0028762: Visualization, Ray tracing - Implement depth-of-field effect
[occt.git] / 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   "//! Aperture radius of camera used for depth-of-field\n"
115   "uniform float uApertureRadius = 0.f;\n"
116   "\n"
117   "//! Focal distance of camera used for depth-of field\n"
118   "uniform float uFocalPlaneDist = 10.f;\n"
119   "\n"
120   "//! Camera position used for projective mode\n"
121   "uniform vec3 uEyeOrig;\n"
122   "\n"
123   "//! Camera view direction used for projective mode\n"
124   "uniform vec3 uEyeView;\n"
125   "\n"
126   "//! Camera's screen vertical direction used for projective mode\n"
127   "uniform vec3 uEyeVert;\n"
128   "\n"
129   "//! Camera's screen horizontal direction used for projective mode\n"
130   "uniform vec3 uEyeSide;\n"
131   "\n"
132   "//! Camera's screen size used for projective mode\n"
133   "uniform vec2 uEyeSize;\n"
134   "\n"
135   "/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////\n"
136   "// Specific data types\n"
137   "\n"
138   "//! Stores ray parameters.\n"
139   "struct SRay\n"
140   "{\n"
141   "  vec3 Origin;\n"
142   "\n"
143   "  vec3 Direct;\n"
144   "};\n"
145   "\n"
146   "//! Stores intersection parameters.\n"
147   "struct SIntersect\n"
148   "{\n"
149   "  float Time;\n"
150   "\n"
151   "  vec2 UV;\n"
152   "\n"
153   "  vec3 Normal;\n"
154   "};\n"
155   "\n"
156   "/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////\n"
157   "// Some useful constants\n"
158   "\n"
159   "#define MAXFLOAT 1e15f\n"
160   "\n"
161   "#define SMALL vec3 (exp2 (-80.0f))\n"
162   "\n"
163   "#define ZERO vec3 (0.0f, 0.0f, 0.0f)\n"
164   "#define UNIT vec3 (1.0f, 1.0f, 1.0f)\n"
165   "\n"
166   "#define AXIS_X vec3 (1.0f, 0.0f, 0.0f)\n"
167   "#define AXIS_Y vec3 (0.0f, 1.0f, 0.0f)\n"
168   "#define AXIS_Z vec3 (0.0f, 0.0f, 1.0f)\n"
169   "\n"
170   "#define M_PI   3.141592653f\n"
171   "#define M_2_PI 6.283185307f\n"
172   "#define M_PI_2 1.570796327f\n"
173   "\n"
174   "#define LUMA vec3 (0.2126f, 0.7152f, 0.0722f)\n"
175   "\n"
176   "// =======================================================================\n"
177   "// function : MatrixRowMultiplyDir\n"
178   "// purpose  : Multiplies a vector by matrix\n"
179   "// =======================================================================\n"
180   "vec3 MatrixRowMultiplyDir (in vec3 v,\n"
181   "                           in vec4 m0,\n"
182   "                           in vec4 m1,\n"
183   "                           in vec4 m2)\n"
184   "{\n"
185   "  return vec3 (dot (m0.xyz, v),\n"
186   "               dot (m1.xyz, v),\n"
187   "               dot (m2.xyz, v));\n"
188   "}\n"
189   "\n"
190   "//! 32-bit state of random number generator.\n"
191   "uint RandState;\n"
192   "\n"
193   "// =======================================================================\n"
194   "// function : SeedRand\n"
195   "// purpose  : Applies hash function by Thomas Wang to randomize seeds\n"
196   "//            (see http://www.burtleburtle.net/bob/hash/integer.html)\n"
197   "// =======================================================================\n"
198   "void SeedRand (in int theSeed, in int theSizeX, in int theRadius)\n"
199   "{\n"
200   "  RandState = uint (int (gl_FragCoord.y) / theRadius * theSizeX + int (gl_FragCoord.x) / theRadius + theSeed);\n"
201   "\n"
202   "  RandState = (RandState + 0x479ab41du) + (RandState <<  8);\n"
203   "  RandState = (RandState ^ 0xe4aa10ceu) ^ (RandState >>  5);\n"
204   "  RandState = (RandState + 0x9942f0a6u) - (RandState << 14);\n"
205   "  RandState = (RandState ^ 0x5aedd67du) ^ (RandState >>  3);\n"
206   "  RandState = (RandState + 0x17bea992u) + (RandState <<  7);\n"
207   "}\n"
208   "\n"
209   "// =======================================================================\n"
210   "// function : RandInt\n"
211   "// purpose  : Generates integer using Xorshift algorithm by G. Marsaglia\n"
212   "// =======================================================================\n"
213   "uint RandInt()\n"
214   "{\n"
215   "  RandState ^= (RandState << 13);\n"
216   "  RandState ^= (RandState >> 17);\n"
217   "  RandState ^= (RandState <<  5);\n"
218   "\n"
219   "  return RandState;\n"
220   "}\n"
221   "\n"
222   "// =======================================================================\n"
223   "// function : RandFloat\n"
224   "// purpose  : Generates a random float in 0 <= x < 1 range\n"
225   "// =======================================================================\n"
226   "float RandFloat()\n"
227   "{\n"
228   "  return float (RandInt()) * (1.f / 4294967296.f);\n"
229   "}\n"
230   "\n"
231   "// =======================================================================\n"
232   "// function : MatrixColMultiplyPnt\n"
233   "// purpose  : Multiplies a vector by matrix\n"
234   "// =======================================================================\n"
235   "vec3 MatrixColMultiplyPnt (in vec3 v,\n"
236   "                           in vec4 m0,\n"
237   "                           in vec4 m1,\n"
238   "                           in vec4 m2,\n"
239   "                           in vec4 m3)\n"
240   "{\n"
241   "  return vec3 (m0.x * v.x + m1.x * v.y + m2.x * v.z + m3.x,\n"
242   "               m0.y * v.x + m1.y * v.y + m2.y * v.z + m3.y,\n"
243   "               m0.z * v.x + m1.z * v.y + m2.z * v.z + m3.z);\n"
244   "}\n"
245   "\n"
246   "// =======================================================================\n"
247   "// function : MatrixColMultiplyDir\n"
248   "// purpose  : Multiplies a vector by matrix\n"
249   "// =======================================================================\n"
250   "vec3 MatrixColMultiplyDir (in vec3 v,\n"
251   "                           in vec4 m0,\n"
252   "                           in vec4 m1,\n"
253   "                           in vec4 m2)\n"
