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

Comparing ray/src/gen/mkillum2.c (file contents):
Revision 2.24 by greg, Wed Dec 5 20:07:34 2007 UTC vs.
Revision 2.39 by greg, Thu Dec 4 05:26:28 2014 UTC

# Line 10 | Line 10 | static const char      RCSid[] = "$Id$";
10   #include  "mkillum.h"
11   #include  "face.h"
12   #include  "cone.h"
13 < #include  "random.h"
13 > #include  "source.h"
14 > #include  "paths.h"
15  
16 + #ifndef NBSDFSAMPS
17 + #define NBSDFSAMPS      256             /* BSDF resampling count */
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 42 | Line 46 | newdist(                       /* allocate & clear distribution array */
46  
47  
48   int
49 < process_ray(RAY *r, int rv)
49 > process_ray(                    /* process a ray result or report error */
50 >        RAY *r,
51 >        int rv
52 > )
53   {
54          COLORV  *colp;
55  
# Line 52 | Line 59 | process_ray(RAY *r, int rv)
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 */
63          colp = &distarr[r->rno * 3];
64          addcolor(colp, r->rcol);
65          return(1);
# Line 59 | Line 67 | process_ray(RAY *r, int rv)
67  
68  
69   void
70 < raysamp(        /* queue a ray sample */
70 > raysamp(                        /* queue a ray sample */
71          int  ndx,
72          FVECT  org,
73          FVECT  dir
# Line 73 | 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 81 | Line 89 | raysamp(       /* queue a ray sample */
89  
90  
91   void
92 + srcsamps(                       /* sample sources from this surface position */
93 +        struct illum_args *il,
94 +        FVECT org,
95 +        FVECT nrm,
96 +        MAT4 ixfm
97 + )
98 + {
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) {
107 +                i = PI * il->sampdens;
108 +                nalt = sqrt(i/PI) + .5;
109 +                nazi = PI*nalt + .5;
110 +        }
111 +        initsrcindex(&si);                      /* loop over (sub)sources */
112 +        for ( ; ; ) {
113 +                VCOPY(sr.rorg, org);            /* pick side to shoot from */
114 +                d = 5.*FTINY;
115 +                VSUM(sr.rorg, sr.rorg, nrm, d);
116 +                samplendx++;                    /* increment sample counter */
117 +                if (!srcray(&sr, NULL, &si))
118 +                        break;                  /* end of sources */
119 +                                                /* index direction */
120 +                if (ixfm != NULL)
121 +                        multv3(v, sr.rdir, ixfm);
122 +                else
123 +                        VCOPY(v, sr.rdir);
124 +                if (v[2] >= -FTINY)
125 +                        continue;       /* only sample transmission */
126 +                v[0] = -v[0]; v[1] = -v[1]; v[2] = -v[2];
127 +                sr.rno = flatindex(v, nalt, nazi);
128 +                d = nalt*nazi*(1./PI) * v[2];
129 +                d *= si.dom;                    /* solid angle correction */
130 +                scalecolor(sr.rcoef, d);
131 +                process_ray(&sr, ray_pqueue(&sr));
132 +        }
133 + }
134 +
135 +
136 + void
137   rayclean()                      /* finish all pending rays */
138   {
139          RAY     myRay;
# Line 97 | Line 150 | mkaxes(                        /* compute u and v to go with n */
150          FVECT  n
151   )
152   {
153 <        register int  i;
101 <
102 <        v[0] = v[1] = v[2] = 0.0;
103 <        for (i = 0; i < 3; i++)
104 <                if (n[i] < 0.6 && n[i] > -0.6)
105 <                        break;
106 <        v[i] = 1.0;
107 <        fcross(u, v, n);
108 <        normalize(u);
153 >        getperpendicular(u, n);
154          fcross(v, n, u);
155   }
156  
157  
158   static void
159   rounddir(               /* compute uniform spherical direction */
160 <        register FVECT  dv,
160 >        FVECT  dv,
161          double  alt,
162          double  azi
163   )
# Line 145 | Line 190 | flatdir(               /* compute uniform hemispherical direction *
190  
191  
192   int
193 + flatindex(              /* compute index for hemispherical direction */
194 +        FVECT   dv,
195 +        int     nalt,
196 +        int     nazi
197 + )
198 + {
199 +        double  d;
200 +        int     i, j;
201 +        
202 +        d = 1.0 - dv[2]*dv[2];
203 +        i = d*nalt;
204 +        d = atan2(dv[1], dv[0]) * (0.5/PI);
205 +        if (d < 0.0) d += 1.0;
