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root/radiance/ray/src/gen/mkillum2.c
(Generate patch)

Comparing ray/src/gen/mkillum2.c (file contents):
Revision 2.28 by greg, Thu Dec 13 07:03:37 2007 UTC vs.
Revision 2.43 by greg, Fri Nov 17 20:02:07 2023 UTC

# Line 11 | Line 11 | static const char      RCSid[] = "$Id$";
11   #include  "face.h"
12   #include  "cone.h"
13   #include  "source.h"
14 + #include  "paths.h"
15  
16 + #ifndef R_EPS
17 + #define R_EPS           0.005           /* relative epsilon for ray origin */
18 + #endif
19  
20   COLORV *        distarr = NULL;         /* distribution array */
21   int             distsiz = 0;
# Line 24 | Line 28 | newdist(                       /* allocate & clear distribution array */
28   {
29          if (siz <= 0) {
30                  if (distsiz > 0)
31 <                        free((void *)distarr);
31 >                        free(distarr);
32                  distarr = NULL;
33                  distsiz = 0;
34                  return;
35          }
36          if (distsiz < siz) {
37                  if (distsiz > 0)
38 <                        free((void *)distarr);
38 >                        free(distarr);
39                  distarr = (COLORV *)malloc(sizeof(COLOR)*siz);
40                  if (distarr == NULL)
41                          error(SYSTEM, "out of memory in newdist");
# Line 55 | Line 59 | process_ray(                   /* process a ray result or report error
59                  error(USER, "ray tracing process died");
60          if (r->rno >= distsiz)
61                  error(INTERNAL, "bad returned index in process_ray");
62 <        multcolor(r->rcol, r->rcoef);   /* in case it's a source ray */
62 >        smultscolor(r->rcol, r->rcoef); /* in case it's a source ray */
63          colp = &distarr[r->rno * 3];
64 <        addcolor(colp, r->rcol);
64 >        addscolor(colp, r->rcol);
65          return(1);
66   }
67  
# Line 77 | Line 81 | raysamp(                       /* queue a ray sample */
81          VCOPY(myRay.rorg, org);
82          VCOPY(myRay.rdir, dir);
83          myRay.rmax = .0;
84 <        rayorigin(&myRay, PRIMARY, NULL, NULL);
84 >        rayorigin(&myRay, PRIMARY|SPECULAR, NULL, NULL);
85          myRay.rno = ndx;
86                                          /* queue ray, check result */
87          process_ray(&myRay, ray_pqueue(&myRay));
# Line 88 | Line 92 | void
92   srcsamps(                       /* sample sources from this surface position */
93          struct illum_args *il,
94          FVECT org,
95 <        FVECT nrm,
95 >        double eps,
96          MAT4 ixfm
97   )
98   {
99 <        int  nalt, nazi;
99 >        int  nalt=1, nazi=1;
100          SRCINDEX  si;
101          RAY  sr;
102          FVECT   v;
103          double  d;
104          int  i, j;
105                                                  /* get sampling density */
106 <        if (il->sampdens <= 0) {
103 <                nalt = nazi = 1;
104 <        } else {
106 >        if (il->sampdens > 0) {
107                  i = PI * il->sampdens;
108                  nalt = sqrt(i/PI) + .5;
109                  nazi = PI*nalt + .5;
# Line 109 | Line 111 | srcsamps(                      /* sample sources from this surface positi
111          initsrcindex(&si);                      /* loop over (sub)sources */
112          for ( ; ; ) {
113                  VCOPY(sr.rorg, org);            /* pick side to shoot from */
114 <                if (il->sd != NULL) {
113 <                        int  sn = si.sn;
114 <                        if (si.sp+1 >= si.np) ++sn;
115 <                        if (sn >= nsources) break;
116 <                        if (source[sn].sflags & SDISTANT)
117 <                                d = DOT(source[sn].sloc, nrm);
118 <                        else {
119 <                                VSUB(v, source[sn].sloc, org);
120 <                                d = DOT(v, nrm);
121 <                        }
122 <                } else
123 <                        d = 1.0;                /* only transmission */
124 <                if (d < 0.0)
125 <                        d = -1.0001*il->thick - 5.*FTINY;
126 <                else
127 <                        d = 5.*FTINY;
128 <                for (i = 3; i--; )
129 <                        sr.rorg[i] += d*nrm[i];