254   "{\n"
255   "  return vec3 (m0.x * v.x + m1.x * v.y + m2.x * v.z,\n"
256   "               m0.y * v.x + m1.y * v.y + m2.y * v.z,\n"
257   "               m0.z * v.x + m1.z * v.y + m2.z * v.z);\n"
258   "}\n"
259   "\n"
260   "//=======================================================================\n"
261   "// function : InverseDirection\n"
262   "// purpose  : Returns safely inverted direction of the given one\n"
263   "//=======================================================================\n"
264   "vec3 InverseDirection (in vec3 theInput)\n"
265   "{\n"
266   "  vec3 anInverse = 1.f / max (abs (theInput), SMALL);\n"
267   "\n"
268   "  return mix (-anInverse, anInverse, step (ZERO, theInput));\n"
269   "}\n"
270   "\n"
271   "//=======================================================================\n"
272   "// function : BackgroundColor\n"
273   "// purpose  : Returns color of gradient background\n"
274   "//=======================================================================\n"
275   "vec4 BackgroundColor()\n"
276   "{\n"
277   "#ifdef ADAPTIVE_SAMPLING\n"
278   "\n"
279   "  ivec2 aFragCoord = ivec2 (gl_FragCoord.xy);\n"
280   "\n"
281   "  ivec2 aTileXY = imageLoad (uOffsetImage, ivec2 (aFragCoord.x / BLOCK_SIZE,\n"
282   "                                                  aFragCoord.y / BLOCK_SIZE)).xy;\n"
283   "\n"
284   "  aTileXY.y += aFragCoord.y % min (uWinSizeY - aTileXY.y, BLOCK_SIZE);\n"
285   "\n"
286   "  return mix (uBackColorBot, uBackColorTop, float (aTileXY.y) / uWinSizeY);\n"
287   "\n"
288   "#else\n"
289   "\n"
290   "  return mix (uBackColorBot, uBackColorTop, vPixel.y);\n"
291   "\n"
292   "#endif\n"
293   "}\n"
294   "\n"
295   "/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////\n"
296   "// Functions for compute ray-object intersection\n"
297   "\n"
298   "//=======================================================================\n"
299   "// function : sampleUniformDisk\n"
300   "// purpose  :\n"
301   "//=======================================================================\n"
302   "vec2 sampleUniformDisk ()\n"
303   "{\n"
304   "  vec2 aPoint;\n"
305   "\n"
306   "  float aKsi1 = 2.f * RandFloat () - 1.f;\n"
307   "  float aKsi2 = 2.f * RandFloat () - 1.f;\n"
308   "\n"
309   "  if (aKsi1 > -aKsi2)\n"
310   "  {\n"
311   "    if (aKsi1 > aKsi2)\n"
312   "      aPoint = vec2 (aKsi1, (M_PI / 4.f) * (0.f + aKsi2 / aKsi1));\n"
313   "    else\n"
314   "      aPoint = vec2 (aKsi2, (M_PI / 4.f) * (2.f - aKsi1 / aKsi2));\n"
315   "  }\n"
316   "  else\n"
317   "  {\n"
318   "    if (aKsi1 < aKsi2)\n"
319   "      aPoint = vec2 (-aKsi1, (M_PI / 4.f) * (4.f + aKsi2 / aKsi1));\n"
320   "    else\n"
321   "      aPoint = vec2 (-aKsi2, (M_PI / 4.f) * (6.f - aKsi1 / aKsi2));\n"
322   "  }\n"
323   "\n"
324   "  return vec2 (sin (aPoint.y), cos (aPoint.y)) * aPoint.x;\n"
325   "}\n"
326   "\n"
327   "// =======================================================================\n"
328   "// function : GenerateRay\n"
329   "// purpose  :\n"
330   "// =======================================================================\n"
331   "SRay GenerateRay (in vec2 thePixel)\n"
332   "{\n"
333   "#ifndef DEPTH_OF_FIELD\n"
334   "\n"
335   "  vec3 aP0 = mix (uOriginLB, uOriginRB, thePixel.x);\n"
336   "  vec3 aP1 = mix (uOriginLT, uOriginRT, thePixel.x);\n"
337   "\n"
338   "  vec3 aD0 = mix (uDirectLB, uDirectRB, thePixel.x);\n"
339   "  vec3 aD1 = mix (uDirectLT, uDirectRT, thePixel.x);\n"
340   "\n"
341   "  vec3 aDirection = normalize (mix (aD0, aD1, thePixel.y));\n"
342   "\n"
343   "  return SRay (mix (aP0, aP1, thePixel.y), aDirection);\n"
344   "\n"
345   "#else\n"
346   "\n"
347   "  vec2 aPixel = uEyeSize * (thePixel - vec2 (0.5f)) * 2.f;\n"
348   "\n"
349   "  vec2 aAperturePnt = sampleUniformDisk () * uApertureRadius;\n"
350   "\n"
351   "  vec3 aLocalDir = normalize (vec3 (\n"
352   "    aPixel * uFocalPlaneDist - aAperturePnt, uFocalPlaneDist));\n"
353   "\n"
354   "  vec3 aOrigin = uEyeOrig +\n"
355   "                 uEyeSide * aAperturePnt.x +\n"
356   "                 uEyeVert * aAperturePnt.y;\n"
357   "\n"
358   "  vec3 aDirect = uEyeView * aLocalDir.z +\n"
359   "                 uEyeSide * aLocalDir.x +\n"
360   "                 uEyeVert * aLocalDir.y;\n"
361   "\n"
362   "  return SRay (aOrigin, aDirect);\n"
363   "\n"
364   "#endif\n"
365   "}\n"
366   "\n"
367   "// =======================================================================\n"
368   "// function : IntersectSphere\n"
369   "// purpose  : Computes ray-sphere intersection\n"
370   "// =======================================================================\n"
371   "float IntersectSphere (in SRay theRay, in float theRadius)\n"
372   "{\n"
373   "  float aDdotD = dot (theRay.Direct, theRay.Direct);\n"
374   "  float aDdotO = dot (theRay.Direct, theRay.Origin);\n"
375   "  float aOdotO = dot (theRay.Origin, theRay.Origin);\n"
376   "\n"
377   "  float aD = aDdotO * aDdotO - aDdotD * (aOdotO - theRadius * theRadius);\n"
378   "\n"
379   "  if (aD > 0.0f)\n"
380   "  {\n"
381   "    float aTime = (sqrt (aD) - aDdotO) * (1.0f / aDdotD);\n"
382   "    \n"
383   "    return aTime > 0.0f ? aTime : MAXFLOAT;\n"
384   "  }\n"
385   "\n"
386   "  return MAXFLOAT;\n"
387   "}\n"
388   "\n"
389   "// =======================================================================\n"
390   "// function : IntersectTriangle\n"
391   "// purpose  : Computes ray-triangle intersection (branchless version)\n"
392   "// =======================================================================\n"
393   "void IntersectTriangle (in SRay theRay,\n"
394   "                        in vec3 thePnt0,\n"
395   "                        in vec3 thePnt1,\n"
396   "                        in vec3 thePnt2,\n"
397   "                        out vec3 theUVT,\n"
