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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 2.37 by greg, Tue Aug 16 18:09:53 2011 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  "source.h"
14 + #include  "paths.h"
15  
16 + #ifndef NBSDFSAMPS
17 + #define NBSDFSAMPS      256             /* BSDF resampling count */
18 + #endif
19  
20 < printobj(mod, obj)              /* print out an object */
21 < char  *mod;
22 < register OBJREC  *obj;
20 > COLORV *        distarr = NULL;         /* distribution array */
21 > int             distsiz = 0;
22 > COLORV *        direct_discount = NULL; /* amount to take off direct */
23 >
24 >
25 > void
26 > newdist(                        /* allocate & clear distribution array */
27 >        int siz
28 > )
29   {
30 +        if (siz <= 0) {
31 +                if (distsiz > 0)
32 +                        free(distarr);
33 +                distarr = NULL;
34 +                distsiz = 0;
35 +                return;
36 +        }
37 +        if (distsiz < siz) {
38 +                if (distsiz > 0)
39 +                        free(distarr);
40 +                distarr = (COLORV *)malloc(sizeof(COLOR)*siz);
41 +                if (distarr == NULL)
42 +                        error(SYSTEM, "out of memory in newdist");
43 +                distsiz = siz;
44 +        }
45 +        memset(distarr, '\0', sizeof(COLOR)*siz);
46 + }
47 +
48 +
49 + static void
50 + new_discount()                  /* allocate space for direct contrib. record */
51 + {
52 +        if (distsiz <= 0)
53 +                return;
54 +        direct_discount = (COLORV *)calloc(distsiz, sizeof(COLOR));
55 +        if (direct_discount == NULL)
56 +                error(SYSTEM, "out of memory in new_discount");
57 + }
58 +
59 +
60 + static void
61 + done_discount()                 /* clear off direct contrib. record */
62 + {
63 +        if (direct_discount == NULL)
64 +                return;
65 +        free(direct_discount);
66 +        direct_discount = NULL;
67 + }
68 +
69 +
70 + int
71 + process_ray(                    /* process a ray result or report error */
72 +        RAY *r,
73 +        int rv
74 + )
75 + {
76 +        COLORV  *colp;
77 +
78 +        if (rv == 0)                    /* no result ready */
79 +                return(0);
80 +        if (rv < 0)
81 +                error(USER, "ray tracing process died");
82 +        if (r->rno >= distsiz)
83 +                error(INTERNAL, "bad returned index in process_ray");
84 +        multcolor(r->rcol, r->rcoef);   /* in case it's a source ray */
85 +        colp = &distarr[r->rno * 3];
86 +        addcolor(colp, r->rcol);
87 +        if (r->rsrc >= 0 &&             /* remember source contrib. */
88 +                        direct_discount != NULL) {
89 +                colp = &direct_discount[r->rno * 3];
90 +                addcolor(colp, r->rcol);
91 +        }
92 +        return(1);
93 + }
94 +
95 +
96 + void
97 + raysamp(                        /* queue a ray sample */
98 +        int  ndx,
99 +        FVECT  org,
100 +        FVECT  dir
101 + )
102 + {
103 +        RAY     myRay;
104 +        int     rv;
105 +
106 +        if ((ndx < 0) | (ndx >= distsiz))
107 +                error(INTERNAL, "bad index in raysamp");
108 +        VCOPY(myRay.rorg, org);
109 +        VCOPY(myRay.rdir, dir);
110 +        myRay.rmax = .0;
111 +        rayorigin(&myRay, PRIMARY|SPECULAR, NULL, NULL);
112 +        myRay.rno = ndx;
113 +                                        /* queue ray, check result */
114 +        process_ray(&myRay, ray_pqueue(&myRay));
115 + }
116 +
117 +
118 + void
119 + srcsamps(                       /* sample sources from this surface position */
120 +        struct illum_args *il,
121 +        FVECT org,
122 +        FVECT nrm,
123 +        MAT4 ixfm
124 + )
125 + {
126 +        int  nalt=1, nazi=1;
127 +        SRCINDEX  si;
128 +        RAY  sr;
129 +        FVECT   v;
130 +        double  d;
131 +        int  i, j;
132 +                                                /* get sampling density */
133 +        if (il->sd == NULL && il->sampdens > 0) {
134 +                i = PI * il->sampdens;
135 +                nalt = sqrt(i/PI) + .5;
136 +                nazi = PI*nalt + .5;
137 +        }
138 +        initsrcindex(&si);                      /* loop over (sub)sources */
