src/Shaders/Shaders_RaytraceBase_fs.pxx

   1 // This file has been automatically generated from resource file src/Shaders/RaytraceBase.fs
   2
   3 static const char Shaders_RaytraceBase_fs[] =
   4   "#ifdef ADAPTIVE_SAMPLING\n"
   5   "  #extension GL_ARB_shader_image_load_store : require\n"
   6   "  #extension GL_NV_shader_atomic_float : require\n"
   7   "#endif\n"
   8   "\n"
   9   "#ifdef USE_TEXTURES\n"
  10   "  #extension GL_ARB_bindless_texture : require\n"
  11   "#endif\n"
  12   "\n"
  13   "//! Normalized pixel coordinates.\n"
  14   "in vec2 vPixel;\n"
  15   "\n"
  16   "//! Sub-pixel offset in X direction for FSAA.\n"
  17   "uniform float uOffsetX = 0.f;\n"
  18   "//! Sub-pixel offset in Y direction for FSAA.\n"
  19   "uniform float uOffsetY = 0.f;\n"
  20   "\n"
  21   "//! Origin of viewing ray in left-top corner.\n"
  22   "uniform vec3 uOriginLT;\n"
  23   "//! Origin of viewing ray in left-bottom corner.\n"
  24   "uniform vec3 uOriginLB;\n"
  25   "//! Origin of viewing ray in right-top corner.\n"
  26   "uniform vec3 uOriginRT;\n"
  27   "//! Origin of viewing ray in right-bottom corner.\n"
  28   "uniform vec3 uOriginRB;\n"
  29   "\n"
  30   "//! Width of the rendering window.\n"
  31   "uniform int uWinSizeX;\n"
  32   "//! Height of the rendering window.\n"
  33   "uniform int uWinSizeY;\n"
  34   "\n"
  35   "//! Direction of viewing ray in left-top corner.\n"
  36   "uniform vec3 uDirectLT;\n"
  37   "//! Direction of viewing ray in left-bottom corner.\n"
  38   "uniform vec3 uDirectLB;\n"
  39   "//! Direction of viewing ray in right-top corner.\n"
  40   "uniform vec3 uDirectRT;\n"
  41   "//! Direction of viewing ray in right-bottom corner.\n"
  42   "uniform vec3 uDirectRB;\n"
  43   "\n"
  44   "//! Inverse model-view-projection matrix.\n"
  45   "uniform mat4 uUnviewMat;\n"
  46   "\n"
  47   "//! Model-view-projection matrix.\n"
  48   "uniform mat4 uViewMat;\n"
  49   "\n"
  50   "//! Texture buffer of data records of bottom-level BVH nodes.\n"
  51   "uniform isamplerBuffer uSceneNodeInfoTexture;\n"
  52   "//! Texture buffer of minimum points of bottom-level BVH nodes.\n"
  53   "uniform samplerBuffer uSceneMinPointTexture;\n"
  54   "//! Texture buffer of maximum points of bottom-level BVH nodes.\n"
  55   "uniform samplerBuffer uSceneMaxPointTexture;\n"
  56   "//! Texture buffer of transformations of high-level BVH nodes.\n"
  57   "uniform samplerBuffer uSceneTransformTexture;\n"
  58   "\n"
  59   "//! Texture buffer of vertex coords.\n"
  60   "uniform samplerBuffer uGeometryVertexTexture;\n"
  61   "//! Texture buffer of vertex normals.\n"
  62   "uniform samplerBuffer uGeometryNormalTexture;\n"
  63   "#ifdef USE_TEXTURES\n"
  64   "  //! Texture buffer of per-vertex UV-coordinates.\n"
  65   "  uniform samplerBuffer uGeometryTexCrdTexture;\n"
  66   "#endif\n"
  67   "//! Texture buffer of triangle indices.\n"
  68   "uniform isamplerBuffer uGeometryTriangTexture;\n"
  69   "\n"
  70   "//! Texture buffer of material properties.\n"
  71   "uniform samplerBuffer uRaytraceMaterialTexture;\n"
  72   "//! Texture buffer of light source properties.\n"
  73   "uniform samplerBuffer uRaytraceLightSrcTexture;\n"
  74   "//! Environment map texture.\n"
  75   "uniform sampler2D uEnvironmentMapTexture;\n"
  76   "\n"
  77   "//! Total number of light sources.\n"
  78   "uniform int uLightCount;\n"
  79   "//! Intensity of global ambient light.\n"
  80   "uniform vec4 uGlobalAmbient;\n"
  81   "\n"
  82   "//! Enables/disables hard shadows.\n"
  83   "uniform int uShadowsEnabled;\n"
  84   "//! Enables/disables specular reflections.\n"
  85   "uniform int uReflectEnabled;\n"
  86   "//! Enables/disables spherical environment map.\n"
  87   "uniform int uSphereMapEnabled;\n"
  88   "//! Enables/disables environment map background.\n"
  89   "uniform int uSphereMapForBack;\n"
  90   "\n"
  91   "//! Radius of bounding sphere of the scene.\n"
  92   "uniform float uSceneRadius;\n"
  93   "//! Scene epsilon to prevent self-intersections.\n"
  94   "uniform float uSceneEpsilon;\n"
  95   "\n"
  96   "#ifdef USE_TEXTURES\n"
  97   "  //! Unique 64-bit handles of OpenGL textures.\n"
  98   "  uniform uvec2 uTextureSamplers[MAX_TEX_NUMBER];\n"
  99   "#endif\n"
 100   "\n"
 101   "#ifdef ADAPTIVE_SAMPLING\n"
 102   "  //! OpenGL image used for accumulating rendering result.\n"
 103   "  volatile restrict layout(size1x32) uniform image2D  uRenderImage;\n"
 104   "\n"
 105   "  //! OpenGL image storing offsets of sampled pixels blocks.\n"
 106   "  coherent restrict layout(size2x32) uniform iimage2D uOffsetImage;\n"
 107   "#endif\n"
 108   "\n"
 109   "//! Top color of gradient background.\n"
 110   "uniform vec4 uBackColorTop = vec4 (0.0);\n"
 111   "//! Bottom color of gradient background.\n"
 112   "uniform vec4 uBackColorBot = vec4 (0.0);\n"
 113   "\n"
 114   "/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////\n"
 115   "// Specific data types\n"
 116   "\n"
 117   "//! Stores ray parameters.\n"
 118   "struct SRay\n"
 119   "{\n"
 120   "  vec3 Origin;\n"
 121   "\n"
 122   "  vec3 Direct;\n"
 123   "};\n"
 124   "\n"
 125   "//! Stores intersection parameters.\n"
 126   "struct SIntersect\n"
 127   "{\n"
 128   "  float Time;\n"
 129   "\n"
 130   "  vec2 UV;\n"
 131   "\n"
 132   "  vec3 Normal;\n"
 133   "};\n"
 134   "\n"
 135   "/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////\n"
 136   "// Some useful constants\n"
 137   "\n"
 138   "#define MAXFLOAT 1e15f\n"
 139   "\n"
 140   "#define SMALL vec3 (exp2 (-80.0f))\n"
 141   "\n"
 142   "#define ZERO vec3 (0.0f, 0.0f, 0.0f)\n"
 143   "#define UNIT vec3 (1.0f, 1.0f, 1.0f)\n"
 144   "\n"
 145   "#define AXIS_X vec3 (1.0f, 0.0f, 0.0f)\n"
 146   "#define AXIS_Y vec3 (0.0f, 1.0f, 0.0f)\n"
 147   "#define AXIS_Z vec3 (0.0f, 0.0f, 1.0f)\n"
 148   "\n"
 149   "#define M_PI   3.141592653f\n"
 150   "#define M_2_PI 6.283185307f\n"
 151   "#define M_PI_2 1.570796327f\n"
 152   "\n"
 153   "#define LUMA vec3 (0.2126f, 0.7152f, 0.0722f)\n"
 154   "\n"
 155   "// =======================================================================\n"
 156   "// function : MatrixRowMultiplyDir\n"
 157   "// purpose  : Multiplies a vector by matrix\n"
