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

Comparing ray/src/gen/mkillum2.c (file contents):
Revision 1.1 by greg, Tue Jul 23 15:42:42 1991 UTC vs.
Revision 2.19 by greg, Tue Sep 18 03:35:09 2007 UTC

# Line 1 | Line 1
1 /* Copyright (c) 1991 Regents of the University of California */
2
1   #ifndef lint
2 < static char SCCSid[] = "$SunId$ LBL";
2 > static const char       RCSid[] = "$Id$";
3   #endif
6
4   /*
5 < * Routines to do the actual calcultion and output for mkillum
5 > * Routines to do the actual calculation for mkillum
6   */
7  
8 < #include  "mkillum.h"
8 > #include <string.h>
9  
10 + #include  "mkillum.h"
11   #include  "face.h"
14
12   #include  "cone.h"
13 + #include  "random.h"
14  
15  
16 < printobj(mod, obj)              /* print out an object */
17 < char  *mod;
18 < register OBJREC  *obj;
16 > static void mkaxes(FVECT u, FVECT v, FVECT n);
17 > static void rounddir(FVECT dv, double alt, double azi);
18 > static void flatdir(FVECT dv, double alt, double azi);
19 >
20 >
21 > static COLORV * distarr = NULL;         /* distribution array */
22 > static int      distsiz = 0;
23 >
24 >
25 > static void
26 > newdist(                        /* allocate & clear distribution array */
27 >        int siz
28 > )
29   {
30 <        register int  i;
30 >        if (siz == 0) {
31 >                if (distsiz > 0)
32 >                        free((void *)distarr);
33 >                distarr = NULL;
34 >                distsiz = 0;
35 >                return;
36 >        }
37 >        if (distsiz < siz) {
38 >                free((void *)distarr);
39 >                distarr = (COLORV *)malloc(sizeof(COLORV)*3*siz);
40 >                if (distarr == NULL)
41 >                        error(SYSTEM, "Out of memory in newdist");
42 >                distsiz = siz;
43 >        }
44 >        memset(distarr, '\0', sizeof(COLORV)*3*siz);
45 > }
46  
47 <        printf("\n%s %s %s", mod, ofun[obj->otype].funame, obj->oname);
48 <        printf("\n%d", obj->oargs.nsargs);
49 <        for (i = 0; i < obj->oargs.nsargs; i++)
50 <                printf(" %s", obj->oargs.sarg[i]);
51 < #ifdef  IARGS
52 <        printf("\n%d", obj->oargs.niargs);
53 <        for (i = 0; i < obj->oargs.niargs; i++)
54 <                printf(" %d", obj->oargs.iarg[i]);
55 < #else
56 <        printf("\n0");
57 < #endif
58 <        printf("\n%d", obj->oargs.nfargs);
59 <        for (i = 0; i < obj->oargs.nfargs; i++) {
60 <                if (i%3 == 0)
61 <                        putchar('\n');
62 <                printf(" %18.12g", obj->oargs.farg[i]);
47 >
48 > static int
49 > process_ray(RAY *r, int rv)
50 > {
51 >        COLORV  *colp;
52 >
53 >        if (rv == 0)
54 >                return(0);
55 >        if (rv < 0)
56 >                error(USER, "Ray tracing process died");
57 >        if (r->rno >= distsiz)
58 >                error(INTERNAL, "Bad returned index in process_ray");
59 >        colp = &distarr[r->rno * 3];
60 >        addcolor(colp, r->rcol);
61 >        return(1);
62 > }
63 >
64 >
65 > static void
66 > raysamp(        /* queue a ray sample */
67 >        int  ndx,
68 >        FVECT  org,
69 >        FVECT  dir
70 > )
71 > {
72 >        RAY     myRay;
73 >        int     rv;
74 >
75 >        if ((ndx < 0) | (ndx >= distsiz))
76 >                error(INTERNAL, "Bad index in raysamp");
77 >        VCOPY(myRay.rorg, org);
78 >        VCOPY(myRay.rdir, dir);
79 >        myRay.rmax = .0;
80 >        rayorigin(&myRay, PRIMARY, NULL, NULL);
81 >        myRay.rno = ndx;
82 >                                        /* queue ray, check result */
83 >        process_ray(&myRay, ray_pqueue(&myRay));
84 > }
85 >
86 >
87 > static void
88 > rayclean()                      /* finish all pending rays */
89 > {
90 >        RAY     myRay;
91 >
92 >        while (process_ray(&myRay, ray_presult(&myRay, 0)))
93 >                ;
94 > }
95 >
96 >
97 > int
98 > my_default(     /* default illum action */
99 >        OBJREC  *ob,
100 >        struct illum_args  *il,
101 >        char  *nm
102 > )
103 > {
