Add ConstantTexture and use it for Lambertian material.

rtiow/src/bvh.rs

@@ -234,6 +234,7 @@ mod tests {
     use material::Lambertian;
     use material::Metal;
     use sphere::Sphere;
+    use texture::ConstantTexture;
     use vec3::Vec3;
 
     use super::*;
@@ -245,7 +246,9 @@ mod tests {
                 Box::new(Sphere::new(
                     Vec3::new(0., 0., 0.),
                     0.5,
-                    Box::new(Lambertian::new(Vec3::new(0.1, 0.2, 0.5))),
+                    Box::new(Lambertian::new(Box::new(ConstantTexture::new(Vec3::new(
+                        0.1, 0.2, 0.5,
+                    ))))),
                 )),
                 Box::new(Sphere::new(
                     Vec3::new(1., 0., 0.),
@@ -271,7 +274,9 @@ mod tests {
                 Box::new(Sphere::new(
                     Vec3::new(0., 0., 0.),
                     0.5,
-                    Box::new(Lambertian::new(Vec3::new(0.1, 0.2, 0.5))),
+                    Box::new(Lambertian::new(Box::new(ConstantTexture::new(Vec3::new(
+                        0.1, 0.2, 0.5,
+                    ))))),
                 )),
                 Box::new(Sphere::new(
                     Vec3::new(1., 0., 0.),

rtiow/src/lib.rs

@@ -11,6 +11,7 @@ pub mod ray;
 pub mod renderer;
 pub mod scenes;
 pub mod sphere;
+pub mod texture;
 pub mod vec3;
 
 extern crate crossbeam_channel;

rtiow/src/material.rs

@@ -3,6 +3,7 @@ use self::rand::Rng;
 
 use hitable::HitRecord;
 use ray::Ray;
+use texture::Texture;
 use vec3::dot;
 use vec3::Vec3;
 
@@ -33,12 +34,13 @@ pub trait Material: Send + Sync {
 }
 
 pub struct Lambertian {
-    albedo: Vec3,
+    // TODO(wathiede): implement texture sharing via references
+    albedo: Box<Texture>,
 }
 
 impl Lambertian {
-    pub fn new(albedo: Vec3) -> Lambertian {
+    pub fn new(texture: Box<Texture>) -> Lambertian {
-        Lambertian { albedo }
+        Lambertian { albedo: texture }
     }
 }
 
@@ -46,7 +48,7 @@ impl Material for Lambertian {
     fn scatter(&self, r_in: &Ray, rec: &HitRecord) -> ScatterResponse {
         let target = rec.p + rec.normal + random_in_unit_sphere();
         ScatterResponse {
-            attenutation: self.albedo,
+            attenutation: self.albedo.value(0., 0., rec.p),
             scattered: Ray::new(rec.p, target - rec.p, r_in.time),
             reflected: true,
         }

rtiow/src/scenes/bench.rs

@@ -10,6 +10,7 @@ use material::Lambertian;
 use renderer::Opt;
 use renderer::Scene;
 use sphere::Sphere;
+use texture::ConstantTexture;
 use vec3::Vec3;
 
 pub fn new(opt: &Opt) -> Scene {
@@ -32,7 +33,7 @@ pub fn new(opt: &Opt) -> Scene {
     );
     let mut rng = rand::thread_rng();
     let mut grid: Vec<Box<Hit>> = Vec::new();
-    let len = 100;
+    let len = 1000;
     for x in 0..len {
         for z in 0..len {
             let r = rng.gen_range::<f32>(0., 1.);
@@ -45,7 +46,9 @@ pub fn new(opt: &Opt) -> Scene {
             grid.push(Box::new(Sphere::new(
                 Vec3::new(x_pos, 0., z_pos),
                 0.5,
-                Box::new(Lambertian::new(Vec3::new(r, g, b))),
+                Box::new(Lambertian::new(Box::new(ConstantTexture::new(Vec3::new(
+                    r, g, b,
+                ))))),
             )));
         }
     }

rtiow/src/scenes/book.rs

@@ -11,6 +11,7 @@ use material::Metal;
 use renderer::Opt;
 use renderer::Scene;
 use sphere::Sphere;
+use texture::ConstantTexture;
 use vec3::Vec3;
 
 pub fn new(opt: &Opt) -> Scene {
@@ -55,7 +56,9 @@ fn random_scene(background_color: Vec3) -> Vec<Box<Hit>> {
     let mut objects: Vec<Box<Hit>> = vec![Box::new(Sphere::new(
         Vec3::new(0., -1000., 0.),
         1000.,
-        Box::new(Lambertian::new(background_color)),
+        Box::new(Lambertian::new(Box::new(ConstantTexture::new(
+            background_color,
+        )))),
     ))];
     let mut random = || rng.gen_range::<f32>(0., 1.);
 