 158   "// =======================================================================\n"
 159   "vec3 MatrixRowMultiplyDir (in vec3 v,\n"
 160   "                           in vec4 m0,\n"
 161   "                           in vec4 m1,\n"
 162   "                           in vec4 m2)\n"
 163   "{\n"
 164   "  return vec3 (dot (m0.xyz, v),\n"
 165   "               dot (m1.xyz, v),\n"
 166   "               dot (m2.xyz, v));\n"
 167   "}\n"
 168   "\n"
 169   "//! 32-bit state of random number generator.\n"
 170   "uint RandState;\n"
 171   "\n"
 172   "// =======================================================================\n"
 173   "// function : SeedRand\n"
 174   "// purpose  : Applies hash function by Thomas Wang to randomize seeds\n"
 175   "//            (see http://www.burtleburtle.net/bob/hash/integer.html)\n"
 176   "// =======================================================================\n"
 177   "void SeedRand (in int theSeed, in int theSizeX, in int theRadius)\n"
 178   "{\n"
 179   "  RandState = uint (int (gl_FragCoord.y) / theRadius * theSizeX + int (gl_FragCoord.x) / theRadius + theSeed);\n"
 180   "\n"
 181   "  RandState = (RandState + 0x479ab41du) + (RandState <<  8);\n"
 182   "  RandState = (RandState ^ 0xe4aa10ceu) ^ (RandState >>  5);\n"
 183   "  RandState = (RandState + 0x9942f0a6u) - (RandState << 14);\n"
 184   "  RandState = (RandState ^ 0x5aedd67du) ^ (RandState >>  3);\n"
 185   "  RandState = (RandState + 0x17bea992u) + (RandState <<  7);\n"
 186   "}\n"
 187   "\n"
 188   "// =======================================================================\n"
 189   "// function : RandInt\n"
 190   "// purpose  : Generates integer using Xorshift algorithm by G. Marsaglia\n"
 191   "// =======================================================================\n"
 192   "uint RandInt()\n"
 193   "{\n"
 194   "  RandState ^= (RandState << 13);\n"
 195   "  RandState ^= (RandState >> 17);\n"
 196   "  RandState ^= (RandState <<  5);\n"
 197   "\n"
 198   "  return RandState;\n"
 199   "}\n"
 200   "\n"
 201   "// =======================================================================\n"
 202   "// function : RandFloat\n"
 203   "// purpose  : Generates a random float in 0 <= x < 1 range\n"
 204   "// =======================================================================\n"
 205   "float RandFloat()\n"
 206   "{\n"
 207   "  return float (RandInt()) * (1.f / 4294967296.f);\n"
 208   "}\n"
 209   "\n"
 210   "// =======================================================================\n"
 211   "// function : MatrixColMultiplyPnt\n"
 212   "// purpose  : Multiplies a vector by matrix\n"
 213   "// =======================================================================\n"
 214   "vec3 MatrixColMultiplyPnt (in vec3 v,\n"
 215   "                           in vec4 m0,\n"
 216   "                           in vec4 m1,\n"
 217   "                           in vec4 m2,\n"
 218   "                           in vec4 m3)\n"
 219   "{\n"
 220   "  return vec3 (m0.x * v.x + m1.x * v.y + m2.x * v.z + m3.x,\n"
 221   "               m0.y * v.x + m1.y * v.y + m2.y * v.z + m3.y,\n"
 222   "               m0.z * v.x + m1.z * v.y + m2.z * v.z + m3.z);\n"
 223   "}\n"
 224   "\n"
 225   "// =======================================================================\n"
 226   "// function : MatrixColMultiplyDir\n"
 227   "// purpose  : Multiplies a vector by matrix\n"
 228   "// =======================================================================\n"
 229   "vec3 MatrixColMultiplyDir (in vec3 v,\n"
 230   "                           in vec4 m0,\n"
 231   "                           in vec4 m1,\n"
 232   "                           in vec4 m2)\n"
 233   "{\n"
 234   "  return vec3 (m0.x * v.x + m1.x * v.y + m2.x * v.z,\n"
 235   "               m0.y * v.x + m1.y * v.y + m2.y * v.z,\n"
 236   "               m0.z * v.x + m1.z * v.y + m2.z * v.z);\n"
 237   "}\n"
 238   "\n"
 239   "//=======================================================================\n"
 240   "// function : InverseDirection\n"
 241   "// purpose  : Returns safely inverted direction of the given one\n"
 242   "//=======================================================================\n"
 243   "vec3 InverseDirection (in vec3 theInput)\n"
 244   "{\n"
 245   "  vec3 anInverse = 1.f / max (abs (theInput), SMALL);\n"
 246   "\n"
 247   "  return mix (-anInverse, anInverse, step (ZERO, theInput));\n"
 248   "}\n"
 249   "\n"
 250   "//=======================================================================\n"
 251   "// function : BackgroundColor\n"
 252   "// purpose  : Returns color of gradient background\n"
 253   "//=======================================================================\n"
 254   "vec4 BackgroundColor()\n"
 255   "{\n"
 256   "#ifdef ADAPTIVE_SAMPLING\n"
 257   "\n"
 258   "  ivec2 aFragCoord = ivec2 (gl_FragCoord.xy);\n"
 259   "\n"
 260   "  ivec2 aTileXY = imageLoad (uOffsetImage, ivec2 (aFragCoord.x / BLOCK_SIZE,\n"
 261   "                                                  aFragCoord.y / BLOCK_SIZE)).xy;\n"
 262   "\n"
 263   "  aTileXY.y += aFragCoord.y % min (uWinSizeY - aTileXY.y, BLOCK_SIZE);\n"
 264   "\n"
 265   "  return mix (uBackColorBot, uBackColorTop, float (aTileXY.y) / uWinSizeY);\n"
 266   "\n"
 267   "#else\n"
 268   "\n"
 269   "  return mix (uBackColorBot, uBackColorTop, vPixel.y);\n"
 270   "\n"
 271   "#endif\n"
 272   "}\n"
 273   "\n"
 274   "/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////\n"
 275   "// Functions for compute ray-object intersection\n"
 276   "\n"
 277   "// =======================================================================\n"
 278   "// function : GenerateRay\n"
 279   "// purpose  :\n"
 280   "// =======================================================================\n"
 281   "SRay GenerateRay (in vec2 thePixel)\n"
 282   "{\n"
 283   "  vec3 aP0 = mix (uOriginLB, uOriginRB, thePixel.x);\n"
 284   "  vec3 aP1 = mix (uOriginLT, uOriginRT, thePixel.x);\n"
 285   "\n"
 286   "  vec3 aD0 = mix (uDirectLB, uDirectRB, thePixel.x);\n"
 287   "  vec3 aD1 = mix (uDirectLT, uDirectRT, thePixel.x);\n"
 288   "\n"
 289   "  vec3 aDirection = normalize (mix (aD0, aD1, thePixel.y));\n"
 290   "\n"
