine you have to objects that partially overlap like shown in  the  figure
  12812. below. Four different areas of points can be distinguished: points  that  are
  12813. neither in object A nor in object B, points that are in object A but  not  in
  12814. object B, points that are not in object A but in object B and last not  least
  12815. points that are in object A and object B.
  12816.  
  12817. * = Object A
  12818. % = Object B
  12819.  
  12820.          *
  12821.         * *    %
  12822.        *   *  % %
  12823.       *     *%   %
  12824.      *      %*    %
  12825.     *      %  *    %
  12826.    *      %    *    %
  12827.   *******%*******    %
  12828.         %             %
  12829.        %%%%%%%%%%%%%%%%%
  12830. Two overlapping objects.
  12831.  
  12832. Keeping this in mind it  will  be  quite  easy  to  understand  how  the  CSG
  12833. operations work.
  12834.  
  12835. 7.5.5.3          Inverse
  12836.  
  12837. When using CSG it is often useful to  invert  an  object  so  that  it'll  be
  12838. inside-out. The appearance of the object is not changed, just  the  way  that
  12839. POV-Ray perceives it. When the inverse keyword is  used  the  inside  of  the
  12840. shape is flipped to become the outside and vice versa.
  12841.  
  12842. Note that the difference operation is performed  by  intersecting  the  first
  12843. object with the negation of the second object.
  12844.  
  12845. 7.5.5.4          Union
  12846.  
  12847.          *
  12848.         * *    %
  12849.        *   *  % %
  12850.       *     *%   %
  12851.      *      %*    %
  12852.     *      %  *    %
  12853.    *      %    *    %
  12854.   *******%*******    %
  12855.         %             %
  12856.        %%%%%%%%%%%%%%%%%
  12857. The union of two objects.
  12858.  
  12859. Unions are simply glue used to bind two or more shapes into a  single  entity
  12860. that can be manipulated as a single object. The image above shows  the  union
  12861. of A and B. The new object created by the  union  operation  can  be  scaled,
  12862. translated and rotated as a single shape. The entire union can share a single
  12863. texture but each object contained in the union may also have its own texture,
  12864. which will override any matching texture statements in the parent object.
  12865.  
  12866. You should be aware that the surfaces inside the union will not  be  removed.
  12867. As you can see from the figure this may be a problem for transparent  unions.
  12868. If you want those surfaces to  be  removed  you'll  have  to  use  the  merge
  12869. operations explained in a later section.
  12870.  
  12871. The following union will contain a box and a sphere.
  12872.  
  12873.   union {
  12874.     box { <-1.5, -1, -1>, <0.5, 1, 1> }
  12875.     cylinder { <0.5, 0, -1>, <0.5, 0, 1>, 1 }
  12876.   }
  12877.  
  12878.  
  12879. Earlier versions of POV-Ray placed restrictions on unions so you often had to
  12880. combine objects with composite statements. Those  earlier  restrictions  have
  12881. been lifted so composite is no longer needed. Composite  is  still  supported
  12882. for backwards compatibility but it is recommended that union is now  used  in
  12883. it's place since future support for the composite keyword is not guaranteed.
  12884.  
  12885. 7.5.5.5          Intersection
  12886.  
  12887. A point is inside an intersection if it is inside both objects, A and  B,  as
  12888. show in the figure below.
  12889.  
  12890.  
  12891.           %*
  12892.          %  *
  12893.         %    *
  12894.        %*******
  12895. The intersection between two objects.
  12896.  
  12897. For example:
  12898.  
  12899.   intersection {
  12900.     box { <-1.5, -1, -1>, <0.5, 1, 1> }
  12901.     cylinder { <0.5, 0, -1>, <0.5, 0, 1>, 1 }
  12902.   }
  12903.  
  12904.  
  12905. 7.5.5.6          Difference
  12906.  
  12907. The CSG difference operation takes the intersection between the first  object
  12908. and the negation of the second object. Thus only points inside object  A  and
  12909. outside object B belong to the difference of both objects.
  12910.  
  12911. The results is a subtraction of the 2nd shape from the first shape  as  shown
  12912. in the figure below.
  12913.  
  12914.        *
  12915.       * *
  12916.      *   *
  12917.     *     *
  12918.    *  1   %
  12919.   *      %
  12920.  *      %
  12921. *******%
  12922. The difference between two objects.
  12923.  
  12924. For example:
  12925.  
  12926.   difference {
  12927.     box { <-1.5, -1, -1>, <0.5, 1, 1> }
  12928.     cylinder { <0.5, 0, -1>, <0.5, 0, 1>, 1 }
  12929.   }
  12930.  
  12931.  
  12932. 7.5.5.7          Merge
  12933.  
  12934. The union operation just glues objects  together,  it  does  not  remove  the
  12935. objects' surfaces inside the union. If a  transparent  union  is  used  those
  12936. surface will get visible.
  12937.  
  12938. The merge operations can be used to avoid this problem. It  works  just  like
  12939. union but it eliminates the inner surfaces like shown in the figure below.
  12940.  
  12941.          *
  12942.         * *    %
  12943.        *   *  % %
  12944.       *     *%   %
  12945.      *            %
  12946.     *              %
  12947.    *                %
  12948.   *******%           %
  12949.         %             %
  12950.        %%%%%%%%%%%%%%%%%
  12951. Merge removes inner surfaces.
  12952.  
  12953. 7.5.6            Light Sources
  12954.  
  12955. The last object covered is the light source. Light sources  have  no  visible
  12956. shape of their own. They are just points or areas  which  emit  light.  Their
  12957. full syntax is:
  12958.  
  12959.   light_source {
  12960.     <LOCATION>
  12961.     color <COLOUR>
  12962.     [ spotlight ]
  12963.     [ point_at <POINT_AT> ]
  12964.     [ radius RADIUS ]
  12965.     [ falloff FALLOFF ]
  12966.     [ tightness TIGHTNESS ]
  12967.     [ area_light <AXIS1>, <AXIS2>, SIZE1, SIZE2 ]
  12968.     [ adaptive ADAPTIVE ]
  12969.     [ jitter JITTER ]
  12970.     [ looks_like { OBJECT } ]
  12971.     [ fade_distance FADE_DISTANCE ]
  12972.     [ fade_power FADE_POWER ]
  12973.     [ atmospheric_attenuation BOOL ]
  12974.   }
  12975.  
  12976.  
  12977. The different types of light sources and the optional modifiers are described
  12978. in the following sections.
  12979.  
  12980. 7.5.6.1          Point Lights
  12981.  
  12982. A point light source sends light of the  specified  color  uniformly  in  all
  12983. directions. Its location is described by the location keyword and  its  color
  12984. is given by the color keyword. The complete syntax is:
  12985.  
  12986.   light_source {
  12987.     <LOCATION>
  12988.     color <COLOUR>
  12989.     [ looks_like { OBJECT } ]
  12990.     [ fade_distance FADE_DISTANCE ]
  12991.     [ fade_power FADE_POWER ]
  12992.     [ atmospheric_attenuation BOOL ]
  12993.   }
  12994.  
  12995.  
  12996. 7.5.6.2          Spotlights
  12997.  
  12998. A spotlight is a point light source where the rays of light  are  constrained
  12999. by a cone. The light is bright in the center of this cone and  falls  off  or
  13000. darkens at the edges of the cone. The syntax is:
  13001.  
  13002.   light_source {
  13003.     <LOCATION>
  13004.     color <COLOUR>
  13005.     spotlight
  13006.     point_at <POINT_AT>
  13007.     radius RADIUS
  13008.     falloff FALLOFF
  13009.     tightness TIGHTNESS
  13010.     [ looks_like { OBJECT } ]
  13011.     [ fade_distance FADE_DISTANCE ]
  13012.     [ fade_power FADE_POWER ]
  13013.     [ atmospheric_attenuation BOOL ]
  13014.   }
  13015.  
  13016.  
  13017. The spotlight is identified by  the  spotlight  keyword.  It  is  located  at
  13018. LOCATION and points at POINT_AT. The following illustration will  be  helpful
  13019. in understanding how these values relate to each other.
  13020.  
  13021.      (+) location
  13022.      / \
  13023.     /   \
  13024.    /     \
  13025.   /       \
  13026.  /         \
  13027. /           \
  13028. +--*--+
  13029.       ^ point_at
  13030. The geometry of a spotlight.
  13031.  
  13032. The spotlight's other parameters are radius , falloff and tightness .
  13033.  
  13034. Think of a spotlight as two nested cones as shown in the  figure.  The  inner
  13035. cone is specified by the radius parameter and is fully lit. The outer cone is
  13036. the falloff cone beyond which there is no light. The  values  for  these  two
  13037. parameters are half the opening  angles  of  the  corresponding  cones,  both
  13038. angles have to be smaller than 90  degrees.  The  light  smoothly  falls  off
  13039. between the radius and the falloff angle like shown in the figures below  (as
  13040. long as the radius angle is not negative).
  13041.  
  13042. Intensity multiplier curve with a fixed falloff angle of 45 degrees.
  13043.  
  13044. Intensity multiplier curve with a fixed radius angle of 45 degrees.
  13045.  
  13046. The tightness value specifies how quickly the light dims, or falls off,  from
  13047. the spotlight's center line to the the falloff cone (full darkness  outside).
  13048. The default value for tightness is 10. Lower tightness values will  make  the
  13049. spotlight brighter, making the spot  wider  and  the  edges  sharper.  Higher
  13050. values will dim the spotlight, making the spot tighter and the edges  softer.
  13051. Values from 1 to 100 are acceptable.
  13052.  
  13053. Intensity multiplier curve with fixed angle and falloff angles of 30  and  60
  13054. degrees respectively and different thightness values.
  13055.  
  13056. You should note from the figures that the radius and falloff angles  interact
  13057. with the tightness parameter. Only  negative  radius  angles  will  give  the
  13058. tightness value full control over the spotlight's appearance as you  can  see
  13059. from the figure below. In that case the falloff angle has no effect  and  the
  13060. lit area is only determined by the tightness parameter.
  13061.  
  13062. Intensity multiplier  curve  with  a  negative  radius  angle  and  different
  13063. tightness values.
  13064.  
  13065. Spotlights may be used anyplace that a normal light source is used. Like  any
  13066. light sources, they are invisible. They are treated  as  shapes  and  may  be
  13067. included in CSG shapes. They may  also  be  used  in  conjunction  with  area
  13068. lights.
  13069.  
  13070. 7.5.6.3          Cylindrical Lights
  13071.  
  13072. Cylindrical light sources work pretty much like spotlights  except  that  the
  13073. light rays are constraint by a cylinder and not a cone. The syntax is:
  13074.  
  13075.   light_source {
  13076.     <LOCATION>
  13077.     color <COLOUR>
  13078.     cylinder
  13079.     point_at <POINT_AT>
  13080.     radius RADIUS
  13081.     falloff FALLOFF
  13082.     tightness TIGHTNESS
  13083.     [ looks_like { OBJECT } ]
  13084.     [ fade_distance FADE_DISTANCE ]
  13085.     [ fade_power FADE_POWER ]
  13086.     [ atmospheric_attenuation BOOL ]
  13087.   }
  13088.  
  13089.  
  13090. The radius , falloff and tightness keywords control the same features as with
  13091. the spotlight.
  13092.  
  13093. You should keep in mind that the cylindrical light source is  still  a  point
  13094. light source. The rays are emitted from one point and are only constraint  by
  13095. a cylinder. The light rays are not parallel.
  13096.  
  13097. 7.5.6.4          Area Lights
  13098.  
  13099. Area light sources occupy a finite, one- or two-dimensional  area  of  space.
  13100. They can cast soft shadows because they can partially block light.
  13101.  
  13102. The area lights used in POV-Ray are rectangular in shape, sort of like a flat
  13103. panel light. Rather than performing the complex calculations  that  would  be
  13104. required to model a true area light, it is approximated as an array of  point
  13105. light sources spread out over the area occupied by the light.  The  intensity
  13106. of each individual point light in the array  is  dimmed  so  that  the  total
  13107. amount of light emitted by the light is equal to the light color specified in
  13108. the declaration. The syntax is:
  13109.  
  13110.   light_source {
  13111.     <LOCATION>
  13112.     color <COLOUR>
  13113.     area_light <AXIS1>, <AXIS2>, SIZE1, SIZE2
  13114.     adaptive ADAPTIVE
  13115.     jitter JITTER
  13116.     [ spotlight ]
  13117.     [ point_at <POINT_AT> ]
  13118.     [ radius RADIUS ]
  13119.     [ falloff FALLOFF ]
  13120.     [ tightness TIGHTNESS ]
  13121.     [ looks_like { OBJECT } ]
  13122.     [ fade_distance FADE_DISTANCE ]
  13123.     [ fade_power FADE_POWER ]
  13124.     [ atmosphere BOOL ]
  13125.     [ atmospheric_attenuation BOOL ]
  13126.   }
  13127.  
  13128.  
  13129. The light's location and color are specified in the  same  way  as  a  for  a
  13130. regular light source.
  13131.  
  13132. The area_light command defines the size and orientation of the area light  as
  13133. well as the number of lights in the light source array. The vectors AXIS1 and
  13134. AXIS2 specify the lengths and directions of the edges of the light. Since the
  13135. area lights are rectangular in shape these vectors should be perpendicular to
  13136. each other. The larger the size of the light the thicker  the  soft  part  of
  13137. shadows will be. The numbers SIZE1 and SIZE2 specify the  dimensions  of  the
  13138. array of point lights. The more lights you use the smoother your shadows will
  13139. be but the longer they will take to render.
  13140.  
  13141. The jitter command is optional. When used it  causes  the  positions  of  the
  13142. point lights in the array to be randomly jittered  to  eliminate  any  shadow
  13143. banding that may occur. The jittering is completely  random  from  render  to
  13144. render and should not be used when generating animations.
  13145.  
  13146. Note that it is possible to specify spotlight parameters along with the  area
  13147. light parameters to create area spotlights . Using area spotlights is a  good
  13148. way to speed up scenes that use area lights since you can confine the lengthy
  13149. soft shadow calculations to only the parts of your scene that need them.
  13150.  
  13151. An interesting effect can be created using a linear light source. Rather than
  13152. having a rectangular shape, a linear light stretches along  a  line  sort  of
  13153. like a thin fluorescent tube. To create a linear light just  create  an  area
  13154. light with one of the array dimensions set to 1.
  13155.  
  13156. The adaptive command is used to enable adaptive sampling of the light source.
  13157. By default POV-Ray calculates the amount of light that reaches a surface from
  13158. an area light by shooting a test ray at every point light within  the  array.
  13159. As you can imagine this is very slow. Adaptive sampling  on  the  other  hand
  13160. attempts to approximate the same calculation by using  a  minimum  number  of
  13161. test rays. The number specified after the keyword controls how much  adaptive
  13162. sampling is used. The higher the number the more accurate your  shadows  will
  13163. be but the longer they will take to render. If you're not sure what value  to
  13164. use a good starting point is adaptive 1 . The adaptive keyword  only  accepts
  13165. integer values and cannot be set lower than 0.
  13166.  
  13167. When performing adaptive sampling POV-Ray starts by shooting a  test  ray  at
  13168. each of the four corners of the area light. If the amount of  light  received
  13169. from all four corners is approximately  the  same  then  the  area  light  is
  13170. assumed to be either fully in view or fully blocked. The light  intensity  is
  13171. then calculated as the average intensity of the light received from the  four
  13172. corners. However, if the  light  intensity  from  the  four  corners  differs
  13173. significantly then the area light is partially blocked.  The  area  light  is
  13174. split into four quarters and each section is sampled as described above. This
  13175. allows POV-Ray to rapidly approximate how much of the area light is  in  view
  13176. without having to shoot a test ray at every light in the array. Visually  the
  13177. sampling goes like shown below.
  13178.  
  13179.  level       0            1           2         3
  13180.  rays        4            9           25        81
  13181.          * . . . *    x . * . x   x * x * x
  13182.          . . . . .    . . . . .   * * * * *
  13183.          . . . . .    * . * . *   x * x * x    etc...
  13184.          . . . . .    . . . . .   * * * * *
  13185.          * . . . *    x . * . x   x * x * x
  13186.  
  13187.  * new samples
  13188.  x reused samples from previous level
  13189. Area light adaptive samples.
  13190.  
  13191. While the adaptive sampling method  is  fast  (relatively  speaking)  it  can
  13192. sometimes produces inaccurate shadows. The solution is to reduce  the  amount
  13193. of adaptive sampling without completely turning it off. The number after  the
  13194. adaptive keyword adjusts the number of times that  the  area  light  will  be
  13195. split before the adaptive phase begins. For example if you use adaptive  0  a
  13196. minimum of 4 rays will be shot at the light. If you use adaptive 1 a  minimum
  13197. of 9 rays will be shot ( adaptive 2 gives 25 rays, adaptive 3 gives 81  rays,
  13198. etc). Obviously the more shadow rays you shoot the slower the rendering  will
  13199. be so you should use the lowest value that gives acceptable results.
  13200.  
  13201. The number of rays never exceeds the values you specify for rows and  columns
  13202. of points. For example area_light x,y,4,4 specifies a 4 by 4 array of lights.
  13203. If you specify adaptive 3 it would mean that you should start with a 9  by  9
  13204. array. In this case no adaptive sampling is done. The 4 by 4 array is used.
  13205.  
  13206. 7.5.6.5          Shadowless Lights
  13207.  
  13208. Using the shadowless keyword  you  can  stop  a  light  source  from  casting
  13209. shadows.
  13210.  
  13211. 7.5.6.6          Looks_like
  13212.  
  13213. Normally the light source itself has  no  visible  shape.  The  light  simply
  13214. radiates from an invisible point or area. You may give  a  light  source  any
  13215. shape by adding a looks_like {OBJECT } statement.
  13216.  
  13217. There is an implied no_shadow attached to the looks_like object so that light
  13218. is not blocked by the object.  Without  the  automatic  no_shadow  the  light
  13219. inside the object would not escape. The  object  would,  in  effect,  cast  a
  13220. shadow over everything.
  13221.  
  13222. If you want the attached object to block light then you should attach it with
  13223. a union and not a looks_like as follows:
  13224.  
  13225.   union {
  13226.     light_source { <100, 200, -300> color White }
  13227.     object { My_Lamp_Shape }
  13228.   }
  13229.  
  13230.  
  13231. 7.5.6.7          Light Fading
  13232.  
  13233. By default POV-Ray does not diminish  light  from  any  light  source  as  it
  13234. travels through space. In order to get a more realistic effect  fade_distance
  13235. and fade_power can be used to model  the  distance  based  falloff  in  light
  13236. intensity.
  13237.  
  13238. The fade_distance keyword is used to specify the distance at which  the  full
  13239. light intensity arrives, i. e. the intensity which was  given  by  the  color
  13240. keyword. The actual attenuation is described by the fade_power keyword, which
  13241. determines the falloff rate. E. g. linear or quadratic falloff can be used by
  13242. setting FADE_POWER to 1 or 2 respectively. The complete formula to  calculate
  13243. the factor by which the light is attenuated is
  13244.  
  13245.                                  2
  13246.   attenuation = -------
  13247.                  1 + (d / FADE_DISTANCE) ^ FADE_POWER
  13248.  
  13249.  
  13250. with d being the distance the light has traveled.
  13251.  
  13252. Light fading functions for different fading powers.
  13253.  
  13254. You should note two important facts: First, for  FADE_DISTANCEs  larger  than
  13255. one the light intensity at  distances  smaller  than  FADE_DISTANCE  actually
  13256. increases. This is necessary to get the light source color  if  the  distance
  13257. traveled equals the FADE_DISTANCE. Second, only light  coming  directly  from
  13258. light sources is attenuated. Reflected or refracted light is  not  attenuated
  13259. by distance.
  13260.  
  13261. 7.5.6.8          Atmosphere Interaction
  13262.  
  13263. By default light sources will interact with an atmosphere added to the scene.
  13264. This behaviour can be switched off by using the atmosphere keyword inside the
  13265. light source statement.
  13266.  
  13267.   light_source {
  13268.     ...
  13269.     atmosphere off
  13270.   }
  13271.  
  13272.  
  13273. 7.5.6.9          Atmospheric Attenuation
  13274.  
  13275. Normally light coming  from  light  sources  is  not  influenced  by  fog  or
  13276. atmosphere. This can be changed by turning the atmospheric attenuation for  a
  13277. given light source on. All light coming from this light source  will  now  be
  13278. diminished as it travels through the fog or atmosphere. This  results  in  an
  13279. distance-based, exponential intensity  falloff  ruled  by  the  used  fog  or
  13280. atmosphere. If there is no fog or atmosphere no change will be seen.
  13281.  
  13282. 7.5.7            Object Modifiers
  13283.  
  13284. A variety of modifiers may be attached to objects.  Transformations  such  as
  13285. translate, rotate and scale have already been discussed. Textures  are  in  a
  13286. section of their  own  below.  Here  are  three  other  important  modifiers:
  13287. clipped_by , bounded_by and no_shadow  .  Although  the  examples  below  use
  13288. object statements and object identifiers, these modifiers may be used on  any
  13289. type of object such as sphere, box etc.
  13290.  
  13291. 7.5.7.1          Clipped_By
  13292.  
  13293. The clipped_by statement is technically an object modifier but it provides  a
  13294. type of CSG similar to CSG intersection. You attach a  clipping  object  like
  13295. this:
  13296.  
  13297.   object {
  13298.     My_Thing
  13299.     clipped_by{plane{y,0}}
  13300.   }
  13301.  
  13302.  
  13303. Every part of the object My_Thing that is inside the plane is retained  while
  13304. the remaining part is clipped off and discarded. In  an  intersection  object
  13305. the hole is closed off. With clipped_by it leaves an opening. For example the
  13306. following figure shows object A being clipped by object B.
  13307.  
  13308.  
  13309.  
  13310.    *       *
  13311.   *         *
  13312.  *           *
  13313. ***************
  13314. An object clipped by another object.
  13315.  
  13316. clipped_by may be used to slice off portions of any shape. In many  cases  it
  13317. will also result in faster rendering times than other methods of  altering  a
  13318. shape.
  13319.  
  13320. Often you will want to use the clipped_by and  bounded_by  options  with  the
  13321. same object. The following shortcut saves typing and uses less memory.
  13322.  
  13323.   object {
  13324.     My_Thing
  13325.     bounded_by { box { <0,0,0>, <1,1,1> } }
  13326.     clipped_by { bounded_by }
  13327.   }
  13328.  
  13329.  
  13330. 7.5.7.2          Bounded_By
  13331.  
  13332. The calculations necessary to test if a ray hits an object can be quite  time
  13333. consuming. Each ray has to be tested  against  every  object  in  the  scene.
  13334. POV-Ray attempts so speed up the process  by  building  a  set  of  invisible
  13335. boxes, called bounding boxes, which cluster the objects together. This way  a
  13336. ray that travels in one part of the scene doesn't have to be  tested  against
  13337. objects in another, far away part of  the  scene.  When  large  a  number  of
  13338. objects are present the boxes are nested inside each other. POV-Ray  can  use
  13339. bounding boxes on  any  finite  object  and  even  some  clipped  or  bounded
  13340. quadrics. However infinite objects (such as  a  planes,  quartic,  cubic  and
  13341. poly) cannot be automatically bound. CSG objects are automatically  bound  if
  13342. they contain finite (and in some cases even infinite) objects. This works  by
  13343. applying the CSG set operations to the bounding boxes  of  all  objects  used
  13344. inside the CSG object. For difference and intersection operations  this  will
  13345. hardly ever lead to an optimal bounding box. It's sometimes better (depending
  13346. on the complexity of the CSG object) to use a bounded_by statement with  such
  13347. shapes.
  13348.  
  13349. Normally bounding shapes are not necessary but there are cases where they can
  13350. be used to speed up the rendering of complex objects.  Bounding  shapes  tell
  13351. the ray-tracer that the object is totally enclosed by a  simple  shape.  When
  13352. tracing rays, the ray is first tested against the simple bounding  shape.  If
  13353. it strikes the bounding shape the ray is  further  tested  against  the  more
  13354. complicated object inside. Otherwise the entire  complex  shape  is  skipped,
  13355. which greatly speeds rendering.
  13356.  
  13357. To use bounding shapes, simply include the following lines in the declaration
  13358. of your object:
  13359.  
  13360.   bounded_by {
  13361.     object { ... }
  13362.   }
  13363.  
  13364.  
  13365. An example of a bounding shape:
  13366.  
  13367.   intersection {
  13368.     sphere { <0,0,0>, 2 }
  13369.     plane  { <0,1,0>, 0 }
  13370.     plane  { <1,0,0>, 0 }
  13371.     bounded_by { sphere { <0,0,0>, 2 } }
  13372.   }
  13373.  
  13374.  
  13375. The best bounding shape is a sphere or a box since these  shapes  are  highly
  13376. optimized, although, any shape may be used. If the bounding shape is itself a
  13377. finite shape which responds to  bounding  slabs  then  the  object  which  it
  13378. encloses will also be used in the slab system.
  13379.  
  13380. CSG shapes can benefit from bounding slabs  without  a  bounded_by  statement
  13381. however they may do so inefficiently in intersection, difference  and  merge.
  13382. In these three CSG types the automatic bound used covers all of the component
  13383. objects in their entirety. However the  result  of  these  intersections  may
  13384. result in a smaller object. Compare the sizes of the illustrations for  union
  13385. and intersection in the CSG section above. It is  possible  to  draw  a  much
  13386. smaller box around the intersection of A and B than the union of A and B  yet
  13387. the automatic bounds are the size of the union of A and B regardless  of  the
  13388. kind of CSG specified.
  13389.  
  13390. While it is almost always a  good  idea  to  manually  add  a  bounded_by  to
  13391. intersection, difference and merge, it is often best to not bound a union. If
  13392. a union has no bounded_by and no  clipped_by  POV-Ray  can  internally  split
  13393. apart the components of a union and apply automatic bounding slabs to any  of
  13394. its finite parts. Note that some utilities such as raw2pov  may  be  able  to
  13395. generate bounds more efficiently than POV-Ray's current system. However  most
  13396. unions you create yourself can be easily bounded by the automatic system. For
  13397. technical reasons POV-Ray cannot split a merge object. It is probably best to
  13398. hand bound a merge, especially if it is very complex.
  13399.  
  13400. Note that if bounding shape is too small or  positioned  incorrectly  it  may
  13401. clip the object in undefined ways or the object may not appear at all. To  do
  13402. true clipping, use clipped_by as explained above. Often you will want to  use
  13403. the clipped_by and bounded_by options with the  same  object.  The  following
  13404. shortcut saves typing and uses less memory.
  13405.  
  13406.   object {
  13407.     My_Thing
  13408.     clipped_by{ box { <0,0,0>,<1,1,1 > }}
  13409.     bounded_by{ clipped_by }
  13410.   }
  13411.  
  13412.  
  13413. 7.5.7.3          Hollow
  13414.  
  13415. POV-Ray by default assumes that objects are made of  a  solid  material  that
  13416. completely fills the interior of an object. By adding the hollow  keyword  to
  13417. the object you  can  make  it  hollow.  That  is  very  useful  if  you  want
  13418. atmospheric effects to exist inside  an  object.  It  is  even  required  for
  13419. objects containing a halo (see "Halo" for details).
  13420.  
  13421. In order to get a hollow CSG object you just  have  to  make  the  top  level
  13422. object hollow. All children will assume the same hollow  state  except  their
  13423. state is explicitly set. The following example will set both  spheres  inside
  13424. the union hollow
  13425.  
  13426.   union {
  13427.     sphere { -0.5*x, 1 }
  13428.     sphere {  0.5*x, 1 }
  13429.     hollow
  13430.   }
  13431.  
  13432.  
  13433. while the next example will only set the second  sphere  hollow  because  the
  13434. first sphere was explicitly set to be not hollow.
  13435.  
  13436.   union {
  13437.     sphere { -0.5*x, 1 hollow off }
  13438.     sphere {  0.5*x, 1 }
  13439.     hollow
  13440.   }
  13441.  
  13442.  
  13443. 7.5.7.4          No_Shadow
  13444.  
  13445. You may specify the no_shadow keyword in an object to make that  object  cast
  13446. no shadow. This is useful for special effects and for creating  the  illusion
  13447. that a light source actually  is  visible.  This  keyword  was  necessary  in
  13448. earlier versions of POV-Ray which did not have the looks_like statement.  Now
  13449. it is useful for creating things like laser beams or other unreal effects.
  13450.  
  13451. Simply attach the keyword as follows:
  13452.  
  13453.   object {
  13454.     My_Thing
  13455.     no_shadow
  13456.   }
  13457.  
  13458.  
  13459. 7.5.7.5          Sturm
  13460.  
  13461. Some of POV-Ray's objects allow you to choose between a  fast  but  sometimes
  13462. inaccurate root solver and a slower but more accurate one. This is  the  case
  13463. for all objects that involve the solution of a cubic or  quartic  polynomial.
  13464. There are analytic mathematical solutions for those polynomals  that  can  be
  13465. used.
  13466.  
  13467. Lower order polynomals are trivial to solve while  higher  order  polynomials
  13468. require iterative algorithms to solve them. One of those  algorithms  is  the
  13469. Sturmian root solver.
  13470.  
  13471. The following list shows all objects for which the Sturmian root  solver  can
  13472. be used.
  13473.  
  13474.   blob
  13475.   cubic
  13476.   lathe    (only with quadratic splines)
  13477.   poly
  13478.   prism    (only with cubic splines)
  13479.   quartic
  13480.   sor
  13481.  
  13482.  
  13483. 7.6              Textures
  13484.  
  13485. The texture describes what  the  object  looks  like,  i.  e.  its  material.
  13486. Textures are combinations of pigments, normals, finishes and  halos.  Pigment
  13487. is the color or pattern of colors inherent  in  the  material.  Normal  is  a
  13488. method of simulating various patterns of bumps, dents, ripples  or  waves  by
  13489. modifying the surface normal vector.  Finish  describes  the  reflective  and
  13490. refractive properties of a material. Halo simulates effects like clouds, fog,
  13491. fire etc. by using a density field defined inside the object.
  13492.  
  13493. A plain texture consists of a single pigment, an optional  normal,  a  single
  13494. finish and optionally one or more halos. A special texture  combines  two  or
  13495. more textures using a pattern or blending function. Special textures  may  be
  13496. made quite complex by nesting patterns  within  patterns.  At  the  innermost
  13497. levels however, they are made up from plain textures. Note that allthough  we
  13498. call a plain texture plain it may be a very complex texture. The  term  plain
  13499. only means that it has a single pigment, normal, finish and halo.
  13500.  
  13501. The most complete form for defining a plain texture is as follows:
  13502.  
  13503.   texture {
  13504.     TEXTURE_IDENTIFIER
  13505.     pigment {..}.
  13506.     normal {..}.
  13507.     finish {..}.
  13508.     halo {..}.
  13509.     TRANSFORMATIONS
  13510.   }
  13511.  
  13512.  
  13513. Each of the items in a texture are optional  but  if  they  are  present  the
  13514. identifier must be first and the transformations must be last.  The  pigment,
  13515. normal and finish parameters modify any pigment, normal  and  finish  already
  13516. specified in the TEXTURE_IDENTIFIER. Any  halos  are  added  to  the  already
  13517. existing halos. If no texture identifier is specified the pigment, normal and
  13518. finish statements modify the current default values and any halo is added  to
  13519. the default halo, if any. TRANSFORMATIONs are translate,  rotate,  scale  and
  13520. matrix statements. They should be specified last.
  13521.  
  13522. The sections below  describe  all  of  the  options  available  in  pigments,
  13523. normals, finishes and halos. Special textures are covered later.
  13524.  
  13525. 7.6.1            Pigment
  13526.  
  13527. The color or pattern of  colors  for  an  object  is  defined  by  a  pigment
  13528. statement. All plain textures must have a pigment. If you do not specify  one
  13529. the default pigment is used.  A  pigment  statement  is  part  of  a  texture
  13530. specification. However it can be tedious to type  texture  {pigment  {...  }}
  13531. just to add a color to an object. Therefore you may attach a pigment directly
  13532. to an object without explicitly specifying that it as part of a texture.  For
  13533. example:
  13534.  
  13535.   //this...                //can be shortened to this...
  13536.  
  13537.   object {                 object {
  13538.     My_Object                My_Object
  13539.     texture {                pigment {color Red}
  13540.       pigment {color Red}  }
  13541.     }
  13542.   }
  13543.  
  13544.  
  13545. The color you define is the  way  you  want  the  object  to  look  if  fully
  13546. illuminated. You pick the basic color inherent  in  the  object  and  POV-Ray
  13547. brightens or darkens it depending on the lighting in the scene. The parameter
  13548. is called pigment because we are defining the basic color the object actually
  13549. is rather than how it looks.
  13550.  
  13551. The most complete form for defining a pigment is as follows:
  13552.  
  13553.   pigment {
  13554.     PIGMENT_IDENTIFIER
  13555.     PATTERN_TYPE
  13556.     PIGMENT_MODIFIERS...
  13557.   }
  13558.  
  13559.  
  13560. Each of the items in a pigment are optional but if  they  are  present,  they
  13561. should be in the order  shown  above  to  insure  that  the  results  are  as
  13562. expected. Any items after the PIGMENT_IDENTIFIER modify or override  settings
  13563. given in the identifier. If no identifier is specified then the items  modify
  13564. the pigment values in the current default  texture.  Valid  PIGMENT_MODIFIERS
  13565. are color_map , pigment_map , image_map and quick_color statements as well as
  13566. any of the generic PATTERN_MODIFIERS such as translate ,  rotate  ,  scale  ,
  13567. turbulence , wave shape and warp statements. Such modifiers apply only to the
  13568. pigment and not to other parts of the texture. Modifiers should be  specified
  13569. last.
  13570.  
  13571. The various pattern types fall into roughly four categories. Each category is
  13572. discussed below. They are solid color,  color  list  patterns,  color  mapped
  13573. patterns and image maps.
  13574.  
  13575. 7.6.1.1          Solid Color Pigments
  13576.  
  13577. The simplest type of pigment is a solid color. To specify a solid  color  you
  13578. simply put a color specification inside a pigment. For example:
  13579.  
  13580.   pigment {color Orange}
  13581.  
  13582.  
  13583. A color specification consists of the option  keyword  color  followed  by  a
  13584. color identifier or by a specification of the amount  of  red,  green,  blue,
  13585. filtered and unfiltered transparency in the surface. See section  "Specifying
  13586. Colors" for more details about colors. Any  pattern  modifiers  used  with  a
  13587. solid color are ignored because there is no pattern to modify.
  13588.  
  13589. 7.6.1.2          Color List Pigments
  13590.  
  13591. There are three color list patterns: checker , hexagon and brick . The result
  13592. is a pattern of solid colors with distinct edges rather than  a  blending  of
  13593. colors as with color mapped patterns. Each of these patterns  is  covered  in
  13594. more detail in a later section. The syntax for each is:
  13595.  
  13596.   pigment { brick COLOR1, COLOR2 MODIFIERS ... }
  13597.   pigment { checker COLOR1, COLOR2 MODIFIERS ... }
  13598.   pigment { hexagon COLOR1, COLOR2, COLOR3 MODIFIERS ... }
  13599.  
  13600.  
  13601. Each COLORn is any valid color specification. There should be a comma between
  13602. each color or the color keyword should be used as a separator so that POV-Ray
  13603. can determine where each color specification starts and ends.
  13604.  
  13605. 7.6.1.3          Color Maps
  13606.  
  13607. Most of the color patterns do not use abrupt color changes  of  just  two  or
  13608. three colors like those in the  brick,  checker  or  hexagon  patterns.  They
  13609. instead use smooth transitions of many colors that gradually change from  one
  13610. point to the next. The colors are defined in  a  pigment  modifier  called  a
  13611. color map that describes how the pattern blends from one color to the next.
  13612.  
  13613. Each of the various  pattern  types  available  is  in  fact  a  mathematical
  13614. function that takes any x, y, z location and turns it into a  number  between
  13615. 0.0 and 1.0 inclusive. That number is used to specify what mix of  colors  to
  13616. use from the color map.
  13617.  
  13618. A color map is specified by...
  13619.  
  13620.   pigment{
  13621.     PATTERN_TYPE
  13622.     color_map {
  13623.       [ NUM_1 COLOR_1]
  13624.       [ NUM_2 COLOR_2]
  13625.       [ NUM_3 COLOR_3]
  13626.        ...
  13627.     }
  13628.     PIGMENT_MODIFIERS...
  13629.   }
  13630.  
  13631.  
  13632. Where NUM_1, NUM_2, ... are float  values  between  0.0  and  1.0  inclusive.
  13633. COLOR_1, COLOR_2, ... are color specifications. Note that the [] brackets are
  13634. part of the actual  statement.  They  are  not  notational  symbols  denoting
  13635. optional parts. The brackets surround each entry in the color map. There  may
  13636. be from 2 to 256 entries in the map. The alternate spelling colour_map may be
  13637. used.
  13638.  
  13639. For example
  13640.  
  13641.   sphere {
  13642.     <0,1,2>, 2
  13643.     pigment {
  13644.       gradient x       //this is the PATTERN_TYPE
  13645.       color_map {
  13646.         [0.1  color Red]
  13647.         [0.3  color Yellow]
  13648.         [0.6  color Blue]
  13649.         [0.6  color Green]
  13650.         [0.8  color Cyan]
  13651.       }
  13652.     }
  13653.   }
  13654.  
