Compare commits
1 Commits
Author | SHA1 | Date |
---|---|---|
Cat Flynn | bd444aba2e |
19
README.md
19
README.md
|
@ -7,22 +7,3 @@ Originally based on https://raytracing.github.io/
|
||||||
Original repository at https://github.com/ktyldev/flark
|
Original repository at https://github.com/ktyldev/flark
|
||||||
|
|
||||||
https://www.linuxhowtos.org/C_C++/socket.htm
|
https://www.linuxhowtos.org/C_C++/socket.htm
|
||||||
|
|
||||||
## todo
|
|
||||||
|
|
||||||
* [x] waits for connection
|
|
||||||
* [x] send a message to the client
|
|
||||||
* [x] move core rendering out of main.cpp
|
|
||||||
* [x] combine 'hittable' 'hittable_list' and 'scene' in 'world'
|
|
||||||
* [x] send rendered image data to client
|
|
||||||
* [x] form image file on client
|
|
||||||
* [x] extract netcode from main
|
|
||||||
* [ ] specify protocol format
|
|
||||||
* [ ] receive imaging command
|
|
||||||
* [x] render image
|
|
||||||
* [x] send image data
|
|
||||||
* [ ] send image data using udp
|
|
||||||
* [ ] send telemetry
|
|
||||||
* [ ] compress image before sending
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
|
@ -1,13 +1,11 @@
|
||||||
#pragma once
|
#pragma once
|
||||||
|
|
||||||
#include "math.h"
|
#include "rtweekend.h"
|
||||||
#include "vec3.h"
|
|
||||||
#include "ray.h"
|
|
||||||
#include "image.h"
|
#include "image.h"
|
||||||
|
|
||||||
class camera
|
class camera
|
||||||
{
|
{
|
||||||
public:
|
public:
|
||||||
camera(
|
camera(
|
||||||
point3 lookfrom,
|
point3 lookfrom,
|
||||||
point3 lookat,
|
point3 lookat,
|
||||||
|
@ -15,11 +13,36 @@ public:
|
||||||
double vfov, // vertical field of view in degrees
|
double vfov, // vertical field of view in degrees
|
||||||
double aspect_ratio,
|
double aspect_ratio,
|
||||||
double aperture,
|
double aperture,
|
||||||
double focus_dist);
|
double focus_dist)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
auto theta = degrees_to_radians(vfov);
|
||||||
|
auto h = tan(theta/2);
|
||||||
|
auto viewport_height = 2.0 * h;
|
||||||
|
auto viewport_width = aspect_ratio * viewport_height;
|
||||||
|
|
||||||
ray get_ray(double s, double t) const;
|
w_ = unit_vector(lookfrom - lookat);
|
||||||
|
u_ = unit_vector(cross(vup, w_));
|
||||||
|
v_ = cross(w_, u_);
|
||||||
|
|
||||||
private:
|
origin_ = lookfrom;
|
||||||
|
horizontal_ = focus_dist * viewport_width * u_;
|
||||||
|
vertical_ = focus_dist * viewport_height * v_;
|
||||||
|
lower_left_corner_ = origin_ - horizontal_/2 - vertical_/2 - focus_dist * w_;
|
||||||
|
|
||||||
|
lens_radius_ = aperture / 2;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
ray get_ray(double s, double t) const
|
||||||
|
{
|
||||||
|
vec3 rd = lens_radius_ * random_in_unit_disk();
|
||||||
|
vec3 offset = (u_ * rd.x()) + (v_ * rd.y());
|
||||||
|
|
||||||
|
return ray(
|
||||||
|
origin_ + offset,
|
||||||
|
lower_left_corner_ + s*horizontal_ + t*vertical_ - origin_ - offset);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
private:
|
||||||
point3 origin_;
|
point3 origin_;
|
||||||
point3 lower_left_corner_;
|
point3 lower_left_corner_;
|
||||||
vec3 horizontal_;
|
vec3 horizontal_;
|
||||||
|
|
|
@ -1,7 +1,6 @@
|
||||||
#pragma once
|
#pragma once
|
||||||
|
|
||||||
#include "error.h"
|
#include "rtweekend.h"
|
||||||
#include "vec3.h"
|
|
||||||
|
|
||||||
// for writing to stdout
|
// for writing to stdout
|
||||||
#include <iostream>
|
#include <iostream>
|
||||||
|
@ -9,21 +8,59 @@
|
||||||
// for writing to socket
|
// for writing to socket
|
||||||
#include <unistd.h>
|
#include <unistd.h>
|
||||||
|
|
||||||
class colour : public vec3
|
|
||||||
{
|
|
||||||
using vec3::vec3;
|
|
||||||
|
|
||||||
public:
|
|
||||||
friend colour operator*(const colour& u, const colour& v);
|
|
||||||
friend colour lerp(const colour& a, const colour& b, double t);
|
|
||||||
|
|
||||||
colour correct_gamma(int samples);
|
|
||||||
|
|
||||||
friend void write_colour_to_socket(int sockfd, colour pixel_colour, int samples_per_pixel);
|
|
||||||
friend void write_colour_to_stream(std::ostream &out, colour pixel_colour, int samples_per_pixel);
|
|
||||||
friend int format_component(double component);
|
|
||||||
};
|
|
||||||
|
|
||||||
const colour pink(254.0/255.0, 226.0/255.0, 170.0/255.0);
|
const colour pink(254.0/255.0, 226.0/255.0, 170.0/255.0);
|
||||||
const colour grey(0.133, 0.133, 0.133);
|
const colour grey(0.133, 0.133, 0.133);
|
||||||
|
|
||||||
|
void correct_gamma(colour& pixel_colour, int samples)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
double r = pixel_colour.x();
|
||||||
|
double g = pixel_colour.y();
|
||||||
|
double b = pixel_colour.z();
|
||||||
|
|
||||||
|
// divide the colour total by the number of samples and gamma-correct for gamma=2.0
|
||||||
|
auto scale = 1.0 / samples;
|
||||||
|
r = sqrt(scale * r);
|
||||||
|
g = sqrt(scale * g);
|
||||||
|
b = sqrt(scale * b);
|
||||||
|
|
||||||
|
pixel_colour = colour(r, g, b);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
void write_colour_to_stream(std::ostream &out, colour pixel_colour, int samples_per_pixel)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
correct_gamma(pixel_colour, samples_per_pixel);
|
||||||
|
|
||||||
|
auto r = pixel_colour.x();
|
||||||
|
auto g = pixel_colour.y();
|
||||||
|
auto b = pixel_colour.z();
|
||||||
|
|
||||||
|
// write the translated [0,255] value of each colour component.