398   "                        out vec3 theNorm)\n"
399   "{\n"
400   "  vec3 aToTrg = thePnt0 - theRay.Origin;\n"
401   "\n"
402   "  vec3 aEdge0 = thePnt1 - thePnt0;\n"
403   "  vec3 aEdge1 = thePnt0 - thePnt2;\n"
404   "\n"
405   "  theNorm = cross (aEdge1, aEdge0);\n"
406   "\n"
407   "  vec3 theVect = cross (theRay.Direct, aToTrg);\n"
408   "\n"
409   "  theUVT = vec3 (dot (theNorm, aToTrg),\n"
410   "                 dot (theVect, aEdge1),\n"
411   "                 dot (theVect, aEdge0)) * (1.f / dot (theNorm, theRay.Direct));\n"
412   "\n"
413   "  theUVT.x = any (lessThan (theUVT, ZERO)) || (theUVT.y + theUVT.z) > 1.f ? MAXFLOAT : theUVT.x;\n"
414   "}\n"
415   "\n"
416   "#define EMPTY_ROOT ivec4(0)\n"
417   "\n"
418   "//! Utility structure containing information about\n"
419   "//! currently traversing sub-tree of scene's BVH.\n"
420   "struct SSubTree\n"
421   "{\n"
422   "  //! Transformed ray.\n"
423   "  SRay  TrsfRay;\n"
424   "\n"
425   "  //! Inversed ray direction.\n"
426   "  vec3  Inverse;\n"
427   "\n"
428   "  //! Parameters of sub-root node.\n"
429   "  ivec4 SubData;\n"
430   "};\n"
431   "\n"
432   "#define MATERIAL_AMBN(index) (19 * index + 0)\n"
433   "#define MATERIAL_DIFF(index) (19 * index + 1)\n"
434   "#define MATERIAL_SPEC(index) (19 * index + 2)\n"
435   "#define MATERIAL_EMIS(index) (19 * index + 3)\n"
436   "#define MATERIAL_REFL(index) (19 * index + 4)\n"
437   "#define MATERIAL_REFR(index) (19 * index + 5)\n"
438   "#define MATERIAL_TRAN(index) (19 * index + 6)\n"
439   "#define MATERIAL_TRS1(index) (19 * index + 7)\n"
440   "#define MATERIAL_TRS2(index) (19 * index + 8)\n"
441   "#define MATERIAL_TRS3(index) (19 * index + 9)\n"
442   "\n"
443   "#define TRS_OFFSET(treelet) treelet.SubData.x\n"
444   "#define BVH_OFFSET(treelet) treelet.SubData.y\n"
445   "#define VRT_OFFSET(treelet) treelet.SubData.z\n"
446   "#define TRG_OFFSET(treelet) treelet.SubData.w\n"
447   "\n"
448   "//! Identifies the absence of intersection.\n"
449   "#define INALID_HIT ivec4 (-1)\n"
450   "\n"
451   "//! Global stack shared between traversal functions.\n"
452   "int Stack[STACK_SIZE];\n"
453   "\n"
454   "// =======================================================================\n"
455   "// function : pop\n"
456   "// purpose  :\n"
457   "// =======================================================================\n"
458   "int pop (inout int theHead)\n"
459   "{\n"
460   "  int aData = Stack[theHead];\n"
461   "\n"
462   "  int aMask = aData >> 26;\n"
463   "  int aNode = aMask & 0x3;\n"
464   "\n"
465   "  aMask >>= 2;\n"
466   "\n"
467   "  if ((aMask & 0x3) == aNode)\n"
468   "  {\n"
469   "    --theHead;\n"
470   "  }\n"
471   "  else\n"
472   "  {\n"
473   "    aMask |= (aMask << 2) & 0x30;\n"
474   "\n"
475   "    Stack[theHead] = (aData & 0x03FFFFFF) | (aMask << 26);\n"
476   "  }\n"
477   "\n"
478   "  return (aData & 0x03FFFFFF) + aNode;\n"
479   "}\n"
480   "\n"
481   "// =======================================================================\n"
482   "// function : SceneNearestHit\n"
483   "// purpose  : Finds intersection with nearest scene triangle\n"
484   "// =======================================================================\n"
485   "ivec4 SceneNearestHit (in SRay theRay, in vec3 theInverse, inout SIntersect theHit, out int theTrsfId)\n"
486   "{\n"
487   "  ivec4 aTriIndex = INALID_HIT;\n"
488   "\n"
489   "  int aNode =  0; // node to traverse\n"
490   "  int aHead = -1; // pointer of stack\n"
491   "  int aStop = -1; // BVH level switch\n"
492   "\n"
493   "  SSubTree aSubTree = SSubTree (theRay, theInverse, EMPTY_ROOT);\n"
494   "\n"
495   "  for (bool toContinue = true; toContinue; /* none */)\n"
496   "  {\n"
497   "    ivec4 aData = texelFetch (uSceneNodeInfoTexture, aNode);\n"
498   "\n"
499   "    if (aData.x == 0) // if inner node\n"
500   "    {\n"
501   "      aData.y += BVH_OFFSET (aSubTree);\n"
502   "\n"
503   "      vec4 aHitTimes = vec4 (MAXFLOAT,\n"
504   "                             MAXFLOAT,\n"
505   "                             MAXFLOAT,\n"
506   "                             MAXFLOAT);\n"
507   "\n"
508   "      vec3 aRayOriginInverse = -aSubTree.TrsfRay.Origin * aSubTree.Inverse;\n"
509   "\n"
510   "      vec3 aNodeMin0 = texelFetch (uSceneMinPointTexture, aData.y +                0).xyz * aSubTree.Inverse + aRayOriginInverse;\n"
511   "      vec3 aNodeMin1 = texelFetch (uSceneMinPointTexture, aData.y +                1).xyz * aSubTree.Inverse + aRayOriginInverse;\n"
512   "      vec3 aNodeMin2 = texelFetch (uSceneMinPointTexture, aData.y + min (2, aData.z)).xyz * aSubTree.Inverse + aRayOriginInverse;\n"
513   "      vec3 aNodeMin3 = texelFetch (uSceneMinPointTexture, aData.y + min (3, aData.z)).xyz * aSubTree.Inverse + aRayOriginInverse;\n"
514   "      vec3 aNodeMax0 = texelFetch (uSceneMaxPointTexture, aData.y +                0).xyz * aSubTree.Inverse + aRayOriginInverse;\n"
515   "      vec3 aNodeMax1 = texelFetch (uSceneMaxPointTexture, aData.y +                1).xyz * aSubTree.Inverse + aRayOriginInverse;\n"
516   "      vec3 aNodeMax2 = texelFetch (uSceneMaxPointTexture, aData.y + min (2, aData.z)).xyz * aSubTree.Inverse + aRayOriginInverse;\n"
517   "      vec3 aNodeMax3 = texelFetch (uSceneMaxPointTexture, aData.y + min (3, aData.z)).xyz * aSubTree.Inverse + aRayOriginInverse;\n"
518   "\n"
519   "      vec3 aTimeMax = max (aNodeMin0, aNodeMax0);\n"
520   "      vec3 aTimeMin = min (aNodeMin0, aNodeMax0);\n"
521   "\n"
522   "      float aTimeLeave = min (aTimeMax.x, min (aTimeMax.y, aTimeMax.z));\n"
523   "      float aTimeEnter = max (aTimeMin.x, max (aTimeMin.y, aTimeMin.z));\n"
524   "\n"
525   "      aHitTimes.x = (aTimeEnter <= aTimeLeave && aTimeEnter <= theHit.Time && aTimeLeave >= 0.f) ? aTimeEnter : MAXFLOAT;\n"
526   "\n"
527   "      aTimeMax = max (aNodeMin1, aNodeMax1);\n"