 291   "  return SRay (mix (aP0, aP1, thePixel.y), aDirection);\n"
 292   "}\n"
 293   "\n"
 294   "// =======================================================================\n"
 295   "// function : IntersectSphere\n"
 296   "// purpose  : Computes ray-sphere intersection\n"
 297   "// =======================================================================\n"
 298   "float IntersectSphere (in SRay theRay, in float theRadius)\n"
 299   "{\n"
 300   "  float aDdotD = dot (theRay.Direct, theRay.Direct);\n"
 301   "  float aDdotO = dot (theRay.Direct, theRay.Origin);\n"
 302   "  float aOdotO = dot (theRay.Origin, theRay.Origin);\n"
 303   "\n"
 304   "  float aD = aDdotO * aDdotO - aDdotD * (aOdotO - theRadius * theRadius);\n"
 305   "\n"
 306   "  if (aD > 0.0f)\n"
 307   "  {\n"
 308   "    float aTime = (sqrt (aD) - aDdotO) * (1.0f / aDdotD);\n"
 309   "    \n"
 310   "    return aTime > 0.0f ? aTime : MAXFLOAT;\n"
 311   "  }\n"
 312   "\n"
 313   "  return MAXFLOAT;\n"
 314   "}\n"
 315   "\n"
 316   "// =======================================================================\n"
 317   "// function : IntersectTriangle\n"
 318   "// purpose  : Computes ray-triangle intersection (branchless version)\n"
 319   "// =======================================================================\n"
 320   "void IntersectTriangle (in SRay theRay,\n"
 321   "                        in vec3 thePnt0,\n"
 322   "                        in vec3 thePnt1,\n"
 323   "                        in vec3 thePnt2,\n"
 324   "                        out vec3 theUVT,\n"
 325   "                        out vec3 theNorm)\n"
 326   "{\n"
 327   "  vec3 aToTrg = thePnt0 - theRay.Origin;\n"
 328   "\n"
 329   "  vec3 aEdge0 = thePnt1 - thePnt0;\n"
 330   "  vec3 aEdge1 = thePnt0 - thePnt2;\n"
 331   "\n"
 332   "  theNorm = cross (aEdge1, aEdge0);\n"
 333   "\n"
 334   "  vec3 theVect = cross (theRay.Direct, aToTrg);\n"
 335   "\n"
 336   "  theUVT = vec3 (dot (theNorm, aToTrg),\n"
 337   "                 dot (theVect, aEdge1),\n"
 338   "                 dot (theVect, aEdge0)) * (1.f / dot (theNorm, theRay.Direct));\n"
 339   "\n"
 340   "  theUVT.x = any (lessThan (theUVT, ZERO)) || (theUVT.y + theUVT.z) > 1.f ? MAXFLOAT : theUVT.x;\n"
 341   "}\n"
 342   "\n"
 343   "#define EMPTY_ROOT ivec4(0)\n"
 344   "\n"
 345   "//! Utility structure containing information about\n"
 346   "//! currently traversing sub-tree of scene's BVH.\n"
 347   "struct SSubTree\n"
 348   "{\n"
 349   "  //! Transformed ray.\n"
 350   "  SRay  TrsfRay;\n"
 351   "\n"
 352   "  //! Inversed ray direction.\n"
 353   "  vec3  Inverse;\n"
 354   "\n"
 355   "  //! Parameters of sub-root node.\n"
 356   "  ivec4 SubData;\n"
 357   "};\n"
 358   "\n"
 359   "#define MATERIAL_AMBN(index) (18 * index + 0)\n"
 360   "#define MATERIAL_DIFF(index) (18 * index + 1)\n"
 361   "#define MATERIAL_SPEC(index) (18 * index + 2)\n"
 362   "#define MATERIAL_EMIS(index) (18 * index + 3)\n"
 363   "#define MATERIAL_REFL(index) (18 * index + 4)\n"
 364   "#define MATERIAL_REFR(index) (18 * index + 5)\n"
 365   "#define MATERIAL_TRAN(index) (18 * index + 6)\n"
 366   "#define MATERIAL_TRS1(index) (18 * index + 7)\n"
 367   "#define MATERIAL_TRS2(index) (18 * index + 8)\n"
 368   "#define MATERIAL_TRS3(index) (18 * index + 9)\n"
 369   "\n"
 370   "#define TRS_OFFSET(treelet) treelet.SubData.x\n"
 371   "#define BVH_OFFSET(treelet) treelet.SubData.y\n"
 372   "#define VRT_OFFSET(treelet) treelet.SubData.z\n"
 373   "#define TRG_OFFSET(treelet) treelet.SubData.w\n"
 374   "\n"
 375   "//! Identifies the absence of intersection.\n"
 376   "#define INALID_HIT ivec4 (-1)\n"
 377   "\n"
 378   "//! Global stack shared between traversal functions.\n"
 379   "int Stack[STACK_SIZE];\n"
 380   "\n"
 381   "// =======================================================================\n"
 382   "// function : pop\n"
 383   "// purpose  :\n"
 384   "// =======================================================================\n"
 385   "int pop (inout int theHead)\n"
 386   "{\n"
 387   "  int aData = Stack[theHead];\n"
 388   "\n"
 389   "  int aMask = aData >> 26;\n"
 390   "  int aNode = aMask & 0x3;\n"
 391   "\n"
 392   "  aMask >>= 2;\n"
 393   "\n"
 394   "  if ((aMask & 0x3) == aNode)\n"
 395   "  {\n"
 396   "    --theHead;\n"
 397   "  }\n"
 398   "  else\n"
 399   "  {\n"
 400   "    aMask |= (aMask << 2) & 0x30;\n"
 401   "\n"
 402   "    Stack[theHead] = (aData & 0x03FFFFFF) | (aMask << 26);\n"
 403   "  }\n"
 404   "\n"
 405   "  return (aData & 0x03FFFFFF) + aNode;\n"
 406   "}\n"
 407   "\n"
 408   "// =======================================================================\n"
 409   "// function : SceneNearestHit\n"
 410   "// purpose  : Finds intersection with nearest scene triangle\n"
 411   "// =======================================================================\n"
 412   "ivec4 SceneNearestHit (in SRay theRay, in vec3 theInverse, inout SIntersect theHit, out int theTrsfId)\n"
 413   "{\n"
 414   "  ivec4 aTriIndex = INALID_HIT;\n"
 415   "\n"
 416   "  int aNode =  0; // node to traverse\n"
 417   "  int aHead = -1; // pointer of stack\n"
 418   "  int aStop = -1; // BVH level switch\n"
 419   "\n"
 420   "  SSubTree aSubTree = SSubTree (theRay, theInverse, EMPTY_ROOT);\n"
 421   "\n"
 422   "  for (bool toContinue = true; toContinue; /* none */)\n"
 423   "  {\n"
 424   "    ivec4 aData = texelFetch (uSceneNodeInfoTexture, aNode);\n"
 425   "\n"
 426   "    if (aData.x == 0) // if inner node\n"
 427   "    {\n"
 428   "      aData.y += BVH_OFFSET (aSubTree);\n"
 429   "\n"
 430   "      vec4 aHitTimes = vec4 (MAXFLOAT,\n"
 431   "                             MAXFLOAT,\n"
 432   "                             MAXFLOAT,\n"
 433   "                             MAXFLOAT);\n"
 434   "\n"
 435   "      vec3 aRayOriginInverse = -aSubTree.TrsfRay.Origin * aSubTree.Inverse;\n"
 436   "\n"
 437   "      vec3 aNodeMin0 = texelFetch (uSceneMinPointTexture, aData.y +                0).xyz * aSubTree.Inverse + aRayOriginInverse;\n"
 438   "      vec3 aNodeMin1 = texelFetch (uSceneMinPointTexture, aData.y +                1).xyz * aSubTree.Inverse + aRayOriginInverse;\n"