|
||||||
|
out << static_cast<int>(256 * clamp(r, 0.0, 0.999)) << ' '
|
||||||
|
<< static_cast<int>(256 * clamp(g, 0.0, 0.999)) << ' '
|
||||||
|
<< static_cast<int>(256 * clamp(b, 0.0, 0.999)) << '\n';
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
int format_component(double component)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
return int(256 * clamp(component, 0.0, 0.999));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
void write_colour_to_socket(int sockfd, colour pixel_colour, int samples_per_pixel)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
correct_gamma(pixel_colour, samples_per_pixel);
|
||||||
|
|
||||||
|
int r = format_component(pixel_colour.x());
|
||||||
|
int g = format_component(pixel_colour.y());
|
||||||
|
int b = format_component(pixel_colour.z());
|
||||||
|
|
||||||
|
// pack values
|
||||||
|
int len = 3;
|
||||||
|
char s[len];
|
||||||
|
sprintf(s, "%c%c%c", r, g, b);
|
||||||
|
|
||||||
|
int written = write(sockfd, s, len);
|
||||||
|
if (written < 0)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
error("ERROR writing colour to socket");
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
|
@ -1,5 +1,7 @@
|
||||||
#pragma once
|
|
||||||
|
|
||||||
#include <iostream>
|
#include <iostream>
|
||||||
|
|
||||||
void error(const char* message);
|
void error(const char* message)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
perror(message);
|
||||||
|
exit(1);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
|
@ -1,23 +0,0 @@
|
||||||
#pragma once
|
|
||||||
|
|
||||||
#include <cmath>
|
|
||||||
#include <cstdlib>
|
|
||||||
#include <limits>
|
|
||||||
#include <memory>
|
|
||||||
|
|
||||||
class material;
|
|
||||||
|
|
||||||
struct hit_record
|
|
||||||
{
|
|
||||||
point3 p;
|
|
||||||
vec3 normal;
|
|
||||||
std::shared_ptr<material> mat_ptr;
|
|
||||||
double t;
|
|
||||||
bool front_face;
|
|
||||||
|
|
||||||
inline void set_face_normal(const ray& r, const vec3& outward_normal)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
front_face = dot(r.direction(), outward_normal) < 0;
|
|
||||||
normal = front_face ? outward_normal : -outward_normal;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
};
|
|
|
@ -1,10 +1,27 @@
|
||||||
#pragma once
|
#pragma once
|
||||||
|
|
||||||
|
#include "rtweekend.h"
|
||||||
#include "ray.h"
|
#include "ray.h"
|
||||||
#include "hit_record.h"
|
|
||||||
|
class material;
|
||||||
|
|
||||||
|
struct hit_record
|
||||||
|
{
|
||||||
|
point3 p;
|
||||||
|
vec3 normal;
|
||||||
|
shared_ptr<material> mat_ptr;
|
||||||
|
double t;
|
||||||
|
bool front_face;
|
||||||
|
|
||||||
|
inline void set_face_normal(const ray& r, const vec3& outward_normal)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
front_face = dot(r.direction(), outward_normal) < 0;
|
||||||
|
normal = front_face ? outward_normal : -outward_normal;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
class hittable
|
class hittable
|
||||||
{
|
{
|
||||||
public:
|
public:
|
||||||
virtual bool hit(const ray& r, double tMin, double tMax, hit_record& rec) const = 0;
|
virtual bool hit(const ray& r, double tMin, double tMax, hit_record& rec) const = 0;
|
||||||
};
|
};
|
||||||
|
|
|
@ -20,3 +20,21 @@ class hittable_list : public hittable
|
||||||
std::vector<std::shared_ptr<hittable>> objects_;
|
std::vector<std::shared_ptr<hittable>> objects_;
|
||||||
};
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
bool hittable_list::hit(const ray& r, double t_min, double t_max, hit_record& rec) const
|
||||||
|
{
|
||||||
|
hit_record temp_rec;
|
||||||
|
bool hit_anything = false;
|
||||||
|
auto closest_so_far = t_max;
|
||||||
|
|
||||||
|
for (const auto& object : objects_)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (object->hit(r, t_min, closest_so_far, temp_rec))
|
||||||
|
{
|
||||||
|
hit_anything = true;
|
||||||
|
closest_so_far = temp_rec.t;
|
||||||
|
rec = temp_rec;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
return hit_anything;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
|
@ -1,7 +1,7 @@
|
||||||
#pragma once
|
#pragma once
|
||||||
|
|
||||||
|
#include "rtweekend.h"
|
||||||
#include "hittable.h"
|
#include "hittable.h"
|
||||||
#include "hit_record.h"
|
|
||||||
|
|
||||||
class material
|
class material
|
||||||
{
|
{
|
||||||
|
@ -13,6 +13,13 @@ class material
|
||||||
ray& scattered) const = 0;
|
ray& scattered) const = 0;
|
||||||
};
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
double schlick(double cosine, double refraction_index)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
auto r0 = (1-refraction_index) / (1+refraction_index);
|
||||||
|
r0 = r0*r0;
|
||||||
|
return r0 + (1-r0)*pow(1-cosine, 5);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
class lambertian : public material
|
class lambertian : public material
|
||||||
{
|
{
|
||||||
public:
|
public:
|
||||||
|
@ -24,7 +31,7 @@ class lambertian : public material
|
||||||
colour& attenuation,
|
colour& attenuation,
|
||||||
ray& scattered) const
|
ray& scattered) const
|
||||||
{
|
{
|
||||||
vec3 scatter_direction = rec.normal + vec3::random_unit_vector();
|
vec3 scatter_direction = rec.normal + random_unit_vector();
|
||||||
scattered = ray(rec.p, scatter_direction);
|
scattered = ray(rec.p, scatter_direction);
|
||||||
attenuation = albedo_;
|
attenuation = albedo_;
|
||||||
return true;
|
return true;
|
||||||
|
@ -47,8 +54,8 @@ class metal : public material
|
||||||
colour& attenuation,
|
colour& attenuation,
|
||||||
ray& scattered) const
|
ray& scattered) const
|
||||||
{
|
{
|
||||||
vec3 reflected = reflect(normalize(r_in.direction()), rec.normal);
|
vec3 reflected = reflect(unit_vector(r_in.direction()), rec.normal);
|
||||||
scattered = ray(rec.p, reflected + fuzz_ * vec3::random_in_unit_sphere());
|
scattered = ray(rec.p, reflected + fuzz_*random_in_unit_sphere());
|
||||||
attenuation = albedo_;
|
attenuation = albedo_;
|
||||||
return dot(scattered.direction(), rec.normal) > 0;
|
return dot(scattered.direction(), rec.normal) > 0;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
@ -72,7 +79,7 @@ class dielectric : public material
|
||||||
attenuation = colour(1.0,1.0,1.0);
|
attenuation = colour(1.0,1.0,1.0);
|
||||||
double etai_over_etat = rec.front_face ? (1.0 / refraction_index_) : refraction_index_;
|
double etai_over_etat = rec.front_face ? (1.0 / refraction_index_) : refraction_index_;
|
||||||
|
|
||||||
vec3 unit_direction = normalize(r_in.direction());
|
vec3 unit_direction = unit_vector(r_in.direction());
|
||||||
|
|
||||||