  13655.  
  13656. The pattern function is evaluated and the result is a value from 0.0 to  1.0.
  13657. If the value is less than the first entry (in this case 0.1) then  the  first
  13658. color (red) is used. Values from 0.1 to 0.3 use a blend  of  red  and  yellow
  13659. using linear interpolation of the two colors. Similarly values  from  0.3  to
  13660. 0.6 blend from yellow to blue. Note that the 3rd and 4th  entries  both  have
  13661. values of 0.6. This causes an immediate abrupt shift of color  from  blue  to
  13662. green. Specifically a value that is less than 0.6 will be  blue  but  exactly
  13663. equal to 0.6 will be green. Moving along, values from 0.6 to 0.8  will  be  a
  13664. blend of green and cyan. Finally any value greater than or equal to 0.8  will
  13665. be cyan.
  13666.  
  13667. If you want areas of unchanging color you simply specify the same  color  for
  13668. two adjacent entries. For example:
  13669.  
  13670.   color_map {
  13671.     [0.1  color Red]
  13672.     [0.3  color Yellow]
  13673.     [0.6  color Yellow]
  13674.     [0.8  color Green]
  13675.   }
  13676.  
  13677.  
  13678. In this case any value from 0.3 to 0.6 will be pure yellow.
  13679.  
  13680. The color_map keyword may be used with any pattern except brick ,  checker  ,
  13681. hexagon and image_map . You may declare and use  color_map  identifiers.  For
  13682. example:
  13683.  
  13684.   #declare Rainbow_Colors=
  13685.     color_map {
  13686.       [0.0   color Magenta]
  13687.       [0.33  color Yellow]
  13688.       [0.67  color Cyan]
  13689.       [1.0   color Magenta]
  13690.     }
  13691.  
  13692.   object{My_Object
  13693.     pigment{
  13694.       gradient x
  13695.       color_map{Rainbow_Colors}
  13696.     }
  13697.   }
  13698.  
  13699.  
  13700. 7.6.1.4          Pigment Maps
  13701.  
  13702. In addition to specifying blended colors with a color map you  may  create  a
  13703. blend of pigments using a pigment map . The  syntax  for  a  pigment  map  is
  13704. identical to a color map except you specify a pigment in each map entry  (and
  13705. not a color).
  13706.  
  13707. A pigment map is specified by...
  13708.  
  13709.   pigment{
  13710.     PATTERN_TYPE
  13711.     pigment_map {
  13712.       [ NUM_1 PIGMENT_BODY_1]
  13713.       [ NUM_2 PIGMENT_BODY_2]
  13714.       [ NUM_3 PIGMENT_BODY_3]
  13715.        ...
  13716.     }
  13717.     PIGMENT_MODIFIERS...
  13718.   }
  13719.  
  13720.  
  13721. Where NUM_1, NUM_2, ... are float values between 0.0  and  1.0  inclusive.  A
  13722. PIGMENT_BODY is anything that would normally appear inside a pigment  {...  }
  13723. statement but the pigment keyword and {} braces are not needed. Note that the
  13724. [] brackets are part of the actual statement. They are not notational symbols
  13725. denoting optional parts. The brackets surround each entry in the  map.  There
  13726. may be from 2 to 256 entries in the map.
  13727.  
  13728. For example
  13729.  
  13730.   sphere {
  13731.     <0,1,2>, 2
  13732.     pigment {
  13733.       gradient x       //this is the PATTERN_TYPE
  13734.       pigment_map {
  13735.         [0.3 wood scale 0.2]
  13736.         [0.3 Jade]    //this is a pigment identifier
  13737.         [0.6 Jade]
  13738.         [0.9 marble turbulence 1]
  13739.       }
  13740.     }
  13741.   }
  13742.  
  13743.  
  13744. When the gradient x function returns values from 0.0 to 0.3 the  scaled  wood
  13745. pigment is used. From 0.3 to 0.6 the pigment identifier Jade  is  used.  From
  13746. 0.6 up to 0.9 a blend of Jade and a turbulent marble is used. From 0.9 on  up
  13747. only the turbulent marble is used.
  13748.  
  13749. Pigment maps may be nested  to  any  level  of  complexity  you  desire.  The
  13750. pigments in a map may have color maps or pigment maps or any type of  pigment
  13751. you want. Any entry of a pigment map may be a  solid  color  however  if  all
  13752. entries are solid colors you  should  use  a  color  map  which  will  render
  13753. slightly faster.
  13754.  
  13755. Entire pigments may also be used with the block  patterns  such  as  checker,
  13756. hexagon and brick. For example...
  13757.  
  13758.   pigment {
  13759.     checker
  13760.     pigment { Jade scale .8 }
  13761.     pigment { White_Marble scale .5 }
  13762.   }
  13763.  
  13764.  
  13765. Note that in the case of block  patterns  the  pigment  {...  }  wrapping  is
  13766. required around the pigment information.
  13767.  
  13768. A pigment map is also used with the average pigment type. See  "Average"  for
  13769. details.
  13770.  
  13771. You may not use pigment_map or individual pigments with an  image_map  .  See
  13772. "texture_map" for an alternative way to do this.
  13773.  
  13774. 7.6.1.5          Image Maps
  13775.  
  13776. When all else fails and none of the above pigment pattern  types  meets  your
  13777. needs you can use an image map to wrap a 2-D bit-mapped image around your 3-D
  13778. objects.
  13779.  
  13780. 7.6.1.5.1        Specifying an Image Map
  13781.  
  13782. The syntax for an image map is...
  13783.  
  13784.   pigment {
  13785.     image_map {
  13786.       FILE_TYPE "filename"
  13787.       MODIFIERS...
  13788.     }
  13789.   }
  13790.  
  13791.  
  13792. Where FILE_TYPE is one of the following keywords gif , tga , iff , ppm ,  pgm
  13793. , png or sys . This is followed by the name of the file  in  quotes.  Several
  13794. optional modifiers may follow  the  file  specification.  The  modifiers  are
  13795. described below. Note that earlier versions of POV-Ray allowed some modifiers
  13796. before the FILE_TYPE but that syntax is being phased  out  in  favor  of  the
  13797. syntax described here.
  13798.  
  13799. Filenames specified in the image_map statements will be searched for  in  the
  13800. home (current) directory first and, if not found, will then be  searched  for
  13801. in directories specified by any -L (library path) options active. This  would
  13802. facilitate keeping all your image maps files in a separate  subdirectory  and
  13803. giving an -L option on the command line to where your library of  image  maps
  13804. are.
  13805.  
  13806. By default, the image is mapped onto the x-y-plane. The  image  is  projected
  13807. onto the object as though there were  a  slide  projector  somewhere  in  the
  13808. -z-direction. The image exactly fills the square area from (x,y)  coordinates
  13809. (0,0) to (1,1) regardless of the image's original  size  in  pixels.  If  you
  13810. would like to change this default you may  translate,  rotate  or  scale  the
  13811. pigment or texture to map it onto the object's surface as desired.
  13812.  
  13813. In section "Checker" the checker pigment pattern is explained. The checks are
  13814. described as solid cubes of colored clay from which objects are carved.  With
  13815. image maps you should imagine that  each  pixel  is  a  long,  thin,  square,
  13816. colored rod that extends parallel to the z-axis. The image is made from  rows
  13817. and columns of these rods bundled together and the object is then carved from
  13818. the bundle.
  13819.  
  13820. If you would like to change  this  default  orientation  you  may  translate,
  13821. rotate or scale the pigment or texture to map it onto the object's surface as
  13822. desired.
  13823.  
  13824. 7.6.1.5.2        The map_type Option
  13825.  
  13826. The default projection of the image onto the x-y-plane is called a planar map
  13827. type . This option may be changed by adding the map_type keyword followed  by
  13828. a number specifying the way to wrap the image around the object.
  13829.  
  13830. A map_type 0 gives the default planar mapping already described.
  13831.  
  13832. A map_type 1 gives a spherical mapping. It  assumes  that  the  object  is  a
  13833. sphere of any size sitting at the origin. The y-axis is the north/south  pole
  13834. of the spherical mapping. The top and bottom edges of the  image  just  touch
  13835. the pole regardless of any scaling. The left edge of the image begins at  the
  13836. positive x-axis and wraps the image around the sphere from west to east in  a
  13837. -y-rotation. The image covers the sphere exactly once. The once  keyword  has
  13838. no meaning for this mapping type.
  13839.  
  13840. With map_type 2 you get a cylindrical mapping. It assumes that a cylinder  of
  13841. any diameter lies along the y-axis. The image wraps around the cylinder  just
  13842. like the spherical map but the image remains one unit tall from y=0  to  y=1.
  13843. This band of color is repeated at all heights  unless  the  once  keyword  is
  13844. applied.
  13845.  
  13846. Finally map_type 5 is a torus or donut shaped  mapping.  It  assumes  that  a
  13847. torus of major radius one sits at the origin in the x-z-plane. The  image  is
  13848. wrapped around similar to spherical or cylindrical maps. However the top  and
  13849. bottom edges of the map wrap over and under the torus where  they  meet  each
  13850. other on the inner rim.
  13851.  
  13852. Types 3 and 4 are still under development.
  13853.  
  13854. Note  that  the  map_type  option  may  also  be  applied  to  bump_map  and
  13855. material_map statements.
  13856.  
  13857. 7.6.1.5.3        The Filter and Transmit Bitmap Modifiers
  13858.  
  13859. To make all or part of an image map transparent you can specify filter and/or
  13860. transmit values for the color palette/registers of PNG, GIF or  IFF  pictures
  13861. (at least for the modes that use palettes). You can do  this  by  adding  the
  13862. keyword filter or transmit following the filename. The keyword is followed by
  13863. two numbers. The first number is the palette number value and the  second  is
  13864. the amount of transparency. The values should be separated by  a  comma.  For
  13865. example:
  13866.  
  13867.   image_map {
  13868.     gif "mypic.gif"
  13869.     filter   0, 0.5 // Make color 0 50% filtered transparent
  13870.     filter   5, 1.0 // Make color 5 100% filtered transparent
  13871.     transmit 8, 0.3 // Make color 8 30% non-filtered transparent
  13872.   }
  13873.  
  13874.  
  13875. You can give the entire image a filter or transmit  value  using  filter  all
  13876. VALUE or transmit all VALUE . For example:
  13877.  
  13878.   image_map {
  13879.     gif "stnglass.gif"
  13880.     filter all 0.9
  13881.   }
  13882.  
  13883.  
  13884. Note that early versions  of  POV-Ray  used  the  keyword  alpha  to  specify
  13885. filtered  transparency  however  that  word  is  often  used   to   describe
  13886. non-filtered transparency. For this reason alpha is no longer used.
  13887.  
  13888. See "filter" and "transmit" for details on the differences  between  filtered
  13889. and non-filtered transparency.
  13890.  
  13891. 7.6.1.5.4        Using the Alpha Channel
  13892.  
  13893. Another way to specify non-filtered transmit transparency in an image map  is
  13894. by using the alpha channel .
  13895.  
  13896. PNG allows you to store a different transparency for each color index in  the
  13897. PNG file, if desired. If your paint programs support this feature of PNG  you
  13898. can do the  transparency  editing  within  your  paint  program  rather  than
  13899. specifying transmit values for each color in the POV file. Since PNG and  TGA
  13900. image formats can also store full alpha  channel  (transparency)  information
  13901. you can generate image maps that have transparency which isn't  dependent  on
  13902. the color of a pixel but rather its location in the image.
  13903.  
  13904. Although POV uses transmit 0.0 to specify no transparency and 1.0 to  specify
  13905. full transparency, the alpha data ranges  from  0  to  255  in  the  opposite
  13906. direction. Alpha data 0 means the same as transmit 1.0  and  alpha  data  255
  13907. produces transmit 0.0.
  13908.  
  13909. 7.6.1.6          Quick Color
  13910.  
  13911. When developing POV-Ray scenes its often useful to do low quality  test  runs
  13912. that render faster. The +Q command line switch can be used to turn  off  some
  13913. time consuming color pattern and lighting calculations to  speed  things  up.
  13914. However all settings of +Q5 or  lower  turns  off  pigment  calculations  and
  13915. creates gray objects.
  13916.  
  13917. By adding a quick_color to a pigment you tell POV-Ray what solid color to use
  13918. for quick renders instead of a patterned pigment. For example:
  13919.  
  13920.   pigment {
  13921.     gradient x
  13922.     color_map{
  13923.       [0.0 color Yellow]
  13924.       [0.3 color Cyan]
  13925.       [0.6 color Magenta]
  13926.       [1.0 color Cyan]
  13927.     }
  13928.     turbulence 0.5
  13929.     lambda 1.5
  13930.     omega 0.75
  13931.     octaves 8
  13932.     quick_color Neon_Pink
  13933.   }
  13934.  
  13935.  
  13936. This tells POV-Ray to use solid Neon_Pink for test runs at quality  +Q  5  or
  13937. lower but to use the turbulent gradient pattern for rendering  at  +Q  6  and
  13938. higher.
  13939.  
  13940. Note that solid color pigments such as
  13941.  
  13942.   pigment {color Magenta}
  13943.  
  13944.  
  13945. automatically set the quick_color to that value. You may override this if you
  13946. want. Suppose you have 10 spheres on the screen and all are  yellow.  If  you
  13947. want  to  identify  them  individually  you  could  give  each  a  different
  13948. quick_color like this:
  13949.  
  13950.   sphere {
  13951.     <1,2,3>,4
  13952.     pigment { color Yellow  quick_color Red }
  13953.   }
  13954.  
  13955.   sphere {
  13956.     <-1,-2,-3>,4
  13957.     pigment { color Yellow  quick_color Blue }
  13958.   }
  13959.  
  13960.  
  13961. and so on. At +Q 6 or higher they will all be yellow but at  +Q  5  or  lower
  13962. each would be different colors so you could identify them.
  13963.  
  13964. 7.6.2            Normal
  13965.  
  13966. Ray-tracing is known for the dramatic way it depicts  reflection,  refraction
  13967. and lighting effects. Much  of  our  perception  depends  on  the  reflective
  13968. properties of an object. Ray tracing can exploit this by  playing  tricks  on
  13969. our perception to make us see complex details that aren't really there.
  13970.  
  13971. Suppose you wanted a very bumpy surface on  the  object.  It  would  be  very
  13972. difficult to mathematically model lots of bumps. We can however simulate  the
  13973. way bumps look by altering  the  way  light  reflects  off  of  the  surface.
  13974. Reflection calculations depend on a vector called a  surface  normal  vector.
  13975. This is a vector which points away from the surface and is  perpendicular  to
  13976. it. By artificially modifying (or perturbing)  this  normal  vector  you  can
  13977. simulate bumps.
  13978.  
  13979. The normal {... } statement is the  part  of  a  texture  which  defines  the
  13980. pattern of normal perturbations to be applied to an object. Like the  pigment
  13981. statement, you can omit the surrounding texture block to save typing. Do  not
  13982. forget however that there is a texture implied. For example...
  13983.  
  13984.   //this...                    //can be shortened to this...
  13985.  
  13986.   object {                     object {
  13987.     My_Object                    My_Object
  13988.     texture {                    pigment {color Purple}
  13989.       pigment {color Purple}     normal {bumps 0.3}
  13990.       normal {bumps 0.3}       }
  13991.     }
  13992.   }
  13993.  
  13994.  
  13995. Note that attaching a normal pattern does not really modify the  surface.  It
  13996. only affects the way light reflects or refracts at the  surface  so  that  it
  13997. looks bumpy.
  13998.  
  13999. The most complete form for defining a normal is as follows:
  14000.  
  14001.   normal {
  14002.     NORMAL_IDENTIFIER
  14003.     PATTERN_TYPE FloatValue
  14004.     NORMAL_MODIFIERS
  14005.     TRANSFORMATIONS...
  14006.   }
  14007.  
  14008.  
  14009. Each of the items in a normal are optional  but  if  they  are  present  they
  14010. should be in the order  shown  above  to  insure  that  the  results  are  as
  14011. expected. Any items after the NORMAL_IDENTIFIER modify or  override  settings
  14012. given in the identifier. If no identifier is specified then the items  modify
  14013. the normal values in  the  current  default  texture.  The  PATTERN_TYPE  may
  14014. optionally be followed by a float value that controls the apparent  depth  of
  14015. the bumps. Typical values range from 0.0 to 1.0 but any value  may  be  used.
  14016. Negative values invert the pattern. The default value if none is specified is
  14017. 0.5.
  14018.  
  14019. Valid NORMAL_MODIFIERS are slope_map , normal_map ,  bump_map  and  bump_size
  14020. statements as well as any of the generic PATTERN_MODIFIERS such as translate,
  14021. rotate, scale, turbulence, wave shape and  warp  statements.  Such  modifiers
  14022. apply only to the normal and not to other parts  of  the  texture.  Modifiers
  14023. should be specified last.
  14024.  
  14025. There are  three  basic  types  of  NORMAL_PATTERN_TYPEs.  They  are  pattern
  14026. normals, specialized normals and bump maps.  They  differ  in  the  types  of
  14027. modifiers you may use with them. Originally POV-Ray had some  patterns  which
  14028. were exclusively used for pigments while others  were  exclusively  used  for
  14029. normals. Since POV-Ray 3.0 you can use any pattern  for  either  pigments  or
  14030. normals. For example it is now valid to use ripples as a pigment or wood as a
  14031. normal type. The patterns bumps , dents , ripples  ,  waves  ,  wrinkles  and
  14032. bump_map were once exclusively normal patterns which could  not  be  used  as
  14033. pigments.  Because  these  six  types  use  specialized  normal  modification
  14034. calculations they cannot have slope_map , normal_map or wave shape modifiers.
  14035. All other normal pattern types may use them.
  14036.  
  14037. 7.6.2.1          Slope Maps
  14038.  
  14039. A slope map is a normal pattern modifier which gives the user a great deal of
  14040. control over the exact shape of the bumpy features. It  is  best  illustrated
  14041. with a gradient normal pattern. Suppose you have...
  14042.  
  14043.   plane{ z, 0
  14044.     pigment{ White }
  14045.     normal { gradient x }
  14046.   }
  14047.  
  14048.  
  14049. This gives a ramp wave pattern that looks like small linear ramps that  climb
  14050. from the points at x=0 to x=1 and then abruptly drops to 0  again  to  repeat
  14051. the ramp from x=1 to x=2. A slope map turns  this  simple  linear  ramp  into
  14052. almost any wave shape you want. The syntax is as follows...
  14053.  
  14054.   normal{
  14055.     PATTERN_TYPE Value
  14056.     slope_map {
  14057.       [ NUM_1 POINT_SLOPE_1]
  14058.       [ NUM_2 POINT_SLOPE_2]
  14059.       [ NUM_3 POINT_SLOPE_3]
  14060.        ...
  14061.     }
  14062.     NORMAL_MODIFIERS...
  14063.   }
  14064.  
  14065.  
  14066. Note that the [] brackets are part of the  actual  statement.  They  are  not
  14067. notational symbols denoting optional parts. The brackets surround each  entry
  14068. in the slope map. There may be from 2 to 256 entries in the map.
  14069.  
  14070. The NUM_1, NUM_2, ...  are  float  values  between  0.0  and  1.0  inclusive.
  14071. POINT_SLOPE_1, POINT_SLOPE_2, ... are 2 component vectors such as <0,1> where
  14072. the first value represents the apparent height of the  wave  and  the  second
  14073. value represents the slope of the wave at that point. The height should range
  14074. between 0.0 and 1.0 but any value could be used.
  14075.  
  14076. The slope value is the change in height per unit of distance. For  example  a
  14077. slope of zero means flat, a slope of 1.0 means slope upwards at a  45  degree
  14078. angle and a slope of -1 means slope down at 45 degrees. Theoretically a slope
  14079. straight up would have infinite slope. In practice, slope  values  should  be
  14080. kept in the range -3.0 to +3.0. Keep in mind that this is only  the  visually
  14081. apparent slope. A normal does not actually change the surface.
  14082.  
  14083. For example here is how to make the ramp slope up for the first half and back
  14084. down on the second half creating a triangle wave with a  sharp  peak  in  the
  14085. center.
  14086.  
  14087.   normal {
  14088.     gradient x       // this is the PATTERN_TYPE
  14089.     slope_map {
  14090.       [0   <0, 1>]   // start at bottom and slope up
  14091.       [0.5 <1, 1>]   // halfway through reach top still climbing
  14092.       [0.5 <1,-1>]   // abruptly slope down
  14093.       [1   <0,-1>]   // finish on down slope at bottom
  14094.     }
  14095.   }
  14096.  
  14097.  
  14098. The pattern function is evaluated and the result is a value from 0.0 to  1.0.
  14099. The first entry says that at x=0 the apparent height is 0 and the slope is 1.
  14100. At x=0.5 we are at height 1 and slope is still up at 1. The third entry  also
  14101. specifies that at x=0.5 (actually at some tiny fraction above  0.5)  we  have
  14102. height 1 but slope -1 which is downwards. Finally at x=1 we are at  height  0
  14103. again and still sloping down with slope -1.
  14104.  
  14105. Although this example connects the points using straight lines the  shape  is
  14106. actually a cubic spline. This example creates a smooth sine wave.
  14107.  
  14108.   normal {
  14109.     gradient x          // this is the PATTERN_TYPE
  14110.     slope_map {
  14111.       [0    <0.5, 1>]   // start in middle and slope up
  14112.       [0.25 <1.0, 0>]   // flat slope at top of wave
  14113.       [0.5  <0.5,-1>]   // slope down at mid point
  14114.       [0.75 <0.0, 0>]   // flat slope at bottom
  14115.       [1    <0.5, 1>]   // finish in middle and slope up
  14116.     }
  14117.   }
  14118.  
  14119.  
  14120. This example starts at height 0.5 sloping up at slope 1. At a fourth  of  the
  14121. way through we are at the top of the curve at height 1 with slope 0 which  is
  14122. flat. The space between these two is a gentle curve because the start and end
  14123. slopes are different. At half way we are  at  half  height  sloping  down  to
  14124. bottom out at 3/4ths. By the end we are climbing at slope 1 again to complete
  14125. the cycle. There are more examples in slopemap.pov in the sample scenes.
  14126.  
  14127. A slope_map may be used with any pattern except brick , checker ,  hexagon  ,
  14128. bumps , dents , ripples , waves , wrinkles and bump_map .
  14129.  
  14130. You may declare and use slope map identifiers. For example:
  14131.  
  14132.   #declare Fancy_Wave =
  14133.     slope_map {       // Now let's get fancy
  14134.       [0.0  <0, 1>]   // Do tiny triangle here
  14135.       [0.2  <1, 1>]   //  down
  14136.       [0.2  <1,-1>]   //     to
  14137.       [0.4  <0,-1>]   //       here.
  14138.       [0.4  <0, 0>]   // Flat area
  14139.       [0.5  <0, 0>]   //   through here.
  14140.       [0.5  <1, 0>]   // Square wave leading edge
  14141.       [0.6  <1, 0>]   //   trailing edge
  14142.       [0.6  <0, 0>]   // Flat again
  14143.       [0.7  <0, 0>]   //   through here.
  14144.       [0.7  <0, 3>]   // Start scallop
  14145.       [0.8  <1, 0>]   //   flat on top
  14146.       [0.9  <0,-3>]   //     finish here.
  14147.       [0.9  <0, 0>]   // Flat remaining through 1.0
  14148.     }
  14149.  
  14150.   object{ My_Object
  14151.     pigment { White }
  14152.     normal {
  14153.       wood
  14154.       slope_map { Fancy_Wave }
  14155.     }
  14156.   }
  14157.  
  14158.  
  14159. 7.6.2.2          Normal Maps
  14160.  
  14161. Most of the time you will apply single normal pattern to  an  entire  surface
  14162. but you may also create a pattern or blend of normals using a  normal  map  .
  14163. The syntax for a normal map is identical to a pigment map except you  specify
  14164. a normal in each map entry.
  14165.  
  14166. A normal map is specified by...
  14167.  
  14168.   normal{
  14169.     PATTERN_TYPE
  14170.     normal_map {
  14171.       [ NUM_1 NORMAL_BODY_1]
  14172.       [ NUM_2 NORMAL_BODY_2]
  14173.       [ NUM_3 NORMAL_BODY_3]
  14174.        ...
  14175.     }
  14176.     NORMAL_MODIFIERS...
  14177.   }
  14178.  
  14179.  
  14180. Where NUM_1, NUM_2, ... are float values between 0.0  and  1.0  inclusive.  A
  14181. NORMAL_BODY is anything that would normally appear inside  a  normal  {...  }
  14182. statement but the normal keyword and {} braces are not needed. Note that  the
  14183. [] brackets are part of the actual statement. They are not notational symbols
  14184. denoting optional parts. The brackets surround each entry in the  map.  There
  14185. may be from 2 to 256 entries in the map.
  14186.  
  14187. For example
  14188.  
  14189.   normal {
  14190.     gradient x       //this is the PATTERN_TYPE
  14191.     normal_map {
  14192.       [0.3  bumps scale 2]
  14193.       [0.3  dents]
  14194.       [0.6  dents]
  14195.       [0.9  marble turbulence 1]
  14196.     }
  14197.   }
  14198.  
  14199.  
  14200. When the gradient x function returns values from 0.0 to 0.3 then  the  scaled
  14201. bumps normal is used. From 0.3 to 0.6 dents are From 0.6 up to 0.9 a blend of
  14202. dents and a turbulent marble is used. From  0.9  on  up  only  the  turbulent
  14203. marble is used.
  14204.  
  14205. Normal maps may be nested to any level of complexity you desire. The  normals
  14206. in a map may have slope maps or normal maps or any type of normal you want.
  14207.  
  14208. A normal map is also used with the average normal  type.  See  "Average"  for
  14209. details.
  14210.  
  14211. Entire normals may also be used with the  block  patterns  such  as  checker,
  14212. hexagon and brick. For example...
  14213.  
  14214.   normal {
  14215.     checker
  14216.       normal { gradient x scale .2 }
  14217.       normal { gradient y scale .2 }
  14218.     }
  14219.   }
  14220.  
  14221.  
  14222. Note that in the case of  block  patterns  the  normal  {...  }  wrapping  is
  14223. required around the normal information.
  14224.  
  14225. You may not use normal_map or  individual  normals  with  a  bump_map  .  See
  14226. "texture_map" for an alternative way to do this.
  14227.  
  14228. 7.6.2.3          Bump Maps
  14229.  
  14230. When all else fails and none of the above normal  pattern  types  meets  your
  14231. needs you can use a bump map to wrap a 2-D  bit-mapped  bump  pattern  around
  14232. your 3-D objects.
  14233.  
  14234. Instead of placing the color of the image on the shape like an  image  map  a
  14235. bump map perturbs the surface normal based on the color of the image at  that
  14236. point. The result looks like the image has been embossed into the surface. By
  14237. default, a bump map uses the brightness of the actual  color  of  the  pixel.
  14238. Colors are converted to gray  scale  internally  before  calculating  height.
  14239. Black is a low spot, white is a high spot. The image's index  values  may  be
  14240. used instead (see section "Use_Index and Use_Color" below).
  14241.  
  14242. 7.6.2.3.1        Specifying a Bump Map
  14243.  
  14244. The syntax for bump_map is...
  14245.  
  14246.   normal {
  14247.     bump_map {
  14248.       FILE_TYPE "filename"
  14249.       BITMAP_MODIFIERS...
  14250.     }
  14251.     NORMAL_MODIFIERS...
  14252.   }
  14253.  
  14254.  
  14255. Where FILE_TYPE is one of the following keywords gif , tga , iff , ppm ,  pgm
  14256. , png or sys . This is followed by the name  of  the  file  using  any  valid
  14257. string  expression.  Several  optional  modifiers  may   follow   the   file
  14258. specification. The modifiers are described below. Note that earlier  versions
  14259. of POV-Ray allowed some modifiers before the FILE_TYPE  but  that  syntax  is
  14260. being phased out in favor of the syntax described here.
  14261.  
  14262. Filenames specified in the bump_map statement will be  searched  for  in  the
  14263. home (current) directory first and, if not found, will then be  searched  for
  14264. in directories specified by any +L switches  or  Library_Path  options.  This
  14265. would facilitate keeping all your bump maps files in a separate subdirectory,
  14266. and specifying a library path to them. Note that any operating system default
  14267. paths are not searched unless you also specify them as a Library_Path .
  14268.  
  14269. By default, the bump pattern is mapped onto  the  x-y-plane.  The  bumps  are
  14270. projected onto the object as though there were a slide projector somewhere in
  14271. the -z-direction. The bump pattern exactly fills the square area  from  (x,y)
  14272. coordinates (0,0) to (1,1) regardless  of  the  bitmaps's  original  size  in
  14273. pixels. If you would like to change this default, you may  translate,  rotate
  14274. or scale the normal or texture  to  map  it  onto  the  object's  surface  as
  14275. desired.
  14276.  
  14277. The file name is optionally followed by one  or  more  BITMAP_MODIFIERS.  The
  14278. bump_size , use_color and use_index modifiers are specific to bump  maps  and
  14279. are discussed in the following sections. See  "Bitmap  Modifiers"  for  other
  14280. general bitmap modifiers.
  14281.  
  14282. After a bump_map statement but still inside  the  normal  statement  you  may
  14283. apply any legal normal modifiers except slope_map and pattern wave forms.
  14284.  
  14285. 7.6.2.3.2        Bump_Size
  14286.  
  14287. The relative bump size can be scaled using the bump_size modifier.  The  bump
  14288. size number can be any number other than 0 but typical values are from  about
  14289. 0.1 to as high as 4.0 or 5.0.
  14290.  
  14291.   normal {
  14292.     bump_map {
  14293.       gif "stuff.gif"
  14294.       bump_size 5.0
  14295.     }
  14296.   }
  14297.  
  14298.  
  14299. Originally bump_size could only be used inside a bump map but it can  now  be
  14300. used with any normal. Typically it is used to override a  previously  defined
  14301. size. For example:
  14302.  
  14303.   normal {
  14304.     My_Normal   //this is a previously defined normal identifier
  14305.     bump_size 2.0
  14306.   }
  14307.  
  14308.  
  14309. 7.6.2.3.3        Use_Index and Use_Color
  14310.  
  14311. Usually the bump map converts the color of the pixel in the  map  to  a  gray
  14312. scale intensity value in the range 0.0 to 1.0 and calculates the bumps  based
  14313. on that value. If you specify use_index ,  the  bump  map  uses  the  color's
  14314. palette number to compute as the height of the bump at that point. So,  color
  14315. number 0 would be low and color number 255 would be high (if  the  image  has
  14316. 256 palette entries). The actual color of  the  pixels  doesn't  matter  when
  14317. using the index. This option is only available on palette based formats.  The
  14318. use_color keyword may be specified to explicitly note that the color  methods
  14319. should be used instead. The alternate  spelling  use_colour  is  also  valid.
  14320. These modifiers may only be used inside the bump_map statement.
  14321.  
  14322. 7.6.3            Finish
  14323.  
  14324. The finish properties of a surface can greatly  affect  its  appearance.  How
  14325. does light reflect? What happens when light  passes  through?  What  kind  of
  14326. highlights  are  visible.  To  answer  these  questions  you  need  a  finish
  14327. statement.
  14328.  
  14329. The finish {... } statement is the  part  of  a  texture  which  defines  the
  14330. various finish properties to be applied to an object.  Like  the  pigment  or
  14331. normal statement you can omit the surrounding texture block to  save  typing.
  14332. Do not forget however that there is a texture implied. For example...
  14333.  
  14334.   this...                            can be shortened to this...
  14335.  
  14336.   object {                           object {
  14337.     My_Object                          My_Object
  14338.     texture {                          pigment {color Purple}
  14339.       pigment {color Purple}           finish {phong 0.3}
  14340.       finish {phong 0.3}             }
  14341.     }
  14342.   }
  14343.  
  14344.  
  14345. The most complete form for defining a finish is as follows:
  14346.  
  14347.   finish {
  14348.     FINISH_IDENTIFIER
  14349.     [ ambient COLOR ]
  14350.     [ diffuse FLOAT ]
  14351.     [ brilliance FLOAT ]
  14352.     [ phong FLOAT ]
  14353.     [ phong_size FLOAT ]
  14354.     [ specular FLOAT ]
  14355.     [ roughness FLOAT ]
  14356.     [ metallic [ FLOAT ] ]
  14357.     [ reflection COLOR ]
  14358.     [ refraction FLOAT ]
  14359.     [ ior FLOAT ]
  14360.     [ caustics FLOAT ]
  14361.     [ fade_distance FLOAT ]
  14362.     [ fade_power FLOAT ]
  14363.     [ irid { thickness FLOAT turbulence VECTOR } ]
  14364.     [ crand FLOAT ]
  14365.   }
  14366.  
  14367.  
  14368. The FINISH_IDENTIFIER is optional but should proceed  all  other  items.  Any
  14369. items after the FINISH_IDENTIFIER modify or override settings  given  in  the
  14370. IDENTIFIER. If no identifier is specified then the items  modify  the  finish
  14371. values in the current default texture.  Note  that  transformations  are  not
  14372. allowed inside a  finish  because  finish  items  cover  the  entire  surface
  14373. uniformly.
  14374.  
  14375. 7.6.3.1          Ambient
  14376.  
  14377. The light you see in dark shadowed areas comes from diffuse reflection off of
  14378. other objects. This light  cannot  be  directly  modeled  using  ray-tracing.
  14379. However we can use a trick called ambient  lighting  to  simulate  the  light
  14380. inside a shadowed area.
  14381.  
  14382. Ambient light is light that is scattered everywhere in the room.  It  bounces
  14383. all over the place and manages to light objects up a bit even where no  light
  14384. is directly shining. Computing real ambient light would  take  far  too  much
  14385. time, so we simulate ambient light by adding a small amount of white light to
  14386. each texture whether or not a light is actually shining on that texture.
  14387.  
  14388. This means that the portions of a shape that are completely  in  shadow  will
  14389. still have a little bit of their surface color. It's almost as if the texture
  14390. glows, though the ambient light in a texture only affects  the  shape  it  is
  14391. used on.
  14392.  
  14393. Usually a single float value is specified even though the syntax calls for  a
  14394. color. For example a float value of 0.3  gets  promoted  to  the  full  color
  14395. vector <0.3,0.3,0.3,0.3,0.3> which is acceptible because only the red,  green
  14396. and blue parts are used.
  14397.  
  14398. The default value is very little ambient light (0.1).  The  value  can  range
  14399. from 0.0 to 1.0. Ambient light affects both shadowed and  non-shadowed  areas
  14400. so if you turn up the ambient value you may want to  turn  down  the  diffuse
  14401. value.
  14402.  
  14403. Note that this method doesn't account for the color of  surrounding  objects.
  14404. If you walk into a room that has red walls, floor and ceiling then your white
  14405. clothing will look pink from the reflected light. POV-Ray's ambient  shortcut
  14406. doesn't account for this. There is also no way to  model  specular  reflected
  14407. indirect illumination such as the flashlight shining in a mirror.
  14408.  
  14409. You may color the ambient light using one of two methods. You may  specify  a
  14410. color rather than a float after the ambient keyword in each finish statement.
  14411. For example
  14412.  
  14413.    finish { ambient rgb <0.3,0.1,0.1> } //a pink ambient
  14414.  
  14415.  
  14416. You may also specify the overall ambient light source used  when  calculating
  14417. the ambient lighting of an object using the global ambient_light setting. The
  14418. formula is given by
  14419.  
  14420.    AMBIENT = FINISH_AMBIENT * GLOBAL_AMBIENT_LIGHT_SOURCE
  14421.  
  14422.  
  14423. 7.6.3.2          Diffuse Reflection Items
  14424.  
  14425. When light reflects off of a surface the laws of physics say that  it  should
  14426. leave the surface at the exact same angle it came in. This is similar to  the
  14427. way a billiard ball bounces off a  bumper  of  a  pool  table.  This  perfect
  14428. reflection is called specular reflection. However only very  smooth  polished
  14429. surfaces reflect light in this way. Most of the time, light reflects  and  is
  14430. scattered in all directions by the roughness of the surface. This  scattering
  14431. is called diffuse reflection because the  light  diffuses  or  spreads  in  a
  14432. variety of directions. It accounts for the majority of the reflected light we
  14433. see.
  14434.  
  14435. POV-Ray and most other ray-tracers can only simulate directly  one  of  these
  14436. three types of illumination. That is the  light  which  comes  directly  from
  14437. actual light sources. Light coming from other objects  such  as  mirrors  via
  14438. specular reflection (shine a flashlight onto a mirror for example). And  last
  14439. not least light coming from other objects via diffuse  reflections  (look  at
  14440. some dark area under a desk or in a  corner:  even  though  a  lamp  may  not
  14441. directly illuminate that spot you can still see a little  bit  because  light
  14442. comes from diffuse reflection off of nearby objects).
  14443.  
  14444. 7.6.3.2.1        Diffuse
  14445.  
  14446. The keyword diffuse is used in a finish statement to control how much of  the
  14447. light coming directly  from  any  light  sources  is  reflected  via  diffuse
  14448. reflection. For example
  14449.  