139 +        for ( ; ; ) {
140 +                VCOPY(sr.rorg, org);            /* pick side to shoot from */
141 +                if (il->sd != NULL) {
142 +                        int  sn = si.sn;
143 +                        if (si.sp+1 >= si.np) ++sn;
144 +                        if (sn >= nsources) break;
145 +                        if (source[sn].sflags & SDISTANT)
146 +                                d = DOT(source[sn].sloc, nrm);
147 +                        else {
148 +                                VSUB(v, source[sn].sloc, org);
149 +                                d = DOT(v, nrm);
150 +                        }
151 +                } else
152 +                        d = 1.0;                /* only transmission */
153 +                if (d < 0.0)
154 +                        d = -1.0001*il->thick - 5.*FTINY;
155 +                else
156 +                        d = 5.*FTINY;
157 +                VSUM(sr.rorg, sr.rorg, nrm, d);
158 +                samplendx++;                    /* increment sample counter */
159 +                if (!srcray(&sr, NULL, &si))
160 +                        break;                  /* end of sources */
161 +                                                /* index direction */
162 +                if (ixfm != NULL)
163 +                        multv3(v, sr.rdir, ixfm);
164 +                else
165 +                        VCOPY(v, sr.rdir);
166 +                if (il->sd != NULL) {
167 +                        i = getBSDF_incndx(il->sd, v);
168 +                        if (i < 0)
169 +                                continue;       /* must not be important */
170 +                        sr.rno = i;
171 +                        d = 1.0/getBSDF_incohm(il->sd, i);
172 +                } else {
173 +                        if (v[2] >= -FTINY)
174 +                                continue;       /* only sample transmission */
175 +                        v[0] = -v[0]; v[1] = -v[1]; v[2] = -v[2];
176 +                        sr.rno = flatindex(v, nalt, nazi);
177 +                        d = nalt*nazi*(1./PI) * v[2];
178 +                }
179 +                d *= si.dom;                    /* solid angle correction */
180 +                scalecolor(sr.rcoef, d);
181 +                process_ray(&sr, ray_pqueue(&sr));
182 +        }
183 + }
184 +
185 +
186 + void
187 + rayclean()                      /* finish all pending rays */
188 + {
189 +        RAY     myRay;
190 +
191 +        while (process_ray(&myRay, ray_presult(&myRay, 0)))
192 +                ;
193 + }
194 +
195 +
196 + static void
197 + mkaxes(                 /* compute u and v to go with n */
198 +        FVECT  u,
199 +        FVECT  v,
200 +        FVECT  n
201 + )
202 + {
203          register int  i;
204  
205 <        printf("\n%s %s %s", mod, ofun[obj->otype].funame, obj->oname);
206 <        printf("\n%d", obj->oargs.nsargs);
207 <        for (i = 0; i < obj->oargs.nsargs; i++)
208 <                printf(" %s", obj->oargs.sarg[i]);
209 < #ifdef  IARGS
210 <        printf("\n%d", obj->oargs.niargs);
211 <        for (i = 0; i < obj->oargs.niargs; i++)
212 <                printf(" %d", obj->oargs.iarg[i]);
213 < #else
214 <        printf("\n0");
215 < #endif
216 <        printf("\n%d", obj->oargs.nfargs);
217 <        for (i = 0; i < obj->oargs.nfargs; i++) {
218 <                if (i%3 == 0)
219 <                        putchar('\n');
220 <                printf(" %18.12g", obj->oargs.farg[i]);
205 >        v[0] = v[1] = v[2] = 0.0;
206 >        for (i = 0; i < 3; i++)
207 >                if (n[i] < 0.6 && n[i] > -0.6)
208 >                        break;
209 >        v[i] = 1.0;
210 >        fcross(u, v, n);
211 >        normalize(u);
212 >        fcross(v, n, u);
213 > }
214 >
215 >
216 > static void
217 > rounddir(               /* compute uniform spherical direction */
218 >        register FVECT  dv,
219 >        double  alt,
220 >        double  azi
221 > )
222 > {
223 >        double  d1, d2;
224 >
225 >        dv[2] = 1. - 2.*alt;
226 >        d1 = sqrt(1. - dv[2]*dv[2]);
227 >        d2 = 2.*PI * azi;
228 >        dv[0] = d1*cos(d2);
229 >        dv[1] = d1*sin(d2);
230 > }
231 >
232 >
233 > void
234 > flatdir(                /* compute uniform hemispherical direction */
235 >        FVECT  dv,
236 >        double  alt,
237 >        double  azi