 439   "      vec3 aNodeMin2 = texelFetch (uSceneMinPointTexture, aData.y + min (2, aData.z)).xyz * aSubTree.Inverse + aRayOriginInverse;\n"
 440   "      vec3 aNodeMin3 = texelFetch (uSceneMinPointTexture, aData.y + min (3, aData.z)).xyz * aSubTree.Inverse + aRayOriginInverse;\n"
 441   "      vec3 aNodeMax0 = texelFetch (uSceneMaxPointTexture, aData.y +                0).xyz * aSubTree.Inverse + aRayOriginInverse;\n"
 442   "      vec3 aNodeMax1 = texelFetch (uSceneMaxPointTexture, aData.y +                1).xyz * aSubTree.Inverse + aRayOriginInverse;\n"
 443   "      vec3 aNodeMax2 = texelFetch (uSceneMaxPointTexture, aData.y + min (2, aData.z)).xyz * aSubTree.Inverse + aRayOriginInverse;\n"
 444   "      vec3 aNodeMax3 = texelFetch (uSceneMaxPointTexture, aData.y + min (3, aData.z)).xyz * aSubTree.Inverse + aRayOriginInverse;\n"
 445   "\n"
 446   "      vec3 aTimeMax = max (aNodeMin0, aNodeMax0);\n"
 447   "      vec3 aTimeMin = min (aNodeMin0, aNodeMax0);\n"
 448   "\n"
 449   "      float aTimeLeave = min (aTimeMax.x, min (aTimeMax.y, aTimeMax.z));\n"
 450   "      float aTimeEnter = max (aTimeMin.x, max (aTimeMin.y, aTimeMin.z));\n"
 451   "\n"
 452   "      aHitTimes.x = mix (MAXFLOAT, aTimeEnter,\n"
 453   "        aTimeEnter <= aTimeLeave && aTimeEnter <= theHit.Time && aTimeLeave >= 0.f);\n"
 454   "\n"
 455   "      aTimeMax = max (aNodeMin1, aNodeMax1);\n"
 456   "      aTimeMin = min (aNodeMin1, aNodeMax1);\n"
 457   "\n"
 458   "      aTimeLeave = min (aTimeMax.x, min (aTimeMax.y, aTimeMax.z));\n"
 459   "      aTimeEnter = max (aTimeMin.x, max (aTimeMin.y, aTimeMin.z));\n"
 460   "\n"
 461   "      aHitTimes.y = mix (MAXFLOAT, aTimeEnter,\n"
 462   "        aTimeEnter <= aTimeLeave && aTimeEnter <= theHit.Time && aTimeLeave >= 0.f);\n"
 463   "\n"
 464   "      aTimeMax = max (aNodeMin2, aNodeMax2);\n"
 465   "      aTimeMin = min (aNodeMin2, aNodeMax2);\n"
 466   "\n"
 467   "      aTimeLeave = min (aTimeMax.x, min (aTimeMax.y, aTimeMax.z));\n"
 468   "      aTimeEnter = max (aTimeMin.x, max (aTimeMin.y, aTimeMin.z));\n"
 469   "\n"
 470   "      aHitTimes.z = mix (MAXFLOAT, aTimeEnter,\n"
 471   "        aTimeEnter <= aTimeLeave && aTimeEnter <= theHit.Time && aTimeLeave >= 0.f && aData.z > 1);\n"
 472   "\n"
 473   "      aTimeMax = max (aNodeMin3, aNodeMax3);\n"
 474   "      aTimeMin = min (aNodeMin3, aNodeMax3);\n"
 475   "\n"
 476   "      aTimeLeave = min (aTimeMax.x, min (aTimeMax.y, aTimeMax.z));\n"
 477   "      aTimeEnter = max (aTimeMin.x, max (aTimeMin.y, aTimeMin.z));\n"
 478   "\n"
 479   "      aHitTimes.w = mix (MAXFLOAT, aTimeEnter,\n"
 480   "        aTimeEnter <= aTimeLeave && aTimeEnter <= theHit.Time && aTimeLeave >= 0.f && aData.z > 2);\n"
 481   "\n"
 482   "      ivec4 aChildren = ivec4 (0, 1, 2, 3);\n"
 483   "\n"
 484   "      aChildren.xy = aHitTimes.y < aHitTimes.x ? aChildren.yx : aChildren.xy;\n"
 485   "      aHitTimes.xy = aHitTimes.y < aHitTimes.x ? aHitTimes.yx : aHitTimes.xy;\n"
 486   "      aChildren.zw = aHitTimes.w < aHitTimes.z ? aChildren.wz : aChildren.zw;\n"
 487   "      aHitTimes.zw = aHitTimes.w < aHitTimes.z ? aHitTimes.wz : aHitTimes.zw;\n"
 488   "      aChildren.xz = aHitTimes.z < aHitTimes.x ? aChildren.zx : aChildren.xz;\n"
 489   "      aHitTimes.xz = aHitTimes.z < aHitTimes.x ? aHitTimes.zx : aHitTimes.xz;\n"
 490   "      aChildren.yw = aHitTimes.w < aHitTimes.y ? aChildren.wy : aChildren.yw;\n"
 491   "      aHitTimes.yw = aHitTimes.w < aHitTimes.y ? aHitTimes.wy : aHitTimes.yw;\n"
 492   "      aChildren.yz = aHitTimes.z < aHitTimes.y ? aChildren.zy : aChildren.yz;\n"
 493   "      aHitTimes.yz = aHitTimes.z < aHitTimes.y ? aHitTimes.zy : aHitTimes.yz;\n"
 494   "\n"
 495   "      if (aHitTimes.x != MAXFLOAT)\n"
 496   "      {\n"
 497   "        int aHitMask = (aHitTimes.w != MAXFLOAT ? aChildren.w : aChildren.z) << 2\n"
 498   "                     | (aHitTimes.z != MAXFLOAT ? aChildren.z : aChildren.y);\n"
 499   "\n"
 500   "        if (aHitTimes.y != MAXFLOAT)\n"
 501   "          Stack[++aHead] = aData.y | (aHitMask << 2 | aChildren.y) << 26;\n"
 502   "\n"
 503   "        aNode = aData.y + aChildren.x;\n"
 504   "      }\n"
 505   "      else\n"
 506   "      {\n"
 507   "        toContinue = (aHead >= 0);\n"
 508   "\n"
 509   "        if (aHead == aStop) // go to top-level BVH\n"
 510   "        {\n"
 511   "          aStop = -1; aSubTree = SSubTree (theRay, theInverse, EMPTY_ROOT);\n"
 512   "        }\n"
 513   "\n"
 514   "        if (aHead >= 0)\n"
 515   "          aNode = pop (aHead);\n"
 516   "      }\n"
 517   "    }\n"
 518   "    else if (aData.x < 0) // leaf node (contains triangles)\n"
 519   "    {\n"
 520   "      vec3 aNormal;\n"
 521   "      vec3 aTimeUV;\n"
 522   "\n"
 523   "      for (int anIdx = aData.y; anIdx <= aData.z; ++anIdx)\n"
 524   "      {\n"
 525   "        ivec4 aTriangle = texelFetch (uGeometryTriangTexture, anIdx + TRG_OFFSET (aSubTree));\n"
 526   "\n"
 527   "        vec3 aPoint0 = texelFetch (uGeometryVertexTexture, aTriangle.x += VRT_OFFSET (aSubTree)).xyz;\n"
 528   "        vec3 aPoint1 = texelFetch (uGeometryVertexTexture, aTriangle.y += VRT_OFFSET (aSubTree)).xyz;\n"
 529   "        vec3 aPoint2 = texelFetch (uGeometryVertexTexture, aTriangle.z += VRT_OFFSET (aSubTree)).xyz;\n"
 530   "\n"
 531   "        IntersectTriangle (aSubTree.TrsfRay, aPoint0, aPoint1, aPoint2, aTimeUV, aNormal);\n"
 532   "\n"
 533   "        if (aTimeUV.x < theHit.Time)\n"
 534   "        {\n"
 535   "          aTriIndex = aTriangle;\n"
 536   "\n"
 537   "          theTrsfId = TRS_OFFSET (aSubTree);\n"
 538   "\n"
 539   "          theHit = SIntersect (aTimeUV.x, aTimeUV.yz, aNormal);\n"
 540   "        }\n"
 541   "      }\n"
 542   "\n"
 543   "      toContinue = (aHead >= 0);\n"
 544   "\n"
 545   "      if (aHead == aStop) // go to top-level BVH\n"
 546   "      {\n"
 547   "        aStop = -1; aSubTree = SSubTree (theRay, theInverse, EMPTY_ROOT);\n"
 548   "      }\n"
 549   "\n"
 550   "      if (aHead >= 0)\n"
 551   "        aNode = pop (aHead);\n"
 552   "    }\n"
 553   "    else if (aData.x > 0) // switch node\n"
 554   "    {\n"
 555   "      aSubTree.SubData = ivec4 (4 * aData.x - 4, aData.yzw); // store BVH sub-root\n"
 556   "\n"
