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   "#endif\n"
   7   "#ifdef ADAPTIVE_SAMPLING_ATOMIC\n"
   8   "  #extension GL_NV_shader_atomic_float : require\n"
   9   "#endif\n"
  10   "\n"
  11   "#ifdef USE_TEXTURES\n"
  12   "  #extension GL_ARB_bindless_texture : require\n"
  13   "#endif\n"
  14   "\n"
  15   "//! Normalized pixel coordinates.\n"
  16   "in vec2 vPixel;\n"
  17   "\n"
  18   "//! Sub-pixel offset in X direction for FSAA.\n"
  19   "uniform float uOffsetX = 0.f;\n"
  20   "//! Sub-pixel offset in Y direction for FSAA.\n"
  21   "uniform float uOffsetY = 0.f;\n"
  22   "\n"
  23   "//! Origin of viewing ray in left-top corner.\n"
  24   "uniform vec3 uOriginLT;\n"
  25   "//! Origin of viewing ray in left-bottom corner.\n"
  26   "uniform vec3 uOriginLB;\n"
  27   "//! Origin of viewing ray in right-top corner.\n"
  28   "uniform vec3 uOriginRT;\n"
  29   "//! Origin of viewing ray in right-bottom corner.\n"
  30   "uniform vec3 uOriginRB;\n"
  31   "\n"
  32   "//! Width of the rendering window.\n"
  33   "uniform int uWinSizeX;\n"
  34   "//! Height of the rendering window.\n"
  35   "uniform int uWinSizeY;\n"
  36   "\n"
  37   "//! Direction of viewing ray in left-top corner.\n"
  38   "uniform vec3 uDirectLT;\n"
  39   "//! Direction of viewing ray in left-bottom corner.\n"
  40   "uniform vec3 uDirectLB;\n"
  41   "//! Direction of viewing ray in right-top corner.\n"
  42   "uniform vec3 uDirectRT;\n"
  43   "//! Direction of viewing ray in right-bottom corner.\n"
  44   "uniform vec3 uDirectRB;\n"
  45   "\n"
  46   "//! Inverse model-view-projection matrix.\n"
  47   "uniform mat4 uUnviewMat;\n"
  48   "\n"
  49   "//! Model-view-projection matrix.\n"
  50   "uniform mat4 uViewMat;\n"
  51   "\n"
  52   "//! Texture buffer of data records of bottom-level BVH nodes.\n"
  53   "uniform isamplerBuffer uSceneNodeInfoTexture;\n"
  54   "//! Texture buffer of minimum points of bottom-level BVH nodes.\n"
  55   "uniform samplerBuffer uSceneMinPointTexture;\n"
  56   "//! Texture buffer of maximum points of bottom-level BVH nodes.\n"
  57   "uniform samplerBuffer uSceneMaxPointTexture;\n"
  58   "//! Texture buffer of transformations of high-level BVH nodes.\n"
  59   "uniform samplerBuffer uSceneTransformTexture;\n"
  60   "\n"
  61   "//! Texture buffer of vertex coords.\n"
  62   "uniform samplerBuffer uGeometryVertexTexture;\n"
  63   "//! Texture buffer of vertex normals.\n"
  64   "uniform samplerBuffer uGeometryNormalTexture;\n"
  65   "#ifdef USE_TEXTURES\n"
  66   "  //! Texture buffer of per-vertex UV-coordinates.\n"
  67   "  uniform samplerBuffer uGeometryTexCrdTexture;\n"
  68   "#endif\n"
  69   "//! Texture buffer of triangle indices.\n"
  70   "uniform isamplerBuffer uGeometryTriangTexture;\n"
  71   "\n"
  72   "//! Texture buffer of material properties.\n"
  73   "uniform samplerBuffer uRaytraceMaterialTexture;\n"
  74   "//! Texture buffer of light source properties.\n"
  75   "uniform samplerBuffer uRaytraceLightSrcTexture;\n"
  76   "\n"
  77   "#ifdef BACKGROUND_CUBEMAP\n"
  78   "  //! Environment cubemap texture.\n"
  79   "  uniform samplerCube uEnvMapTexture;\n"
  80   "  //! Coefficient of Y controlling horizontal flip of cubemap\n"
  81   "  uniform int uYCoeff;\n"
  82   "  //! Coefficient of Z controlling vertical flip of cubemap\n"
  83   "  uniform int uZCoeff;\n"
  84   "#else\n"
  85   "  //! Environment map texture.\n"
  86   "  uniform sampler2D uEnvMapTexture;\n"
  87   "#endif\n"
  88   "\n"
  89   "//! Total number of light sources.\n"
  90   "uniform int uLightCount;\n"
  91   "//! Intensity of global ambient light.\n"
  92   "uniform vec4 uGlobalAmbient;\n"
  93   "\n"
  94   "//! Enables/disables hard shadows.\n"
  95   "uniform int uShadowsEnabled;\n"
  96   "//! Enables/disables specular reflections.\n"
  97   "uniform int uReflectEnabled;\n"
  98   "//! Enables/disables environment map lighting.\n"
  99   "uniform int uEnvMapEnabled;\n"
 100   "//! Enables/disables environment map background.\n"
 101   "uniform int uEnvMapForBack;\n"
 102   "\n"
 103   "//! Radius of bounding sphere of the scene.\n"
 104   "uniform float uSceneRadius;\n"
 105   "//! Scene epsilon to prevent self-intersections.\n"
 106   "uniform float uSceneEpsilon;\n"
 107   "\n"
 108   "#ifdef USE_TEXTURES\n"
 109   "  //! Unique 64-bit handles of OpenGL textures.\n"
 110   "  uniform uvec2 uTextureSamplers[MAX_TEX_NUMBER];\n"
 111   "#endif\n"
 112   "\n"
 113   "#ifdef ADAPTIVE_SAMPLING\n"
 114   "  //! OpenGL image used for accumulating rendering result.\n"
 115   "  volatile restrict layout(r32f) uniform image2D  uRenderImage;\n"
 116   "\n"
 117   "#ifdef ADAPTIVE_SAMPLING_ATOMIC\n"
 118   "  //! OpenGL image storing offsets of sampled pixels blocks.\n"
 119   "  coherent restrict layout(rg32i) uniform iimage2D uOffsetImage;\n"
 120   "#else\n"
 121   "  //! OpenGL image defining per-tile amount of samples.\n"
 122   "  volatile restrict layout(r32i) uniform iimage2D uTilesImage;\n"
 123   "#endif\n"
 124   "\n"
 125   "  //! Screen space tile size.\n"
 126   "  uniform ivec2 uTileSize;\n"
 127   "#endif\n"
 128   "\n"
 129   "//! Top color of gradient background.\n"
 130   "uniform vec4 uBackColorTop = vec4 (0.0);\n"
 131   "//! Bottom color of gradient background.\n"
 132   "uniform vec4 uBackColorBot = vec4 (0.0);\n"
 133   "\n"
 134   "//! Aperture radius of camera used for depth-of-field\n"
 135   "uniform float uApertureRadius = 0.f;\n"
 136   "\n"
 137   "//! Focal distance of camera used for depth-of field\n"
 138   "uniform float uFocalPlaneDist = 10.f;\n"
 139   "\n"
 140   "//! Camera position used for projective mode\n"
 141   "uniform vec3 uEyeOrig;\n"
 142   "\n"
 143   "//! Camera view direction used for projective mode\n"
 144   "uniform vec3 uEyeView;\n"
 145   "\n"
 146   "//! Camera's screen vertical direction used for projective mode\n"
 147   "uniform vec3 uEyeVert;\n"
 148   "\n"
 149   "//! Camera's screen horizontal direction used for projective mode\n"
 150   "uniform vec3 uEyeSide;\n"
 151   "\n"
 152   "//! Camera's screen size used for projective mode\n"
 153   "uniform vec2 uEyeSize;\n"
 154   "\n"
 155   "/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////\n"
 156   "// Specific data types\n"
 157   "\n"
 158   "//! Stores ray parameters.\n"
 159   "struct SRay\n"
 160   "{\n"
 161   "  vec3 Origin;\n"
 162   "\n"
 163   "  vec3 Direct;\n"
 164   "};\n"
 165   "\n"
 166   "//! Stores intersection parameters.\n"
 167   "struct SIntersect\n"
 168   "{\n"
 169   "  float Time;\n"
 170   "\n"
 171   "  vec2 UV;\n"
 172   "\n"
 173   "  vec3 Normal;\n"
 174   "};\n"
 175   "\n"
 176   "//! Stores triangle's vertex indexes and vertexes itself\n"
 177   "struct STriangle\n"
 178   "{\n"
 179   "  ivec4 TriIndex;\n"
 180   "\n"
 181   "  vec3 Points[3];\n"
 182   "};\n"
 183   "\n"
 184   "/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////\n"