238 > )
239 > {
240 >        double  d1, d2;
241 >
242 >        d1 = sqrt(alt);
243 >        d2 = 2.*PI * azi;
244 >        dv[0] = d1*cos(d2);
245 >        dv[1] = d1*sin(d2);
246 >        dv[2] = sqrt(1. - alt);
247 > }
248 >
249 >
250 > int
251 > flatindex(              /* compute index for hemispherical direction */
252 >        FVECT   dv,
253 >        int     nalt,
254 >        int     nazi
255 > )
256 > {
257 >        double  d;
258 >        int     i, j;
259 >        
260 >        d = 1.0 - dv[2]*dv[2];
261 >        i = d*nalt;
262 >        d = atan2(dv[1], dv[0]) * (0.5/PI);
263 >        if (d < 0.0) d += 1.0;
264 >        j = d*nazi + 0.5;
265 >        if (j >= nazi) j = 0;
266 >        return(i*nazi + j);
267 > }
268 >
269 >
270 > int
271 > printgeom(              /* print out detailed geometry for BSDF */
272 >        struct BSDF_data *sd,
273 >        char *xfrot,
274 >        FVECT ctr,
275 >        double s1,
276 >        double s2
277 > )
278 > {
279 >        static char     mgftemp[] = TEMPLATE;
280 >        char            cmdbuf[64];
281 >        FILE            *fp;
282 >        double          sca;
283 >
284 >        if (sd == NULL || sd->mgf == NULL)
285 >                return(0);
286 >        if (sd->dim[0] <= FTINY || sd->dim[1] <= FTINY)
287 >                return(0);
288 >        if ((s1 > s2) ^ (sd->dim[0] > sd->dim[1])) {
289 >                sca = s1; s1 = s2; s2 = sca;
290          }
291 <        putchar('\n');
291 >        s1 /= sd->dim[0];
292 >        s2 /= sd->dim[1];
293 >        sca = s1 > s2 ? s1 : s2;
294 >        strcpy(mgftemp, TEMPLATE);
295 >        if ((fp = fopen(mktemp(mgftemp), "w")) == NULL)
296 >                error(SYSTEM, "cannot create temporary file for MGF");
297 >                                        /* prepend our transform */
298 >        fprintf(fp, "xf%s -s %.5f -t %.5g %.5g %.5g\n",
299 >                        xfrot, sca, ctr[0], ctr[1], ctr[2]);
300 >                                        /* output given MGF description */
301 >        fputs(sd->mgf, fp);
302 >        fputs("\nxf\n", fp);
303 >        if (fclose(fp) == EOF)
304 >                error(SYSTEM, "error writing MGF temporary file");
305 >                                        /* execute mgf2rad to convert MGF */
306 >        strcpy(cmdbuf, "mgf2rad ");
307 >        strcpy(cmdbuf+8, mgftemp);
308 >        fflush(stdout);
309 >        system(cmdbuf);
310 >        unlink(mgftemp);                /* clean up */
311 >        return(1);
312   }
313  
314  
315 < mkillum(ob, il, rt)             /* make an illum object */
316 < OBJREC  *ob;
317 < struct illum_args  *il;
318 < struct rtproc  *rt;
315 > int
316 > my_default(     /* default illum action */
317 >        OBJREC  *ob,
318 >        struct illum_args  *il,
319 >        char  *nm
320 > )
321   {
322 +        sprintf(errmsg, "(%s): cannot make illum for %s \"%s\"",
323 +                        nm, ofun[ob->otype].funame, ob->oname);
324 +        error(WARNING, errmsg);
325 +        printobj(il->altmat, ob);
326 +        return(1);
327 + }
328 +
329 +
330 + int
331 + my_face(                /* make an illum face */
332 +        OBJREC  *ob,
333 +        struct illum_args  *il,
334 +        char  *nm
335 + )
336 + {
337 +        int  dim[2];
338 +        int  n, nalt, nazi, alti;
339 +        double  sp[2], r1, r2;
340 +        int  h;
341 +        FVECT  dn, org, dir;
342 +        FVECT  u, v;
343 +        double  ur[2], vr[2];
344 +        MAT4  xfm;
345 +        char  xfrot[64];
346 +        int  nallow;
347 +        FACE  *fa;
348 +        int  i, j;
349 +                                /* get/check arguments */
350 +        fa = getface(ob);
351 +        if (fa->area == 0.0) {
352 +                freeface(ob);
353 +                return(my_default(ob, il, nm));
354 +        }
355 +                                /* set up sampling */
356 +        if (il->sd != NULL) {
357 +                if (!getBSDF_xfm(xfm, fa->norm, il->udir, xfrot)) {
358 +                        objerror(ob, WARNING, "illegal up direction");
359 +                        freeface(ob);
360 +                        return(my_default(ob, il, nm));
361 +                }
362 +                n = il->sd->ninc;
363 +        } else {
364 +                if (il->sampdens <= 0) {
365 +                        nalt = nazi = 1;        /* diffuse assumption */