 557   "      vec4 aInvTransf0 = texelFetch (uSceneTransformTexture, TRS_OFFSET (aSubTree) + 0);\n"
 558   "      vec4 aInvTransf1 = texelFetch (uSceneTransformTexture, TRS_OFFSET (aSubTree) + 1);\n"
 559   "      vec4 aInvTransf2 = texelFetch (uSceneTransformTexture, TRS_OFFSET (aSubTree) + 2);\n"
 560   "      vec4 aInvTransf3 = texelFetch (uSceneTransformTexture, TRS_OFFSET (aSubTree) + 3);\n"
 561   "\n"
 562   "      aSubTree.TrsfRay.Direct = MatrixColMultiplyDir (theRay.Direct,\n"
 563   "                                                      aInvTransf0,\n"
 564   "                                                      aInvTransf1,\n"
 565   "                                                      aInvTransf2);\n"
 566   "\n"
 567   "      aSubTree.Inverse = mix (-UNIT, UNIT, step (ZERO, aSubTree.TrsfRay.Direct)) /\n"
 568   "        max (abs (aSubTree.TrsfRay.Direct), SMALL);\n"
 569   "\n"
 570   "      aSubTree.TrsfRay.Origin = MatrixColMultiplyPnt (theRay.Origin,\n"
 571   "                                                      aInvTransf0,\n"
 572   "                                                      aInvTransf1,\n"
 573   "                                                      aInvTransf2,\n"
 574   "                                                      aInvTransf3);\n"
 575   "\n"
 576   "      aNode = BVH_OFFSET (aSubTree); // go to sub-root node\n"
 577   "\n"
 578   "      aStop = aHead; // store current stack pointer\n"
 579   "    }\n"
 580   "  }\n"
 581   "\n"
 582   "  return aTriIndex;\n"
 583   "}\n"
 584   "\n"
 585   "// =======================================================================\n"
 586   "// function : SceneAnyHit\n"
 587   "// purpose  : Finds intersection with any scene triangle\n"
 588   "// =======================================================================\n"
 589   "float SceneAnyHit (in SRay theRay, in vec3 theInverse, in float theDistance)\n"
 590   "{\n"
 591   "  float aFactor = 1.f;\n"
 592   "\n"
 593   "  int aNode =  0; // node to traverse\n"
 594   "  int aHead = -1; // pointer of stack\n"
 595   "  int aStop = -1; // BVH level switch\n"
 596   "\n"
 597   "  SSubTree aSubTree = SSubTree (theRay, theInverse, EMPTY_ROOT);\n"
 598   "\n"
 599   "  for (bool toContinue = true; toContinue; /* none */)\n"
 600   "  {\n"
 601   "    ivec4 aData = texelFetch (uSceneNodeInfoTexture, aNode);\n"
 602   "\n"
 603   "    if (aData.x == 0) // if inner node\n"
 604   "    {\n"
 605   "      aData.y += BVH_OFFSET (aSubTree);\n"
 606   "\n"
 607   "      vec4 aHitTimes = vec4 (MAXFLOAT,\n"
 608   "                             MAXFLOAT,\n"
 609   "                             MAXFLOAT,\n"
 610   "                             MAXFLOAT);\n"
 611   "\n"
 612   "      vec3 aRayOriginInverse = -aSubTree.TrsfRay.Origin * aSubTree.Inverse;\n"
 613   "\n"
 614   "      vec3 aNodeMin0 = texelFetch (uSceneMinPointTexture, aData.y +                0).xyz * aSubTree.Inverse + aRayOriginInverse;\n"
 615   "      vec3 aNodeMin1 = texelFetch (uSceneMinPointTexture, aData.y +                1).xyz * aSubTree.Inverse + aRayOriginInverse;\n"
 616   "      vec3 aNodeMin2 = texelFetch (uSceneMinPointTexture, aData.y + min (2, aData.z)).xyz * aSubTree.Inverse + aRayOriginInverse;\n"
 617   "      vec3 aNodeMin3 = texelFetch (uSceneMinPointTexture, aData.y + min (3, aData.z)).xyz * aSubTree.Inverse + aRayOriginInverse;\n"
 618   "      vec3 aNodeMax0 = texelFetch (uSceneMaxPointTexture, aData.y +                0).xyz * aSubTree.Inverse + aRayOriginInverse;\n"
 619   "      vec3 aNodeMax1 = texelFetch (uSceneMaxPointTexture, aData.y +                1).xyz * aSubTree.Inverse + aRayOriginInverse;\n"
 620   "      vec3 aNodeMax2 = texelFetch (uSceneMaxPointTexture, aData.y + min (2, aData.z)).xyz * aSubTree.Inverse + aRayOriginInverse;\n"
 621   "      vec3 aNodeMax3 = texelFetch (uSceneMaxPointTexture, aData.y + min (3, aData.z)).xyz * aSubTree.Inverse + aRayOriginInverse;\n"
 622   "\n"
 623   "      vec3 aTimeMax = max (aNodeMin0, aNodeMax0);\n"
 624   "      vec3 aTimeMin = min (aNodeMin0, aNodeMax0);\n"
 625   "\n"
 626   "      float aTimeLeave = min (aTimeMax.x, min (aTimeMax.y, aTimeMax.z));\n"
 627   "      float aTimeEnter = max (aTimeMin.x, max (aTimeMin.y, aTimeMin.z));\n"
 628   "\n"
 629   "      aHitTimes.x = mix (MAXFLOAT, aTimeEnter,\n"
 630   "        aTimeEnter <= aTimeLeave && aTimeEnter <= theDistance && aTimeLeave >= 0.f);\n"
 631   "\n"
 632   "      aTimeMax = max (aNodeMin1, aNodeMax1);\n"
 633   "      aTimeMin = min (aNodeMin1, aNodeMax1);\n"
 634   "\n"
 635   "      aTimeLeave = min (aTimeMax.x, min (aTimeMax.y, aTimeMax.z));\n"
 636   "      aTimeEnter = max (aTimeMin.x, max (aTimeMin.y, aTimeMin.z));\n"
 637   "\n"
 638   "      aHitTimes.y = mix (MAXFLOAT, aTimeEnter,\n"
 639   "        aTimeEnter <= aTimeLeave && aTimeEnter <= theDistance && aTimeLeave >= 0.f);\n"
 640   "\n"
 641   "      aTimeMax = max (aNodeMin2, aNodeMax2);\n"
 642   "      aTimeMin = min (aNodeMin2, aNodeMax2);\n"
 643   "\n"
 644   "      aTimeLeave = min (aTimeMax.x, min (aTimeMax.y, aTimeMax.z));\n"
 645   "      aTimeEnter = max (aTimeMin.x, max (aTimeMin.y, aTimeMin.z));\n"
 646   "\n"
 647   "      aHitTimes.z = mix (MAXFLOAT, aTimeEnter,\n"
 648   "        aTimeEnter <= aTimeLeave && aTimeEnter <= theDistance && aTimeLeave >= 0.f && aData.z > 1);\n"
 649   "\n"
 650   "      aTimeMax = max (aNodeMin3, aNodeMax3);\n"
 651   "      aTimeMin = min (aNodeMin3, aNodeMax3);\n"
 652   "\n"
 653   "      aTimeLeave = min (aTimeMax.x, min (aTimeMax.y, aTimeMax.z));\n"
 654   "      aTimeEnter = max (aTimeMin.x, max (aTimeMin.y, aTimeMin.z));\n"
 655   "\n"
 656   "      aHitTimes.w = mix (MAXFLOAT, aTimeEnter,\n"
 657   "        aTimeEnter <= aTimeLeave && aTimeEnter <= theDistance && aTimeLeave >= 0.f && aData.z > 2);\n"
 658   "\n"
 659   "      ivec4 aChildren = ivec4 (0, 1, 2, 3);\n"
 660   "\n"
 661   "      aChildren.xy = aHitTimes.y < aHitTimes.x ? aChildren.yx : aChildren.xy;\n"
 662   "      aHitTimes.xy = aHitTimes.y < aHitTimes.x ? aHitTimes.yx : aHitTimes.xy;\n"
 663   "      aChildren.zw = aHitTimes.w < aHitTimes.z ? aChildren.wz : aChildren.zw;\n"
 664   "      aHitTimes.zw = aHitTimes.w < aHitTimes.z ? aHitTimes.wz : aHitTimes.zw;\n"
