]> gitweb.factorcode.org Git - factor.git/blobdiff - extra/benchmark/raytracer-simd/raytracer-simd.factor
factor: trim using lists
[factor.git] / extra / benchmark / raytracer-simd / raytracer-simd.factor
index 2d16c8cd1fdc696c4236c6cc49fe31bd0123ec3f..dd5bcfaae0d90f4fa05d3ecad63f571f23388ad7 100644 (file)
@@ -1,13 +1,14 @@
 ! Factor port of the raytracer benchmark from
-! http://www.ffconsultancy.com/free/ray_tracer/languages.html
+! http://www.ffconsultancy.com/languages/ray_tracer/index.html
 
-USING: arrays accessors io io.files io.files.temp
+USING: arrays accessors generalizations io.files io.files.temp
 io.encodings.binary kernel math math.constants math.functions
-math.vectors math.vectors.simd math.parser make sequences
-sequences.private words hints classes.struct ;
-SIMD: double-4
+math.vectors math.vectors.simd.cords math.parser make sequences
+words combinators ;
 IN: benchmark.raytracer-simd
 
+<< SYNTAX: no-compile last-word t "no-compile" set-word-prop ; >>
+
 ! parameters
 
 ! Normalized { -1 -3 2 }.
@@ -25,7 +26,7 @@ CONSTANT: levels 3
 
 CONSTANT: size 200
 
-: delta ( -- n ) epsilon sqrt ; inline
+: delta ( -- n ) epsilon sqrt ; inline no-compile
 
 TUPLE: ray { orig double-4 read-only } { dir double-4 read-only } ;
 
@@ -35,80 +36,69 @@ TUPLE: hit { normal double-4 read-only } { lambda float read-only } ;
 
 C: <hit> hit
 
-GENERIC: intersect-scene ( hit ray scene -- hit )
-
 TUPLE: sphere { center double-4 read-only } { radius float read-only } ;
 
 C: <sphere> sphere
 
-: sphere-v ( sphere ray -- v )
-    [ center>> ] [ orig>> ] bi* v- ; inline
+: sphere-v ( sphere ray -- v ) [ center>> ] [ orig>> ] bi* v- ; inline no-compile
 
-: sphere-b ( v ray -- b )
-    dir>> v. ; inline
+: sphere-b ( v ray -- b ) dir>> vdot ; inline no-compile
 
-: sphere-d ( sphere b v -- d )
-    [ radius>> sq ] [ sq ] [ norm-sq ] tri* - + ; inline
+: sphere-d ( sphere b v -- d ) [ radius>> sq ] [ sq ] [ norm-sq ] tri* - + ; inline no-compile
 
-: -+ ( x y -- x-y x+y )
-    [ - ] [ + ] 2bi ; inline
+: -+ ( x y -- x-y x+y ) [ - ] [ + ] 2bi ; inline no-compile
 
 : sphere-t ( b d -- t )
     -+ dup 0.0 <
-    [ 2drop 1/0. ] [ [ [ 0.0 > ] keep ] dip ? ] if ; inline
+    [ 2drop 1/0. ] [ [ [ 0.0 > ] keep ] dip ? ] if ; inline no-compile
 
 : sphere-b&v ( sphere ray -- b v )
     [ sphere-v ] [ nip ] 2bi
-    [ sphere-b ] [ drop ] 2bi ; inline
+    [ sphere-b ] [ drop ] 2bi ; inline no-compile
 
 : ray-sphere ( sphere ray -- t )
     [ drop ] [ sphere-b&v ] 2bi
     [ drop ] [ sphere-d ] 3bi
-    dup 0.0 < [ 3drop 1/0. ] [ sqrt sphere-t nip ] if ; inline
+    dup 0.0 < [ 3drop 1/0. ] [ sqrt sphere-t nip ] if ; inline no-compile
 
-: if-ray-sphere ( hit ray sphere quot -- hit )
-    #! quot: hit ray sphere l -- hit
+: if-ray-sphere ( hit ray sphere quot: ( hit ray sphere l -- hit ) -- hit )
     [
         [ ] [ swap ray-sphere nip ] [ 2drop lambda>> ] 3tri
         [ drop ] [ < ] 2bi
-    ] dip [ 3drop ] if ; inline
+    ] dip [ 3drop ] if ; inline no-compile
 
 : sphere-n ( ray sphere l -- n )
     [ [ orig>> ] [ dir>> ] bi ] [ center>> ] [ ] tri*
-    swap [ v*n ] dip v- v+ ; inline
-
-M: sphere intersect-scene ( hit ray sphere -- hit )
-    [ [ sphere-n normalize ] keep <hit> nip ] if-ray-sphere ;
-
-HINTS: M\ sphere intersect-scene { hit ray sphere } ;
+    swap [ v*n ] dip v- v+ ; inline no-compile
 
 TUPLE: group < sphere { objs array read-only } ;
 
 : <group> ( objs bound -- group )
-    [ center>> ] [ radius>> ] bi rot group boa ; inline
+    swap [ [ center>> ] [ radius>> ] bi ] dip group boa ; inline no-compile
 
 : make-group ( bound quot -- )
-    swap [ { } make ] dip <group> ; inline
+    swap [ { } make ] dip <group> ; inline no-compile
 
