examples/parallel_for/tachyon/src/texture.cpp

   1 /*
   2     Copyright (c) 2005-2017 Intel Corporation
   3
   4     Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
   5     you may not use this file except in compliance with the License.
   6     You may obtain a copy of the License at
   7
   8         http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
   9
  10     Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
  11     distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
  12     WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
  13     See the License for the specific language governing permissions and
  14     limitations under the License.
  15
  16
  17
  18
  19 */
  20
  21 /*
  22     The original source for this example is
  23     Copyright (c) 1994-2008 John E. Stone
  24     All rights reserved.
  25
  26     Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  27     modification, are permitted provided that the following conditions
  28     are met:
  29     1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  30        notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  31     2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  32        notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  33        documentation and/or other materials provided with the distribution.
  34     3. The name of the author may not be used to endorse or promote products
  35        derived from this software without specific prior written permission.
  36
  37     THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR ``AS IS'' AND ANY EXPRESS
  38     OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED
  39     WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  40     ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR BE LIABLE FOR ANY
  41     DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  42     DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  43     OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  44     HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  45     LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  46     OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  47     SUCH DAMAGE.
  48 */
  49
  50 /*
  51  * texture.cpp - This file contains functions for implementing textures.
  52  */
  53
  54 #include "machine.h"
  55 #include "types.h"
  56 #include "macros.h"
  57 #include "texture.h"
  58 #include "coordsys.h"
  59 #include "imap.h"
  60 #include "vector.h"
  61 #include "box.h"
  62
  63 /* plain vanilla texture solely based on object color */
  64 color standard_texture(vector * hit, texture * tex, ray * ry) {
  65   return tex->col;
  66 }
  67
  68 /* cylindrical image map */
  69 color image_cyl_texture(vector * hit, texture * tex, ray * ry) {
  70   vector rh;
  71   flt u,v;
  72
  73   rh.x=hit->x - tex->ctr.x;
  74   rh.z=hit->y - tex->ctr.y;
  75   rh.y=hit->z - tex->ctr.z;
  76
  77   xyztocyl(rh, 1.0, &u, &v);
  78
  79   u = u * tex->scale.x;
  80   u = u + tex->rot.x;
  81   u=fmod(u, 1.0);
  82   if (u < 0.0) u+=1.0;
  83
  84   v = v * tex->scale.y;
  85   v = v + tex->rot.y;
  86   v=fmod(v, 1.0);
  87   if (v < 0.0) v+=1.0;
  88
  89   return ImageMap((rawimage *)tex->img, u, v);
  90 }
  91
  92 /* spherical image map */