114 >                samplendx++;                    /* increment sample counter */
115                  if (!srcray(&sr, NULL, &si))
116                          break;                  /* end of sources */
117                                                  /* index direction */
# Line 134 | Line 119 | srcsamps(                      /* sample sources from this surface positi
119                          multv3(v, sr.rdir, ixfm);
120                  else
121                          VCOPY(v, sr.rdir);
122 <                if (il->sd != NULL) {
123 <                        i = getBSDF_incndx(il->sd, v);
124 <                        if (i < 0)
125 <                                continue;       /* must not be important */
126 <                        sr.rno = i;
142 <                        d = 1.0/getBSDF_incohm(il->sd, i);
143 <                } else {
144 <                        if (v[2] >= -FTINY)
145 <                                continue;       /* only sample transmission */
146 <                        d = 1.0 - v[2]*v[2];
147 <                        i = d*nalt;
148 <                        d = atan2(-v[1], -v[0])/(2.*PI);
149 <                        if (d < 0.0) d += 1.0;
150 <                        j = d*nazi + 0.5;
151 <                        if (j >= nazi) j = 0;
152 <                        sr.rno = i*nazi + j;
153 <                        d = nalt*nazi/PI * -v[2];
154 <                }
122 >                if (v[2] >= -FTINY)
123 >                        continue;               /* only sample transmission */
124 >                v[0] = -v[0]; v[1] = -v[1]; v[2] = -v[2];
125 >                sr.rno = flatindex(v, nalt, nazi);
126 >                d = nalt*nazi*(1./PI) * v[2];
127                  d *= si.dom;                    /* solid angle correction */
128 <                scalecolor(sr.rcoef, d);
128 >                scalescolor(sr.rcoef, d);
129 >                VSUM(sr.rorg, sr.rorg, sr.rdir, -eps);
130                  process_ray(&sr, ray_pqueue(&sr));
131          }
132   }
# Line 176 | Line 149 | mkaxes(                        /* compute u and v to go with n */
149          FVECT  n
150   )
151   {
152 <        register int  i;
180 <
181 <        v[0] = v[1] = v[2] = 0.0;
182 <        for (i = 0; i < 3; i++)
183 <                if (n[i] < 0.6 && n[i] > -0.6)
184 <                        break;
185 <        v[i] = 1.0;
186 <        fcross(u, v, n);
187 <        normalize(u);
152 >        getperpendicular(u, n, 1);
153          fcross(v, n, u);
154   }
155  
156  
157   static void
158   rounddir(               /* compute uniform spherical direction */
159 <        register FVECT  dv,
159 >        FVECT  dv,
160          double  alt,
161          double  azi
162   )
# Line 224 | Line 189 | flatdir(               /* compute uniform hemispherical direction *
189  
190  
191   int
192 + flatindex(              /* compute index for hemispherical direction */
193 +        FVECT   dv,
194 +        int     nalt,
195 +        int     nazi
196 + )
197 + {
198 +        double  d;
199 +        int     i, j;
200 +        
201 +        d = 1.0 - dv[2]*dv[2];
202 +        i = d*nalt;
203 +        d = atan2(dv[1], dv[0]) * (0.5/PI);
204 +        if (d < 0.0) d += 1.0;
205 +        j = d*nazi + 0.5;
206 +        if (j >= nazi) j = 0;
207 +        return(i*nazi + j);
208 + }
209 +
210 +
211 + int
212   my_default(     /* default illum action */
213          OBJREC  *ob,
214          struct illum_args  *il,
# Line 252 | Line 237 | my_face(               /* make an illum face */
237          FVECT  dn, org, dir;
238          FVECT  u, v;
239          double  ur[2], vr[2];
240 +        double  epsilon;
241          MAT4  xfm;
242 +        char  xfrot[64];
243          int  nallow;
244          FACE  *fa;
245          int  i, j;
# Line 263 | Line 250 | my_face(               /* make an illum face */
250                  return(my_default(ob, il, nm));
251          }
252                                  /* set up sampling */
253 <        if (il->sd != NULL) {
254 <                if (!getBSDF_xfm(xfm, fa->norm, il->udir)) {
268 <                        objerror(ob, WARNING, "illegal up direction");
269 <                        freeface(ob);
270 <                        return(my_default(ob, il, nm));
271 <                }
272 <                n = il->sd->ninc;
253 >        if (il->sampdens <= 0) {