528   "      aTimeMin = min (aNodeMin1, aNodeMax1);\n"
529   "\n"
530   "      aTimeLeave = min (aTimeMax.x, min (aTimeMax.y, aTimeMax.z));\n"
531   "      aTimeEnter = max (aTimeMin.x, max (aTimeMin.y, aTimeMin.z));\n"
532   "\n"
533   "      aHitTimes.y = (aTimeEnter <= aTimeLeave && aTimeEnter <= theHit.Time && aTimeLeave >= 0.f) ? aTimeEnter : MAXFLOAT;\n"
534   "\n"
535   "      aTimeMax = max (aNodeMin2, aNodeMax2);\n"
536   "      aTimeMin = min (aNodeMin2, aNodeMax2);\n"
537   "\n"
538   "      aTimeLeave = min (aTimeMax.x, min (aTimeMax.y, aTimeMax.z));\n"
539   "      aTimeEnter = max (aTimeMin.x, max (aTimeMin.y, aTimeMin.z));\n"
540   "\n"
541   "      aHitTimes.z = (aTimeEnter <= aTimeLeave && aTimeEnter <= theHit.Time && aTimeLeave >= 0.f && aData.z > 1) ? aTimeEnter : MAXFLOAT;\n"
542   "\n"
543   "      aTimeMax = max (aNodeMin3, aNodeMax3);\n"
544   "      aTimeMin = min (aNodeMin3, aNodeMax3);\n"
545   "\n"
546   "      aTimeLeave = min (aTimeMax.x, min (aTimeMax.y, aTimeMax.z));\n"
547   "      aTimeEnter = max (aTimeMin.x, max (aTimeMin.y, aTimeMin.z));\n"
548   "\n"
549   "      aHitTimes.w = (aTimeEnter <= aTimeLeave && aTimeEnter <= theHit.Time && aTimeLeave >= 0.f && aData.z > 2) ? aTimeEnter : MAXFLOAT;\n"
550   "\n"
551   "      ivec4 aChildren = ivec4 (0, 1, 2, 3);\n"
552   "\n"
553   "      aChildren.xy = aHitTimes.y < aHitTimes.x ? aChildren.yx : aChildren.xy;\n"
554   "      aHitTimes.xy = aHitTimes.y < aHitTimes.x ? aHitTimes.yx : aHitTimes.xy;\n"
555   "      aChildren.zw = aHitTimes.w < aHitTimes.z ? aChildren.wz : aChildren.zw;\n"
556   "      aHitTimes.zw = aHitTimes.w < aHitTimes.z ? aHitTimes.wz : aHitTimes.zw;\n"
557   "      aChildren.xz = aHitTimes.z < aHitTimes.x ? aChildren.zx : aChildren.xz;\n"
558   "      aHitTimes.xz = aHitTimes.z < aHitTimes.x ? aHitTimes.zx : aHitTimes.xz;\n"
559   "      aChildren.yw = aHitTimes.w < aHitTimes.y ? aChildren.wy : aChildren.yw;\n"
560   "      aHitTimes.yw = aHitTimes.w < aHitTimes.y ? aHitTimes.wy : aHitTimes.yw;\n"
561   "      aChildren.yz = aHitTimes.z < aHitTimes.y ? aChildren.zy : aChildren.yz;\n"
562   "      aHitTimes.yz = aHitTimes.z < aHitTimes.y ? aHitTimes.zy : aHitTimes.yz;\n"
563   "\n"
564   "      if (aHitTimes.x != MAXFLOAT)\n"
565   "      {\n"
566   "        int aHitMask = (aHitTimes.w != MAXFLOAT ? aChildren.w : aChildren.z) << 2\n"
567   "                     | (aHitTimes.z != MAXFLOAT ? aChildren.z : aChildren.y);\n"
568   "\n"
569   "        if (aHitTimes.y != MAXFLOAT)\n"
570   "          Stack[++aHead] = aData.y | (aHitMask << 2 | aChildren.y) << 26;\n"
571   "\n"
572   "        aNode = aData.y + aChildren.x;\n"
573   "      }\n"
574   "      else\n"
575   "      {\n"
576   "        toContinue = (aHead >= 0);\n"
577   "\n"
578   "        if (aHead == aStop) // go to top-level BVH\n"
579   "        {\n"
580   "          aStop = -1; aSubTree = SSubTree (theRay, theInverse, EMPTY_ROOT);\n"
581   "        }\n"
582   "\n"
583   "        if (aHead >= 0)\n"
584   "          aNode = pop (aHead);\n"
585   "      }\n"
586   "    }\n"
587   "    else if (aData.x < 0) // leaf node (contains triangles)\n"
588   "    {\n"
589   "      vec3 aNormal;\n"
590   "      vec3 aTimeUV;\n"
591   "\n"
592   "      for (int anIdx = aData.y; anIdx <= aData.z; ++anIdx)\n"
593   "      {\n"
594   "        ivec4 aTriangle = texelFetch (uGeometryTriangTexture, anIdx + TRG_OFFSET (aSubTree));\n"
595   "\n"
596   "        vec3 aPoint0 = texelFetch (uGeometryVertexTexture, aTriangle.x += VRT_OFFSET (aSubTree)).xyz;\n"
597   "        vec3 aPoint1 = texelFetch (uGeometryVertexTexture, aTriangle.y += VRT_OFFSET (aSubTree)).xyz;\n"
598   "        vec3 aPoint2 = texelFetch (uGeometryVertexTexture, aTriangle.z += VRT_OFFSET (aSubTree)).xyz;\n"
599   "\n"
600   "        IntersectTriangle (aSubTree.TrsfRay, aPoint0, aPoint1, aPoint2, aTimeUV, aNormal);\n"
601   "\n"
602   "        if (aTimeUV.x < theHit.Time)\n"
603   "        {\n"
604   "          aTriIndex = aTriangle;\n"
605   "\n"
606   "          theTrsfId = TRS_OFFSET (aSubTree);\n"
607   "\n"
608   "          theHit = SIntersect (aTimeUV.x, aTimeUV.yz, aNormal);\n"
609   "        }\n"
610   "      }\n"
611   "\n"
612   "      toContinue = (aHead >= 0);\n"
613   "\n"
614   "      if (aHead == aStop) // go to top-level BVH\n"
615   "      {\n"
616   "        aStop = -1; aSubTree = SSubTree (theRay, theInverse, EMPTY_ROOT);\n"
617   "      }\n"
618   "\n"
619   "      if (aHead >= 0)\n"
620   "        aNode = pop (aHead);\n"
621   "    }\n"
622   "    else if (aData.x > 0) // switch node\n"
623   "    {\n"
624   "      aSubTree.SubData = ivec4 (4 * aData.x - 4, aData.yzw); // store BVH sub-root\n"
625   "\n"
626   "      vec4 aInvTransf0 = texelFetch (uSceneTransformTexture, TRS_OFFSET (aSubTree) + 0);\n"
627   "      vec4 aInvTransf1 = texelFetch (uSceneTransformTexture, TRS_OFFSET (aSubTree) + 1);\n"
628   "      vec4 aInvTransf2 = texelFetch (uSceneTransformTexture, TRS_OFFSET (aSubTree) + 2);\n"
629   "      vec4 aInvTransf3 = texelFetch (uSceneTransformTexture, TRS_OFFSET (aSubTree) + 3);\n"
630   "\n"
631   "      aSubTree.TrsfRay.Direct = MatrixColMultiplyDir (theRay.Direct,\n"
632   "                                                      aInvTransf0,\n"
633   "                                                      aInvTransf1,\n"
634   "                                                      aInvTransf2);\n"
635   "\n"
636   "      aSubTree.Inverse = mix (-UNIT, UNIT, step (ZERO, aSubTree.TrsfRay.Direct)) /\n"
637   "        max (abs (aSubTree.TrsfRay.Direct), SMALL);\n"
638   "\n"
639   "      aSubTree.TrsfRay.Origin = MatrixColMultiplyPnt (theRay.Origin,\n"
640   "                                                      aInvTransf0,\n"
641   "                                                      aInvTransf1,\n"