 185   "// Some useful constants\n"
 186   "\n"
 187   "#define MAXFLOAT 1e15f\n"
 188   "\n"
 189   "#define SMALL vec3 (exp2 (-80.0f))\n"
 190   "\n"
 191   "#define ZERO vec3 (0.0f, 0.0f, 0.0f)\n"
 192   "#define UNIT vec3 (1.0f, 1.0f, 1.0f)\n"
 193   "\n"
 194   "#define AXIS_X vec3 (1.0f, 0.0f, 0.0f)\n"
 195   "#define AXIS_Y vec3 (0.0f, 1.0f, 0.0f)\n"
 196   "#define AXIS_Z vec3 (0.0f, 0.0f, 1.0f)\n"
 197   "\n"
 198   "#define M_PI   3.141592653f\n"
 199   "#define M_2_PI 6.283185307f\n"
 200   "#define M_PI_2 1.570796327f\n"
 201   "\n"
 202   "#define LUMA vec3 (0.2126f, 0.7152f, 0.0722f)\n"
 203   "\n"
 204   "// =======================================================================\n"
 205   "// function : MatrixRowMultiplyDir\n"
 206   "// purpose  : Multiplies a vector by matrix\n"
 207   "// =======================================================================\n"
 208   "vec3 MatrixRowMultiplyDir (in vec3 v,\n"
 209   "                           in vec4 m0,\n"
 210   "                           in vec4 m1,\n"
 211   "                           in vec4 m2)\n"
 212   "{\n"
 213   "  return vec3 (dot (m0.xyz, v),\n"
 214   "               dot (m1.xyz, v),\n"
 215   "               dot (m2.xyz, v));\n"
 216   "}\n"
 217   "\n"
 218   "//! 32-bit state of random number generator.\n"
 219   "uint RandState;\n"
 220   "\n"
 221   "// =======================================================================\n"
 222   "// function : SeedRand\n"
 223   "// purpose  : Applies hash function by Thomas Wang to randomize seeds\n"
 224   "//            (see http://www.burtleburtle.net/bob/hash/integer.html)\n"
 225   "// =======================================================================\n"
 226   "void SeedRand (in int theSeed, in int theSizeX, in int theRadius)\n"
 227   "{\n"
 228   "  RandState = uint (int (gl_FragCoord.y) / theRadius * theSizeX + int (gl_FragCoord.x) / theRadius + theSeed);\n"
 229   "\n"
 230   "  RandState = (RandState + 0x479ab41du) + (RandState <<  8);\n"
 231   "  RandState = (RandState ^ 0xe4aa10ceu) ^ (RandState >>  5);\n"
 232   "  RandState = (RandState + 0x9942f0a6u) - (RandState << 14);\n"
 233   "  RandState = (RandState ^ 0x5aedd67du) ^ (RandState >>  3);\n"
 234   "  RandState = (RandState + 0x17bea992u) + (RandState <<  7);\n"
 235   "}\n"
 236   "\n"
 237   "// =======================================================================\n"
 238   "// function : RandInt\n"
 239   "// purpose  : Generates integer using Xorshift algorithm by G. Marsaglia\n"
 240   "// =======================================================================\n"
 241   "uint RandInt()\n"
 242   "{\n"
 243   "  RandState ^= (RandState << 13);\n"
 244   "  RandState ^= (RandState >> 17);\n"
 245   "  RandState ^= (RandState <<  5);\n"
 246   "\n"
 247   "  return RandState;\n"
 248   "}\n"
 249   "\n"
 250   "// =======================================================================\n"
 251   "// function : RandFloat\n"
 252   "// purpose  : Generates a random float in 0 <= x < 1 range\n"
 253   "// =======================================================================\n"
 254   "float RandFloat()\n"
 255   "{\n"
 256   "  return float (RandInt()) * (1.f / 4294967296.f);\n"
 257   "}\n"
 258   "\n"
 259   "// =======================================================================\n"
 260   "// function : MatrixColMultiplyPnt\n"
 261   "// purpose  : Multiplies a vector by matrix\n"
 262   "// =======================================================================\n"
 263   "vec3 MatrixColMultiplyPnt (in vec3 v,\n"
 264   "                           in vec4 m0,\n"
 265   "                           in vec4 m1,\n"
 266   "                           in vec4 m2,\n"
 267   "                           in vec4 m3)\n"
 268   "{\n"
 269   "  return vec3 (m0.x * v.x + m1.x * v.y + m2.x * v.z + m3.x,\n"
 270   "               m0.y * v.x + m1.y * v.y + m2.y * v.z + m3.y,\n"
 271   "               m0.z * v.x + m1.z * v.y + m2.z * v.z + m3.z);\n"
 272   "}\n"
 273   "\n"
 274   "// =======================================================================\n"
 275   "// function : MatrixColMultiplyDir\n"
 276   "// purpose  : Multiplies a vector by matrix\n"
 277   "// =======================================================================\n"
 278   "vec3 MatrixColMultiplyDir (in vec3 v,\n"
 279   "                           in vec4 m0,\n"
 280   "                           in vec4 m1,\n"
 281   "                           in vec4 m2)\n"
 282   "{\n"
 283   "  return vec3 (m0.x * v.x + m1.x * v.y + m2.x * v.z,\n"
 284   "               m0.y * v.x + m1.y * v.y + m2.y * v.z,\n"
 285   "               m0.z * v.x + m1.z * v.y + m2.z * v.z);\n"
 286   "}\n"
 287   "\n"
 288   "//=======================================================================\n"
 289   "// function : InverseDirection\n"
 290   "// purpose  : Returns safely inverted direction of the given one\n"
 291   "//=======================================================================\n"
 292   "vec3 InverseDirection (in vec3 theInput)\n"
 293   "{\n"
 294   "  vec3 anInverse = 1.f / max (abs (theInput), SMALL);\n"
 295   "\n"
 296   "  return mix (-anInverse, anInverse, step (ZERO, theInput));\n"
 297   "}\n"
 298   "\n"
 299   "//=======================================================================\n"
 300   "// function : BackgroundColor\n"
 301   "// purpose  : Returns color of gradient background\n"
 302   "//=======================================================================\n"
 303   "vec4 BackgroundColor()\n"
 304   "{\n"
 305   "#ifdef ADAPTIVE_SAMPLING_ATOMIC\n"
 306   "\n"
 307   "  ivec2 aFragCoord = ivec2 (gl_FragCoord.xy);\n"
 308   "\n"
 309   "  ivec2 aTileXY = imageLoad (uOffsetImage, aFragCoord / uTileSize).xy * uTileSize;\n"
 310   "\n"
 311   "  aTileXY.y += aFragCoord.y % min (uWinSizeY - aTileXY.y, uTileSize.y);\n"
 312   "\n"
 313   "  return mix (uBackColorBot, uBackColorTop, float (aTileXY.y) / uWinSizeY);\n"
 314   "\n"
 315   "#else\n"
 316   "\n"
 317   "  return mix (uBackColorBot, uBackColorTop, vPixel.y);\n"
 318   "\n"
 319   "#endif\n"
 320   "}\n"
 321   "\n"
 322   "/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////\n"
 323   "// Functions for compute ray-object intersection\n"
 324   "\n"
 325   "//=======================================================================\n"
 326   "// function : sampleUniformDisk\n"
 327   "// purpose  :\n"
 328   "//=======================================================================\n"
 329   "vec2 sampleUniformDisk ()\n"
 330   "{\n"
 331   "  vec2 aPoint;\n"
 332   "\n"
 333   "  float aKsi1 = 2.f * RandFloat () - 1.f;\n"
 334   "  float aKsi2 = 2.f * RandFloat () - 1.f;\n"
 335   "\n"
 336   "  if (aKsi1 > -aKsi2)\n"
 337   "  {\n"
 338   "    if (aKsi1 > aKsi2)\n"
 339   "      aPoint = vec2 (aKsi1, (M_PI / 4.f) * (0.f + aKsi2 / aKsi1));\n"
 340   "    else\n"