-M: group intersect-scene ( hit ray group -- hit )
-    [ drop objs>> [ intersect-scene ] with each ] if-ray-sphere ;
-
-HINTS: M\ group intersect-scene { hit ray group } ;
+: intersect-scene ( hit ray scene -- hit )
+    {
+        { [ dup group? ] [ [ drop objs>> [ intersect-scene ] with each ] if-ray-sphere ] }
+        { [ dup sphere? ] [ [ [ sphere-n normalize ] keep <hit> nip ] if-ray-sphere ] }
+    } cond ; inline recursive no-compile
 
 CONSTANT: initial-hit T{ hit f double-4{ 0.0 0.0 0.0 0.0 } 1/0. }
 
 : initial-intersect ( ray scene -- hit )
-    [ initial-hit ] 2dip intersect-scene ; inline
+    [ initial-hit ] 2dip intersect-scene ; inline no-compile
 
 : ray-o ( ray hit -- o )
     [ [ orig>> ] [ normal>> delta v*n ] bi* ]
     [ [ dir>> ] [ lambda>> ] bi* v*n ]
-    2bi v+ v+ ; inline
+    2bi v+ v+ ; inline no-compile
 
 : sray-intersect ( ray scene hit -- ray )
-    swap [ ray-o light vneg <ray> ] dip initial-intersect ; inline
+    swap [ ray-o light vneg <ray> ] dip initial-intersect ; inline no-compile
 
-: ray-g ( hit -- g ) normal>> light v. ; inline
+: ray-g ( hit -- g ) normal>> light vdot ; inline no-compile
 
 : cast-ray ( ray scene -- g )
     2dup initial-intersect dup lambda>> 1/0. = [
@@ -116,73 +106,68 @@ CONSTANT: initial-hit T{ hit f double-4{ 0.0 0.0 0.0 0.0 } 1/0. }
     ] [
         [ sray-intersect lambda>> 1/0. = ] keep swap
         [ ray-g neg ] [ drop 0.0 ] if
-    ] if ; inline
+    ] if ; inline no-compile
 
 : create-center ( c r d -- c2 )
-    [ 3.0 12.0 sqrt / * ] dip n*v v+ ; inline
+    [ 3.0 12.0 sqrt / * ] dip n*v v+ ; inline no-compile
 
-DEFER: create ( level c r -- scene )
+DEFER: create
 
 : create-step ( level c r d -- scene )
     over [ create-center ] dip 2.0 / [ 1 - ] 2dip create ;
 
-: create-offsets ( quot -- )
+CONSTANT: create-offsets
     {
         double-4{ -1.0 1.0 -1.0 0.0 }
         double-4{ 1.0 1.0 -1.0 0.0 }
         double-4{ -1.0 1.0 1.0 0.0 }
         double-4{ 1.0 1.0 1.0 0.0 }
-    } swap each ; inline
+    }
 
 : create-bound ( c r -- sphere ) 3.0 * <sphere> ;
 
 : create-group ( level c r -- scene )
     2dup create-bound [
         2dup <sphere> ,
-        [ [ 3dup ] dip create-step , ] create-offsets 3drop
+        create-offsets [ create-step , ] 3 nwith each
     ] make-group ;
 
 : create ( level c r -- scene )
     pick 1 = [ <sphere> nip ] [ create-group ] if ;
 
 : ss-point ( dx dy -- point )
-    [ oversampling /f ] bi@ 0.0 0.0 double-4-boa ;
-
-: ss-grid ( -- ss-grid )
-    oversampling [ oversampling [ ss-point ] with map ] map ;
-
-: ray-grid ( point ss-grid -- ray-grid )
-    [
-        [ v+ normalize double-4{ 0.0 0.0 -4.0 0.0 } swap <ray> ] with map
-    ] with map ;
-
-: ray-pixel ( scene point -- n )
-    ss-grid ray-grid [ 0.0 ] 2dip
-    [ [ swap cast-ray + ] with each ] with each ;
-
-: pixel-grid ( -- grid )
-    size reverse [
-        size [
+    [ oversampling /f ] bi@ 0.0 0.0 double-4-boa ; inline no-compile
+
+: ray-pixel ( scene point -- ray-grid )
+    [ 0.0 ] 2dip
+    oversampling <iota> [
+        oversampling <iota> [
+            ss-point v+ normalize
+            double-4{ 0.0 0.0 -4.0 0.0 } swap <ray>
+            swap cast-ray +
+        ] 3 nwith each
+    ] 2with each ; inline no-compile
+
+: ray-trace ( scene -- grid )
+    size <iota> <reversed> [
+        size <iota> [
             [ size 0.5 * - ] bi@ swap size
-            0.0 double-4-boa
-        ] with map
-    ] map ;
+            0.0 double-4-boa ray-pixel
+        ] 2with map
+    ] with map ;
 
 : pgm-header ( w h -- )
     "P5\n" % swap # " " % # "\n255\n" % ;
 
 : pgm-pixel ( n -- ) 255 * 0.5 + >fixnum , ;
 
-: ray-trace ( scene -- pixels )
-    pixel-grid [ [ ray-pixel ] with map ] with map ;
-
-: run ( -- string )
+: run-raytracer-simd ( -- string )
     levels double-4{ 0.0 -1.0 0.0 0.0 } 1.0 create ray-trace [
         size size pgm-header
         [ [ oversampling sq / pgm-pixel ] each ] each
     ] B{ } make ;
 
-: raytracer-main ( -- )
-    run "raytracer.pnm" temp-file binary set-file-contents ;
+: raytracer-simd-benchmark ( -- )
+    run-raytracer-simd "raytracer.pnm" temp-file binary set-file-contents ;
 
-MAIN: raytracer-main
+MAIN: raytracer-simd-benchmark