254 >                nalt = nazi = 1;        /* diffuse assumption */
255          } else {
256 <                if (il->sampdens <= 0) {
257 <                        nalt = nazi = 1;        /* diffuse assumption */
258 <                } else {
277 <                        n = PI * il->sampdens;
278 <                        nalt = sqrt(n/PI) + .5;
279 <                        nazi = PI*nalt + .5;
280 <                }
281 <                n = nazi*nalt;
256 >                n = PI * il->sampdens;
257 >                nalt = sqrt(n/PI) + .5;
258 >                nazi = PI*nalt + .5;
259          }
260 +        n = nazi*nalt;
261          newdist(n);
262                                  /* take first edge >= sqrt(area) */
263          for (j = fa->nv-1, i = 0; i < fa->nv; j = i++) {
# Line 309 | Line 287 | my_face(               /* make an illum face */
287          dim[0] = random();
288                                  /* sample polygon */
289          nallow = 5*n*il->nsamps;
290 +        epsilon = R_EPS*sqrt(fa->area);
291          for (dim[1] = 0; dim[1] < n; dim[1]++)
292                  for (i = 0; i < il->nsamps; i++) {
293                                          /* randomize direction */
294                      h = ilhash(dim, 2) + i;
295 <                    if (il->sd != NULL) {
296 <                        r_BSDF_incvec(dir, il->sd, dim[1], urand(h), xfm);
297 <                    } else {
298 <                        multisamp(sp, 2, urand(h));
299 <                        alti = dim[1]/nazi;
300 <                        r1 = (alti + sp[0])/nalt;
322 <                        r2 = (dim[1] - alti*nazi + sp[1] - .5)/nazi;
323 <                        flatdir(dn, r1, r2);
324 <                        for (j = 0; j < 3; j++)
295 >                    multisamp(sp, 2, urand(h));
296 >                    alti = dim[1]/nazi;
297 >                    r1 = (alti + sp[0])/nalt;
298 >                    r2 = (dim[1] - alti*nazi + sp[1] - .5)/nazi;
299 >                    flatdir(dn, r1, r2);
300 >                    for (j = 0; j < 3; j++)
301                              dir[j] = -dn[0]*u[j] - dn[1]*v[j] -
302                                                  dn[2]*fa->norm[j];
327 –                    }
303                                          /* randomize location */
304                      do {
305                          multisamp(sp, 2, urand(h+4862+nallow));
# Line 340 | Line 315 | my_face(               /* make an illum face */
315                          freeface(ob);
316                          return(my_default(ob, il, nm));
317                      }
318 <                    if (il->sd != NULL && DOT(dir, fa->norm) < -FTINY)
344 <                        r1 = -1.0001*il->thick - 5.*FTINY;
345 <                    else
346 <                        r1 = 5.*FTINY;
347 <                    for (j = 0; j < 3; j++)
348 <                        org[j] += r1*fa->norm[j];
318 >                    VSUM(org, org, dir, -epsilon);
319                                          /* send sample */
320                      raysamp(dim[1], org, dir);
321                  }
322                                  /* add in direct component? */
323 <        if (!directvis && il->flags & IL_LIGHT) {
323 >        if (il->flags & IL_LIGHT) {
324                  MAT4    ixfm;
325 <                if (il->sd == NULL) {
326 <                        for (i = 3; i--; ) {
327 <                                ixfm[i][0] = u[i];
328 <                                ixfm[i][1] = v[i];
329 <                                ixfm[i][2] = fa->norm[i];
330 <                                ixfm[i][3] = 0.;
331 <                        }
332 <                        ixfm[3][0] = ixfm[3][1] = ixfm[3][2] = 0.;
363 <                        ixfm[3][3] = 1.;
364 <                } else if (!invmat4(ixfm, xfm))
365 <                        objerror(ob, INTERNAL, "cannot invert BSDF transform");
325 >                for (i = 3; i--; ) {
326 >                        ixfm[i][0] = u[i];
327 >                        ixfm[i][1] = v[i];
328 >                        ixfm[i][2] = fa->norm[i];
329 >                        ixfm[i][3] = 0.;
330 >                }
331 >                ixfm[3][0] = ixfm[3][1] = ixfm[3][2] = 0.;
332 >                ixfm[3][3] = 1.;
333                  dim[0] = random();