@@ -69,11 +72,11 @@ fn random_scene(background_color: Vec3) -> Vec<Box<Hit>> {
                     Box::new(Sphere::new(
                         center,
                         0.2,
-                        Box::new(Lambertian::new(Vec3::new(
+                        Box::new(Lambertian::new(Box::new(ConstantTexture::new(Vec3::new(
                             random() * random(),
                             random() * random(),
                             random() * random(),
-                        ))),
+                        ))))),
                     ))
                 } else if choose_mat < 0.95 {
                     // metal
@@ -107,7 +110,9 @@ fn random_scene(background_color: Vec3) -> Vec<Box<Hit>> {
         Box::new(Sphere::new(
             Vec3::new(-4., 1., 0.),
             1.0,
-            Box::new(Lambertian::new(Vec3::new(0.4, 0.2, 0.1))),
+            Box::new(Lambertian::new(Box::new(ConstantTexture::new(Vec3::new(
+                0.4, 0.2, 0.1,
+            ))))),
         )),
         Box::new(Sphere::new(
             Vec3::new(4., 1., 0.),

rtiow/src/scenes/bvh.rs

@@ -7,6 +7,7 @@ use moving_sphere::MovingSphere;
 use renderer::Opt;
 use renderer::Scene;
 use sphere::Sphere;
+use texture::ConstantTexture;
 use vec3::Vec3;
 
 pub fn new(opt: &Opt) -> Scene {
@@ -32,12 +33,16 @@ pub fn new(opt: &Opt) -> Scene {
             Box::new(Sphere::new(
                 Vec3::new(0., 0., -1.),
                 0.5,
-                Box::new(Lambertian::new(Vec3::new(0.1, 0.2, 0.5))),
+                Box::new(Lambertian::new(Box::new(ConstantTexture::new(Vec3::new(
+                    0.1, 0.2, 0.5,
+                ))))),
             )),
             Box::new(Sphere::new(
                 Vec3::new(0., -100.5, -1.),
                 100.,
-                Box::new(Lambertian::new(Vec3::new(0.8, 0.8, 0.8))),
+                Box::new(Lambertian::new(Box::new(ConstantTexture::new(Vec3::new(
+                    0.8, 0.8, 0.8,
+                ))))),
             )),
             Box::new(Sphere::new(
                 Vec3::new(1., 0., -1.),
@@ -50,7 +55,9 @@ pub fn new(opt: &Opt) -> Scene {
                 0.5,
                 time_min,
                 time_max,
-                Box::new(Lambertian::new(Vec3::new(0.2, 0.8, 0.2))),
+                Box::new(Lambertian::new(Box::new(ConstantTexture::new(Vec3::new(
+                    0.2, 0.8, 0.2,
+                ))))),
             )),
         ],
         time_min,

rtiow/src/scenes/cube.rs

@@ -6,6 +6,7 @@ use material::Lambertian;
 use renderer::Opt;
 use renderer::Scene;
 use sphere::Sphere;
+use texture::ConstantTexture;
 use vec3::Vec3;
 
 pub fn new(opt: &Opt) -> Scene {
@@ -30,17 +31,23 @@ pub fn new(opt: &Opt) -> Scene {
         Box::new(Sphere::new(
             Vec3::new(0., 0., -1.),
             0.5,
-            Box::new(Lambertian::new(Vec3::new(0.1, 0.2, 0.5))),
+            Box::new(Lambertian::new(Box::new(ConstantTexture::new(Vec3::new(
+                0.1, 0.2, 0.5,
+            ))))),
         )),
         Box::new(Cube::new(
             Vec3::new(0., 0., 0.),
             0.5,
-            Box::new(Lambertian::new(Vec3::new(0.5, 0.2, 0.1))),
+            Box::new(Lambertian::new(Box::new(ConstantTexture::new(Vec3::new(
+                0.5, 0.2, 0.1,
+            ))))),
         )),
         Box::new(Sphere::new(
             Vec3::new(0., -100.5, -1.),
             100.,
-            Box::new(Lambertian::new(Vec3::new(0.8, 0.8, 0.8))),
+            Box::new(Lambertian::new(Box::new(ConstantTexture::new(Vec3::new(
+                0.8, 0.8, 0.8,
+            ))))),
         )),
     ]));
     Scene {