366 +                } else {
367 +                        n = PI * il->sampdens;
368 +                        nalt = sqrt(n/PI) + .5;
369 +                        nazi = PI*nalt + .5;
370 +                }
371 +                n = nazi*nalt;
372 +        }
373 +        newdist(n);
374 +                                /* take first edge >= sqrt(area) */
375 +        for (j = fa->nv-1, i = 0; i < fa->nv; j = i++) {
376 +                u[0] = VERTEX(fa,i)[0] - VERTEX(fa,j)[0];
377 +                u[1] = VERTEX(fa,i)[1] - VERTEX(fa,j)[1];
378 +                u[2] = VERTEX(fa,i)[2] - VERTEX(fa,j)[2];
379 +                if ((r1 = DOT(u,u)) >= fa->area-FTINY)
380 +                        break;
381 +        }
382 +        if (i < fa->nv) {       /* got one! -- let's align our axes */
383 +                r2 = 1.0/sqrt(r1);
384 +                u[0] *= r2; u[1] *= r2; u[2] *= r2;
385 +                fcross(v, fa->norm, u);
386 +        } else                  /* oh well, we'll just have to wing it */
387 +                mkaxes(u, v, fa->norm);
388 +                                /* now, find limits in (u,v) coordinates */
389 +        ur[0] = vr[0] = FHUGE;
390 +        ur[1] = vr[1] = -FHUGE;
391 +        for (i = 0; i < fa->nv; i++) {
392 +                r1 = DOT(VERTEX(fa,i),u);
393 +                if (r1 < ur[0]) ur[0] = r1;
394 +                if (r1 > ur[1]) ur[1] = r1;
395 +                r2 = DOT(VERTEX(fa,i),v);
396 +                if (r2 < vr[0]) vr[0] = r2;
397 +                if (r2 > vr[1]) vr[1] = r2;
398 +        }
399 +                                /* output detailed geometry? */
400 +        if (!(il->flags & IL_LIGHT) && il->sd != NULL && il->sd->mgf != NULL &&
401 +                        il->thick <= FTINY) {
402 +                for (j = 3; j--; )
403 +                        org[j] = .5*(ur[0]+ur[1])*u[j] +
404 +                                        .5*(vr[0]+vr[1])*v[j] +
405 +                                        fa->offset*fa->norm[j];
406 +                printgeom(il->sd, xfrot, org, ur[1]-ur[0], vr[1]-vr[0]);
407 +        }
408 +        dim[0] = random();
409 +                                /* sample polygon */
410 +        nallow = 5*n*il->nsamps;
411 +        for (dim[1] = 0; dim[1] < n; dim[1]++)
412 +                for (i = 0; i < il->nsamps; i++) {
413 +                                        /* randomize direction */
414 +                    h = ilhash(dim, 2) + i;
415 +                    if (il->sd != NULL) {
416 +                        r_BSDF_incvec(dir, il->sd, dim[1], urand(h), xfm);
417 +                    } else {
418 +                        multisamp(sp, 2, urand(h));
419 +                        alti = dim[1]/nazi;
420 +                        r1 = (alti + sp[0])/nalt;
421 +                        r2 = (dim[1] - alti*nazi + sp[1] - .5)/nazi;
422 +                        flatdir(dn, r1, r2);
423 +                        for (j = 0; j < 3; j++)
424 +                            dir[j] = -dn[0]*u[j] - dn[1]*v[j] -
425 +                                                dn[2]*fa->norm[j];
426 +                    }
427 +                                        /* randomize location */
428 +                    do {
429 +                        multisamp(sp, 2, urand(h+4862+nallow));
430 +                        r1 = ur[0] + (ur[1]-ur[0]) * sp[0];
431 +                        r2 = vr[0] + (vr[1]-vr[0]) * sp[1];
432 +                        for (j = 0; j < 3; j++)
433 +                            org[j] = r1*u[j] + r2*v[j]
434 +                                        + fa->offset*fa->norm[j];
435 +                    } while (!inface(org, fa) && nallow-- > 0);
436 +                    if (nallow < 0) {
437 +                        objerror(ob, WARNING, "bad aspect");
438 +                        rayclean();
439 +                        freeface(ob);
440 +                        return(my_default(ob, il, nm));
441 +                    }
442 +                    if (il->sd != NULL && DOT(dir, fa->norm) < -FTINY)
443 +                        r1 = -1.0001*il->thick - 5.*FTINY;
444 +                    else
445 +                        r1 = 5.*FTINY;
446 +                    for (j = 0; j < 3; j++)
447 +                        org[j] += r1*fa->norm[j];
448 +                                        /* send sample */