 341   "      aPoint = vec2 (aKsi2, (M_PI / 4.f) * (2.f - aKsi1 / aKsi2));\n"
 342   "  }\n"
 343   "  else\n"
 344   "  {\n"
 345   "    if (aKsi1 < aKsi2)\n"
 346   "      aPoint = vec2 (-aKsi1, (M_PI / 4.f) * (4.f + aKsi2 / aKsi1));\n"
 347   "    else\n"
 348   "      aPoint = vec2 (-aKsi2, (M_PI / 4.f) * (6.f - aKsi1 / aKsi2));\n"
 349   "  }\n"
 350   "\n"
 351   "  return vec2 (sin (aPoint.y), cos (aPoint.y)) * aPoint.x;\n"
 352   "}\n"
 353   "\n"
 354   "// =======================================================================\n"
 355   "// function : GenerateRay\n"
 356   "// purpose  :\n"
 357   "// =======================================================================\n"
 358   "SRay GenerateRay (in vec2 thePixel)\n"
 359   "{\n"
 360   "#ifndef DEPTH_OF_FIELD\n"
 361   "\n"
 362   "  vec3 aP0 = mix (uOriginLB, uOriginRB, thePixel.x);\n"
 363   "  vec3 aP1 = mix (uOriginLT, uOriginRT, thePixel.x);\n"
 364   "\n"
 365   "  vec3 aD0 = mix (uDirectLB, uDirectRB, thePixel.x);\n"
 366   "  vec3 aD1 = mix (uDirectLT, uDirectRT, thePixel.x);\n"
 367   "\n"
 368   "  vec3 aDirection = normalize (mix (aD0, aD1, thePixel.y));\n"
 369   "\n"
 370   "  return SRay (mix (aP0, aP1, thePixel.y), aDirection);\n"
 371   "\n"
 372   "#else\n"
 373   "\n"
 374   "  vec2 aPixel = uEyeSize * (thePixel - vec2 (0.5f)) * 2.f;\n"
 375   "\n"
 376   "  vec2 aAperturePnt = sampleUniformDisk () * uApertureRadius;\n"
 377   "\n"
 378   "  vec3 aLocalDir = normalize (vec3 (\n"
 379   "    aPixel * uFocalPlaneDist - aAperturePnt, uFocalPlaneDist));\n"
 380   "\n"
 381   "  vec3 aOrigin = uEyeOrig +\n"
 382   "                 uEyeSide * aAperturePnt.x +\n"
 383   "                 uEyeVert * aAperturePnt.y;\n"
 384   "\n"
 385   "  vec3 aDirect = uEyeView * aLocalDir.z +\n"
 386   "                 uEyeSide * aLocalDir.x +\n"
 387   "                 uEyeVert * aLocalDir.y;\n"
 388   "\n"
 389   "  return SRay (aOrigin, aDirect);\n"
 390   "\n"
 391   "#endif\n"
 392   "}\n"
 393   "\n"
 394   "// =======================================================================\n"
 395   "// function : IntersectSphere\n"
 396   "// purpose  : Computes ray-sphere intersection\n"
 397   "// =======================================================================\n"
 398   "float IntersectSphere (in SRay theRay, in float theRadius)\n"
 399   "{\n"
 400   "  float aDdotD = dot (theRay.Direct, theRay.Direct);\n"
 401   "  float aDdotO = dot (theRay.Direct, theRay.Origin);\n"
 402   "  float aOdotO = dot (theRay.Origin, theRay.Origin);\n"
 403   "\n"
 404   "  float aD = aDdotO * aDdotO - aDdotD * (aOdotO - theRadius * theRadius);\n"
 405   "\n"
 406   "  if (aD > 0.0f)\n"
 407   "  {\n"
 408   "    float aTime = (sqrt (aD) - aDdotO) * (1.0f / aDdotD);\n"
 409   "    \n"
 410   "    return aTime > 0.0f ? aTime : MAXFLOAT;\n"
 411   "  }\n"
 412   "\n"
 413   "  return MAXFLOAT;\n"
 414   "}\n"
 415   "\n"
 416   "// =======================================================================\n"
 417   "// function : IntersectTriangle\n"
 418   "// purpose  : Computes ray-triangle intersection (branchless version)\n"
 419   "// =======================================================================\n"
 420   "void IntersectTriangle (in SRay theRay,\n"
 421   "                        in vec3 thePnt0,\n"
 422   "                        in vec3 thePnt1,\n"
 423   "                        in vec3 thePnt2,\n"
 424   "                        out vec3 theUVT,\n"
 425   "                        out vec3 theNorm)\n"
 426   "{\n"
 427   "  vec3 aToTrg = thePnt0 - theRay.Origin;\n"
 428   "\n"
 429   "  vec3 aEdge0 = thePnt1 - thePnt0;\n"
 430   "  vec3 aEdge1 = thePnt0 - thePnt2;\n"
 431   "\n"
 432   "  theNorm = cross (aEdge1, aEdge0);\n"
 433   "\n"
 434   "  vec3 theVect = cross (theRay.Direct, aToTrg);\n"
 435   "\n"
 436   "  theUVT = vec3 (dot (theNorm, aToTrg),\n"
 437   "                 dot (theVect, aEdge1),\n"
 438   "                 dot (theVect, aEdge0)) * (1.f / dot (theNorm, theRay.Direct));\n"
 439   "\n"
 440   "  theUVT.x = any (lessThan (theUVT, ZERO)) || (theUVT.y + theUVT.z) > 1.f ? MAXFLOAT : theUVT.x;\n"
 441   "}\n"
 442   "\n"
 443   "#define EMPTY_ROOT ivec4(0)\n"
 444   "\n"
 445   "//! Utility structure containing information about\n"
 446   "//! currently traversing sub-tree of scene's BVH.\n"
 447   "struct SSubTree\n"
 448   "{\n"
 449   "  //! Transformed ray.\n"
 450   "  SRay  TrsfRay;\n"
 451   "\n"
 452   "  //! Inversed ray direction.\n"
 453   "  vec3  Inverse;\n"
 454   "\n"
 455   "  //! Parameters of sub-root node.\n"
 456   "  ivec4 SubData;\n"
 457   "};\n"
 458   "\n"
 459   "#define MATERIAL_AMBN(index) (19 * index + 0)\n"
 460   "#define MATERIAL_DIFF(index) (19 * index + 1)\n"
 461   "#define MATERIAL_SPEC(index) (19 * index + 2)\n"
 462   "#define MATERIAL_EMIS(index) (19 * index + 3)\n"
 463   "#define MATERIAL_REFL(index) (19 * index + 4)\n"
 464   "#define MATERIAL_REFR(index) (19 * index + 5)\n"
 465   "#define MATERIAL_TRAN(index) (19 * index + 6)\n"
 466   "#define MATERIAL_TRS1(index) (19 * index + 7)\n"
 467   "#define MATERIAL_TRS2(index) (19 * index + 8)\n"
 468   "#define MATERIAL_TRS3(index) (19 * index + 9)\n"
 469   "\n"
 470   "#define TRS_OFFSET(treelet) treelet.SubData.x\n"
 471   "#define BVH_OFFSET(treelet) treelet.SubData.y\n"
 472   "#define VRT_OFFSET(treelet) treelet.SubData.z\n"
 473   "#define TRG_OFFSET(treelet) treelet.SubData.w\n"
 474   "\n"
 475   "//! Identifies the absence of intersection.\n"
 476   "#define INVALID_HIT ivec4 (-1)\n"
 477   "\n"
 478   "//! Global stack shared between traversal functions.\n"
 479   "int Stack[STACK_SIZE];\n"
 480   "\n"
 481   "// =======================================================================\n"
 482   "// function : pop\n"
 483   "// purpose  :\n"
 484   "// =======================================================================\n"
 485   "int pop (inout int theHead)\n"
 486   "{\n"
 487   "  int aData = Stack[theHead];\n"
 488   "\n"
 489   "  int aMask = aData >> 26;\n"
 490   "  int aNode = aMask & 0x3;\n"
 491   "\n"
 492   "  aMask >>= 2;\n"
 493   "\n"
 494   "  if ((aMask & 0x3) == aNode)\n"
 495   "  {\n"
 496   "    --theHead;\n"
 497   "  }\n"
 498   "  else\n"
 499   "  {\n"
 500   "    aMask |= (aMask << 2) & 0x30;\n"
 501   "\n"
 502   "    Stack[theHead] = (aData & 0x03FFFFFF) | (aMask << 26);\n"
 503   "  }\n"
 504   "\n"
 505   "  return (aData & 0x03FFFFFF) + aNode;\n"
 506   "}\n"
 507   "\n"
 508   "// =======================================================================\n"
 509   "// function : SceneNearestHit\n"
 510   "// purpose  : Finds intersection with nearest scene triangle\n"
 511   "// =======================================================================\n"
 512   "STriangle SceneNearestHit (in SRay theRay, in vec3 theInverse, inout SIntersect theHit, out int theTrsfId)\n"
 513   "{\n"