206 +        j = d*nazi + 0.5;
207 +        if (j >= nazi) j = 0;
208 +        return(i*nazi + j);
209 + }
210 +
211 +
212 + int
213   my_default(     /* default illum action */
214          OBJREC  *ob,
215          struct illum_args  *il,
# Line 166 | Line 231 | my_face(               /* make an illum face */
231          char  *nm
232   )
233   {
169 – #define MAXMISS         (5*n*il->nsamps)
234          int  dim[2];
235 <        int  n, nalt, nazi, h, alti;
235 >        int  n, nalt, nazi, alti;
236          double  sp[2], r1, r2;
237 +        int  h;
238          FVECT  dn, org, dir;
239          FVECT  u, v;
240          double  ur[2], vr[2];
241          MAT4  xfm;
242 <        int  nmisses;
242 >        char  xfrot[64];
243 >        int  nallow;
244          FACE  *fa;
245 <        register int  i, j;
245 >        int  i, j;
246                                  /* get/check arguments */
247          fa = getface(ob);
248          if (fa->area == 0.0) {
# Line 184 | 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)) {
189 <                        objerror(ob, WARNING, "illegal up direction");
190 <                        freeface(ob);
191 <                        return(my_default(ob, il, nm));
192 <                }
193 <                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 {
198 <                        n = PI * il->sampdens;
199 <                        nalt = sqrt(n/PI) + .5;
200 <                        nazi = PI*nalt + .5;
201 <                }
202 <                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 229 | Line 286 | my_face(               /* make an illum face */
286          }
287          dim[0] = random();
288                                  /* sample polygon */
289 <        nmisses = 0;
289 >        nallow = 5*n*il->nsamps;
290          for (dim[1] = 0; dim[1] < n; dim[1]++)
291                  for (i = 0; i < il->nsamps; i++) {
292                                          /* randomize direction */
293                      h = ilhash(dim, 2) + i;
294 <                    if (il->sd != NULL) {
295 <                        r_BSDF_incvec(dir, il->sd, dim[1], urand(h), xfm);
296 <                    } else {
297 <                        multisamp(sp, 2, urand(h));
298 <                        alti = dim[1]/nazi;
299 <                        r1 = (alti + sp[0])/nalt;
243 <                        r2 = (dim[1] - alti*nazi + sp[1] - .5)/nazi;
244 <                        flatdir(dn, r1, r2);
245 <                        for (j = 0; j < 3; j++)
294 >                    multisamp(sp, 2, urand(h));
295 >                    alti = dim[1]/nazi;
296 >                    r1 = (alti + sp[0])/nalt;
297 >                    r2 = (dim[1] - alti*nazi + sp[1] - .5)/nazi;
298 >                    flatdir(dn, r1, r2);
299 >                    for (j = 0; j < 3; j++)
300                              dir[j] = -dn[0]*u[j] - dn[1]*v[j] -
301                                                  dn[2]*fa->norm[j];
248 –                    }
302                                          /* randomize location */
303                      do {
304 <                        multisamp(sp, 2, urand(h+4862+nmisses));
304 >                        multisamp(sp, 2, urand(h+4862+nallow));
305                          r1 = ur[0] + (ur[1]-ur[0]) * sp[0];
306                          r2 = vr[0] + (vr[1]-vr[0]) * sp[1];
307                          for (j = 0; j < 3; j++)
308                              org[j] = r1*u[j] + r2*v[j]
309                                          + fa->offset*fa->norm[j];
310 <                    } while (!inface(org, fa) && nmisses++ < MAXMISS);
311 <                    if (nmisses > MAXMISS) {
310 >                    } while (!inface(org, fa) && nallow-- > 0);
311 >                    if (nallow < 0) {
312                          objerror(ob, WARNING, "bad aspect");
313                          rayclean();
314                          freeface(ob);
315                          return(my_default(ob, il, nm));
316                      }
317 <                    if (il->sd != NULL && DOT(dir, fa->norm) < -FTINY)
265 <                        r1 = -1.0001*il->thick - .0001;
266 <                    else
267 <                        r1 = .0001;
317 >                    r1 = 5.*FTINY;
318                      for (j = 0; j < 3; j++)
319                          org[j] += r1*fa->norm[j];
320                                          /* send sample */
