make stuff (not working)
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parent
7fe29a1ab9
commit
134e264bcd
15
makefile
15
makefile
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@ -2,6 +2,10 @@ SRC_DIR = src
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BIN_DIR = bin
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BIN_DIR = bin
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RES_DIR = res
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RES_DIR = res
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SHADER_DIR = $(SRC_DIR)/_shader
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SHADER_ROOT_DIR = $(SHADER_DIR)/root
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SHADER_INCLUDE_DIR = $(SHADER_DIR)/common
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TARGET = $(BIN_DIR)/oglc
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TARGET = $(BIN_DIR)/oglc
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CC = gcc
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CC = gcc
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LIBS = `pkg-config --static --libs glew sdl2`
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LIBS = `pkg-config --static --libs glew sdl2`
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@ -10,10 +14,21 @@ CFLAGS = -I$(SRC_DIR) -Wall
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SRC = $(shell find $(SRC_DIR) -name *.c)
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SRC = $(shell find $(SRC_DIR) -name *.c)
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OBJ = $(SRC:%.c=%.o)
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OBJ = $(SRC:%.c=%.o)
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||||||
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# find files in SHADER_ROOT_DIR
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# top level compute shader programs
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SHADERS = $(shell find $(SHADER_ROOT_DIR) -name *.glsl)
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# find files in SHADER_INCLUDE_DIR
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# small chunks of shader code, included repeatedly in the top-level programs
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SHADER_INCLUDES = $(shell find $(SHADER_INCLUDE_DIR) -name *.glsl)
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# create dirs if they dont exist
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# create dirs if they dont exist
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_dummy := $(shell mkdir -p $(BIN_DIR))
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_dummy := $(shell mkdir -p $(BIN_DIR))
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$(TARGET): $(OBJ)
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$(TARGET): $(OBJ)
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# preprocess shaders and store results in bin/res/shader/ under root name
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foreach root,$(SHADER_ROOT_DIR),$(echo $(root))
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$(CC) $(CFLAGS) -o $@ $^ $(LIBS)
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$(CC) $(CFLAGS) -o $@ $^ $(LIBS)
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cp -r $(RES_DIR) $(BIN_DIR)
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cp -r $(RES_DIR) $(BIN_DIR)
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@ -1,22 +1,106 @@
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#version 430
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#version 430
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layout (location = 1) uniform float t;
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layout (location = 1) uniform vec4 t;
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// size of local work group - 1 pixel
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layout(local_size_x = 1, local_size_y = 1) in; // size of local work group - 1 pixel
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layout(local_size_x = 1, local_size_y = 1) in;
|
layout(rgba32f, binding = 0) uniform image2D img_output; // rgba32f defines internal format, image2d for random write to output texture
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// rgba32f defines internal format, image2d for random write to output texture
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const float INF = 1000000.0f;
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layout(rgba32f, binding = 0) uniform image2D img_output;
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struct Sphere
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{
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|
vec3 center;
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float radius;
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|
};
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|
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struct Ray
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|
{
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|
vec3 origin;
|
||||||
|
vec3 direction;
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||||||
|
};
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||||||
|
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|
struct RayHit
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|
{
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|
vec3 position;
|
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|
float distance;
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|
vec3 normal;
|
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|
};
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void intersectSphere(Ray ray, inout RayHit bestHit, Sphere sphere)
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|
{
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vec3 d = ray.origin-sphere.center;
|
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|
float p1 = -dot(ray.direction,d);
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||||||
|
float p2sqr = p1*p1-dot(d,d)+sphere.radius*sphere.radius;
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|
if (p2sqr < 0) return;
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|
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||||||
|
float p2 = sqrt(p2sqr);
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||||||
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float t = p1-p2 > 0 ? p1-p2 : p1+p2;
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||||||
|
if (t > 0 && t < bestHit.distance)
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|
{
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||||||
|
bestHit.distance = t;
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||||||
|
bestHit.position = ray.origin + t*ray.direction;
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||||||
|
bestHit.normal = normalize(bestHit.position-sphere.center);
|
||||||
|
}
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|
}
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Ray createCameraRay(vec2 uv)
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{
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// transform -1..1 -> 0..1
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uv = uv*0.5+0.5;
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//uv.x=1-uv.x;
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// transform camera origin to world space
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// TODO: c2w matrix!! for now we just assume the camera is at the origin
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// float3 origin = mul(_CameraToWorld, float4(0.0,0.0,0.0,1.0)).xyz;
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// TODO: offset from centre of the lens for depth of field
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// float2 rd = _CameraLensRadius * randomInUnitDisk();
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// float3 offset = _CameraU * rd.x + _CameraV * rd.y;
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|
// ...
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float max_x = 5.0;
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float max_y = 5.0;
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Ray ray;
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||||||
|
ray.origin = vec3(uv.x * max_x, uv.y * max_y, 0.0);
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|
ray.direction = vec3(0.0,0.0,1.0); // ortho forwards
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|
return ray;
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}
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void main()
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void main()
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{