  93 color image_sphere_texture(vector * hit, texture * tex, ray * ry) {
  94   vector rh;
  95   flt u,v;
  96
  97   rh.x=hit->x - tex->ctr.x;
  98   rh.y=hit->y - tex->ctr.y;
  99   rh.z=hit->z - tex->ctr.z;
 100
 101   xyztospr(rh, &u, &v);
 102
 103   u = u * tex->scale.x;
 104   u = u + tex->rot.x;
 105   u=fmod(u, 1.0);
 106   if (u < 0.0) u+=1.0;
 107
 108   v = v * tex->scale.y;
 109   v = v + tex->rot.y;
 110   v=fmod(v, 1.0);
 111   if (v < 0.0) v+=1.0;
 112
 113   return ImageMap((rawimage *)tex->img, u, v);
 114 }
 115
 116 /* planar image map */
 117 color image_plane_texture(vector * hit, texture * tex, ray * ry) {
 118   vector pnt;
 119   flt u,v;
 120
 121   pnt.x=hit->x - tex->ctr.x;
 122   pnt.y=hit->y - tex->ctr.y;
 123   pnt.z=hit->z - tex->ctr.z;
 124
 125   VDOT(u, tex->uaxs, pnt);
 126 /*  VDOT(len, tex->uaxs, tex->uaxs);
 127   u = u / sqrt(len); */
 128
 129   VDOT(v, tex->vaxs, pnt);
 130 /*  VDOT(len, tex->vaxs, tex->vaxs);
 131   v = v / sqrt(len); */
 132
 133
 134   u = u * tex->scale.x;
 135   u = u + tex->rot.x;
 136   u = fmod(u, 1.0);
 137   if (u < 0.0) u += 1.0;
 138
 139   v = v * tex->scale.y;
 140   v = v + tex->rot.y;
 141   v = fmod(v, 1.0);
 142   if (v < 0.0) v += 1.0;
 143
 144   return ImageMap((rawimage *)tex->img, u, v);
 145 }
 146
 147 color grit_texture(vector * hit, texture * tex, ray * ry) {
 148   int rnum;
 149   flt fnum;
 150   color col;
 151
 152   rnum=rand() % 4096;
 153   fnum=(rnum / 4096.0 * 0.2) + 0.8;
 154
 155   col.r=tex->col.r * fnum;
 156   col.g=tex->col.g * fnum;
 157   col.b=tex->col.b * fnum;
 158
 159   return col;
 160 }
 161
 162 color checker_texture(vector * hit, texture * tex, ray * ry) {
 163   long x,y,z;
 164   flt xh,yh,zh;
 165   color col;
 166
 167   xh=hit->x - tex->ctr.x;
 168   x=(long) ((fabs(xh) * 3) + 0.5);
 169   x=x % 2;
 170   yh=hit->y - tex->ctr.y;
 171   y=(long) ((fabs(yh) * 3) + 0.5);
 172   y=y % 2;
 173   zh=hit->z - tex->ctr.z;
 174   z=(long) ((fabs(zh) * 3) + 0.5);
 175   z=z % 2;
 176
 177   if (((x + y + z) % 2)==1) {
 178     col.r=1.0;
 179     col.g=0.2;
 180     col.b=0.0;
 181   }
 182   else {
 183     col.r=0.0;
 184     col.g=0.2;
 185     col.b=1.0;
 186   }
 187
 188   return col;
 189 }
 190
 191 color cyl_checker_texture(vector * hit, texture * tex, ray * ry) {
 192   long x,y;
 193   vector rh;
 194   flt u,v;
 195   color col;
 196
 197   rh.x=hit->x - tex->ctr.x;
 198   rh.y=hit->y - tex->ctr.y;
 199   rh.z=hit->z - tex->ctr.z;
 200
 201   xyztocyl(rh, 1.0, &u, &v);
 202
 203   x=(long) (fabs(u) * 18.0);
 204   x=x % 2;
 205   y=(long) (fabs(v) * 10.0);
 206   y=y % 2;
 207
 208   if (((x + y) % 2)==1) {
 209     col.r=1.0;
 210     col.g=0.2;
 211     col.b=0.0;
 212   }
 213   else {
 214     col.r=0.0;
 215     col.g=0.2;
 216     col.b=1.0;
 217   }
 218
 219   return col;
 220 }
 221
 222
 223 color wood_texture(vector * hit, texture * tex, ray * ry) {
 224   flt radius, angle;
 225   int grain;
 226   color col;
 227   flt x,y,z;
 228
 229   x=(hit->x - tex->ctr.x) * 1000;
 230   y=(hit->y - tex->ctr.y) * 1000;
 231   z=(hit->z - tex->ctr.z) * 1000;
 232
 233   radius=sqrt(x*x + z*z);
 234   if (z == 0.0)
 235     angle=3.1415926/2.0;
 236   else
 237     angle=atan(x / z);
 238
 239   radius=radius + 3.0 * sin(20 * angle + y / 150.0);