321                      raysamp(dim[1], org, dir);
322                  }
323 <        rayclean();
324 <        if (il->sd != NULL) {   /* run distribution through BSDF */
325 <                nalt = sqrt(il->sd->nout/PI) + .5;
326 <                nazi = PI*nalt + .5;
327 <                redistribute(il->sd, nalt, nazi, u, v, fa->norm, xfm);
323 >                                /* add in direct component? */
324 >        if (il->flags & IL_LIGHT) {
325 >                MAT4    ixfm;
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.;
333 >                ixfm[3][3] = 1.;
334 >                dim[0] = random();
335 >                nallow = 10*il->nsamps;
336 >                for (i = 0; i < il->nsamps; i++) {
337 >                                        /* randomize location */
338 >                    h = dim[0] + samplendx++;
339 >                    do {
340 >                        multisamp(sp, 2, urand(h+nallow));
341 >                        r1 = ur[0] + (ur[1]-ur[0]) * sp[0];
342 >                        r2 = vr[0] + (vr[1]-vr[0]) * sp[1];
343 >                        for (j = 0; j < 3; j++)
344 >                            org[j] = r1*u[j] + r2*v[j]
345 >                                        + fa->offset*fa->norm[j];
346 >                    } while (!inface(org, fa) && nallow-- > 0);
347 >                    if (nallow < 0) {
348 >                        objerror(ob, WARNING, "bad aspect");
349 >                        rayclean();
350 >                        freeface(ob);
351 >                        return(my_default(ob, il, nm));
352 >                    }
353 >                                        /* sample source rays */
354 >                    srcsamps(il, org, fa->norm, ixfm);
355 >                }
356          }
357 +                                /* wait for all rays to finish */
358 +        rayclean();
359                                  /* write out the face and its distribution */
360          if (average(il, distarr, n)) {
361                  if (il->sampdens > 0)
# Line 286 | Line 366 | my_face(               /* make an illum face */
366                                  /* clean up */
367          freeface(ob);
368          return(0);
289 – #undef MAXMISS
369   }
370  
371  
372   int
373   my_sphere(      /* make an illum sphere */
374 <        register OBJREC  *ob,
374 >        OBJREC  *ob,
375          struct illum_args  *il,
376          char  *nm
377   )
# Line 302 | Line 381 | my_sphere(     /* make an illum sphere */
381          double  sp[4], r1, r2, r3;
382          FVECT  org, dir;
383          FVECT  u, v;
384 <        register int  i, j;
384 >        int  i, j;
385                                  /* check arguments */
386          if (ob->oargs.nfargs != 4)
387                  objerror(ob, USER, "bad # of arguments");
# Line 314 | Line 393 | my_sphere(     /* make an illum sphere */
393                  nalt = sqrt(2./PI*n) + .5;
394                  nazi = PI/2.*nalt + .5;
395          }
317 –        if (il->sd != NULL)
318 –                objerror(ob, WARNING, "BSDF ignored");
396          n = nalt*nazi;
397          newdist(n);
398          dim[0] = random();
# Line 344 | Line 421 | my_sphere(     /* make an illum sphere */
421                                          /* send sample */
422                      raysamp(dim[1]*nazi+dim[2], org, dir);
423                  }
424 +                                /* wait for all rays to finish */
425          rayclean();
426                                  /* write out the sphere and its distribution */
427          if (average(il, distarr, n)) {
# Line 374 | Line 452 | my_ring(               /* make an illum ring */
452          FVECT  u, v;
453          MAT4  xfm;
454          CONE  *co;
455 <        register int  i, j;
455 >        int  i, j;
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)) {
383 <                        objerror(ob, WARNING, "illegal up direction");
384 <                        freecone(ob);
385 <                        return(my_default(ob, il, nm));
386 <                }
387 <                n = il->sd->ninc;
459 >        if (il->sampdens <= 0) {
460 >                nalt = nazi = 1;        /* diffuse assumption */
461          } else {
462 <                if (il->sampdens <= 0) {
463 <                        nalt = nazi = 1;        /* diffuse assumption */
464 <                } else {