449 +                    raysamp(dim[1], org, dir);
450 +                }
451 +                                /* add in direct component? */
452 +        if (il->flags & IL_LIGHT || il->sd != NULL) {
453 +                MAT4    ixfm;
454 +                if (il->sd == NULL) {
455 +                        for (i = 3; i--; ) {
456 +                                ixfm[i][0] = u[i];
457 +                                ixfm[i][1] = v[i];
458 +                                ixfm[i][2] = fa->norm[i];
459 +                                ixfm[i][3] = 0.;
460 +                        }
461 +                        ixfm[3][0] = ixfm[3][1] = ixfm[3][2] = 0.;
462 +                        ixfm[3][3] = 1.;
463 +                } else {
464 +                        if (!invmat4(ixfm, xfm))
465 +                                objerror(ob, INTERNAL,
466 +                                        "cannot invert BSDF transform");
467 +                        if (!(il->flags & IL_LIGHT))
468 +                                new_discount();
469 +                }
470 +                dim[0] = random();
471 +                nallow = 10*il->nsamps;
472 +                for (i = 0; i < il->nsamps; i++) {
473 +                                        /* randomize location */
474 +                    h = dim[0] + samplendx++;
475 +                    do {
476 +                        multisamp(sp, 2, urand(h+nallow));
477 +                        r1 = ur[0] + (ur[1]-ur[0]) * sp[0];
478 +                        r2 = vr[0] + (vr[1]-vr[0]) * sp[1];
479 +                        for (j = 0; j < 3; j++)
480 +                            org[j] = r1*u[j] + r2*v[j]
481 +                                        + fa->offset*fa->norm[j];
482 +                    } while (!inface(org, fa) && nallow-- > 0);
483 +                    if (nallow < 0) {
484 +                        objerror(ob, WARNING, "bad aspect");
485 +                        rayclean();
486 +                        freeface(ob);
487 +                        return(my_default(ob, il, nm));
488 +                    }
489 +                                        /* sample source rays */
490 +                    srcsamps(il, org, fa->norm, ixfm);
491 +                }
492 +        }
493 +                                /* wait for all rays to finish */
494 +        rayclean();
495 +        if (il->sd != NULL) {   /* run distribution through BSDF */
496 +                nalt = sqrt(il->sd->nout/PI) + .5;
497 +                nazi = PI*nalt + .5;
498 +                redistribute(il->sd, nalt, nazi, u, v, fa->norm, xfm);
499 +                done_discount();
500 +                if (!il->sampdens)
501 +                        il->sampdens = nalt*nazi/PI + .999;
502 +        }
503 +                                /* write out the face and its distribution */
504 +        if (average(il, distarr, n)) {
505 +                if (il->sampdens > 0)
506 +                        flatout(il, distarr, nalt, nazi, u, v, fa->norm);
507 +                illumout(il, ob);
508 +        } else
509 +                printobj(il->altmat, ob);
510 +                                /* clean up */
511 +        freeface(ob);
512 +        return(0);
513 + }
514 +
515 +
516 + int
517 + my_sphere(      /* make an illum sphere */
518 +        register OBJREC  *ob,
519 +        struct illum_args  *il,
520 +        char  *nm
521 + )
522 + {
523 +        int  dim[3];
524 +        int  n, nalt, nazi;
525 +        double  sp[4], r1, r2, r3;
526 +        FVECT  org, dir;
527 +        FVECT  u, v;
528 +        register int  i, j;
529 +                                /* check arguments */
530 +        if (ob->oargs.nfargs != 4)
531 +                objerror(ob, USER, "bad # of arguments");
532 +                                /* set up sampling */
533 +        if (il->sampdens <= 0)
534 +                nalt = nazi = 1;
535 +        else {
536 +                n = 4.*PI * il->sampdens;
537 +                nalt = sqrt(2./PI*n) + .5;
538 +                nazi = PI/2.*nalt + .5;
539 +        }
540 +        if (il->sd != NULL)
541 +                objerror(ob, WARNING, "BSDF ignored");
542 +        n = nalt*nazi;
543 +        newdist(n);
544 +        dim[0] = random();
545 +                                /* sample sphere */
546 +        for (dim[1] = 0; dim[1] < nalt; dim[1]++)
