src/Graphic3d/Graphic3d_BSDF.cxx

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  15
  16 #include <Graphic3d_BSDF.hxx>
  17
  18 #include <Graphic3d_PBRMaterial.hxx>
  19
  20 #include <algorithm>
  21
  22 // =======================================================================
  23 // function : Serialize
  24 // purpose  :
  25 // =======================================================================
  26 Graphic3d_Vec4 Graphic3d_Fresnel::Serialize() const
  27 {
  28   Graphic3d_Vec4 aData = Graphic3d_Vec4 (myFresnelData, 0.f);
  29
  30   if (myFresnelType != Graphic3d_FM_SCHLICK)
  31   {
  32     aData.x() = -static_cast<float> (myFresnelType);
  33   }
  34
  35   return aData;
  36 }
  37
  38 // =======================================================================
  39 // function : fresnelNormal
  40 // purpose  :
  41 // =======================================================================
  42 inline float fresnelNormal (float theN,
  43                             float theK)
  44 {
  45   return ((theN - 1.f) * (theN - 1.f) + theK * theK) /
  46          ((theN + 1.f) * (theN + 1.f) + theK * theK);
  47 }
  48
  49 // =======================================================================
  50 // function : CreateConductor
  51 // purpose  :
  52 // =======================================================================
  53 Graphic3d_Fresnel Graphic3d_Fresnel::CreateConductor (const Graphic3d_Vec3& theRefractionIndex,
  54                                                       const Graphic3d_Vec3& theAbsorptionIndex)
  55 {
  56   const Graphic3d_Vec3 aFresnel (fresnelNormal (theRefractionIndex.x(), theAbsorptionIndex.x()),
  57                                  fresnelNormal (theRefractionIndex.y(), theAbsorptionIndex.y()),
  58                                  fresnelNormal (theRefractionIndex.z(), theAbsorptionIndex.z()));
  59
  60   return Graphic3d_Fresnel (Graphic3d_FM_SCHLICK, aFresnel);
  61 }
  62
  63 // =======================================================================
  64 // function : Graphic3d_BSDF
  65 // purpose  :
  66 // =======================================================================
  67 Graphic3d_BSDF::Graphic3d_BSDF()
  68 : Ks (Graphic3d_Vec3 (0.f), 1.f)
  69 {
  70   FresnelCoat = Graphic3d_Fresnel::CreateConstant (0.f);
  71   FresnelBase = Graphic3d_Fresnel::CreateConstant (1.f);
  72 }
  73
  74 // =======================================================================
  75 // function : operator==
  76 // purpose  :
  77 // =======================================================================
  78 bool Graphic3d_BSDF::operator== (const Graphic3d_BSDF& theOther) const
  79 {
  80   return Kc          == theOther.Kc
  81       && Kd          == theOther.Kd
  82       && Kt          == theOther.Kt
  83       && Ks          == theOther.Ks
  84       && Le          == theOther.Le
  85       && Absorption  == theOther.Absorption
  86       && FresnelCoat == theOther.FresnelCoat
  87       && FresnelBase == theOther.FresnelBase;
  88 }
  89
  90 // =======================================================================
  91 // function : Normalize
  92 // purpose  :
  93 // =======================================================================
  94 void Graphic3d_BSDF::Normalize()
  95 {
  96   float aMax = 0.f;
  97
  98   for (int aChannelID = 0; aChannelID < 3; ++aChannelID)
  99   {
 100     aMax = std::max (aMax, Kd[aChannelID] + Ks[aChannelID] + Kt[aChannelID]);
 101   }
 102
 103   if (aMax > 1.f)
 104   {
 105     for (int aChannelID = 0; aChannelID < 3; ++aChannelID)
 106     {
 107       Kd[aChannelID] /= aMax;
 108       Ks[aChannelID] /= aMax;
 109       Kt[aChannelID] /= aMax;
 110     }
 111   }
 112 }
 113
 114 // =======================================================================
 115 // function : CreateDiffuse
 116 // purpose  :