334                  nallow = 10*il->nsamps;
335                  for (i = 0; i < il->nsamps; i++) {
# Line 383 | Line 350 | my_face(               /* make an illum face */
350                          return(my_default(ob, il, nm));
351                      }
352                                          /* sample source rays */
353 <                    srcsamps(il, org, fa->norm, ixfm);
353 >                    srcsamps(il, org, epsilon, ixfm);
354                  }
355          }
356                                  /* wait for all rays to finish */
357          rayclean();
391 –        if (il->sd != NULL) {   /* run distribution through BSDF */
392 –                nalt = sqrt(il->sd->nout/PI) + .5;
393 –                nazi = PI*nalt + .5;
394 –                redistribute(il->sd, nalt, nazi, u, v, fa->norm, xfm);
395 –                if (!il->sampdens)
396 –                        il->sampdens = nalt*nazi/PI + .999;
397 –        }
358                                  /* write out the face and its distribution */
359          if (average(il, distarr, n)) {
360                  if (il->sampdens > 0)
# Line 410 | Line 370 | my_face(               /* make an illum face */
370  
371   int
372   my_sphere(      /* make an illum sphere */
373 <        register OBJREC  *ob,
373 >        OBJREC  *ob,
374          struct illum_args  *il,
375          char  *nm
376   )
# Line 420 | Line 380 | my_sphere(     /* make an illum sphere */
380          double  sp[4], r1, r2, r3;
381          FVECT  org, dir;
382          FVECT  u, v;
383 <        register int  i, j;
383 >        int  i, j;
384                                  /* check arguments */
385          if (ob->oargs.nfargs != 4)
386                  objerror(ob, USER, "bad # of arguments");
# Line 432 | Line 392 | my_sphere(     /* make an illum sphere */
392                  nalt = sqrt(2./PI*n) + .5;
393                  nazi = PI/2.*nalt + .5;
394          }
435 –        if (il->sd != NULL)
436 –                objerror(ob, WARNING, "BSDF ignored");
395          n = nalt*nazi;
396          newdist(n);
397          dim[0] = random();
# Line 488 | Line 446 | my_ring(               /* make an illum ring */
446          int  dim[2];
447          int  n, nalt, nazi, alti;
448          double  sp[2], r1, r2, r3;
449 +        double  epsilon;
450          int  h;
451          FVECT  dn, org, dir;
452          FVECT  u, v;
453          MAT4  xfm;
454          CONE  *co;
455          int  i, j;
456 <                                /* get/check arguments */
456 >                                        /* get/check arguments */
457          co = getcone(ob, 0);
458 <                                /* set up sampling */
459 <        if (il->sd != NULL) {
460 <                if (!getBSDF_xfm(xfm, co->ad, il->udir)) {
461 <                        objerror(ob, WARNING, "illegal up direction");
462 <                        freecone(ob);
504 <                        return(my_default(ob, il, nm));
505 <                }
506 <                n = il->sd->ninc;
458 >        if (co == NULL)
459 >                objerror(ob, USER, "cannot create illum");
460 >                                        /* set up sampling */
461 >        if (il->sampdens <= 0) {
462 >                nalt = nazi = 1;        /* diffuse assumption */
463          } else {
464 <                if (il->sampdens <= 0) {
465 <                        nalt = nazi = 1;        /* diffuse assumption */
466 <                } else {
511 <                        n = PI * il->sampdens;
512 <                        nalt = sqrt(n/PI) + .5;
513 <                        nazi = PI*nalt + .5;
514 <                }
515 <                n = nazi*nalt;
464 >                n = PI * il->sampdens;
465 >                nalt = sqrt(n/PI) + .5;
466 >                nazi = PI*nalt + .5;
467          }
468 +        epsilon = R_EPS*CO_R1(co);
469 +        n = nazi*nalt;
470          newdist(n);
471          mkaxes(u, v, co->ad);
472          dim[0] = random();
# Line 523 | Line 476 | my_ring(               /* make an illum ring */
476                                          /* next sample point */
477                      h = ilhash(dim,2) + i;
478                                          /* randomize direction */
479 <                    if (il->sd != NULL) {