 665   "      aChildren.xz = aHitTimes.z < aHitTimes.x ? aChildren.zx : aChildren.xz;\n"
 666   "      aHitTimes.xz = aHitTimes.z < aHitTimes.x ? aHitTimes.zx : aHitTimes.xz;\n"
 667   "      aChildren.yw = aHitTimes.w < aHitTimes.y ? aChildren.wy : aChildren.yw;\n"
 668   "      aHitTimes.yw = aHitTimes.w < aHitTimes.y ? aHitTimes.wy : aHitTimes.yw;\n"
 669   "      aChildren.yz = aHitTimes.z < aHitTimes.y ? aChildren.zy : aChildren.yz;\n"
 670   "      aHitTimes.yz = aHitTimes.z < aHitTimes.y ? aHitTimes.zy : aHitTimes.yz;\n"
 671   "\n"
 672   "      if (aHitTimes.x != MAXFLOAT)\n"
 673   "      {\n"
 674   "        int aHitMask = (aHitTimes.w != MAXFLOAT ? aChildren.w : aChildren.z) << 2\n"
 675   "                     | (aHitTimes.z != MAXFLOAT ? aChildren.z : aChildren.y);\n"
 676   "\n"
 677   "        if (aHitTimes.y != MAXFLOAT)\n"
 678   "          Stack[++aHead] = aData.y | (aHitMask << 2 | aChildren.y) << 26;\n"
 679   "\n"
 680   "        aNode = aData.y + aChildren.x;\n"
 681   "      }\n"
 682   "      else\n"
 683   "      {\n"
 684   "        toContinue = (aHead >= 0);\n"
 685   "\n"
 686   "        if (aHead == aStop) // go to top-level BVH\n"
 687   "        {\n"
 688   "          aStop = -1; aSubTree = SSubTree (theRay, theInverse, EMPTY_ROOT);\n"
 689   "        }\n"
 690   "\n"
 691   "        if (aHead >= 0)\n"
 692   "          aNode = pop (aHead);\n"
 693   "      }\n"
 694   "    }\n"
 695   "    else if (aData.x < 0) // leaf node\n"
 696   "    {\n"
 697   "      vec3 aNormal;\n"
 698   "      vec3 aTimeUV;\n"
 699   "\n"
 700   "      for (int anIdx = aData.y; anIdx <= aData.z; ++anIdx)\n"
 701   "      {\n"
 702   "        ivec4 aTriangle = texelFetch (uGeometryTriangTexture, anIdx + TRG_OFFSET (aSubTree));\n"
 703   "\n"
 704   "        vec3 aPoint0 = texelFetch (uGeometryVertexTexture, aTriangle.x += VRT_OFFSET (aSubTree)).xyz;\n"
 705   "        vec3 aPoint1 = texelFetch (uGeometryVertexTexture, aTriangle.y += VRT_OFFSET (aSubTree)).xyz;\n"
 706   "        vec3 aPoint2 = texelFetch (uGeometryVertexTexture, aTriangle.z += VRT_OFFSET (aSubTree)).xyz;\n"
 707   "\n"
 708   "        IntersectTriangle (aSubTree.TrsfRay, aPoint0, aPoint1, aPoint2, aTimeUV, aNormal);\n"
 709   "\n"
 710   "#ifdef TRANSPARENT_SHADOWS\n"
 711   "        if (aTimeUV.x < theDistance)\n"
 712   "        {\n"
 713   "          aFactor *= 1.f - texelFetch (uRaytraceMaterialTexture, MATERIAL_TRAN (aTriangle.w)).x;\n"
 714   "        }\n"
 715   "#else\n"
 716   "        if (aTimeUV.x < theDistance)\n"
 717   "        {\n"
 718   "          aFactor = 0.f;\n"
 719   "        }\n"
 720   "#endif\n"
 721   "      }\n"
 722   "\n"
 723   "      toContinue = (aHead >= 0) && (aFactor > 0.1f);\n"
 724   "\n"
 725   "      if (aHead == aStop) // go to top-level BVH\n"
 726   "      {\n"
 727   "        aStop = -1; aSubTree = SSubTree (theRay, theInverse, EMPTY_ROOT);\n"
 728   "      }\n"
 729   "\n"
 730   "      if (aHead >= 0)\n"
 731   "        aNode = pop (aHead);\n"
 732   "    }\n"
 733   "    else if (aData.x > 0) // switch node\n"
 734   "    {\n"
 735   "      aSubTree.SubData = ivec4 (4 * aData.x - 4, aData.yzw); // store BVH sub-root\n"
 736   "\n"
 737   "      vec4 aInvTransf0 = texelFetch (uSceneTransformTexture, TRS_OFFSET (aSubTree) + 0);\n"
 738   "      vec4 aInvTransf1 = texelFetch (uSceneTransformTexture, TRS_OFFSET (aSubTree) + 1);\n"
 739   "      vec4 aInvTransf2 = texelFetch (uSceneTransformTexture, TRS_OFFSET (aSubTree) + 2);\n"
 740   "      vec4 aInvTransf3 = texelFetch (uSceneTransformTexture, TRS_OFFSET (aSubTree) + 3);\n"
 741   "\n"
 742   "      aSubTree.TrsfRay.Direct = MatrixColMultiplyDir (theRay.Direct,\n"
 743   "                                                      aInvTransf0,\n"
 744   "                                                      aInvTransf1,\n"
 745   "                                                      aInvTransf2);\n"
 746   "\n"
 747   "      aSubTree.TrsfRay.Origin = MatrixColMultiplyPnt (theRay.Origin,\n"
 748   "                                                      aInvTransf0,\n"
 749   "                                                      aInvTransf1,\n"
 750   "                                                      aInvTransf2,\n"
 751   "                                                      aInvTransf3);\n"
 752   "\n"
 753   "      aSubTree.Inverse = mix (-UNIT, UNIT, step (ZERO, aSubTree.TrsfRay.Direct)) / max (abs (aSubTree.TrsfRay.Direct), SMALL);\n"
 754   "\n"
 755   "      aNode = BVH_OFFSET (aSubTree); // go to sub-root node\n"
 756   "\n"
 757   "      aStop = aHead; // store current stack pointer\n"
 758   "    }\n"
 759   "  }\n"
 760   "\n"
 761   "  return aFactor;\n"
 762   "}\n"
 763   "\n"
 764   "#define PI 3.1415926f\n"
 765   "\n"
 766   "// =======================================================================\n"
 767   "// function : Latlong\n"
 768   "// purpose  : Converts world direction to environment texture coordinates\n"
 769   "// =======================================================================\n"
 770   "vec2 Latlong (in vec3 thePoint, in float theRadius)\n"
 771   "{\n"
 772   "  float aPsi = acos (-thePoint.z / theRadius);\n"
 773   "\n"
 774   "  float aPhi = atan (thePoint.y, thePoint.x) + PI;\n"
 775   "\n"
 776   "  return vec2 (aPhi * 0.1591549f,\n"
 777   "               aPsi * 0.3183098f);\n"
 778   "}\n"
 779   "\n"
 780   "// =======================================================================\n"
 781   "// function : SmoothNormal\n"
 782   "// purpose  : Interpolates normal across the triangle\n"
 783   "// =======================================================================\n"
 784   "vec3 SmoothNormal (in vec2 theUV, in ivec4 theTriangle)\n"
 785   "{\n"
 786   "  vec3 aNormal0 = texelFetch (uGeometryNormalTexture, theTriangle.x).xyz;\n"
 787   "  vec3 aNormal1 = texelFetch (uGeometryNormalTexture, theTriangle.y).xyz;\n"
 788   "  vec3 aNormal2 = texelFetch (uGeometryNormalTexture, theTriangle.z).xyz;\n"
 789   "\n"
 790   "  return normalize (aNormal1 * theUV.x +\n"
 791   "                    aNormal2 * theUV.y +\n"
 792   "                    aNormal0 * (1.0f - theUV.x - theUV.y));\n"
 793   "}\n"
 794   "\n"