 514   "  STriangle aTriangle = STriangle (INVALID_HIT, vec3[](vec3(0.0), vec3(0.0), vec3(0.0)));\n"
 515   "\n"
 516   "  int aNode =  0; // node to traverse\n"
 517   "  int aHead = -1; // pointer of stack\n"
 518   "  int aStop = -1; // BVH level switch\n"
 519   "\n"
 520   "  SSubTree aSubTree = SSubTree (theRay, theInverse, EMPTY_ROOT);\n"
 521   "\n"
 522   "  for (bool toContinue = true; toContinue; /* none */)\n"
 523   "  {\n"
 524   "    ivec4 aData = texelFetch (uSceneNodeInfoTexture, aNode);\n"
 525   "\n"
 526   "    if (aData.x == 0) // if inner node\n"
 527   "    {\n"
 528   "      aData.y += BVH_OFFSET (aSubTree);\n"
 529   "\n"
 530   "      vec4 aHitTimes = vec4 (MAXFLOAT,\n"
 531   "                             MAXFLOAT,\n"
 532   "                             MAXFLOAT,\n"
 533   "                             MAXFLOAT);\n"
 534   "\n"
 535   "      vec3 aRayOriginInverse = -aSubTree.TrsfRay.Origin * aSubTree.Inverse;\n"
 536   "\n"
 537   "      vec3 aNodeMin0 = texelFetch (uSceneMinPointTexture, aData.y +                0).xyz * aSubTree.Inverse + aRayOriginInverse;\n"
 538   "      vec3 aNodeMin1 = texelFetch (uSceneMinPointTexture, aData.y +                1).xyz * aSubTree.Inverse + aRayOriginInverse;\n"
 539   "      vec3 aNodeMin2 = texelFetch (uSceneMinPointTexture, aData.y + min (2, aData.z)).xyz * aSubTree.Inverse + aRayOriginInverse;\n"
 540   "      vec3 aNodeMin3 = texelFetch (uSceneMinPointTexture, aData.y + min (3, aData.z)).xyz * aSubTree.Inverse + aRayOriginInverse;\n"
 541   "      vec3 aNodeMax0 = texelFetch (uSceneMaxPointTexture, aData.y +                0).xyz * aSubTree.Inverse + aRayOriginInverse;\n"
 542   "      vec3 aNodeMax1 = texelFetch (uSceneMaxPointTexture, aData.y +                1).xyz * aSubTree.Inverse + aRayOriginInverse;\n"
 543   "      vec3 aNodeMax2 = texelFetch (uSceneMaxPointTexture, aData.y + min (2, aData.z)).xyz * aSubTree.Inverse + aRayOriginInverse;\n"
 544   "      vec3 aNodeMax3 = texelFetch (uSceneMaxPointTexture, aData.y + min (3, aData.z)).xyz * aSubTree.Inverse + aRayOriginInverse;\n"
 545   "\n"
 546   "      vec3 aTimeMax = max (aNodeMin0, aNodeMax0);\n"
 547   "      vec3 aTimeMin = min (aNodeMin0, aNodeMax0);\n"
 548   "\n"
 549   "      float aTimeLeave = min (aTimeMax.x, min (aTimeMax.y, aTimeMax.z));\n"
 550   "      float aTimeEnter = max (aTimeMin.x, max (aTimeMin.y, aTimeMin.z));\n"
 551   "\n"
 552   "      aHitTimes.x = (aTimeEnter <= aTimeLeave && aTimeEnter <= theHit.Time && aTimeLeave >= 0.f) ? aTimeEnter : MAXFLOAT;\n"
 553   "\n"
 554   "      aTimeMax = max (aNodeMin1, aNodeMax1);\n"
 555   "      aTimeMin = min (aNodeMin1, aNodeMax1);\n"
 556   "\n"
 557   "      aTimeLeave = min (aTimeMax.x, min (aTimeMax.y, aTimeMax.z));\n"
 558   "      aTimeEnter = max (aTimeMin.x, max (aTimeMin.y, aTimeMin.z));\n"
 559   "\n"
 560   "      aHitTimes.y = (aTimeEnter <= aTimeLeave && aTimeEnter <= theHit.Time && aTimeLeave >= 0.f) ? aTimeEnter : MAXFLOAT;\n"
 561   "\n"
 562   "      aTimeMax = max (aNodeMin2, aNodeMax2);\n"
 563   "      aTimeMin = min (aNodeMin2, aNodeMax2);\n"
 564   "\n"
 565   "      aTimeLeave = min (aTimeMax.x, min (aTimeMax.y, aTimeMax.z));\n"
 566   "      aTimeEnter = max (aTimeMin.x, max (aTimeMin.y, aTimeMin.z));\n"
 567   "\n"
 568   "      aHitTimes.z = (aTimeEnter <= aTimeLeave && aTimeEnter <= theHit.Time && aTimeLeave >= 0.f && aData.z > 1) ? aTimeEnter : MAXFLOAT;\n"
 569   "\n"
 570   "      aTimeMax = max (aNodeMin3, aNodeMax3);\n"
 571   "      aTimeMin = min (aNodeMin3, aNodeMax3);\n"
 572   "\n"
 573   "      aTimeLeave = min (aTimeMax.x, min (aTimeMax.y, aTimeMax.z));\n"
 574   "      aTimeEnter = max (aTimeMin.x, max (aTimeMin.y, aTimeMin.z));\n"
 575   "\n"
 576   "      aHitTimes.w = (aTimeEnter <= aTimeLeave && aTimeEnter <= theHit.Time && aTimeLeave >= 0.f && aData.z > 2) ? aTimeEnter : MAXFLOAT;\n"
 577   "\n"
 578   "      ivec4 aChildren = ivec4 (0, 1, 2, 3);\n"
 579   "\n"
 580   "      aChildren.xy = aHitTimes.y < aHitTimes.x ? aChildren.yx : aChildren.xy;\n"
 581   "      aHitTimes.xy = aHitTimes.y < aHitTimes.x ? aHitTimes.yx : aHitTimes.xy;\n"
 582   "      aChildren.zw = aHitTimes.w < aHitTimes.z ? aChildren.wz : aChildren.zw;\n"
 583   "      aHitTimes.zw = aHitTimes.w < aHitTimes.z ? aHitTimes.wz : aHitTimes.zw;\n"
 584   "      aChildren.xz = aHitTimes.z < aHitTimes.x ? aChildren.zx : aChildren.xz;\n"
 585   "      aHitTimes.xz = aHitTimes.z < aHitTimes.x ? aHitTimes.zx : aHitTimes.xz;\n"
 586   "      aChildren.yw = aHitTimes.w < aHitTimes.y ? aChildren.wy : aChildren.yw;\n"
 587   "      aHitTimes.yw = aHitTimes.w < aHitTimes.y ? aHitTimes.wy : aHitTimes.yw;\n"
 588   "      aChildren.yz = aHitTimes.z < aHitTimes.y ? aChildren.zy : aChildren.yz;\n"
 589   "      aHitTimes.yz = aHitTimes.z < aHitTimes.y ? aHitTimes.zy : aHitTimes.yz;\n"
 590   "\n"
 591   "      if (aHitTimes.x != MAXFLOAT)\n"
 592   "      {\n"
 593   "        int aHitMask = (aHitTimes.w != MAXFLOAT ? aChildren.w : aChildren.z) << 2\n"
 594   "                     | (aHitTimes.z != MAXFLOAT ? aChildren.z : aChildren.y);\n"
 595   "\n"
 596   "        if (aHitTimes.y != MAXFLOAT)\n"
 597   "          Stack[++aHead] = aData.y | (aHitMask << 2 | aChildren.y) << 26;\n"
 598   "\n"
 599   "        aNode = aData.y + aChildren.x;\n"
 600   "      }\n"
 601   "      else\n"
 602   "      {\n"
 603   "        toContinue = (aHead >= 0);\n"
 604   "\n"
 605   "        if (aHead == aStop) // go to top-level BVH\n"
 606   "        {\n"
 607   "          aStop = -1; aSubTree = SSubTree (theRay, theInverse, EMPTY_ROOT);\n"
 608   "        }\n"
 609   "\n"
 610   "        if (aHead >= 0)\n"
 611   "          aNode = pop (aHead);\n"
 612   "      }\n"
 613   "    }\n"
 614   "    else if (aData.x < 0) // leaf node (contains triangles)\n"
 615   "    {\n"
 616   "      vec3 aNormal;\n"
 617   "      vec3 aTimeUV;\n"
 618   "\n"
 619   "      for (int anIdx = aData.y; anIdx <= aData.z; ++anIdx)\n"
 620   "      {\n"
 621   "        ivec4 aTriIndex = texelFetch (uGeometryTriangTexture, anIdx + TRG_OFFSET (aSubTree));\n"
 622   "        vec3 aPoints[3];\n"
 623   "\n"
 624   "        aPoints[0] = texelFetch (uGeometryVertexTexture, aTriIndex.x += VRT_OFFSET (aSubTree)).xyz;\n"
 625   "        aPoints[1] = texelFetch (uGeometryVertexTexture, aTriIndex.y += VRT_OFFSET (aSubTree)).xyz;\n"
 626   "        aPoints[2] = texelFetch (uGeometryVertexTexture, aTriIndex.z += VRT_OFFSET (aSubTree)).xyz;\n"
 627   "\n"
 628   "        IntersectTriangle (aSubTree.TrsfRay, aPoints[0], aPoints[1], aPoints[2], aTimeUV, aNormal);\n"
 629   "\n"
 630   "        if (aTimeUV.x < theHit.Time)\n"
 631   "        {\n"
 632   "          aTriangle.TriIndex = aTriIndex;\n"
 633   "          for (int i = 0; i < 3; ++i)\n"
 634   "          {\n"
 635   "            aTriangle.Points[i] = aPoints[i];\n"
 636   "          }\n"
 637   "\n"
 638   "          theTrsfId = TRS_OFFSET (aSubTree);\n"