547 +            for (dim[2] = 0; dim[2] < nazi; dim[2]++)
548 +                for (i = 0; i < il->nsamps; i++) {
549 +                                        /* next sample point */
550 +                    multisamp(sp, 4, urand(ilhash(dim,3)+i));
551 +                                        /* random direction */
552 +                    r1 = (dim[1] + sp[0])/nalt;
553 +                    r2 = (dim[2] + sp[1] - .5)/nazi;
554 +                    rounddir(dir, r1, r2);
555 +                                        /* random location */
556 +                    mkaxes(u, v, dir);          /* yuck! */
557 +                    r3 = sqrt(sp[2]);
558 +                    r2 = 2.*PI*sp[3];
559 +                    r1 = r3*ob->oargs.farg[3]*cos(r2);
560 +                    r2 = r3*ob->oargs.farg[3]*sin(r2);
561 +                    r3 = ob->oargs.farg[3]*sqrt(1.01-r3*r3);
562 +                    for (j = 0; j < 3; j++) {
563 +                        org[j] = ob->oargs.farg[j] + r1*u[j] + r2*v[j] +
564 +                                        r3*dir[j];
565 +                        dir[j] = -dir[j];
566 +                    }
567 +                                        /* send sample */
568 +                    raysamp(dim[1]*nazi+dim[2], org, dir);
569 +                }
570 +                                /* wait for all rays to finish */
571 +        rayclean();
572 +                                /* write out the sphere and its distribution */
573 +        if (average(il, distarr, n)) {
574 +                if (il->sampdens > 0)
575 +                        roundout(il, distarr, nalt, nazi);
576 +                else
577 +                        objerror(ob, WARNING, "diffuse distribution");
578 +                illumout(il, ob);
579 +        } else
580 +                printobj(il->altmat, ob);
581 +                                /* clean up */
582 +        return(1);
583 + }
584 +
585 +
586 + int
587 + my_ring(                /* make an illum ring */
588 +        OBJREC  *ob,
589 +        struct illum_args  *il,
590 +        char  *nm
591 + )
592 + {
593 +        int  dim[2];
594 +        int  n, nalt, nazi, alti;
595 +        double  sp[2], r1, r2, r3;
596 +        int  h;
597 +        FVECT  dn, org, dir;
598 +        FVECT  u, v;
599 +        MAT4  xfm;
600 +        CONE  *co;
601 +        int  i, j;
602 +                                /* get/check arguments */
603 +        co = getcone(ob, 0);
604 +                                /* set up sampling */
605 +        if (il->sd != NULL) {
606 +                if (!getBSDF_xfm(xfm, co->ad, il->udir, NULL)) {
607 +                        objerror(ob, WARNING, "illegal up direction");
608 +                        freecone(ob);
609 +                        return(my_default(ob, il, nm));
610 +                }
611 +                n = il->sd->ninc;
612 +        } else {
613 +                if (il->sampdens <= 0) {
614 +                        nalt = nazi = 1;        /* diffuse assumption */
615 +                } else {
616 +                        n = PI * il->sampdens;
617 +                        nalt = sqrt(n/PI) + .5;
618 +                        nazi = PI*nalt + .5;
619 +                }
620 +                n = nazi*nalt;
621 +        }
622 +        newdist(n);
623 +        mkaxes(u, v, co->ad);
624 +        dim[0] = random();
625 +                                /* sample disk */
626 +        for (dim[1] = 0; dim[1] < n; dim[1]++)
627 +                for (i = 0; i < il->nsamps; i++) {
628 +                                        /* next sample point */
629 +                    h = ilhash(dim,2) + i;
630 +                                        /* randomize direction */
631 +                    if (il->sd != NULL) {
632 +                        r_BSDF_incvec(dir, il->sd, dim[1], urand(h), xfm);
633 +                    } else {
634 +                        multisamp(sp, 2, urand(h));
635 +                        alti = dim[1]/nazi;
636 +                        r1 = (alti + sp[0])/nalt;
637 +                        r2 = (dim[1] - alti*nazi + sp[1] - .5)/nazi;
638 +                        flatdir(dn, r1, r2);
639 +                        for (j = 0; j < 3; j++)
640 +                                dir[j] = -dn[0]*u[j] - dn[1]*v[j] - dn[2]*co->ad[j];
641 +                    }