double cos_theta = fmin(dot(-unit_direction, rec.normal), 1.0);
|
double cos_theta = fmin(dot(-unit_direction, rec.normal), 1.0);
|
||||||
double sin_theta = sqrt(1.0 - cos_theta*cos_theta);
|
double sin_theta = sqrt(1.0 - cos_theta*cos_theta);
|
||||||
|
@ -84,7 +91,7 @@ class dielectric : public material
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
double reflect_prob = schlick(cos_theta, etai_over_etat);
|
double reflect_prob = schlick(cos_theta, etai_over_etat);
|
||||||
if (math::random_double() < reflect_prob)
|
if (random_double() < reflect_prob)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
vec3 reflected = reflect(unit_direction, rec.normal);
|
vec3 reflected = reflect(unit_direction, rec.normal);
|
||||||
scattered = ray(rec.p, reflected);
|
scattered = ray(rec.p, reflected);
|
||||||
|
@ -99,11 +106,4 @@ class dielectric : public material
|
||||||
|
|
||||||
private:
|
private:
|
||||||
double refraction_index_;
|
double refraction_index_;
|
||||||
|
|
||||||
double schlick(double cosine, double refraction_index) const
|
|
||||||
{
|
|
||||||
auto r0 = (1-refraction_index) / (1+refraction_index);
|
|
||||||
r0 = r0*r0;
|
|
||||||
return r0 + (1-r0)*pow(1-cosine, 5);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
};
|
};
|
||||||
|
|
|
@ -2,14 +2,29 @@
|
||||||
|
|
||||||
#include <cmath>
|
#include <cmath>
|
||||||
|
|
||||||
class math
|
const double infinity = std::numeric_limits<double>::infinity();
|
||||||
{
|
const double pi = 3.1415926535897932385;
|
||||||
public:
|
|
||||||
static constexpr double infinity = std::numeric_limits<double>::infinity();
|
|
||||||
static constexpr double pi = 3.1415926535897932385;
|
|
||||||
|
|
||||||
static double degrees_to_radians(double degrees);
|
inline double degrees_to_radians(double degrees)
|
||||||
static double random_double();
|
{
|
||||||
static double random_double(double min, double max);
|
return degrees * pi / 180;
|
||||||
static double clamp(double x, double min, double max);
|
}
|
||||||
};
|
|
||||||
|
inline double random_double()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// returns a random real in [0,1)
|
||||||
|
return rand() / (RAND_MAX + 1.0);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
inline double random_double(double min, double max)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// returns a random real in [min,max)
|
||||||
|
return min + (max-min)*random_double();
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
inline double clamp(double x, double min, double max)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (x < min) return min;
|
||||||
|
if (x > max) return max;
|
||||||
|
return x;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
|
@ -1,9 +0,0 @@
|
||||||
#pragma once
|
|
||||||
|
|
||||||
// file descriptor of the socket we're listening for connections on
|
|
||||||
//
|
|
||||||
// returns fd for the client connection
|
|
||||||
int accept_client(int sockfd);
|
|
||||||
int wait_for_client(int& sockfd);
|
|
||||||
void send_message(int sock, const char* message);
|
|
||||||
void send_image_dimensions(int sock, unsigned int width, unsigned int height);
|
|
|
@ -0,0 +1,18 @@
|
||||||
|
#pragma once
|
||||||
|
|
||||||
|
#include <cmath>
|
||||||
|
#include <cstdlib>
|
||||||
|
#include <limits>
|
||||||
|
#include <memory>
|
||||||
|
|
||||||
|
// usings
|
||||||
|
|
||||||
|
using std::shared_ptr;
|
||||||
|
using std::make_shared;
|
||||||
|
using std::sqrt;
|
||||||
|
|
||||||
|
// common headers
|
||||||
|
|
||||||
|
#include "error.h"
|
||||||
|
#include "ray.h"
|
||||||
|
#include "vec3.h"
|
|
@ -0,0 +1,100 @@
|
||||||
|
#pragma once
|
||||||
|
|
||||||
|
#include "math.h"
|
||||||
|
#include "sphere.h"
|
||||||
|
#include "colour.h"
|
||||||
|
#include "material.h"
|
||||||
|
#include "hittable.h"
|
||||||
|
#include "hittable_list.h"
|
||||||
|
|
||||||
|
colour ray_colour(const ray& r, const hittable& world, int depth)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
hit_record rec;
|
||||||
|
if (depth <= 0)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
return grey;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
if (world.hit(r, 0.001, infinity, rec))
|
||||||
|
{
|
||||||
|
ray scattered;
|
||||||
|
colour attenuation;
|
||||||
|
|
||||||
|
if (rec.mat_ptr->scatter(r, rec, attenuation, scattered))
|
||||||
|
{
|
||||||
|
return attenuation * ray_colour(scattered, world, depth-1);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
return grey;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
vec3 unit_direction = unit_vector(r.direction());
|
||||||
|
auto t = 0.5 * (unit_direction.y() + 1.0) + 0.5;
|
||||||
|
|
||||||
|
return lerp(grey, pink, t);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
hittable_list random_scene()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
hittable_list world;
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
//auto ground_material = make_shared<lambertian>(pink);
|
||||||
|
//world.add(make_shared<sphere>(point3(0,-1000,0), 1000, ground_material));
|
||||||
|
|
||||||
|
//for (int a = -11; a < 11; a++)
|
||||||
|
//{
|
||||||
|
// for (int b = -11; b < 11; b++)
|
||||||
|
// {
|
||||||
|
// auto choose_mat = random_double();
|
||||||
|
// point3 centre(a + 0.9*random_double(), 0.2, b + 0.9*random_double());
|
||||||
|
|
||||||
|
// if ((centre - point3(4, 0.2, 0)).length() > 0.9)
|
||||||
|
// {
|
||||||
|
// shared_ptr<material> sphere_material;
|
||||||
|
|
||||||
|
// if (choose_mat < 0.8)
|
||||||
|
// {
|
||||||
|
// // diffuse
|
||||||
|
// //auto albedo = colour::random() * colour::random();
|
||||||
|
// sphere_material = make_shared<lambertian>(pink);
|
||||||
|
// world.add(make_shared<sphere>(centre, 0.2, sphere_material));
|
||||||
|
// }
|
||||||
|
// else if (choose_mat < 0.95)
|
||||||
|
// {
|
||||||
|
// // metal
|
||||||
|
// auto fuzz = random_double(0, 0.5);
|
||||||
|
// sphere_material = make_shared<metal>(pink, fuzz);
|
||||||
|
// world.add(make_shared<sphere>(centre, 0.2, sphere_material));
|
||||||
|
// }
|
||||||
|
// else
|
||||||
|
// {
|
||||||
|
// // glass
|
||||||
|
// sphere_material = make_shared<dielectric>(1.5);
|
||||||
|
// world.add(make_shared<sphere>(centre,0.2, sphere_material));
|
||||||
|
// }
|
||||||
|
// }
|
||||||
|
// }
|
||||||
|
//}
|
||||||
|
|
||||||
|
auto material1 = make_shared<dielectric>(1.5);
|
||||||
|
world.add(make_shared<sphere>(point3(0, 0, 0), 3.0, material1));
|
||||||
|
|
||||||
|
//auto material2 = make_shared<lambertian>(pink);
|
||||||
|