642   "                                                      aInvTransf2,\n"
643   "                                                      aInvTransf3);\n"
644   "\n"
645   "      aNode = BVH_OFFSET (aSubTree); // go to sub-root node\n"
646   "\n"
647   "      aStop = aHead; // store current stack pointer\n"
648   "    }\n"
649   "  }\n"
650   "\n"
651   "  return aTriIndex;\n"
652   "}\n"
653   "\n"
654   "// =======================================================================\n"
655   "// function : SceneAnyHit\n"
656   "// purpose  : Finds intersection with any scene triangle\n"
657   "// =======================================================================\n"
658   "float SceneAnyHit (in SRay theRay, in vec3 theInverse, in float theDistance)\n"
659   "{\n"
660   "  float aFactor = 1.f;\n"
661   "\n"
662   "  int aNode =  0; // node to traverse\n"
663   "  int aHead = -1; // pointer of stack\n"
664   "  int aStop = -1; // BVH level switch\n"
665   "\n"
666   "  SSubTree aSubTree = SSubTree (theRay, theInverse, EMPTY_ROOT);\n"
667   "\n"
668   "  for (bool toContinue = true; toContinue; /* none */)\n"
669   "  {\n"
670   "    ivec4 aData = texelFetch (uSceneNodeInfoTexture, aNode);\n"
671   "\n"
672   "    if (aData.x == 0) // if inner node\n"
673   "    {\n"
674   "      aData.y += BVH_OFFSET (aSubTree);\n"
675   "\n"
676   "      vec4 aHitTimes = vec4 (MAXFLOAT,\n"
677   "                             MAXFLOAT,\n"
678   "                             MAXFLOAT,\n"
679   "                             MAXFLOAT);\n"
680   "\n"
681   "      vec3 aRayOriginInverse = -aSubTree.TrsfRay.Origin * aSubTree.Inverse;\n"
682   "\n"
683   "      vec3 aNodeMin0 = texelFetch (uSceneMinPointTexture, aData.y +                0).xyz * aSubTree.Inverse + aRayOriginInverse;\n"
684   "      vec3 aNodeMin1 = texelFetch (uSceneMinPointTexture, aData.y +                1).xyz * aSubTree.Inverse + aRayOriginInverse;\n"
685   "      vec3 aNodeMin2 = texelFetch (uSceneMinPointTexture, aData.y + min (2, aData.z)).xyz * aSubTree.Inverse + aRayOriginInverse;\n"
686   "      vec3 aNodeMin3 = texelFetch (uSceneMinPointTexture, aData.y + min (3, aData.z)).xyz * aSubTree.Inverse + aRayOriginInverse;\n"
687   "      vec3 aNodeMax0 = texelFetch (uSceneMaxPointTexture, aData.y +                0).xyz * aSubTree.Inverse + aRayOriginInverse;\n"
688   "      vec3 aNodeMax1 = texelFetch (uSceneMaxPointTexture, aData.y +                1).xyz * aSubTree.Inverse + aRayOriginInverse;\n"
689   "      vec3 aNodeMax2 = texelFetch (uSceneMaxPointTexture, aData.y + min (2, aData.z)).xyz * aSubTree.Inverse + aRayOriginInverse;\n"
690   "      vec3 aNodeMax3 = texelFetch (uSceneMaxPointTexture, aData.y + min (3, aData.z)).xyz * aSubTree.Inverse + aRayOriginInverse;\n"
691   "\n"
692   "      vec3 aTimeMax = max (aNodeMin0, aNodeMax0);\n"
693   "      vec3 aTimeMin = min (aNodeMin0, aNodeMax0);\n"
694   "\n"
695   "      float aTimeLeave = min (aTimeMax.x, min (aTimeMax.y, aTimeMax.z));\n"
696   "      float aTimeEnter = max (aTimeMin.x, max (aTimeMin.y, aTimeMin.z));\n"
697   "\n"
698   "      aHitTimes.x = (aTimeEnter <= aTimeLeave && aTimeEnter <= theDistance && aTimeLeave >= 0.f) ? aTimeEnter : MAXFLOAT;\n"
699   "\n"
700   "      aTimeMax = max (aNodeMin1, aNodeMax1);\n"
701   "      aTimeMin = min (aNodeMin1, aNodeMax1);\n"
702   "\n"
703   "      aTimeLeave = min (aTimeMax.x, min (aTimeMax.y, aTimeMax.z));\n"
704   "      aTimeEnter = max (aTimeMin.x, max (aTimeMin.y, aTimeMin.z));\n"
705   "\n"
706   "      aHitTimes.y = (aTimeEnter <= aTimeLeave && aTimeEnter <= theDistance && aTimeLeave >= 0.f) ? aTimeEnter : MAXFLOAT;\n"
707   "\n"
708   "      aTimeMax = max (aNodeMin2, aNodeMax2);\n"
709   "      aTimeMin = min (aNodeMin2, aNodeMax2);\n"
710   "\n"
711   "      aTimeLeave = min (aTimeMax.x, min (aTimeMax.y, aTimeMax.z));\n"
712   "      aTimeEnter = max (aTimeMin.x, max (aTimeMin.y, aTimeMin.z));\n"
713   "\n"
714   "      aHitTimes.z = (aTimeEnter <= aTimeLeave && aTimeEnter <= theDistance && aTimeLeave >= 0.f && aData.z > 1) ? aTimeEnter : MAXFLOAT;\n"
715   "\n"
716   "      aTimeMax = max (aNodeMin3, aNodeMax3);\n"
717   "      aTimeMin = min (aNodeMin3, aNodeMax3);\n"
718   "\n"
719   "      aTimeLeave = min (aTimeMax.x, min (aTimeMax.y, aTimeMax.z));\n"
720   "      aTimeEnter = max (aTimeMin.x, max (aTimeMin.y, aTimeMin.z));\n"
721   "\n"
722   "      aHitTimes.w = (aTimeEnter <= aTimeLeave && aTimeEnter <= theDistance && aTimeLeave >= 0.f && aData.z > 2) ? aTimeEnter : MAXFLOAT;\n"
723   "\n"
724   "      ivec4 aChildren = ivec4 (0, 1, 2, 3);\n"
725   "\n"
726   "      aChildren.xy = aHitTimes.y < aHitTimes.x ? aChildren.yx : aChildren.xy;\n"
727   "      aHitTimes.xy = aHitTimes.y < aHitTimes.x ? aHitTimes.yx : aHitTimes.xy;\n"
728   "      aChildren.zw = aHitTimes.w < aHitTimes.z ? aChildren.wz : aChildren.zw;\n"
729   "      aHitTimes.zw = aHitTimes.w < aHitTimes.z ? aHitTimes.wz : aHitTimes.zw;\n"
730   "      aChildren.xz = aHitTimes.z < aHitTimes.x ? aChildren.zx : aChildren.xz;\n"
731   "      aHitTimes.xz = aHitTimes.z < aHitTimes.x ? aHitTimes.zx : aHitTimes.xz;\n"
732   "      aChildren.yw = aHitTimes.w < aHitTimes.y ? aChildren.wy : aChildren.yw;\n"
733   "      aHitTimes.yw = aHitTimes.w < aHitTimes.y ? aHitTimes.wy : aHitTimes.yw;\n"
734   "      aChildren.yz = aHitTimes.z < aHitTimes.y ? aChildren.zy : aChildren.yz;\n"
735   "      aHitTimes.yz = aHitTimes.z < aHitTimes.y ? aHitTimes.zy : aHitTimes.yz;\n"
736   "\n"
737   "      if (aHitTimes.x != MAXFLOAT)\n"
738   "      {\n"
739   "        int aHitMask = (aHitTimes.w != MAXFLOAT ? aChildren.w : aChildren.z) << 2\n"
740   "                     | (aHitTimes.z != MAXFLOAT ? aChildren.z : aChildren.y);\n"
741   "\n"
742   "        if (aHitTimes.y != MAXFLOAT)\n"
743   "          Stack[++aHead] = aData.y | (aHitMask << 2 | aChildren.y) << 26;\n"