642 +                                        /* randomize location */
643 +                    multisamp(sp, 2, urand(h+8371));
644 +                    r3 = sqrt(CO_R0(co)*CO_R0(co) +
645 +                            sp[0]*(CO_R1(co)*CO_R1(co) - CO_R0(co)*CO_R0(co)));
646 +                    r2 = 2.*PI*sp[1];
647 +                    r1 = r3*cos(r2);
648 +                    r2 = r3*sin(r2);
649 +                    if (il->sd != NULL && DOT(dir, co->ad) < -FTINY)
650 +                        r3 = -1.0001*il->thick - 5.*FTINY;
651 +                    else
652 +                        r3 = 5.*FTINY;
653 +                    for (j = 0; j < 3; j++)
654 +                        org[j] = CO_P0(co)[j] + r1*u[j] + r2*v[j] +
655 +                                                r3*co->ad[j];
656 +                                        /* send sample */
657 +                    raysamp(dim[1], org, dir);
658 +                }
659 +                                /* add in direct component? */
660 +        if (il->flags & IL_LIGHT || il->sd != NULL) {
661 +                MAT4    ixfm;
662 +                if (il->sd == NULL) {
663 +                        for (i = 3; i--; ) {
664 +                                ixfm[i][0] = u[i];
665 +                                ixfm[i][1] = v[i];
666 +                                ixfm[i][2] = co->ad[i];
667 +                                ixfm[i][3] = 0.;
668 +                        }
669 +                        ixfm[3][0] = ixfm[3][1] = ixfm[3][2] = 0.;
670 +                        ixfm[3][3] = 1.;
671 +                } else {
672 +                        if (!invmat4(ixfm, xfm))
673 +                                objerror(ob, INTERNAL,
674 +                                        "cannot invert BSDF transform");
675 +                        if (!(il->flags & IL_LIGHT))
676 +                                new_discount();
677 +                }
678 +                dim[0] = random();
679 +                for (i = 0; i < il->nsamps; i++) {
680 +                                        /* randomize location */
681 +                    h = dim[0] + samplendx++;
682 +                    multisamp(sp, 2, urand(h));
683 +                    r3 = sqrt(CO_R0(co)*CO_R0(co) +
684 +                            sp[0]*(CO_R1(co)*CO_R1(co) - CO_R0(co)*CO_R0(co)));
685 +                    r2 = 2.*PI*sp[1];
686 +                    r1 = r3*cos(r2);
687 +                    r2 = r3*sin(r2);
688 +                    for (j = 0; j < 3; j++)
689 +                        org[j] = CO_P0(co)[j] + r1*u[j] + r2*v[j];
690 +                                        /* sample source rays */
691 +                    srcsamps(il, org, co->ad, ixfm);
692 +                }
693 +        }
694 +                                /* wait for all rays to finish */
695 +        rayclean();
696 +        if (il->sd != NULL) {   /* run distribution through BSDF */
697 +                nalt = sqrt(il->sd->nout/PI) + .5;
698 +                nazi = PI*nalt + .5;
699 +                redistribute(il->sd, nalt, nazi, u, v, co->ad, xfm);
700 +                done_discount();
701 +                if (!il->sampdens)
702 +                        il->sampdens = nalt*nazi/PI + .999;
703 +        }
704 +                                /* write out the ring and its distribution */
705 +        if (average(il, distarr, n)) {
706 +                if (il->sampdens > 0)
707 +                        flatout(il, distarr, nalt, nazi, u, v, co->ad);
708 +                illumout(il, ob);
709 +        } else
710 +                printobj(il->altmat, ob);
711 +                                /* clean up */
712 +        freecone(ob);
713 +        return(1);
714 + }
715 +
716 +
717 + void
718 + redistribute(           /* pass distarr ray sums through BSDF */
719 +        struct BSDF_data *b,
720 +        int nalt,
721 +        int nazi,
722 +        FVECT u,
723 +        FVECT v,
724 +        FVECT w,
725 +        MAT4 xm
726 + )
727 + {
728 +        int     nout = 0;
729 +        MAT4    mymat, inmat;
730 +        COLORV  *idist;
731 +        COLORV  *cp;
732 +        FVECT   dv;
733 +        double  wt;
734 +        int     i, j, k, c, o;
735 +        COLOR   col, cinc;
736 +                                        /* copy incoming distribution */
737 +        if (b->ninc > distsiz)