//world.add(make_shared<sphere>(point3(-4, 1, 0), 1.0, material2));
|
||||||
|
|
||||||
|
auto material3 = make_shared<metal>(pink, 0.5);
|
||||||
|
int sphere_count = 10;
|
||||||
|
for (int i = 0; i < sphere_count; i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
float a = 6.28 * (float)i/sphere_count - 100.0;
|
||||||
|
float r = 8.0;
|
||||||
|
float x = r*sin(a);
|
||||||
|
float y = 2.0*cos(a);
|
||||||
|
float z = r*cos(a);
|
||||||
|
point3 pos(x,y,z);
|
||||||
|
world.add(make_shared<sphere>(pos, 2.0, material3));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
return world;
|
||||||
|
}
|
|
@ -7,7 +7,7 @@ class sphere : public hittable
|
||||||
{
|
{
|
||||||
public:
|
public:
|
||||||
sphere() {}
|
sphere() {}
|
||||||
sphere(point3 centre, double r, std::shared_ptr<material> m) :
|
sphere(point3 centre, double r, shared_ptr<material> m) :
|
||||||
centre_(centre),
|
centre_(centre),
|
||||||
radius_(r),
|
radius_(r),
|
||||||
mat_ptr_(m)
|
mat_ptr_(m)
|
||||||
|
@ -18,6 +18,47 @@ class sphere : public hittable
|
||||||
private:
|
private:
|
||||||
point3 centre_;
|
point3 centre_;
|
||||||
double radius_;
|
double radius_;
|
||||||
std::shared_ptr<material> mat_ptr_;
|
shared_ptr<material> mat_ptr_;
|
||||||
};
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
bool sphere::hit(const ray& r, double t_min, double t_max, hit_record& rec) const
|
||||||
|
{
|
||||||
|
vec3 oc = r.origin() - centre_;
|
||||||
|
auto a = r.direction().length_squared();
|
||||||
|
auto half_b = dot(oc, r.direction());
|
||||||
|
auto c = oc.length_squared() - radius_*radius_;
|
||||||
|
auto discriminant = half_b*half_b - a*c;
|
||||||
|
|
||||||
|
if (discriminant > 0)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
auto root = sqrt(discriminant);
|
||||||
|
|
||||||
|
auto temp = (-half_b - root)/a;
|
||||||
|
if (temp < t_max && temp > t_min)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
rec.t = temp;
|
||||||
|
rec.p = r.at(rec.t);
|
||||||
|
|
||||||
|
vec3 outward_normal = (rec.p - centre_) / radius_;
|
||||||
|
rec.set_face_normal(r, outward_normal);
|
||||||
|
rec.mat_ptr = mat_ptr_;
|
||||||
|
|
||||||
|
return true;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
temp = (-half_b + root) / a;
|
||||||
|
if (temp < t_max && temp > t_min)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
rec.t = temp;
|
||||||
|
rec.p = r.at(rec.t);
|
||||||
|
|
||||||
|
vec3 outward_normal = (rec.p - centre_) / radius_;
|
||||||
|
rec.set_face_normal(r, outward_normal);
|
||||||
|
rec.mat_ptr = mat_ptr_;
|
||||||
|
|
||||||
|
return true;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
return false;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
125
include/vec3.h
125
include/vec3.h
|
@ -7,12 +7,15 @@
|
||||||
class vec3
|
class vec3
|
||||||
{
|
{
|
||||||
public:
|
public:
|
||||||
static vec3 random();
|
inline static vec3 random()
|
||||||
static vec3 random(double min, double max);
|
{
|
||||||
static vec3 random_in_unit_disk();
|
return vec3(random_double(),random_double(),random_double());
|
||||||
static vec3 random_unit_vector();
|
}
|
||||||
static vec3 random_in_unit_sphere();
|
|
||||||
static vec3 random_in_hemisphere(const vec3& normal);
|
inline static vec3 random(double min, double max)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
return vec3(random_double(min,max),random_double(min,max),random_double(min,max));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
vec3() : e{0,0,0} {}
|
vec3() : e{0,0,0} {}
|
||||||
vec3(double e0, double e1, double e2) : e{e0, e1, e2} {}
|
vec3(double e0, double e1, double e2) : e{e0, e1, e2} {}
|
||||||
|
@ -20,36 +23,108 @@ public:
|
||||||
double x() const { return e[0]; }
|
double x() const { return e[0]; }
|
||||||
double y() const { return e[1]; }
|
double y() const { return e[1]; }
|
||||||
double z() const { return e[2]; }
|
double z() const { return e[2]; }
|
||||||
double length() const;
|
|
||||||
double length_squared() const;
|
|
||||||
|
|
||||||
vec3 operator-() const { return vec3(-e[0], -e[1], -e[2]); }
|
vec3 operator-() const { return vec3(-e[0], -e[1], -e[2]); }
|
||||||
double operator[](int i) const { return e[i]; }
|
double operator[](int i) const { return e[i]; }
|
||||||
double& operator[](int i) { return e[i]; }
|
double& operator[](int i) { return e[i]; }
|
||||||
|
|
||||||
vec3& operator+=(const vec3 &v);
|
vec3& operator+=(const vec3 &v)
|
||||||
vec3& operator*=(const double t);
|
{
|
||||||
vec3& operator/=(const double t);
|
e[0] += v.e[0];
|
||||||
|
e[1] += v.e[1];
|
||||||
|
e[2] += v.e[2];
|
||||||
|
return *this;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
friend std::ostream& operator<<(std::ostream &out, const vec3 &v);
|
vec3& operator*=(const double t)
|
||||||
friend vec3 operator+(const vec3 &u, const vec3 &v);
|
{
|
||||||
friend vec3 operator-(const vec3 &u, const vec3 &v);
|
e[0] *= t;
|
||||||
friend vec3 operator*(const vec3 &u, const vec3 &v);
|
e[1] *= t;
|
||||||
friend vec3 operator*(double t, const vec3 &v);
|
e[2] *= t;
|
||||||
friend vec3 operator*(const vec3 &v, double t);
|
return *this;
|
||||||
friend vec3 operator/(vec3 v, double t);
|
}
|
||||||
|
|
||||||
friend vec3 lerp(const vec3 &a, const vec3 &b, double t);
|
vec3& operator/=(const double t)
|
||||||
friend vec3 reflect(const vec3& v, const vec3& n);
|
{
|
||||||
friend vec3 refract(const vec3& uv, const vec3& n, double etai_over_etat);
|
return *this *= 1 / t;
|
||||||
friend double dot(const vec3 &u, const vec3 &v);
|
}
|
||||||
friend vec3 cross(const vec3 &u, const vec3 &v);
|
|
||||||
friend vec3 normalize(vec3 v);
|
|
||||||
|
|
||||||
private:
|
double length() const
|
||||||
|
{
|
||||||
|
return std::sqrt(length_squared());
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
double length_squared() const
|
||||||
|
{
|
||||||
|
return e[0]*e[0] + e[1]*e[1] + e[2]*e[2];
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
public:
|
||||||
double e[3];
|
double e[3];
|
||||||
};
|
};
|
||||||
|
|
||||||
// type aliases for vec3
|
// type aliases for vec3
|
||||||
using point3 = vec3; // 3D point
|
using point3 = vec3; // 3D point
|
||||||
|
using colour = vec3; // RGB colour
|
||||||
|
|
||||||
|
// utility functions
|
||||||
|
|
||||||
|
inline std::ostream& operator<<(std::ostream &out, const vec3 &v)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
return out << v.e[0] << ' ' << v.e[1] << ' ' << v.e[2];
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
inline vec3 operator+(const vec3 &u, const vec3 &v)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