 639   "\n"
 640   "          theHit = SIntersect (aTimeUV.x, aTimeUV.yz, aNormal);\n"
 641   "        }\n"
 642   "      }\n"
 643   "\n"
 644   "      toContinue = (aHead >= 0);\n"
 645   "\n"
 646   "      if (aHead == aStop) // go to top-level BVH\n"
 647   "      {\n"
 648   "        aStop = -1; aSubTree = SSubTree (theRay, theInverse, EMPTY_ROOT);\n"
 649   "      }\n"
 650   "\n"
 651   "      if (aHead >= 0)\n"
 652   "        aNode = pop (aHead);\n"
 653   "    }\n"
 654   "    else if (aData.x > 0) // switch node\n"
 655   "    {\n"
 656   "      aSubTree.SubData = ivec4 (4 * aData.x - 4, aData.yzw); // store BVH sub-root\n"
 657   "\n"
 658   "      vec4 aInvTransf0 = texelFetch (uSceneTransformTexture, TRS_OFFSET (aSubTree) + 0);\n"
 659   "      vec4 aInvTransf1 = texelFetch (uSceneTransformTexture, TRS_OFFSET (aSubTree) + 1);\n"
 660   "      vec4 aInvTransf2 = texelFetch (uSceneTransformTexture, TRS_OFFSET (aSubTree) + 2);\n"
 661   "      vec4 aInvTransf3 = texelFetch (uSceneTransformTexture, TRS_OFFSET (aSubTree) + 3);\n"
 662   "\n"
 663   "      aSubTree.TrsfRay.Direct = MatrixColMultiplyDir (theRay.Direct,\n"
 664   "                                                      aInvTransf0,\n"
 665   "                                                      aInvTransf1,\n"
 666   "                                                      aInvTransf2);\n"
 667   "\n"
 668   "      aSubTree.Inverse = mix (-UNIT, UNIT, step (ZERO, aSubTree.TrsfRay.Direct)) /\n"
 669   "        max (abs (aSubTree.TrsfRay.Direct), SMALL);\n"
 670   "\n"
 671   "      aSubTree.TrsfRay.Origin = MatrixColMultiplyPnt (theRay.Origin,\n"
 672   "                                                      aInvTransf0,\n"
 673   "                                                      aInvTransf1,\n"
 674   "                                                      aInvTransf2,\n"
 675   "                                                      aInvTransf3);\n"
 676   "\n"
 677   "      aNode = BVH_OFFSET (aSubTree); // go to sub-root node\n"
 678   "\n"
 679   "      aStop = aHead; // store current stack pointer\n"
 680   "    }\n"
 681   "  }\n"
 682   "\n"
 683   "  return aTriangle;\n"
 684   "}\n"
 685   "\n"
 686   "// =======================================================================\n"
 687   "// function : SceneAnyHit\n"
 688   "// purpose  : Finds intersection with any scene triangle\n"
 689   "// =======================================================================\n"
 690   "float SceneAnyHit (in SRay theRay, in vec3 theInverse, in float theDistance)\n"
 691   "{\n"
 692   "  float aFactor = 1.f;\n"
 693   "\n"
 694   "  int aNode =  0; // node to traverse\n"
 695   "  int aHead = -1; // pointer of stack\n"
 696   "  int aStop = -1; // BVH level switch\n"
 697   "\n"
 698   "  SSubTree aSubTree = SSubTree (theRay, theInverse, EMPTY_ROOT);\n"
 699   "\n"
 700   "  for (bool toContinue = true; toContinue; /* none */)\n"
 701   "  {\n"
 702   "    ivec4 aData = texelFetch (uSceneNodeInfoTexture, aNode);\n"
 703   "\n"
 704   "    if (aData.x == 0) // if inner node\n"
 705   "    {\n"
 706   "      aData.y += BVH_OFFSET (aSubTree);\n"
 707   "\n"
 708   "      vec4 aHitTimes = vec4 (MAXFLOAT,\n"
 709   "                             MAXFLOAT,\n"
 710   "                             MAXFLOAT,\n"
 711   "                             MAXFLOAT);\n"
 712   "\n"
 713   "      vec3 aRayOriginInverse = -aSubTree.TrsfRay.Origin * aSubTree.Inverse;\n"
 714   "\n"
 715   "      vec3 aNodeMin0 = texelFetch (uSceneMinPointTexture, aData.y +                0).xyz * aSubTree.Inverse + aRayOriginInverse;\n"
 716   "      vec3 aNodeMin1 = texelFetch (uSceneMinPointTexture, aData.y +                1).xyz * aSubTree.Inverse + aRayOriginInverse;\n"
 717   "      vec3 aNodeMin2 = texelFetch (uSceneMinPointTexture, aData.y + min (2, aData.z)).xyz * aSubTree.Inverse + aRayOriginInverse;\n"
 718   "      vec3 aNodeMin3 = texelFetch (uSceneMinPointTexture, aData.y + min (3, aData.z)).xyz * aSubTree.Inverse + aRayOriginInverse;\n"
 719   "      vec3 aNodeMax0 = texelFetch (uSceneMaxPointTexture, aData.y +                0).xyz * aSubTree.Inverse + aRayOriginInverse;\n"
 720   "      vec3 aNodeMax1 = texelFetch (uSceneMaxPointTexture, aData.y +                1).xyz * aSubTree.Inverse + aRayOriginInverse;\n"
 721   "      vec3 aNodeMax2 = texelFetch (uSceneMaxPointTexture, aData.y + min (2, aData.z)).xyz * aSubTree.Inverse + aRayOriginInverse;\n"
 722   "      vec3 aNodeMax3 = texelFetch (uSceneMaxPointTexture, aData.y + min (3, aData.z)).xyz * aSubTree.Inverse + aRayOriginInverse;\n"
 723   "\n"
 724   "      vec3 aTimeMax = max (aNodeMin0, aNodeMax0);\n"
 725   "      vec3 aTimeMin = min (aNodeMin0, aNodeMax0);\n"
 726   "\n"
 727   "      float aTimeLeave = min (aTimeMax.x, min (aTimeMax.y, aTimeMax.z));\n"
 728   "      float aTimeEnter = max (aTimeMin.x, max (aTimeMin.y, aTimeMin.z));\n"
 729   "\n"
 730   "      aHitTimes.x = (aTimeEnter <= aTimeLeave && aTimeEnter <= theDistance && aTimeLeave >= 0.f) ? aTimeEnter : MAXFLOAT;\n"
 731   "\n"
 732   "      aTimeMax = max (aNodeMin1, aNodeMax1);\n"
 733   "      aTimeMin = min (aNodeMin1, aNodeMax1);\n"
 734   "\n"
 735   "      aTimeLeave = min (aTimeMax.x, min (aTimeMax.y, aTimeMax.z));\n"
 736   "      aTimeEnter = max (aTimeMin.x, max (aTimeMin.y, aTimeMin.z));\n"
 737   "\n"
 738   "      aHitTimes.y = (aTimeEnter <= aTimeLeave && aTimeEnter <= theDistance && aTimeLeave >= 0.f) ? aTimeEnter : MAXFLOAT;\n"
 739   "\n"
 740   "      aTimeMax = max (aNodeMin2, aNodeMax2);\n"
 741   "      aTimeMin = min (aNodeMin2, aNodeMax2);\n"
 742   "\n"
 743   "      aTimeLeave = min (aTimeMax.x, min (aTimeMax.y, aTimeMax.z));\n"
 744   "      aTimeEnter = max (aTimeMin.x, max (aTimeMin.y, aTimeMin.z));\n"
 745   "\n"
 746   "      aHitTimes.z = (aTimeEnter <= aTimeLeave && aTimeEnter <= theDistance && aTimeLeave >= 0.f && aData.z > 1) ? aTimeEnter : MAXFLOAT;\n"
 747   "\n"
 748   "      aTimeMax = max (aNodeMin3, aNodeMax3);\n"
 749   "      aTimeMin = min (aNodeMin3, aNodeMax3);\n"
 750   "\n"
 751   "      aTimeLeave = min (aTimeMax.x, min (aTimeMax.y, aTimeMax.z));\n"
 752   "      aTimeEnter = max (aTimeMin.x, max (aTimeMin.y, aTimeMin.z));\n"
 753   "\n"
 754   "      aHitTimes.w = (aTimeEnter <= aTimeLeave && aTimeEnter <= theDistance && aTimeLeave >= 0.f && aData.z > 2) ? aTimeEnter : MAXFLOAT;\n"
 755   "\n"
 756   "      ivec4 aChildren = ivec4 (0, 1, 2, 3);\n"
 757   "\n"
 758   "      aChildren.xy = aHitTimes.y < aHitTimes.x ? aChildren.yx : aChildren.xy;\n"
 759   "      aHitTimes.xy = aHitTimes.y < aHitTimes.x ? aHitTimes.yx : aHitTimes.xy;\n"
 760   "      aChildren.zw = aHitTimes.w < aHitTimes.z ? aChildren.wz : aChildren.zw;\n"
 761   "      aHitTimes.zw = aHitTimes.w < aHitTimes.z ? aHitTimes.wz : aHitTimes.zw;\n"
 762   "      aChildren.xz = aHitTimes.z < aHitTimes.x ? aChildren.zx : aChildren.xz;\n"