738 +                error(INTERNAL, "error 1 in redistribute");
739 +        idist = (COLORV *)malloc(sizeof(COLOR)*b->ninc);
740 +        if (idist == NULL)
741 +                error(SYSTEM, "out of memory in redistribute");
742 +        memcpy(idist, distarr, sizeof(COLOR)*b->ninc);
743 +                                        /* compose direction transform */
744 +        for (i = 3; i--; ) {
745 +                mymat[i][0] = u[i];
746 +                mymat[i][1] = v[i];
747 +                mymat[i][2] = w[i];
748 +                mymat[i][3] = 0.;
749 +        }
750 +        mymat[3][0] = mymat[3][1] = mymat[3][2] = 0.;
751 +        mymat[3][3] = 1.;
752 +        if (xm != NULL)
753 +                multmat4(mymat, xm, mymat);
754 +        for (i = 3; i--; ) {            /* make sure it's normalized */
755 +                wt = 1./sqrt(   mymat[0][i]*mymat[0][i] +
756 +                                mymat[1][i]*mymat[1][i] +
757 +                                mymat[2][i]*mymat[2][i] );
758 +                for (j = 3; j--; )
759 +                        mymat[j][i] *= wt;
760 +        }
761 +        if (!invmat4(inmat, mymat))     /* need inverse as well */
762 +                error(INTERNAL, "cannot invert BSDF transform");
763 +        newdist(nalt*nazi);             /* resample distribution */
764 +        for (i = b->ninc; i--; ) {
765 +                int     direct_out = -1;
766 +                COLOR   cdir;
767 +                getBSDF_incvec(dv, b, i);       /* compute incident irrad. */
768 +                multv3(dv, dv, mymat);
769 +                if (dv[2] < 0.0) {
770 +                        dv[0] = -dv[0]; dv[1] = -dv[1]; dv[2] = -dv[2];
771 +                        direct_out += (direct_discount != NULL);
772 +                }
773 +                wt = getBSDF_incohm(b, i);
774 +                wt *= dv[2];                    /* solid_angle*cosine(theta) */
775 +                cp = &idist[3*i];
776 +                copycolor(cinc, cp);
777 +                scalecolor(cinc, wt);
778 +                if (!direct_out) {              /* discount direct contr. */
779 +                        cp = &direct_discount[3*i];
780 +                        copycolor(cdir, cp);
781 +                        scalecolor(cdir, -wt);
782 +                        if (b->nout != b->ninc)
783 +                                direct_out = flatindex(dv, nalt, nazi);
784 +                        else
785 +                                direct_out = i; /* assumes dist. mirroring */
786 +                }
787 +                for (k = nalt; k--; )           /* loop over distribution */
788 +                  for (j = nazi; j--; ) {
789 +                    int rstart = random();
790 +                    for (c = NBSDFSAMPS; c--; ) {
791 +                        double  sp[2];
792 +                        multisamp(sp, 2, urand(rstart+c));
793 +                        flatdir(dv, (k + sp[0])/nalt,
794 +                                        (j + .5 - sp[1])/nazi);
795 +                        multv3(dv, dv, inmat);
796 +                                                /* evaluate BSDF @ outgoing */
797 +                        o = getBSDF_outndx(b, dv);
798 +                        if (o < 0) {
799 +                                nout++;
800 +                                continue;
801 +                        }
802 +                        wt = BSDF_value(b, i, o) * (1./NBSDFSAMPS);
803 +                        copycolor(col, cinc);
804 +                        if (b->nout != b->ninc)
805 +                                o = k*nazi + j;
806 +                        if (o == direct_out)
807 +                                addcolor(col, cdir);    /* minus direct */
808 +                        scalecolor(col, wt);
809 +                        cp = &distarr[3*(k*nazi + j)];
810 +                        addcolor(cp, col);      /* sum into distribution */
811 +                    }
812 +                  }
813 +        }
814 +        free(idist);                    /* free temp space */
815 +        if (nout) {
816 +                sprintf(errmsg, "missing %.1f%% of BSDF directions",
817 +                                100.*nout/(b->ninc*nalt*nazi*NBSDFSAMPS));
818 +                error(WARNING, errmsg);
819 +        }
820   }

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