return vec3(u.e[0] + v.e[0], u.e[1] + v.e[1], u.e[2] + v.e[2]);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
inline vec3 operator-(const vec3 &u, const vec3 &v)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
return vec3(u.e[0] - v.e[0], u.e[1] - v.e[1], u.e[2] - v.e[2]);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
inline vec3 operator*(const vec3 &u, const vec3 &v)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
return vec3(u.e[0] * v.e[0], u.e[1] * v.e[1], u.e[2] * v.e[2]);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
inline vec3 operator*(double t, const vec3 &v)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
return vec3(t * v.e[0], t * v.e[1], t * v.e[2]);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
inline vec3 operator*(const vec3 &v, double t)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
return t * v;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
inline vec3 operator/(vec3 v, double t)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
return (1 / t) * v;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
inline double dot(const vec3 &u, const vec3 &v)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
return u.e[0] * v.e[0]
|
||||||
|
+ u.e[1] * v.e[1]
|
||||||
|
+ u.e[2] * v.e[2];
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
inline vec3 cross(const vec3 &u, const vec3 &v)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
return vec3(u.e[1] * v.e[2] - u.e[2] * v.e[1],
|
||||||
|
u.e[2] * v.e[0] - u.e[0] * v.e[2],
|
||||||
|
u.e[0] * v.e[1] - u.e[1] * v.e[0]);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
inline vec3 lerp(const vec3 &a, const vec3 &b, double t)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
return (1.0 - t) * a + t * b;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
inline vec3 unit_vector(vec3 v)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
return v / v.length();
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
|
|
@ -1,17 +0,0 @@
|
||||||
#pragma once
|
|
||||||
|
|
||||||
#include "math.h"
|
|
||||||
#include "sphere.h"
|
|
||||||
#include "colour.h"
|
|
||||||
#include "material.h"
|
|
||||||
#include "hittable_list.h"
|
|
||||||
|
|
||||||
class world : public hittable_list
|
|
||||||
{
|
|
||||||
public:
|
|
||||||
static world* close_glass_sphere();
|
|
||||||
static world* orb_field();
|
|
||||||
|
|
||||||
friend colour trace(const world& world, const ray& ray, int depth);
|
|
||||||
};
|
|
||||||
|
|
|
@ -1,4 +1,3 @@
|
||||||
#include "math.h"
|
|
||||||
#include "camera.h"
|
#include "camera.h"
|
||||||
|
|
||||||
camera::camera(
|
camera::camera(
|
||||||
|
@ -10,13 +9,13 @@ camera::camera(
|
||||||
double aperture,
|
double aperture,
|
||||||
double focus_dist)
|
double focus_dist)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
auto theta = math::degrees_to_radians(vfov);
|
auto theta = degrees_to_radians(vfov);
|
||||||
auto h = tan(theta/2);
|
auto h = tan(theta/2);
|
||||||
auto viewport_height = 2.0 * h;
|
auto viewport_height = 2.0 * h;
|
||||||
auto viewport_width = aspect_ratio * viewport_height;
|
auto viewport_width = aspect_ratio * viewport_height;
|
||||||
|
|
||||||
w_ = normalize(lookfrom - lookat);
|
w_ = unit_vector(lookfrom - lookat);
|
||||||
u_ = normalize(cross(vup, w_));
|
u_ = unit_vector(cross(vup, w_));
|
||||||
v_ = cross(w_, u_);
|
v_ = cross(w_, u_);
|
||||||
|
|
||||||
origin_ = lookfrom;
|
origin_ = lookfrom;
|
||||||
|
@ -29,7 +28,7 @@ camera::camera(
|
||||||
|
|
||||||
ray camera::get_ray(double s, double t) const
|
ray camera::get_ray(double s, double t) const
|
||||||
{
|
{
|
||||||
vec3 rd = lens_radius_ * vec3::random_in_unit_disk();
|
vec3 rd = lens_radius_ * random_in_unit_disk();
|
||||||
vec3 offset = (u_ * rd.x()) + (v_ * rd.y());
|
vec3 offset = (u_ * rd.x()) + (v_ * rd.y());
|
||||||
|
|
||||||
return ray(
|
return ray(
|
||||||
|
|
|
@ -0,0 +1,29 @@
|
||||||
|
#pragma once
|
||||||
|
|
||||||
|
#include "math.h"
|
||||||
|
#include "vec3.h"
|
||||||
|
#include "ray.h"
|
||||||
|
#include "image.h"
|
||||||
|
|
||||||
|
class camera
|
||||||
|
{
|
||||||
|
public:
|
||||||
|
camera(
|
||||||
|
point3 lookfrom,
|
||||||
|
point3 lookat,
|
||||||
|
vec3 vup,
|
||||||
|
double vfov, // vertical field of view in degrees
|
||||||
|
double aspect_ratio,
|
||||||
|
double aperture,
|
||||||
|
double focus_dist);
|
||||||
|
|
||||||
|
ray get_ray(double s, double t) const;
|
||||||
|
|
||||||
|
private:
|
||||||
|
point3 origin_;
|
||||||
|
point3 lower_left_corner_;
|
||||||
|
vec3 horizontal_;
|
||||||
|
vec3 vertical_;
|
||||||
|
vec3 u_, v_, w_;
|
||||||
|
double lens_radius_;
|
||||||
|
};
|
|
@ -1,67 +0,0 @@
|
||||||
#include "colour.h"
|
|
||||||
|
|
||||||
colour colour::correct_gamma(int samples)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
double r = x();
|
|
||||||
double g = y();
|
|
||||||
double b = z();
|
|
||||||
|
|
||||||
// divide the colour total by the number of samples and gamma-correct for gamma=2.0
|
|
||||||
auto scale = 1.0 / samples;
|
|
||||||
r = sqrt(scale * r);
|
|
||||||
g = sqrt(scale * g);
|
|
||||||
b = sqrt(scale * b);
|
|
||||||
|
|
||||||
return colour(r, g, b);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
int format_component(double component)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
return int(256 * math::clamp(component, 0.0, 0.999));
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
void write_colour_to_socket(int sockfd, colour pixel_colour, int samples_per_pixel)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
pixel_colour = pixel_colour.correct_gamma(samples_per_pixel);
|
|
||||||
|
|
||||||
int r = format_component(pixel_colour.x());
|
|
||||||
int g = format_component(pixel_colour.y());
|
|
||||||
int b = format_component(pixel_colour.z());
|
|
||||||
|
|
||||||
// pack values
|
|
||||||
int len = 3;
|
|
||||||
char s[len];
|
|
||||||
sprintf(s, "%c%c%c", r, g, b);
|
|
||||||
|
|
||||||
int written = write(sockfd, s, len);
|
|
||||||
if (written < 0)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
error("ERROR writing colour to socket");
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
void write_colour_to_stream(std::ostream &out, colour pixel_colour, int samples_per_pixel)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
pixel_colour = pixel_colour.correct_gamma(samples_per_pixel);
|
|
||||||
|
|
||||||
auto r = pixel_colour.x();
|
|
||||||
auto g = pixel_colour.y();
|
|
||||||
auto b = pixel_colour.z();
|
|
||||||
|
|
||||||
// write the translated [0,255] value of each colour component.