104 >        sprintf(errmsg, "(%s): cannot make illum for %s \"%s\"",
105 >                        nm, ofun[ob->otype].funame, ob->oname);
106 >        error(WARNING, errmsg);
107 >        printobj(il->altmat, ob);
108 >        return(1);
109 > }
110 >
111 >
112 > int
113 > my_face(                /* make an illum face */
114 >        OBJREC  *ob,
115 >        struct illum_args  *il,
116 >        char  *nm
117 > )
118 > {
119 > #define MAXMISS         (5*n*il->nsamps)
120 >        int  dim[3];
121 >        int  n, nalt, nazi, h;
122 >        double  sp[2], r1, r2;
123 >        FVECT  dn, org, dir;
124 >        FVECT  u, v;
125 >        double  ur[2], vr[2];
126 >        int  nmisses;
127 >        register FACE  *fa;
128 >        register int  i, j;
129 >                                /* get/check arguments */
130 >        fa = getface(ob);
131 >        if (fa->area == 0.0) {
132 >                freeface(ob);
133 >                return(my_default(ob, il, nm));
134          }
135 <        putchar('\n');
135 >                                /* set up sampling */
136 >        if (il->sampdens <= 0)
137 >                nalt = nazi = 1;
138 >        else {
139 >                n = PI * il->sampdens;
140 >                nalt = sqrt(n/PI) + .5;
141 >                nazi = PI*nalt + .5;
142 >        }
143 >        n = nalt*nazi;
144 >        newdist(n);
145 >                                /* take first edge longer than sqrt(area) */
146 >        for (j = fa->nv-1, i = 0; i < fa->nv; j = i++) {
147 >                u[0] = VERTEX(fa,i)[0] - VERTEX(fa,j)[0];
148 >                u[1] = VERTEX(fa,i)[1] - VERTEX(fa,j)[1];
149 >                u[2] = VERTEX(fa,i)[2] - VERTEX(fa,j)[2];
150 >                if ((r1 = DOT(u,u)) >= fa->area-FTINY)
151 >                        break;
152 >        }
153 >        if (i < fa->nv) {       /* got one! -- let's align our axes */
154 >                r2 = 1.0/sqrt(r1);
155 >                u[0] *= r2; u[1] *= r2; u[2] *= r2;
156 >                fcross(v, fa->norm, u);
157 >        } else                  /* oh well, we'll just have to wing it */
158 >                mkaxes(u, v, fa->norm);
159 >                                /* now, find limits in (u,v) coordinates */
160 >        ur[0] = vr[0] = FHUGE;
161 >        ur[1] = vr[1] = -FHUGE;
162 >        for (i = 0; i < fa->nv; i++) {
163 >                r1 = DOT(VERTEX(fa,i),u);
164 >                if (r1 < ur[0]) ur[0] = r1;
165 >                if (r1 > ur[1]) ur[1] = r1;
166 >                r2 = DOT(VERTEX(fa,i),v);
167 >                if (r2 < vr[0]) vr[0] = r2;
168 >                if (r2 > vr[1]) vr[1] = r2;
169 >        }
170 >        dim[0] = random();
171 >                                /* sample polygon */
172 >        nmisses = 0;
173 >        for (dim[1] = 0; dim[1] < nalt; dim[1]++)
174 >            for (dim[2] = 0; dim[2] < nazi; dim[2]++)
175 >                for (i = 0; i < il->nsamps; i++) {
176 >                                        /* random direction */
177 >                    h = ilhash(dim, 3) + i;
178 >                    multisamp(sp, 2, urand(h));
179 >                    r1 = (dim[1] + sp[0])/nalt;
180 >                    r2 = (dim[2] + sp[1] - .5)/nazi;
181 >                    flatdir(dn, r1, r2);
182 >                    for (j = 0; j < 3; j++)
183 >                        dir[j] = -dn[0]*u[j] - dn[1]*v[j] - dn[2]*fa->norm[j];
184 >                                        /* random location */
185 >                    do {
186 >                        multisamp(sp, 2, urand(h+4862+nmisses));
187 >                        r1 = ur[0] + (ur[1]-ur[0]) * sp[0];
188 >                        r2 = vr[0] + (vr[1]-vr[0]) * sp[1];
189 >                        for (j = 0; j < 3; j++)
190 >                            org[j] = r1*u[j] + r2*v[j]
191 >                                        + fa->offset*fa->norm[j];
192 >                    } while (!inface(org, fa) && nmisses++ < MAXMISS);
193 >                    if (nmisses > MAXMISS) {
194 >                        objerror(ob, WARNING, "bad aspect");
195 >                        rayclean();