|
{
|
||||||
// base pixel colour for the image
|
// base pixel colour for the image
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||||||
vec4 pixel = vec4(1.0, t, 0.0, 1.0);
|
vec4 pixel = vec4(0.0, 0.0, 0.0, 1.0);
|
||||||
// get index in global work group ie xy position
|
// get index in global work group ie xy position
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||||||
ivec2 pixel_coords = ivec2(gl_GlobalInvocationID.xy);
|
ivec2 pixel_coords = ivec2(gl_GlobalInvocationID.xy);
|
||||||
|
|
||||||
//
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// set up ray based on pixel position, project it forward with an orthographic projection
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||||||
|
ivec2 dims = imageSize(img_output); // fetch image dimensions
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vec2 uv;
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uv.x = (float(pixel_coords.x * 2 - dims.x) / dims.x) * dims.x/dims.y; // account for aspect ratio
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|
uv.y = (float(pixel_coords.y * 2 - dims.y) / dims.y);
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||||||
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Ray ray = createCameraRay(uv);
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RayHit hit;
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hit.position = vec3(0.0,0.0,0.0);
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hit.distance = INF;
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|
hit.normal = vec3(0.0,0.0,0.0);
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||||||
|
Sphere sphere;
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|
sphere.center = vec3(0.0,0.0,10.0);
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||||||
|
sphere.radius = 3.0+t.y;
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|
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||||||
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// ray-sphere intersection
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intersectSphere(ray, hit, sphere);
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||||||
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if (hit.distance < INF)
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{
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|
pixel = vec4(t.y,1.0-t.y,1.0,1.0);
|
||||||
|
}
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||||||
|
|
||||||
// output to a specific pixel in the image
|
// output to a specific pixel in the image
|
||||||
imageStore(img_output, pixel_coords, pixel);
|
imageStore(img_output, pixel_coords, pixel);
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||||||
|
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@ -0,0 +1,506 @@
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||||||
|
// Each #kernel tells which function to compile; you can have many kernels
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#pragma kernel CSMain
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struct Sphere
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{
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float3 position;
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float radius;
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float3 albedo;
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float3 specular;
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|
float3 emission;
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|
};
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|
|
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|
struct Tube
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{
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float3 position;
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|
float3 axis;
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|
float radius;
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|
float height;
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|
float thickness;
|
||||||
|
};
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||||||
|
|
||||||
|
struct Unit
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|
{
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|
float3 position;
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|
int team;
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|
int selected;
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|
};
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|
// Create a RenderTexture with enableRandomWrite flag and set it
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// with cs.SetTexture
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|
RWTexture2D<float4> Result;
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|
float2 _Pixel;
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|
float _Seed;
|
||||||
|
float _EmissionScale;
|
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|
int _Bounces;
|
||||||
|
int _SamplesPerPixel;
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||||||
|
// camera
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float2 _Resolution;
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float4x4 _CameraToWorld;
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|
float4x4 _CameraInverseProjection;
|
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|
float3 _CameraW;
|
||||||
|
float3 _CameraU;
|
||||||
|
float3 _CameraV;
|
||||||
|
float3 _CameraHorizontal;
|
||||||
|
float3 _CameraVertical;
|
||||||
|
float3 _CameraLowerLeftCorner;
|
||||||
|
float _CameraLensRadius;
|
||||||
|
float _CameraFocusDistance;
|
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|
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||||||
|
// environment
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|
float _GroundHeight;
|
||||||
|
float3 _GroundColor;
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|
float _SkyHeight;
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|
float _SkyHoleRadius;
|
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|
float3 _SkyColor;
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|
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||||||
|
int _ActiveSpheres;
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|
int _ActiveTubes;
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||||||
|
int _ActiveUnits;
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|
float3 _UnitColor;
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|
float _UnitRadius;
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|
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||||||
|
StructuredBuffer<Unit> _Units;
|
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|
StructuredBuffer<Tube> _Tubes;
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StructuredBuffer<Sphere> _Spheres;
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#define GROUP_SIZE 32
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static const float PI = 3.14159265f;
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|
static const float BIG = 1000000.0f; // not infinity but close enough
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|
static const int MAT_LAMBERT = 0;
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|
static const int MAT_DIELECTRIC = 1;
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struct Ray
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|
{
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|
float3 origin;
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||||||
|
float3 direction;
|
||||||
|
float3 energy;
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
Ray createRay(float3 origin, float3 direction)
|
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|
{
|
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|
Ray ray;
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||||||
|
ray.origin = origin;
|
||||||
|
ray.direction = direction;
|
||||||
|
ray.energy = float3(1.0f, 1.0f, 1.0f);
|
||||||
|
return ray;
|
||||||
|
}
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||||||
|
|
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|
struct RayHit
|
||||||
|
{
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||||||
|
float3 position;
|
||||||
|
float distance;
|
||||||
|
float3 normal;
|
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|
float3 albedo;
|
||||||
|
float3 specular;
|
||||||
|
float3 emission;
|
||||||
|
};
|
||||||
|
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|
RayHit createRayHit()
|
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|
{
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|
RayHit hit;
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||||||
|
hit.position = float3(0.0f, 0.0f, 0.0f);
|
||||||
|
hit.distance = BIG;
|
||||||