  14450.   finish {diffuse 0.7}
  14451.  
  14452.  
  14453. means that 70% of the light seen comes from direct  illumination  from  light
  14454. sources. The default value is diffuse 0.6.
  14455.  
  14456. 7.6.3.2.2        Brilliance
  14457.  
  14458. The amount of direct light that diffuses from  an  object  depends  upon  the
  14459. angle at which it hits the surface. When light hits at  a  shallow  angle  it
  14460. illuminates less. When it is directly above a surface  it  illuminates  more.
  14461. The brilliance keyword can be used in a finish  statement  to  vary  the  way
  14462. light falls off depending upon the angle  of  incidence.  This  controls  the
  14463. tightness of the basic diffuse illumination on objects and  slightly  adjusts
  14464. the appearance of surface shininess. Objects  may  appear  more  metallic  by
  14465. increasing their brilliance. The default value is 1.0. Higher values from  to
  14466. about 10.0 cause the light to fall off less at medium to  low  angles.  There
  14467. are no limits to the brilliance value. Experiment to see what works best  for
  14468. a particular situation. This is best used in concert with highlighting.
  14469.  
  14470. 7.6.3.2.3        Crand Graininess
  14471.  
  14472. Very rough surfaces, such as concrete or sand, exhibit a dark  graininess  in
  14473. their apparent color. This is caused by the shadows of the pits or  holes  in
  14474. the surface. The crand keyword can be added to cause a minor random darkening
  14475. in the diffuse reflection of direct illumination. Typical values  range  from
  14476. crand 0.01 to crand 0.5 or higher. The default value is 0. For example:
  14477.  
  14478.   finish { crand 0.05 }
  14479.  
  14480.  
  14481. The grain or noise introduced by this feature is applied on a  pixel-by-pixel
  14482. basis. This means that it will look the same on far away objects as on  close
  14483. objects. The effect also looks different depending upon  the  resolution  you
  14484. are using for the rendering. For these reasons it is not a very accurate  way
  14485. to model the rough surface effect but some objects still look better  with  a
  14486. little crand thrown in.
  14487.  
  14488. Note that this should not be used when rendering animations. This is the  one
  14489. of a few truly random features  in  POV-Ray  and  will  produce  an  annoying
  14490. flicker of flying pixels on any textures animated with a crand value.
  14491.  
  14492. 7.6.3.3          Highlights
  14493.  
  14494. Highlights are the bright spots that appear when a light source reflects  off
  14495. of a smooth object. They are a  blend  of  specular  reflection  and  diffuse
  14496. reflection. They are specular-like because they depend upon viewing angle and
  14497. illumination angle. However they are  diffuse-like  because  some  scattering
  14498. occurs. In order to exactly model a highlight you  would  have  to  calculate
  14499. specular reflection off  of  thousands  of  microscopic  bumps  called  micro
  14500. facets. The more that micro facets are facing  the  viewer  the  shinier  the
  14501. object appears and the  tighter  the  highlights  become.  POV-Ray  uses  two
  14502. different models to simulate highlights  without  calculating  micro  facets.
  14503. They are the specular and Phong models.
  14504.  
  14505. Note that specular and Phong highlights are not  mutually  exclusive.  It  is
  14506. possible to specify both and they will both take effect.  Normally,  however,
  14507. you will only specify one or the other.
  14508.  
  14509. 7.6.3.3.1        Phong Highlights
  14510.  
  14511. The phong keyword controls the amount of Phong highlighting on the object. It
  14512. causes bright shiny spots on the object that  are  the  color  of  the  light
  14513. source being reflected.
  14514.  
  14515. The Phong method measures the average of the  facets  facing  in  the  mirror
  14516. direction from the light sources to the viewer.
  14517.  
  14518. Phong's value is typically  from  0.0  to  1.0,  where  1.0  causes  complete
  14519. saturation to the light source's color at the brightest area (center) of  the
  14520. highlight. The default phong 0.0 gives no highlight.
  14521.  
  14522. The size of the highlight spot is defined by the phong_size value. The larger
  14523. the phong size the tighter, or smaller, the highlight  and  the  shinier  the
  14524. appearance. The smaller the phong size the looser, or larger,  the  highlight
  14525. and the less glossy the appearance.
  14526.  
  14527. Typical values range from 1.0 (very dull) to 250 (highly polished) though any
  14528. values may be used. Default phong size is 40 (plastic) if phong_size  is  not
  14529. specified. For example:
  14530.  
  14531.   finish { phong 0.9 phong_size 60 }
  14532.  
  14533.  
  14534. 7.6.3.3.2        Specular Highlight
  14535.  
  14536. A specular highlight is very  similar  to  Phong  highlighting  but  it  uses
  14537. slightly different model. The specular  model  more  closely  resembles  real
  14538. specular reflection and provides a more credible spreading of the  highlights
  14539. occuring near the object horizons.
  14540.  
  14541. The specular value is typically from 0.0 to 1.0, where  1.0  causes  complete
  14542. saturation to the light source's color at the brightest area (center) of  the
  14543. highlight. The default specular 0.0 gives no highlight.
  14544.  
  14545. The size of the spot is defined by the value given for  roughness  .  Typical
  14546. values range from 1.0 (very rough - large highlight) to 0.0005 (very smooth -
  14547. small highlight). The default value, if roughness is not specified,  is  0.05
  14548. (plastic).
  14549.  
  14550. It is possible to specify wrong values for roughness that  will  generate  an
  14551. error when you try to render the file. Don't use 0  and  if  you  get  errors
  14552. check to see if you are using a very, very small roughness value that may  be
  14553. causing the error. For example:
  14554.  
  14555.   finish {specular 0.9  roughness 0.02}
  14556.  
  14557.  
  14558. 7.6.3.3.3        Metallic Highlight Modifier
  14559.  
  14560. The keyword metallic may be used with  Phong  or  specular  highlights.  This
  14561. keyword indicates that the color of the highlights will be calculated  by  an
  14562. empirical function that models the reflectivity of metallic surfaces.
  14563.  
  14564. White light relfected specularly from a metallic surface takes the  color  of
  14565. the surface, except then the incidence angle approaches 90 degrees, where  it
  14566. becomes white again.
  14567.  
  14568. The metallic keyword may  be  follow  by  a  numeric  value  to  specify  the
  14569. influence the above effect has (the default value is one). For example:
  14570.  
  14571.   finish {
  14572.     phong 0.9
  14573.     phong_size 60
  14574.     metallic
  14575.   }
  14576.  
  14577.  
  14578. 7.6.3.4          Specular Reflection
  14579.  
  14580. When light does not diffuse and it does reflect at the same angle as it  hits
  14581. an object, it is called specular reflection . Such mirror-like reflection  is
  14582. controlled by the reflection keyword in a finish statement. For example:
  14583.  
  14584.   finish { reflection 1.0 ambient 0 diffuse 0 }
  14585.  
  14586.  
  14587. This gives the object a mirrored finish. It will reflect all  other  elements
  14588. in the scene. Usually a single float value is  specified  after  the  keyword
  14589. even though the syntax calls for a color. For example a float  value  of  0.3
  14590. gets promoted to the full color vector \langle 0.3,0.3,0.3,0.3,0.3> which  is
  14591. acceptible because only the red, green and blue parts are used.
  14592.  
  14593. The value can range from 0.0 to 1.0. By default there is no reflection.
  14594.  
  14595. Adding reflection to a texture makes it take  longer  to  render  because  an
  14596. additional ray  must  be  traced.  The  reflected  light  may  be  tinted  by
  14597. specifying a color rather than a float. For example
  14598.  
  14599.    finish { reflection rgb <1,0,0> }
  14600.  
  14601.  
  14602. gives a real red mirror that only reflects red light.
  14603.  
  14604. Note that although such reflection is called specular it is not controlled by
  14605. the specular keyword. That keyword controls a specular highlight .
  14606.  
  14607. 7.6.3.5          Refraction
  14608.  
  14609. When light passes through a surface either into or out of a dense medium  the
  14610. path of the ray of light  is  bent.  Such  bending  is  called  refraction  .
  14611. Normally transparent or semi-transparent surfaces in POV-Ray do  not  refract
  14612. light. Adding refraction 1.0 to the finish statement turns on refraction.
  14613.  
  14614. Note that it is recommended that you only use refraction 0  or  refraction  1
  14615. (or even better refraction off and refraction on ). Values  in  between  will
  14616. darken the refracted light in ways that do not  correspond  to  any  physical
  14617. property. Many POV-Ray  scenes  were  created  with  intermediate  refraction
  14618. values before this bug was discovered so the feature has been  maintained.  A
  14619. more appropriate way to reduce the brightness of refracted light is to change
  14620. the filter  or  transmit  value  in  the  colors  specified  in  the  pigment
  14621. statement. Note also  that  refraction  does  not  cause  the  object  to  be
  14622. transparent. Transparency only occurs  if  there  is  a  non-zero  filter  or
  14623. transmit value in the color.
  14624.  
  14625. The amount of bending or refracting of light depends upon the density of  the
  14626. material. Air, water, crystal and diamonds all have different  densities  and
  14627. thus refract differently. The index of refraction or ior  value  is  used  by
  14628. scientists to describe the relative density of substances. The ior keyword is
  14629. used in POV-Ray to specify the value. For example:
  14630.  
  14631.   texture {
  14632.     pigment { White filter 0.9 }
  14633.     finish {
  14634.       refraction 1
  14635.       ior 1.5
  14636.     }
  14637.   }
  14638.  
  14639.  
  14640. The default ior value of 1.0 will give no refraction. The index of refraction
  14641. for air is 1.0, water is 1.33, glass is 1.5 and  diamond  is  2.4.  The  file
  14642. consts.inc pre-defines several useful values for ior.
  14643.  
  14644. Note that if a texture has a filter component and no value for refraction and
  14645. ior are supplied the renderer  will  simply  transmit  the  ray  through  the
  14646. surface with no bending. In layered textures, the refraction and ior keywords
  14647. must be in the last texture, otherwise they will not take effect.
  14648.  
  14649. 7.6.3.5.1        Light Attenuation
  14650.  
  14651. Light attenuation is used to model the decrease in  light  intensity  as  the
  14652. light travels through a translucent object. Its syntax is:
  14653.  
  14654.   finish {
  14655.     fade_distance FADE_DISTANCE
  14656.     fade_power FADE_POWER
  14657.   }
  14658.  
  14659.  
  14660. The fade_distance keyword determines the distance the light has to travel  to
  14661. reach half intensity while the fade_power  keyword  describes  how  fast  the
  14662. light will fall off. For realistic effects a fade power of 1 to 2  should  be
  14663. used.
  14664.  
  14665. The attenuation is calculated by a formula similar to  that  used  for  light
  14666. source attenuation.
  14667.  
  14668.                                  1
  14669.   attenuation = -------
  14670.                  1 + (d / FADE_DISTANCE) ^ FADE_POWER
  14671.  
  14672.  
  14673. 7.6.3.5.2        Faked Caustics
  14674.  
  14675. The syntax is:
  14676.  
  14677.   finish {
  14678.     caustics POWER
  14679.   }
  14680.  
  14681.  
  14682. 7.6.3.6          Iridescence
  14683.  
  14684. Iridescence , or Newton's thin film interference,  simulates  the  effect  of
  14685. light on surfaces with a microscopic transparent film overlay. The effect  is
  14686. like an oil slick on a puddle of water or the rainbow hues of a  soap  bubble
  14687. (see also "irid_wavelength" ).
  14688.  
  14689. The syntax is:
  14690.  
  14691.   finish {
  14692.     irid {
  14693.       AMOUNT
  14694.       thickness FLOAT
  14695.       turbulence VECTOR
  14696.     }
  14697.   }
  14698.  
  14699.  
  14700. This finish modifies the surface color as a function of the angle between the
  14701. light source and the surface. Since the effect works in conjunction with  the
  14702. position and angle of the light sources to the surface it does not behave  in
  14703. the same ways as a procedural pigment pattern.
  14704.  
  14705. The AMOUNT parameter is the contribution of the  iridescence  effect  to  the
  14706. overall surface  color.  As  a  rule  of  thumb  keep  to  around  0.25  (25%
  14707. contribution) or less, but experiment. If the surface is coming out too white
  14708. , try lowering the diffuse and possibly the ambient values of the surface.
  14709.  
  14710. The thickness keyword represents the film's thickness.  This  is  an  awkward
  14711. parameter to set, since the  thickness  value  has  no  relationship  to  the
  14712. object's scale. Changing it affects the scale or busy-ness of the  effect.  A
  14713. very thin film will have a high frequency of color changes while a thick film
  14714. will have large areas of color.
  14715.  
  14716. The thickness of the film can be varied with the turbulence keyword. You  can
  14717. only specify the amount of turbulence with iridescence. The octaves,  lambda,
  14718. and omega values are internally set and are not adjustable  by  the  user  at
  14719. this time.
  14720.  
  14721. In addition, perturbing the object's surface normal through the use  of  bump
  14722. patterns will affect iridescence.
  14723.  
  14724. For the curious, thin film interference occurs because, when the ray hits the
  14725. surface of the film, part of the light is reflected from that surface,  while
  14726. a portion is transmitted into the film. This subsurface ray  travels  through
  14727. the film and eventually reflects off the opaque substrate. The light  emerges
  14728. from the film slightly out of phase with the ray that was reflected from  the
  14729. surface.
  14730.  
  14731. This phase shift creates interference, which varies with  the  wavelength  of
  14732. the component colors, resulting in some wavelengths being  reinforced,  while
  14733. others are cancelled out. When these components are recombined, the result is
  14734. iridescence.
  14735.  
  14736. The concept used  for  this  feature  came  from  the  book  Fundamentals  of
  14737. Three-Dimensional Computer Graphics by Alan Watt (Addison-Wesley).
  14738.  
  14739. 7.6.4            Halo
  14740.  
  14741. A halo is used to simulate some of the atmospheric effects  that  occur  when
  14742. small particles interact with light or radiate on their  own.  Those  effects
  14743. include clouds, fogs, fire, etc.
  14744.  
  14745. Halos are attached to an object, the so called container object , which  they
  14746. completely fill. If the object is partially or completely translucent and the
  14747. object is specified to be hollow (see section "Hollow" for more details)  the
  14748. halo will be visible. Thus the halo effects are limited to the space that the
  14749. object covers. This should always be kept in mind.
  14750.  
  14751. What the halo actually will look like depends on a lot of  parameters.  First
  14752. of all you have to specify which kind of effect you want to  simulate.  After
  14753. this you need to define the distribution of the particles. This is  basically
  14754. done in two steps: a mapping function is selected and a density  function  is
  14755. chosen. The first function maps  world  coordinates  onto  a  one-dimensional
  14756. interval while the later describes how this linear interval  is  mapped  onto
  14757. the final density values.
  14758.  
  14759. The properties of the particles, such as their color and their  translucency,
  14760. are given by a color map.  The  density  values  calculated  by  the  mapping
  14761. processes are used to determine the appropriate color using this color map.
  14762.  
  14763. A ray marching process is used to volume sample the halo  and  to  accumulate
  14764. the intensities and opacity of each interval.
  14765.  
  14766. The following sections will describe all  of  the  halo  parameters  in  more
  14767. detail. The complete halo syntax is given by:
  14768.  
  14769.   halo {
  14770.     attenuating | emitting | glowing | dust
  14771.     [ constant | linear | cubic | poly ]
  14772.     [ planar_mapping | spherical_mapping |
  14773.       cylindrical_mapping | box_mapping ]
  14774.     [ dust_type DUST_TYPE ]
  14775.     [ eccentricity ECCENTRICITY ]
  14776.     [ max_value MAX_VALUE ]
  14777.     [ exponent EXPONENT ]
  14778.     [ samples SAMPLES ]
  14779.     [ aa_level AA_LEVEL ]
  14780.     [ aa_threshold AA_THRESHOLD ]
  14781.     [ jitter JITTER ]
  14782.     [ turbulence <TURBULENCE> ]
  14783.     [ octaves OCTAVES ]
  14784.     [ omega OMEGA ]
  14785.     [ lambda LAMBDA ]
  14786.     [ colour_map COLOUR_MAP ]
  14787.     [ frequency FREQUENCY ]
  14788.     [ phase PHASE ]
  14789.     [ scale <VECTOR> ]
  14790.     [ rotate <VECTOR> ]
  14791.     [ translate <VECTOR> ]
  14792.   }
  14793.  
  14794.  
  14795. 7.6.4.1          Halo Mapping
  14796.  
  14797. As described above the actual particle distribution and  halo  appearance  is
  14798. influenced by a lot of parameters. The steps that are  performed  during  the
  14799. halo calculation will be explained below. It will also  be  noted  where  the
  14800. different halo keywords will have an effect on the calculations.
  14801.  
  14802.   1. Depending on the current  sampling  position  along  the  ray,  point  P
  14803.      (coordinates x, y, z) inside the halo container  object  is  calculated.
  14804.      The actual location is influenced by the jitter keyword, the  number  of
  14805.      samples and the use of anti-aliasing ( aa_level and aa_threshold).
  14806.   2. Point  P  is  transformed  into  point  Q  using  the  (current)  halo's
  14807.      transformation. Here all local halo transformations come into play, i.e.
  14808.      all transformations specified inside the (current) halo statement.
  14809.   3. Turbulence is added to point Q. The amount of turbulence is given by the
  14810.      urbulence keyword. The  turbulence  calculation  is  influenced  by  the
  14811.      octaves, omega and lambda keywords.
  14812.   4. Radius r is calculated depending on  the  specified  density  mapping  (
  14813.      planar_mapping,  spherical_mapping,  cylindrical_mapping,  box_mapping).
  14814.      The radius is clipped to the range from 0 to 1, i.e. 0 <= r <= 1.
  14815.   5. The density d is calculated  from  the  radius  r  using  the  specified
  14816.      density function ( constant, linear, cubic, poly) and the maximum  value
  14817.      given by max_value.  The  density  will  be  in  the  range  from  0  to
  14818.      max_value.
  14819.   6. The density d is first multiplied by the frequency value, added  to  the
  14820.      phase value and clipped to the range from 0 to 1 before it  is  used  to
  14821.      get the color from the color_map . If an attenuating halo  is  used  the
  14822.      color will be determined by the total density along the ray and  not  by
  14823.      the sum of the colors for each sample.
  14824.  
  14825.  
  14826. All steps are repeated for each sample point along the ray that is inside the
  14827. halo container object. Steps 2 through 6 are repeated for all halos  attached
  14828. to the halo container object.
  14829.  
  14830. It should be noted that in order to get a finite particle distribution, i. e.
  14831. a particle distribution that vanishes outside a finite area, a finite density
  14832. mapping and a finite density function has to be used.
  14833.  
  14834. A finite density mapping gives the constant value one for all points  outside
  14835. a finite area. The box and spherical mappings are  the  only  finite  mapping
  14836. types.
  14837.  
  14838. A finite density function vanishes for all parameter values above one  (there
  14839. are no negative parameter values). The only infinte density function  is  the
  14840. constant function.
  14841.  
  14842. Finite particle distributions are especially useful because they  can  always
  14843. be transformed to stay inside the halo container object. If  particles  leave
  14844. the container object they become invisible and the surface of  the  container
  14845. will be visible due to the density discontiniuty at the surface.
  14846.  
  14847. 7.6.4.2          Multiple Halos
  14848.  
  14849. It is possible to put more than one halo inside a container object.  This  is
  14850. simply done by putting more than one  halo  statement  inside  the  container
  14851. object statement like:
  14852.  
  14853.   sphere { 0, 1
  14854.     pigment { Clear }
  14855.     halo { here comes halo nr. 1 }
  14856.     halo { here comes halo nr. 2 }
  14857.     halo { here comes halo nr. 3 }
  14858.     ...
  14859.   }
  14860.  
  14861.  
  14862. The effects of the different halos are added. This is in fact similar to  the
  14863. CSG union operation.
  14864.  
  14865. You should note that currently multiple attenuating halos will use the  color
  14866. map of the last halo only. It is not possible to use different color maps for
  14867. multiple attenuating halos.
  14868.  
  14869. 7.6.4.3          Halo Type
  14870.  
  14871. The type of the halo is defined by one of the  following  mutually  exclusive
  14872. keywords (if more than one is specified the last will be used).  The  default
  14873. is attenuating .
  14874.  
  14875.   halo {
  14876.     attenuating | emitting | glowing | dust
  14877.   }
  14878.  
  14879.  
  14880. The halo type determines how the  light  will  interact  with  the  particles
  14881. inside the  container  object.  There  are  two  basic  categories  of  light
  14882. interaction: self-illuminated and illuminated. The first  type  includes  the
  14883. attenuating , emitting and glowing effects while the dust effect  is  of  the
  14884. second type.
  14885.  
  14886.  
  14887. 7.6.4.3.1        Attenuating
  14888.  
  14889. The attenuating halo that only absorbs light passing through it  is  rendered
  14890. by accumulating the particle density along a ray. The  total  halo  color  is
  14891. determined from the total, accumulated density and the  specified  color  map
  14892. (see section  "Halo  Color  Map"  for  details  about  the  color  map).  The
  14893. background light, i. e. the light passing through the halo, is attenuated  by
  14894. the total density and added to the total halo color to get the final color of
  14895. the halo.
  14896.  
  14897. This model is suited to render particle  distributions  with  a  high  albedo
  14898. because the final color does not depend on the transparency of single  volume
  14899. elements but only on the total transparency along the ray. The  albedo  of  a
  14900. particle is given by the amount of light scattered by this  particle  in  all
  14901. directions in relation to the amount  of  incoming  light.  If  the  particle
  14902. doesn't absorb any light the albedo is one.
  14903.  
  14904. Clouds and steams are two of the effects that can be rendered quite realistic
  14905. by adding enough turbulence.
  14906.  
  14907. 7.6.4.3.2        Dust
  14908.  
  14909. The dust halo consists of particles that do not emit  any  light.  They  only
  14910. reflect and absorb incoming light. Its syntax is:
  14911.  
  14912.   halo {
  14913.     dust
  14914.     [ dust_type DUST_TYPE ]
  14915.     [ eccentricity ECCENTRICITY ]
  14916.   }
  14917.  
  14918.  
  14919. As the ray marches through the dust all light coming from any  light  sources
  14920. is accumulated and scattered according to the dust type and the current  dust
  14921. density. Since this light accumulation includes a test for  occlusion,  other
  14922. objects may cast shadows into the dust.
  14923.  
  14924. The same scattering types that  are  used  with  the  atmosphere  in  section
  14925. "Atmosphere" can be used  with  the  dust  (the  default  type  is  isotropic
  14926. scattering). They are:
  14927.  
  14928.   #declare ISOTROPIC_SCATTERING         = 1
  14929.   #declare MIE_HAZY_SCATTERING          = 2
  14930.   #declare MIE_MURKY_SCATTERING         = 3
  14931.   #declare RAYLEIGH_SCATTERING          = 4
  14932.   #declare HENYEY_GREENSTEIN_SCATTERING = 5
  14933.  
  14934.  
  14935. The Henyey-Greenstein function needs the  additional  parameter  eccentricity
  14936. that is described in the section about atmosphere. This keyword only  applies
  14937. to dust type 5, the Henyey-Greenstein scattering.
  14938.  
  14939. 7.6.4.3.3        Emitting
  14940.  
  14941. Emitting halos only emit light. Every particle is a small light  source  that
  14942. emits some light. This light is not attenuated by the other particles because
  14943. they are assumed to be very small.
  14944.  
  14945. As the ray travels through the density field of an emitting halo the color of
  14946. the particles in each volume element and their differential  transparency  is
  14947. determined from the color map. These intensities are accumulated to  get  the
  14948. total color of the density field. This total intensity is added to the  light
  14949. passing through the halo. The background light is  attenuated  by  the  total
  14950. density of the halo.
  14951.  
  14952. Since the emitted light is not attenuated it can be  used  to  model  effects
  14953. like fire, explosions, light beams, etc. By choosing a well suited color  map
  14954. those effects can be rendered with a high degree of realism.
  14955.  
  14956. Fire is best  modeled  using  planar  mapping.  Spherical  mapping  and  high
  14957. turbulence values can be used to  create  explosions  (it's  best  to  use  a
  14958. periodic color map and frequencies larger than one).
  14959.  
  14960. Emitting halos do not cast any light on other objects like light sources  do,
  14961. even though they are made up of small, light-emitting particles. In order  to
  14962. make them actually emit light hundreds or thousands of  small  light  sources
  14963. would have to be used. This would slow down tracing by a  degree  that  would
  14964. make it useless.
  14965.  
  14966. 7.6.4.3.4        Glowing
  14967.  
  14968. The glowing halo is similar to the emitting halo. The difference is that  the
  14969. light emitted by the particles is attenuated by the other particles. This can
  14970. be seen as a combination of the attenuating and the emitting model.
  14971.  
  14972. 7.6.4.4          Density Mapping
  14973.  
  14974. The  density  mapping  is  used  to  map  points  in  space  onto  a  linear,
  14975. one-dimensional interval between 0.0 and 1.0, thus describing the  appearance
  14976. of the three-dimensional particle distribution. The different  mapping  types
  14977. are specified by:
  14978.  
  14979.   halo {
  14980.     planar_mapping | spherical_mapping |
  14981.     cylindrical_mapping | box_mapping
  14982.   }
  14983.  
  14984.  
  14985. The default mapping type is planar mapping.
  14986.  
  14987. Since the mapping takes  place  in  relation  to  the  origin  of  the  world
  14988. coordinate system the following rule  must  always  be  kept  in  mind:  Halo
  14989. container objects ought to be unit sized objects centered  at  the  origin  .
  14990. They can be transformed later to suit the individuals needs.
  14991.  
  14992. The different mapping types are explained in more  detail  in  the  following
  14993. sections.
  14994.  
  14995. 7.6.4.4.1        Box Mapping
  14996.  
  14997. The box mapping can be used to create a box-shaped particle distribution. The
  14998. mapping is calculated by getting the maximum of the absolute values  of  each
  14999. coordinate as given by the formula:
  15000.  
  15001.   r(x, y, z) = max(abs(x), abs(y), abs(z))
  15002.  
  15003.  
  15004. 7.6.4.4.2        Cylindrical Mapping
  15005.  
  15006. The distance r(x,y,z) from the y-axis given by
  15007.  
  15008.   r(x, y, z) = sqrt(x*x + z*z)
  15009.  
  15010.  
  15011. is used to get the interval values. Values larger than  one  are  clipped  to
  15012. one.
  15013.  
  15014. 7.6.4.4.3        Planar Mapping
  15015.  
  15016. The distance r(x,y,z) from the x-z-plane given by
  15017.  
  15018.   r(x, y, z) = abs(y)
  15019.  
  15020.  
  15021. is used to get the interval values. Values larger than  one  are  clipped  to
  15022. one.
  15023.  
  15024. 7.6.4.4.4        Spherical Mapping
  15025.  
  15026. The distance r(x,y,z) from the origin given by
  15027.  
  15028.   r(x, y, z) = sqrt(x*x + y*y + z*z)
  15029.  
  15030.  
  15031. is used to get the interval values. Values larger than  one  are  clipped  to
  15032. one.
  15033.  
  15034. 7.6.4.5          Density Function
  15035.  
  15036. The density function determines how the actual density values are  calculated
  15037. from the linear, one-dimensional interval  that  resulted  from  the  density
  15038. mapping.
  15039.  
  15040. The density function is specified by the following keywords:
  15041.  
  15042.   halo {
  15043.     [ constant | linear | cubic | poly ]
  15044.     [ max_value MAX_VALUE ]
  15045.     [ exponent EXPONENT ]
  15046.   }
  15047.  
  15048.  
  15049. The exponent keyword is only used together with the poly density function.
  15050.  
  15051. The individual functions f(r) are described in the following  sections.  They
  15052. all map the value r(x,y,z) calculated by the density mapping onto a  suitable
  15053. density range between 0 and MAX_VALUE (specified with the keyword  max_value)
  15054. .
  15055.  
  15056. 7.6.4.5.1        Constant
  15057.  
  15058. The constant function gives the constant value MAX_VALUE  regardless  of  the
  15059. interval value and the type of density  mapping.  It  is  calculated  by  the
  15060. trivial formula   f(r) = MAX_VALUE.
  15061.  
  15062.  
  15063. The constant density function.
  15064.  
  15065. The constant density function can be  used  to  create  a  constant  particle
  15066. distribution that is only constrained by the container object.
  15067.  
  15068. 7.6.4.5.2        Linear
  15069.  
  15070. A linear falloff from MAX_VALUE at r=0 to zero at r=1  is  created  with  the
  15071. linear density function. It is given by:
  15072.  
  15073.   f(r) = MAX_VALUE * (1 - r)
  15074.  
  15075.  
  15076. 7.6.4.5.3        Cubic
  15077.  
  15078. The cubic function gives a smooth blend between the maximum  value  MAX_VALUE
  15079. at r=0 and 0 at r=1. It is given by:
  15080.  
  15081.   f(r) = MAX_VALUE * (2 * r  - 3) * r * r + 1
  15082.  
  15083.  
  15084. The cubic density function.
  15085.  
  15086.  
  15087. 7.6.4.5.4        Poly
  15088.  
  15089. A polynomial function  can  be  used  to  get  a  large  variety  of  density
  15090. functions. All have the maximum value MAX_VALUE at r=0 and the minimum  value
  15091. 0 at r=1. It is given by:
  15092.  
  15093.   f(r) = MAX_VALUE * (1 - r) ^ EXPONENT
  15094.  
  15095.  
  15096. The polynomial density function for different exponent values.
  15097.  
  15098. The exponent is given by the exponent keyword. In case of  EXPONENT=0  you'll
  15099. get a linear falloff.
  15100.  
  15101. 7.6.4.6          Halo Color Map
  15102.  
  15103. The density f(r), which ranges from 0 to MAX_VALUE, is mapped onto the  color
  15104. map to get the color and differential translucency for each volume element as
  15105. the ray marches through the density field (the  final  color  of  attenuating
  15106. halos is calculated from the total density; see section  "Halo  Mapping"  and
  15107. section "Attenuating" ). The differential translucency  determines  for  each
  15108. value of f(r) how much the total opacity has to be increased (or  decreased).
  15109.  
  15110.  
  15111. The color map is specified by:
  15112.  
  15113.   halo {
  15114.     [ colour_map COLOUR_MAP ]
  15115.   }
  15116.  
  15117.  
  15118. The differential translucency is stored in the transmittance channel  of  the
  15119. map's color entries. A simple example is given by
  15120.  
  15121.   colour_map {
  15122.     [0 rgbt<1, 1, 1, 1>]
  15123.     [1 rgbt<1, 1, 1, 0>]
  15124.   }
  15125.  
  15126.  
  15127. In this example areas with a low density (small  f(r))  will  be  translucent
  15128. (large differential translucency of 1=100%) and areas  with  a  high  density
  15129. (large f(r)) will be opaque (small differential translucency  of  0=0%).  You
  15130. should note that negative transmittance values can be  used  to  create  very
  15131. dense fields.
  15132.  
  15133. In the case of the dust halo the filter channels of the colors in  the  color
  15134. map are used to specify the amount of light that  will  be  filtered  by  the
  15135. corresponding color map entry. For all other halo types the filter  value  is
  15136. ignored.
  15137.  
  15138.  
  15139. 7.6.4.7          Halo Sampling
  15140.  
  15141. The halo effects are calculated by marching through the density field along a
  15142. ray. At discrete steps samples are taken from the density field and evaluated
  15143. according to the color map and all  other  parameters.  The  effects  of  all
  15144. volume elements are accumulated to get the total effect.
  15145.  
  15146. The following parameters are used to tune the sampling process:
  15147.  
  15148.   halo {
  15149.     [ samples SAMPLES ]
  15150.     [ aa_level AA_LEVEL ]
  15151.     [ aa_threshold AA_THRESHOLD ]
  15152.     [ jitter JITTER ]
  15153.   }
  15154.  
  15155.  
  15156. 7.6.4.7.1        Number of Samples
  15157.  
  15158. The number of samples that are taken along the ray inside the halo  container
  15159. object is specified by the samples keyword. The greater the number of samples
  15160. the more denser the density field is sampled and the more accurate but slower
  15161. the result will be.
  15162.  
  15163. The default number of samples is 10. This is sufficient  for  simple  density
  15164. fields that don't use turbulence.
  15165.  
  15166. High turbulence values and dust halos normally need a large number of samples
  15167. to avoid aliasing artifacts.
  15168.  
  15169. 7.6.4.7.2        Super-Sampling
  15170.  
  15171. The sampling is prone to alias  (like  the  atmosphere  sampling  in  section
  15172. "Atmosphere" ). One way to reduce  possible  aliasing  artifacts  is  to  use
  15173. super-sampling. If two neighboring samples  differ  too  much  an  additional
  15174. sampling is taken in-between. This process recurses until the values  of  the
  15175. samples are close too each other or the  maximum  recursion  level  given  by
  15176. AA_LEVEL is reached. The threshold to kick  super-sampling  in  is  given  by
  15177. AA_THRESHOLD .
  15178.  
  15179. By default super-sampling is not used. The default  values  for  AA_THRESHOLD
  15180. and AA_LEVEL are 0.3 and 3 respectively.
  15181.  
  15182. 7.6.4.7.3        Jitter
  15183.  
  15184. Jitter can be used to introduce some noise to the  sampling  locations.  This
  15185. may help to reduce aliasing artifacts at the cost of an increased noise level
  15186. in the image. Since the human visual system is much more forgiving  to  noise
  15187. than it is to regular patterns this is not much of a problem.
  15188.  
  15189. By default jittering is not used. The values should be smaller than 1.0.
  15190.  
  15191.  
  15192. 7.6.4.8          Halo Modifiers
  15193.  
  15194. This section covers all general halo modifiers. They are:
  15195.  
  15196.   halo {
  15197.     [ turbulence <TURBULENCE> ]
  15198.     [ octaves OCTAVES ]
  15199.     [ omega OMEGA ]
  15200.     [ lambda LAMBDA ]
  15201.     [ frequency FREQUENCY ]
  15202.     [ phase PHASE ]
  15203.     [ scale <VECTOR> ]
  15204.     [ rotate <VECTOR> ]
  15205.     [ translate <VECTOR> ]
  15206.   }
  15207.  
  15208.  
  15209. 7.6.4.8.1        Turbulence Modifier
  15210.  
  15211.  
  15212. 7.6.4.8.2        Octaves Modifier
  15213.  
  15214.  
  15215. 7.6.4.8.3        Omega Modifier
  15216.  
  15217.  
  15218. 7.6.4.8.4        Lambda Modifier
  15219.  
  15220.  
  15221. 7.6.4.8.5        Frequency Modifier
  15222.  
  15223. The frequency parameter adjusts the number of times the density  interval  is
  15224. mapped onto itself, i. e. the range from 0.0 to 1.0, before it is mapped onto
  15225. the color map. The formula doing this is:
  15226.  
  15227.   f_new(r) = (f(r) * FREQUENCY + PHASE) modulo 1.0
  15228.  
  15229.  
  15230. 7.6.4.8.6        Phase Modifier
  15231.  
  15232. The phase parameter determines the offset at which the mapping of the density
  15233. field onto itself starts. See the formula in the previous section for how the
  15234. pahse is used.
  15235.  
  15236.  
  15237. 7.6.4.8.7        Transformation Modifiers
  15238.  
  15239. Halos can be transformed using the rotate, scale and translate keywords.  You
  15240. have to be careful that you don't move the density field out of the container
  15241. object though.
  15242.  
  15243. 7.6.5            Special Textures
  15244.  
  15245. Special textures are complex textures  made  up  of  multiple  textures.  The
  15246. component textures may be plain  textures  or  may  be  made  up  of  special
  15247. textures. A plain texture has just one pigment, normal and  finish  statement
  15248. (and maby some halo statements). Even a pigment with a pigment map  is  still
  15249. one pigment and thus considered a plain texture as are  normals  with  normal
  15250. map statements.
  15251.  
  15252. Special textures use either a texture_map  keyword  to  specify  a  blend  or
  15253. pattern of textures or they use a bitmap similar to an  image  map  called  a
  15254. material map (specified with the material_map keyword).
  15255.  
  15256. There are restrictions on using special textures. A special texture  may  not
  15257. be used as a default texture (see section "Default Directive"  ).  A  special
  15258. texture cannot be used as a layer in a layered texture however  you  may  use
  15259. layered textures as any of the textures contained within a special texture.
  15260.  
  15261. 7.6.5.1          Texture Maps
  15262.  
  15263. In addition to specifying blended color with a color map or a pigment map you
  15264. may create a blend of textures using texture_map . The syntax for  a  texture
  15265. map is identical to the pigment map except you specify a texture in each  map
  15266. entry.
  15267.  
  15268. A texture map is specified by...
  15269.  
  15270.   texture{
  15271.     PATTERN_TYPE
  15272.     texture_map {
  15273.       [ NUM_1 TEXTURE_BODY_1]
  15274.       [ NUM_2 TEXTURE_BODY_2]
  15275.       [ NUM_3 TEXTURE_BODY_3]
  15276.        ...
  15277.     }
  15278.     TEXTURE_MODIFIERS...
  15279.   }
  15280.  
  15281.  