196 >                        freeface(ob);
197 >                        free((void *)distarr);
198 >                        return(my_default(ob, il, nm));
199 >                    }
200 >                    for (j = 0; j < 3; j++)
201 >                        org[j] += .001*fa->norm[j];
202 >                                        /* send sample */
203 >                    raysamp(dim[1]*nazi+dim[2], org, dir);
204 >                }
205 >        rayclean();
206 >                                /* write out the face and its distribution */
207 >        if (average(il, distarr, nalt*nazi)) {
208 >                if (il->sampdens > 0)
209 >                        flatout(il, distarr, nalt, nazi, u, v, fa->norm);
210 >                illumout(il, ob);
211 >        } else
212 >                printobj(il->altmat, ob);
213 >                                /* clean up */
214 >        freeface(ob);
215 >        return(0);
216 > #undef MAXMISS
217   }
218  
219  
220 < mkillum(ob, il, rt)             /* make an illum object */
221 < OBJREC  *ob;
222 < struct illum_args  *il;
223 < struct rtproc  *rt;
220 > int
221 > my_sphere(      /* make an illum sphere */
222 >        register OBJREC  *ob,
223 >        struct illum_args  *il,
224 >        char  *nm
225 > )
226   {
227 +        int  dim[3];
228 +        int  n, nalt, nazi;
229 +        double  sp[4], r1, r2, r3;
230 +        FVECT  org, dir;
231 +        FVECT  u, v;
232 +        register int  i, j;
233 +                                /* check arguments */
234 +        if (ob->oargs.nfargs != 4)
235 +                objerror(ob, USER, "bad # of arguments");
236 +                                /* set up sampling */
237 +        if (il->sampdens <= 0)
238 +                nalt = nazi = 1;
239 +        else {
240 +                n = 4.*PI * il->sampdens;
241 +                nalt = sqrt(2./PI*n) + .5;
242 +                nazi = PI/2.*nalt + .5;
243 +        }
244 +        n = nalt*nazi;
245 +        newdist(n);
246 +        dim[0] = random();
247 +                                /* sample sphere */
248 +        for (dim[1] = 0; dim[1] < nalt; dim[1]++)
249 +            for (dim[2] = 0; dim[2] < nazi; dim[2]++)
250 +                for (i = 0; i < il->nsamps; i++) {
251 +                                        /* next sample point */
252 +                    multisamp(sp, 4, urand(ilhash(dim,3)+i));
253 +                                        /* random direction */
254 +                    r1 = (dim[1] + sp[0])/nalt;
255 +                    r2 = (dim[2] + sp[1] - .5)/nazi;
256 +                    rounddir(dir, r1, r2);
257 +                                        /* random location */
258 +                    mkaxes(u, v, dir);          /* yuck! */
259 +                    r3 = sqrt(sp[2]);
260 +                    r2 = 2.*PI*sp[3];
261 +                    r1 = r3*ob->oargs.farg[3]*cos(r2);
262 +                    r2 = r3*ob->oargs.farg[3]*sin(r2);
263 +                    r3 = ob->oargs.farg[3]*sqrt(1.01-r3*r3);
264 +                    for (j = 0; j < 3; j++) {
265 +                        org[j] = ob->oargs.farg[j] + r1*u[j] + r2*v[j] +
266 +                                        r3*dir[j];
267 +                        dir[j] = -dir[j];
268 +                    }
269 +                                        /* send sample */
270 +                    raysamp(dim[1]*nazi+dim[2], org, dir);
271 +                }
272 +        rayclean();
273 +                                /* write out the sphere and its distribution */
274 +        if (average(il, distarr, nalt*nazi)) {
275 +                if (il->sampdens > 0)
276 +                        roundout(il, distarr, nalt, nazi);
277 +                else
278 +                        objerror(ob, WARNING, "diffuse distribution");
279 +                illumout(il, ob);
280 +        } else
281 +                printobj(il->altmat, ob);
282 +                                /* clean up */
283 +        return(1);
284 + }
285 +
286 +
287 + int
288 + my_ring(                /* make an illum ring */
289 +        OBJREC  *ob,