 795   "#define POLYGON_OFFSET_UNIT 0.f\n"
 796   "#define POLYGON_OFFSET_FACTOR 1.f\n"
 797   "#define POLYGON_OFFSET_SCALE 0.006f\n"
 798   "\n"
 799   "// =======================================================================\n"
 800   "// function : PolygonOffset\n"
 801   "// purpose  : Computes OpenGL polygon offset\n"
 802   "// =======================================================================\n"
 803   "float PolygonOffset (in vec3 theNormal, in vec3 thePoint)\n"
 804   "{\n"
 805   "  vec4 aProjectedNorm = vec4 (theNormal, -dot (theNormal, thePoint)) * uUnviewMat;\n"
 806   "\n"
 807   "  float aPolygonOffset = POLYGON_OFFSET_UNIT;\n"
 808   "\n"
 809   "  if (aProjectedNorm.z * aProjectedNorm.z > 1e-20f)\n"
 810   "  {\n"
 811   "    aProjectedNorm.xy *= 1.f / aProjectedNorm.z;\n"
 812   "\n"
 813   "    aPolygonOffset += POLYGON_OFFSET_FACTOR * max (abs (aProjectedNorm.x),\n"
 814   "                                                   abs (aProjectedNorm.y));\n"
 815   "  }\n"
 816   "\n"
 817   "  return aPolygonOffset;\n"
 818   "}\n"
 819   "\n"
 820   "// =======================================================================\n"
 821   "// function : SmoothUV\n"
 822   "// purpose  : Interpolates UV coordinates across the triangle\n"
 823   "// =======================================================================\n"
 824   "#ifdef USE_TEXTURES\n"
 825   "vec2 SmoothUV (in vec2 theUV, in ivec4 theTriangle)\n"
 826   "{\n"
 827   "  vec2 aTexCrd0 = texelFetch (uGeometryTexCrdTexture, theTriangle.x).st;\n"
 828   "  vec2 aTexCrd1 = texelFetch (uGeometryTexCrdTexture, theTriangle.y).st;\n"
 829   "  vec2 aTexCrd2 = texelFetch (uGeometryTexCrdTexture, theTriangle.z).st;\n"
 830   "\n"
 831   "  return aTexCrd1 * theUV.x +\n"
 832   "         aTexCrd2 * theUV.y +\n"
 833   "         aTexCrd0 * (1.0f - theUV.x - theUV.y);\n"
 834   "}\n"
 835   "#endif\n"
 836   "\n"
 837   "// =======================================================================\n"
 838   "// function : FetchEnvironment\n"
 839   "// purpose  :\n"
 840   "// =======================================================================\n"
 841   "vec4 FetchEnvironment (in vec2 theTexCoord)\n"
 842   "{\n"
 843   "  return uSphereMapEnabled == 0 ?\n"
 844   "    vec4 (0.f, 0.f, 0.f, 1.f) : textureLod (uEnvironmentMapTexture, theTexCoord, 0.f);\n"
 845   "}\n"
 846   "\n"
 847   "// =======================================================================\n"
 848   "// function : Refract\n"
 849   "// purpose  : Computes refraction ray (also handles TIR)\n"
 850   "// =======================================================================\n"
 851   "#ifndef PATH_TRACING\n"
 852   "vec3 Refract (in vec3 theInput,\n"
 853   "              in vec3 theNormal,\n"
 854   "              in float theRefractIndex,\n"
 855   "              in float theInvRefractIndex)\n"
 856   "{\n"
 857   "  float aNdotI = dot (theInput, theNormal);\n"
 858   "\n"
 859   "  float anIndex = aNdotI < 0.0f\n"
 860   "                ? theInvRefractIndex\n"
 861   "                : theRefractIndex;\n"
 862   "\n"
 863   "  float aSquare = anIndex * anIndex * (1.0f - aNdotI * aNdotI);\n"
 864   "\n"
 865   "  if (aSquare > 1.0f)\n"
 866   "  {\n"
 867   "    return reflect (theInput, theNormal);\n"
 868   "  }\n"
 869   "\n"
 870   "  float aNdotT = sqrt (1.0f - aSquare);\n"
 871   "\n"
 872   "  return normalize (anIndex * theInput -\n"
 873   "    (anIndex * aNdotI + (aNdotI < 0.0f ? aNdotT : -aNdotT)) * theNormal);\n"
 874   "}\n"
 875   "#endif\n"
 876   "\n"
 877   "#define MIN_SLOPE 0.0001f\n"
 878   "#define EPS_SCALE 8.0000f\n"
 879   "\n"
 880   "#define THRESHOLD vec3 (0.1f)\n"
 881   "\n"
 882   "#define INVALID_BOUNCES 1000\n"
 883   "\n"
 884   "#define LIGHT_POS(index) (2 * index + 1)\n"
 885   "#define LIGHT_PWR(index) (2 * index + 0)\n"
 886   "\n"
 887   "// =======================================================================\n"
 888   "// function : Radiance\n"
 889   "// purpose  : Computes color along the given ray\n"
 890   "// =======================================================================\n"
 891   "#ifndef PATH_TRACING\n"
 892   "vec4 Radiance (in SRay theRay, in vec3 theInverse)\n"
 893   "{\n"
 894   "  vec3 aResult = vec3 (0.0f);\n"
 895   "  vec4 aWeight = vec4 (1.0f);\n"
 896   "\n"
 897   "  int aTrsfId;\n"
 898   "\n"
 899   "  float aRaytraceDepth = MAXFLOAT;\n"
 900   "\n"
 901   "  for (int aDepth = 0; aDepth < NB_BOUNCES; ++aDepth)\n"
 902   "  {\n"
 903   "    SIntersect aHit = SIntersect (MAXFLOAT, vec2 (ZERO), ZERO);\n"
 904   "\n"
 905   "    ivec4 aTriIndex = SceneNearestHit (theRay, theInverse, aHit, aTrsfId);\n"
 906   "\n"
 907   "    if (aTriIndex.x == -1)\n"
 908   "    {\n"
 909   "      vec4 aColor = vec4 (0.0);\n"
 910   "\n"
 911   "      if (bool(uSphereMapForBack) || aWeight.w == 0.0f /* reflection */)\n"
 912   "      {\n"
 913   "        float aTime = IntersectSphere (theRay, uSceneRadius);\n"
 914   "\n"
 915   "        aColor = FetchEnvironment (Latlong (\n"
 916   "          theRay.Direct * aTime + theRay.Origin, uSceneRadius));\n"
 917   "      }\n"
 918   "      else\n"
 919   "      {\n"
 920   "        aColor = BackgroundColor();\n"
 921   "      }\n"
 922   "\n"
 923   "      aResult += aWeight.xyz * aColor.xyz; aWeight.w *= aColor.w;\n"
 924   "\n"
 925   "      break; // terminate path\n"
 926   "    }\n"
 927   "\n"
 928   "    vec3 aInvTransf0 = texelFetch (uSceneTransformTexture, aTrsfId + 0).xyz;\n"
 929   "    vec3 aInvTransf1 = texelFetch (uSceneTransformTexture, aTrsfId + 1).xyz;\n"
 930   "    vec3 aInvTransf2 = texelFetch (uSceneTransformTexture, aTrsfId + 2).xyz;\n"
 931   "\n"
 932   "    aHit.Normal = normalize (vec3 (dot (aInvTransf0, aHit.Normal),\n"
 933   "                                   dot (aInvTransf1, aHit.Normal),\n"
 934   "                                   dot (aInvTransf2, aHit.Normal)));\n"
 935   "\n"
 936   "    theRay.Origin += theRay.Direct * aHit.Time; // intersection point\n"
 937   "\n"
 938   "    // Evaluate depth on first hit\n"
 939   "    if (aDepth == 0)\n"
 940   "    {\n"
 941   "      vec4 aNDCPoint = uViewMat * vec4 (theRay.Origin, 1.f);\n"
 942   "\n"