|
|
||||||
out << format_component(r) << ' '
|
|
||||||
<< format_component(g) << ' '
|
|
||||||
<< format_component(b) << '\n';
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
colour operator*(const colour& u, const colour& v)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
vec3 value = (vec3)u * (vec3)v;
|
|
||||||
return colour(value.x(), value.y(), value.z());
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
colour lerp(const colour& a, const colour& b, double t)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
vec3 value = lerp((vec3)a, (vec3)b, t);
|
|
||||||
return colour(value.x(), value.y(), value.z());
|
|
||||||
}
|
|
|
@ -1,7 +0,0 @@
|
||||||
#include "error.h"
|
|
||||||
|
|
||||||
void error(const char* message)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
perror(message);
|
|
||||||
exit(1);
|
|
||||||
}
|
|
|
@ -0,0 +1 @@
|
||||||
|
#include "foo.h"
|
|
@ -1,20 +0,0 @@
|
||||||
#include "hittable_list.h"
|
|
||||||
|
|
||||||
bool hittable_list::hit(const ray& r, double t_min, double t_max, hit_record& rec) const
|
|
||||||
{
|
|
||||||
hit_record temp_rec;
|
|
||||||
bool hit_anything = false;
|
|
||||||
auto closest_so_far = t_max;
|
|
||||||
|
|
||||||
for (const auto& object : objects_)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
if (object->hit(r, t_min, closest_so_far, temp_rec))
|
|
||||||
{
|
|
||||||
hit_anything = true;
|
|
||||||
closest_so_far = temp_rec.t;
|
|
||||||
rec = temp_rec;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
return hit_anything;
|
|
||||||
}
|
|
116
src/main.cpp
116
src/main.cpp
|
@ -1,14 +1,112 @@
|
||||||
|
#include "rtweekend.h"
|
||||||
|
|
||||||
|
#include "scene.h"
|
||||||
|
|
||||||
#include "colour.h"
|
#include "colour.h"
|
||||||
#include "camera.h"
|
#include "camera.h"
|
||||||
#include "material.h"
|
#include "material.h"
|
||||||
#include "image.h"
|
#include "image.h"
|
||||||
#include "world.h"
|
|
||||||
#include "network.h"
|
|
||||||
|
|
||||||
#include <iostream>
|
#include <iostream>
|
||||||
|
|
||||||
#include <string.h>
|
#include <string.h>
|
||||||
|
|
||||||
void render(camera& cam, const world& world, int client_sock)
|
#include <unistd.h>
|
||||||
|
#include <sys/types.h>
|
||||||
|
#include <sys/socket.h>
|
||||||
|
#include <netinet/in.h>
|
||||||
|
|
||||||
|
// file descriptor of the socket we're listening for connections on
|
||||||
|
//
|
||||||
|
// returns fd for the client connection
|
||||||
|
int accept_client(int sockfd)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int newsockfd;
|
||||||
|
struct sockaddr_in cli_addr;
|
||||||
|
socklen_t clilen = sizeof(cli_addr);
|
||||||
|
|
||||||
|
newsockfd = accept(sockfd, (struct sockaddr*)&cli_addr, &clilen);
|
||||||
|
if (newsockfd < 0)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
error("ERROR accepting client");
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
return newsockfd;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
int wait_for_client(int& sockfd)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int newsockfd;
|
||||||
|
struct sockaddr_in serv_addr;
|
||||||
|
|
||||||
|
// open socket and await connection from client
|
||||||
|
sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
|
||||||
|
if (sockfd < 0)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
error("ERROR creating socket");
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
bzero((char*)&serv_addr, sizeof(serv_addr));
|
||||||
|
|
||||||
|
// we successfully created the socket, configure it for binding
|
||||||
|
serv_addr.sin_family = AF_INET;
|
||||||
|
serv_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
|
||||||
|
serv_addr.sin_port = htons(64999); // convert number from host to network byte order
|
||||||
|
|
||||||
|
// this is a bit of developer QoL so we can iterate more quickly
|
||||||
|
// TODO: make it possible to disable this debug/release build configuration
|
||||||
|
const int enable = 1;
|
||||||
|
if (setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &enable, sizeof(int)) < 0)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
error("ERROR setsockopt(SO_REUSEADDR) failed");
|
||||||
|
}
|
||||||
|
if (setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEPORT, &enable, sizeof(int)) < 0)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
error("ERROR setsockopt(SO_REUSEPORT) failed");
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// bind the socket
|
||||||
|
if (bind(sockfd, (struct sockaddr*)&serv_addr, sizeof(serv_addr)) < 0)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
error("ERROR binding socket");
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// successfully bound socket, start listening for connections
|
||||||
|
listen(sockfd, 5);
|
||||||
|
|
||||||
|
newsockfd = accept_client(sockfd);
|
||||||
|
return newsockfd;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
void send_message(int sock, const char* message)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int written = write(sock, message, strlen(message));
|
||||||
|
if (written < 0)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
error("ERROR sending message to the client");
|
||||||
|
}
|
||||||
|
printf("SEND %s\n", message);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
void send_image_dimensions(int sock, unsigned int width, unsigned int height)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// https://linux.die.net/man/3/htons
|
||||||
|
width = htonl(width);
|
||||||
|
height = htonl(height);
|
||||||
|
|
||||||
|
int written = write(sock, &width, sizeof(uint32_t));
|
||||||
|
if (written < 0)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
error("ERROR writing width");
|
||||||
|
}
|
||||||
|
written = write(sock, &height, sizeof(uint32_t));
|
||||||
|
if (written < 0)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
error("ERROR writing height");
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
void render(camera& cam, hittable_list& world, int client_sock)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
for (int j = HEIGHT - 1; j >= 0; --j)
|
for (int j = HEIGHT - 1; j >= 0; --j)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
|
@ -19,10 +117,10 @@ void render(camera& cam, const world& world, int client_sock)
|
||||||
|
|
||||||
for (int s = 0; s < SAMPLES_PER_PIXEL; ++s)
|
for (int s = 0; s < SAMPLES_PER_PIXEL; ++s)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
auto u = (i + math::random_double()) / (WIDTH-1);
|
auto u = (i + random_double()) / (WIDTH-1);
|
||||||
auto v = (j + math::random_double()) / (HEIGHT-1);
|
auto v = (j + random_double()) / (HEIGHT-1);
|
||||||
ray r = cam.get_ray(u, v);
|
ray r = cam.get_ray(u, v);
|
||||||
pixel_colour += trace(world, r, MAX_DEPTH);
|
pixel_colour += ray_colour(r, world, MAX_DEPTH);
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
// TODO: we should instead write our output to some buffer in memory
|
// TODO: we should instead write our output to some buffer in memory
|
||||||
|
@ -44,6 +142,8 @@ int main()
|
||||||
|
|
||||||
//std::cout << "P3\n" << WIDTH << ' ' << HEIGHT << "\n255\n";
|
//std::cout << "P3\n" << WIDTH << ' ' << HEIGHT << "\n255\n";
|
||||||
|
|
||||||
|
hittable_list world = random_scene();
|
||||||
|
|
||||||
auto dist_to_target = 10.0;
|
auto dist_to_target = 10.0;
|
||||||
auto dist_to_focus = dist_to_target + 1.0;
|
auto dist_to_focus = dist_to_target + 1.0;
|
||||||
auto cam_y = 1.0;
|
auto cam_y = 1.0;
|
||||||
|
@ -54,9 +154,7 @@ int main()
|
||||||
|
|
||||||
camera cam(lookfrom, lookat, vup, 47, ASPECT_RATIO, aperture, dist_to_focus);
|
camera cam(lookfrom, lookat, vup, 47, ASPECT_RATIO, aperture, dist_to_focus);
|
||||||
|
|
||||||
const world* world = world::close_glass_sphere();
|
render(cam, world, newsockfd);
|
||||||
|
|
||||||
render(cam, *world, newsockfd);
|
|
||||||
|
|
||||||
// close client socket
|
// close client socket
|
||||||
close(newsockfd);