|
hit.normal = float3(0.0f, 0.0f, 0.0f);
|
||||||
|
hit.albedo = float3(0.0f, 0.0f, 0.0f);
|
||||||
|
hit.specular = float3(0.0f, 0.0f, 0.0f);
|
||||||
|
hit.emission = float3(0.0f, 0.0f, 0.0f);
|
||||||
|
return hit;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
float rand()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
float result = frac(sin(_Seed / 100.0f * dot(_Pixel, float2(12.9898f, 78.233f))) * 43758.5453f);
|
||||||
|
_Seed += 1.0f;
|
||||||
|
return result;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
float sdot(float3 x, float3 y, float f = 1.0f)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
return saturate(dot(x, y) * f);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
float3x3 getTangentSpace(float3 normal)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// helper vector for the cross product
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||||||
|
float3 helper = float3(1, 0, 0);
|
||||||
|
if (abs(normal.x) > 0.99f)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
helper = float3(0, 0, 1);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// generate vectors
|
||||||
|
float3 tangent = normalize(cross(normal, helper));
|
||||||
|
float3 binormal = normalize(cross(normal, tangent));
|
||||||
|
return float3x3(tangent, binormal, normal);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
float3 sampleHemisphere(float3 normal)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// uniformly sample hemisphere direction
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||||||
|
float cosTheta = rand();
|
||||||
|
float sinTheta = sqrt(max(0.0f, 1.0f - cosTheta * cosTheta));
|
||||||
|
float phi = 2 * PI * rand();
|
||||||
|
float3 tangentSpaceDir = float3(cos(phi) * sinTheta, sin(phi) * sinTheta, cosTheta);
|
||||||
|
|
||||||
|
// transform direction to world space
|
||||||
|
return mul(tangentSpaceDir, getTangentSpace(normal));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
float2 randomInUnitDisk()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// pick a random radius and angle then convert to cartesian
|
||||||
|
float r = rand();
|
||||||
|
float theta = rand() * 2 * PI;
|
||||||
|
return float2(cos(theta), sin(theta)) * r;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
Ray createCameraRay(float2 uv)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// transform -1..1 -> 0..1
|
||||||
|
uv = uv * 0.5 + 0.5;
|
||||||
|
uv.x = 1 - uv.x;
|
||||||
|
|
||||||
|
// transform the camera origin to world space
|
||||||
|
float3 origin = mul(_CameraToWorld, float4(0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f)).xyz;
|
||||||
|
|
||||||
|
// offset from centre of the lens for depth of field
|
||||||
|
float2 rd = _CameraLensRadius * randomInUnitDisk();
|
||||||
|
float3 offset = _CameraU * rd.x + _CameraV * rd.y;
|
||||||
|
|
||||||
|
origin += offset;
|
||||||
|
|
||||||
|
// invert the perspective projection of the view-space position
|
||||||
|
float3 direction = mul(_CameraInverseProjection, float4(uv, 0.0f, 1.0f)).xyz;
|
||||||
|
|
||||||
|
// transform the direction from camera to world space and normalize
|
||||||
|
direction = mul(_CameraToWorld, float4(direction, 0.0f)).xyz;
|
||||||
|
|
||||||
|
direction = _CameraLowerLeftConer
|
||||||
|
+ uv.x * _CameraHorizontal
|
||||||
|
+ uv.y * _CameraVertical
|
||||||
|
- origin;
|
||||||
|
|
||||||
|
// direction = mul(_CameraInverseProjection, float4(direction, 0)).xyz;
|
||||||
|
|
||||||
|
direction = normalize(direction);
|
||||||
|
return createRay(origin, direction);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
void intersectSphere(Ray ray, inout RayHit bestHit, Sphere sphere)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// calculate distance along the ray where the sphere is intersected
|
||||||
|
float3 d = ray.origin - sphere.position;
|
||||||
|
float p1 = -dot(ray.direction, d);
|
||||||
|
float p2sqr = p1 * p1 - dot(d, d) + sphere.radius * sphere.radius;
|
||||||
|
|
||||||
|
if (p2sqr < 0) return;
|
||||||
|
|
||||||
|
float p2 = sqrt(p2sqr);
|
||||||
|
float t = p1 - p2 > 0 ? p1 - p2 : p1 + p2;
|
||||||
|
if (t > 0 && t < bestHit.distance)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
bestHit.distance = t;
|
||||||
|
bestHit.position = ray.origin + t * ray.direction;
|
||||||
|
bestHit.normal = normalize(bestHit.position - sphere.position);
|
||||||
|
bestHit.albedo = sphere.albedo;
|
||||||
|
bestHit.specular = sphere.specular;
|
||||||
|
bestHit.emission = sphere.emission;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
float intersectPlane(Ray ray, float3 p, float3 normal)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
float denom = dot(normal, ray.direction);
|
||||||
|
|
||||||
|
if (abs(denom) > 0.0001)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
float t = dot(p - ray.origin, normal) / denom;
|
||||||
|
if (t >= 0) return t;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return -1;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// https://www.iquilezles.org/www/articles/intersectors/intersectors.htm
|
||||||
|
// cylinder defined in extremes pa and pb, and radius ra
|
||||||
|
float4 intersectCylinder(Ray ray, float3 pa, float3 pb, float ra, bool inner)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
float3 ro = ray.origin;
|
||||||
|
float3 rd = ray.direction;
|
||||||
|
|
||||||
|
// central axis
|
||||||
|
float3 ca = pb - pa;
|
||||||
|
// eye to base
|
||||||
|
float3 oc = ro - pa;
|
||||||
|
|
||||||
|
// dot products
|
||||||
|
float caca = dot(ca, ca);
|
||||||
|
float card = dot(ca, rd);
|
||||||
|
float caoc = dot(ca, oc);
|
||||||
|
|
||||||
|
// find intersects
|
||||||
|
float a = caca - card * card;
|
||||||
|
float b = caca * dot(oc, rd) - caoc * card;
|
||||||
|
float c = caca * dot(oc, oc) - caoc * caoc - ra * ra * caca;
|
||||||
|
float h = b * b - a * c;
|
||||||
|
|
||||||
|
if (h < 0.0) return float4(-1, 0, 0, 0); // no intersection
|
||||||
|
|
||||||
|
h = sqrt(h);
|
||||||
|
h = inner?-h:h;
|
||||||
|
float t = (-b - h) / a;
|
||||||
|
|
||||||
|
// body
|
||||||
|
float y = caoc + t * card;
|
||||||
|
if (y > 0.0 && y < caca) return float4(t, (oc+t*rd - ca*y/caca) / ra);
|
||||||
|
|
||||||
|
// caps
|
||||||
|
t = ((y < 0.0 ? 0.0 : caca) - caoc) / card;
|
||||||
|
if (abs(b + a * t) < h) return float4(t, ca * sign(y) / caca);
|
||||||
|
|
||||||
|
return float4(-1, 0, 0, 0); // no intersection
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
float sdSegment(float3 p, float3 a, float3 b, float r)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
float3 pa = p - a, ba = b - a;
|
||||||
|
float h = clamp(dot(pa, ba) / dot(ba, ba), 0.0, 1.0);
|
||||||
|
return length(pa - ba * h) - r;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
float opSubtraction(float d1, float d2) { return max(-d1, d2); }
|
||||||
|
|
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|
void intersectTube(Ray ray, inout RayHit bestHit, Tube tube)
|
||||||
|
{
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||||||
|
// TODO: inner tube
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|
float height = tube.height;
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||||||
|
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||||||
|
float3 axis = normalize(tube.axis);
|
||||||
|
|
||||||
|
float3 pa = tube.position + axis * -height * 0.5;
|
||||||
|
float3 pb = tube.position + axis * height * 0.5;
|
||||||
|
|
||||||
|
float r_inner = (tube.radius-tube.thickness)/tube.radius;
|
||||||
|
|
||||||
|
// where the ray hit the outer surface
|
||||||
|
float4 outerHit = intersectCylinder(ray, pa, pb, tube.radius, false);
|
||||||
|
// outerHit = float4(-1,0,0,0);
|
||||||
|
// where we hit the inner surface
|
||||||
|
float4 innerHit = intersectCylinder(ray, pa, pb, tube.radius * r_inner, true);
|
||||||
|
// float4 innerHit = float4(-1,0,0,0);
|
||||||
|
// innerHit.yzw *= -1;
|
||||||
|
|
||||||
|
if (outerHit.x < 0 && innerHit.x < 0) return;
|
||||||
|
|
||||||
|
float3 pos_outer = ray.origin + outerHit.x * ray.direction;
|
||||||
|
float axis_distance = sdSegment(pos_outer, pa, pb, 0);
|
||||||
|
|
||||||
|
float t = bestHit.distance;
|
||||||
|
|
||||||
|
// hit the inner surface
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||||||
|
if (innerHit.x > 0 && innerHit.x < bestHit.distance)
|
||||||
|
{
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||||||
|
t = innerHit.x;
|
||||||
|
|
||||||
|
bestHit.normal = normalize(innerHit.yzw);
|
||||||
|
bestHit.position = ray.origin + t * ray.direction;
|
||||||
|
bestHit.distance = t;
|
||||||
|
|
||||||
|
bestHit.albedo = float3(.5, .5, .5);
|
||||||
|
bestHit.emission = float3(0, 0, 0);
|
||||||
|
bestHit.specular = float3(1, 1, 1);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// hit the outer surface
|
||||||
|