290 +        struct illum_args  *il,
291 +        char  *nm
292 + )
293 + {
294 +        int  dim[3];
295 +        int  n, nalt, nazi;
296 +        double  sp[4], r1, r2, r3;
297 +        FVECT  dn, org, dir;
298 +        FVECT  u, v;
299 +        register CONE  *co;
300 +        register int  i, j;
301 +                                /* get/check arguments */
302 +        co = getcone(ob, 0);
303 +                                /* set up sampling */
304 +        if (il->sampdens <= 0)
305 +                nalt = nazi = 1;
306 +        else {
307 +                n = PI * il->sampdens;
308 +                nalt = sqrt(n/PI) + .5;
309 +                nazi = PI*nalt + .5;
310 +        }
311 +        n = nalt*nazi;
312 +        newdist(n);
313 +        mkaxes(u, v, co->ad);
314 +        dim[0] = random();
315 +                                /* sample disk */
316 +        for (dim[1] = 0; dim[1] < nalt; dim[1]++)
317 +            for (dim[2] = 0; dim[2] < nazi; dim[2]++)
318 +                for (i = 0; i < il->nsamps; i++) {
319 +                                        /* next sample point */
320 +                    multisamp(sp, 4, urand(ilhash(dim,3)+i));
321 +                                        /* random direction */
322 +                    r1 = (dim[1] + sp[0])/nalt;
323 +                    r2 = (dim[2] + sp[1] - .5)/nazi;
324 +                    flatdir(dn, r1, r2);
325 +                    for (j = 0; j < 3; j++)
326 +                        dir[j] = -dn[0]*u[j] - dn[1]*v[j] - dn[2]*co->ad[j];
327 +                                        /* random location */
328 +                    r3 = sqrt(CO_R0(co)*CO_R0(co) +
329 +                            sp[2]*(CO_R1(co)*CO_R1(co) - CO_R0(co)*CO_R0(co)));
330 +                    r2 = 2.*PI*sp[3];
331 +                    r1 = r3*cos(r2);
332 +                    r2 = r3*sin(r2);
333 +                    for (j = 0; j < 3; j++)
334 +                        org[j] = CO_P0(co)[j] + r1*u[j] + r2*v[j] +
335 +                                        .001*co->ad[j];
336 +
337 +                                        /* send sample */
338 +                    raysamp(dim[1]*nazi+dim[2], org, dir);
339 +                }
340 +        rayclean();
341 +                                /* write out the ring and its distribution */
342 +        if (average(il, distarr, nalt*nazi)) {
343 +                if (il->sampdens > 0)
344 +                        flatout(il, distarr, nalt, nazi, u, v, co->ad);
345 +                illumout(il, ob);
346 +        } else
347 +                printobj(il->altmat, ob);
348 +                                /* clean up */
349 +        freecone(ob);
350 +        return(1);
351 + }
352 +
353 +
354 + static void
355 + mkaxes(                 /* compute u and v to go with n */
356 +        FVECT  u,
357 +        FVECT  v,
358 +        FVECT  n
359 + )
360 + {
361 +        register int  i;
362 +
363 +        v[0] = v[1] = v[2] = 0.0;
364 +        for (i = 0; i < 3; i++)
365 +                if (n[i] < 0.6 && n[i] > -0.6)
366 +                        break;
367 +        v[i] = 1.0;
368 +        fcross(u, v, n);
369 +        normalize(u);
370 +        fcross(v, n, u);
371 + }
372 +
373 +
374 + static void
375 + rounddir(               /* compute uniform spherical direction */
376 +        register FVECT  dv,
377 +        double  alt,
378 +        double  azi
379 + )
380 + {
381 +        double  d1, d2;
382 +
383 +        dv[2] = 1. - 2.*alt;
384 +        d1 = sqrt(1. - dv[2]*dv[2]);
385 +        d2 = 2.*PI * azi;
386 +        dv[0] = d1*cos(d2);
387 +        dv[1] = d1*sin(d2);
388 + }
389 +
390 +
391 + static void
392 + flatdir(                /* compute uniform hemispherical direction */
393 +        register FVECT  dv,
394 +        double  alt,
395 +        double  azi
396 + )
397 + {
398 +        double  d1, d2;
399 +
400 +        d1 = sqrt(alt);
401 +        d2 = 2.*PI * azi;
402 +        dv[0] = d1*cos(d2);
403 +        dv[1] = d1*sin(d2);
404 +        dv[2] = sqrt(1. - alt);
405   }

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