  15282. Where NUM_1, NUM_2, ... are float values between 0.0  and  1.0  inclusive.  A
  15283. TEXTURE_BODY is anything that would normally appear inside a texture  {...  }
  15284. statement but the texture keyword and {} braces are not needed. Note that the
  15285. [] brackets are part of the actual statement. They are not notational symbols
  15286. denoting optional parts. The brackets surround each entry in the  map.  There
  15287. may be from 2 to 256 entries in the map.
  15288.  
  15289. For example:
  15290.  
  15291.   texture {
  15292.     gradient x       //this is the PATTERN_TYPE
  15293.     texture_map {
  15294.       [0.3  pigment{Red} finish{phong 1}]
  15295.       [0.3  T_Wood11]    //this is a texture identifier
  15296.       [0.6  T_Wood11]
  15297.       [0.9  pigment{DMFWood4} finish{Shiny}]
  15298.     }
  15299.   }
  15300.  
  15301.  
  15302. When the gradient  x  function  returns  values  from  0.0  to  0.3  the  red
  15303. highlighted texture is used. From 0.3 to 0.6 the texture identifier  T_Wood11
  15304. is used. From 0.6 up to 0.9 a blend of T_Wood11 and a shiny DMFWood4 is used.
  15305. From 0.9 on up only the shiny wood is used.
  15306.  
  15307. Texture maps may be nested  to  any  level  of  complexity  you  desire.  The
  15308. textures in a map may have color maps or texture maps or any type of  texture
  15309. you want.
  15310.  
  15311. The  blended  area  of  a  texture  map  works  by  fully  calculating  both
  15312. contributing textures in their entirety and then linearly  interpolating  the
  15313. apparent  colors.  This  means  that  reflection,  refraction  and  lighting
  15314. calculations are done twice for every point. This is in contrast to  using  a
  15315. pigment map and a normal map  in  a  plain  texture,  where  the  pigment  is
  15316. computed, then the normal,  then  reflection,  refraction  and  lighting  are
  15317. calculated once for that point.
  15318.  
  15319. Entire textures may also be used with the block  patterns  such  as  checker,
  15320. hexagon and brick. For example...
  15321.  
  15322.   texture {
  15323.     checker
  15324.       texture { T_Wood12 scale .8 }
  15325.       texture { pigment { White_Marble } finish { Shiny } scale .5 }
  15326.     }
  15327.   }
  15328.  
  15329.  
  15330. Note that in the case of block  patterns  the  texture  {...  }  wrapping  is
  15331. required around the texture information. Also note that this syntax prohibits
  15332. the use of a layered texture however you can work around this by declaring  a
  15333. texture identifier for the layered texture and referencing the identifier.
  15334.  
  15335. A texture map is also used with the average pattern type. See  "Average"  for
  15336. details.
  15337.  
  15338. 7.6.5.2          Tiles
  15339.  
  15340. Earlier versions of POV-Ray had a special texture called tiles  texture  that
  15341. created a checkered pattern of textures. Although it is still  supported  for
  15342. backwards computability you  should  use  a  checker  block  texture  pattern
  15343. described in section "Texture Maps" rather than tiles textures.
  15344.  
  15345. 7.6.5.3          Material Maps
  15346.  
  15347. The material map special texture extends the concept of image maps  to  apply
  15348. to entire textures rather than solid colors. A material  map  allows  you  to
  15349. wrap a 2-D bit-mapped texture pattern around your 3-D objects.
  15350.  
  15351. Instead of placing a solid color of the image on the shape like an image map,
  15352. an entire texture is specified based on the index or color of  the  image  at
  15353. that point. You must specify a list of textures to be  used  like  a  texture
  15354. palette rather than the usual color palette.
  15355.  
  15356. When used with mapped file types such as GIF, and some PNG  and  TGA  images,
  15357. the index of the pixel is used as an index into  the  list  of  textures  you
  15358. supply. For unmapped file types such as some PNG and TGA  images  the  8  bit
  15359. value of the red component in the range 0-255 is used as an index.
  15360.  
  15361. If the index of a pixel is greater than the number of textures in  your  list
  15362. then the index is taken modulo N where N  is  the  length  of  your  list  of
  15363. textures.
  15364.  
  15365. 7.6.5.3.1        Specifying a Material Map
  15366.  
  15367. The syntax of a material map is...
  15368.  
  15369.   texture {
  15370.     material_map {
  15371.       FILE_TYPE "filename"
  15372.       BITMAP_MODIFIERS...
  15373.       texture {..}. // First used for index 0
  15374.       texture {..}. // Second texture used for index 1
  15375.       texture {..}. // Third texture used for index 2
  15376.       texture {..}. // Fourth texture used for index 3
  15377.                     // and so on for however many used.
  15378.     }
  15379.     TRANSFORMATION...
  15380.   }
  15381.  
  15382.  
  15383. Where FILE_TYPE is one of the following keywords gif , tga , iff , ppm ,  pgm
  15384. , png or sys . This is followed by the name  of  the  file  using  any  valid
  15385. string  expression.  Several  optional  modifiers  may   follow   the   file
  15386. specification. The modifiers are described below. Note that earlier  versions
  15387. of POV-Ray allowed some modifiers before the FILE_TYPE  but  that  syntax  is
  15388. being phased out in favor of the syntax described here.
  15389.  
  15390. Filenames specified in the material_map statements will be  searched  for  in
  15391. the home (current) directory first and, if not found, will then  be  searched
  15392. for in directories specified by any +L switches or Library_Path options. This
  15393. would  facilitate  keeping  all  your  material  map  files  in  a  separate
  15394. subdirectory and specifying a library path to them. Note that  any  operating
  15395. system default paths are not searched unless  you  also  specify  them  as  a
  15396. Library_Path .
  15397.  
  15398. By default, the material is  mapped  onto  the  x-y-plane.  The  material  is
  15399. projected onto the object as though there were a slide projector somewhere in
  15400. the -z-direction. The material exactly  fills  the  square  area  from  (x,y)
  15401. coordinates (0,0) to (1,1)  regardless  of  the  bitmap's  original  size  in
  15402. pixels. If you would like to change this default you may translate, rotate or
  15403. scale the texture to map it onto the object's surface as desired.
  15404.  
  15405. The file name is optionally followed by one  or  more  BITMAP_MODIFIERS.  See
  15406. "Bitmap Modifiers" for other details.
  15407.  
  15408. After a material_map statement but still inside the texture statement you may
  15409. apply any legal texture modifiers. Note that no other pigment, normal, finish
  15410. or halo statements may be added to the texture outside the material map.  The
  15411. following is illegal:
  15412.  
  15413.   texture {
  15414.     material_map {
  15415.       gif "matmap.gif"
  15416.       texture {T1}
  15417.       texture {T2}
  15418.       texture {T3}
  15419.     }
  15420.     finish {phong 1.0}
  15421.   }
  15422.  
  15423.  
  15424. The finish must be individually added to each texture.
  15425.  
  15426. Note that earlier versions of POV-Ray allowed such  specifications  but  they
  15427. were ignored. The above restrictions on syntax were necessary for various bug
  15428. fixes. This means some POV-Ray 1.0 scenes using material maps many need minor
  15429. modifications  that  cannot  be  done   automatically   with   the   version
  15430. compatibility mode.
  15431.  
  15432. If particular index values are not used in an image then it may be  necessary
  15433. to supply dummy textures. It may be necessary to use a paint program or other
  15434. utility to examine the map file's palette to determine  how  to  arrange  the
  15435. texture list.
  15436.  
  15437. The textures within a material map texture may be layered  but  material  map
  15438. textures do not work as part of a layered texture. To use a  layered  texture
  15439. inside a material map you must declare it as a texture identifier and  invoke
  15440. it in the texture list.
  15441.  
  15442. 7.6.6            Layered Textures
  15443.  
  15444. It is possible to create a variety of special effects using layered textures.
  15445. A layered texture consists of several textures that are partially transparent
  15446. and are laid one on top of the other to create a more  complex  texture.  The
  15447. different texture layers show through the transparent portions to create  the
  15448. appearance of one texture that is a combination of several textures.
  15449.  
  15450. You create layered textures by listing two or more textures one  right  after
  15451. the other. The last texture listed will be  the  top  layer,  the  first  one
  15452. listed will be the bottom layer. All textures in a layered texture other than
  15453. the bottom layer should have some transparency. For example:
  15454.  
  15455.   object {
  15456.     My_Object
  15457.     texture {T1}  // the bottom layer
  15458.     texture {T2}  // a semi-transparent layer
  15459.     texture {T3}  // the top semi-transparent layer
  15460.   }
  15461.  
  15462.  
  15463. In this example T2 shows only where T3 is transparent and T1 shows only where
  15464. T2 and T3 are transparent.
  15465.  
  15466. The color of underlying layers is filtered by upper layers but the results do
  15467. not look exactly like a series of transparent surfaces. If you had a stack of
  15468. surfaces with the textures applied to  each,  the  light  would  be  filtered
  15469. twice: once on the way in as the lower layers  are  illuminated  by  filtered
  15470. light  and  once  on  the  way  out.  Layered  textures  do  not  filter  the
  15471. illumination on the way in. Other parts of  the  lighting  calculations  work
  15472. differently as well. The results look great and allow for  fantastic  looking
  15473. textures but they are simply different from multiple surfaces. See stones.inc
  15474. in  the  standard  include  files  directory  for  some  magnificent  layered
  15475. textures.
  15476.  
  15477. Note layered textures must use the texture {... } wrapped around any pigment,
  15478. normal or finish statements. Do not use multiple pigment,  normal  or  finish
  15479. statements without putting them inside the texture statement.
  15480.  
  15481. Layered textures may be declared. For example
  15482.  
  15483.   #declare Layered_Examp =
  15484.     texture {T1}
  15485.     texture {T2}
  15486.     texture {T3}
  15487.  
  15488.  
  15489. may be invoked as follows:
  15490.  
  15491.   object {
  15492.     My_Object
  15493.     texture {
  15494.       Layer_Examp
  15495.       // Any pigment, normal or finish here
  15496.       // modifies the bottom layer only.
  15497.     }
  15498.   }
  15499.  
  15500.  
  15501. If you wish to use a layered texture in a block  pattern,  such  as  checker,
  15502. hexagon, or brick, or in a material map, you must declare it first  and  then
  15503. reference it inside a single texture statement. A special texture  cannot  be
  15504. used as a layer in a layered texture however you may use layered textures  as
  15505. any of the textures contained within a special texture.
  15506.  
  15507. 7.6.7            Patterns
  15508.  
  15509. POV-Ray uses a method called three-dimensional solid texturing to define  the
  15510. color, bumpiness and other properties of a surface. You specify the way  that
  15511. the texture varies over a surface by specifying a pattern . Patterns are used
  15512. in pigments, normals and texture maps.
  15513.  
  15514. All patterns in POV-Ray are three dimensional. For every point in space, each
  15515. pattern has a unique value. Patterns  do  not  wrap  around  a  surface  like
  15516. putting wallpaper on an object. The patterns exist in 3d and the objects  are
  15517. carved from them like carving an object from a solid block of wood or  stone.
  15518.  
  15519.  
  15520. Consider a block  of  wood.  It  contains  light  and  dark  bands  that  are
  15521. concentric cylinders being the growth rings of the wood. On the  end  of  the
  15522. block you see these concentric circles. Along its length you see  lines  that
  15523. are the veins. However the pattern exists throughout the entire block. If you
  15524. cut or carve the wood it reveals  the  pattern  inside.  Similarly  an  onion
  15525. consists of concentric spheres that are  visible  only  when  you  slice  it.
  15526. Marble stone consists of wavy layers of colored sediments  that  harden  into
  15527. rock.
  15528.  
  15529. These solid patterns can be simulated  using  mathematical  functions.  Other
  15530. random patterns such as granite or bumps and dents can be generated  using  a
  15531. random number system and a noise function.
  15532.  
  15533. In each case, the x, y, z coordinate of a point  on  a  surface  is  used  to
  15534. compute some mathematical function that returns a float value. When used with
  15535. color maps or pigment maps, that value looks up the color of the  pigment  to
  15536. be used. In  normal  statements  the  pattern  function  result  modifies  or
  15537. perturbs the surface normal vector to give a bumpy appearance.  Used  with  a
  15538. texture map, the function result  determines  which  combinations  of  entire
  15539. textures to be used.
  15540.  
  15541. The following sections describe each pattern. See the sections "Pigment"  and
  15542. "Normal" for more details on how to use patterns.
  15543.  
  15544. 7.6.7.1          Agate
  15545.  
  15546. The agate pattern is a banded  pattern  similar  to  marble  but  it  uses  a
  15547. specialized  built-in  turbulence  function  that  is  different  from   the
  15548. traditional turbulence. The traditional turbulence can be used as well but it
  15549. is generally not necessary because agate is already very turbulent.  You  may
  15550. control the amount of  the  built-in  turbulence  by  adding  the  agate_turb
  15551. keyword followed by a float value. For example:   pigment {
  15552.     agate
  15553.     agate_turb 0.5
  15554.     color_map {
  15555.       ...
  15556.     }
  15557.   }
  15558.  
  15559.  
  15560. The agate pattern uses the ramp_wave wave type by default  but  may  use  any
  15561. wave type. The pattern may be used with color_map , pigment_map ,  normal_map
  15562. , slope_map and texture_map .
  15563.  
  15564. 7.6.7.2          Average
  15565.  
  15566. Technically average is not a pattern type but it is listed here  because  the
  15567. syntax is similar to other patterns. Typically a pattern type  specifies  how
  15568. colors or normals are chosen from  a  pigment  map  or  normal  map,  however
  15569. average tells POV-Ray to average together all of the  patterns  you  specify.
  15570. Average was originally designed to be used  in  a  normal  statement  with  a
  15571. normal map as a method of specifying more than one normal pattern on the same
  15572. surface. However average may be used in a pigment statement  with  a  pigment
  15573. map or in a texture statement with a texture map to average colors too.
  15574.  
  15575. When used with pigments, the syntax is:
  15576.  
  15577.   pigment {
  15578.     average
  15579.     pigment_map
  15580.     {
  15581.       [WEIGHT_1 PIGMENT_BODY_1]
  15582.       [WEIGHT_2 PIGMENT_BODY_2]
  15583.       ...
  15584.       [WEIGHT_n PIGMENT_BODY_n]
  15585.     }
  15586.     PIGMENT_MODIFIER
  15587.   }
  15588.  
  15589.  
  15590. Similarly you may use a texture map in a texture statement. All textures  are
  15591. fully computed. The resulting colors are then weighted and averaged.
  15592.  
  15593. When used with a normal map in a normal statement,  multiple  copies  of  the
  15594. original surface normal are created and are perturbed by  each  pattern.  The
  15595. perturbed normals are then weighted, added and normalized.
  15596.  
  15597. See the sections "Pigment Maps" , "Normal Maps" and "Texture Maps"  for  more
  15598. information.
  15599.  
  15600. 7.6.7.3          Bozo
  15601.  
  15602. The  bozo  pattern  is  a  very  smooth,  random  noise  function  that   is
  15603. traditionally used with some turbulence to create clouds. The spotted pattern
  15604. is identical to bozo but in early versions of POV-Ray spotted did  not  allow
  15605. turbulence to be added. Turbulence can now be added to any pattern  so  these
  15606. are redundant but both are retained for backwards  compatibility.  The  bumps
  15607. pattern is also identical to bozo when  used  anywhere  except  in  a  normal
  15608. statement. When used as a normal, bumps uses a slightly different  method  to
  15609. perturb the normal with a similar noise function.
  15610.  
  15611. The bozo noise function has the following properties:
  15612.  
  15613.   1. It's defined over 3D space i.e., it takes x, y, and z  and  returns  the
  15614.      noise value there.
  15615.   2. If two points are far apart,  the  noise  values  at  those  points  are
  15616.      relatively random.
  15617.   3. If two points are close together, the noise values at those  points  are
  15618.      close to each other.
  15619.  
  15620.  
  15621. You can visualize this as having a large room and a thermometer  that  ranges
  15622. from 0.0 to 1.0. Each point in the room has a temperature.  Points  that  are
  15623. far apart have relatively random temperatures. Points that are close together
  15624. have close temperatures. The temperature changes smoothly but randomly as  we
  15625. move through the room.
  15626.  
  15627. Now let's place an object into this room along with  an  artist.  The  artist
  15628. measures the temperature at each point on the object and paints that point  a
  15629. different color depending on the temperature. What do we get? A POV-Ray  bozo
  15630. texture!
  15631.  
  15632. The bozo pattern uses the ramp_wave wave type by default but may use any wave
  15633. type. The pattern may be used with color_map ,  pigment_map  ,  normal_map  ,
  15634. slope_map and texture_map .
  15635.  
  15636. 7.6.7.4          Brick
  15637.  
  15638. The brick pattern generates a pattern of bricks. The  bricks  are  offset  by
  15639. half a brick length on every other row in the x- and z-directions. A layer of
  15640. mortar surrounds each brick. The syntax is given by
  15641.  
  15642.   pigment {
  15643.     brick COLOR_1, COLOR_2
  15644.     brick_size VECTOR
  15645.     mortar FLOAT
  15646.   }
  15647.  
  15648.  
  15649. where COLOR_1 is the color of the mortar and COLOR_2  is  the  color  of  the
  15650. brick itself. If no colors are specified a default deep red and dark gray are
  15651. used. The default size of the brick and mortar together is <8, 3, 4.5> units.
  15652. The default thickness of the mortar is 0.5 units. These values may be changed
  15653. using the optional brick_size and mortar pattern modifiers. You may also  use
  15654. pigment statements in place of the colors. For example:
  15655.  
  15656.   pigment {
  15657.     brick pigment{Jade}, pigment{Black_Marble}
  15658.   }
  15659.  
  15660.  
  15661. When used with normals, the syntax is   normal {
  15662.     brick BUMP_FLOAT
  15663.   }
  15664.  
  15665.  
  15666. Where BUMP_FLOAT is an optional bump size float value. You may also use  full
  15667. normal statements. For example:
  15668.  
  15669.   normal {
  15670.     brick normal{bumps 0.2}, normal{granite 0.3}
  15671.   }
  15672.  
  15673.  
  15674. When used with textures, the syntax is %%%   texture {
  15675.     brick texture{T_Gold_1A}, texture{Stone12}
  15676.   }
  15677.  
  15678.  
  15679. This is a block pattern which cannot use wave types, color map, or slope  map
  15680. modifiers.
  15681.  
  15682. 7.6.7.5          Bumps
  15683.  
  15684. The bumps pattern was originally  designed  only  to  be  used  as  a  normal
  15685. pattern. It uses a very smooth, random noise function that creates  the  look
  15686. of rolling hills when scaled large or a bumpy orange peal when scaled  small.
  15687. Usually the bumps are about 1 unit apart.
  15688.  
  15689. When used as a normal, bumps uses a specialized normal perturbation function.
  15690. This means that the bumps pattern cannot be used with normal map,  slope  map
  15691. or wave type modifiers in a normal statement.
  15692.  
  15693. When used as a pigment pattern or  texture  pattern,  the  bumps  pattern  is
  15694. identical to bozo or spotted and is  similar  to  normal  bumps  but  is  not
  15695. identical as are most normals when compared to pigments. When used as pigment
  15696. or texture statements the bumps pattern  uses  the  ramp_wave  wave  type  by
  15697. default but may use any wave type. The pattern may be used with  color_map  ,
  15698. pigment_map , and texture_map .
  15699.  
  15700. 7.6.7.6          Checker
  15701.  
  15702. The checker pattern produces a checkered pattern  consisting  of  alternating
  15703. squares of COLOR_1 and COLOR_2. If no colors are specified then default  blue
  15704. and green colors are used.
  15705.  
  15706.   pigment { checker COLOR_1, COLOR_2 }
  15707.  
  15708.  
  15709. The checker pattern is actually a series of cubes that are one unit in  size.
  15710. Imagine a bunch of 1 inch cubes made from two different  colors  of  modeling
  15711. clay. Now imagine arranging the cubes in an  alternating  check  pattern  and
  15712. stacking them in layer after layer so that  the  colors  still  alternate  in
  15713. every direction. Eventually you would have a  larger  cube.  The  pattern  of
  15714. checks on each side is what the POV-Ray checker pattern produces when applied
  15715. to a box object. Finally imagine cutting away at the cube until it is  carved
  15716. into a smooth sphere or any other shape. This is  what  the  checker  pattern
  15717. would look like on an object of any kind.
  15718.  
  15719. You may also use pigment statements in place of the colors. For example:
  15720.  
  15721.   pigment { checker pigment{Jade}, pigment{Black_Marble} }
  15722.  
  15723.  
  15724. When used with normals, the syntax is
  15725.  
  15726.   normal { checker BUMP_FLOAT }
  15727.  
  15728.  
  15729. Where BUMP_FLOAT is an optional bump size float value. You may also use  full
  15730. normal statements. For example:
  15731.  
  15732.   normal {
  15733.     checker normal{gradient x scale .2}, normal{gradient y scale .2}
  15734.   }
  15735.  
  15736.  
  15737. When used with textures, the syntax is...
  15738.  
  15739.   texture { checker texture{T_Wood_3A},texture{Stone12} }
  15740.  
  15741.  
  15742. This use of checker as a texture pattern replaces the special  tiles  texture
  15743. in previous versions of POV-Ray. You may still use tiles but it may be phased
  15744. out in future versions so checker textures are best.
  15745.  
  15746. This is a block pattern which cannot use wave types, color map, or slope  map
  15747. modifiers.
  15748.  
  15749. 7.6.7.7          Crackle
  15750.  
  15751. The crackle pattern is a set of random tiled polygons. With a large scale and
  15752. no turbulence it makes a pretty good stone wall or floor. With a small  scale
  15753. and no turbulence it makes a pretty good crackle ceramic  glaze.  Using  high
  15754. turbulence it makes a  good  marble  that  avoids  the  problem  of  apparent
  15755. parallel layers in traditional marble.
  15756.  
  15757. Mathematically, the set crackle(p)=0 is a 3D Voronoi diagram of  a  field  of
  15758. semi random points and crackle(p) < 0 is the distance from the set along  the
  15759. shortest path (a Voronoi diagram is the  locus  of  points  equidistant  from
  15760. their two nearest neighbors from a set of disjoint points, like the membranes
  15761. in suds are to the centers of the bubbles).
  15762.  
  15763. The crackle pattern uses the ramp_wave wave type by default but may  use  any
  15764. wave type. The pattern may be used with color_map , pigment_map ,  normal_map
  15765. , slope_map and texture_map .
  15766.  
  15767. 7.6.7.8          Dents
  15768.  
  15769. The dents pattern was originally  designed  only  to  be  used  as  a  normal
  15770. pattern. It is especially interesting when used with  metallic  textures.  It
  15771. gives impressions into the metal surface  that  look  like  dents  have  been
  15772. beaten into the surface with a hammer. Usually the dents  are  about  1  unit
  15773. apart.
  15774.  
  15775. When used as a normal pattern, dents uses a specialized  normal  perturbation
  15776. function. This means that the dents pattern cannot be used with  normal  map,
  15777. slope map or wave type modifiers in a normal statement.
  15778.  
  15779. When used as a pigment pattern or  texture  pattern,  the  dents  pattern  is
  15780. similar to normal dents but  is  not  identical  as  are  most  normals  when
  15781. compared to pigments. When used in pigment or texture  statements  the  dents
  15782. pattern uses the ramp_wave wave type by default but may use  any  wave  type.
  15783. The pattern may be used with color_map , pigment_map and texture_map .
  15784.  
  15785. 7.6.7.9          Gradient
  15786.  
  15787. {/TARGET 0 'gradientpatterns is the gradient pattern. It is specified as
  15788.  
  15789.   pigment {gradient VECTOR}
  15790.  
  15791.  
  15792. where VECTOR is a vector pointing in the direction that the colors blend. For
  15793. example    pigment { gradient x } // bands of color vary as you move
  15794.                           // along the "x" direction.
  15795.  
  15796.  
  15797. produces a series of smooth bands of color that look like  layers  of  colors
  15798. next to each other. Points at x=0 are the first color in the  color  map.  As
  15799. the x location increases it smoothly turns to the last color at x=1. Then  it
  15800. starts over with the first again and gradually turns into the last  color  at
  15801. x=2. The pattern reverses for negative values  of  x.  Using  gradient  y  or
  15802. gradient z makes the colors blend along the y- or z-axis. Any vector  may  be
  15803. used but x, y and z are most common.
  15804.  
  15805. As  a  normal  pattern,  gradient  generates  a  saw-tooth  or  ramped  wave
  15806. appearance. The syntax is
  15807.  
  15808.    normal { gradient VECTOR, BUMP_FLOAT}
  15809.  
  15810.  
  15811. where the VECTOR giving the orientation  is  a  required  parameter  but  the
  15812. BUMP_FLOAT bump size which follows is optional.
  15813.  
  15814. The pattern uses the ramp_wave wave type by default  but  may  use  any  wave
  15815. type. The pattern may be used with color_map ,  pigment_map  ,  normal_map  ,
  15816. slope_map and texture_map .
  15817.  
  15818. 7.6.7.10         Granite
  15819.  
  15820. This pattern uses a simple 1/f fractal noise function to give a good  granite
  15821. pattern. This pattern is used with  creative  color  maps  in  stones.inc  to
  15822. create some gorgeous layered stone textures.
  15823.  
  15824. As a normal pattern it creates an extremely bumpy surface that looks  like  a
  15825. gravel driveway or rough stone.
  15826.  
  15827. The pattern uses the ramp_wave wave type by default  but  may  use  any  wave
  15828. type. The pattern may be used with color_map ,  pigment_map  ,  normal_map  ,
  15829. slope_map and texture_map .
  15830.  
  15831. 7.6.7.11         Hexagon
  15832.  
  15833. The hexagon pattern is a block pattern that generates a repeating pattern  of
  15834. hexagons in the x-y-plane. In  this  instance  imagine  tall  rods  that  are
  15835. hexagonal in shape and are parallel to the y-axis and grouped in bundles like
  15836. shown in the example image. Three separate  colors  should  be  specified  as
  15837. follows:
  15838.  
  15839.   pigment { hexagon COLOR_1, COLOR_2, COLOR_3 }
  15840.  
  15841.  
  15842.      _____
  15843.     /     \
  15844.    /   C2  _____
  15845.   |       /     \
  15846.   | _____/   C3  \
  15847.   | /            /|
  15848.    /   C1  _____/ |
  15849.   |       /|    | |
  15850.   | _____/ |    | |
  15851.   | |     | |    | |
  15852.   | |     | |    | |
  15853.   | |     | |    | |
  15854.   | |     | |    | |
  15855.   | |     | |    |
  15856.   | |     | |    |
  15857.     |     |
  15858.     |     |
  15859. The hexagon pattern.
  15860.  
  15861. The three colors will repeat  the  hexagonal  pattern  with  hexagon  COLOR_1
  15862. centered at the origin, COLOR_2 in the +z-direction  and  COLOR_3  to  either
  15863. side. Each side of the hexagon is one unit long. The hexagonal rods of  color
  15864. extend infinitely in the +y- and -y-directions. If no  colors  are  specified
  15865. then default blue, green and red colors are used.
  15866.  
  15867. You may also use pigment statements in place of the colors. For example:
  15868.  
  15869.   pigment {
  15870.     hexagon pigment { Jade },
  15871.             pigment { White_Marble },
  15872.             pigment { Black_Marble }
  15873.   }
  15874.  
  15875.  
  15876. When used with normals, the syntax is
  15877.  
  15878.   normal { hexagon BUMP_FLOAT }
  15879.  
  15880.  
  15881. Where BUMP_FLOAT is an optional bump size float value. You may also use  full
  15882. normal statements. For example:
  15883.  
  15884.   normal {
  15885.     hexagon
  15886.       normal { gradient x scale .2 },
  15887.       normal { gradient y scale .2 },
  15888.       normal { bumps scale .2 }
  15889.   }
  15890.  
  15891.  
  15892. When used with textures, the syntax is...
  15893.  
  15894.   texture {
  15895.     hexagon
  15896.       texture { T_Gold_3A },
  15897.       texture { T_Wood_3A },
  15898.       texture { Stone12 }
  15899.   }
  15900.  
  15901.  
  15902. This is a block pattern which cannot use wave types, color map, or slope  map
  15903. modifiers.
  15904.  
  15905. 7.6.7.12         Leopard
  15906.  
  15907. Leopard creates regular geometric pattern of circular spots.
  15908.  
  15909. The pattern uses the ramp_wave wave type by default  but  may  use  any  wave
  15910. type. The pattern may be used with color_map ,  pigment_map  ,  normal_map  ,
  15911. slope_map and texture_map .
  15912.  
  15913. 7.6.7.13         Mandel
  15914.  
  15915. The mandel pattern computes  the  standard  Mandelbrot  fractal  pattern  and
  15916. projects it onto the x-y-plane. It uses the x and y  coordinates  to  compute
  15917. the Mandelbrot set. The pattern is specified with the keyword mandel followed
  15918. by an integer number. This number is the maximum number of iterations  to  be
  15919. used to compute the set. Typical values range from  10  up  to  256  but  any
  15920. positive integer may be used. For example:
  15921.  
  15922.   pigment {
  15923.     mandel 25
  15924.     color_map {
  15925.       [0.0  color Cyan]
  15926.       [0.3  color Yellow]
  15927.       [0.6  color Magenta]
  15928.       [1.0  color Cyan]
  15929.     }
  15930.     scale .5
  15931.   }
  15932.  
  15933.  
  15934. The value passed to the color map is computed by the formula:
  15935.  
  15936.   value = number_of_iterations / max_iterations
  15937.  
  15938.  
  15939. When used as a normal pattern, the syntax is...
  15940.  
  15941.   normal {
  15942.     mandel ITER, BUMP_AMOUNT
  15943.   }
  15944.  
  15945.  
  15946. where the required integer ITER value is optionally followed by a float  bump
  15947. size.
  15948.  
  15949. The pattern extends infinitely in the z-direction similar to a  planar  image
  15950. map. The pattern uses the ramp_wave wave type by default but may use any wave
  15951. type. The pattern may be used with color_map ,  pigment_map  ,  normal_map  ,
  15952. slope_map and texture_map .
  15953.  
  15954. 7.6.7.14         Marble
  15955.  
  15956. The marble pattern is very similar to the gradient x  pattern.  The  gradient
  15957. pattern uses a default ramp_wave wave type which means it  uses  colors  from
  15958. the color map from 0.0 up to 1.0 at location x=1 but then jumps back  to  the
  15959. first color for x > 1 and repeats the pattern again and  again.  However  the
  15960. marble pattern uses the triangle_wave wave type in which it  uses  the  color
  15961. map from 0 to 1 but then it reverses the map and blends from 1 back to  zero.
  15962. For example:
  15963.  
  15964.   pigment {
  15965.     gradient x
  15966.     color_map {
  15967.       [0.0  color Yellow]
  15968.       [1.0  color Cyan]
  15969.     }
  15970.   }
  15971.  
  15972.  
  15973. This blends from yellow to cyan and then it abruptly changes back  to  yellow
  15974. and repeats. However replacing gradient x with marble  smoothly  blends  from
  15975. yellow to cyan as the x coordinate goes from 0.0 to  0.5  and  then  smoothly
  15976. blends back from cyan to yellow by x=1.0.
  15977.  
  15978. Earlier versions of POV-Ray did not allow you to change wave types. Now  that
  15979. wave types can be changed for  most  any  pattern,  the  distinction  between
  15980. marble and gradient x is only a matter of default wave types.
  15981.  
  15982. When used with turbulence and an appropriate color map,  this  pattern  looks
  15983. like veins of color of real marble, jade or other types of stone. By default,
  15984. marble has no turbulence.
  15985.  
  15986. The pattern may be used with color_map , pigment_map , normal_map , slope_map
  15987. and texture_map .
  15988.  
  15989. 7.6.7.15         Onion
  15990.  
  15991. Onion is a pattern of concentric spheres like the layers of  an  onion.  Each
  15992. layer is one unit thick.
  15993.  
  15994. The pattern uses the ramp_wave wave type by default  but  may  use  any  wave
  15995. type. The pattern may be used with color_map ,  pigment_map  ,  normal_map  ,
  15996. slope_map and texture_map .
  15997.  
  15998. 7.6.7.16         Quilted
  15999.  
  16000. The quilted pattern was originally designed only  to  be  used  as  a  normal
  16001. pattern. The quilted pattern is so named because  it  can  create  a  pattern
  16002. somewhat like a quilt or a tiled surface. The squares are actually 3-D  cubes
  16003. that are 1 unit in size.
  16004.  
  16005. When used as a normal pattern  it  uses  a  specialized  normal  perturbation
  16006. function. This means that the quilted pattern cannot be used with normal map,
  16007. slope map or wave type modifiers in a normal statement.
  16008.  
  16009. When used as a pigment pattern or texture pattern,  the  quilted  pattern  is
  16010. similar to normal quilted but is not  identical  as  are  most  normals  when
  16011. compared to pigments. When used in pigment or texture statements the  quilted
  16012. pattern uses the ramp_wave wave type by default but may use  any  wave  type.
  16013. The pattern may be used with color_map , pigment_map and texture_map .
  16014.  
  16015. The two parameters control0 and control1 are used to adjust the curvature  of
  16016. the seam or gouge area between the quilts . The syntax is:
  16017.  
  16018.   normal {
  16019.     quilted AMOUNT
  16020.     control0 C0
  16021.     control1 C1
  16022.   }
  16023.  
  16024.  
  16025. The values should generally be kept to around  the  0.0  to  1.0  range.  The
  16026. default value is 1.0 if none is specified. Think of this  gouge  between  the
  16027. tiles in cross-section as a sloped line.
  16028.  
  16029. Quilted pattern with c0=0 and different values for c1.
  16030.  
  16031. Quilted pattern with c0=0.33 and different values for c1.
  16032.  
  16033. Quilted pattern with c0=0.67 and different values for c1.
  16034.  
  16035. Quilted pattern with c0=1 and different values for c1.
  16036.  
  16037. This straight slope can be made to curve by adjusting the two control values.
  16038. The control values adjust the slope at the top and bottom  of  the  curve.  A
  16039. control values of 0 at both ends will give a linear slope,  as  shown  above,
  16040. yielding a hard edge. A control value of 1 at both  ends  will  give  an  "s"
  16041. shaped curve, resulting in a softer, more rounded edge.
  16042.  
  16043. 7.6.7.17         Radial
  16044.  
  16045. The radial pattern is a radial blend that wraps around the +y-axis. The color
  16046. for value 0.0 starts at the +x-direction and wraps the color map around  from
  16047. east to west with 0.25 in the -z-direction, 0.5 in -x, 0.75 at +z and back to
  16048. 1.0 at +x. Typically the pattern is used with a frequency modifier to  create
  16049. multiple bands that radiate from the y-axis.
  16050.  
  16051. The pattern uses the ramp_wave wave type by default  but  may  use  any  wave
  16052. type. The pattern may be used with color_map ,  pigment_map  ,  normal_map  ,
  16053. slope_map and texture_map .
  16054.  
  16055. 7.6.7.18         Ripples
  16056.  
  16057. The ripples pattern was originally designed only  to  be  used  as  a  normal
  16058. pattern. It makes the surface look like ripples of water. The ripples radiate
  16059. from 10 random locations inside the unit cube area <0,0,0> to <1,1,1>.  Scale
  16060. the pattern to make the centers closer or farther apart.
  16061.  
  16062. Usually the ripples from any  given  center  are  about  1  unit  apart.  The
  16063. frequency keyword changes the spacing between ripples. The phase keyword  can
  16064. be used to move the ripples outwards for realistic animation.
  16065.  
  16066. The number of ripple  centers  can  be  changed  with  the  global  parameter
  16067. global_settings {number_of_waves FLOAT } somewhere in the scene. This affects
  16068. the entire scene. You cannot change the number of wave centers on  individual
  16069. patterns. See "Number_Of_Waves" for details.
  16070.  
  16071. When used as a normal pattern, ripples uses a specialized normal perturbation
  16072. function. This means that the ripples pattern cannot be used with normal map,
  16073. slope map or wave type modifiers in a normal statement.
  16074.  
  16075. When used in pigment or texture  statements  the  ripples  pattern  uses  the
  16076. ramp_wave wave type by default but may use any wave type. The pattern may  be
  16077. used with color_map , pigment_map and texture_map .
  16078.  
  16079. 7.6.7.19         Spiral1
  16080.  
  16081. The spiral1 pattern creates a spiral that winds around the y-axis similar  to
  16082. a screw. Its syntax is:
  16083.  
  16084.   pigment {
  16085.     spiral1 NUMBER_OF_ARMS
  16086.   }
  16087.  
  16088.  
  16089. The NUMBER_OF_ARMS value determins  how  may  arms  are  winding  around  the
  16090. y-axis.
  16091.  
  16092. The pattern uses the triangle_wave wave type by default but may use any  wave
  16093. type. The pattern may be used with color_map ,  pigment_map  ,  normal_map  ,
  16094. slope_map and texture_map .
  16095.  
  16096. 7.6.7.20         Spiral2
  16097.  
  16098. The spiral2 pattern  is  a  modification  of  the  spiral1  pattern  with  an
  16099. extraordinary look.
  16100.  
  16101. The pattern uses the triangle_wave wave type by default but may use any  wave
  16102. type. The pattern may be used with color_map ,  pigment_map  ,  normal_map  ,
  16103. slope_map and texture_map .