 763   "      aHitTimes.xz = aHitTimes.z < aHitTimes.x ? aHitTimes.zx : aHitTimes.xz;\n"
 764   "      aChildren.yw = aHitTimes.w < aHitTimes.y ? aChildren.wy : aChildren.yw;\n"
 765   "      aHitTimes.yw = aHitTimes.w < aHitTimes.y ? aHitTimes.wy : aHitTimes.yw;\n"
 766   "      aChildren.yz = aHitTimes.z < aHitTimes.y ? aChildren.zy : aChildren.yz;\n"
 767   "      aHitTimes.yz = aHitTimes.z < aHitTimes.y ? aHitTimes.zy : aHitTimes.yz;\n"
 768   "\n"
 769   "      if (aHitTimes.x != MAXFLOAT)\n"
 770   "      {\n"
 771   "        int aHitMask = (aHitTimes.w != MAXFLOAT ? aChildren.w : aChildren.z) << 2\n"
 772   "                     | (aHitTimes.z != MAXFLOAT ? aChildren.z : aChildren.y);\n"
 773   "\n"
 774   "        if (aHitTimes.y != MAXFLOAT)\n"
 775   "          Stack[++aHead] = aData.y | (aHitMask << 2 | aChildren.y) << 26;\n"
 776   "\n"
 777   "        aNode = aData.y + aChildren.x;\n"
 778   "      }\n"
 779   "      else\n"
 780   "      {\n"
 781   "        toContinue = (aHead >= 0);\n"
 782   "\n"
 783   "        if (aHead == aStop) // go to top-level BVH\n"
 784   "        {\n"
 785   "          aStop = -1; aSubTree = SSubTree (theRay, theInverse, EMPTY_ROOT);\n"
 786   "        }\n"
 787   "\n"
 788   "        if (aHead >= 0)\n"
 789   "          aNode = pop (aHead);\n"
 790   "      }\n"
 791   "    }\n"
 792   "    else if (aData.x < 0) // leaf node\n"
 793   "    {\n"
 794   "      vec3 aNormal;\n"
 795   "      vec3 aTimeUV;\n"
 796   "\n"
 797   "      for (int anIdx = aData.y; anIdx <= aData.z; ++anIdx)\n"
 798   "      {\n"
 799   "        ivec4 aTriangle = texelFetch (uGeometryTriangTexture, anIdx + TRG_OFFSET (aSubTree));\n"
 800   "\n"
 801   "        vec3 aPoint0 = texelFetch (uGeometryVertexTexture, aTriangle.x += VRT_OFFSET (aSubTree)).xyz;\n"
 802   "        vec3 aPoint1 = texelFetch (uGeometryVertexTexture, aTriangle.y += VRT_OFFSET (aSubTree)).xyz;\n"
 803   "        vec3 aPoint2 = texelFetch (uGeometryVertexTexture, aTriangle.z += VRT_OFFSET (aSubTree)).xyz;\n"
 804   "\n"
 805   "        IntersectTriangle (aSubTree.TrsfRay, aPoint0, aPoint1, aPoint2, aTimeUV, aNormal);\n"
 806   "\n"
 807   "#ifdef TRANSPARENT_SHADOWS\n"
 808   "        if (aTimeUV.x < theDistance)\n"
 809   "        {\n"
 810   "          aFactor *= 1.f - texelFetch (uRaytraceMaterialTexture, MATERIAL_TRAN (aTriangle.w)).x;\n"
 811   "        }\n"
 812   "#else\n"
 813   "        if (aTimeUV.x < theDistance)\n"
 814   "        {\n"
 815   "          aFactor = 0.f;\n"
 816   "        }\n"
 817   "#endif\n"
 818   "      }\n"
 819   "\n"
 820   "      toContinue = (aHead >= 0) && (aFactor > 0.1f);\n"
 821   "\n"
 822   "      if (aHead == aStop) // go to top-level BVH\n"
 823   "      {\n"
 824   "        aStop = -1; aSubTree = SSubTree (theRay, theInverse, EMPTY_ROOT);\n"
 825   "      }\n"
 826   "\n"
 827   "      if (aHead >= 0)\n"
 828   "        aNode = pop (aHead);\n"
 829   "    }\n"
 830   "    else if (aData.x > 0) // switch node\n"
 831   "    {\n"
 832   "      aSubTree.SubData = ivec4 (4 * aData.x - 4, aData.yzw); // store BVH sub-root\n"
 833   "\n"
 834   "      vec4 aInvTransf0 = texelFetch (uSceneTransformTexture, TRS_OFFSET (aSubTree) + 0);\n"
 835   "      vec4 aInvTransf1 = texelFetch (uSceneTransformTexture, TRS_OFFSET (aSubTree) + 1);\n"
 836   "      vec4 aInvTransf2 = texelFetch (uSceneTransformTexture, TRS_OFFSET (aSubTree) + 2);\n"
 837   "      vec4 aInvTransf3 = texelFetch (uSceneTransformTexture, TRS_OFFSET (aSubTree) + 3);\n"
 838   "\n"
 839   "      aSubTree.TrsfRay.Direct = MatrixColMultiplyDir (theRay.Direct,\n"
 840   "                                                      aInvTransf0,\n"
 841   "                                                      aInvTransf1,\n"
 842   "                                                      aInvTransf2);\n"
 843   "\n"
 844   "      aSubTree.TrsfRay.Origin = MatrixColMultiplyPnt (theRay.Origin,\n"
 845   "                                                      aInvTransf0,\n"
 846   "                                                      aInvTransf1,\n"
 847   "                                                      aInvTransf2,\n"
 848   "                                                      aInvTransf3);\n"
 849   "\n"
 850   "      aSubTree.Inverse = mix (-UNIT, UNIT, step (ZERO, aSubTree.TrsfRay.Direct)) / max (abs (aSubTree.TrsfRay.Direct), SMALL);\n"
 851   "\n"
 852   "      aNode = BVH_OFFSET (aSubTree); // go to sub-root node\n"
 853   "\n"
 854   "      aStop = aHead; // store current stack pointer\n"
 855   "    }\n"
 856   "  }\n"
 857   "\n"
 858   "  return aFactor;\n"
 859   "}\n"
 860   "\n"
 861   "#define PI 3.1415926f\n"
 862   "\n"
 863   "// =======================================================================\n"
 864   "// function : Latlong\n"
 865   "// purpose  : Converts world direction to environment texture coordinates\n"
 866   "// =======================================================================\n"
 867   "vec2 Latlong (in vec3 thePoint, in float theRadius)\n"
 868   "{\n"
 869   "  float aPsi = acos (-thePoint.z / theRadius);\n"
 870   "\n"
 871   "  float aPhi = atan (thePoint.y, thePoint.x) + PI;\n"
 872   "\n"
 873   "  return vec2 (aPhi * 0.1591549f,\n"
 874   "               aPsi * 0.3183098f);\n"
 875   "}\n"
 876   "\n"
 877   "#ifdef BACKGROUND_CUBEMAP\n"
 878   "//! Transform texture coordinates for cubemap lookup.\n"
 879   "vec3 cubemapVectorTransform (in vec3 theVec, in float theRadius)\n"
 880   "{\n"
 881   "  vec3 aVec = theVec.yzx;\n"
 882   "  aVec.y *= float(uYCoeff);\n"
 883   "  aVec.z *= float(uZCoeff);\n"
 884   "  return aVec;\n"
 885   "}\n"
 886   "#endif\n"
 887   "\n"
 888   "// =======================================================================\n"
 889   "// function : SmoothNormal\n"
 890   "// purpose  : Interpolates normal across the triangle\n"
 891   "// =======================================================================\n"
 892   "vec3 SmoothNormal (in vec2 theUV, in ivec4 theTriangle)\n"
 893   "{\n"
 894   "  vec3 aNormal0 = texelFetch (uGeometryNormalTexture, theTriangle.x).xyz;\n"
 895   "  vec3 aNormal1 = texelFetch (uGeometryNormalTexture, theTriangle.y).xyz;\n"
 896   "  vec3 aNormal2 = texelFetch (uGeometryNormalTexture, theTriangle.z).xyz;\n"
 897   "\n"
 898   "  return normalize (aNormal1 * theUV.x +\n"
 899   "                    aNormal2 * theUV.y +\n"
 900   "                    aNormal0 * (1.0f - theUV.x - theUV.y));\n"
 901   "}\n"
 902   "\n"
 903   "#define POLYGON_OFFSET_UNIT 0.f\n"
 904   "#define POLYGON_OFFSET_FACTOR 1.f\n"
 905   "#define POLYGON_OFFSET_SCALE 0.006f\n"
 906   "\n"
 907   "// =======================================================================\n"
 908   "// function : PolygonOffset\n"
 909   "// purpose  : Computes OpenGL polygon offset\n"
 910   "// =======================================================================\n"