744   "\n"
745   "        aNode = aData.y + aChildren.x;\n"
746   "      }\n"
747   "      else\n"
748   "      {\n"
749   "        toContinue = (aHead >= 0);\n"
750   "\n"
751   "        if (aHead == aStop) // go to top-level BVH\n"
752   "        {\n"
753   "          aStop = -1; aSubTree = SSubTree (theRay, theInverse, EMPTY_ROOT);\n"
754   "        }\n"
755   "\n"
756   "        if (aHead >= 0)\n"
757   "          aNode = pop (aHead);\n"
758   "      }\n"
759   "    }\n"
760   "    else if (aData.x < 0) // leaf node\n"
761   "    {\n"
762   "      vec3 aNormal;\n"
763   "      vec3 aTimeUV;\n"
764   "\n"
765   "      for (int anIdx = aData.y; anIdx <= aData.z; ++anIdx)\n"
766   "      {\n"
767   "        ivec4 aTriangle = texelFetch (uGeometryTriangTexture, anIdx + TRG_OFFSET (aSubTree));\n"
768   "\n"
769   "        vec3 aPoint0 = texelFetch (uGeometryVertexTexture, aTriangle.x += VRT_OFFSET (aSubTree)).xyz;\n"
770   "        vec3 aPoint1 = texelFetch (uGeometryVertexTexture, aTriangle.y += VRT_OFFSET (aSubTree)).xyz;\n"
771   "        vec3 aPoint2 = texelFetch (uGeometryVertexTexture, aTriangle.z += VRT_OFFSET (aSubTree)).xyz;\n"
772   "\n"
773   "        IntersectTriangle (aSubTree.TrsfRay, aPoint0, aPoint1, aPoint2, aTimeUV, aNormal);\n"
774   "\n"
775   "#ifdef TRANSPARENT_SHADOWS\n"
776   "        if (aTimeUV.x < theDistance)\n"
777   "        {\n"
778   "          aFactor *= 1.f - texelFetch (uRaytraceMaterialTexture, MATERIAL_TRAN (aTriangle.w)).x;\n"
779   "        }\n"
780   "#else\n"
781   "        if (aTimeUV.x < theDistance)\n"
782   "        {\n"
783   "          aFactor = 0.f;\n"
784   "        }\n"
785   "#endif\n"
786   "      }\n"
787   "\n"
788   "      toContinue = (aHead >= 0) && (aFactor > 0.1f);\n"
789   "\n"
790   "      if (aHead == aStop) // go to top-level BVH\n"
791   "      {\n"
792   "        aStop = -1; aSubTree = SSubTree (theRay, theInverse, EMPTY_ROOT);\n"
793   "      }\n"
794   "\n"
795   "      if (aHead >= 0)\n"
796   "        aNode = pop (aHead);\n"
797   "    }\n"
798   "    else if (aData.x > 0) // switch node\n"
799   "    {\n"
800   "      aSubTree.SubData = ivec4 (4 * aData.x - 4, aData.yzw); // store BVH sub-root\n"
801   "\n"
802   "      vec4 aInvTransf0 = texelFetch (uSceneTransformTexture, TRS_OFFSET (aSubTree) + 0);\n"
803   "      vec4 aInvTransf1 = texelFetch (uSceneTransformTexture, TRS_OFFSET (aSubTree) + 1);\n"
804   "      vec4 aInvTransf2 = texelFetch (uSceneTransformTexture, TRS_OFFSET (aSubTree) + 2);\n"
805   "      vec4 aInvTransf3 = texelFetch (uSceneTransformTexture, TRS_OFFSET (aSubTree) + 3);\n"
806   "\n"
807   "      aSubTree.TrsfRay.Direct = MatrixColMultiplyDir (theRay.Direct,\n"
808   "                                                      aInvTransf0,\n"
809   "                                                      aInvTransf1,\n"
810   "                                                      aInvTransf2);\n"
811   "\n"
812   "      aSubTree.TrsfRay.Origin = MatrixColMultiplyPnt (theRay.Origin,\n"
813   "                                                      aInvTransf0,\n"
814   "                                                      aInvTransf1,\n"
815   "                                                      aInvTransf2,\n"
816   "                                                      aInvTransf3);\n"
817   "\n"
818   "      aSubTree.Inverse = mix (-UNIT, UNIT, step (ZERO, aSubTree.TrsfRay.Direct)) / max (abs (aSubTree.TrsfRay.Direct), SMALL);\n"
819   "\n"
820   "      aNode = BVH_OFFSET (aSubTree); // go to sub-root node\n"
821   "\n"
822   "      aStop = aHead; // store current stack pointer\n"
823   "    }\n"
824   "  }\n"
825   "\n"
826   "  return aFactor;\n"
827   "}\n"
828   "\n"
829   "#define PI 3.1415926f\n"
830   "\n"
831   "// =======================================================================\n"
832   "// function : Latlong\n"
833   "// purpose  : Converts world direction to environment texture coordinates\n"
834   "// =======================================================================\n"
835   "vec2 Latlong (in vec3 thePoint, in float theRadius)\n"
836   "{\n"
837   "  float aPsi = acos (-thePoint.z / theRadius);\n"
838   "\n"
839   "  float aPhi = atan (thePoint.y, thePoint.x) + PI;\n"
840   "\n"
841   "  return vec2 (aPhi * 0.1591549f,\n"
842   "               aPsi * 0.3183098f);\n"
843   "}\n"
844   "\n"
845   "// =======================================================================\n"
846   "// function : SmoothNormal\n"
847   "// purpose  : Interpolates normal across the triangle\n"
848   "// =======================================================================\n"
849   "vec3 SmoothNormal (in vec2 theUV, in ivec4 theTriangle)\n"
850   "{\n"
851   "  vec3 aNormal0 = texelFetch (uGeometryNormalTexture, theTriangle.x).xyz;\n"
852   "  vec3 aNormal1 = texelFetch (uGeometryNormalTexture, theTriangle.y).xyz;\n"
853   "  vec3 aNormal2 = texelFetch (uGeometryNormalTexture, theTriangle.z).xyz;\n"
854   "\n"
855   "  return normalize (aNormal1 * theUV.x +\n"
856   "                    aNormal2 * theUV.y +\n"
857   "                    aNormal0 * (1.0f - theUV.x - theUV.y));\n"
858   "}\n"
859   "\n"
860   "#define POLYGON_OFFSET_UNIT 0.f\n"
861   "#define POLYGON_OFFSET_FACTOR 1.f\n"
862   "#define POLYGON_OFFSET_SCALE 0.006f\n"
863   "\n"
864   "// =======================================================================\n"
865   "// function : PolygonOffset\n"
866   "// purpose  : Computes OpenGL polygon offset\n"
867   "// =======================================================================\n"
868   "float PolygonOffset (in vec3 theNormal, in vec3 thePoint)\n"
869   "{\n"
870   "  vec4 aProjectedNorm = vec4 (theNormal, -dot (theNormal, thePoint)) * uUnviewMat;\n"
871   "\n"
872   "  float aPolygonOffset = POLYGON_OFFSET_UNIT;\n"