  16104.  
  16105. 7.6.7.21         Spotted
  16106.  
  16107. The spotted pattern is identical to  the  bozo  pattern.  Early  versions  of
  16108. POV-Ray did not allow turbulence to  be  used  with  spotted.  Now  that  any
  16109. pattern can use turbulence there is no difference between bozo  and  spotted.
  16110. See "Bozo" for details.
  16111.  
  16112. 7.6.7.22         Waves
  16113.  
  16114. The waves pattern was originally  designed  only  to  be  used  as  a  normal
  16115. pattern. The waves pattern looks similar to the ripples  pattern  except  the
  16116. features are rounder and broader. The effect is to make waves that look  more
  16117. like deep ocean waves. The waves radiate from ten random locations inside the
  16118. unit cube area <0,0,0> to <1,1,1>. Scale the  pattern  to  make  the  centers
  16119. closer or farther apart.
  16120.  
  16121. Usually the waves from any given center are about 1 unit apart. The frequency
  16122. keyword changes the spacing between waves. The phase keyword can be  used  to
  16123. move the waves outwards for realistic animation.
  16124.  
  16125. The number of ripple  centers  can  be  changed  with  the  global  parameter
  16126. global_settings {number_of_waves FLOAT } somewhere in the scene. This affects
  16127. the entire scene. You cannot change the number of wave centers on  individual
  16128. patterns. See "Number_Of_Waves" for details.
  16129.  
  16130. When used as a normal pattern, waves uses a specialized  normal  perturbation
  16131. function. This means that the waves pattern cannot be used with  normal  map,
  16132. slope map or wave type modifiers in a normal statement.
  16133.  
  16134. When used in pigment  or  texture  statements  the  waves  pattern  uses  the
  16135. ramp_wave wave type by default but may use any wave type. The pattern may  be
  16136. used with color_map , pigment_map and texture_map .
  16137.  
  16138. 7.6.7.23         Wood
  16139.  
  16140. The wood pattern consists of concentric cylinders  centered  on  the  z-axis.
  16141. When appropriately colored, the bands look like the growth rings and veins in
  16142. real wood. Small amounts of turbulence should be added to make it  look  more
  16143. realistic. By default, wood has no turbulence.
  16144.  
  16145. Unlike most patterns, the wood pattern uses the triangle_wave  wave  type  by
  16146. default. This means that like marble, wood uses color map values 0.0  to  1.0
  16147. then repeats the colors in reverse order from 1.0 to 0.0. However you may use
  16148. any wave type. The pattern  may  be  used  with  color_map  ,  pigment_map  ,
  16149. normal_map , slope_map and texture_map .
  16150.  
  16151. 7.6.7.24         Wrinkles
  16152.  
  16153. The wrinkles pattern was originally designed only to  be  used  as  a  normal
  16154. pattern. It uses a 1/f noise pattern similar to granite but the  features  in
  16155. wrinkles are sharper. The pattern can be used to simulate wrinkled cellophane
  16156. or foil. It also makes an excellent stucco texture.
  16157.  
  16158. When used as a normal pattern  it  uses  a  specialized  normal  perturbation
  16159. function. This means that the wrinkles pattern cannot  be  used  with  normal
  16160. map, slope map or wave type modifiers in a normal statement.
  16161.  
  16162. When used as a pigment pattern or texture pattern, the  wrinkles  pattern  is
  16163. similar to normal wrinkles but is not identical  as  are  most  normals  when
  16164. compared to pigments. When used in pigment or texture statements the wrinkles
  16165. pattern uses the ramp_wave wave type by default but may use  any  wave  type.
  16166. The pattern may be used with color_map , pigment_map and texture_map .
  16167.  
  16168. 7.6.8            Pattern Modifiers
  16169.  
  16170. Pattern modifiers are statements or parameters which modify how a pattern  is
  16171. evaluated or tells what to do with the pattern. The modifiers  color_map  and
  16172. pigment_map apply only to pigments. See section  "Pigment"  .  The  modifiers
  16173. bump_size , slope_map and normal_map  apply  only  to  normals.  See  section
  16174. "Normal" . The texture_map modifier can  only  be  used  with  textures.  See
  16175. section "Texture Maps" .
  16176.  
  16177. The pattern modifiers in the following section  can  be  used  with  pigment,
  16178. normal or texture patterns.
  16179.  
  16180. 7.6.8.1          Transforming Patterns
  16181.  
  16182. The most common pattern modifiers are the transformation modifiers  translate
  16183. ,  rotate  ,  scale  and  matrix  .  For  details  on  these  commands   see
  16184. "Transformations" .
  16185.  
  16186. These modifiers may be placed inside pigment, normal and  texture  statements
  16187. to change the position, size and orientation of the patterns.
  16188.  
  16189. In general the order of transformations relative to other  pattern  modifiers
  16190. such as turbulence , color_map and other maps is not important.  For  example
  16191. scaling before or after turbulence makes no  difference.  The  turbulence  is
  16192. done first, then the scaling regardless of which is specified first.  However
  16193. the order in which transformations are performed relative to warp  statements
  16194. is important. See "Warps" for details.
  16195.  
  16196. 7.6.8.2          Frequency and Phase
  16197.  
  16198. The frequency and phase modifiers act  as  a  type  of  scale  and  translate
  16199. modifiers  for  color_map  ,  pigment_map  ,  normal_map  ,  slope_map   and
  16200. texture_map . This discussion uses a color map as an  example  but  the  same
  16201. principles apply to pigment maps, normal maps, slope maps and texture maps.
  16202.  
  16203. The frequency keyword adjusts the number of times that a  color  map  repeats
  16204. over one cycle of a pattern. For example gradient covers color map  values  0
  16205. to 1 over the range from x=0 to x=1. By adding frequency 2.0  the  color  map
  16206. repeats twice over that same range. The same effect  can  be  achieved  using
  16207. scale 0.5*x so the frequency keyword isn't  that  useful  for  patterns  like
  16208. gradient.
  16209.  
  16210. However the radial pattern wraps the color map around the  +y-axis  once.  If
  16211. you wanted two copies of the map (or 3 or 10 or 100) you'd have  to  build  a
  16212. bigger map. Adding frequency 2.0 causes the color map to be  used  twice  per
  16213. revolution. Try this:
  16214.  
  16215.   pigment {
  16216.     radial
  16217.     color_map{[0.5 color Red][0.5 color White]}
  16218.     frequency 6
  16219.   }
  16220.  
  16221.  
  16222. The result is six sets of red and white radial stripes evenly  spaced  around
  16223. the object.
  16224.  
  16225. The float after frequency can be any value. Values greater  than  1.0  causes
  16226. more than one copy of the map to be used. Values from  0.0  to  1.0  cause  a
  16227. fraction of the map to be used. Negative values reverses the map.
  16228.  
  16229. The phase value causes the map entries to be shifted so that the  map  starts
  16230. and ends at a different place. In the example above if you render  successive
  16231. frames at phase 0 then phase 0.1, phase 0.2 etc you could create an animation
  16232. that rotates the stripes. The same effect can be easily achieved by  rotating
  16233. the radial pigment using rotate y*Angle but there are other uses where  phase
  16234. can be handy.
  16235.  
  16236. Sometimes you create a great looking gradient or wood color map but you  want
  16237. the grain slightly adjusted in or out.  You  could  re-order  the  color  map
  16238. entries but that's a pain. A phase adjustment will shift everything but  keep
  16239. the same scale. Try animating a mandel pigment for a color  palette  rotation
  16240. effect.
  16241.  
  16242. Frequency and phase have no effect  on  block  patterns  checker,  brick  and
  16243. hexagon nor do they effect image maps, bump maps or material maps. They  also
  16244. have no effect in normal statements when used with bumps, dents,  quilted  or
  16245. wrinkles because these normal patterns cannot use normal_map or slope_map .
  16246.  
  16247. They can be used with normal patterns ripples and waves even though these two
  16248. patterns cannot use normal_map or slope_map either. When used with ripples or
  16249. waves, frequency adjusts the space between features and phase can be adjusted
  16250. from 0.0 to 1.0 to cause the ripple or waves to move relative to their center
  16251. for animating the features.
  16252.  
  16253. These values work by applying the following formula
  16254.  
  16255.   NEW_VALUE = fmod ( OLD_VALUE * FREQUENCY + PHASE, 1.0 ).
  16256.  
  16257.  
  16258. 7.6.8.3          Waveform
  16259.  
  16260. Most patterns that take color_map , pigment_map , slope_map ,  normal_map  or
  16261. texture_map use the entries in the map in order from 0.0 to 1.0. The wood and
  16262. marble patterns use the map from 0.0 to 1.0 and then reverses it and runs  it
  16263. from 1.0 to 0.0. The difference can easily be seen when  these  patterns  are
  16264. used as normal patterns with no maps.
  16265.  
  16266. Patterns such as gradient or onion generate a grove or slot that looks like a
  16267. ramp that drops off sharply. This is called a ramp_wave  wave  type.  However
  16268. wood and marble slope  upwards  to  a  peak,  then  slope  down  again  in  a
  16269. triangle_wave . In previous versions of POV-Ray there was no  way  to  change
  16270. the wave types. You could simulate a triangle wave on a ramp wave pattern  by
  16271. duplicating the map entries in reverse, however there was no  way  to  use  a
  16272. ramp wave on wood or marble.
  16273.  
  16274. Now any pattern that takes a map can have the default wave  type  overridden.
  16275. For example:
  16276.  
  16277.   pigment { wood color_map { MyMap } ramp_wave }
  16278.  
  16279.  
  16280. Also available are sine_wave and scallop_wave types. These types are of  most
  16281. use in normal patterns as a type of built-in slope map. The  sine_wave  takes
  16282. the zig-zag of a ramp wave and turns it  into  a  gentle  rolling  wave  with
  16283. smooth transitions. The scallop_wave uses the absolute value of the sine wave
  16284. which looks like corduroy when scaled small or like a stack of cylinders when
  16285. scaled larger.
  16286.  
  16287. Although any of these wave  types  can  be  used  for  pigments,  normals  or
  16288. textures, the sine_wave and scallop_wave  types  are  not  as  noticeable  on
  16289. pigments or textures as they are for normals.
  16290.  
  16291. Wave types have no effect on block patterns checker, brick and hexagon nor do
  16292. they effect image maps, bump maps or material maps. They also have no  effect
  16293. in normal statements when used with bumps, dents, quilted or wrinkles because
  16294. these normal patterns cannot use normal_map or slope_map .
  16295.  
  16296. 7.6.8.4          Turbulence
  16297.  
  16298. followed by a float or vector may be used to stir  up  any  pigment,  normal,
  16299. texture, irid or halo. A number of  optional  parameters  may  be  used  with
  16300. turbulence to control how it is computed. For example:
  16301.  
  16302.   pigment  {
  16303.     wood color_map { MyMap }
  16304.     turbulence TURB_VECTOR
  16305.     octaves FLOAT
  16306.     omega FLOAT
  16307.     lambda FLOAT
  16308.   }
  16309.  
  16310.  
  16311. Typical turbulence values range from the default 0.0, which is no turbulence,
  16312. to 1.0 or more, which is very turbulent. If a vector is  specified  different
  16313. amounts of turbulence are applied in the x-, y- and z-direction. For  example
  16314.  
  16315.  
  16316.   turbulence <1.0, 0.6, 0.1>
  16317.  
  16318.  
  16319. has much turbulence in the x-direction, a moderate amount in the  y-direction
  16320. and a small amount in the z-direction.
  16321.  
  16322. Turbulence uses a random noise function called DNoise . This  is  similar  to
  16323. the noise used in the bozo pattern except that instead  of  giving  a  single
  16324. value it gives a direction. You can think of it as  the  direction  that  the
  16325. wind is blowing at that spot. Points close together generate almost the  same
  16326. value but points far apart are randomly different.
  16327.  
  16328. In general the order of  turbulence  parameters  relative  to  other  pattern
  16329. modifiers  such  as  transformations,  color  maps  and  other  maps  is  not
  16330. important.  For  example  scaling  before  or  after  turbulence  makes   no
  16331. difference. The turbulence is done first,  then  the  scaling  regardless  of
  16332. which is specified first. See "Warps" for a way to work around this behavior.
  16333.  
  16334.  
  16335. Turbulence uses DNoise to push a point around in several steps called octaves
  16336. . We locate the point we want to evaluate, then push it around  a  bit  using
  16337. turbulence to get to a different point then look up the color or  pattern  of
  16338. the new point.
  16339.  
  16340. It says in effect Don't give me the color at this spot... take a  few  random
  16341. steps in different directions and give me that color . Each step is typically
  16342. half as long as the one before. For example:
  16343.  
  16344.   P ----->
  16345.            First Move        /
  16346.                             /
  16347.                            /
  16348.                           /Second
  16349.                          /  Move
  16350.                         /
  16351.                  ______/
  16352.                  \
  16353.                   \
  16354.                    Q - Final point.
  16355. Turbulence random walk.
  16356.  
  16357. The magnitude of these steps is controlled by the turbulence value. There are
  16358. three additional parameters which control how turbulence  is  computed.  They
  16359. are octaves , lambda and omega . Each is optional.  Each  is  followed  by  a
  16360. single float value. Each has no effect when there is no turbulence.
  16361.  
  16362. 7.6.8.5          Octaves
  16363.  
  16364. value controls the number of steps of turbulence  that  are  computed.  Legal
  16365. values range from 1 to 10. The default value of 6 is a fairly high value; you
  16366. won't see much change by setting it to a higher value because the extra steps
  16367. are too small. Float values are truncated  to  integer.  Smaller  numbers  of
  16368. octaves give a gentler, wavy turbulence and computes faster.  Higher  octaves
  16369. create more jagged or fuzzy turbulence and takes longer to compute.
  16370.  
  16371. 7.6.8.6          Lambda
  16372.  
  16373. parameter controls how statistically different the random move of  an  octave
  16374. is compared to its previous octave. The default value is 2.0 which  is  quite
  16375. random. Values close to lambda 1.0 will straighten out the randomness of  the
  16376. path in the diagram above. The zig-zag steps in the calculation are in nearly
  16377. the  same  direction.  Higher  values  can  look  more  swirly  under   some
  16378. circumstances.
  16379.  
  16380. 7.6.8.7          Omega
  16381.  
  16382. value controls how large each successive  octave  step  is  compared  to  the
  16383. previous value. Each successive octave of turbulence  is  multiplied  by  the
  16384. omega value. The default omega 0.5 means that each octave is 1/2 the size  of
  16385. the previous one. Higher omega values mean that 2nd, 3rd, 4th and up  octaves
  16386. contribute more turbulence giving  a  sharper,  crinkly  look  while  smaller
  16387. omegas give a fuzzy kind of turbulence that gets blurry in places.
  16388.  
  16389. 7.6.8.8          Warps
  16390.  
  16391. The warp statement is a pattern  modifier  that  is  similar  to  turbulence.
  16392. Turbulence works by taking the pattern evaluation point and pushing it  about
  16393. in  a  series  of  random  steps.  However  warps  push  the  point  in  very
  16394. well-defined, non-random, geometric ways. The warp statement  also  overcomes
  16395. some limitations of traditional turbulence and transformations by giving  the
  16396. user more control over the order in which turbulence, transformation and warp
  16397. modifiers are applied to the pattern.
  16398.  
  16399. Currently there are three types of warps but the syntax was designed to allow
  16400. future expansion. The first two, the repeat warp and the black_hole warp  are
  16401. new features for POV-Ray that modify the pattern in geometric ways. The other
  16402. warp provides an alternative way to specify turbulence.
  16403.  
  16404. The syntax for using a warp statement in a pigment is
  16405.  
  16406.   pigment {
  16407.     PATTERN_TYPE
  16408.     PIGMENT_MODIFIERS...
  16409.     warp { WARP_ITEMS..}.
  16410.     OTHER_PIGMENT_MODIFIERS...
  16411.   }
  16412.  
  16413.  
  16414. Similarly warps may be used in normals and textures. You  may  have  as  many
  16415. separate warp statements as you like in each pattern. The placement  of  warp
  16416. statements relative to other modifiers such as color_map or turbulence is not
  16417. important. However placement of warp statements relative to each other and to
  16418. transformations  is  significant.  Multiple  warps  and  transformations  are
  16419. evaluated in the order  in  which  you  specify  them.  For  example  if  you
  16420. translate, then warp or warp, then translate, the results can be different.
  16421.  
  16422. 7.6.8.8.1        Black Hole Warp
  16423.  
  16424. A black hole is so named because of its similarity to real black holes.  Just
  16425. like the real thing, you cannot actually see a black hole. The  only  way  to
  16426. detect its presence is by the effect it  has  on  things  that  surround  it.
  16427. Unlike the real thing, however, it won't swallow you  up  and  compress  your
  16428. entire body to a volume of, say, 2.0 10-10 microns in diameter if you get too
  16429. close (We're working on that part).
  16430.  
  16431. Take, for example, a woodgrain. Using POV-Ray's normal turbulence  and  other
  16432. texture modifier functions, you can get a  nice,  random  appearance  to  the
  16433. grain. But in its randomness it is regular - it is regularly random! Adding a
  16434. black hole allows you to create a localised disturbance  in  a  woodgrain  in
  16435. either one or multiple locations. The black  hole  can  have  the  effect  of
  16436. either sucking the surrounding texture into itself (like the real  thing)  or
  16437. pushing it away. In the latter case, applied to a woodgrain, it would look to
  16438. the viewer as if there were a knothole in the wood. In this  text  we  use  a
  16439. woodgrain regularly  as  an  example,  because  it  is  ideally  suitable  to
  16440. explaining black holes. However, black holes may in fact  be  used  with  any
  16441. texture.
  16442.  
  16443. The effect that the black hole has  on  the  texture  can  be  specified.  By
  16444. default,   it   sucks   with   the   strength   calculated    expotentially
  16445. (inverse-square). You can change this if you like.
  16446.  
  16447. Black holes may be used anywhere a Warp is permitted. The syntax is:
  16448.  
  16449.   warp
  16450.   {
  16451.     black_hole <CENTER>, RADIUS
  16452.     [falloff VALUE]
  16453.     [strength VALUE]
  16454.     [repeat <VECTOR>]
  16455.     [turbulence <VECTOR>]
  16456.     [inverse]
  16457.   }
  16458.  
  16459.  
  16460. Some examples are given by
  16461.  
  16462.   warp
  16463.   {
  16464.     black_hole <0, 0, 0>, 0.5
  16465.   }
  16466.  
  16467.   warp
  16468.   {
  16469.     black_hole <0.15, 0.125, 0>, 0.5
  16470.     falloff 7
  16471.     strength 1.0
  16472.     repeat <1.25, 1.25, 0>
  16473.     turbulence <0.25, 0.25, 0>
  16474.     inverse
  16475.   }
  16476.  
  16477.   warp
  16478.   {
  16479.     black_hole <0, 0, 0>, 1.0
  16480.     falloff 2
  16481.     strength 2
  16482.     inverse
  16483.   }
  16484.  
  16485.  
  16486. In order to fully understand how a black hole works, it is important to  know
  16487. the theory behind it. A black hole (or any warp) works by taking a point  and
  16488. perturbing it to another location. The amount of perturbation depends on  the
  16489. strength of the black hole at the original point passed in to it. The  amount
  16490. of perturbation directly relates to the amount of visual  movement  that  you
  16491. can see occur in a  texture.  The  stronger  the  black  hole  at  the  input
  16492. co-ordinate the more that original co-ordinate is moved to  another  location
  16493. (either closer to or further away from the center of the black hole.)
  16494.  
  16495. Movement always occurs on the vector that exists between the input point  and
  16496. the center of the black hole.
  16497.  
  16498. Black holes are considered to be spheres. For a point to  be  affected  by  a
  16499. black hole, it must be within the sphere's volume.
  16500.  
  16501. Suppose you have a black hole at <1,1,1> and a  point  at  <1,2,1>.  If  this
  16502. point is perturbed by a total amount of +1 units its new location is <1,3,1>,
  16503. which is on a direct line extrapolated from the vector  between  <1,1,1>  and
  16504. <1,2,1>. In this case the point is pushed away from the black hole, which  is
  16505. not normal behaviour but is good for demonstration purposes.
  16506.  
  16507. The internal properties of a black hole are as follows.
  16508.  
  16509.   Center            The center of the black hole.
  16510.   Radius            Its radius.
  16511.   Falloff           The power of two by which the effect falls  off  (default
  16512.                     2.)
  16513.   Strength          The magnitude of the transformation effect (see below.)
  16514.   Inverted          If set, 'push' points away instead of 'pulling' them  in.
  16515.  
  16516.   Repeat            If set, we have many black holes instead of one.
  16517.   Turbulence        If set,  each  new  repeated  black  hole's  position  is
  16518.                     uncertain.
  16519.   Repeat_Vector     The <x,y,z> factor to repeat by.
  16520.   Turbulence_Vector The maximum <x,y,z> factor for turbulence randomness.
  16521.  
  16522.  
  16523. Each of these are discussed below.
  16524.  
  16525. Center : A vector defining the center of the sphere that represents the black
  16526. hole. If the black hole has Repeat set it is the offset within each block.
  16527.  
  16528. Radius : A number giving the length, in units, of the radius  of  the  sphere
  16529. that represents the black hole.
  16530.  
  16531. If a point is not within radius units of <center> it cannot  be  affected  by
  16532. the black hole and will not be perturbed.
  16533.  
  16534. Falloff : The power by which the effect of the  black  hole  falls  off.  The
  16535. default is two. The force of the  black  hole  at  any  given  point,  before
  16536. applying the Strength modifier, is as follows.
  16537.  
  16538. First, convert the distance from the point to the center to a  proportion  (0
  16539. to 1) that the point is from the edge of the  black  hole.  A  point  on  the
  16540. perimeter of the black hole will be 0.0; a point at the centre will be 1.0; a
  16541. point exactly halfway will be 0.5, and so forth.
  16542.  
  16543. Mentally you can consider this to be a closeness factor. A closeness  of  1.0
  16544. is as close as you can get to the center (i. e. at the center),  a  closeness
  16545. of 0.0 is as far away as you can get from the center and still be inside  the
  16546. black hole and a closeness of 0.5 means the point is exactly halfway  between
  16547. the two.
  16548.  
  16549. Call
  16550. this value c. Raise c to the power specified in Falloff . By default  Falloff
  16551. is 2, so this is c^2 or c squared. The resulting value is the  force  of  the
  16552. black hole at that exact location and is used, after  applying  the  Strength
  16553. scaling factor as described  below,  to  determine  how  much  the  point  is
  16554. perturbed in space.
  16555.  
  16556. For example, if c is 0.5 the force is 0.5^2 or 0.25. If c is 0.25  the  force
  16557. is 0.125. But if c is exactly 1.0 the force is 1.0.
  16558.  
  16559. Recall that as c gets smaller the point is farther from  the  center  of  the
  16560. black hole. Using the default power of 2, you can see that as c reduces,  the
  16561. force reduces expotentially in an inverse-square relationship. Put  in  plain
  16562. english, it means that the force is much stronger (by a power of two) towards
  16563. the center than it is at the outside.
  16564.  
  16565. By increasing Falloff , you can increase the  magnitude  of  the  falloff.  A
  16566. large value will mean points towards the perimeter will hardly be affected at
  16567. all and points towards the center will be affected strongly.
  16568.  
  16569. A value of 1.0 for Falloff will mean that the effect is linear. A point  that
  16570. is exactly halfway to the center of the black hole  will  be  affected  by  a
  16571. force of exactly 0.5.
  16572.  
  16573. A value of Falloff of less than one but greater than zero means that  as  you
  16574. get closer to the outside, the force increases rather  than  decreases.  This
  16575. can have some uses but there is a side effect. Recall that the  effect  of  a
  16576. black hole ceases outside its perimiter. This means that points  just  within
  16577. the permiter will be affected strongly and those just  outside  not  at  all.
  16578. This would lead to a visible border, shaped as a sphere.
  16579.  
  16580. A value for Falloff of 0 would mean that the  force  would  be  1.0  for  all
  16581. points within the black hole, since any number larger 0 raised to  the  power
  16582. of 0 is 1.0.
  16583.  
  16584. The magnitude of the movement of the point is  determined  basically  by  the
  16585. value of force after scaling. We'll consider  scaling  later.  Lets  take  an
  16586. example.
  16587.  
  16588. Suppose we have a black hole of radius 2.0 and a point that  is  exactly  1.0
  16589. units from the center. That means it is exactly half-way to  the  center  and
  16590. that c would be 0.5. If we use the default falloff of 2  the  force  at  that
  16591. point is 0.5^2 or 0.25. What this means is that we must  move  the  point  by
  16592. 0.25 of its distance from the center. In this case it is 1.0 units  from  the
  16593. center, so we move it by 1.0*0.25 or 0.25 units. This gives a final  distance
  16594. of 1.0-(1.0*0.25) or 0.75 units from the center, on a direct line in 3D space
  16595. between the original position and the center.
  16596.  
  16597. If the point were part of, say, a wood grain, the wood grain would appear  to
  16598. bend towards the (invisible) center of the black hole. If  the  Inverse  flag
  16599. were set, however, it would be pushed away, meaning its final position  would
  16600. be 1.0+(1.0*0.25) or 1.25 units from the center.
  16601.  
  16602. Strength : The Strength gives you a bit more control over how much a point is
  16603. perturbed by the black hole. Basically, the  force  of  the  black  hole  (as
  16604. determined above) is multipled by the value of Strength , which  defaults  to
  16605. 1.0. If you set Strength to 0.5, for example, all  points  within  the  black
  16606. hole will be moved by only half as much as they would have been. If  you  set
  16607. it to 2.0 they will be moved twice as much.
  16608.  
  16609. There is a rider to the latter example, though - the movement is clipped to a
  16610. maximum of the original distance from the center. That is  to  say,  a  point
  16611. that is 0.75 units from the center may only be moved by  a  maximum  of  0.75
  16612. units either towards the center or away from it, regardless of the  value  of
  16613. Strength . The result of this clipping is that you  will  have  an  exclusion
  16614. area near the centre of the black hole where all  points  whose  final  force
  16615. value exceeded or equalled 1.0 were moved by a fixed amount.
  16616.  
  16617. Inverted : If Inverted is set points are pushed away from the center  instead
  16618. of being pulled in.
  16619.  
  16620. Repeat : Repeat allows you to simulate the effect of many black holes without
  16621. having to explicitly declare them. Repeat is a vector that tells  POV-Ray  to
  16622. use this black hole at multiple locations.
  16623.  
  16624. If you're not interested in  the  theory  behind  all  this,  just  skip  the
  16625. following text and use the values given in the summary below.
  16626.  
  16627. Using Repeat logically divides your scene up  into  cubes,  the  first  being
  16628. located at <0,0,0> and going to \langle repeat>. Suppose your  repeat  vector
  16629. was <1,5,2>. The first cube would be from <0,0,0>  to  \langle  1,5,2>.  This
  16630. cube repeats, so there would be one at \langle -1,-5,-2>,  <1,5,2>,  <2,10,4>
  16631. and so forth in all directions, ad infinitum.
  16632.  
  16633. When you use Repeat , the center of  the  black  hole  does  not  specify  an
  16634. absolute location in your scene but an offset into each  block.  It  is  only
  16635. possible to use positive offsets.  Negative  values  will  produce  undefined
  16636. results.
  16637.  
  16638. Suppose your center was <0.5,1,0.25> and the repeat vector is  <2,2,2>.  This
  16639. gives us a block at \langle 0,0,0> and <2,2,2>, etc. The centers of the black
  16640. hole's for these blocks would be  <0,0,0>  +  \langle  0.5,1.0,0.25>,  i.  e.
  16641. <0.5,1.0,0.25>,  and  \langle  2,2,2>  +  <0.5,1.0,0.25>,  i.   e.   \langle
  16642. 2,5,3.0,2.25>.
  16643.  
  16644. Due to the way repeats are calculated internally, there is a  restriction  on
  16645. the values you specify for the repeat vector. Basically, each black hole must
  16646. be totally enclosed within each block (or cube), with no part crossing into a
  16647. neighbouring one. This means that, for each of the x, y and z dimensions, the
  16648. offset of the center may not be less than the radius, and  the  repeat  value
  16649. for that dimension must be >=the center  plus  the  radius  since  any  other
  16650. values would allow the black hole to cross a boundary. Put another  way,  for
  16651. each of x, y and z
  16652.  
  16653. radius <= offset or center <= repeat - radius.
  16654.  
  16655.  
  16656. If the repeat vector in any dimension is too small to fit this  criteria,  it
  16657. will be increased and a warning message issued. If the center  is  less  than
  16658. the radius it will also be moved but no message will be issued.
  16659.  
  16660. Note that none of the above should be read to mean  that  you  can't  overlap
  16661. black holes. You most certainly can and in fact this can  produce  some  most
  16662. useful effects. The restriction only applies to elements of  the  same  black
  16663. hole which is repeating. You can  declare  a  second  black  hole  that  also
  16664. repeats and its elements can quite happily overlap the first and causing  the
  16665. appropriate interactions.
  16666.  
  16667. It is legal for the repeat value for any dimension  to  be  0,  meaning  that
  16668. POV-Ray will not repeat the black hole in that direction.
  16669.  
  16670. Turbulence : Turbulence can only be used with Repeat . It allows  an  element
  16671. of randomness to be inserted into the way the black holes repeat, to cause  a
  16672. more natural look. A good example would be an array of knotholes in wood - it
  16673. would look rather artificial if each knothole were an exact distance from the
  16674. previous.
  16675.  
  16676. The turbulence vector is a measurement that is added to each individual  back
  16677. hole
  16678. in an array, after each axis of the vector is multipled by a different random
  16679. amount ranging from 0 to 1.
  16680.  
  16681. For example, suppose you have a repeating element of a  black  hole  that  is
  16682. supposed to be at <2,2,2>. You have specified a turbulence vector of <4,5,3>,
  16683. meaning you want the position to be able to vary by no more than 1.0 units in
  16684. the X direction, 3.0 units in the Y direction and 2.0 in Z. This  means  that
  16685. the valid ranges of the new position are as follows
  16686.  
  16687. X can be from 2 to 6.
  16688. Y can be from 2 to 7.
  16689. Z can be from 2 to 5.
  16690.  
  16691.  
  16692. The resulting actual position of the black hole's center for that  particular
  16693. repeat element is random (but consistent, so renders will be repeatable)  and
  16694. somewhere within the above co-ordinates.
  16695.  
  16696. There is a rider on the use of turbulence, which basically  is  the  same  as
  16697. that of the repeat vector. Yyou can't specify a value  which  would  cause  a
  16698. black hole to potentially cross outside of its particular block.
  16699.  
  16700. Since POV-Ray doesn't know in advance how much a position will be changed due
  16701. to the random nature of the changes, it enforces a rule that  is  similar  to
  16702. the one for Repeat , except it adds the maximum possible variation  for  each
  16703. axis to the center. For example, suppose you had a black hole with  a  center
  16704. of <1.0, 1.0, 1.0>, radius of 0.5 and  a  turbulence  of  <0.5,  0.25,  0>  -
  16705. normally, the mimimum repeat would be <1.5, 1.5, 1.5>. However, now  we  take
  16706. into account the turbulence, meaning the minimum repeat  vector  is  actually
  16707. <2.0, 1.75, 1.5>.
  16708.  
  16709. Repeat summarized : For each of x, y and z the offset of the center  must  be
  16710. >=radius and the  value  of  the  repeat  must  be  \ge  center  +  radius  +
  16711. turbulence. The exception being that repeat may be 0 for any dimension, which
  16712. means do not repeat in that direction.
  16713.  
  16714. 7.6.8.8.2        Repeat Warp
  16715.  
  16716. The repeat warp causes a section of the pattern to be repeated over and over.
  16717. It takes a slice  out  of  the  pattern  and  makes  multiple  copies  of  it
  16718. side-by-side. The warp has many uses but was originally designed to  make  it
  16719. easy to model wood veneer textures. Veneer is made by taking very thin slices
  16720. from a log and placing them side-by-side on some other backing material.  You
  16721. see side-by-side nearly identical ring patterns but  each  will  be  a  slice
  16722. perhaps 1/32th of an inch deeper.
  16723.  
  16724. The syntax for a repeat warp is
  16725.  
  16726.   warp { repeat VECTOR  offset VECTOR  flip VECTOR }
  16727.  
  16728.  
  16729. The repeat vector specifies the direction in which the  pattern  repeats  and
  16730. the width of the repeated area. This vector must lie entirely along an  axis.
  16731. In other words, two of its three components must be 0. For example
  16732.  
  16733.   pigment {
  16734.     wood
  16735.     warp {repeat 2*x}
  16736.   }
  16737.  
  16738.  
  16739. which means that from x=0 to x=2 you get whatever the pattern usually is. But
  16740. from x=2 to x=4 you get the same thing exactly shifted two units over in  the
  16741. x-direction. To evaluate it  you  simply  take  the  x-coordinate  modulo  2.
  16742. Unfortunately you get  exact  duplicates  which  isn't  very  realistic.  The
  16743. optional offset vector tells how much to translate the pattern each  time  it
  16744. repeats. For example
  16745.  
  16746.   pigment {
  16747.     wood
  16748.     warp {repeat x*2  offset z*0.05}
  16749.   }
  16750.  
  16751.  
  16752. means that we slice the first copy from x=0 to x=2 at z=0 but at x=2  to  x=4
  16753. we offset to z=0.05. In the 4 to 6 interval we slice at z=0.10. At  the  n-th
  16754. copy we slice at 0.05 n z. Thus each copy is slightly different. There are no
  16755. restrictions on the offset vector.
  16756.  
  16757. Finally the flip vector causes the pattern to be flipped  or  mirrored  every
  16758. other copy of the pattern. The first copy of  the  pattern  in  the  positive
  16759. direction from the axis is not flipped. The next farther is, the next is not,
  16760. etc. The flip vector is a three component x, y, z vector but  each  component
  16761. is treated as a boolean value that tells if you should  or  should  not  flip
  16762. along a given axis. For example
  16763.  
  16764.   pigment {
  16765.     wood
  16766.     warp {repeat 2*x  flip <1,1,0>}
  16767.   }
  16768.  
  16769.  
  16770. means that every other copy of the pattern will be mirrored about the x-  and
  16771. y- axis but not the z-axis. A non-zero value means flip and zero means do not
  16772. flip about that axis. The magnitude of the values in the flip vector  doesn't
  16773. matter.
  16774.  
  16775. 7.6.8.8.3        Turbulence Warp
  16776.  
  16777. The POV-Ray language contains an ambiguity and  limitation  on  the  way  you
  16778. specify turbulence and transformations such as translate, rotate,  scale  and
  16779. matrix transforms. Usually the turbulence is done first. Then all  translate,
  16780. rotate,  scale  and  matrix  operations  are  always  done  after  turbulence
  16781. regardless of the order in which you specify them. For example this
  16782.  
  16783.  pigment {
  16784.    wood
  16785.    scale .5
  16786.    turbulence .2
  16787.  }
  16788.  
  16789.  
  16790. works exactly the same as
  16791.  
  16792.  pigment {
  16793.    wood
  16794.    turbulence .2
  16795.    scale .5
  16796.  }
  16797.  
  16798.  
  16799. The turbulence is always first. A better example of this limitation  is  with
  16800. uneven turbulence and rotations.
  16801.  
  16802.   pigment {
  16803.     wood
  16804.     turbulence 0.5*y
  16805.     rotate z*60
  16806.   }
  16807.  
  16808.   // as compared to
  16809.  
  16810.   pigment {
  16811.    wood
  16812.    rotate z*60
  16813.    turbulence 0.5*y
  16814.   }
  16815.  
  16816.  
  16817. The results will be the same either way even though  you'd  think  it  should
  16818. look different.
  16819.  
  16820. We cannot change this basic behavior in POV-Ray now because  lots  of  scenes
  16821. would potentially render differently if suddenly the order transformation  vs
  16822. turbulence suddenly mattered when in the past, it didn't.
  16823.  
  16824. However, by specifying our turbulence inside warp statement you tell  POV-Ray
  16825. that the order in which  turbulence,  transformations  and  other  warps  are
  16826. applied is significant. Here's an example of a turbulence warp.
  16827.  
  16828.   warp { turbulence <0,1,1> octaves 3 lambda 1.5 omega 0.3 }
  16829.  
  16830.  
  16831. The significance is that this
  16832.  
  16833.  pigment {
  16834.    wood
  16835.    translate <1,2,3> rotate x*45 scale 2
  16836.    warp { turbulence <0,1,1> octaves 3 lambda 1.5 omega 0.3 }
  16837.  }
  16838.  
  16839.  
  16840. produces different results than this...
  16841.  
  16842.  pigment {
  16843.    wood
  16844.    warp { turbulence <0,1,1> octaves 3 lambda 1.5 omega 0.3 }
  16845.    translate <1,2,3> rotate x*45 scale 2
  16846.  }
  16847.  
  16848.  
  16849. You may specify turbulence without using a warp statement. However you cannot
  16850. control the order in which they are evaluated unless you put them in a  warp.
  16851.  
  16852.  
  16853. The evaluation rules are as follows:
  16854.  
  16855.   1) First any turbulence not inside a warp statement is  applied  regardless
  16856.      of the order in which it appears relative to warps or transformations.