 943   "      float aPolygonOffset = PolygonOffset (aHit.Normal, theRay.Origin);\n"
 944   "      aRaytraceDepth = (aNDCPoint.z / aNDCPoint.w + aPolygonOffset * POLYGON_OFFSET_SCALE) * 0.5f + 0.5f;\n"
 945   "    }\n"
 946   "\n"
 947   "    vec3 aNormal = SmoothNormal (aHit.UV, aTriIndex);\n"
 948   "\n"
 949   "    aNormal = normalize (vec3 (dot (aInvTransf0, aNormal),\n"
 950   "                               dot (aInvTransf1, aNormal),\n"
 951   "                               dot (aInvTransf2, aNormal)));\n"
 952   "\n"
 953   "    vec3 aAmbient  = texelFetch (\n"
 954   "      uRaytraceMaterialTexture, MATERIAL_AMBN (aTriIndex.w)).rgb;\n"
 955   "    vec4 aDiffuse  = texelFetch (\n"
 956   "      uRaytraceMaterialTexture, MATERIAL_DIFF (aTriIndex.w));\n"
 957   "    vec4 aSpecular = texelFetch (\n"
 958   "      uRaytraceMaterialTexture, MATERIAL_SPEC (aTriIndex.w));\n"
 959   "    vec4 aOpacity  = texelFetch (\n"
 960   "      uRaytraceMaterialTexture, MATERIAL_TRAN (aTriIndex.w));\n"
 961   "\n"
 962   "#ifdef USE_TEXTURES\n"
 963   "    if (aDiffuse.w >= 0.f)\n"
 964   "    {\n"
 965   "      vec4 aTexCoord = vec4 (SmoothUV (aHit.UV, aTriIndex), 0.f, 1.f);\n"
 966   "\n"
 967   "      vec4 aTrsfRow1 = texelFetch (\n"
 968   "        uRaytraceMaterialTexture, MATERIAL_TRS1 (aTriIndex.w));\n"
 969   "      vec4 aTrsfRow2 = texelFetch (\n"
 970   "        uRaytraceMaterialTexture, MATERIAL_TRS2 (aTriIndex.w));\n"
 971   "\n"
 972   "      aTexCoord.st = vec2 (dot (aTrsfRow1, aTexCoord),\n"
 973   "                           dot (aTrsfRow2, aTexCoord));\n"
 974   "\n"
 975   "      vec4 aTexColor = textureLod (\n"
 976   "        sampler2D (uTextureSamplers[int(aDiffuse.w)]), aTexCoord.st, 0.f);\n"
 977   "\n"
 978   "      aDiffuse.rgb *= aTexColor.rgb;\n"
 979   "      aAmbient.rgb *= aTexColor.rgb;\n"
 980   "\n"
 981   "      // keep refractive index untouched (Z component)\n"
 982   "      aOpacity.xy = vec2 (aTexColor.w * aOpacity.x, 1.0f - aTexColor.w * aOpacity.x);\n"
 983   "    }\n"
 984   "#endif\n"
 985   "\n"
 986   "    vec3 aEmission = texelFetch (\n"
 987   "      uRaytraceMaterialTexture, MATERIAL_EMIS (aTriIndex.w)).rgb;\n"
 988   "\n"
 989   "    float aGeomFactor = dot (aNormal, theRay.Direct);\n"
 990   "\n"
 991   "    aResult.xyz += aWeight.xyz * aOpacity.x * (\n"
 992   "      uGlobalAmbient.xyz * aAmbient * max (abs (aGeomFactor), 0.5f) + aEmission);\n"
 993   "\n"
 994   "    vec3 aSidedNormal = mix (aNormal, -aNormal, step (0.0f, aGeomFactor));\n"
 995   "\n"
 996   "    for (int aLightIdx = 0; aLightIdx < uLightCount; ++aLightIdx)\n"
 997   "    {\n"
 998   "      vec4 aLight = texelFetch (\n"
 999   "        uRaytraceLightSrcTexture, LIGHT_POS (aLightIdx));\n"
1000   "\n"
1001   "      float aDistance = MAXFLOAT;\n"
1002   "\n"
1003   "      if (aLight.w != 0.0f) // point light source\n"
1004   "      {\n"
1005   "        aDistance = length (aLight.xyz -= theRay.Origin);\n"
1006   "\n"
1007   "        aLight.xyz *= 1.0f / aDistance;\n"
1008   "      }\n"
1009   "\n"
1010   "      float aLdotN = dot (aLight.xyz, aSidedNormal);\n"
1011   "\n"
1012   "      if (aLdotN > 0.0f) // first check if light source is important\n"
1013   "      {\n"
1014   "        float aVisibility = 1.0f;\n"
1015   "\n"
1016   "        if (bool(uShadowsEnabled))\n"
1017   "        {\n"
1018   "          SRay aShadow = SRay (theRay.Origin, aLight.xyz);\n"
1019   "\n"
1020   "          aShadow.Origin += uSceneEpsilon * (aLight.xyz +\n"
1021   "            mix (-aHit.Normal, aHit.Normal, step (0.0f, dot (aHit.Normal, aLight.xyz))));\n"
1022   "\n"
1023   "          vec3 aInverse = 1.0f / max (abs (aLight.xyz), SMALL);\n"
1024   "\n"
1025   "          aVisibility = SceneAnyHit (\n"
1026   "            aShadow, mix (-aInverse, aInverse, step (ZERO, aLight.xyz)), aDistance);\n"
1027   "        }\n"
1028   "\n"
1029   "        if (aVisibility > 0.0f)\n"
1030   "        {\n"
1031   "          vec3 aIntensity = min (UNIT, vec3 (texelFetch (\n"
1032   "            uRaytraceLightSrcTexture, LIGHT_PWR (aLightIdx))));\n"
1033   "\n"
1034   "          float aRdotV = dot (reflect (aLight.xyz, aSidedNormal), theRay.Direct);\n"
1035   "\n"
1036   "          aResult.xyz += aWeight.xyz * (aOpacity.x * aVisibility) * aIntensity *\n"
1037   "            (aDiffuse.xyz * aLdotN + aSpecular.xyz * pow (max (0.f, aRdotV), aSpecular.w));\n"
1038   "        }\n"
1039   "      }\n"
1040   "    }\n"
1041   "\n"
1042   "    if (aOpacity.x != 1.0f)\n"
1043   "    {\n"
1044   "      aWeight *= aOpacity.y;\n"
1045   "\n"
1046   "      if (aOpacity.z != 1.0f)\n"
1047   "      {\n"
1048   "        theRay.Direct = Refract (theRay.Direct, aNormal, aOpacity.z, aOpacity.w);\n"
1049   "      }\n"
1050   "    }\n"
1051   "    else\n"
1052   "    {\n"
1053   "      aWeight *= bool(uReflectEnabled) ?\n"
1054   "        texelFetch (uRaytraceMaterialTexture, MATERIAL_REFL (aTriIndex.w)) : vec4 (0.0f);\n"
1055   "\n"
1056   "      vec3 aReflect = reflect (theRay.Direct, aNormal);\n"
1057   "\n"
1058   "      if (dot (aReflect, aHit.Normal) * dot (theRay.Direct, aHit.Normal) > 0.0f)\n"
1059   "      {\n"
1060   "        aReflect = reflect (theRay.Direct, aHit.Normal);\n"
1061   "      }\n"
1062   "\n"
1063   "      theRay.Direct = aReflect;\n"
1064   "    }\n"
1065   "\n"
1066   "    if (all (lessThanEqual (aWeight.xyz, THRESHOLD)))\n"
1067   "    {\n"
1068   "      aDepth = INVALID_BOUNCES;\n"
1069   "    }\n"
1070   "    else if (aOpacity.x == 1.0f || aOpacity.z != 1.0f) // if no simple transparency\n"
1071   "    {\n"
1072   "      theRay.Origin += aHit.Normal * mix (\n"
1073   "        -uSceneEpsilon, uSceneEpsilon, step (0.0f, dot (aHit.Normal, theRay.Direct)));\n"
1074   "\n"
1075   "      theInverse = 1.0f / max (abs (theRay.Direct), SMALL);\n"
1076   "\n"
1077   "      theInverse = mix (-theInverse, theInverse, step (ZERO, theRay.Direct));\n"
1078   "    }\n"
1079   "\n"
1080   "    theRay.Origin += theRay.Direct * uSceneEpsilon;\n"
1081   "  }\n"
1082   "\n"
1083   "  gl_FragDepth = aRaytraceDepth;\n"
1084   "\n"
1085   "  return vec4 (aResult.x,\n"
1086   "               aResult.y,\n"
1087   "               aResult.z,\n"
1088   "               aWeight.w);\n"
1089   "}\n"
1090   "#endif\n";