if (outerHit.x > 0 && outerHit.x < bestHit.distance && axis_distance > tube.radius*r_inner)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
t = outerHit.x;
|
||||||
|
|
||||||
|
bestHit.normal = normalize(outerHit.yzw);
|
||||||
|
bestHit.position = ray.origin + t * ray.direction;
|
||||||
|
bestHit.distance = t;
|
||||||
|
|
||||||
|
bestHit.albedo = float3(.5, .5, .5);
|
||||||
|
bestHit.emission = float3(0, 0, 0);
|
||||||
|
bestHit.specular = float3(1, 1, 1);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
void intersectGroundPlane(inout Ray ray, inout RayHit bestHit)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
float3 albedo = _GroundColor;
|
||||||
|
float3 specular = float3(0, 0, 0);
|
||||||
|
|
||||||
|
// calculate distance along the ray where the ground plane is intersected
|
||||||
|
float t = -(ray.origin.y - _GroundHeight) / ray.direction.y;
|
||||||
|
|
||||||
|
if (t > 0 && t < bestHit.distance)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
bestHit.distance = t;
|
||||||
|
bestHit.position = ray.origin + t * ray.direction;
|
||||||
|
bestHit.normal = float3(0.0f, 1.0f, 0.0f);
|
||||||
|
bestHit.albedo = albedo;
|
||||||
|
bestHit.specular = specular;
|
||||||
|
bestHit.emission = float3(0, 0, 0);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
void intersectCeilingPlane(inout Ray ray, inout RayHit bestHit)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
float albedo = _SkyColor;
|
||||||
|
float3 specular = float3(0, 0, 0);
|
||||||
|
|
||||||
|
// ignore plane if the ray is coming from above
|
||||||
|
if (ray.direction.y < 0) return;
|
||||||
|
|
||||||
|
float t = -(ray.origin.y - _SkyHeight) / ray.direction.y;
|
||||||
|
float3 p = ray.origin + ray.direction * t;
|
||||||
|
|
||||||
|
if (length(p.xz) < _SkyHoleRadius) return;
|
||||||
|
|
||||||
|
if (t > 0 && t < bestHit.distance)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
bestHit.distance = t;
|
||||||
|
bestHit.position = ray.origin + t * ray.direction;
|
||||||
|
bestHit.normal = float3(0.0f, -1.0f, 0.0f);
|
||||||
|
bestHit.albedo = albedo;
|
||||||
|
bestHit.specular = specular;
|
||||||
|
bestHit.emission = float3(0, 0, 0);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
void intersectWall(inout Ray ray, inout RayHit bestHit)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// ignore collision if ray's angle is steep or negative
|
||||||
|
float a = dot(float3(0, 1, 0), ray.direction);
|
||||||
|
if (a > 0.2 || a < 0) return;
|
||||||
|
|
||||||
|
Sphere sphere;
|
||||||
|
sphere.radius = BIG - 1;
|
||||||
|
sphere.albedo = float3(1, 1, 1) * 1.98;
|
||||||
|
sphere.specular = float3(0, 0, 0);
|
||||||
|
sphere.emission = float3(0, 0, 0);
|
||||||
|
sphere.position = float3(0, 0, 0);
|
||||||
|
|
||||||
|
intersectSphere(ray, bestHit, sphere);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
RayHit trace(Ray ray)
|
||||||
|
{
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|
RayHit bestHit = createRayHit();
|
||||||
|
|
||||||
|
intersectWall(ray, bestHit);
|
||||||
|
intersectGroundPlane(ray, bestHit);
|
||||||
|
intersectCeilingPlane(ray, bestHit);
|
||||||
|
|
||||||
|
uint numSpheres, numTubes, stride;
|
||||||
|
|
||||||
|
// celestial bodies
|
||||||
|
// _Spheres.GetDimensions(_ActiveSpheres, stride);
|
||||||
|
for (uint i = 0; i < _ActiveSpheres; i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
intersectSphere(ray, bestHit, _Spheres[i]);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// _Tubes.GetDimensions(numTubes, stride);
|
||||||
|
for (uint i = 0; i < _ActiveTubes; i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
intersectTube(ray, bestHit, _Tubes[i]);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
if (_ActiveUnits > 0)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// units
|
||||||
|
_Units.GetDimensions(numSpheres, stride);
|
||||||
|
for (uint i = 0; i < _ActiveUnits; i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
Unit unit = _Units[i];
|
||||||
|
|
||||||
|
float3 color = float3
|
||||||
|
(lerp(1, 0, unit.team),
|
||||||
|
0,
|
||||||
|
lerp(0, 1, unit.team));
|
||||||
|
|
||||||
|
Sphere s;
|
||||||
|
s.albedo = color;
|
||||||
|
s.emission = color * unit.selected;
|
||||||
|
s.specular = float3(0, 0, 0);
|
||||||
|
s.radius = _UnitRadius;
|
||||||
|
s.position = unit.position;
|
||||||
|
|
||||||
|
intersectSphere(ray, bestHit, s);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
return bestHit;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
float3 scatter_lambert(inout Ray ray, RayHit hit)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
ray.origin = hit.position + hit.normal * 0.001f;
|
||||||
|
ray.direction = sampleHemisphere(hit.normal);
|
||||||
|
ray.energy *= 2 * hit.albedo * sdot(hit.normal, ray.direction);
|
||||||
|
return 0.0f;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
float3 shade(inout Ray ray, RayHit hit)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (any(hit.emission)) return hit.emission;
|
||||||
|
|
||||||
|
if (hit.distance < BIG)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
return scatter_lambert(ray, hit) + hit.emission;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
else
|
||||||
|
{
|
||||||
|
ray.energy = 0.0f;
|
||||||
|
|
||||||
|
// float theta = acos(ray.direction.y) / -PI;
|
||||||
|
// float phi = atan2(ray.direction.x, -ray.direction.z) / -PI * 0.5f;
|
||||||
|
|
||||||
|
return _SkyColor;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
[numthreads(GROUP_SIZE,GROUP_SIZE,1)]
|
||||||
|
void CSMain(uint3 id : SV_DispatchThreadID)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
_Pixel = id.xy;
|
||||||
|
|
||||||
|
// get dimensions of render texture
|
||||||
|
uint width, height;
|
||||||
|
Result.GetDimensions(width, height);
|
||||||
|
|
||||||
|
// transform pixel to -1, 1 range
|
||||||
|
float2 uv = float2(id.xy / float2(width, height) * 2.0f - 1.0f);
|
||||||
|
uv.x *= _Resolution.x / _Resolution.y;
|
||||||
|
|
||||||
|
int samples = _SamplesPerPixel;
|
||||||
|
int bounces = _Bounces;
|
||||||
|
float3 result = float3(0, 0, 0);
|
||||||
|
|
||||||
|
for (int i = 0; i < samples; i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// get a ray for the uv
|
||||||
|
Ray ray = createCameraRay(uv);
|
||||||
|
|
||||||
|
// trace and shade
|
||||||
|
for (int i = 0; i < bounces; i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
RayHit hit = trace(ray);
|
||||||
|
result += ray.energy * shade(ray, hit);
|
||||||
|
|
||||||
|
if (!any(ray.energy)) break;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
result /= (float)samples;
|
||||||
|
|
||||||
|
Result[id.xy] = float4(result, 1);
|
||||||
|
}
|
|
@ -0,0 +1,107 @@
|
||||||
|
#version 430
|
||||||
|
|
||||||
|
layout (location = 1) uniform vec4 t;
|
||||||
|
|
||||||
|
layout(local_size_x = 1, local_size_y = 1) in; // size of local work group - 1 pixel
|
||||||
|
layout(rgba32f, binding = 0) uniform image2D img_output; // rgba32f defines internal format, image2d for random write to output texture
|
||||||
|
|
||||||
|
const float INF = 1000000.0f;
|
||||||
|
|
||||||
|
struct Sphere
|
||||||
|
{
|
||||||
|
vec3 center;
|
||||||
|
float radius;
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
struct Ray
|
||||||
|
{
|
||||||
|
vec3 origin;
|
||||||
|
vec3 direction;
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
struct RayHit
|
||||||
|
{
|
||||||
|
vec3 position;
|
||||||
|
float distance;
|
||||||
|
vec3 normal;
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
void intersectSphere(Ray ray, inout RayHit bestHit, Sphere sphere)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
vec3 d = ray.origin-sphere.center;
|
||||||
|
float p1 = -dot(ray.direction,d);
|
||||||
|
float p2sqr = p1*p1-dot(d,d)+sphere.radius*sphere.radius;
|
||||||
|
|
||||||
|
if (p2sqr < 0) return;
|
||||||
|
|
||||||
|
float p2 = sqrt(p2sqr);
|
||||||
|
float t = p1-p2 > 0 ? p1-p2 : p1+p2;
|
||||||
|
if (t > 0 && t < bestHit.distance)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
bestHit.distance = t;
|
||||||
|
bestHit.position = ray.origin + t*ray.direction;
|
||||||
|
bestHit.normal = normalize(bestHit.position-sphere.center);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
Ray createCameraRay(vec2 uv)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// transform -1..1 -> 0..1
|
||||||
|
uv = uv*0.5+0.5;
|
||||||
|
//uv.x=1-uv.x;
|
||||||
|
|
||||||
|
// transform camera origin to world space
|
||||||
|
// TODO: c2w matrix!! for now we just assume the camera is at the origin
|
||||||
|
// float3 origin = mul(_CameraToWorld, float4(0.0,0.0,0.0,1.0)).xyz;
|
||||||
|
|
||||||
|
// TODO: offset from centre of the lens for depth of field
|
||||||
|
// float2 rd = _CameraLensRadius * randomInUnitDisk();
|
||||||
|
// float3 offset = _CameraU * rd.x + _CameraV * rd.y;
|
||||||
|
|
||||||
|
// ...