  16857.   2) Next each warp statement, translate, rotate, scale or matrix one-by-one,
  16858.      is applied in the order the user specifies. If you want turbulence  done
  16859.      in a specific order, you simply specify it inside a warp in  the  proper
  16860.      place.
  16861.  
  16862. 7.6.8.9          Bitmap Modifiers
  16863.  
  16864. A bitmap modifier is a modifier used inside an "image_map"  ,  "bump_map"  or
  16865. "material_map" to specify how the 2-D bitmap is to  be  applied  to  the  3-D
  16866. surface. Several bitmap modifiers apply to specific kinds of  maps  and  they
  16867. are covered in the appropriate sections. The bitmap  modifiers  discussed  in
  16868. the following sections are applicable to all three types of bitmaps.
  16869.  
  16870. 7.6.8.9.1        The once Option
  16871.  
  16872. Normally there are an infinite number of repeating image maps, bump  maps  or
  16873. material maps created over every unit square of the x-y-plane like tiles.  By
  16874. adding the once keyword after a file name you can eliminate all other  copies
  16875. of the map except the one at (0,0) to (1,1). In  image  maps,  areas  outside
  16876. this unit square are treated  as  fully  transparent.  In  bump  maps,  areas
  16877. outside this unit square are  left  flat  with  no  normal  modification.  In
  16878. material maps, areas outside this unit square are  textured  with  the  first
  16879. texture of the texture list.
  16880.  
  16881. For example:
  16882.  
  16883.   image_map {
  16884.     gif "mypic.gif"
  16885.     once
  16886.   }
  16887.  
  16888.  
  16889. 7.6.8.9.2        The "map_type" Option
  16890.  
  16891. The default projection of the bump onto the x-y-plane is called a planar  map
  16892. type . This option may be changed by adding the map_type keyword followed  by
  16893. a number specifying the way to wrap the bump around the object.
  16894.  
  16895. A map_type 0 gives the default planar mapping already described.
  16896.  
  16897. A map_type 1 gives a spherical mapping. It  assumes  that  the  object  is  a
  16898. sphere of any size sitting at the origin. The y-axis is the north/south  pole
  16899. of the spherical mapping. The top and bottom edges of the bitmap  just  touch
  16900. the pole regardless of any scaling. The left edge of the bitmap begins at the
  16901. positive x-axis and wraps the pattern around the sphere from west to east  in
  16902. a -y-rotation. The pattern covers the sphere exactly once. The  once  keyword
  16903. has no meaning for this type.
  16904.  
  16905. With map_type 2 you get a cylindrical mapping. It assumes that a cylinder  of
  16906. any diameter lies along  the  y-axis.  The  bump  pattern  wraps  around  the
  16907. cylinder just like the spherical map but remains one unit tall  from  y=0  to
  16908. y=1. This band of the pattern is repeated at  all  heights  unless  the  once
  16909. keyword is applied.
  16910.  
  16911. Finally map_type 5 is a torus or donut shaped  mapping.  It  assumes  that  a
  16912. torus of major radius 1 sits at the origin in the x-z-plane. The  pattern  is
  16913. wrapped around similar to spherical or cylindrical maps. However the top  and
  16914. bottom edges of the map wrap over and under the torus where  they  meet  each
  16915. other on the inner rim.
  16916.  
  16917. Types 3 and 4 are still under development.
  16918.  
  16919. For example:
  16920.  
  16921.   sphere{<0,0,0>,1
  16922.     pigment{
  16923.       image_map {
  16924.         gif "world.gif"
  16925.         map_type 1
  16926.       }
  16927.     }
  16928.   }
  16929.  
  16930.  
  16931. 7.6.8.9.3        The interpolate Option
  16932.  
  16933. Adding the interpolate keyword can smooth the jagged look of a  bitmap.  When
  16934. POV-Ray asks an image map color or a bump amount for a  bump  map,  it  often
  16935. asks for a point that is not directly on top of one pixel but sort of between
  16936. several differently colored  pixels.  Interpolations  returns  an  in-between
  16937. value so that the steps between the pixels in the map will look smoother.
  16938.  
  16939. Although  interpolate  is  legal  in  material  maps  the  color  index   is
  16940. interpolated before the texture is chosen. It does not interpolate the  final
  16941. color as you might hope it would. In general, interpolation of material  maps
  16942. serves no useful purpose but this may be fixed in future versions.
  16943.  
  16944. There are currently two types of interpolation:
  16945.  
  16946.   Bilinear            - interpolate 2
  16947.   Normalized Distance - interpolate 4
  16948.  
  16949.  
  16950. For example:
  16951.  
  16952.   image_map {
  16953.     gif "mypic.gif"
  16954.     interpolate 2
  16955.   }
  16956.  
  16957.  
  16958. Default is no interpolation. Normalized distance is the  slightly  faster  of
  16959. the two, bilinear does a better job of picking the  between  color.  Normally
  16960. bilinear is used.
  16961.  
  16962. If your map looks jaggy, try using interpolation instead of going to a higher
  16963. resolution image. The results can be very good.
  16964.  
  16965. 7.7              Atmospheric Effects
  16966.  
  16967. Atmospheric effects are a loosely-knit group  of  features  that  affect  the
  16968. background and/or the atmosphere enclosing the scene.  POV-Ray  includes  the
  16969. ability to render a number of atmospheric effects, such as fog,  haze,  mist,
  16970. rainbows and skies.
  16971.  
  16972. 7.7.1            Atmosphere
  16973.  
  16974. Computer generated images normally assume a vacuum space that does not  allow
  16975. the rendering of natural phenomena like  smoke,  light  beams,  etc.  A  very
  16976. simple approach to add fog to a scene is explained in section  "Fog"  .  This
  16977. kind of fog does not interact with any light sources though. It will not show
  16978. light beams or other effects and is therefore not very realistic.
  16979.  
  16980. The atmosphere effect overcomes some of the fog's limitations by  calculating
  16981. the interaction between light and  the  particles  in  the  atmosphere  using
  16982. volume sampling. Thus shaft of light beams will become  visible  and  objects
  16983. will cast shadows onto smoke or fog.
  16984.  
  16985. The syntax of the atmosphere is:
  16986.  
  16987.   atmosphere {
  16988.     type TYPE
  16989.     distance DISTANCE
  16990.     [ scattering SCATTERING ]
  16991.     [ eccentricity ECCENTRICITY ]
  16992.     [ samples SAMPLES ]
  16993.     [ jitter JITTER ]
  16994.     [ aa_threshold AA_THRESHOLD ]
  16995.     [ aa_level AA_LEVEL ]
  16996.     [ colour <COLOUR> ]
  16997.   }
  16998.  
  16999.  
  17000. The type keyword determines the type of scattering model to  be  used.  There
  17001. are  five  different  phase  functions  representing  the  different  models:
  17002. isotropic, Rayleigh, Mie (haze and murky atmosphere) and Henyey-Greenstein.
  17003.  
  17004. Isotropic scattering is  the  simplest  form  of  scattering  because  it  is
  17005. independent of direction. The amount of light scattered by particles  in  the
  17006. atmosphere does not depend on the angle between the viewing direction and the
  17007. incoming light.
  17008.  
  17009. Rayleigh scattering models the scattering for extremely small particles  such
  17010. as molecules of the air.  The  amount  of  scattered  light  depends  on  the
  17011. incident light angle. It is largest when the incident light  is  parallel  or
  17012. anti-parallel to the viewing direction and smallest when the  incident  light
  17013. is perpendicular to the viewing direction. You should note that the  Rayleigh
  17014. model used in POV-Ray does not take  the  dependency  of  scattering  on  the
  17015. wavelength into account.
  17016.  
  17017. The Rayleigh scattering function.
  17018.  
  17019. Mie scattering is used for relatively small particles such as miniscule water
  17020. droplets of fog, cloud particles, and particles responsible for the  polluted
  17021. sky. In this model the scattering is extremely  directional  in  the  forward
  17022. direction i. e. the amount of scattered light is largest  when  the  incident
  17023. light is anti-parallel to the viewing direction (the light goes  directly  to
  17024. the viewer). It is smallest when  the  incident  light  is  parallel  to  the
  17025. viewing direction. The haze and  murky  atmosphere  models  differ  in  their
  17026. scattering characteristics. The murky model is much more directional than the
  17027. haze model.
  17028.  
  17029. The Mie "haze" scattering function.
  17030.  
  17031. The Mie "murky" scattering function.
  17032.  
  17033. The Henyey-Greenstein scattering is based on an analytical function  and  can
  17034. be used to model a large variety of different scattering types. The  function
  17035. models an ellipse with a given eccentricity e. This eccentricity is specified
  17036. by the optional keyword eccentricity which is only used for  scattering  type
  17037. five. An eccentricity  value  of  zero  defines  isotropic  scattering  while
  17038. positive values lead to scattering in the direction of the light and negative
  17039. values lead to scattering in the opposite  direction  of  the  light.  Larger
  17040. values of e (or smaller values in the negative case) increase the directional
  17041. property of the scattering.
  17042.  
  17043. The Heyney-Greenstein scattering function for different eccentricity  values.
  17044.  
  17045.  
  17046. The easiest way to use the different scattering types will be to declare some
  17047. constants and use those in your atmosphere definition:
  17048.  
  17049.   #declare ISOTROPIC_SCATTERING         = 1
  17050.   #declare MIE_HAZY_SCATTERING          = 2
  17051.   #declare MIE_MURKY_SCATTERING         = 3
  17052.   #declare RAYLEIGH_SCATTERING          = 4
  17053.   #declare HENYEY_GREENSTEIN_SCATTERING = 5
  17054.  
  17055.  
  17056. The distance keyword is used to determine the density of the particles in the
  17057. atmosphere. This density is constant for the whole atmosphere.  The  distance
  17058. parameter works in the same way as the fog distance.
  17059.  
  17060. With the scattering keyword you can  change  the  amount  of  light  that  is
  17061. scattered by the atmosphere, thus increasing or decreasing the brightness  of
  17062. the atmosphere. Smaller  scattering  values  decrease  the  brightness  while
  17063. larger values increase it.
  17064.  
  17065. The colour or color keyword can be used to create a colored atsosphere, i. e.
  17066. it can be used to get particles that filter the light  passing  through.  The
  17067. default color is black.
  17068.  
  17069. The light passing through the atmosphere (either coming from light sources or
  17070. the background) is filtered by the atmosphere's color if the specified  color
  17071. has a non-zero filter value. In other words, the amount by which the light is
  17072. filtered by the atmosphere's color is given by the filter value (pretty  much
  17073. in the same way  as  it  is  done  for  the  fog).  Using  a  color  of  rgbf
  17074. <1,0,0,0.25> will result in a slightly reddish atmosphere because 25% of  the
  17075. light passing through the atmosphere is filtered  by  (multiplied  with)  the
  17076. color of the atmosphere, i. e. rgb <1,0,0> (and that's red).
  17077.  
  17078. The transmittance channel of the atmosphere's color  is  used  to  specify  a
  17079. minimum translucency. If a value larger than zero is used you'll  always  see
  17080. that amount of the background through the atmosphere, regardless of how dense
  17081. the atmosphere is. This works in the same way as it does for fogs.
  17082.  
  17083. Since the atmosphere is calculated by sampling  along  the  viewing  ray  and
  17084. looking for contributions from light sources, it is prone to  aliasing  (just
  17085. like any sampling technique). There  are  four  parameters  to  minimize  the
  17086. artifacts that may be visible: samples , jitter , aa_level and aa_threshold .
  17087.  
  17088.  
  17089. The samples keyword  determines  how  many  samples  are  calculated  in  one
  17090. interval along the viewing ray. The length of  the  interval  is  either  the
  17091. distance as given by the distance keyword or the length of the  lit  part  of
  17092. the viewing ray, whichever is smaller. This lit part is a section of the  ray
  17093. that is most likely lit by a light source. In the case of a spotlight  it  is
  17094. the part of the ray that lies in the cone of light. In other cases it becomes
  17095. more difficult. The only thing you should keep in mind  is  that  the  actual
  17096. sampling interval length is variable but there will never be fewer  than  the
  17097. specified samples in the specified distance.
  17098.  
  17099. One
  17100. technique to reduce the visibility of sampling artifacts  is  to  jitter  the
  17101. sample points, i. e. to add random noise to their location. This can be  done
  17102. with the jitter keyword.
  17103.  
  17104. Another technique is super-sampling (an anti-aliasing method). This helps  to
  17105. avoid missing features by adding  additional  samples  in  places  were  high
  17106. intensity changes occur (e. g. the edge of a shadow).  The  anti-aliasing  is
  17107. turned on by the aa_level keyword. If this is larger than zero super-sampling
  17108. will be used. The additional samples will be recursively placed  between  two
  17109. samples with a high intensity change. The level to  which  subdivision  takes
  17110. places is specified by the aa_level keyword. Level one means one  subdivision
  17111. (one additional sample), level  two  means  two  subdivisions  (up  to  three
  17112. additional samples), etc.
  17113.  
  17114. The threshold for the intensity change is given by the aa_threshold  keyword.
  17115. If the intensity change is greater than this threshold anti-aliasing will  be
  17116. used for those two samples.
  17117.  
  17118. With spotlights you'll be able to create the best results because their  cone
  17119. of light will become visible. Pointlights can be used to create effects  like
  17120. street lights in fog. Lights can be made to not interact with the  atmosphere
  17121. by adding atmosphere off to the light source. They can be  used  to  increase
  17122. the overall light level off the scene to make it look more realistic.
  17123.  
  17124. You should note that the atmosphere feature will not work if  the  camera  is
  17125. inside a non-hollow object (see "Empty and  Solid  Objects"  for  a  detailed
  17126. explanation).
  17127.  
  17128. 7.7.2            Background
  17129.  
  17130. A background color can be specified if desired. Any ray that doesn't  hit  an
  17131. object will be colored with this color. The default background is black.  The
  17132. syntax for background is:
  17133.  
  17134.   background { colour <COLOUR> }
  17135.  
  17136.  
  17137. 7.7.3            Fog
  17138.  
  17139. Fog is defined by the following statement:
  17140.  
  17141.   fog {
  17142.     fog_type FOG_TYPE
  17143.     distance DISTANCE
  17144.     colour <COLOUR>
  17145.     [ turbulence <TURBULENCE> ]
  17146.     [ turb_depth TURB_DEPTH ]
  17147.     [ omega OMEGA ]
  17148.     [ lambda LAMBDA ]
  17149.     [ octaves OCTAVES ]
  17150.     [ fog_offset FOG_OFFSET ]
  17151.     [ fog_alt FOG_ALT ]
  17152.     [ up <FOG_UP> ]
  17153.     [ TRANSFORMATION ]
  17154.   }
  17155.  
  17156.  
  17157. The optional up vector specifies a direction pointing up, generally the  same
  17158. as the camera's up vector.  All  calculations  done  during  the  ground  fog
  17159. evaluation are done relative to this up vector, i. e. the actual heights  are
  17160. calculated along this vector.
  17161.  
  17162. The up vector can also be modified using any  of  the  known  transformations
  17163. described in "Transformations" . Though it may not be a good  idea  to  scale
  17164. the up vector - the results are hardly predictable - it is quite useful to be
  17165. able to rotate it. You should also note that translations do not  affect  the
  17166. up direction (and thus don't affect the fog).
  17167.  
  17168. Currently there are two fog types, constant fog and ground fog . The constant
  17169. fog has a constant density everywhere while the ground  fog  has  a  constant
  17170. density for all heights below a given point on the  up  axis  and  thins  out
  17171. along this axis. The height below which  the  fog  has  constant  density  is
  17172. specified by the fog_offset keyword. The fog_alt keyword is used  to  specify
  17173. the rate by which the fog fades away. At an  altitude  of  fog_offset+fog_alt
  17174. the fog has a density of 25%. The density of the fog at a given height  y  is
  17175. calculated by the formula:
  17176.  
  17177.  
  17178.            /
  17179.            |                  1
  17180.            | -------, y > fog_alt
  17181.            |  (1 + (y - fog_offset) / fog_alt) ^2
  17182. density = -|
  17183.            |
  17184.            |                  1,                   y <= fog_alt
  17185.            |
  17186.            \
  17187.  
  17188.  
  17189. The total density along a ray is calculated by integrating from the height of
  17190. the starting point to the height of the end point.
  17191.  
  17192. Two constants are defined for easy use of the fog types in the file const.inc
  17193. :
  17194.  
  17195.    // FOG TYPE CONSTANTS
  17196.    #declare Constant_Fog = 1
  17197.    #declare Ground_Fog   = 2
  17198.  
  17199.  
  17200. The color of a pixel with an intersection depth d is calculated by
  17201.  
  17202.   C_pixel = exp(-d/D) * C_object + (1-exp(-d/D)) * C_fog
  17203.  
  17204.  
  17205. where D is the fog distance. At depth 0  the  final  color  is  the  object's
  17206. color. If the intersection depth equals the  fog  distance  the  final  color
  17207. consists of 64% of the object's color and 36% of the fog's color.
  17208.  
  17209. The fog color that is given by the color keyword has three purposes. First it
  17210. defines the color to be used in blending the fog and the  background.  Second
  17211. it is used to specify a translucency  threshold.  By  using  a  transmittance
  17212. larger than zero one can make sure that at least that amount of light will be
  17213. seen through the fog. With a transmittance of 0.3 you'll see at least 30%  of
  17214. the background. Third it can be used to make a filtering fog. With  a  filter
  17215. value larger than zero the amount of background  light  given  by  the  filer
  17216. value will be multiplied with the fog color. A filter value of 0.7 will  lead
  17217. to a fog that filters 70% of the background light and leaves 30%  unfiltered.
  17218.  
  17219.  
  17220. Fogs may be layered . That is, you can apply as many layers  of  fog  as  you
  17221. like. Generally this is most effective if each  layer  is  a  ground  fog  of
  17222. different color, altitude  and  with  different  turbulence  values.  To  use
  17223. multiple layers of fogs, just add all of them to the scene.
  17224.  
  17225. You may optionally stir up the  fog  by  adding  turbulence.  The  turbulence
  17226. keyword may be followed by  a  float  or  vector  to  specify  an  amount  of
  17227. turbulence to be used. The omega , lambda and octaves  turbulence  parameters
  17228. may also be specified. See section "Pattern Modifiers" for details on all  of
  17229. these turbulence parameters.
  17230.  
  17231. Additionally the fog turbulence may be scaled  along  the  direction  of  the
  17232. viewing ray using the turb_depth amount. Typical values are from 0.0  to  1.0
  17233. or more. The default value is 0.5 but any float value may be used.
  17234.  
  17235. You should note that the fog feature will not work if the camera is inside  a
  17236. non-hollow object (see "Empty and Solid Objects" for a detailed explanation).
  17237.  
  17238.  
  17239. 7.7.4            Sky Sphere
  17240.  
  17241. The sky sphere is used create a realistic sky background without the need  of
  17242. an additional sphere to simulate the sky. Its syntax is:
  17243.  
  17244.   sky_sphere {
  17245.     pigment { PIGMENT1 }
  17246.     pigment { PIGMENT2 }
  17247.     pigment { PIGMENT3 }
  17248.     ...
  17249.     [ TRANSFORMATION ]
  17250.   }
  17251.  
  17252.  
  17253. The sky sphere can contain several pigment layers with the last pigment being
  17254. at the top, i. e. it is evaluated last, and the first pigment  being  at  the
  17255. bottom, i. e. it is evaluated first. If the upper  layers  contain  filtering
  17256. and/or transmitting components lower layers will shine through. If not  lower
  17257. layers will be invisible.
  17258.  
  17259. The sky sphere is calculated by using the direction vector as  the  parameter
  17260. for evaluating the pigment patterns. This leads to results  independent  from
  17261. the view point which pretty good models a real sky where the distance to  the
  17262. sky is much larger than the distances between visible objects.
  17263.  
  17264. If you want to add a nice color blend to your background you  can  easily  do
  17265. this by using the following example.
  17266.  
  17267.   sky_sphere {
  17268.     pigment {
  17269.       gradient y
  17270.       color_map {
  17271.         [ 0.5  color CornflowerBlue ]
  17272.         [ 1.0  color MidnightBlue ]
  17273.       }
  17274.       scale 2
  17275.       translate -1
  17276.     }
  17277.   }
  17278.  
  17279.  
  17280. This gives a soft blend from CornflowerBlue at the horizon to MidnightBlue at
  17281. the zenith. The scale and translate operations are used to map the  direction
  17282. vector values, which lie in the range from <-1, -1, -1> to <1,  1,  1>,  onto
  17283. the range from <0, 0, 0> to <1, 1, 1>. Thus a repetition of the  color  blend
  17284. is avoided for parts of the sky below the horizon.
  17285.  
  17286. In order to easily animate a sky sphere you can transform it using the  known
  17287. transformations described in "Transformations" . Though it may not be a  good
  17288. idea to translate or scale a sky sphere - the results are hardly  predictable
  17289. - it is quite useful to be able to rotate  it.  In  an  animation  the  color
  17290. blendings of the sky can be made to follow the rising sun for example.
  17291.  
  17292. You should note that only one sky sphere can be used in any  scene.  It  also
  17293. will not work  as  you  might  expect  if  you  use  camera  types  like  the
  17294. orthographic or cylindrical camera. The  orthographic  camera  uses  parallel
  17295. rays and thus you'll only see a very small part of the sky sphere (you'll get
  17296. one color skies in most cases).  Reflections  in  curved  surface  will  work
  17297. though, e. g. you will clearly see the sky in a mirrored ball.
  17298.  
  17299. 7.7.5            Rainbow
  17300.  
  17301. The rainbow is a fog-like, circular arc that can be used to create  rainbows.
  17302. The syntax is:
  17303.  
  17304.   rainbow {
  17305.     direction <DIR>
  17306.     angle ANGLE
  17307.     width WIDTH
  17308.     distance DISTANCE
  17309.     color_map { COLOUR_MAP }
  17310.     [ jitter JITTER ]
  17311.     [ up <UP> ]
  17312.     [ arc_angle ARC_ANGLE ]
  17313.     [ falloff_angle FALLOFF_ANGLE ]
  17314.   }
  17315.  
  17316.  
  17317. The direction vector determines the direction of the (virtual) light that  is
  17318. responsible for the rainbow. Ideally this is an  infinitely  far  away  light
  17319. source like the sun that emits parallel light rays. The position and size  of
  17320. the rainbow are specified by the angle and width keywords. To understand  how
  17321. they work you should first know how the rainbow is calculated.
  17322.  
  17323. For each ray the angle between the rainbow's direction vector and  the  ray's
  17324. direction vector is calculated. If this  angle  lies  in  the  interval  from
  17325. ANGLE-WIDTH/2 to ANGLE+WIDTH/2 the rainbow is hit by the ray.  The  color  is
  17326. then determined by using the angle as an index into the  rainbow's  colormap.
  17327. After the color has been determined it will  be  mixed  with  the  background
  17328. color in the same way like it is done for fogs.
  17329.  
  17330. Thus the angle and width parameters determine  the  angles  under  which  the
  17331. rainbow will be seen. The optional jitter keyword can be used to  add  random
  17332. noise to the index. This adds some irregularity to the rainbow that makes  it
  17333. look more realistic.
  17334.  
  17335. The distance keyword is the same like the  one  used  with  fogs.  Since  the
  17336. rainbow is a fog-like effect it's possible that the rainbow is noticeable  on
  17337. objects. If this effect is not wanted it can be  avoided  by  using  a  large
  17338. distance value. By default a sufficiently large value is used  to  make  sure
  17339. that this effect does not occure.
  17340.  
  17341. The color_map keyword is used to assign a color map that will be mapped  onto
  17342. the rainbow. To be able to create realistic rainbows it is important to  know
  17343. that the index into the color map increases with the angle between the  ray's
  17344. and rainbow's direction vector. The index is zero at the innermost  ring  and
  17345. one at the outermost ring . The filter and transmittance values of the colors
  17346. in the color map have the same meaning  as  the  ones  used  with  fogs  (see
  17347. section "Fog" ).
  17348.  
  17349. The default rainbow is a 360 degree arc that looks like a circle. This is  no
  17350. problem as long as you have a ground plane that hides the lower,  non-visible
  17351. part of the rainbow. If this isn't the case or if you don't want the full arc
  17352. to be  visible  you  can  use  the  optional  keywords  up  ,  arc_angle  and
  17353. falloff_angle to specify a smaller arc.
  17354.  
  17355. The arc_angle keyword determines the size of the arc in degrees  (from  0  to
  17356. 360 degrees). A value smaller  than  360  degrees  results  in  an  arc  that
  17357. abruptly vanishes. Since this doesn't look nice you can use the falloff_angle
  17358. keyword to specify a region in which the rainbow will smoothly blend into the
  17359. background making it vanish softly. The falloff angle has to  be  smaller  or
  17360. equal to the arc angle.
  17361.  
  17362. The up keyword determines were the zero angle position is. By  changing  this
  17363. vector you can rotate the rainbow about its direction. You should  note  that
  17364. the arc goes from -ARC_ANGLE/2 to +ARC_ANGLE/2.  The  soft  regions  go  from
  17365. -ARC_ANGLE/2 to -FALLOFF_ANGLE/2 and from +FALLOFF_ANGLE/2 to +ARC_ANGLE/2.
  17366.  
  17367. The following example generates a 120 degrees rainbow arc that has a  falloff
  17368. region of 30 degrees at both ends:
  17369.  
  17370.   rainbow {
  17371.     direction <0, 0, 1>
  17372.     angle 42.5
  17373.     width 5
  17374.     distance 1000
  17375.     jitter 0.01
  17376.     color_map { Rainbow_Color_Map }
  17377.     up <0, 1, 0>
  17378.     arc_angle 240
  17379.     falloff_angle 60
  17380.   }
  17381.  
  17382.  
  17383. It is possible to use any number of rainbows and to combine them  with  other
  17384. atmospheric effects.
  17385.  
  17386. 7.8              Global Settings
  17387.  
  17388. The global_settings statement is a catch-all statement that gathers  together
  17389. a number of global parameters. The statement may appear anywhere in  a  scene
  17390. as long as its  not  inside  any  other  statement.  You  may  have  multiple
  17391. global_settings statements in a scene. Whatever values were specified in  the
  17392. last global_settings statement override any previous settings. Regardless  of
  17393. where you specify the statement, the feature applies to the entire scene.
  17394.  
  17395. Note that some items which were language directives in previous  versions  of
  17396. POV-Ray have been moved inside the global_settings statement so  that  it  is
  17397. more obvious to the user that their effect  is  global.  The  old  syntax  is
  17398. permitted but generates a warning.
  17399.  
  17400.  
  17401.   global_settings {
  17402.     adc_bailout FLOAT
  17403.     ambient_light COLOR
  17404.     assumed_gamma FLOAT
  17405.     hf_gray_16 BOOLEAN
  17406.     irid_wavelength COLOR
  17407.     max_intersections INTEGER
  17408.     max_trace_level INTEGER
  17409.     number_of_waves INTEGER
  17410.     radiosity { RADIOSITY_ITEMS... }
  17411.   }
  17412.  
  17413.  
  17414. Each item is optional and may appear in and order. If an  item  is  specified
  17415. more than once, the last setting overrides previous values. Details  on  each
  17416. item are given in the following sections.
  17417.  
  17418. 7.8.1            ADC_Bailout
  17419.  
  17420. In scenes with many reflective and  transparent  surfaces,  POV-Ray  can  get
  17421. bogged down tracing multiple reflections and refractions that contribute very
  17422. little to the color of a particular pixel. The program uses a  system  called
  17423. Adaptive Depth Control  (ADC)  to  stop  computing  additional  reflected  or
  17424. refracted rays when their contribution is insignificant.
  17425.  
  17426. You may use the global setting adc_bailout keyword followed by float value to
  17427. specify the point at which a ray's contribution is considered  insignificant.
  17428.  
  17429.  
  17430.   global_settings { adc_bailout FLOAT }
  17431.  
  17432.  
  17433. The default value is 1/255, or approximately 0.0039, since a  change  smaller
  17434. than that could not be visible in a 24 bit image. Generally this  setting  is
  17435. perfectly adequate and should be left alone. Setting adc_bailout  to  0  will
  17436. disable ADC, relying completely on max_trace_level to set an upper  limit  on
  17437. the number of rays spawned.
  17438.  
  17439.  
  17440. 7.8.2            Ambient Light
  17441.  
  17442. Ambient light is used to simulate the effect of interdiffuse reflection  that
  17443. is responsible for lighting areas that partially or completely lie in shadow.
  17444. POV-Ray provides an ambient  light  source  to  let  you  easily  change  the
  17445. brightness of the ambient lighting without changing every  ambient  value  in
  17446. all finish statements.  It  also  lets  you  create  interesting  effects  by
  17447. changing the color of the ambient light source. The syntax is:
  17448.  
  17449.   global_settings { ambient_light COLOR }
  17450.  
  17451.  
  17452. The default is a white ambient light source set at rgb\langle  1,1,1>  .  The
  17453. actual ambient used is:    AMBIENT = FINISH_AMBIENT * GLOBAL_AMBIENT
  17454.  
  17455.  
  17456. 7.8.3            Assumed_Gamma
  17457.  
  17458. Many people may have noticed at one time or another that some images are  too
  17459. bright or dim when displayed on their system. As a rule, Macintosh users find
  17460. that images created on a PC are too bright, while PC users find  that  images
  17461. created on a Macintosh are too dim.
  17462.  
  17463. The assumed_gamma global setting works in conjunction with the  Display_Gamma
  17464. INI setting (see section "Display Hardware Settings" ) to ensure  that  scene
  17465. files render the same way across the wide variety of hardware platforms  that
  17466. POV-Ray is used on. The assumed gamma setting is used  in  a  scene  file  by
  17467. adding
  17468.  
  17469.   global_settings { assumed_gamma FLOAT }
  17470.  
  17471.  
  17472. where the assumed gamma value is the correction factor to be  applied  before
  17473. the pixels are displayed and/or saved to disk. For scenes  created  in  older
  17474. versions of POV-Ray, the assumed gamma value will be the same as the  display
  17475. gamma value of the system the scene was created on. For PC systems, the  most
  17476. common display gamma is 2.2, while for scenes created  on  Macintosh  systems
  17477. should use a scene gamma of 1.8. Another gamma value that sometimes occurs in
  17478. scenes is 1.0.
  17479.  
  17480. Scenes that do not have an assumed_gamma global setting  will  not  have  any
  17481. gamma correction performed on them, for compatibility  reasons.  If  you  are
  17482. creating new scenes or rendering old scenes, it is strongly recommended  that
  17483. you put in an appropriate assumed_gamma global setting. For new  scenes,  you
  17484. should use an assumed gamma value of 1.0 as this models how light appears  in
  17485. the real world more realistically.
  17486.  
  17487. The following sections explain more thoroughly what gamma is and  why  it  is
  17488. important.
  17489.  
  17490. 7.8.3.1          Monitor Gamma
  17491.  
  17492. The differences in how images are displayed is a result  of  how  a  computer
  17493. actually takes an image and displays it on the monitor.  In  the  process  of
  17494. rendering an image and displaying it on the screen, several gamma values  are
  17495. important, including the POV scene file or image file gamma and  the  monitor
  17496. gamma.
  17497.  
  17498. Most image files generated by POV-Ray store numbers in the range  from  0  to
  17499. 255 for each of the red, green and blue components of a pixel. These  numbers
  17500. represent the intensity of each color component, with 0 being black  and  255
  17501. being the brightest color (either 100% red, 100% green or 100% blue). When an
  17502. image is displayed, the graphics card converts each color  component  into  a
  17503. voltage which is sent to the monitor to light up  the  red,  green  and  blue
  17504. phosphors on the screen. The voltage is usually proportional to the value  of
  17505. each color component.
  17506.  
  17507. Gamma becomes important when displaying intensities that aren't  the  maximum
  17508. or minimum possible values. For example, 127  should  represent  50%  of  the
  17509. maximum intensity for pixels stored as numbers between 0 and 255. On  systems
  17510. that don't do gamma correction, 127 will be converted to 50% of  the  maximum
  17511. voltage, but because of the way the phosphors and  the  electron  guns  in  a
  17512. monitor work, this may be only 22%  of  the  maximum  color  intensity  on  a
  17513. monitor with a gamma of 2.2. To display a pixel which is 50% of  the  maximum
  17514. intensity on this monitor, we would need a voltage  of  73%  of  the  maximum
  17515. voltage, which translates to storing a pixel value of 186.
  17516.  
  17517. The relationship between the input pixel value and  the  displayed  intensity
  17518. can be approximated by an exponential function
  17519.  
  17520.   obright = ibright ^ display_gamma
  17521.  
  17522.  
  17523. where obright is  the  output  intensity  and  ibright  is  the  input  pixel
  17524. intensity. Both values are in the range from  0  to  1  (0%  to  100%).  Most
  17525. monitors have a fixed gamma value in the range from 1.8  to  2.6.  Using  the
  17526. above formula with display_gamma values greater than 1 means that the  output
  17527. brightness will be less than the input  brightness.  In  order  to  have  the
  17528. output and input brightness be equal an overall system gamma of 1 is  needed.
  17529. To do this, we need to gamma correct the input brightness in the same  manner
  17530. as above but with a gamma value of 1/display_gamma before it is sent  to  the
  17531. monitor. To correct for a  display  gamma  of  2.2,  this  pre-monitor  gamma
  17532. correction uses a gamma value of 1.0/2.2 or approximately 0.45.
  17533.  
  17534. How the pre-monitor gamma correction is done depends  on  what  hardware  and
  17535. software is being used. On Macintosh systems, the operating system has  taken
  17536. it upon itself to insulate  applications  from  the  differences  in  display
  17537. hardware. Through a gamma control panel the user  may  be  able  to  set  the
  17538. actual monitor gamma and MacOS will then convert  all  pixel  intensities  so
  17539. that the monitor will appear to have the specified gamma  value.  On  Silicon
  17540. Graphics  machines,  the  display  adapter  has  built-in  gamma  correction
  17541. calibrated to the monitor which gives the desired overall gamma (the  default
  17542. is 1.7). Unfortunately, on PCs and  most  UNIX  systems,  it  is  up  to  the
  17543. application to do any gamma correction needed.
  17544.  
  17545. 7.8.3.2          Image File Gamma
  17546.  
  17547. Since most PC and UNIX applications and image file formats  don't  understand
  17548. display gamma, they don't do anything to correct for it. As a  result,  users
  17549. creating images on these systems adjust the image in such a way that  it  has
  17550. the correct brightness when displayed. This means that the data values stored
  17551. in the files are made brighter to compensate for the darkening effect of  the
  17552. monitor. In essence, the 0.45 gamma correction is built in to the image files
  17553. created and stored on these systems. When these  files  are  displayed  on  a
  17554. Macintosh system, the gamma correction built in to the file, in  addition  to
  17555. gamma correction built into MacOS, means that the image will be  too  bright.
  17556. Similarly, files that look correct on Macintosh or SGI systems because of the
  17557. built-in gamma correction will be too dark when displayed on a PC.
  17558.  
  17559. The new PNG format files generated by POV-Ray 3.0 overcome the problem of too
  17560. much or not enough gamma correction by storing the image file gamma (which is
  17561. 1.0/display_gamma) inside the PNG file when it is generated by POV-Ray.  When
  17562. the PNG file is later displayed by a program that has been set up  correctly,
  17563. it uses this gamma value as well as the current display gamma to correct  for
  17564. the potentially different display gamma used  when  originally  creating  the
  17565. image.
  17566.  
  17567. Unfortunately, of all the image file formats POV-Ray  supports,  PNG  is  the
  17568. only one that has any gamma correction features and  is  therefore  preferred
  17569. for images that will be displayed on a wide variety of platforms.
  17570.  
  17571. 7.8.3.3          Scene File Gamma
  17572.  
  17573. The image file gamma problem itself is just a result of how scenes themselves
  17574. are generated in POV-Ray. When you start out with a new scene and are placing
  17575. light sources and adjusting surface textures and colors, you  generally  make
  17576. several attempts before the lighting is how you like it. How you choose these
  17577. settings depends upon the preview image or the image  file  stored  to  disk,
  17578. which in turn is dependent upon the overall gamma  of  the  display  hardware
  17579. being used.
  17580.  
  17581. This means that as the artist you are doing gamma correction in  the  POV-Ray
  17582. scene file for your particular hardware. This scene  file  will  generate  an
  17583. image file that is also gamma corrected for your hardware  and  will  display
  17584. correctly on systems similar  to  your  own.  However,  when  this  scene  is
  17585. rendered on another platform, it may be too bright or too dim, regardless  of
  17586. the output file format used. Rather than have you change all the scene  files
  17587. to have a single fixed gamma value (heaven forbid!), POV-Ray 3.0  allows  you
  17588. to specify in the scene file the display gamma of the system that  the  scene
  17589. was created on.
  17590.  
  17591. The assumed_gamma global setting, in conjunction with the  Display_Gamma  INI
  17592. setting lets POV-Ray know how to do gamma correction on a given scene so that
  17593. the preview and output image files will appear the correct brightness on  any
  17594. system. Since the gamma correction is done internally  to  POV-Ray,  it  will
  17595. produce output image files that are the correct brightness  for  the  current
  17596. display, regardless of what output format is used. As well, since  the  gamma
  17597. correction is performed in the high-precision data format that  POV-Ray  uses
  17598. internally, it produces better results than gamma correction done  after  the
  17599. file is written to disk.