 911   "float PolygonOffset (in vec3 theNormal, in vec3 thePoint)\n"
 912   "{\n"
 913   "  vec4 aProjectedNorm = vec4 (theNormal, -dot (theNormal, thePoint)) * uUnviewMat;\n"
 914   "\n"
 915   "  float aPolygonOffset = POLYGON_OFFSET_UNIT;\n"
 916   "\n"
 917   "  if (aProjectedNorm.z * aProjectedNorm.z > 1e-20f)\n"
 918   "  {\n"
 919   "    aProjectedNorm.xy *= 1.f / aProjectedNorm.z;\n"
 920   "\n"
 921   "    aPolygonOffset += POLYGON_OFFSET_FACTOR * max (abs (aProjectedNorm.x),\n"
 922   "                                                   abs (aProjectedNorm.y));\n"
 923   "  }\n"
 924   "\n"
 925   "  return aPolygonOffset;\n"
 926   "}\n"
 927   "\n"
 928   "// =======================================================================\n"
 929   "// function : SmoothUV\n"
 930   "// purpose  : Interpolates UV coordinates across the triangle\n"
 931   "// =======================================================================\n"
 932   "#ifdef USE_TEXTURES\n"
 933   "vec2 SmoothUV (in vec2 theUV, in ivec4 theTriangle, out vec2[3] theUVs)\n"
 934   "{\n"
 935   "  theUVs[0] = texelFetch (uGeometryTexCrdTexture, theTriangle.x).st;\n"
 936   "  theUVs[1] = texelFetch (uGeometryTexCrdTexture, theTriangle.y).st;\n"
 937   "  theUVs[2] = texelFetch (uGeometryTexCrdTexture, theTriangle.z).st;\n"
 938   "\n"
 939   "  return theUVs[1] * theUV.x +\n"
 940   "         theUVs[2] * theUV.y +\n"
 941   "         theUVs[0] * (1.0f - theUV.x - theUV.y);\n"
 942   "}\n"
 943   "\n"
 944   "vec2 SmoothUV (in vec2 theUV, in ivec4 theTriangle)\n"
 945   "{\n"
 946   "  vec2 aUVs[3];\n"
 947   "  return SmoothUV (theUV, theTriangle, aUVs);\n"
 948   "}\n"
 949   "#endif\n"
 950   "\n"
 951   "// =======================================================================\n"
 952   "// function : FetchEnvironment\n"
 953   "// purpose  :\n"
 954   "// =======================================================================\n"
 955   "vec4 FetchEnvironment (in vec3 theTexCoord, in float theRadius, in bool theIsBackground)\n"
 956   "{\n"
 957   "  if (uEnvMapEnabled == 0)\n"
 958   "  {\n"
 959   "#ifdef PATH_TRACING\n"
 960   "    return theIsBackground ? vec4 (0.0, 0.0, 0.0, 1.0) : uGlobalAmbient;\n"
 961   "#else\n"
 962   "    return vec4 (0.0, 0.0, 0.0, 1.0);\n"
 963   "#endif\n"
 964   "  }\n"
 965   "\n"
 966   "  vec4 anAmbScale = theIsBackground ? vec4(1.0) : uGlobalAmbient;\n"
 967   "  vec4 anEnvColor =\n"
 968   "#ifdef BACKGROUND_CUBEMAP\n"
 969   "    textureLod (uEnvMapTexture, cubemapVectorTransform (theTexCoord, theRadius), 0.0);\n"
 970   "#else\n"
 971   "    textureLod (uEnvMapTexture, Latlong (theTexCoord, theRadius), 0.0);\n"
 972   "#endif\n"
 973   "  return anEnvColor * anAmbScale;\n"
 974   "}\n"
 975   "\n"
 976   "// =======================================================================\n"
 977   "// function : Refract\n"
 978   "// purpose  : Computes refraction ray (also handles TIR)\n"
 979   "// =======================================================================\n"
 980   "#ifndef PATH_TRACING\n"
 981   "vec3 Refract (in vec3 theInput,\n"
 982   "              in vec3 theNormal,\n"
 983   "              in float theRefractIndex,\n"
 984   "              in float theInvRefractIndex)\n"
 985   "{\n"
 986   "  float aNdotI = dot (theInput, theNormal);\n"
 987   "\n"
 988   "  float anIndex = aNdotI < 0.0f\n"
 989   "                ? theInvRefractIndex\n"
 990   "                : theRefractIndex;\n"
 991   "\n"
 992   "  float aSquare = anIndex * anIndex * (1.0f - aNdotI * aNdotI);\n"
 993   "\n"
 994   "  if (aSquare > 1.0f)\n"
 995   "  {\n"
 996   "    return reflect (theInput, theNormal);\n"
 997   "  }\n"
 998   "\n"
 999   "  float aNdotT = sqrt (1.0f - aSquare);\n"
1000   "\n"
1001   "  return normalize (anIndex * theInput -\n"
1002   "    (anIndex * aNdotI + (aNdotI < 0.0f ? aNdotT : -aNdotT)) * theNormal);\n"
1003   "}\n"
1004   "#endif\n"
1005   "\n"
1006   "#define MIN_SLOPE 0.0001f\n"
1007   "#define EPS_SCALE 8.0000f\n"
1008   "\n"
1009   "#define THRESHOLD vec3 (0.1f)\n"
1010   "\n"
1011   "#define INVALID_BOUNCES 1000\n"
1012   "\n"
1013   "#define LIGHT_POS(index) (2 * index + 1)\n"
1014   "#define LIGHT_PWR(index) (2 * index + 0)\n"
1015   "\n"
1016   "// =======================================================================\n"
1017   "// function : Radiance\n"
1018   "// purpose  : Computes color along the given ray\n"
1019   "// =======================================================================\n"
1020   "#ifndef PATH_TRACING\n"
1021   "vec4 Radiance (in SRay theRay, in vec3 theInverse)\n"
1022   "{\n"
1023   "  vec3 aResult = vec3 (0.0f);\n"
1024   "  vec4 aWeight = vec4 (1.0f);\n"
1025   "\n"
1026   "  int aTrsfId;\n"
1027   "\n"
1028   "  float aRaytraceDepth = MAXFLOAT;\n"
1029   "  float aRefractionIdx = 0.0;\n"
1030   "\n"
1031   "  for (int aDepth = 0; aDepth < NB_BOUNCES; ++aDepth)\n"
1032   "  {\n"
1033   "    SIntersect aHit = SIntersect (MAXFLOAT, vec2 (ZERO), ZERO);\n"
1034   "\n"
1035   "    ivec4 aTriIndex = SceneNearestHit (theRay, theInverse, aHit, aTrsfId).TriIndex;\n"
1036   "\n"
1037   "    if (aTriIndex.x == -1)\n"
1038   "    {\n"
1039   "      vec4 aColor = vec4 (0.0);\n"
1040   "\n"
1041   "      if (bool(uEnvMapForBack) || aWeight.w == 0.0 /* reflection */)\n"
1042   "      {\n"
1043   "        float aRadius = uSceneRadius;\n"
1044   "        vec3 aTexCoord = vec3 (0.0);\n"
1045   "\n"
1046   "        if (aDepth == 0 || (aRefractionIdx == 1.0 && aWeight.w != 0.0))\n"
1047   "        {\n"
1048   "          vec2 aPixel = uEyeSize * (vPixel - vec2 (0.5)) * 2.0;\n"
1049   "          vec2 anAperturePnt = sampleUniformDisk() * uApertureRadius;\n"
1050   "          vec3 aLocalDir = normalize (vec3 (aPixel * uFocalPlaneDist - anAperturePnt, uFocalPlaneDist));\n"
1051   "          vec3 aDirect = uEyeView * aLocalDir.z +\n"
1052   "                         uEyeSide * aLocalDir.x +\n"
1053   "                         uEyeVert * aLocalDir.y;\n"
1054   "          \n"
1055   "          aTexCoord = aDirect * uSceneRadius;\n"
1056   "          aRadius = length (aTexCoord);\n"
1057   "        }\n"
1058   "        else\n"
1059   "        {\n"
1060   "          float aTime = IntersectSphere (theRay, uSceneRadius);\n"
1061   "          aTexCoord = theRay.Direct * aTime + theRay.Origin;\n"
1062   "        }\n"
1063   "\n"
1064   "        aColor = FetchEnvironment (aTexCoord, aRadius, aWeight.w != 0.0);\n"
1065   "      }\n"
1066   "      else\n"
1067   "      {\n"
1068   "        aColor = BackgroundColor();\n"
1069   "      }\n"
1070   "\n"
1071   "      aResult += aWeight.xyz * aColor.xyz; aWeight.w *= aColor.w;\n"
1072   "\n"
1073   "      break; // terminate path\n"
1074   "    }\n"
1075   "\n"
1076   "    vec3 aInvTransf0 = texelFetch (uSceneTransformTexture, aTrsfId + 0).xyz;\n"
1077   "    vec3 aInvTransf1 = texelFetch (uSceneTransformTexture, aTrsfId + 1).xyz;\n"