392 <                        n = PI * il->sampdens;
393 <                        nalt = sqrt(n/PI) + .5;
394 <                        nazi = PI*nalt + .5;
395 <                }
396 <                n = nazi*nalt;
462 >                n = PI * il->sampdens;
463 >                nalt = sqrt(n/PI) + .5;
464 >                nazi = PI*nalt + .5;
465          }
466 +        n = nazi*nalt;
467          newdist(n);
468          mkaxes(u, v, co->ad);
469          dim[0] = random();
# Line 404 | Line 473 | my_ring(               /* make an illum ring */
473                                          /* next sample point */
474                      h = ilhash(dim,2) + i;
475                                          /* randomize direction */
476 <                    if (il->sd != NULL) {
477 <                        r_BSDF_incvec(dir, il->sd, dim[1], urand(h), xfm);
478 <                    } else {
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;
414 <                        flatdir(dn, r1, r2);
415 <                        for (j = 0; j < 3; j++)
416 <                                dir[j] = -dn[0]*u[j] - dn[1]*v[j] - dn[2]*co->ad[j];
417 <                    }
476 >                    multisamp(sp, 2, urand(h));
477 >                    alti = dim[1]/nazi;
478 >                    r1 = (alti + sp[0])/nalt;
479 >                    r2 = (dim[1] - alti*nazi + sp[1] - .5)/nazi;
480 >                    flatdir(dn, r1, r2);
481 >                    for (j = 0; j < 3; j++)
482 >                        dir[j] = -dn[0]*u[j] - dn[1]*v[j] - dn[2]*co->ad[j];
483                                          /* randomize location */
484                      multisamp(sp, 2, urand(h+8371));
485                      r3 = sqrt(CO_R0(co)*CO_R0(co) +
# Line 422 | Line 487 | my_ring(               /* make an illum ring */
487                      r2 = 2.*PI*sp[1];
488                      r1 = r3*cos(r2);
489                      r2 = r3*sin(r2);
490 <                    if (il->sd != NULL && DOT(dir, co->ad) < -FTINY)
426 <                        r3 = -1.0001*il->thick - .0001;
427 <                    else
428 <                        r3 = .0001;
490 >                    r3 = 5.*FTINY;
491                      for (j = 0; j < 3; j++)
492                          org[j] = CO_P0(co)[j] + r1*u[j] + r2*v[j] +
493                                                  r3*co->ad[j];
494                                          /* send sample */
495                      raysamp(dim[1], org, dir);
496                  }
497 <        rayclean();
498 <        if (il->sd != NULL) {   /* run distribution through BSDF */
499 <                nalt = sqrt(il->sd->nout/PI) + .5;
500 <                nazi = PI*nalt + .5;
501 <                redistribute(il->sd, nalt, nazi, u, v, co->ad, xfm);
497 >                                /* add in direct component? */
498 >        if (il->flags & IL_LIGHT) {
499 >                MAT4    ixfm;
500 >                for (i = 3; i--; ) {
501 >                        ixfm[i][0] = u[i];
502 >                        ixfm[i][1] = v[i];
503 >                        ixfm[i][2] = co->ad[i];
504 >                        ixfm[i][3] = 0.;
505 >                }
506 >                ixfm[3][0] = ixfm[3][1] = ixfm[3][2] = 0.;
507 >                ixfm[3][3] = 1.;
508 >                dim[0] = random();
509 >                for (i = 0; i < il->nsamps; i++) {
510 >                                        /* randomize location */
511 >                    h = dim[0] + samplendx++;
512 >                    multisamp(sp, 2, urand(h));
513 >                    r3 = sqrt(CO_R0(co)*CO_R0(co) +
514 >                            sp[0]*(CO_R1(co)*CO_R1(co) - CO_R0(co)*CO_R0(co)));
515 >                    r2 = 2.*PI*sp[1];
516 >                    r1 = r3*cos(r2);
517 >                    r2 = r3*sin(r2);
518 >                    for (j = 0; j < 3; j++)
519 >                        org[j] = CO_P0(co)[j] + r1*u[j] + r2*v[j];
520 >                                        /* sample source rays */
521 >                    srcsamps(il, org, co->ad, ixfm);
522 >                }
523          }
524 +                                /* wait for all rays to finish */
525 +        rayclean();
526                                  /* write out the ring and its distribution */
527          if (average(il, distarr, n)) {
528                  if (il->sampdens > 0)

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