  17600.  
  17601. Although you may not notice any difference in the output on your system  with
  17602. and without an assumed_gamma setting, the assumed gamma is important  if  the
  17603. scene is ever rendered on another platform.
  17604.  
  17605. 7.8.4            HF_Gray_16
  17606.  
  17607. The hf_gray_16 setting is useful when using POV-Ray to generate  heightfields
  17608. for use in other POV-Ray scenes. The syntax is...
  17609.  
  17610.   global_settings { hf_gray_16 BOOLEAN }
  17611.  
  17612.  
  17613. The boolean value turns the option on or off. If  the  keyword  is  specified
  17614. without the boolean value then the option is turned on. If hf_gray_16 is  not
  17615. specified in any global_settings statement  in  the  entire  scene  then  the
  17616. default is off.
  17617.  
  17618. When hf_gray_16 is on, the output file will be in the form of a  heightfield,
  17619. with the height at any point being dependent on the brightness of the  pixel.
  17620. The brightness of a pixel is calculated in the same way that color images are
  17621. converted to grayscale images:
  17622.  
  17623.   height = 0.3 * red + 0.59 * green + 0.11 * blue
  17624.  
  17625.  
  17626. Setting the hf_gray_16 option will cause the preview display, if used, to  be
  17627. grayscale rather than color. This is to allow you to see how the  heightfield
  17628. will look because some file formats store  heightfields  in  a  way  that  is
  17629. difficult  to  understand  afterwards.  See  section  "Height  Field"  for  a
  17630. description of how POV-Ray heightfields are stored for each file type.
  17631.  
  17632. 7.8.5            Irid_Wavelength
  17633.  
  17634. Iridescence calculations depend upon the dominant wavelengths of the  primary
  17635. colors of red, green and blue light. You may  adjust  the  values  using  the
  17636. global setting irid_wavelength as follows...   global_settings { irid_wavelen
  17637.  
  17638.  
  17639. The default value is rgb<0.25,0.18,0.14> and any filter  or  transmit  values
  17640. are ignored. These values are proportional to the  wavelength  of  light  but
  17641. they represent no real world units.
  17642.  
  17643. In general, the default values should prove  adequate  but  we  provide  this
  17644. option as a means to experiment with other values.
  17645.  
  17646. 7.8.6            Max_Trace_Level
  17647.  
  17648. In scenes with many reflective  and  transparent  surfaces  POV-Ray  can  get
  17649. bogged down tracing multiple reflections and refractions that contribute very
  17650. little to the color of a particular pixel. The global setting max_trace_level
  17651. defines the maximum number of recursive levels that POV-Ray will trace a ray.
  17652.  
  17653.  
  17654.   global_settings { max_trace_level INTEGER }
  17655.  
  17656.  
  17657. This is used when a ray is reflected or  is  passing  through  a  transparent
  17658. object and when shadow rays are cast. When a ray hits a  reflective  surface,
  17659. it spawns another ray to see what that point reflects. That  is  trace  level
  17660. one. If it hits another reflective surface another ray is spawned and it goes
  17661. to trace level two. The maximum level by default is five.
  17662.  
  17663. One speed enhancement added to POV-Ray  in  version  3.0  is  Adaptive  Depth
  17664. Control (ADC). Each time a new ray is spawned as a result  of  reflection  or
  17665. refraction its contribution to the overall color of the pixel is  reduced  by
  17666. the amount of reflection or the filter value of the  refractive  surface.  At
  17667. some point this contribution can be considered to be insignificant and  there
  17668. is no point in tracing any more rays. Adaptive depth control is  what  tracks
  17669. this contribution and makes the decision of when to bail out. On scenes  that
  17670. use a lot of partially reflective or refractive surfaces this can result in a
  17671. considerable reduction in the number of rays fired and makes it safer to  use
  17672. much higher max_trace_level values.
  17673.  
  17674. This reduction in color contribution is a result of scaling by the reflection
  17675. amount and/or the filter values of each  surface,  so  a  perfect  mirror  or
  17676. perfectly clear surface will not be optimizable  by  ADC.  You  can  see  the
  17677. results of ADC by watching the Rays Saved and Highest Trace Level displays on
  17678. the statistics screen.
  17679.  
  17680. The point at which  a  ray's  contribution  is  considered  insignificant  is
  17681. controlled by the adc_bailout value. The default is  1/255  or  approximately
  17682. 0.0039 since a change smaller than that could not be  visible  in  a  24  bit
  17683. image. Generally this setting is perfectly adequate and should be left alone.
  17684. Setting  adc_bailout  to  0  will  disable  ADC,   relying   completely   on
  17685. max_trace_level to set an upper limit on the number of rays spawned.
  17686.  
  17687. If max_trace_level is reached before a non-reflecting surface is found and if
  17688. ADC hasn't allowed an early exit from the ray tree the color is  returned  as
  17689. black. Raise max_trace_level if you see black areas in a  reflective  surface
  17690. where there should be a color.
  17691.  
  17692. The other symptom you could see is with transparent  objects.  For  instance,
  17693. try making a union of concentric spheres with a clear texture on  them.  Make
  17694. ten of them in the union with radius's from 1 to 10 and render the scene. The
  17695. image will show the first few spheres correctly, then black. This is  because
  17696. a new level is used every time you pass through a transparent surface.  Raise
  17697. max_trace_level to fix this problem.
  17698.  
  17699. Note that raising max_trace_level will use more memory and time and it  could
  17700. cause the program to crash with a stack overflow  error,  although  ADC  will
  17701. alleviate this  to  a  large  extent.  Values  for  max_trace_level  are  not
  17702. restricted, so it can be set to any number as long as you have the  time  and
  17703. memory. However, increasing  its  setting  does  not  necessarily  equate  to
  17704. increased image quality unless such depths are really needed by the scene.
  17705.  
  17706. 7.8.7            Max_Intersections
  17707.  
  17708. POV-Ray uses a set of internal  stacks  to  collect  ray/object  intersection
  17709. points. The usual maximum number of entries in these I-Stacks is 64.  Complex
  17710. scenes may cause these stacks to overflow. POV-Ray doesn't stop  but  it  may
  17711. incorrectly render your scene. When POV-Ray finishes rendering, a  number  of
  17712. statistics are displayed. If  you  see  I-Stack  Overflows  reported  in  the
  17713. statistics you should increase the stack size. Add a global setting  to  your
  17714. scene as follows:
  17715.  
  17716.   global_settings { max_intersections INTEGER }
  17717.  
  17718.  
  17719. 7.8.8            Number_Of_Waves
  17720.  
  17721. The wave and ripples pattern are generated by summing a series of waves, each
  17722. with a slightly different center and size. By default, ten waves  are  summed
  17723. but this amount can be globally controlled by  changing  the  number_of_waves
  17724. setting.
  17725.  
  17726.   global_settings { number_of_waves INTEGER }
  17727.  
  17728.  
  17729. Changing this value affects both waves and ripples alike on all  patterns  in
  17730. the scene.
  17731.  
  17732. 7.8.9            Radiosity
  17733.  
  17734. Radiosity is an  extra  calculation  that  more  realistically  computes  the
  17735. diffuse interreflection of light. This diffuse interreflection can be seen if
  17736. you place a white chair in a room full of blue carpet, blue  walls  and  blue
  17737. curtains. The chair will pick up a blue tint from  light  reflecting  off  of
  17738. other parts of the  room.  Also  notice  that  the  shadowed  areas  of  your
  17739. surroundings are not totally dark even if no light source shines directly  on
  17740. the surface. Diffuse light reflecting off  of  other  objects  fills  in  the
  17741. shadows. Typically ray-tracing uses a trick called ambient light to  simulate
  17742. such effects but it is not very accurate.
  17743.  
  17744. Radiosity is more accurate than simplistic ambient light but  it  takes  much
  17745. longer to compute. For  this  reason,  POV-Ray  does  not  use  radiosity  by
  17746. default. Radiosity is turned on using the Radiosity INI file  option  or  the
  17747. +QR command line switch.
  17748.  
  17749. The following sections describes how radiosity works, how to control it  with
  17750. various global settings and tips on trading quality vs. speed.
  17751.  
  17752. 7.8.9.1          How Radiosity Works
  17753.  
  17754. The problem of ray-tracing is to figure out what the light level is  at  each
  17755. point that you can see in a scene. Traditionally, in  ray  tracing,  this  is
  17756. broken into the sum of these components:
  17757.  
  17758.   - Diffuse, the effect that makes  the  side  of  things  facing  the  light
  17759.     brighter;
  17760.   - Specular, the effect that makes shiny things have dings  or  sparkles  on
  17761.     them;
  17762.   - Reflection, the effect that mirrors give; and
  17763.   - Ambient, the general all-over light level that any scene has, which keeps
  17764.     things in shadow from being pure black.
  17765.  
  17766.  
  17767. POV's radiosity system, based on a method by Greg Ward,  provides  a  way  to
  17768. replace the last term - the constant ambient light value - with a light level
  17769. which is based on what surfaces are nearby and how bright in turn they are.
  17770.  
  17771. The first thing you  might  notice  about  this  definition  is  that  it  is
  17772. circular: the light of everything is dependent on everything  else  and  vice
  17773. versa. This is true in real life but in the world of ray-tracing, we can make
  17774. an approximation. The approximation that is used  is:  the  objects  you  are
  17775. looking at have their ambient values calculated for you by checking the other
  17776. objects nearby. When those objects are checked during this process,  however,
  17777. a traditional constant ambient term is used.
  17778.  
  17779. How does POV-Ray calculate the ambient term for each point?  By  sending  out
  17780. more rays, in many different directions, and averaging the results. A typical
  17781. point might use 200 or  more  rays  to  calculate  its  ambient  light  level
  17782. correctly.
  17783.  
  17784. Now this sounds like it would make the ray-tracer 200 times slower.  This  is
  17785. true, except that the software takes advantage of the fact that ambient light
  17786. levels change quite slowly (remember, shadows are calculated  separately,  so
  17787. sharp shadow edges are not a problem). Therefore, these extra rays  are  sent
  17788. out only once in a while (about 1 time in 50), then these  calculated  values
  17789. are saved and reused for nearby pixels in the image when possible.
  17790.  
  17791. This process of saving and reusing values is  what  causes  the  need  for  a
  17792. variety of tuning parameters, so you can get the scene to look just  the  way
  17793. you want.
  17794.  
  17795. 7.8.9.2          Adjusting Radiosity
  17796.  
  17797. As described earlier, radiosity is turned on by using the Radiosity INI  file
  17798. option or the +QR command line switch. However radiosity has many  parameters
  17799. that are specified in a radiosity {... } statement inside  a  global_settings
  17800. {... } statement as follows:
  17801.  
  17802.    global_settings {
  17803.      radiosity {
  17804.        brightness FLOAT
  17805.        count INTEGER
  17806.        distance_maximum FLOAT
  17807.        error_bound FLOAT
  17808.        gray_threshold FLOAT
  17809.        low_error_factor FLOAT
  17810.        minimum_reuse FLOAT
  17811.        nearest_count INTEGER
  17812.        recursion_limit INTEGER
  17813.      }
  17814.    }
  17815.  
  17816.  
  17817. Each item is optional and may appear in and order. If an  item  is  specified
  17818. more than once the last setting overrides previous values.  Details  on  each
  17819. item is given in the following sections.
  17820.  
  17821. 7.8.9.2.1        brightness
  17822.  
  17823. This is the degree to  which  ambient  values  are  brightened  before  being
  17824. returned upwards to the rest of the system. If an object is red \langle 1, 0,
  17825. 0>, with an ambient value of 0.3, in normal situations a red component of 0.3
  17826. will be added in. With radiosity on, assume it was surrounded by an object of
  17827. gra color <0.6, 0.6, 0.6>.  The  average  color  returned  by  the  gathering
  17828. process will be the same. This will be multiplied by  the  texture's  ambient
  17829. weight value of 0.3, returning <0.18, 0.18, 0.18>. This is much  darker  than
  17830. the 0.3 which would be added in normally. Therefore, all returned values  are
  17831. brightened by the inverse of the average of the  calculated  values,  so  the
  17832. average ambient added in does not change. Some will be higher than  specified
  17833. (higher than 0.3 in this example) and some will  be  lower  but  the  overall
  17834. scene brightness will be unchanged.
  17835.  
  17836.  
  17837. 7.8.9.2.2        count
  17838.  
  17839. The number of rays that are sent out whenever a new radiosity value has to be
  17840. calculated is given by count . Values of 100 to 150  make  most  scenes  look
  17841. good. Higher values might be needed for scenes  with  high  contrast  between
  17842. light levels or small patches of light causing the illumination.  This  would
  17843. be used only for a final rendering on an image because  it  is  very  compute
  17844. intensive. Since most scenes calculate the ambient  value  at  1%  to  2%  of
  17845. pixels, as a rough estimate, your rendering will take 1% to 2% of this number
  17846. times as long. If you set it to 300 your rendering might take 3 to 6 times as
  17847. long to complete (1% to 2% times 300).
  17848.  
  17849. When this value is too low, the light level will tend to look  a  little  bit
  17850. blotchy, as if the surfaces you're looking at were slightly warped.  If  this
  17851. is not important to your scene (as in the case that you have a bump map or if
  17852. you have a strong texture) then by all means use a lower number.
  17853.  
  17854.  
  17855. 7.8.9.2.3        distance_maximum
  17856.  
  17857. The distance_maximum is the only tuning value that depends upon the  size  of
  17858. the objects in the  scene.  This  one  must  be  set  for  scenes  to  render
  17859. properly... the rest can be ignored for a  first  try.  It  is  difficult  to
  17860. describe the meaning simply but it sets the distance in model  units  from  a
  17861. sample at which the error is guaranteed to hit 100%  (  radiosity_error_bound
  17862. >=1): no samples are reused  at  a  distance  larger  than  this  from  their
  17863. original calculation point.
  17864.  
  17865. Imagine an apple at the left edge of a table. The goal is to make  sure  that
  17866. samples on the surface of the table at the right are not used  too  close  to
  17867. the apple and definitely not underneath the apple. If  you  had  enough  rays
  17868. there wouldn't be a problem since one of them would be guaranteed to hit  the
  17869. apple and set the reuse radius properly for you. In practice, you must  limit
  17870. this.
  17871.  
  17872. We use this technique: find the object in your scene  which  might  have  the
  17873. following problem: a small object on a larger flatter surface that  you  want
  17874. good ambient light near. Now, how far from this would you have to get  to  be
  17875. sure that one of  your  rays  had  a  good  chance  of  hitting  it?  In  the
  17876. apple-on-the-table example, assuming I used one POV-Ray unit as one  inch,  I
  17877. might use 30 inches. A theoretically sound way (when you are running lots  of
  17878. rays) is the distance at which this object's  top  is  5  degrees  above  the
  17879. horizon of the sample point you are considering. This corresponds to about 11
  17880. times the height of the object. So, for a 3-inch apple, 33 inches makes  some
  17881. sense. For good behavior under and around a 1/3 inch pea, use 3  inches  etc.
  17882. Another VERY rough estimate is one third the distance from your eye  position
  17883. to the point you are looking at. The reasoning is that you  are  probably  no
  17884. more than 90 inches from the apple on  the  table,  if  you  care  about  the
  17885. shading underneath it.
  17886.  
  17887.  
  17888. 7.8.9.2.4        error_bound
  17889.  
  17890. The error_bound is one of the two main speed/quality tuning values (the other
  17891. is of course the number of rays shot). In an ideal world, this would  be  the
  17892. only value needed. It is intended to mean the fraction  of  error  tolerated.
  17893. For example, if it were set to 1 the algorithm  would  not  calculate  a  new
  17894. value until the error on the last one was  estimated  at  as  high  as  100%.
  17895. Ignoring the error introduced by rotation for the moment,  on  flat  surfaces
  17896. this is equal to the fraction of the reuse distance, which  in  turn  is  the
  17897. distance to the closest item hit. If you have an old sample on the  floor  10
  17898. inches from a wall, an error bound of 0.5 will get you  a  new  sample  at  a
  17899. distance of about 5 inches from the wall. 0.5 is a little  rough  and  ready,
  17900. 0.33 is good for final renderings. Values much lower than 0.3 take forever  .
  17901.  
  17902.  
  17903. 7.8.9.2.5        gray_threshold
  17904.  
  17905. Diffusely interreflected light is a function of the objects around the  point
  17906. in question. Since this is recursively  defined  to  millions  of  levels  of
  17907. recursion, in any real life scene, every point is  illuminated  at  least  in
  17908. part by every other part of the scene. Since we can't afford to compute this,
  17909. we only do one bounce and the  calculated  ambient  light  is  very  strongly
  17910. affected by the colors of the objects near it. This is known as  color  bleed
  17911. and it really happens but not as much as this calculation method  would  have
  17912. you believe. The gray_threshold variable grays it down a little, to make your
  17913. scene more believable. A value of .6 means to calculate the ambient value  as
  17914. 60% of the equivalent grey value calculated, plus 40%  of  the  actual  value
  17915. calculated. At 0%, this  feature  does  nothing.  At  100%,  you  always  get
  17916. white/grey ambient light, with no hue. Note that this  does  not  change  the
  17917. lightness/darkness, only the strength  of  hue/grayness  (in  HLS  terms,  it
  17918. changes H only).
  17919.  
  17920.  
  17921. 7.8.9.2.6        low_error_factor
  17922.  
  17923. If you calculate just enough samples, but no more,  you  will  get  an  image
  17924. which has slightly blotchy lighting. What  you  want  is  just  a  few  extra
  17925. interspersed, so that the blending will be nice and smooth. The  solution  to
  17926. this is the mosaic preview:  it  goes  over  the  image  one  or  more  times
  17927. beforehand, calculating radiosity values. To ensure that you get a few extra,
  17928. the radiosity algorithm lowers the error bound during the  pre-final  passes,
  17929. then sets it back just before the final pass.  This  tuning  value  sets  the
  17930. amount that the error bound is dropped during the preliminary  image  passes.
  17931. If your low error factor is 0.8 and your error bound is set to  0.4  it  will
  17932. really use an error bound of 0.32 during the first  passes  and  0.4  on  the
  17933. final pass.
  17934.  
  17935.  
  17936. 7.8.9.2.7        minimum_reuse
  17937.  
  17938. The minimum effective radius ratio is set by  minimum_reuse  .  This  is  the
  17939. fraction of the screen width which sets the minimum radius of reuse for  each
  17940. sample point (actually, it is the fraction of the distance from the  eye  but
  17941. the two are roughly equal). For example, if the value is 0.02 the  radius  of
  17942. maximum reuse for every sample is set to whatever ground distance corresponds
  17943. to 2% of the width of the screen. Imagine you sent a ray off to  the  horizon
  17944. and it hits the ground at a distance of 100 miles  from  your  eyepoint.  The
  17945. reuse distance for that sample will be set to 2 miles.  At  a  resolution  of
  17946. 300*400 this will correspond to (very roughly) 8 pixels. The theory  is  that
  17947. you don't want to  calculate  values  for  every  pixel  into  every  crevice
  17948. everywhere in the scene, it will take too long. This sets a minimum bound for
  17949. the reuse. If this value is too low, (which is should be in theory) rendering
  17950. gets slow, and inside corners can get a little grainy. If it is set too high,
  17951. you don't get the natural darkening of illumination near inside edges,  since
  17952. it reuses. At values higher than 2% you start getting more just plain errors,
  17953. like reusing the illumination of the open table underneath the apple.
  17954.  
  17955. Remember that this is a unitless ratio.
  17956.  
  17957.  
  17958. 7.8.9.2.8        nearest_count
  17959.  
  17960. The nearest_count value is the maximum number of old ambient  values  blended
  17961. together to create a  new  interpolated  value.  It  will  always  be  the  n
  17962. geometrically closest reusable points that get used. If you go lower than  4,
  17963. things can get pretty patchy. This can be good for debugging, though. Must be
  17964. no more than 10, since that is the size of the array allocated.
  17965.  
  17966.  
  17967. 7.8.9.2.9        radiosity_quality
  17968.  
  17969.  
  17970. 7.8.9.2.10       recursion_limit
  17971.  
  17972. This value determines how many recursion levels are  used  to  calculate  the
  17973. diffuse inter-reflection. Valid values are one and two.
  17974.  
  17975.  
  17976. 7.8.9.3          Tips on Radiosity
  17977.  
  17978. If you want to see where your values are being calculated set radiosity_count
  17979. down to about 20, set radiosity_nearest_count to 1 and set radiosity_grey  to
  17980. 0. This will make everything maximally patchy, so you'll be able to  see  the
  17981. borders between patches. There will have been a radiosity calculation at  the
  17982. center of most patches. As a bonus, this is quick to run. You can then change
  17983. the radiosity_error_bound up and down to see how it changes things.  Likewise
  17984. modify radiosity_reuse_dist_min and max .
  17985.  
  17986. One way to get extra smooth results: crank up the sample count (we've gone as
  17987. high as 1300) and drop the low_error_factor to something small like 0.6. Bump
  17988. up the reuse_count to 7 or 8. This will get better values, and more of  them,
  17989. then interpolate among more of them on the last pass. This is not for  people
  17990. with a lack of patience  since  it  is  like  a  squared  function.  If  your
  17991. blotchiness is only in certain corners or near certain objects try tuning the
  17992. error bound instead. Never drop it by more than a little at a time, since the
  17993. run time will get very long.
  17994.  
  17995. If your scene looks good but right near some objects you  get  spots  of  the
  17996. right (usually darker) color showing on a flat surface  of  the  wrong  color
  17997. (same as far away from the object), then try  dropping  reuse_dist_max  .  If
  17998. that still doesn't work well increase your ray count  by  100  and  drop  the
  17999. error bound just a bit. If you still have problems, drop  reuse_nearest_count
  18000. to about 4.
  18001.  
  18002. APPENDIX A       Copyright
  18003.  
  18004. The following sections contain the legal  information  and  license  for  the
  18005. Persistence of Vision(tm) Ray-Tracer, also called POV-Ray(tm).
  18006.  
  18007.  
  18008. APPENDIX A.1     General License Agreement
  18009.  
  18010. THIS NOTICE MUST ACCOMPANY ALL  OFFICIAL  OR  CUSTOM  PERSISTENCE  OF  VISION
  18011. FILES. IT MAY NOT BE REMOVED OR MODIFIED. THIS INFORMATION  PERTAINS  TO  ALL
  18012. USE OF THE PACKAGE WORLDWIDE. THIS DOCUMENT SUPERSEDES ALL  PREVIOUS  GENERAL
  18013. LICENSES OR DISTRIBUTION POLICIES. ANY INDIVIDUALS, COMPANIES OR  GROUPS  WHO
  18014. HAVE BEEN GRANTED SPECIAL LICENSES MAY CONTINUE TO DISTRIBUTE VERSION 2.x BUT
  18015. MUST RE-APPLY FOR VERSION 3.00 OR LATER .
  18016.  
  18017. This document pertains to the use and  distribution  of  the  Persistence  of
  18018. Vision(tm) Ray-Tracer a. k. a POV-Ray(tm). It applies to all POV-Ray  program
  18019. source files, executable (binary) files, scene  files,  documentation  files,
  18020. help file, bitmaps and INI  files  contained  in  official  POV-Ray  Team(tm)
  18021. archives. All of these are referred to here as the software .
  18022.  
  18023. All of this software is Copyright 1991,1996 by the POV-Ray Team(tm). Although
  18024. it is distributed as freeware, it is NOT Public Domain.
  18025.  
  18026. The copyrighted package may ONLY be distributed and/or modified according  to
  18027. the license granted herein. The spirit of the license is to  promote  POV-Ray
  18028. as a standard ray-tracer, provide the full POV-Ray package freely to as  many
  18029. users as possible, prevent POV-Ray users  and  developers  from  being  taken
  18030. advantage of, enhance the life quality of those  who  come  in  contact  with
  18031. POV-Ray. This license was created so these goals could be realized.  You  are
  18032. legally bound to follow these rules, but we hope you will follow  them  as  a
  18033. matter of ethics, rather than fear of litigation.
  18034.  
  18035. APPENDIX A.2     Usage Provisions
  18036.  
  18037. Permission is granted to the user to use the software and associated files in
  18038. this package to create and render images. The use of this  software  for  the
  18039. purpose of creating images is completely free. The creator of  a  scene  file
  18040. and the image created from the scene file, retains all rights  to  the  image
  18041. and scene file they created and may use them for any  purpose  commercial  or
  18042. noncommercial.
  18043.  
  18044. The user is also granted the right to use the scenes files,  fonts,  bitmaps,
  18045. and include files distributed in the include ,  texsamps  and  pov3demo  sub-
  18046. directories in their own scenes. Such permission does not extend to files  in
  18047. the povscn sub-directory. povscn files are for your enjoyment  and  education
  18048. but may not be the basis of any derivative works.
  18049.  
  18050. APPENDIX A.3     General Rules for All Distributions
  18051.  
  18052. The permission  to  distribute  this  package  under  certain  very  specific
  18053. conditions is granted in advance, provided that the following conditions  are
  18054. met.
  18055.  
  18056. These archives must not be re-archived using a different method  without  the
  18057. explicit permission of the POV-Team. You may rename the archives only to meet
  18058. the file name conventions of your system or to avoid file  name  duplications
  18059. but we ask that you try to keep file names as similar  to  the  originals  as
  18060. possible (for example: povsrc.zip to povsrc30.zip )
  18061.  
  18062. Ready-to-run unarchived distribution on CD-ROM is also permitted if the files
  18063. are arranged in our standard directory or folder structure as though  it  had
  18064. been properly installed on a hard disk.
  18065.  
  18066. You must distribute a full package of files as described in the next section.
  18067. No portion of this package may be separated from the package and  distributed
  18068. separately other than under the conditions specified in the provisions  given
  18069. below.
  18070.  
  18071. Non-commercial distribution in which no  money  or  compensation  is  charged
  18072. (such as a user copying the software for a personal friend or  colleague)  is
  18073. permitted with no other restrictions.
  18074.  
  18075. Teachers and educational institutions may also  distribute  the  material  to
  18076. students and may charge minimal copying costs if the software is to  be  used
  18077. in a course.
  18078.  
  18079. APPENDIX A.4     Definition of "Full Package"
  18080.  
  18081. POV-Ray is contained in two sets of archives for each  hardware  platform.  A
  18082. full package consists of either:
  18083.  
  18084. 1)  End  user  executable  archives  containing   an   executable   program,
  18085. documentation, and sample scenes but no source. - or - 2) Programmer archives
  18086. containing full source code but no  executable.  Also  you  must  include  an
  18087. archive containing documentation, and sample scenes. On some  platforms,  the
  18088. documentation and sample scenes are  archived  separately  from  the  source.
  18089. Source alone is not sufficient. You must have docs and scenes.
  18090.  
  18091. POV-Ray is officially distributed for MS-Dos; Windows 32-bit; Linux for Intel
  18092. x86 series; Apple Macintosh; Apple PowerPC; SunOS; and Amiga.  Other  systems
  18093. may be added in the future.
  18094.  
  18095. Distributors need not support all platforms but for each platform you support
  18096. you must distribute a full package. For example a Macintosh only BBS need not
  18097. distribute the Windows versions.
  18098.  
  18099. This software may only be bundled with other software packages  according  to
  18100. the conditions specified in the provisions below.
  18101.  
  18102.  
  18103.  
  18104.  
  18105.  
  18106. {/HEADER 1 Conditions for Shareware/Freeware Distribution Companies/}
  18107.  
  18108. Shareware and freeware distribution companies  may  distribute  the  software
  18109. included in software-only compilations using media such as, but  not  limited
  18110. to, floppy disk, CD-ROM, tape backup, optical disks, hard  disks,  or  memory
  18111. cards. This section only  applies  to  distributors  of  collected  programs.
  18112. Anyone wishing to bundle the package with a shareware product  must  use  the
  18113. commercial bundling rules. Any bundling with books, magazines or other  print
  18114. media should also use the commercial rules.
  18115.  
  18116. You must notify us that you are distributing POV-Ray and must provide us with
  18117. information on how to contact you should any support issues arise.
  18118.  
  18119. No more than five dollars U.S. ($5) can be charged per disk for  the  copying
  18120. of this software and the media it is provided on. Space on each disk must  be
  18121. used as fully as possible. You may not spread the files over more disks  than
  18122. are necessary.
  18123.  
  18124. Distribution on high volume media such as backup tape or CD-ROM is  permitted
  18125. if the total cost to the user is no more than $0.08 U.S. dollars per megabyte
  18126. of data. For example a CD-ROM with 600 meg could cost no more than $48.00.
  18127.  
  18128. APPENDIX A.5     Conditions for On-Line Services and BBS's Including Internet
  18129.  
  18130.  
  18131. On-line services,  BBS's  and  internet  sites  may  distribute  the  POV-Ray
  18132. software under the conditions in this section. Sites which allow users to run
  18133. POV-Ray from remote locations must use separate  provisions  in  the  section
  18134. below.
  18135.  
  18136. The archives must all be easily  available  on  the  service  and  should  be
  18137. grouped together in a similar on-line area.
  18138.  
  18139. It is strongly requested that sites remove prior versions of POV-Ray to avoid
  18140. user confusion and simplify or minimize our support efforts.
  18141.  
  18142. The site may only charge standard usage rates for  the  downloading  of  this
  18143. software. A premium may not be charged for this package. I. e. CompuServe  or
  18144. America On-Line may make these archives available to their  users,  but  they
  18145. may only charge regular usage rates for the time required to download.
  18146.  
  18147. APPENDIX A.6     Online or Remote Execution of POV-Ray
  18148.  
  18149. Some internet sites have been set up so that remote users  can  actually  run
  18150. POV-Ray software on the internet server. Other companies sell  CPU  time  for
  18151. running POV-Ray software on workstations or high-speed computers. Such use of
  18152. POV-Ray software is permitted under the following conditions.
  18153.  
  18154. Fees or charges, if any, for such services must be for connect time,  storage
  18155. or processor usage ONLY. No premium  charges  may  be  assessed  for  use  of
  18156. POV-Ray beyond that charged for use of other software. Users must be  clearly
  18157. notified that they are being charged for use of the computer and not for  use
  18158. of POV-Ray software.
  18159.  
  18160. Users must be prominently informed that they are using POV-Ray software, that
  18161. such software is free, and where they can find official POV-Ray software. Any
  18162. attempt to obscure the fact that the user is  running  POV-Ray  is  expressly
  18163. prohibited.
  18164.  
  18165. All files normally available in a full  package  distribution,  especially  a
  18166. copy of this license and full documentation must be available for download or
  18167. readable online so that users of an online executable have access to  all  of
  18168. the material of a full user package.
  18169.  
  18170. If the POV-Ray software has been modified in any way, it must also follow the
  18171. provisions for custom versions below.
  18172.  
  18173. APPENDIX A.7     Conditions for Distribution of Custom Versions
  18174.  
  18175. The user is granted the privilege to modify and compile the source  code  for
  18176. their own personal use in any fashion they see fit.  What  you  do  with  the
  18177. software in your own home is your business.
  18178.  
  18179. If the user  wishes  to  distribute  a  modified  version  of  the  software,
  18180. documentation or other parts of the package (here  after  referred  to  as  a
  18181. custom version ) they must follow the provisions given below.  This  includes
  18182. any translation of the documentation  into  other  languages  or  other  file
  18183. formats. These license provisions have been established to promote the growth
  18184. of POV-Ray and prevent difficulties for users and  developers  alike.  Please
  18185. follow them carefully for the benefit of all concerned when creating a custom
  18186. version.
  18187.  
  18188. No portion of the POV-Ray  source  code  may  be  incorporated  into  another
  18189. program unless it is clearly a custom version of POV-Ray that includes all of
  18190. the basic functions of POV-Ray.
  18191.  
  18192. All executables, documentation, modified files and descriptions of  the  same
  18193. must clearly identify themselves as a  modified  and  unofficial  version  of
  18194. POV-Ray. Any attempt to obscure the fact that the user is running POV-Ray  or
  18195. to obscure that this is an unofficial version expressly prohibited.
  18196.  
  18197. You must provide all POV-Ray support  for  all  users  who  use  your  custom
  18198. version. You must provide information  so  that  user  may  contact  you  for
  18199. support for your custom version. The POV-Ray Team is not obligated to provide
  18200. you or your users any technical support.
  18201.  
  18202. Include contact information in the DISTRIBUTION_MESSAGE macros in the  source
  18203. file  optout.h  and  insure  that  the  program  prominently  displays  this
  18204. information. Display  all  copyright  notices  and  credit  screens  for  the
  18205. official version.
  18206.  
  18207. Custom versions may only be distributed as freeware. You  must  make  all  of
  18208. your modifications to POV-Ray freely and publicly available with full  source
  18209. code to the modified portions of POV-Ray  and  must  freely  distribute  full
  18210. source to any new parts of the custom version. The goal is that users must be
  18211. able to re-compile the program themselves and to be able to  further  improve
  18212. the program with their own modifications.
  18213.  
  18214. You must provide documentation for any and all modifications  that  you  have
  18215. made to the program that you are  distributing.  Include  clear  and  obvious
  18216. information on how to obtain the official POV-Ray.
  18217.  
  18218. The user is encouraged to send enhancements and  bug  fixes  to  the  POV-Ray
  18219. Team, but the team is in no way required to  utilize  these  enhancements  or
  18220. fixes. By sending material to the team, the contributor asserts that he  owns
  18221. the materials or has the right to distribute these materials.  He  authorizes
  18222. the team to use the materials  any  way  they  like.  The  contributor  still
  18223. retains rights to the donated material, but by donating, grants unrestricted,
  18224. irrevocable usage and distribution rights  to  the  POV-Ray  Team.  The  team
  18225. doesn't have to use the material, but if we do, you do not acquire any rights
  18226. related to POV-Ray. The team will give you credit as the creator of new  code
  18227. if applicable.
  18228.  
  18229.  
  18230. APPENDIX A.8     Conditions for Commercial Bundling
  18231.  
  18232. Vendors  wishing  to  bundle  POV-Ray  with  commercial  software  (including
  18233. shareware) or with publications must first obtain  explicit  permission  from
  18234. the POV-Ray Team. This includes any commercial software or publications, such
  18235. as,  but  not  limited  to,  magazines,  cover-disk   distribution,   books,
  18236. newspapers, or newsletters in print or machine readable form.
  18237.  
  18238. The POV-Ray Team will decide if  such  distribution  will  be  allowed  on  a
  18239. case-by-case basis and may impose certain restrictions as it  sees  fit.  The
  18240. minimum terms are given below. Other conditions may be imposed.
  18241.  
  18242.   * Purchasers of your product must not be  led  to  believe  that  they  are
  18243.     paying for POV-Ray. Any mention of the POV-Ray  bundle  on  the  box,  in
  18244.     advertising or in instruction manuals  must  be  clearly  marked  with  a
  18245.     disclaimer that POV-Ray is free software and can be obtained for free  or
  18246.     nominal cost from various sources.
  18247.   * Include clear and obvious information  on  how  to  obtain  the  official
  18248.     POV-Ray.
  18249.   * You must provide all POV-Ray support for all users who  acquired  POV-Ray
  18250.     through your product. The POV-Ray Development Team is  not  obligated  to
  18251.     provide you or your customers any technical support.
  18252.   * Include a credit page or pages in your documentation for POV-Ray.
  18253.   * If you modify any portion POV-Ray for use with your hardware or software,
  18254.     you must follow the custom version rules in addition to these rules.
  18255.   * Include contact and support information for your product.
  18256.   * Include a full user package as described above.
  18257.  
  18258. APPENDIX A.9     Other Provisions
  18259.  
  18260. The  team  permits  and  encourages  the  creation  of  programs,  including
  18261. commercial packages, which import, export or translate files in  the  POV-Ray
  18262. Scene Description Language. There are no restrictions on use of the  language
  18263. itself. We reserve the right to add or remove  or  change  any  part  of  the
  18264. language.
  18265.  
  18266. "POV-Ray",  "Persistence  of  Vision",  "POV-Ray  Team"  and  "POV-Help"  are
  18267. trademarks of the POV-Ray Team.
  18268.  
  18269. While we do not claim any restrictions on the letters "POV" alone, we  humbly
  18270. request that you not use POV in the name of your product. Such use  tends  to
  18271. imply it is a product of the POV-Ray Team. Existing programs which used "POV"
  18272. prior to the publication of this document need not feel guilty for  doing  so
  18273. provided that you make it clear that the program is not the work of the  team
  18274. nor endorsed by us.
  18275.  
  18276. APPENDIX A.10    Revocation of License
  18277.  
  18278. VIOLATION OF THIS LICENSE IS A VIOLATION OF COPYRIGHT LAWS. IT WILL RESULT IN
  18279. REVOCATION OF ALL DISTRIBUTION PRIVILEGES AND MAY RESULT IN CIVIL OR CRIMINAL
  18280. PENALTY .
  18281.  
  18282. Such violators who are prohibited from distribution  will  be  identified  in
  18283. this document.
  18284.  