873   "\n"
874   "  if (aProjectedNorm.z * aProjectedNorm.z > 1e-20f)\n"
875   "  {\n"
876   "    aProjectedNorm.xy *= 1.f / aProjectedNorm.z;\n"
877   "\n"
878   "    aPolygonOffset += POLYGON_OFFSET_FACTOR * max (abs (aProjectedNorm.x),\n"
879   "                                                   abs (aProjectedNorm.y));\n"
880   "  }\n"
881   "\n"
882   "  return aPolygonOffset;\n"
883   "}\n"
884   "\n"
885   "// =======================================================================\n"
886   "// function : SmoothUV\n"
887   "// purpose  : Interpolates UV coordinates across the triangle\n"
888   "// =======================================================================\n"
889   "#ifdef USE_TEXTURES\n"
890   "vec2 SmoothUV (in vec2 theUV, in ivec4 theTriangle)\n"
891   "{\n"
892   "  vec2 aTexCrd0 = texelFetch (uGeometryTexCrdTexture, theTriangle.x).st;\n"
893   "  vec2 aTexCrd1 = texelFetch (uGeometryTexCrdTexture, theTriangle.y).st;\n"
894   "  vec2 aTexCrd2 = texelFetch (uGeometryTexCrdTexture, theTriangle.z).st;\n"
895   "\n"
896   "  return aTexCrd1 * theUV.x +\n"
897   "         aTexCrd2 * theUV.y +\n"
898   "         aTexCrd0 * (1.0f - theUV.x - theUV.y);\n"
899   "}\n"
900   "#endif\n"
901   "\n"
902   "// =======================================================================\n"
903   "// function : FetchEnvironment\n"
904   "// purpose  :\n"
905   "// =======================================================================\n"
906   "vec4 FetchEnvironment (in vec2 theTexCoord)\n"
907   "{\n"
908   "  return uSphereMapEnabled == 0 ?\n"
909   "    vec4 (0.f, 0.f, 0.f, 1.f) : textureLod (uEnvironmentMapTexture, theTexCoord, 0.f);\n"
910   "}\n"
911   "\n"
912   "// =======================================================================\n"
913   "// function : Refract\n"
914   "// purpose  : Computes refraction ray (also handles TIR)\n"
915   "// =======================================================================\n"
916   "#ifndef PATH_TRACING\n"
917   "vec3 Refract (in vec3 theInput,\n"
918   "              in vec3 theNormal,\n"
919   "              in float theRefractIndex,\n"
920   "              in float theInvRefractIndex)\n"
921   "{\n"
922   "  float aNdotI = dot (theInput, theNormal);\n"
923   "\n"
924   "  float anIndex = aNdotI < 0.0f\n"
925   "                ? theInvRefractIndex\n"
926   "                : theRefractIndex;\n"
927   "\n"
928   "  float aSquare = anIndex * anIndex * (1.0f - aNdotI * aNdotI);\n"
929   "\n"
930   "  if (aSquare > 1.0f)\n"
931   "  {\n"
932   "    return reflect (theInput, theNormal);\n"
933   "  }\n"
934   "\n"
935   "  float aNdotT = sqrt (1.0f - aSquare);\n"
936   "\n"
937   "  return normalize (anIndex * theInput -\n"
938   "    (anIndex * aNdotI + (aNdotI < 0.0f ? aNdotT : -aNdotT)) * theNormal);\n"
939   "}\n"
940   "#endif\n"
941   "\n"
942   "#define MIN_SLOPE 0.0001f\n"
943   "#define EPS_SCALE 8.0000f\n"
944   "\n"
945   "#define THRESHOLD vec3 (0.1f)\n"
946   "\n"
947   "#define INVALID_BOUNCES 1000\n"
948   "\n"
949   "#define LIGHT_POS(index) (2 * index + 1)\n"
950   "#define LIGHT_PWR(index) (2 * index + 0)\n"
951   "\n"
952   "// =======================================================================\n"
953   "// function : Radiance\n"
954   "// purpose  : Computes color along the given ray\n"
955   "// =======================================================================\n"
956   "#ifndef PATH_TRACING\n"
957   "vec4 Radiance (in SRay theRay, in vec3 theInverse)\n"
958   "{\n"
959   "  vec3 aResult = vec3 (0.0f);\n"
960   "  vec4 aWeight = vec4 (1.0f);\n"
961   "\n"
962   "  int aTrsfId;\n"
963   "\n"
964   "  float aRaytraceDepth = MAXFLOAT;\n"
965   "\n"
966   "  for (int aDepth = 0; aDepth < NB_BOUNCES; ++aDepth)\n"
967   "  {\n"
968   "    SIntersect aHit = SIntersect (MAXFLOAT, vec2 (ZERO), ZERO);\n"
969   "\n"
970   "    ivec4 aTriIndex = SceneNearestHit (theRay, theInverse, aHit, aTrsfId);\n"
971   "\n"
972   "    if (aTriIndex.x == -1)\n"
973   "    {\n"
974   "      vec4 aColor = vec4 (0.0);\n"
975   "\n"
976   "      if (bool(uSphereMapForBack) || aWeight.w == 0.0f /* reflection */)\n"
977   "      {\n"
978   "        float aTime = IntersectSphere (theRay, uSceneRadius);\n"
979   "\n"
980   "        aColor = FetchEnvironment (Latlong (\n"
981   "          theRay.Direct * aTime + theRay.Origin, uSceneRadius));\n"
982   "      }\n"
983   "      else\n"
984   "      {\n"
985   "        aColor = BackgroundColor();\n"
986   "      }\n"
987   "\n"
988   "      aResult += aWeight.xyz * aColor.xyz; aWeight.w *= aColor.w;\n"
989   "\n"
990   "      break; // terminate path\n"
991   "    }\n"
992   "\n"
993   "    vec3 aInvTransf0 = texelFetch (uSceneTransformTexture, aTrsfId + 0).xyz;\n"
994   "    vec3 aInvTransf1 = texelFetch (uSceneTransformTexture, aTrsfId + 1).xyz;\n"
995   "    vec3 aInvTransf2 = texelFetch (uSceneTransformTexture, aTrsfId + 2).xyz;\n"
996   "\n"
997   "    aHit.Normal = normalize (vec3 (dot (aInvTransf0, aHit.Normal),\n"
998   "                                   dot (aInvTransf1, aHit.Normal),\n"
999   "                                   dot (aInvTransf2, aHit.Normal)));\n"
1000   "\n"
1001   "    theRay.Origin += theRay.Direct * aHit.Time; // intersection point\n"
1002   "\n"
1003   "    // Evaluate depth on first hit\n"
1004   "    if (aDepth == 0)\n"
1005   "    {\n"
1006   "      vec4 aNDCPoint = uViewMat * vec4 (theRay.Origin, 1.f);\n"
1007   "\n"
1008   "      float aPolygonOffset = PolygonOffset (aHit.Normal, theRay.Origin);\n"
1009   "      aRaytraceDepth = (aNDCPoint.z / aNDCPoint.w + aPolygonOffset * POLYGON_OFFSET_SCALE) * 0.5f + 0.5f;\n"
1010   "    }\n"
1011   "\n"
1012   "    vec3 aNormal = SmoothNormal (aHit.UV, aTriIndex);\n"
1013   "\n"
1014   "    aNormal = normalize (vec3 (dot (aInvTransf0, aNormal),\n"
1015   "                               dot (aInvTransf1, aNormal),\n"