480 <                        r_BSDF_incvec(dir, il->sd, dim[1], urand(h), xfm);
481 <                    } else {
482 <                        multisamp(sp, 2, urand(h));
483 <                        alti = dim[1]/nazi;
484 <                        r1 = (alti + sp[0])/nalt;
485 <                        r2 = (dim[1] - alti*nazi + sp[1] - .5)/nazi;
533 <                        flatdir(dn, r1, r2);
534 <                        for (j = 0; j < 3; j++)
535 <                                dir[j] = -dn[0]*u[j] - dn[1]*v[j] - dn[2]*co->ad[j];
536 <                    }
479 >                    multisamp(sp, 2, urand(h));
480 >                    alti = dim[1]/nazi;
481 >                    r1 = (alti + sp[0])/nalt;
482 >                    r2 = (dim[1] - alti*nazi + sp[1] - .5)/nazi;
483 >                    flatdir(dn, r1, r2);
484 >                    for (j = 0; j < 3; j++)
485 >                        dir[j] = -dn[0]*u[j] - dn[1]*v[j] - dn[2]*co->ad[j];
486                                          /* randomize location */
487                      multisamp(sp, 2, urand(h+8371));
488                      r3 = sqrt(CO_R0(co)*CO_R0(co) +
# Line 541 | Line 490 | my_ring(               /* make an illum ring */
490                      r2 = 2.*PI*sp[1];
491                      r1 = r3*cos(r2);
492                      r2 = r3*sin(r2);
544 –                    if (il->sd != NULL && DOT(dir, co->ad) < -FTINY)
545 –                        r3 = -1.0001*il->thick - 5.*FTINY;
546 –                    else
547 –                        r3 = 5.*FTINY;
493                      for (j = 0; j < 3; j++)
494                          org[j] = CO_P0(co)[j] + r1*u[j] + r2*v[j] +
495 <                                                r3*co->ad[j];
495 >                                                epsilon*co->ad[j];
496                                          /* send sample */
497                      raysamp(dim[1], org, dir);
498                  }
499                                  /* add in direct component? */
500 <        if (!directvis && il->flags & IL_LIGHT) {
500 >        if (il->flags & IL_LIGHT) {
501                  MAT4    ixfm;
502 <                if (il->sd == NULL) {
503 <                        for (i = 3; i--; ) {
504 <                                ixfm[i][0] = u[i];
505 <                                ixfm[i][1] = v[i];
506 <                                ixfm[i][2] = co->ad[i];
507 <                                ixfm[i][3] = 0.;
508 <                        }
509 <                        ixfm[3][0] = ixfm[3][1] = ixfm[3][2] = 0.;
565 <                        ixfm[3][3] = 1.;
566 <                } else if (!invmat4(ixfm, xfm))
567 <                        objerror(ob, INTERNAL, "cannot invert BSDF transform");
502 >                for (i = 3; i--; ) {
503 >                        ixfm[i][0] = u[i];
504 >                        ixfm[i][1] = v[i];
505 >                        ixfm[i][2] = co->ad[i];
506 >                        ixfm[i][3] = 0.;
507 >                }
508 >                ixfm[3][0] = ixfm[3][1] = ixfm[3][2] = 0.;
509 >                ixfm[3][3] = 1.;
510                  dim[0] = random();
511                  for (i = 0; i < il->nsamps; i++) {
512                                          /* randomize location */
# Line 578 | Line 520 | my_ring(               /* make an illum ring */
520                      for (j = 0; j < 3; j++)
521                          org[j] = CO_P0(co)[j] + r1*u[j] + r2*v[j];
522                                          /* sample source rays */
523 <                    srcsamps(il, org, co->ad, ixfm);
523 >                    srcsamps(il, org, epsilon, ixfm);
524                  }
525          }
526                                  /* wait for all rays to finish */
527          rayclean();
586 –        if (il->sd != NULL) {   /* run distribution through BSDF */
587 –                nalt = sqrt(il->sd->nout/PI) + .5;
588 –                nazi = PI*nalt + .5;
589 –                redistribute(il->sd, nalt, nazi, u, v, co->ad, xfm);
590 –                if (!il->sampdens)
591 –                        il->sampdens = nalt*nazi/PI + .999;
592 –        }
528                                  /* write out the ring and its distribution */
529          if (average(il, distarr, n)) {
530                  if (il->sampdens > 0)

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