1078   "    vec3 aInvTransf2 = texelFetch (uSceneTransformTexture, aTrsfId + 2).xyz;\n"
1079   "\n"
1080   "    aHit.Normal = normalize (vec3 (dot (aInvTransf0, aHit.Normal),\n"
1081   "                                   dot (aInvTransf1, aHit.Normal),\n"
1082   "                                   dot (aInvTransf2, aHit.Normal)));\n"
1083   "\n"
1084   "    theRay.Origin += theRay.Direct * aHit.Time; // intersection point\n"
1085   "\n"
1086   "    // Evaluate depth on first hit\n"
1087   "    if (aDepth == 0)\n"
1088   "    {\n"
1089   "      vec4 aNDCPoint = uViewMat * vec4 (theRay.Origin, 1.f);\n"
1090   "\n"
1091   "      float aPolygonOffset = PolygonOffset (aHit.Normal, theRay.Origin);\n"
1092   "      aRaytraceDepth = (aNDCPoint.z / aNDCPoint.w + aPolygonOffset * POLYGON_OFFSET_SCALE) * 0.5f + 0.5f;\n"
1093   "    }\n"
1094   "\n"
1095   "    vec3 aNormal = SmoothNormal (aHit.UV, aTriIndex);\n"
1096   "\n"
1097   "    aNormal = normalize (vec3 (dot (aInvTransf0, aNormal),\n"
1098   "                               dot (aInvTransf1, aNormal),\n"
1099   "                               dot (aInvTransf2, aNormal)));\n"
1100   "\n"
1101   "    vec3 aAmbient  = texelFetch (\n"
1102   "      uRaytraceMaterialTexture, MATERIAL_AMBN (aTriIndex.w)).rgb;\n"
1103   "    vec4 aDiffuse  = texelFetch (\n"
1104   "      uRaytraceMaterialTexture, MATERIAL_DIFF (aTriIndex.w));\n"
1105   "    vec4 aSpecular = texelFetch (\n"
1106   "      uRaytraceMaterialTexture, MATERIAL_SPEC (aTriIndex.w));\n"
1107   "    vec4 aOpacity  = texelFetch (\n"
1108   "      uRaytraceMaterialTexture, MATERIAL_TRAN (aTriIndex.w));\n"
1109   "\n"
1110   "#ifdef USE_TEXTURES\n"
1111   "    if (aDiffuse.w >= 0.f)\n"
1112   "    {\n"
1113   "      vec4 aTexCoord = vec4 (SmoothUV (aHit.UV, aTriIndex), 0.f, 1.f);\n"
1114   "\n"
1115   "      vec4 aTrsfRow1 = texelFetch (\n"
1116   "        uRaytraceMaterialTexture, MATERIAL_TRS1 (aTriIndex.w));\n"
1117   "      vec4 aTrsfRow2 = texelFetch (\n"
1118   "        uRaytraceMaterialTexture, MATERIAL_TRS2 (aTriIndex.w));\n"
1119   "\n"
1120   "      aTexCoord.st = vec2 (dot (aTrsfRow1, aTexCoord),\n"
1121   "                           dot (aTrsfRow2, aTexCoord));\n"
1122   "\n"
1123   "      vec4 aTexColor = textureLod (\n"
1124   "        sampler2D (uTextureSamplers[int(aDiffuse.w)]), aTexCoord.st, 0.f);\n"
1125   "\n"
1126   "      aDiffuse.rgb *= aTexColor.rgb;\n"
1127   "      aAmbient.rgb *= aTexColor.rgb;\n"
1128   "\n"
1129   "      // keep refractive index untouched (Z component)\n"
1130   "      aOpacity.xy = vec2 (aTexColor.w * aOpacity.x, 1.0f - aTexColor.w * aOpacity.x);\n"
1131   "    }\n"
1132   "#endif\n"
1133   "\n"
1134   "    vec3 aEmission = texelFetch (\n"
1135   "      uRaytraceMaterialTexture, MATERIAL_EMIS (aTriIndex.w)).rgb;\n"
1136   "\n"
1137   "    float aGeomFactor = dot (aNormal, theRay.Direct);\n"
1138   "\n"
1139   "    aResult.xyz += aWeight.xyz * aOpacity.x * (\n"
1140   "      uGlobalAmbient.xyz * aAmbient * max (abs (aGeomFactor), 0.5f) + aEmission);\n"
1141   "\n"
1142   "    vec3 aSidedNormal = mix (aNormal, -aNormal, step (0.0f, aGeomFactor));\n"
1143   "\n"
1144   "    for (int aLightIdx = 0; aLightIdx < uLightCount; ++aLightIdx)\n"
1145   "    {\n"
1146   "      vec4 aLight = texelFetch (\n"
1147   "        uRaytraceLightSrcTexture, LIGHT_POS (aLightIdx));\n"
1148   "\n"
1149   "      float aDistance = MAXFLOAT;\n"
1150   "\n"
1151   "      if (aLight.w != 0.0f) // point light source\n"
1152   "      {\n"
1153   "        aDistance = length (aLight.xyz -= theRay.Origin);\n"
1154   "\n"
1155   "        aLight.xyz *= 1.0f / aDistance;\n"
1156   "      }\n"
1157   "\n"
1158   "      float aLdotN = dot (aLight.xyz, aSidedNormal);\n"
1159   "\n"
1160   "      if (aLdotN > 0.0f) // first check if light source is important\n"
1161   "      {\n"
1162   "        float aVisibility = 1.0f;\n"
1163   "\n"
1164   "        if (bool(uShadowsEnabled))\n"
1165   "        {\n"
1166   "          SRay aShadow = SRay (theRay.Origin, aLight.xyz);\n"
1167   "\n"
1168   "          aShadow.Origin += uSceneEpsilon * (aLight.xyz +\n"
1169   "            mix (-aHit.Normal, aHit.Normal, step (0.0f, dot (aHit.Normal, aLight.xyz))));\n"
1170   "\n"
1171   "          vec3 aInverse = 1.0f / max (abs (aLight.xyz), SMALL);\n"
1172   "\n"
1173   "          aVisibility = SceneAnyHit (\n"
1174   "            aShadow, mix (-aInverse, aInverse, step (ZERO, aLight.xyz)), aDistance);\n"
1175   "        }\n"
1176   "\n"
1177   "        if (aVisibility > 0.0f)\n"
1178   "        {\n"
1179   "          vec3 aIntensity = min (UNIT, vec3 (texelFetch (\n"
1180   "            uRaytraceLightSrcTexture, LIGHT_PWR (aLightIdx))));\n"
1181   "\n"
1182   "          float aRdotV = dot (reflect (aLight.xyz, aSidedNormal), theRay.Direct);\n"
1183   "\n"
1184   "          aResult.xyz += aWeight.xyz * (aOpacity.x * aVisibility) * aIntensity *\n"
1185   "            (aDiffuse.xyz * aLdotN + aSpecular.xyz * pow (max (0.f, aRdotV), aSpecular.w));\n"
1186   "        }\n"
1187   "      }\n"
1188   "    }\n"
1189   "\n"
1190   "    if (aOpacity.x != 1.0f)\n"
1191   "    {\n"
1192   "      aWeight *= aOpacity.y;\n"
1193   "      aRefractionIdx = aOpacity.z;\n"
1194   "\n"
1195   "      if (aOpacity.z != 1.0f)\n"
1196   "      {\n"
1197   "        theRay.Direct = Refract (theRay.Direct, aNormal, aOpacity.z, aOpacity.w);\n"
1198   "      }\n"
1199   "    }\n"
1200   "    else\n"
1201   "    {\n"
1202   "      aWeight *= bool(uReflectEnabled) ?\n"
1203   "        texelFetch (uRaytraceMaterialTexture, MATERIAL_REFL (aTriIndex.w)) : vec4 (0.0f);\n"
1204   "\n"
1205   "      vec3 aReflect = reflect (theRay.Direct, aNormal);\n"
1206   "\n"
1207   "      if (dot (aReflect, aHit.Normal) * dot (theRay.Direct, aHit.Normal) > 0.0f)\n"
1208   "      {\n"
1209   "        aReflect = reflect (theRay.Direct, aHit.Normal);\n"
1210   "      }\n"
1211   "\n"
1212   "      theRay.Direct = aReflect;\n"
1213   "    }\n"
1214   "\n"
1215   "    if (all (lessThanEqual (aWeight.xyz, THRESHOLD)))\n"
1216   "    {\n"
1217   "      aDepth = INVALID_BOUNCES;\n"
1218   "    }\n"
1219   "    else if (aOpacity.x == 1.0f || aOpacity.z != 1.0f) // if no simple transparency\n"
1220   "    {\n"
1221   "      theRay.Origin += aHit.Normal * mix (\n"
1222   "        -uSceneEpsilon, uSceneEpsilon, step (0.0f, dot (aHit.Normal, theRay.Direct)));\n"
1223   "\n"
1224   "      theInverse = 1.0f / max (abs (theRay.Direct), SMALL);\n"
1225   "\n"
1226   "      theInverse = mix (-theInverse, theInverse, step (ZERO, theRay.Direct));\n"
1227   "    }\n"
1228   "\n"
1229   "    theRay.Origin += theRay.Direct * uSceneEpsilon;\n"
1230   "  }\n"
1231   "\n"
1232   "  gl_FragDepth = aRaytraceDepth;\n"
1233   "\n"
1234   "  return vec4 (aResult.x,\n"
1235   "               aResult.y,\n"
1236   "               aResult.z,\n"
1237   "               aWeight.w);\n"
1238   "}\n"
1239   "#endif\n";