|
||||||
|
|
||||||
|
float max_x = 5.0;
|
||||||
|
float max_y = 5.0;
|
||||||
|
|
||||||
|
Ray ray;
|
||||||
|
ray.origin = vec3(uv.x * max_x, uv.y * max_y, 0.0);
|
||||||
|
ray.direction = vec3(0.0,0.0,1.0); // ortho forwards
|
||||||
|
|
||||||
|
return ray;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
void main()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// base pixel colour for the image
|
||||||
|
vec4 pixel = vec4(0.0, 0.0, 0.0, 1.0);
|
||||||
|
// get index in global work group ie xy position
|
||||||
|
ivec2 pixel_coords = ivec2(gl_GlobalInvocationID.xy);
|
||||||
|
|
||||||
|
// set up ray based on pixel position, project it forward with an orthographic projection
|
||||||
|
ivec2 dims = imageSize(img_output); // fetch image dimensions
|
||||||
|
vec2 uv;
|
||||||
|
uv.x = (float(pixel_coords.x * 2 - dims.x) / dims.x) * dims.x/dims.y; // account for aspect ratio
|
||||||
|
uv.y = (float(pixel_coords.y * 2 - dims.y) / dims.y);
|
||||||
|
|
||||||
|
Ray ray = createCameraRay(uv);
|
||||||
|
|
||||||
|
RayHit hit;
|
||||||
|
hit.position = vec3(0.0,0.0,0.0);
|
||||||
|
hit.distance = INF;
|
||||||
|
hit.normal = vec3(0.0,0.0,0.0);
|
||||||
|
|
||||||
|
Sphere sphere;
|
||||||
|
sphere.center = vec3(0.0,0.0,10.0);
|
||||||
|
sphere.radius = 3.0+t.y;
|
||||||
|
|
||||||
|
// ray-sphere intersection
|
||||||
|
intersectSphere(ray, hit, sphere);
|
||||||
|
|
||||||
|
if (hit.distance < INF)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
pixel = vec4(t.y,1.0-t.y,1.0,1.0);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// output to a specific pixel in the image
|
||||||
|
imageStore(img_output, pixel_coords, pixel);
|
||||||
|
}
|
|
@ -0,0 +1,506 @@
|
||||||
|
// Each #kernel tells which function to compile; you can have many kernels
|
||||||
|
#pragma kernel CSMain
|
||||||
|
|
||||||
|
struct Sphere
|
||||||
|
{
|
||||||
|
float3 position;
|
||||||
|
float radius;
|
||||||
|
float3 albedo;
|
||||||
|
float3 specular;
|
||||||
|
float3 emission;
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
struct Tube
|
||||||
|
{
|
||||||
|
float3 position;
|
||||||
|
float3 axis;
|
||||||
|
float radius;
|
||||||
|
float height;
|
||||||
|
float thickness;
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
struct Unit
|
||||||
|
{
|
||||||
|
float3 position;
|
||||||
|
int team;
|
||||||
|
int selected;
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
// Create a RenderTexture with enableRandomWrite flag and set it
|
||||||
|
// with cs.SetTexture
|
||||||
|
RWTexture2D<float4> Result;
|
||||||
|
float2 _Pixel;
|
||||||
|
float _Seed;
|
||||||
|
float _EmissionScale;
|
||||||
|
int _Bounces;
|
||||||
|
int _SamplesPerPixel;
|
||||||
|
|
||||||
|
// camera
|
||||||
|
float2 _Resolution;
|
||||||
|
float4x4 _CameraToWorld;
|
||||||
|
float4x4 _CameraInverseProjection;
|
||||||
|
float3 _CameraW;
|
||||||
|
float3 _CameraU;
|
||||||
|
float3 _CameraV;
|
||||||
|
float3 _CameraHorizontal;
|
||||||
|
float3 _CameraVertical;
|
||||||
|
float3 _CameraLowerLeftCorner;
|
||||||
|
float _CameraLensRadius;
|
||||||
|
float _CameraFocusDistance;
|
||||||
|
|
||||||
|
// environment
|
||||||
|
float _GroundHeight;
|
||||||
|
float3 _GroundColor;
|
||||||
|
float _SkyHeight;
|
||||||
|
float _SkyHoleRadius;
|
||||||
|
float3 _SkyColor;
|
||||||
|
|
||||||
|
int _ActiveSpheres;
|
||||||
|
int _ActiveTubes;
|
||||||
|
|
||||||
|
int _ActiveUnits;
|
||||||
|
float3 _UnitColor;
|
||||||
|
float _UnitRadius;
|
||||||
|
|
||||||
|
StructuredBuffer<Unit> _Units;
|
||||||
|
StructuredBuffer<Tube> _Tubes;
|
||||||
|
StructuredBuffer<Sphere> _Spheres;
|
||||||
|
|
||||||
|
#define GROUP_SIZE 32
|
||||||
|
|
||||||
|
static const float PI = 3.14159265f;
|
||||||
|
static const float BIG = 1000000.0f; // not infinity but close enough
|
||||||
|
|
||||||
|
static const int MAT_LAMBERT = 0;
|
||||||
|
static const int MAT_DIELECTRIC = 1;
|
||||||
|
|
||||||
|
struct Ray
|
||||||
|
{
|
||||||
|
float3 origin;
|
||||||
|
float3 direction;
|
||||||
|
float3 energy;
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
Ray createRay(float3 origin, float3 direction)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
Ray ray;
|
||||||
|
ray.origin = origin;
|
||||||
|
ray.direction = direction;
|
||||||
|
ray.energy = float3(1.0f, 1.0f, 1.0f);
|
||||||
|
return ray;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
struct RayHit
|
||||||
|
{
|
||||||
|
float3 position;
|
||||||
|
float distance;
|
||||||
|
float3 normal;
|
||||||
|
float3 albedo;
|
||||||
|
float3 specular;
|
||||||
|
float3 emission;
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
RayHit createRayHit()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
RayHit hit;
|
||||||
|
hit.position = float3(0.0f, 0.0f, 0.0f);
|
||||||
|
hit.distance = BIG;
|
||||||
|
hit.normal = float3(0.0f, 0.0f, 0.0f);
|
||||||
|
hit.albedo = float3(0.0f, 0.0f, 0.0f);
|
||||||
|
hit.specular = float3(0.0f, 0.0f, 0.0f);
|
||||||
|
hit.emission = float3(0.0f, 0.0f, 0.0f);
|
||||||
|
return hit;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
float rand()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
float result = frac(sin(_Seed / 100.0f * dot(_Pixel, float2(12.9898f, 78.233f))) * 43758.5453f);
|
||||||
|
_Seed += 1.0f;
|
||||||
|
return result;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
float sdot(float3 x, float3 y, float f = 1.0f)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
return saturate(dot(x, y) * f);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
float3x3 getTangentSpace(float3 normal)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// helper vector for the cross product
|
||||||
|
float3 helper = float3(1, 0, 0);
|
||||||
|
if (abs(normal.x) > 0.99f)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
helper = float3(0, 0, 1);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// generate vectors
|
||||||
|
float3 tangent = normalize(cross(normal, helper));
|
||||||
|
float3 binormal = normalize(cross(normal, tangent));
|
||||||
|
return float3x3(tangent, binormal, normal);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
float3 sampleHemisphere(float3 normal)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// uniformly sample hemisphere direction
|
||||||
|
float cosTheta = rand();
|
||||||
|
float sinTheta = sqrt(max(0.0f, 1.0f - cosTheta * cosTheta));
|
||||||
|
float phi = 2 * PI * rand();
|
||||||
|
float3 tangentSpaceDir = float3(cos(phi) * sinTheta, sin(phi) * sinTheta, cosTheta);
|
||||||
|
|
||||||
|
// transform direction to world space
|
||||||
|
return mul(tangentSpaceDir, getTangentSpace(normal));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
float2 randomInUnitDisk()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// pick a random radius and angle then convert to cartesian