1016   "                               dot (aInvTransf2, aNormal)));\n"
1017   "\n"
1018   "    vec3 aAmbient  = texelFetch (\n"
1019   "      uRaytraceMaterialTexture, MATERIAL_AMBN (aTriIndex.w)).rgb;\n"
1020   "    vec4 aDiffuse  = texelFetch (\n"
1021   "      uRaytraceMaterialTexture, MATERIAL_DIFF (aTriIndex.w));\n"
1022   "    vec4 aSpecular = texelFetch (\n"
1023   "      uRaytraceMaterialTexture, MATERIAL_SPEC (aTriIndex.w));\n"
1024   "    vec4 aOpacity  = texelFetch (\n"
1025   "      uRaytraceMaterialTexture, MATERIAL_TRAN (aTriIndex.w));\n"
1026   "\n"
1027   "#ifdef USE_TEXTURES\n"
1028   "    if (aDiffuse.w >= 0.f)\n"
1029   "    {\n"
1030   "      vec4 aTexCoord = vec4 (SmoothUV (aHit.UV, aTriIndex), 0.f, 1.f);\n"
1031   "\n"
1032   "      vec4 aTrsfRow1 = texelFetch (\n"
1033   "        uRaytraceMaterialTexture, MATERIAL_TRS1 (aTriIndex.w));\n"
1034   "      vec4 aTrsfRow2 = texelFetch (\n"
1035   "        uRaytraceMaterialTexture, MATERIAL_TRS2 (aTriIndex.w));\n"
1036   "\n"
1037   "      aTexCoord.st = vec2 (dot (aTrsfRow1, aTexCoord),\n"
1038   "                           dot (aTrsfRow2, aTexCoord));\n"
1039   "\n"
1040   "      vec4 aTexColor = textureLod (\n"
1041   "        sampler2D (uTextureSamplers[int(aDiffuse.w)]), aTexCoord.st, 0.f);\n"
1042   "\n"
1043   "      aDiffuse.rgb *= aTexColor.rgb;\n"
1044   "      aAmbient.rgb *= aTexColor.rgb;\n"
1045   "\n"
1046   "      // keep refractive index untouched (Z component)\n"
1047   "      aOpacity.xy = vec2 (aTexColor.w * aOpacity.x, 1.0f - aTexColor.w * aOpacity.x);\n"
1048   "    }\n"
1049   "#endif\n"
1050   "\n"
1051   "    vec3 aEmission = texelFetch (\n"
1052   "      uRaytraceMaterialTexture, MATERIAL_EMIS (aTriIndex.w)).rgb;\n"
1053   "\n"
1054   "    float aGeomFactor = dot (aNormal, theRay.Direct);\n"
1055   "\n"
1056   "    aResult.xyz += aWeight.xyz * aOpacity.x * (\n"
1057   "      uGlobalAmbient.xyz * aAmbient * max (abs (aGeomFactor), 0.5f) + aEmission);\n"
1058   "\n"
1059   "    vec3 aSidedNormal = mix (aNormal, -aNormal, step (0.0f, aGeomFactor));\n"
1060   "\n"
1061   "    for (int aLightIdx = 0; aLightIdx < uLightCount; ++aLightIdx)\n"
1062   "    {\n"
1063   "      vec4 aLight = texelFetch (\n"
1064   "        uRaytraceLightSrcTexture, LIGHT_POS (aLightIdx));\n"
1065   "\n"
1066   "      float aDistance = MAXFLOAT;\n"
1067   "\n"
1068   "      if (aLight.w != 0.0f) // point light source\n"
1069   "      {\n"
1070   "        aDistance = length (aLight.xyz -= theRay.Origin);\n"
1071   "\n"
1072   "        aLight.xyz *= 1.0f / aDistance;\n"
1073   "      }\n"
1074   "\n"
1075   "      float aLdotN = dot (aLight.xyz, aSidedNormal);\n"
1076   "\n"
1077   "      if (aLdotN > 0.0f) // first check if light source is important\n"
1078   "      {\n"
1079   "        float aVisibility = 1.0f;\n"
1080   "\n"
1081   "        if (bool(uShadowsEnabled))\n"
1082   "        {\n"
1083   "          SRay aShadow = SRay (theRay.Origin, aLight.xyz);\n"
1084   "\n"
1085   "          aShadow.Origin += uSceneEpsilon * (aLight.xyz +\n"
1086   "            mix (-aHit.Normal, aHit.Normal, step (0.0f, dot (aHit.Normal, aLight.xyz))));\n"
1087   "\n"
1088   "          vec3 aInverse = 1.0f / max (abs (aLight.xyz), SMALL);\n"
1089   "\n"
1090   "          aVisibility = SceneAnyHit (\n"
1091   "            aShadow, mix (-aInverse, aInverse, step (ZERO, aLight.xyz)), aDistance);\n"
1092   "        }\n"
1093   "\n"
1094   "        if (aVisibility > 0.0f)\n"
1095   "        {\n"
1096   "          vec3 aIntensity = min (UNIT, vec3 (texelFetch (\n"
1097   "            uRaytraceLightSrcTexture, LIGHT_PWR (aLightIdx))));\n"
1098   "\n"
1099   "          float aRdotV = dot (reflect (aLight.xyz, aSidedNormal), theRay.Direct);\n"
1100   "\n"
1101   "          aResult.xyz += aWeight.xyz * (aOpacity.x * aVisibility) * aIntensity *\n"
1102   "            (aDiffuse.xyz * aLdotN + aSpecular.xyz * pow (max (0.f, aRdotV), aSpecular.w));\n"
1103   "        }\n"
1104   "      }\n"
1105   "    }\n"
1106   "\n"
1107   "    if (aOpacity.x != 1.0f)\n"
1108   "    {\n"
1109   "      aWeight *= aOpacity.y;\n"
1110   "\n"
1111   "      if (aOpacity.z != 1.0f)\n"
1112   "      {\n"
1113   "        theRay.Direct = Refract (theRay.Direct, aNormal, aOpacity.z, aOpacity.w);\n"
1114   "      }\n"
1115   "    }\n"
1116   "    else\n"
1117   "    {\n"
1118   "      aWeight *= bool(uReflectEnabled) ?\n"
1119   "        texelFetch (uRaytraceMaterialTexture, MATERIAL_REFL (aTriIndex.w)) : vec4 (0.0f);\n"
1120   "\n"
1121   "      vec3 aReflect = reflect (theRay.Direct, aNormal);\n"
1122   "\n"
1123   "      if (dot (aReflect, aHit.Normal) * dot (theRay.Direct, aHit.Normal) > 0.0f)\n"
1124   "      {\n"
1125   "        aReflect = reflect (theRay.Direct, aHit.Normal);\n"
1126   "      }\n"
1127   "\n"
1128   "      theRay.Direct = aReflect;\n"
1129   "    }\n"
1130   "\n"
1131   "    if (all (lessThanEqual (aWeight.xyz, THRESHOLD)))\n"
1132   "    {\n"
1133   "      aDepth = INVALID_BOUNCES;\n"
1134   "    }\n"
1135   "    else if (aOpacity.x == 1.0f || aOpacity.z != 1.0f) // if no simple transparency\n"
1136   "    {\n"
1137   "      theRay.Origin += aHit.Normal * mix (\n"
1138   "        -uSceneEpsilon, uSceneEpsilon, step (0.0f, dot (aHit.Normal, theRay.Direct)));\n"
1139   "\n"
1140   "      theInverse = 1.0f / max (abs (theRay.Direct), SMALL);\n"
1141   "\n"
1142   "      theInverse = mix (-theInverse, theInverse, step (ZERO, theRay.Direct));\n"
1143   "    }\n"
1144   "\n"
1145   "    theRay.Origin += theRay.Direct * uSceneEpsilon;\n"
1146   "  }\n"
1147   "\n"
1148   "  gl_FragDepth = aRaytraceDepth;\n"
1149   "\n"
1150   "  return vec4 (aResult.x,\n"
1151   "               aResult.y,\n"
1152   "               aResult.z,\n"
1153   "               aWeight.w);\n"
1154   "}\n"
1155   "#endif\n";