 117 // =======================================================================
 118 Graphic3d_BSDF Graphic3d_BSDF::CreateDiffuse (const Graphic3d_Vec3& theWeight)
 119 {
 120   Graphic3d_BSDF aBSDF;
 121
 122   aBSDF.Kd = theWeight;
 123
 124   return aBSDF;
 125 }
 126
 127 // =======================================================================
 128 // function : CreateMetallic
 129 // purpose  :
 130 // =======================================================================
 131 Graphic3d_BSDF Graphic3d_BSDF::CreateMetallic (const Graphic3d_Vec3& theWeight, const Graphic3d_Fresnel& theFresnel, const float theRoughness)
 132 {
 133   Graphic3d_BSDF aBSDF;
 134
 135   aBSDF.FresnelBase = theFresnel;
 136
 137   // Selecting between specular and glossy
 138   // BRDF depending on the given roughness
 139   aBSDF.Ks = Graphic3d_Vec4 (theWeight, theRoughness);
 140
 141   return aBSDF;
 142 }
 143
 144 // =======================================================================
 145 // function : CreateTransparent
 146 // purpose  :
 147 // =======================================================================
 148 Graphic3d_BSDF Graphic3d_BSDF::CreateTransparent (const Graphic3d_Vec3& theWeight,
 149                                                   const Graphic3d_Vec3& theAbsorptionColor,
 150                                                   const float           theAbsorptionCoeff)
 151 {
 152   Graphic3d_BSDF aBSDF;
 153
 154   // Create Fresnel parameters for the coat layer;
 155   // set it to 0 value to simulate ideal refractor
 156   aBSDF.FresnelCoat = Graphic3d_Fresnel::CreateConstant (0.f);
 157
 158   aBSDF.Kt = theWeight;
 159
 160   // Link reflection and transmission coefficients
 161   aBSDF.Kc.r() = aBSDF.Kt.r();
 162   aBSDF.Kc.g() = aBSDF.Kt.g();
 163   aBSDF.Kc.b() = aBSDF.Kt.b();
 164
 165   aBSDF.Absorption = Graphic3d_Vec4 (theAbsorptionColor,
 166                                      theAbsorptionCoeff);
 167
 168   return aBSDF;
 169 }
 170
 171 // =======================================================================
 172 // function : CreateGlass
 173 // purpose  :
 174 // =======================================================================
 175 Graphic3d_BSDF Graphic3d_BSDF::CreateGlass (const Graphic3d_Vec3& theWeight,
 176                                             const Graphic3d_Vec3& theAbsorptionColor,
 177                                             const float           theAbsorptionCoeff,
 178                                             const float           theRefractionIndex)
 179 {
 180   Graphic3d_BSDF aBSDF;
 181
 182   // Create Fresnel parameters for the coat layer
 183   aBSDF.FresnelCoat = Graphic3d_Fresnel::CreateDielectric (theRefractionIndex);
 184
 185   aBSDF.Kt = theWeight;
 186
 187   aBSDF.Kc.r() = aBSDF.Kt.r();
 188   aBSDF.Kc.g() = aBSDF.Kt.g();
 189   aBSDF.Kc.b() = aBSDF.Kt.b();
 190
 191   aBSDF.Absorption = Graphic3d_Vec4 (theAbsorptionColor,
 192                                      theAbsorptionCoeff);
 193
 194   return aBSDF;
 195 }
 196
 197 // =======================================================================
 198 // function : CreateMetallicRoughness
 199 // purpose  :
 200 // =======================================================================
 201 Graphic3d_BSDF Graphic3d_BSDF::CreateMetallicRoughness (const Graphic3d_PBRMaterial& thePbr)
 202 {
 203   const Graphic3d_Vec3 aDiff = (Graphic3d_Vec3 )thePbr.Color().GetRGB() * thePbr.Alpha();
 204   const Standard_ShortReal aRougness2 = thePbr.NormalizedRoughness() * thePbr.NormalizedRoughness();
 205
 206   Graphic3d_BSDF aBsdf;
 207   aBsdf.FresnelBase = Graphic3d_Fresnel::CreateSchlick (aDiff * thePbr.Metallic());
 208   aBsdf.Ks.SetValues (Graphic3d_Vec3 (thePbr.Alpha()), aRougness2);
 209   aBsdf.Kt = Graphic3d_Vec3 (1.0f - thePbr.Alpha());
 210   aBsdf.Kd = aDiff * (1.0f - thePbr.Metallic());
 211   aBsdf.Le = thePbr.Emission();
 212   return aBsdf;
 213 }