|
close(newsockfd);
|
||||||
|
|
24
src/math.cpp
24
src/math.cpp
|
@ -1,25 +1 @@
|
||||||
#include "math.h"
|
|
||||||
|
|
||||||
double math::random_double()
|
|
||||||
{
|
|
||||||
// returns a random real in [0,1)
|
|
||||||
return rand() / (RAND_MAX + 1.0);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
double math::random_double(double min, double max)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
// returns a random real in [min,max)
|
|
||||||
return min + (max-min)*math::random_double();
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
double math::degrees_to_radians(double degrees)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
return degrees * math::pi / 180;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
double math::clamp(double x, double min, double max)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
if (x < min) return min;
|
|
||||||
if (x > max) return max;
|
|
||||||
return x;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
|
@ -1,96 +0,0 @@
|
||||||
#include "network.h"
|
|
||||||
#include "error.h"
|
|
||||||
|
|
||||||
#include <unistd.h>
|
|
||||||
#include <sys/types.h>
|
|
||||||
#include <sys/socket.h>
|
|
||||||
#include <netinet/in.h>
|
|
||||||
#include <cstring>
|
|
||||||
|
|
||||||
int accept_client(int sockfd)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
int newsockfd;
|
|
||||||
struct sockaddr_in cli_addr;
|
|
||||||
socklen_t clilen = sizeof(cli_addr);
|
|
||||||
|
|
||||||
newsockfd = accept(sockfd, (struct sockaddr*)&cli_addr, &clilen);
|
|
||||||
if (newsockfd < 0)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
error("ERROR accepting client");
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
return newsockfd;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
int wait_for_client(int& sockfd)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
int newsockfd;
|
|
||||||
struct sockaddr_in serv_addr;
|
|
||||||
|
|
||||||
// open socket and await connection from client
|
|
||||||
sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
|
|
||||||
if (sockfd < 0)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
error("ERROR creating socket");
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
bzero((char*)&serv_addr, sizeof(serv_addr));
|
|
||||||
|
|
||||||
// we successfully created the socket, configure it for binding
|
|
||||||
serv_addr.sin_family = AF_INET;
|
|
||||||
serv_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
|
|
||||||
serv_addr.sin_port = htons(64999); // convert number from host to network byte order
|
|
||||||
|
|
||||||
// this is a bit of developer QoL so we can iterate more quickly
|
|
||||||
// TODO: make it possible to disable this debug/release build configuration
|
|
||||||
const int enable = 1;
|
|
||||||
if (setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &enable, sizeof(int)) < 0)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
error("ERROR setsockopt(SO_REUSEADDR) failed");
|
|
||||||
}
|
|
||||||
if (setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEPORT, &enable, sizeof(int)) < 0)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
error("ERROR setsockopt(SO_REUSEPORT) failed");
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
// bind the socket
|
|
||||||
if (bind(sockfd, (struct sockaddr*)&serv_addr, sizeof(serv_addr)) < 0)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
error("ERROR binding socket");
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
// successfully bound socket, start listening for connections
|
|
||||||
listen(sockfd, 5);
|
|
||||||
|
|
||||||
newsockfd = accept_client(sockfd);
|
|
||||||
return newsockfd;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
void send_message(int sock, const char* message)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
int written = write(sock, message, strlen(message));
|
|
||||||
if (written < 0)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
error("ERROR sending message to the client");
|
|
||||||
}
|
|
||||||
printf("SEND %s\n", message);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
void send_image_dimensions(int sock, unsigned int width, unsigned int height)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
// https://linux.die.net/man/3/htons
|
|
||||||
width = htonl(width);
|
|
||||||
height = htonl(height);
|
|
||||||
|
|
||||||
int written = write(sock, &width, sizeof(uint32_t));
|
|
||||||
if (written < 0)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
error("ERROR writing width");
|
|
||||||
}
|
|
||||||
written = write(sock, &height, sizeof(uint32_t));
|
|
||||||
if (written < 0)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
error("ERROR writing height");
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
|
@ -1,43 +0,0 @@
|
||||||
#include "sphere.h"
|
|
||||||
|
|
||||||
bool sphere::hit(const ray& r, double t_min, double t_max, hit_record& rec) const
|
|
||||||
{
|
|
||||||
vec3 oc = r.origin() - centre_;
|
|
||||||
auto a = r.direction().length_squared();
|
|
||||||
auto half_b = dot(oc, r.direction());
|
|
||||||
auto c = oc.length_squared() - radius_*radius_;
|
|
||||||
auto discriminant = half_b*half_b - a*c;
|
|
||||||
|
|
||||||
if (discriminant > 0)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
auto root = sqrt(discriminant);
|
|
||||||
|
|
||||||
auto temp = (-half_b - root)/a;
|
|
||||||
if (temp < t_max && temp > t_min)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
rec.t = temp;
|
|
||||||
rec.p = r.at(rec.t);
|
|
||||||
|
|
||||||
vec3 outward_normal = (rec.p - centre_) / radius_;
|
|
||||||
rec.set_face_normal(r, outward_normal);
|
|
||||||
rec.mat_ptr = mat_ptr_;
|
|
||||||
|
|
||||||
return true;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
temp = (-half_b + root) / a;
|
|
||||||
if (temp < t_max && temp > t_min)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
rec.t = temp;
|
|
||||||
rec.p = r.at(rec.t);
|
|
||||||
|
|
||||||
vec3 outward_normal = (rec.p - centre_) / radius_;
|
|
||||||
rec.set_face_normal(r, outward_normal);
|
|
||||||
rec.mat_ptr = mat_ptr_;
|
|
||||||
|
|
||||||
return true;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
return false;
|
|
||||||
}
|
|
172
src/vec3.cpp
172
src/vec3.cpp
|
@ -1,146 +1,13 @@
|
||||||
#include "vec3.h"
|
#include "vec3.h"
|
||||||
|
|
||||||
vec3 vec3::random()
|
vec3 random_unit_vector()
|
||||||
{
|
{
|
||||||
return vec3(math::random_double(),math::random_double(),math::random_double());
|
auto a = random_double(0, 2*pi);
|
||||||
}
|
auto z = random_double(-1,1);
|
||||||
|
|
||||||
vec3 vec3::random(double min, double max)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
return vec3(math::random_double(min,max),math::random_double(min,max),math::random_double(min,max));
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
vec3 vec3::random_unit_vector()
|
|
||||||
{
|
|
||||||
auto a = math::random_double(0, 2 * math::pi);
|
|
||||||
auto z = math::random_double(-1,1);
|
|
||||||
auto r = sqrt(1 - z*z);
|
auto r = sqrt(1 - z*z);
|
||||||
return vec3(r*cos(a), r*sin(a), z);
|
return vec3(r*cos(a), r*sin(a), z);
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
vec3 vec3::random_in_unit_disk()
|
|
||||||
{
|
|
||||||
while(true)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
auto p = vec3(math::random_double(-1,1), math::random_double(-1,1), 0);
|
|
||||||
if (p.length_squared() >= 1) continue;
|
|
||||||
return p;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
vec3 vec3::random_in_unit_sphere()
|
|
||||||
{
|
|
||||||
while (true)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
auto p = vec3::random(-1,1);
|
|
||||||
if (p.length_squared() >= 1) continue;
|
|
||||||
return p;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
vec3 vec3::random_in_hemisphere(const vec3& normal)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
vec3 in_unit_sphere = vec3::random_in_unit_sphere();
|
|
||||||