 240   grain=((int) (radius + 0.5)) % 60;
 241   if (grain < 40) {
 242     col.r=0.8;
 243     col.g=1.0;
 244     col.b=0.2;
 245   }
 246   else {
 247     col.r=0.0;
 248     col.g=0.0;
 249     col.b=0.0;
 250   }
 251
 252   return col;
 253 }
 254
 255
 256
 257 #define NMAX 28
 258 short int NoiseMatrix[NMAX][NMAX][NMAX];
 259
 260 void InitNoise(void) {
 261   byte x,y,z,i,j,k;
 262
 263   for (x=0; x<NMAX; x++) {
 264     for (y=0; y<NMAX; y++) {
 265       for (z=0; z<NMAX; z++) {
 266         NoiseMatrix[x][y][z]=rand() % 12000;
 267
 268         if (x==NMAX-1) i=0;
 269         else i=x;
 270
 271         if (y==NMAX-1) j=0;
 272         else j=y;
 273
 274         if (z==NMAX-1) k=0;
 275         else k=z;
 276
 277         NoiseMatrix[x][y][z]=NoiseMatrix[i][j][k];
 278       }
 279     }
 280   }
 281 }
 282
 283 int Noise(flt x, flt y, flt z) {
 284   byte ix, iy, iz;
 285   flt ox, oy, oz;
 286   int p000, p001, p010, p011;
 287   int p100, p101, p110, p111;
 288   int p00, p01, p10, p11;
 289   int p0, p1;
 290   int d00, d01, d10, d11;
 291   int d0, d1, d;
 292
 293   x=fabs(x);
 294   y=fabs(y);
 295   z=fabs(z);
 296
 297   ix=((int) x) % (NMAX-1);
 298   iy=((int) y) % (NMAX-1);
 299   iz=((int) z) % (NMAX-1);
 300
 301   ox=(x - ((int) x));
 302   oy=(y - ((int) y));
 303   oz=(z - ((int) z));
 304
 305   p000=NoiseMatrix[ix][iy][iz];
 306   p001=NoiseMatrix[ix][iy][iz+1];
 307   p010=NoiseMatrix[ix][iy+1][iz];
 308   p011=NoiseMatrix[ix][iy+1][iz+1];
 309   p100=NoiseMatrix[ix+1][iy][iz];
 310   p101=NoiseMatrix[ix+1][iy][iz+1];
 311   p110=NoiseMatrix[ix+1][iy+1][iz];
 312   p111=NoiseMatrix[ix+1][iy+1][iz+1];
 313
 314   d00=p100-p000;
 315   d01=p101-p001;
 316   d10=p110-p010;
 317   d11=p111-p011;
 318
 319   p00=(int) ((int) d00*ox) + p000;
 320   p01=(int) ((int) d01*ox) + p001;
 321   p10=(int) ((int) d10*ox) + p010;
 322   p11=(int) ((int) d11*ox) + p011;
 323   d0=p10-p00;
 324   d1=p11-p01;
 325   p0=(int) ((int) d0*oy) + p00;
 326   p1=(int) ((int) d1*oy) + p01;
 327   d=p1-p0;
 328
 329   return (int) ((int) d*oz) + p0;
 330 }
 331
 332 color marble_texture(vector * hit, texture * tex, ray * ry) {
 333   flt i,d;
 334   flt x,y,z;
 335   color col;
 336
 337   x=hit->x;
 338   y=hit->y;
 339   z=hit->z;
 340
 341   x=x * 1.0;
 342
 343   d=x + 0.0006 * Noise(x, (y * 1.0), (z * 1.0));
 344   d=d*(((int) d) % 25);
 345   i=0.0 + 0.10 * fabs(d - 10.0 - 20.0 * ((int) d * 0.05));
 346   if (i > 1.0) i=1.0;
 347   if (i < 0.0) i=0.0;
 348
 349 /*
 350   col.r=i * tex->col.r;
 351   col.g=i * tex->col.g;
 352   col.b=i * tex->col.b;
 353 */
 354
 355   col.r = (1.0 + sin(i * 6.28)) / 2.0;
 356   col.g = (1.0 + sin(i * 16.28)) / 2.0;
 357   col.b = (1.0 + cos(i * 30.28)) / 2.0;
 358
 359   return col;
 360 }
 361
 362
 363 color gnoise_texture(vector * hit, texture * tex, ray * ry) {
 364   color col;
 365   flt f;
 366
 367   f=Noise((hit->x - tex->ctr.x),
 368           (hit->y - tex->ctr.y),
 369           (hit->z - tex->ctr.z));
 370
 371   if (f < 0.01) f=0.01;
 372   if (f > 1.0) f=1.0;
 373
 374   col.r=tex->col.r * f;
 375   col.g=tex->col.g * f;
 376   col.b=tex->col.b * f;
 377
 378   return col;
 379 }
 380
 381 void InitTextures(void) {
 382   InitNoise();
 383   ResetImages();
 384 }
 385