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[diderot] Annotation of /branches/lamont/test/vr-lite-cam/vr-lite-cam.diderot
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Annotation of /branches/lamont/test/vr-lite-cam/vr-lite-cam.diderot

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Revision 2081 - (view) (download)

1 : jhr 1115 // vr-lite-cam
2 :     //
3 :     // simple volume renderer, now with a single directional light,
4 :     // Phong shading, and the new camera.
5 :     //
6 :     // The main thing missing from this is a more general transfer function
7 :     //
8 :     // process output with:
9 : jhr 1791 // overrgb -i out.nrrd -b 0.1 0.15 0.2 -g 1.2 -o - | unu quantize -b 8 -min 0 -max 255 -o vr-lite-cam.png
10 : jhr 1115
11 : jhr 1383 //string dataFile = "../data/txs-pad3.nrrd";
12 :     //vec3 camEye = [25.0, 15.0, 10.0];
13 :     //vec3 camAt = [3.0, 3.0, 3.0];
14 :     //vec3 camUp = [0.0, 0.0, 1.0];
15 :     //real camNear = -5.0;
16 :     //real camFar = 5.0;
17 :     //real camFOV = 16.0;
18 :     //int imgResU = 480;
19 :     //int imgResV = 345;
20 :     //real rayStep = 0.1;
21 :     //real valOpacMin = 0.15; // highest value with opacity 0.0
22 :     //real valOpacMax = 0.20; // lowest value with opacity 1.0
23 :    
24 : jhr 1931 input vec3 camEye = [127.331, -1322.05, 272.53];
25 :     input vec3 camAt = [63.0, 82.6536, 98.0];
26 :     input vec3 camUp = [0.9987, 0.0459166, -0.0221267];
27 :     input real camNear = -78.0;
28 :     input real camFar = 78.0;
29 :     input real camFOV = 5.0;
30 :     input int imgResU = 480;
31 :     input int imgResV = 345;
32 :     input real rayStep = 0.1;
33 :     input real valOpacMin = 400.0; // 400.0 for skin, 1150.0 for bone
34 :     input real valOpacMax = 700.0; // 700.0 for skin, 1450.0 for bone
35 : jhr 1115
36 :     real camDist = |camAt - camEye|;
37 :     real camVspNear = camDist + camNear;
38 :     real camVspFar = camDist + camFar;
39 :     vec3 camN = normalize(camAt - camEye);
40 :     vec3 camU = normalize(camN × camUp);
41 :     vec3 camV = camN × camU;
42 :     real camVmax = tan(camFOV*π/360.0)*camDist;
43 :     real camUmax = camVmax*real(imgResU)/real(imgResV);
44 :    
45 :     vec3 lightVspDir = [0.9, -1.0, -2.5];
46 :     vec3 lightDir = normalize(lightVspDir[0]*camU + lightVspDir[1]*camV + lightVspDir[2]*camN);
47 : jhr 1383 //vec3 lightRGB = [1.0, 1.0, 1.0];
48 : jhr 1115
49 :     real phongKa = 0.05;
50 :     real phongKd = 0.65;
51 :     real phongKs = 0.45;
52 :     real phongSp = 50.0;
53 :    
54 : jhr 1927 //field#4(3)[] F = bspln5 ⊛ image(dataFile);
55 :     field#2(3)[] F = bspln3 ⊛ image("../../data/vfrhand-nohip.nhdr");
56 :     //field#1(3)[] F = ctmr ⊛ image(dataFile);
57 :     //field#1(3)[] F = c1tent ⊛ image(dataFile);
58 : jhr 1115
59 :     strand RayCast (int ui, int vi)
60 :     {
61 :     real rayU = lerp(-camUmax, camUmax, -0.5, real(ui), real(imgResU)-0.5);
62 :     real rayV = lerp(-camVmax, camVmax, -0.5, real(vi), real(imgResV)-0.5);
63 :     vec3 rayVec = (camDist*camN + rayU*camU + rayV*camV)/camDist;
64 :     vec3 toEye = normalize(-rayVec);
65 :    
66 :     real rayN = camVspNear;
67 :     // ########## BEGIN per-ray initialization
68 :     real rayTransp = 1.0;
69 : jhr 1383 // vec3 rayRGB = [0.0, 0.0, 0.0];
70 :     real rayGrey = 0.0;
71 : jhr 1115 output vec4 outRGBA = [0.0, 0.0, 0.0, 0.0];
72 :     // ########## END per-ray initialization
73 :    
74 :     update
75 :     {
76 : jhr 1383 vec3 rayPos = camEye + rayN*rayVec;
77 :     if (inside (rayPos,F)) {
78 :     // ########## BEGIN per-sample code
79 :     real val = F(rayPos);
80 :     if (val > valOpacMin) { // we have some opacity
81 :     vec3 grad = ∇F(rayPos); // (here as easy target for optimization)
82 :     vec3 norm = normalize(-∇F(rayPos));
83 :     real alpha = min(1.0, lerp(0.0, 1.0, valOpacMin, val, valOpacMax));
84 :     real ld = max(0.0, norm • lightDir);
85 :     real hd = max(0.0, norm • normalize(lightDir + toEye));
86 : jhr 1115 // contrived assignment of RGB from XYZ, only sensible
87 :     // for txs-pad3.nrrd, not for vfrhand-nohip.nhdr!!
88 : jhr 1383 // vec3 matRGB = [lerp(0.2, 1.0, 1.0, rayPos[0], 8.0),
89 :     // lerp(0.2, 1.0, 1.0, rayPos[1], 8.0),
90 :     // lerp(0.2, 1.0, 1.0, rayPos[2], 8.0)];
91 :     // vec3 pntRGB = (phongKa*matRGB
92 :     // + phongKd*ld*modulate(matRGB, lightRGB)
93 :     // + phongKs*hd^phongSp*lightRGB);
94 :     // rayRGB += rayTransp*alpha*pntRGB;
95 : jhr 1640 // real mat = lerp(0.2, 1.0, 1.0, rayPos[0], 8.0);
96 :     real pnt = phongKa
97 :     + phongKd * ld
98 : jhr 1383 + phongKs * hd^phongSp;
99 :     rayGrey += rayTransp*alpha*pnt;
100 :     rayTransp = rayTransp*(1.0 - alpha);
101 : jhr 1115 }
102 :     // ########## END per-sample code
103 :     }
104 :     if (rayTransp < 0.01) { // early ray termination
105 :     rayTransp = 0.0;
106 :     stabilize;
107 :     }
108 :     if (rayN > camVspFar) {
109 :     stabilize;
110 :     }
111 : jhr 1383 rayN += rayStep;
112 : jhr 1115 }
113 :    
114 :     stabilize {
115 : jhr 1640 outRGBA = [rayGrey, rayGrey, rayGrey, 1.0-rayTransp];
116 : jhr 1115 }
117 :    
118 :     }
119 :    
120 :     initially [ RayCast(ui, vi) | vi in 0..(imgResV-1), ui in 0..(imgResU-1) ];

root@smlnj-gforge.cs.uchicago.edu
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