if (dot(in_unit_sphere, normal) > 0.0)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
return in_unit_sphere;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
else
|
|
||||||
{
|
|
||||||
return -in_unit_sphere;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
vec3 normalize(vec3 v)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
return v / v.length();
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
double vec3::length() const
|
|
||||||
{
|
|
||||||
return std::sqrt(length_squared());
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
double vec3::length_squared() const
|
|
||||||
{
|
|
||||||
return e[0]*e[0] + e[1]*e[1] + e[2]*e[2];
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
vec3& vec3::operator+=(const vec3 &v)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
e[0] += v.e[0];
|
|
||||||
e[1] += v.e[1];
|
|
||||||
e[2] += v.e[2];
|
|
||||||
return *this;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
vec3& vec3::operator*=(const double t)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
e[0] *= t;
|
|
||||||
e[1] *= t;
|
|
||||||
e[2] *= t;
|
|
||||||
return *this;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
vec3& vec3::operator/=(const double t)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
return *this *= 1 / t;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
std::ostream& operator<<(std::ostream &out, const vec3 &v)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
return out << v.e[0] << ' ' << v.e[1] << ' ' << v.e[2];
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
vec3 operator+(const vec3 &u, const vec3 &v)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
return vec3(u.e[0] + v.e[0], u.e[1] + v.e[1], u.e[2] + v.e[2]);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
vec3 operator-(const vec3 &u, const vec3 &v)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
return vec3(u.e[0] - v.e[0], u.e[1] - v.e[1], u.e[2] - v.e[2]);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
vec3 operator*(const vec3 &u, const vec3 &v)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
return vec3(u.e[0] * v.e[0], u.e[1] * v.e[1], u.e[2] * v.e[2]);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
vec3 operator*(const vec3 &v, double t)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
return t * v;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
vec3 operator*(double t, const vec3 &v)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
return vec3(t * v.e[0], t * v.e[1], t * v.e[2]);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
vec3 operator/(vec3 v, double t)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
return (1 / t) * v;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
vec3 lerp(const vec3 &a, const vec3 &b, double t)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
return (1.0 - t) * a + t * b;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
double dot(const vec3 &u, const vec3 &v)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
return u[0] * v[0]
|
|
||||||
+ u[1] * v[1]
|
|
||||||
+ u[2] * v[2];
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
vec3 cross(const vec3 &u, const vec3 &v)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
return vec3(u.e[1] * v.e[2] - u.e[2] * v.e[1],
|
|
||||||
u.e[2] * v.e[0] - u.e[0] * v.e[2],
|
|
||||||
u.e[0] * v.e[1] - u.e[1] * v.e[0]);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
vec3 reflect(const vec3& v, const vec3& n)
|
vec3 reflect(const vec3& v, const vec3& n)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
return v - 2*dot(v,n)*n;
|
return v - 2*dot(v,n)*n;
|
||||||
|
@ -155,3 +22,36 @@ vec3 refract(const vec3& uv, const vec3& n, double etai_over_etat)
|
||||||
return r_out_parallel + r_out_perp;
|
return r_out_parallel + r_out_perp;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
vec3 random_in_unit_disk()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
while(true)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
auto p = vec3(random_double(-1,1), random_double(-1,1), 0);
|
||||||
|
if (p.length_squared() >= 1) continue;
|
||||||
|
return p;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
vec3 random_in_unit_sphere()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
while (true)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
auto p = vec3::random(-1,1);
|
||||||
|
if (p.length_squared() >= 1) continue;
|
||||||
|
return p;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
vec3 random_in_hemisphere(const vec3& normal)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
vec3 in_unit_sphere = random_in_unit_sphere();
|
||||||
|
if (dot(in_unit_sphere, normal) > 0.0)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
return in_unit_sphere;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
else
|
||||||
|
{
|
||||||
|
return -in_unit_sphere;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
|
|
@ -1,54 +0,0 @@
|
||||||
#include "world.h"
|
|
||||||
|
|
||||||
colour trace(const world& world, const ray& r, int depth)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
hit_record rec;
|
|
||||||
if (depth <= 0)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
return grey;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
if (world.hit(r, 0.001, math::infinity, rec))
|
|
||||||
{
|
|
||||||
ray scattered;
|
|
||||||
colour attenuation;
|
|
||||||
|
|
||||||
if (rec.mat_ptr->scatter(r, rec, attenuation, scattered))
|
|
||||||
{
|
|
||||||
return attenuation * trace(world, scattered, depth-1);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
return grey;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
vec3 unit_direction = normalize(r.direction());
|
|
||||||
auto t = 0.5 * (unit_direction.y() + 1.0) + 0.5;
|
|
||||||
|
|
||||||
return lerp(grey, pink, t);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
world* world::close_glass_sphere()
|
|
||||||
{
|
|
||||||
world* w = new world();
|
|
||||||
|
|
||||||
auto material1 = std::make_shared<dielectric>(1.5);
|
|
||||||
w->add(std::make_shared<sphere>(point3(0, 0, 0), 3.0, material1));
|
|
||||||
|
|
||||||
//auto material2 = make_shared<lambertian>(pink);
|
|
||||||
//world.add(make_shared<sphere>(point3(-4, 1, 0), 1.0, material2));
|
|
||||||
|
|
||||||
auto material3 = std::make_shared<metal>(pink, 0.5);
|
|
||||||
int sphere_count = 10;
|
|
||||||
for (int i = 0; i < sphere_count; i++)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
float a = 6.28 * (float)i/sphere_count - 100.0;
|
|
||||||
float r = 8.0;
|
|
||||||
float x = r*sin(a);
|
|
||||||
float y = 2.0*cos(a);
|
|
||||||
float z = r*cos(a);
|
|
||||||
point3 pos(x,y,z);
|
|
||||||
w->add(std::make_shared<sphere>(pos, 2.0, material3));
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
return w;
|
|
||||||
}
|
|
|
@ -0,0 +1,25 @@
|
||||||
|
fantasy telescope idea
|
||||||
|
|
||||||
|
use rti1w as a base
|
||||||
|
|
||||||
|
* [x] server waits for connection
|
||||||
|
* [x] client establishes connection
|
||||||
|
* [x] send a message to the client
|
||||||
|
* [x] move core rendering out of main.cpp
|
||||||
|
* [ ] combine 'hittable' 'hittable_list' and 'scene'
|
||||||
|
* [x] send rendered image data to client
|
||||||
|
* [x] form image file on client
|
||||||
|
* [ ] client sends receiving port to server
|
||||||
|
* [ ] client application sends command to send image
|
||||||
|
* [ ] server receives imaging command
|
||||||
|
* [ ] server renders image
|
||||||
|
* [ ] server sends image data stream to client
|
||||||
|
* [ ] client application receives image
|
||||||
|
* [ ] client requests resend of lost packets
|
||||||
|
* [ ] client displays image
|
||||||
|
* [ ] client saves image to file
|
||||||
|
* [ ] server sends telemetry to client (what telemetry?)
|
||||||
|
* [ ] server compresses image before sending to client
|
||||||
|
* [ ] client specifies image parameters
|
||||||
|
|
||||||
|
|
Loading…
Reference in New Issue