|
||||||
|
float r = rand();
|
||||||
|
float theta = rand() * 2 * PI;
|
||||||
|
return float2(cos(theta), sin(theta)) * r;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
Ray createCameraRay(float2 uv)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// transform -1..1 -> 0..1
|
||||||
|
uv = uv * 0.5 + 0.5;
|
||||||
|
uv.x = 1 - uv.x;
|
||||||
|
|
||||||
|
// transform the camera origin to world space
|
||||||
|
float3 origin = mul(_CameraToWorld, float4(0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f)).xyz;
|
||||||
|
|
||||||
|
// offset from centre of the lens for depth of field
|
||||||
|
float2 rd = _CameraLensRadius * randomInUnitDisk();
|
||||||
|
float3 offset = _CameraU * rd.x + _CameraV * rd.y;
|
||||||
|
|
||||||
|
origin += offset;
|
||||||
|
|
||||||
|
// invert the perspective projection of the view-space position
|
||||||
|
float3 direction = mul(_CameraInverseProjection, float4(uv, 0.0f, 1.0f)).xyz;
|
||||||
|
|
||||||
|
// transform the direction from camera to world space and normalize
|
||||||
|
direction = mul(_CameraToWorld, float4(direction, 0.0f)).xyz;
|
||||||
|
|
||||||
|
direction = _CameraLowerLeftConer
|
||||||
|
+ uv.x * _CameraHorizontal
|
||||||
|
+ uv.y * _CameraVertical
|
||||||
|
- origin;
|
||||||
|
|
||||||
|
// direction = mul(_CameraInverseProjection, float4(direction, 0)).xyz;
|
||||||
|
|
||||||
|
direction = normalize(direction);
|
||||||
|
return createRay(origin, direction);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
void intersectSphere(Ray ray, inout RayHit bestHit, Sphere sphere)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// calculate distance along the ray where the sphere is intersected
|
||||||
|
float3 d = ray.origin - sphere.position;
|
||||||
|
float p1 = -dot(ray.direction, d);
|
||||||
|
float p2sqr = p1 * p1 - dot(d, d) + sphere.radius * sphere.radius;
|
||||||
|
|
||||||
|
if (p2sqr < 0) return;
|
||||||
|
|
||||||
|
float p2 = sqrt(p2sqr);
|
||||||
|
float t = p1 - p2 > 0 ? p1 - p2 : p1 + p2;
|
||||||
|
if (t > 0 && t < bestHit.distance)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
bestHit.distance = t;
|
||||||
|
bestHit.position = ray.origin + t * ray.direction;
|
||||||
|
bestHit.normal = normalize(bestHit.position - sphere.position);
|
||||||
|
bestHit.albedo = sphere.albedo;
|
||||||
|
bestHit.specular = sphere.specular;
|
||||||
|
bestHit.emission = sphere.emission;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
float intersectPlane(Ray ray, float3 p, float3 normal)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
float denom = dot(normal, ray.direction);
|
||||||
|
|
||||||
|
if (abs(denom) > 0.0001)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
float t = dot(p - ray.origin, normal) / denom;
|
||||||
|
if (t >= 0) return t;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return -1;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// https://www.iquilezles.org/www/articles/intersectors/intersectors.htm
|
||||||
|
// cylinder defined in extremes pa and pb, and radius ra
|
||||||
|
float4 intersectCylinder(Ray ray, float3 pa, float3 pb, float ra, bool inner)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
float3 ro = ray.origin;
|
||||||
|
float3 rd = ray.direction;
|
||||||
|
|
||||||
|
// central axis
|
||||||
|
float3 ca = pb - pa;
|
||||||
|
// eye to base
|
||||||
|
float3 oc = ro - pa;
|
||||||
|
|
||||||
|
// dot products
|
||||||
|
float caca = dot(ca, ca);
|
||||||
|
float card = dot(ca, rd);
|
||||||
|
float caoc = dot(ca, oc);
|
||||||
|
|
||||||
|
// find intersects
|
||||||
|
float a = caca - card * card;
|
||||||
|
float b = caca * dot(oc, rd) - caoc * card;
|
||||||
|
float c = caca * dot(oc, oc) - caoc * caoc - ra * ra * caca;
|
||||||
|
float h = b * b - a * c;
|
||||||
|
|
||||||
|
if (h < 0.0) return float4(-1, 0, 0, 0); // no intersection
|
||||||
|
|
||||||
|
h = sqrt(h);
|
||||||
|
h = inner?-h:h;
|
||||||
|
float t = (-b - h) / a;
|
||||||
|
|
||||||
|
// body
|
||||||
|
float y = caoc + t * card;
|
||||||
|
if (y > 0.0 && y < caca) return float4(t, (oc+t*rd - ca*y/caca) / ra);
|
||||||
|
|
||||||
|
// caps
|
||||||
|
t = ((y < 0.0 ? 0.0 : caca) - caoc) / card;
|
||||||
|
if (abs(b + a * t) < h) return float4(t, ca * sign(y) / caca);
|
||||||
|
|
||||||
|
return float4(-1, 0, 0, 0); // no intersection
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
float sdSegment(float3 p, float3 a, float3 b, float r)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
float3 pa = p - a, ba = b - a;
|
||||||
|
float h = clamp(dot(pa, ba) / dot(ba, ba), 0.0, 1.0);
|
||||||
|
return length(pa - ba * h) - r;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
float opSubtraction(float d1, float d2) { return max(-d1, d2); }
|
||||||
|
|
||||||
|
void intersectTube(Ray ray, inout RayHit bestHit, Tube tube)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// TODO: inner tube
|
||||||
|
|
||||||
|
float height = tube.height;
|
||||||
|
|
||||||
|
float3 axis = normalize(tube.axis);
|
||||||
|
|
||||||
|
float3 pa = tube.position + axis * -height * 0.5;
|
||||||
|
float3 pb = tube.position + axis * height * 0.5;
|
||||||
|
|
||||||
|
float r_inner = (tube.radius-tube.thickness)/tube.radius;
|
||||||
|
|
||||||
|
// where the ray hit the outer surface
|
||||||
|
float4 outerHit = intersectCylinder(ray, pa, pb, tube.radius, false);
|
||||||
|
// outerHit = float4(-1,0,0,0);
|
||||||
|
// where we hit the inner surface
|
||||||
|
float4 innerHit = intersectCylinder(ray, pa, pb, tube.radius * r_inner, true);
|
||||||
|
// float4 innerHit = float4(-1,0,0,0);
|
||||||
|
// innerHit.yzw *= -1;
|
||||||
|
|
||||||
|
if (outerHit.x < 0 && innerHit.x < 0) return;
|
||||||
|
|
||||||
|
float3 pos_outer = ray.origin + outerHit.x * ray.direction;
|
||||||
|
float axis_distance = sdSegment(pos_outer, pa, pb, 0);
|
||||||
|
|
||||||
|
float t = bestHit.distance;
|
||||||
|
|
||||||
|
// hit the inner surface
|
||||||
|
if (innerHit.x > 0 && innerHit.x < bestHit.distance)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
t = innerHit.x;
|
||||||
|
|
||||||
|
bestHit.normal = normalize(innerHit.yzw);
|
||||||
|
bestHit.position = ray.origin + t * ray.direction;
|
||||||
|
bestHit.distance = t;
|
||||||
|
|
||||||
|
bestHit.albedo = float3(.5, .5, .5);
|
||||||
|
bestHit.emission = float3(0, 0, 0);
|
||||||
|
bestHit.specular = float3(1, 1, 1);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// hit the outer surface
|
||||||
|
if (outerHit.x > 0 && outerHit.x < bestHit.distance && axis_distance > tube.radius*r_inner)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
t = outerHit.x;
|
||||||
|
|
||||||
|
bestHit.normal = normalize(outerHit.yzw);
|
||||||
|
bestHit.position = ray.origin + t * ray.direction;