rtiow/src/scenes/test.rs

@@ -9,6 +9,7 @@ use material::Metal;
 use renderer::Opt;
 use renderer::Scene;
 use sphere::Sphere;
+use texture::ConstantTexture;
 use vec3::Vec3;
 
 pub fn new(opt: &Opt) -> Scene {
@@ -43,19 +44,25 @@ pub fn new(opt: &Opt) -> Scene {
         objects.push(Box::new(Sphere::new(
             center,
             0.5,
-            Box::new(Lambertian::new(Vec3::new(1., 0., 0.))),
+            Box::new(Lambertian::new(Box::new(ConstantTexture::new(Vec3::new(
+                1., 0., 0.,
+            ))))),
         )));
         let center = Vec3::new(c1, 0., c2);
         objects.push(Box::new(Sphere::new(
             center,
             0.5,
-            Box::new(Lambertian::new(Vec3::new(0., 1., 0.))),
+            Box::new(Lambertian::new(Box::new(ConstantTexture::new(Vec3::new(
+                0., 1., 0.,
+            ))))),
         )));
         let center = Vec3::new(c1, c2, 0.);
         objects.push(Box::new(Sphere::new(
             center,
             0.5,
-            Box::new(Lambertian::new(Vec3::new(0., 0., 1.))),
+            Box::new(Lambertian::new(Box::new(ConstantTexture::new(Vec3::new(
+                0., 0., 1.,
+            ))))),
         )));
     }
     let world: Box<Hit> = if opt.use_accel {

rtiow/src/scenes/tutorial.rs

@@ -8,6 +8,7 @@ use moving_sphere::MovingSphere;
 use renderer::Opt;
 use renderer::Scene;
 use sphere::Sphere;
+use texture::ConstantTexture;
 use vec3::Vec3;
 
 pub fn new(opt: &Opt) -> Scene {
@@ -29,9 +30,9 @@ pub fn new(opt: &Opt) -> Scene {
         time_max,
     );
     let ground_color = if opt.use_accel {
-        Vec3::new(1.0, 0.4, 0.4)
+        Box::new(ConstantTexture::new(Vec3::new(1.0, 0.4, 0.4)))
     } else {
-        Vec3::new(0.4, 1.0, 0.4)
+        Box::new(ConstantTexture::new(Vec3::new(0.4, 1.0, 0.4)))
     };
 
     let objects: Vec<Box<Hit>> = vec![
@@ -39,7 +40,9 @@ pub fn new(opt: &Opt) -> Scene {
         Box::new(Sphere::new(
             Vec3::new(0., 0., -1.),
             0.5,
-            Box::new(Lambertian::new(Vec3::new(0.1, 0.2, 0.5))),
+            Box::new(Lambertian::new(Box::new(ConstantTexture::new(Vec3::new(
+                0.1, 0.2, 0.5,
+            ))))),
         )),
         Box::new(Sphere::new(
             Vec3::new(0., -100.5, -1.),
@@ -57,7 +60,9 @@ pub fn new(opt: &Opt) -> Scene {
             0.5,
             0.,
             1.,
-            Box::new(Lambertian::new(Vec3::new(0.2, 0.8, 0.2))),
+            Box::new(Lambertian::new(Box::new(ConstantTexture::new(Vec3::new(
+                0.2, 0.8, 0.2,
+            ))))),
         )),
     ];
     let world: Box<Hit> = if opt.use_accel {

rtiow/src/texture.rs

@@ -0,0 +1,21 @@
+use vec3::Vec3;
+
+pub trait Texture: Send + Sync {
+    fn value(&self, u: f32, v: f32, p: Vec3) -> Vec3;
+}
+
+pub struct ConstantTexture {
+    color: Vec3,
+}
+
+impl ConstantTexture {
+    pub fn new(color: Vec3) -> ConstantTexture {
+        ConstantTexture { color }
+    }
+}
+
+impl Texture for ConstantTexture {
+    fn value(&self, _u: f32, _v: f32, _p: Vec3) -> Vec3 {
+        self.color
+    }
+}