  18285. In this regard, "PC Format", a magazine published by Future Publishing,  Ltd.
  18286. in the United Kingdom, distributed incomplete  versions  of  POV-Ray  1.0  in
  18287. violation the license which was effect at the time. They later  attempted  to
  18288. distribute POV-Ray 2.2 without  prior  permission  of  the  POV-Ray  Team  in
  18289. violation the license which was in effect at the time. There is evidence that
  18290. other Future Publishing companies have also violated our terms. Therefore "PC
  18291. Format", and any other magazine, book or CD-ROM publication owned  by  Future
  18292. Publishing is expressly prohibited from any distribution of POV-Ray  software
  18293. until further notice.
  18294.  
  18295. APPENDIX A.11    Disclaimer
  18296.  
  18297. This software is provided as is without any guarantees or warranty.  Although
  18298. the authors have attempted to find and correct any bugs in the package,  they
  18299. are not responsible for any damage or losses of any kind caused by the use or
  18300. misuse of the package.  The  authors  are  under  no  obligation  to  provide
  18301. service, corrections, or upgrades to this package.
  18302.  
  18303. APPENDIX A.12    Technical Support
  18304.  
  18305. We sincerely hope you have fun with our program. If  you  have  any  problems
  18306. with the program, the team would like to hear about them. Also, if  you  have
  18307. any comments, questions or enhancements, please contact the POV-Ray  Team  on
  18308. the CompuServe Information Service in the GO GRAPHICS forums, GRAPHDEV forum.
  18309. Also check us out on the internet at http://www.povray.org or  ftp.povray.org
  18310. . The USENET group comp.graphics.rendering.raytracing is a  great  source  of
  18311. information on POV-Ray and related topics.
  18312.  
  18313. License enquiries should be made via email and limited technical  support  is
  18314. available via email to:
  18315.  
  18316.    Chris Young
  18317.    POV-Ray Team Coordinator
  18318.    CIS: 76702,1655
  18319.    Internet 76702.1655@compuserve.com
  18320.  
  18321.  
  18322. The following postal address is only for official license business  and  only
  18323. if email is impossible.
  18324.  
  18325. We do not provide technical support via regular mail, only  email.  We  don't
  18326. care if you don't have a modem or online access. We will not mail  you  disks
  18327. with updated versions. Do not send money.
  18328.  
  18329.    Chris Young
  18330.    3119 Cossell Drive
  18331.    Indianapolis, IN 46224 U.S.A.
  18332.  
  18333.  
  18334. The other authors' contact information may be found in section "Authors" (see
  18335. also "Postcards for POV-Ray Team Members" ).
  18336.  
  18337. APPENDIX B       Authors
  18338.  
  18339. Following is a list in alphabetic order of all people who have ever worked on
  18340. the POV-Ray Team or who have made a note-worthy contribution. If you want  to
  18341. contact or thank the authors read the sections "Contacting the  Authors"  and
  18342. "Postcards for POV-Ray Team Members" .
  18343.  
  18344.                                  Steve Anger
  18345.                          (POV-Ray 2.0/3.0 developer)
  18346.                                CIS: 70714,3113
  18347.                          Internet: sanger@hookup.net
  18348.  
  18349.                                 Randy Antler
  18350.                      (IBM-PC display code enhancements)
  18351.  
  18352.                                  John Baily
  18353.                               (RLE targa code)
  18354.  
  18355.                                  Eric Barish
  18356.                               (Ground fog code)
  18357.  
  18358.                                 Dieter Bayer
  18359.                 (POV-Ray 3.0 developer and docs coordinator)
  18360.                               CIS: 100255,3074
  18361.  
  18362.                                Kendall Bennett
  18363.                            (PMODE library support)
  18364.  
  18365.                                 Steve Bennett
  18366.                                 (GIF support)
  18367.  
  18368.                               Jeff Bowermaster
  18369.                                  (Beta test)
  18370.  
  18371.                                  David Buck
  18372.                         (Original author of DKBTrace)
  18373.                            (POV-Ray 1.0 developer)
  18374.  
  18375.                                  Chris Cason
  18376.              (POV-Ray 2.0/3.0 developer, POV-Help, Windows port)
  18377.    Internet (preferred): Chris.Cason@oaks.com.au or Chris.Cason@povray.org
  18378.                               CIS: 100032,1644
  18379.  
  18380.                                 Aaron Collins
  18381.                         (Co-author of DKBTrace 2.12)
  18382.                            (POV-Ray 1.0 developer)
  18383.  
  18384.                                 Chris Dailey
  18385.                            (POV-Ray 3.0 developer)
  18386.                                     CIS:
  18387.  
  18388.                                 Steve Demlow
  18389.                            (POV-Ray 3.0 developer)
  18390.                                     CIS:
  18391.  
  18392.                                Andreas Dilger
  18393.                            (POV-Ray 3.0 developer)
  18394.                      Internet: adilger@enel.ucalgary.ca
  18395.               Http://www-mddsp.enel.ucalgary.ca/People/adilger/
  18396.  
  18397.                            Joris van Drunen Littel
  18398.                               (Mac beta tester)
  18399.  
  18400.                               Alexander Enzmann
  18401.                        (POV-Ray 1.0/2.0/3.0 developer)
  18402.                                CIS: 70323,2461
  18403.                          Internet: xander@mitre.com
  18404.  
  18405.                                  Dan Farmer
  18406.                        (POV-Ray 1.0/2.0/3.0 developer)
  18407.                                CIS: 74431,1075
  18408.  
  18409.                                  David Harr
  18410.                      (Mac balloon help and palette code)
  18411.  
  18412.                                  Jimmy Hoeks
  18413.                    (Help file for Windows user interface)
  18414.  
  18415.                                 Terry Kanakis
  18416.                                 (Camera fix)
  18417.  
  18418.                             Kari Juharvi Kivisalo
  18419.                               (Ground fog code)
  18420.  
  18421.                                  Adam Knight
  18422.                 (Mac beta tester, Mac Apple Guide developer)
  18423.                                     CIS:
  18424.  
  18425.                               Lutz Kretzschmar
  18426.    (IBM-PC display code [SS24 truecolor], part of the anti-aliasing code)
  18427.                               CIS: 100023,2006
  18428.  
  18429.                               Charles Marslett
  18430.                             (IBM-PC display code)
  18431.  
  18432.                               Pascal Massimino
  18433.                               (Fractal objects)
  18434.  
  18435.                                 Jim McElhiney
  18436.                            (POV-Ray 3.0 developer)
  18437.                                     CIS:
  18438.  
  18439.                              Robert A. Mickelsen
  18440.                              (POV-Ray 3.0 docs)
  18441.                                     CIS:
  18442.  
  18443.                                  Mike Miller
  18444.                       (Artist, scene files, stones.inc)
  18445.                                CIS: 70353,100
  18446.  
  18447.                                 Douglas Muir
  18448.                          (Bump maps, height fields)
  18449.  
  18450.                                 Joel NewKirk
  18451.                                (Amiga Version)
  18452.                               CIS: 102627,1152
  18453.  
  18454.                                 Jim Nitchals
  18455.                          (Mac version, scene files)
  18456.  
  18457.                                  Paul Novak
  18458.                            (Texture contributions)
  18459.  
  18460.                                   Dave Park
  18461.                        (Amiga support, AGA video code)
  18462.  
  18463.                                  David Payne
  18464.  
  18465.                               (RLE targa code)
  18466.  
  18467.                                  Bill Pulver
  18468.                          (Time code, IBM-PC compile)
  18469.  
  18470.                                  Anton Raves
  18471.              (Beta tester, helping out on several Mac thingies)
  18472.                               CIS: 100022,2603
  18473.  
  18474.                                Dan Richardson
  18475.                                    (Docs)
  18476.                                     CIS:
  18477.  
  18478.                                  Tim Rowley
  18479.              (PPM and Windows-specific BMP image format support)
  18480.                        Internet: trowley@geom.umn.edu
  18481.  
  18482.                               Robert Schadewald
  18483.                                 (Beta tester)
  18484.                                     CIS:
  18485.  
  18486.                                 Eduard Schwan
  18487.                      (Mac version, mosaic preview, docs)
  18488.                                CIS: 71513,2161
  18489.  
  18490.                                Robert Skinner
  18491.                               (Noise functions)
  18492.  
  18493.                               Erkki Sondergaard
  18494.                                 (Scene files)
  18495.                                     CIS:
  18496.  
  18497.                                Zsolt Szalavari
  18498.                                  (Halo code)
  18499.                        Internet: zsolt@cg.tuwien.ac.at
  18500.  
  18501.                                 Scott Taylor
  18502.                         (Leopard and onion textures)
  18503.  
  18504.                                Timothy Wegner
  18505.                        (Fractal objects, PNG support)
  18506.                                CIS: 71320,675
  18507.                         Internet: twegner@phoenix.net
  18508.  
  18509.                                  Drew Wells
  18510.             (POV-Ray 1.0 developer, POV-Ray 1.0 team coordinator)
  18511.  
  18512.                                  Chris Young
  18513.       (POV-Ray 1.0/2.0/3.0 developer, POV-Ray 2.0/3.0 team coordinator)
  18514.                                CIS: 76702,1655
  18515.  
  18516.  
  18517. APPENDIX C       Contacting the Authors
  18518.  
  18519. The POV-Team is a collection of volunteer programmers,  designers,  animators
  18520. and artists meeting via electronic mail on Compuserve's  GRAPHDEV  forum  (GO
  18521. GRAPHDEV). The POV-Team's  goal  is  to  create  freely  distributable,  high
  18522. quality rendering and animation software written in  C  that  can  be  easily
  18523. ported to many different computers. If you have any questions about  POV-Ray,
  18524. please contact   Chris Young
  18525.   POV-Team Coordinator
  18526.   CIS: 76702,1655
  18527.   Internet: 76702.1655@compuserve.com
  18528. We love to hear about how you're using and enjoying the program. We also will
  18529. do our best try to solve any problems you have with POV-Ray  and  incorporate
  18530. good  suggestions  into  the  program.  If  you  have  a  question  regarding
  18531. commercial use of, distribution of, or anything particularly  sticky,  please
  18532. contact Chris Young, the development team coordinator. Otherwise, spread  the
  18533. mail around. We all love to hear from you! The  best  method  of  contact  is
  18534. e-mail through CompuServe for most of us. America On-Line  and  Internet  can
  18535. now send mail to CompuServe, also, just use the Internet address and the mail
  18536. will be sent through to CompuServe where we read our mail  daily.  Please  do
  18537. not send large files to us through the e-mail without asking  first.  We  pay
  18538. for each minute on CompuServe and large files can get expensive. Send a query
  18539. before you send the file, thanks!
  18540.  
  18541. APPENDIX D       Postcards for POV-Ray Team Members
  18542.  
  18543. If you want to personally thank some of the POV-Ray Team members you can send
  18544. them a postcard from wherever  you  are.  To  avoid  invalid  addresses  from
  18545. floating around (in case some of us move)  the  addresses  listed  below  (in
  18546. alphabetical order) are only valid until the given date.   Dieter Bayer
  18547.   Taeublingstr. 26
  18548.   91058 Erlangen
  18549.   Germany                                    (until 31. July 1997)
  18550.  
  18551.   Chris Cason                                (Windows version)
  18552.   PO Box 407
  18553.   Williamstown
  18554.   Victoria 3016
  18555.   Australia                                  (until 31. December 1998)
  18556.  
  18557.   Joel NewKirk
  18558.   255-9 Echelon Rd
  18559.   Voorhees, NJ, USA, 08043                   (until -)
  18560.  
  18561.   Eduard Schwan                              (Macintosh version)
  18562.   1112 Oceanic Drive
  18563.   Encinitas, California, USA, 92024-4007     (until 30. June 1998)
  18564. You should also be aware that we do not answer any questions asked by regular
  18565. mail or phone, we only reply to e-mails. Send any questions you have  to  the
  18566. e-mail address mentioned in section "Contacting the Authors" .
  18567.  
  18568. APPENDIX E       POV-Ray Output Messages
  18569.  
  18570.  
  18571. APPENDIX E.1     Options in Use
  18572.  
  18573.  
  18574. APPENDIX E.2     Warning Messages
  18575.  
  18576.  
  18577. APPENDIX E.2.1   Warnings during the Parsing Stage
  18578.  
  18579.  
  18580. APPENDIX E.2.2   Other Warnings
  18581.  
  18582.  
  18583. APPENDIX E.3     Error Messages
  18584.  
  18585.  
  18586. APPENDIX E.3.1   Scene File Errors
  18587.  
  18588.  
  18589. APPENDIX E.3.2   Other Errors
  18590.  
  18591.  
  18592. APPENDIX E.4     Statistics
  18593.  
  18594.  
  18595. APPENDIX F       Tips and Hints
  18596.  
  18597.  
  18598. APPENDIX F.1     Scene Design Tips
  18599.  
  18600. There are a number of excellent shareware CAD style modelers available on the
  18601. DOS platform now that will create POV-Ray scene  files.  The  online  systems
  18602. mentioned elsewhere in this document are  the  best  places  to  find  these.
  18603. Hundreds of special-purpose utilities have been  written  for  POV-Ray:  data
  18604. conversion programs, object generators, shell-style launchers  and  more.  It
  18605. would not be possible to list them all here, but again,  the  online  systems
  18606. listed will carry most of them.  Most,  following  the  POV-Ray  spirit,  are
  18607. freeware or inexpensive shareware. Some extremely elaborate scenes have  been
  18608. designed by drafting on graph paper. Raytracer Mike Miller  recommends  graph
  18609. paper with a grid divided in tenths, allowing  natural  decimal  conversions.
  18610. Start out with a boilerplate scene file, such as a copy of basicvue.pov , and
  18611. edit that. In general, place your objects near and around the origin with the
  18612. camera in the negative z-direction, looking at  the  origin.  Naturally,  you
  18613. will break from this rule many times, but  when  starting  out,  keep  things
  18614. simple. For basic, boring, but dependable lighting, place a light  source  at
  18615. or near the position of the camera. Objects will look flat, but at least  you
  18616. will see them. From there, you can move it slowly into a better position.
  18617.  
  18618. APPENDIX F.2     Scene Debugging Tips
  18619.  
  18620. To see a quick version of your picture, render  it  very  small.  With  fewer
  18621. pixels to calculate the ray-tracer can finish more quickly. -W 160 -H 100  is
  18622. a good size. Use the +Q quality  switch  when  appropriate.  If  there  is  a
  18623. particular area of your picture that you need  to  see  in  high  resolution,
  18624. perhaps with anti-aliasing on (perhaps a fine-grained wood texture), use  the
  18625. +SC , +EC , +SR and +ER switches to isolate a window . If your image contains
  18626. a lot of inter-reflections, set max_trace_level to a low value such as  1  or
  18627. 2. Don't forget to put  it  back  up  when  you're  finished!  Turn  off  any
  18628. unnecessary lights. Comment out extended light keywords when not  needed  for
  18629. debugging. Again, don't forget to put them back in before you retire for  the
  18630. night with a final render running! If  you've  run  into  an  error  that  is
  18631. eluding you by visual examination it's time to start  bracketing  your  file.
  18632. Use the block comment characters /* ... */ to disable most of your scene  and
  18633. try to render again. If you no longer get an error the problem naturally lies
  18634. somewhere within the disabled area. Slow and  methodical  testing  like  this
  18635. will eventually get you to a point where you will either be able to spot  the
  18636. bug, or go quietly insane. Maybe both. If you seem to have lost  yourself  or
  18637. an object (a common experience for beginners) there are a few tricks that can
  18638. sometimes help:
  18639.  
  18640.   1) Move your camera way back to provide a long range  view.  This  may  not
  18641.      help with very small  objects  which  tend  to  be  less  visible  at  a
  18642.      distance, but it's a nice trick to keep up your sleeve.
  18643.   2) Try setting the ambient value to 1.0 if you suspect that the object  may
  18644.      simply be hidden from the lights. This will make it self-illuminated and
  18645.      you'll be able to see it even with no lights in the scene.
  18646.   3) Replace the object with a larger, more obvious "stand-in" object like  a
  18647.      large sphere or box. Be sure  that  all  the  same  transformations  are
  18648.      applied to this new shape so that it ends up in the same spot.
  18649.  
  18650. APPENDIX F.3     Animation Tips
  18651.  
  18652. When animating objects with solid textures, the textures must move  with  the
  18653. object, i. e. apply the same rotate or translate functions to the texture  as
  18654. to the object itself. This is now done automatically if  the  transformations
  18655. are placed after the texture block like the following example
  18656.  
  18657.   shape { ...
  18658.     pigment { ... }
  18659.     scale < ... >
  18660.   }
  18661.  
  18662.  
  18663. will scale the shape and pigment texture by the same amount.
  18664.  
  18665.   shape { ...
  18666.     scale < ... >
  18667.     pigment { ... }
  18668.   }
  18669.  
  18670.  
  18671. will scale the shape but not the pigment. Constants can be declared for  most
  18672. of the data types in the program including floats  and  vectors.  By  writing
  18673. these to include  files  you  can  easily  separate  the  parameters  for  an
  18674. animation into a separate file. Some examples of declared constants would be:
  18675.  
  18676.  
  18677.    #declare Y_Rotation = 5.0 * clock
  18678.    #declare ObjectRotation = <0, Y_Rotation, 0>
  18679.    #declare MySphere = sphere { <0, 0, 0>, 1.1234 }
  18680. Other examples can be found scattered throughout the sample  scene  files.  A
  18681. tip for MS-Dos users: Get  ahold  of  dta.exe  (Dave's  Targa  Animator)  for
  18682. creating .FLI/.FLC animations. aaplay.exe and play.exe are common viewers for
  18683. this type of file. When moving the camera in an animation (or placing one  in
  18684. a still image, for that matter) avoid placing the camera  directly  over  the
  18685. origin. This will  cause  very  strange  errors.  Instead,  move  off  center
  18686. slightly and avoid hovering directly over the scene.
  18687.  
  18688. APPENDIX F.4     Texture Tips
  18689.  
  18690. Wood is designed like a log with  growth  rings  aligned  along  the  z-axis.
  18691. Generally these will look best when scaled  down  by  about  a  tenth  (to  a
  18692. unit-sized object). Start out with rather small value for the turbulence  too
  18693. (around 0.05 is good for starters). The marble texture is designed  around  a
  18694. pigment primitive that is much  like  an  x-gradient.  When  turbulated,  the
  18695. effect is different when viewed from the side or from the end . Try  rotating
  18696. it by 90 degrees on the y-axis to see the difference. You cannot get specular
  18697. highlights on a totally black object. Try using a very dark gray, say  Gray10
  18698. or Gray15 (from colors.in ), instead.
  18699.  
  18700. APPENDIX F.5     Height Field Tips
  18701.  
  18702. Try using POV-Ray itself to create images for height fields:   camera { locat
  18703.   plane { z, 0
  18704.      finish { ambient 1 }    // needs no light sources
  18705.      pigment { bozo }        // or whatever.  Experiment.
  18706.   }
  18707. That's all you'll need to create a .tga file that  can  then  be  used  as  a
  18708. height field in another image!
  18709.  
  18710. APPENDIX F.6     Converting "Handedness"
  18711.  
  18712. If you are importing images from other systems you may find that  the  shapes
  18713. are backwards (left-to-right inverted) and no rotation can make them correct.
  18714.  
  18715.  
  18716. Often, all you have to do is negate the terms in  the  right  vector  of  the
  18717. camera to flip  the  camera  left-to-right  (use  the  right-hand  coordinate
  18718. system). Some programs seem to interpret the coordinate systems  differently,
  18719. however, so you may need to experiment with other camera  transformations  if
  18720. you want the y- and z-vectors to work as POV-Ray does.
  18721.  
  18722. APPENDIX G       Frequently Asked Questions
  18723.  
  18724. This is a collection of frequently asked questions and  their  answers  taken
  18725. directly from messages posted in the Graphic Developer's Forum on  Compuserve
  18726. and the comp.graphics.raytracing  newsgroup.  This  version  of  the  FAQ  is
  18727. heavily biased towards the CompuServe user of the IBM PC version of  POV-Ray.
  18728. Hopefully later revisions will remove some of this bias, but at present time,
  18729. that is the largest audience.
  18730.  
  18731. APPENDIX G.1     General Questions
  18732.  
  18733. Q: When will POV-Ray 3.0 be released? A: It is  already  available.  Q:  When
  18734. will the source code be released? A: The soruce code available too.
  18735.  
  18736. APPENDIX G.2     POV-Ray Option Questions
  18737.  
  18738. Q: How can I set mosaic preview to go from 8*straight to final render without
  18739. going to 4*and then t*first? \\ A: Use the +SP n or Preview_Start_Size option
  18740. to set the starting resolution and the +EP n or  Preview_End_Size  option  to
  18741. set the ending resolution. With +SP 8 and +EP 8 it will go from 8*8  down  to
  18742. 8*8 (just one pass) then immediately drop into the  final  pass  at  1*1.  Q:
  18743. Should the +MB switch be used in very small scenes, i. e. with a  low  number
  18744. of objects. \\ A: That depends on the  number  of  objects  and  their  type.
  18745. Normally it doesn't hurt to always use the bounding box hierarchy (  +MB  0).
  18746. If you have just one or two objects it may be better  to  not  use  automatic
  18747. bounding. Q: Does the +MB switch affect the quality of the image? A:  No.  It
  18748. only affects the speed of the intersection tests.
  18749.  
  18750. APPENDIX G.3     Atmosphere Questions
  18751.  
  18752. Q: Why is the atmosphere I added not visible? \ A: The most common error made
  18753. when adding an atmosphere to a scene is the missing  hollow  keyword  in  all
  18754. objects the camera currently is in. If you are inside a box that is  used  to
  18755. model a room you'll have to add the hollow keyword to the box statement. If a
  18756. plane is used to model the ground you'll have to make it hollow (only if  you
  18757. are inside the plane, but to be sure you can always do it). If  this  doesn't
  18758. help there may be other problems you'll have  to  verify.  The  distance  and
  18759. scattering values of the atmosphere  have  to  be  larger  than  zero.  Light
  18760. sources that shall interact with the atmosphere mustn't contain an atmosphere
  18761. off statement.
  18762.  
  18763. Q: Why can't I see any atmosphere through my translucent object? \\ A: If you
  18764. have a translucent object you (almost) always  have  to  make  it  hollow  by
  18765. adding the hollow keyword. Whenever an intersection is found and the  ray  is
  18766. inside a solid object no atmospheric effects will be calculated.
  18767.  
  18768. If you have a partially transparent plane for example the atmosphere  on  the
  18769. other side of the plane will only be visible through the plane if this  plane
  18770. is hollow.
  18771.  
  18772. Q: Why do the lit parts of the atmosphere amplify the background? \\
  18773.  
  18774. A: First, they don't.
  18775.  
  18776. Second, whenever parts of the background are visible through  the  atmosphere
  18777. and those areas of the atmosphere are lit by any light source, the  scattered
  18778. light is added to the light coming from the background. This  is  the  reason
  18779. why the background seems to be amplified by the atmosphere. Just imagine  the
  18780. followoing example: you have a blue background  that  is  attenuated  be  the
  18781. atmosphere in a way that the color reaching the viewer is <0,0,0.2>. Now some
  18782. light coming  from  a  light  source  is  attenuated  and  scattered  by  the
  18783. atmosphere and finally reaches the viewer  with  a  color  of  <0.5,0.5,0.5>.
  18784. Since we already have light coming from the background, both colors are added
  18785. to give <0.5,0.5,0.7>. Thus the light gets a blue hue. As a result you  think
  18786. that the background light is amplified but it isn't as  the  following  scene
  18787. clearly shows.
  18788.  
  18789. #version 3.0
  18790.   camera {
  18791.     location <0, 6, -20>
  18792.     look_at <0, 6, 0>
  18793.     angle 48
  18794.   }
  18795.  
  18796.   atmosphere {
  18797.     type 1
  18798.     samples 10
  18799.     distance 20
  18800.     scattering 0.3
  18801.     aa_level 3
  18802.     aa_threshold 0.1
  18803.     jitter 0.2
  18804.   }
  18805.  
  18806.   light_source { <0, 15, 0> color red .7 green .7 blue .7 shadowless }
  18807.  
  18808.   light_source {
  18809.     <-5, 15, 0> color rgb <1, 0, 0>
  18810.     spotlight
  18811.     point_at <-5, 0, 0>
  18812.     radius 10
  18813.     falloff 15
  18814.     tightness 1
  18815.     atmospheric_attenuation on
  18816.   }
  18817.  
  18818.   light_source {
  18819.     <0, 15, 0> color rgb <0, 1, 0>
  18820.     spotlight
  18821.     point_at <0, 0, 0>
  18822.     radius 10
  18823.     falloff 15
  18824.     tightness 1
  18825.     atmospheric_attenuation on
  18826.   }
  18827.  
  18828.   light_source {
  18829.     <5, 15, 0> color rgb <0, 0, 1>
  18830.     spotlight
  18831.     point_at <5, 0, 0>
  18832.     radius 10
  18833.     falloff 15
  18834.     tightness 1
  18835.     atmospheric_attenuation on
  18836.   }
  18837.  
  18838.   plane { z, 10
  18839.     pigment { checker color rgb<1, 0, 0> color rgb<0, 1, 0> }
  18840.     hollow
  18841.   }
  18842.  
  18843.  
  18844. The atmosphere seems to amplify what is seen in the background.
  18845.  
  18846. In the background you see a red/green checkered plane. The  background  color
  18847. visible through the atmosphere is added  to  the  light  scattered  from  the
  18848. spotlights. You'll notice that even though the red  squares  behind  the  red
  18849. spotlight's cone are brighter than those outside the cone the green ones  are
  18850. not. For the green spotlight  the  situation  is  turned  around:  the  green
  18851. squares seem to be amplified while  the  red  are  not.  The  blue  spotlight
  18852. doesn't show this effect at all.
  18853.  
  18854. APPENDIX H       Suggested Reading
  18855.  
  18856. Beside the POV-Ray specific books mentioned in  "POV-Ray  Related  Books  and
  18857. CD-ROMs" there are several good books or periodicals that you should be  able
  18858. to locate in your local computer book store or your local university library.
  18859.  
  18860.  
  18861.   "An Introduction to Ray tracing"
  18862.   Andrew S. Glassner (editor)
  18863.   ISBN 0-12-286160-4
  18864.   Academic Press
  18865.   1989
  18866.  
  18867.   "3D Artist" Newsletter
  18868.   "The Only Newsletter about Affordable
  18869.    PC 3D Tools and Techniques")
  18870.   Publisher: Bill Allen
  18871.   P.O. Box 4787
  18872.   Santa Fe, NM 87502-4787
  18873.   (505) 982-3532
  18874.  
  18875.   "Image Synthesis:  Theory and Practice"
  18876.   Nadia Magnenat-Thalman and Daniel Thalmann
  18877.   Springer-Verlag
  18878.   1987
  18879.  
  18880.   "The RenderMan Companion"
  18881.   Steve Upstill
  18882.   Addison Wesley
  18883.   1989
  18884.  
  18885.   "Graphics Gems"
  18886.   Andrew S. Glassner (editor)
  18887.   Academic Press
  18888.   1990
  18889.  
  18890.   "Fundamentals of Interactive Computer Graphics"
  18891.   J. D. Foley and A. Van Dam
  18892.   ISBN 0-201-14468-9
  18893.   Addison-Wesley
  18894.   1983
  18895.  
  18896.   "Computer Graphics:  Principles and Practice (2nd Ed.)"
  18897.   J. D. Foley, A. van Dam, J. F. Hughes
  18898.   ISBN 0-201-12110-7
  18899.   Addison-Wesley,
  18900.   1990
  18901.  
  18902.   "Computers, Pattern, Chaos, and Beauty"
  18903.   Clifford Pickover
  18904.   St. Martin's Press
  18905.  
  18906.   "SIGGRAPH Conference Proceedings"
  18907.   Association for Computing Machinery
  18908.   Special Interest Group on Computer Graphics
  18909.  
  18910.   "IEEE Computer Graphics and Applications"
  18911.   The Computer Society
  18912.   10662, Los Vaqueros Circle
  18913.   Los Alamitos, CA 90720
  18914.  
  18915.   "The CRC Handbook of Mathematical Curves and Surfaces"
  18916.   David von Seggern
  18917.   CRC Press
  18918.   1990
  18919.  
  18920.   "The CRC Handbook of Standard Mathematical Tables"
  18921.   CRC Press
  18922.   The Beginning of Time
  18923.  
  18924.  
  18925. APPENDIX I       Help on Help
  18926.  
  18927. Using the Help Reader (POVHELP.EXE)
  18928.  
  18929. KNOWN INCOMPATIBILITIES
  18930.  
  18931. See after the Quick Intro.
  18932.  
  18933. Quick Intro
  18934.  
  18935. Use the +E option to make the help reader a pop-up program.
  18936. Use Space to go to the next section.
  18937. Use Ctrl-PgUp and Ctrl-PgDn to move between sections also.
  18938. Use Tab to highlight hypertext links.
  18939. Use Alt-Tab to highlight code fragments.
  18940. Use Enter to jump to a highlighted hypertext link.
  18941. Use +/- to jump to relevant sections once link jumping has started.
  18942. Use BACKSPACE to return to the last place you were before a search/jump.
  18943. Use 'S' to search on a keyword.
  18944. Use 'J' to toggle text justification when reading a section.
  18945. Use 'P' to paste code into your application via the keyboard buffer.
  18946.  
  18947. POV-Help will handle non-standard page widths provided the BIOS column  count
  18948. is correctly updated by whatever program is being used to alter  it  from  80
  18949. columns.
  18950.  
  18951. If you use POV-Help as a pop-up program, it will attempt  to  search  on  the
  18952. word under your cursor when you pop it up. Note that if you exit pop-up  mode
  18953. by using the hot-key (the default is ALT-ESC), POV-Help takes  this  to  mean
  18954. that you want to return to the same place next time and will  not  perform  a
  18955. search. A search is only performed if you exited using  ESCAPE  (meaning  you
  18956. have finished with the current subject.)
  18957.  
  18958. The history stack activated by using Backspace holds 32 entries.
  18959.  
  18960. KNOWN INCOMPATIBILITIES
  18961.  
  18962. POV-Help does not work with MS-DOS's EDIT  program.  [In  fact,  EDIT.COM  is
  18963. really QBASIC.EXE with a few add ons ; EDIT needs QBASIC to run.]
  18964.  
  18965. If it won't work  with  your  editor,  try  this  (assuming  you  have  macro
  18966. facilities) -
  18967.  
  18968.   o write a macro to get the word under the cursor
  18969.   o have it call POVHELP.EXE with the word as a parameter
  18970.   o bind the macro to your key-sequence of choice.
  18971.  
  18972.  
  18973. Command Line (case insensitive)
  18974.  
  18975.   +Iname                 use alternate file name (default HELP.PHE)
  18976.   +N123                  go to the 123rd section (NOT section 123!)
  18977.   +S4.5.6                go to section '4.5.6'
  18978.   +Tsphere or "+Tsphere" go straight to the first section found with 'sphere'
  18979.                          in its title.
  18980.   +W50                   window width 40 characters (max 127)
  18981.   +H15                   window height 15 lines (max 21)
  18982.   +J[-]                  justify ON (default), -J- to turn off
  18983.   +PH[n]                 send 'n' HOME  keys  after  each  CR  when  pasting.
  18984.                          default is -ph1.
  18985.   +KALT-ESC              hot  key  sequence.  can  be  CTRL|ALT|CTRL-ALT+[Any
  18986.                           character]|[ESC].  e.g.   +KCTRL-ALT-P,   +KCTRL-1,
  18987.                          +KALT-CTL-'. CTL is also acceptable.
  18988.   +Eabc d e              run program 'abc' with parameters 'd' and  'e'.  all
  18989.                          parameters after the '+e' are passed to the program.
  18990.  
  18991.   text                   same as +T unless collecting +E parameters, where it
  18992.                          is a parameter
  18993.  
  18994.  
  18995. Viewer Commands
  18996.  
  18997. Top Menu
  18998.  
  18999.   Up, Down move highlight bar
  19000.   Enter    view selected item
  19001.   Escape   exit help viewer
  19002.  
  19003.  
  19004. Authors, Copyright
  19005.  
  19006.   Up, Down    scroll screen
  19007.   PgUp, PgDn  scroll screen
  19008.   Left, Right scroll screen
  19009.   Escape      return to top menu
  19010.  
  19011.  
  19012. Section
  19013.  
  19014.   Up, Down          scroll screen
  19015.   PgUp, PgDn        scroll screen
  19016.   Left, Right       scroll screen
  19017.   Escape            return to top menu
  19018.   Space or CtrlPgDn view next section
  19019.   CtrlPgUp          view previous section
  19020.   "+", Enter        jump to first/next hypertext link
  19021.   "-"               jump to previous link/original section
  19022.   "B"               jump back to original section (from before link  jumping)
  19023.  
  19024.   Tab               select next visible link, wraps from last to first
  19025.   ShiftTab          select previous visible hypertext link
  19026.   AltTab            select code fragment for pasting.
  19027.   "P"               paste highlighted code fragment via keyboard buffer.
  19028.  
  19029.  
  19030. General
  19031.  
  19032. The help reader wraps most text. Excluded are specified portions, lists,  and
  19033. a few others. Use the left and right arrow keys to scroll these if need be.
  19034.  
  19035. The help reader is intended to be a 'shell' around an  editor  program.  Some
  19036. people may prefer the term 'shim'.
  19037.  
  19038. Using EMS for most memory requirements, it loads itself and  then  runs  your
  19039. editor for you, providing pop-up help facilities. It will  also  be  able  to
  19040. paste code fragments into your source. If your editor was, for example, 'ME',
  19041. you would place a batch  file  called  'ME.BAT'  in  your  scene  development
  19042. directory. If you use 'VI', you'd create 'VI.BAT', and so on.
  19043.  
  19044. (YOUR-EDITOR-NAME.BAT)
  19045.  
  19046. desired key sequence -
  19047.                         |
  19048.         --- --- ---
  19049. povhelp |+W50 +H15³ |+KCTRL-ALT-H| |+Ed:\me\me.exe| %1 %2 %3 %4 %5
  19050.         --- --- ---
  19051.                 |                      |
  19052.  
  19053. size of window -                      |
  19054.                                        |
  19055. place path to your editor here --
  19056.  
  19057.  
  19058. For example -
  19059.  
  19060. povhelp +W50 +H15 +KALT-H +Ed:\me\me.exe %1 %2 %3 %4 %5
  19061.  
  19062.  
  19063. This command line will yield a version  of  POV-Help  with  a  50x15  window,
  19064. popped-up with the ALT-H key sequence, over the editor 'd:\me\me.exe'. If you
  19065. don't specify a key sequence, POV-Help defaults to using ALT-ESC.
  19066.  
  19067. This would load the help reader. which would then  load  ME.EXE,  and  things
  19068. would proceed  as  normal.  When  you  exit  your  editor,  the  help  reader
  19069. automatically unloads. You can  use  the  ALT-ESC  key  sequence  to  pop  up
  19070. POVHELP. This is the default ; there is a way to set it. Note that  no  other
  19071. parameters may appear after the +E parameter as they will just be  passed  to
  19072. the program being run.
  19073.  
  19074. If you use the hotkey to pop-up, POVHELP  performs  a  simplistic  search  of
  19075. sections and titles based on the word under the cursor.  If  found,  you  are
  19076. taken to that. Otherwise,  you  are  taken  to  the  main  menu,  unless  you
  19077. hot-keyed out.
  19078.  
  19079. You can hot-key out of the actual section text, by using  the  same  hot  key
  19080. that got you in. If you press escape, you are taken back up to the top  menu.
  19081. But if you hotkey out, you go back to your program. Next time you  press  the
  19082. hot key, you will be taken back to the same place. No search is performed  in
  19083. this case.
  19084.  
  19085. POVHELP needs EMS if it is running as a shell program.
  19086.  
  19087. If you don't specify the +E parameter, POVHELP will come up as a  stand-alone
  19088. program, in which case it does not use EMS.
  19089.  
  19090. If you highlight a section of code using Alt-Tab, and you are using  POV-Help
  19091. in pop-up mode, then you may paste the code via  the  keyboard  buffer  using
  19092. 'P'.
  19093.  
  19094. As many editors today use auto-indentation, this may cause some problems with
  19095. column alignment. For that reason, POV-Help by default  inserts  a  HOME  key
  19096. code into the keyboard buffer after each CR. Some editors require  more  than
  19097. one HOME key operation to get to the left column. For this reason, the number
  19098. of HOME's sent  may  be  adjusted  from  0  (none)  to  9  using  the  +PH[n]
  19099. command-line parameter. 'n' is any value from 0 to 9 and defaults to 1.
  19100.  
  19101. POV-Help was written by  Christopher J. Cason.
  19102. CIS      : 100032,1644.
  19103. Internet : cjcason@yarrow.wt.uwa.edu.au.
  19104.  
  19105. Converters will be available which  translate  POV-Help  databases  to  other
  19106. formats such as Postscript, LaTeX, RTF, Windows Help, HTML, etc.
  19107.  
  19108. The format of the POV-Help database is documented and freely available.
  19109.  
  19110. POV-Help is free. It may not be  sold.  See  POVLEGAL.DOC  for  details.  The
  19111. POV-Help suite of programs is copyright (c) 1994 C.J. Cason and the POV-Team.
  19112.