|
||||||
|
bestHit.distance = t;
|
||||||
|
|
||||||
|
bestHit.albedo = float3(.5, .5, .5);
|
||||||
|
bestHit.emission = float3(0, 0, 0);
|
||||||
|
bestHit.specular = float3(1, 1, 1);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
void intersectGroundPlane(inout Ray ray, inout RayHit bestHit)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
float3 albedo = _GroundColor;
|
||||||
|
float3 specular = float3(0, 0, 0);
|
||||||
|
|
||||||
|
// calculate distance along the ray where the ground plane is intersected
|
||||||
|
float t = -(ray.origin.y - _GroundHeight) / ray.direction.y;
|
||||||
|
|
||||||
|
if (t > 0 && t < bestHit.distance)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
bestHit.distance = t;
|
||||||
|
bestHit.position = ray.origin + t * ray.direction;
|
||||||
|
bestHit.normal = float3(0.0f, 1.0f, 0.0f);
|
||||||
|
bestHit.albedo = albedo;
|
||||||
|
bestHit.specular = specular;
|
||||||
|
bestHit.emission = float3(0, 0, 0);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
void intersectCeilingPlane(inout Ray ray, inout RayHit bestHit)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
float albedo = _SkyColor;
|
||||||
|
float3 specular = float3(0, 0, 0);
|
||||||
|
|
||||||
|
// ignore plane if the ray is coming from above
|
||||||
|
if (ray.direction.y < 0) return;
|
||||||
|
|
||||||
|
float t = -(ray.origin.y - _SkyHeight) / ray.direction.y;
|
||||||
|
float3 p = ray.origin + ray.direction * t;
|
||||||
|
|
||||||
|
if (length(p.xz) < _SkyHoleRadius) return;
|
||||||
|
|
||||||
|
if (t > 0 && t < bestHit.distance)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
bestHit.distance = t;
|
||||||
|
bestHit.position = ray.origin + t * ray.direction;
|
||||||
|
bestHit.normal = float3(0.0f, -1.0f, 0.0f);
|
||||||
|
bestHit.albedo = albedo;
|
||||||
|
bestHit.specular = specular;
|
||||||
|
bestHit.emission = float3(0, 0, 0);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
void intersectWall(inout Ray ray, inout RayHit bestHit)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// ignore collision if ray's angle is steep or negative
|
||||||
|
float a = dot(float3(0, 1, 0), ray.direction);
|
||||||
|
if (a > 0.2 || a < 0) return;
|
||||||
|
|
||||||
|
Sphere sphere;
|
||||||
|
sphere.radius = BIG - 1;
|
||||||
|
sphere.albedo = float3(1, 1, 1) * 1.98;
|
||||||
|
sphere.specular = float3(0, 0, 0);
|
||||||
|
sphere.emission = float3(0, 0, 0);
|
||||||
|
sphere.position = float3(0, 0, 0);
|
||||||
|
|
||||||
|
intersectSphere(ray, bestHit, sphere);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
RayHit trace(Ray ray)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
RayHit bestHit = createRayHit();
|
||||||
|
|
||||||
|
intersectWall(ray, bestHit);
|
||||||
|
intersectGroundPlane(ray, bestHit);
|
||||||
|
intersectCeilingPlane(ray, bestHit);
|
||||||
|
|
||||||
|
uint numSpheres, numTubes, stride;
|
||||||
|
|
||||||
|
// celestial bodies
|
||||||
|
// _Spheres.GetDimensions(_ActiveSpheres, stride);
|
||||||
|
for (uint i = 0; i < _ActiveSpheres; i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
intersectSphere(ray, bestHit, _Spheres[i]);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// _Tubes.GetDimensions(numTubes, stride);
|
||||||
|
for (uint i = 0; i < _ActiveTubes; i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
intersectTube(ray, bestHit, _Tubes[i]);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
if (_ActiveUnits > 0)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// units
|
||||||
|
_Units.GetDimensions(numSpheres, stride);
|
||||||
|
for (uint i = 0; i < _ActiveUnits; i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
Unit unit = _Units[i];
|
||||||
|
|
||||||
|
float3 color = float3
|
||||||
|
(lerp(1, 0, unit.team),
|
||||||
|
0,
|
||||||
|
lerp(0, 1, unit.team));
|
||||||
|
|
||||||
|
Sphere s;
|
||||||
|
s.albedo = color;
|
||||||
|
s.emission = color * unit.selected;
|
||||||
|
s.specular = float3(0, 0, 0);
|
||||||
|
s.radius = _UnitRadius;
|
||||||
|
s.position = unit.position;
|
||||||
|
|
||||||
|
intersectSphere(ray, bestHit, s);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
return bestHit;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
float3 scatter_lambert(inout Ray ray, RayHit hit)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
ray.origin = hit.position + hit.normal * 0.001f;
|
||||||
|
ray.direction = sampleHemisphere(hit.normal);
|
||||||
|
ray.energy *= 2 * hit.albedo * sdot(hit.normal, ray.direction);
|
||||||
|
return 0.0f;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
float3 shade(inout Ray ray, RayHit hit)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (any(hit.emission)) return hit.emission;
|
||||||
|
|
||||||
|
if (hit.distance < BIG)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
return scatter_lambert(ray, hit) + hit.emission;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
else
|
||||||
|
{
|
||||||
|
ray.energy = 0.0f;
|
||||||
|
|
||||||
|
// float theta = acos(ray.direction.y) / -PI;
|
||||||
|
// float phi = atan2(ray.direction.x, -ray.direction.z) / -PI * 0.5f;
|
||||||
|
|
||||||
|
return _SkyColor;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
[numthreads(GROUP_SIZE,GROUP_SIZE,1)]
|
||||||
|
void CSMain(uint3 id : SV_DispatchThreadID)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
_Pixel = id.xy;
|
||||||
|
|
||||||
|
// get dimensions of render texture
|
||||||
|
uint width, height;
|
||||||
|
Result.GetDimensions(width, height);
|
||||||
|
|
||||||
|
// transform pixel to -1, 1 range
|
||||||
|
float2 uv = float2(id.xy / float2(width, height) * 2.0f - 1.0f);
|
||||||
|
uv.x *= _Resolution.x / _Resolution.y;
|
||||||
|
|
||||||
|
int samples = _SamplesPerPixel;
|
||||||
|
int bounces = _Bounces;
|
||||||
|
float3 result = float3(0, 0, 0);
|
||||||
|
|
||||||
|
for (int i = 0; i < samples; i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// get a ray for the uv
|
||||||
|
Ray ray = createCameraRay(uv);
|
||||||
|
|
||||||
|
// trace and shade
|
||||||
|
for (int i = 0; i < bounces; i++)
|
||||||
|
{
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RayHit hit = trace(ray);
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result += ray.energy * shade(ray, hit);
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if (!any(ray.energy)) break;
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||||||
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}
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|
}
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||||||
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||||||
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result /= (float)samples;
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||||||
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||||||
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Result[id.xy] = float4(result, 1);
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||||||
|
}
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@ -0,0 +1,12 @@
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||||||
|
#version 430 core
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||||||
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out vec4 FragColor;
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||||||
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||||||
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in vec3 ourColor;
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||||||
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in vec2 TexCoord;
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||||||
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uniform sampler2D ourTexture;
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||||||
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void main()
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||||||
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{
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FragColor = texture(ourTexture, TexCoord);
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||||||
|
}
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|
@ -0,0 +1,14 @@
|
||||||
|
#version 430 core
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||||||
|
layout (location = 0) in vec3 aPos; // position has attribute position 0
|
||||||
|
layout (location = 1) in vec3 aColor; // color has attribute position 1
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||||||
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layout (location = 2) in vec2 aTexCoord; // texture coordinate
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||||||
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||||||
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out vec3 ourColor;
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out vec2 TexCoord;
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||||||
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||||||
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void main()
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||||||
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{
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||||||
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gl_Position = vec4(aPos, 1.0);
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||||||
|
ourColor = aColor;
|
||||||
|
TexCoord = aTexCoord;
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||||||
|
}
|
12
src/main.c
12
src/main.c
|
@ -1,5 +1,4 @@
|
||||||
#include "main.h"
|
#include "main.h"
|
||||||
|
|
||||||
#include "gfx.h"
|
#include "gfx.h"
|
||||||
|
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||||||
// forward declarations
|
// forward declarations
|
||||||
|
@ -12,8 +11,8 @@ float time();
|
||||||
|
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||||||
int main()
|
int main()
|
||||||
{
|
{
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||||||
int width = 800;
|
int width = 420;
|
||||||
int height = 600;
|
int height = 420;
|
||||||
const char* texPath = "res/tex.png";
|
const char* texPath = "res/tex.png";
|
||||||
|
|
||||||
// create a window and opengl context
|
// create a window and opengl context
|
||||||
|
@ -40,9 +39,9 @@ int main()
|
||||||
|
|
||||||
// update uniforms
|
// update uniforms
|
||||||
float t = time();
|
float t = time();
|
||||||
t = (sin(t)/2.0f)+0.5f;
|
float sin_t = sin(t);
|
||||||
int tLocation = glGetUniformLocation(computeProgram, "t");
|
int tLocation = glGetUniformLocation(computeProgram, "t");
|
||||||
glUniform1f(tLocation, t);
|
glUniform4f(tLocation, t, (1.0 + sin_t)*0.5, 0.0f, 0.0f);
|
||||||
|
|
||||||
// dispatch compute shader
|
// dispatch compute shader
|
||||||
glDispatchCompute((GLuint)width, (GLuint)height, 1);
|
glDispatchCompute((GLuint)width, (GLuint)height, 1);
|
||||||
|
@ -54,8 +53,9 @@ int main()
|
||||||
glUseProgram(quadProgram);
|
glUseProgram(quadProgram);
|
||||||
glClearColor(0.2f, 0.3f, 0.3f, 1.0f);
|
glClearColor(0.2f, 0.3f, 0.3f, 1.0f);
|
||||||
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
|
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
|
||||||
glActiveTexture(GL_TEXTURE0); // use computed texture
|
glActiveTexture(GL_TEXTURE0); // use computed texture
|
||||||
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, textureOutput);
|
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, textureOutput);
|
||||||
|
|
||||||
glDrawElements(GL_TRIANGLES, 6, GL_UNSIGNED_INT, 0);
|
glDrawElements(GL_TRIANGLES, 6, GL_UNSIGNED_INT, 0);
|
||||||
|
|
||||||
// swip swap
|
// swip swap
|
||||||
|
|
26
todo.md
26
todo.md
|
@ -1,4 +1,24 @@
|
||||||
* [x] basic opengl initialisation
|
* [x] basic opengl initialisation
|
||||||
* [x] render a texture to a full-screen quad
|
* [-] shader pre-processor
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||||||
* [ ] output image to a file
|
* [x] ppp.py
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||||||
* [ ] render image with compute shader
|
* [ ] shader src and out
|
||||||
|
* [ ] output frame to a file
|
||||||
|
* [ ] detect input keydown s
|
||||||
|
* [ ] get timestamp
|
||||||
|
* [ ] create and write to file (maybe with `stb_image.h`?)
|
||||||
|
* [-] render image with compute shader
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||||||
|
* [x] render a texture to a full-screen quad
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||||||
|
* [x] pass uniforms to texture to animate it
|
||||||
|
* [ ] ray tracing time
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||||||
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* [ ] acquire randomness
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* [ ] acceleration time !
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* [ ] auxiliary textures: g buffer
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* [ ] frame blending
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* [ ] maybe do some fractals
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* [ ] mandelbrot
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* [ ] julia
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* [ ] trongle
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|
* [ ] command line arguments
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|
* [ ] help
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|
* [ ] window dimensions
|
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|
* [ ] scene definition
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