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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 2.11 by schorsch, Mon Jun 30 14:59:11 2003 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 > o_default(ob, il, rt, nm)       /* default illum action */
17 > OBJREC  *ob;
18 > struct illum_args  *il;
19 > struct rtproc  *rt;
20 > char  *nm;
21   {
22 <        register int  i;
22 >        sprintf(errmsg, "(%s): cannot make illum for %s \"%s\"",
23 >                        nm, ofun[ob->otype].funame, ob->oname);
24 >        error(WARNING, errmsg);
25 >        printobj(il->altmat, ob);
26 > }
27  
28 <        printf("\n%s %s %s", mod, ofun[obj->otype].funame, obj->oname);
29 <        printf("\n%d", obj->oargs.nsargs);
30 <        for (i = 0; i < obj->oargs.nsargs; i++)
31 <                printf(" %s", obj->oargs.sarg[i]);
32 < #ifdef  IARGS
33 <        printf("\n%d", obj->oargs.niargs);
34 <        for (i = 0; i < obj->oargs.niargs; i++)
35 <                printf(" %d", obj->oargs.iarg[i]);
36 < #else
37 <        printf("\n0");
38 < #endif
39 <        printf("\n%d", obj->oargs.nfargs);
40 <        for (i = 0; i < obj->oargs.nfargs; i++) {
41 <                if (i%3 == 0)
42 <                        putchar('\n');
43 <                printf(" %18.12g", obj->oargs.farg[i]);
28 >
29 > o_face(ob, il, rt, nm)          /* make an illum face */
30 > OBJREC  *ob;
31 > struct illum_args  *il;
32 > struct rtproc  *rt;
33 > char  *nm;
34 > {
35 > #define MAXMISS         (5*n*il->nsamps)
36 >        int  dim[3];
37 >        int  n, nalt, nazi, h;
38 >        float  *distarr;
39 >        double  sp[2], r1, r2;
40 >        FVECT  dn, org, dir;
41 >        FVECT  u, v;
42 >        double  ur[2], vr[2];
43 >        int  nmisses;
44 >        register FACE  *fa;
45 >        register int  i, j;
46 >                                /* get/check arguments */
47 >        fa = getface(ob);
48 >        if (fa->area == 0.0) {
49 >                freeface(ob);
50 >                o_default(ob, il, rt, nm);
51 >                return;
52          }
53 <        putchar('\n');
53 >                                /* set up sampling */
54 >        if (il->sampdens <= 0)
55 >                nalt = nazi = 1;
56 >        else {
57 >                n = PI * il->sampdens;
58 >                nalt = sqrt(n/PI) + .5;
59 >                nazi = PI*nalt + .5;
60 >        }
61 >        n = nalt*nazi;
62 >        distarr = (float *)calloc(n, 3*sizeof(float));
63 >        if (distarr == NULL)
64 >                error(SYSTEM, "out of memory in o_face");
65 >                                /* take first edge longer than sqrt(area) */
66 >        for (j = fa->nv-1, i = 0; i < fa->nv; j = i++) {
67 >                u[0] = VERTEX(fa,i)[0] - VERTEX(fa,j)[0];
68 >                u[1] = VERTEX(fa,i)[1] - VERTEX(fa,j)[1];
69 >                u[2] = VERTEX(fa,i)[2] - VERTEX(fa,j)[2];
70 >                if ((r1 = DOT(u,u)) >= fa->area-FTINY)
71 >                        break;
72 >        }
73 >        if (i < fa->nv) {       /* got one! -- let's align our axes */
74 >                r2 = 1.0/sqrt(r1);
75 >                u[0] *= r2; u[1] *= r2; u[2] *= r2;
76 >                fcross(v, fa->norm, u);
77 >        } else                  /* oh well, we'll just have to wing it */
78 >                mkaxes(u, v, fa->norm);
79 >                                /* now, find limits in (u,v) coordinates */
80 >        ur[0] = vr[0] = FHUGE;
81 >        ur[1] = vr[1] = -FHUGE;
82 >        for (i = 0; i < fa->nv; i++) {
83 >                r1 = DOT(VERTEX(fa,i),u);
84 >                if (r1 < ur[0]) ur[0] = r1;
85 >                if (r1 > ur[1]) ur[1] = r1;
86 >                r2 = DOT(VERTEX(fa,i),v);
87 >                if (r2 < vr[0]) vr[0] = r2;
88 >                if (r2 > vr[1]) vr[1] = r2;
89 >        }
90 >        dim[0] = random();
91 >                                /* sample polygon */
92 >        nmisses = 0;
93 >        for (dim[1] = 0; dim[1] < nalt; dim[1]++)
94 >            for (dim[2] = 0; dim[2] < nazi; dim[2]++)
95 >                for (i = 0; i < il->nsamps; i++) {
96 >                                        /* random direction */
97 >                    h = ilhash(dim, 3) + i;
98 >                    multisamp(sp, 2, urand(h));
99 >                    r1 = (dim[1] + sp[0])/nalt;
100 >                    r2 = (dim[2] + sp[1] - .5)/nazi;
101 >                    flatdir(dn, r1, r2);
102 >                    for (j = 0; j < 3; j++)
103 >                        dir[j] = -dn[0]*u[j] - dn[1]*v[j] - dn[2]*fa->norm[j];
104 >                                        /* random location */
105 >                    do {
106 >                        multisamp(sp, 2, urand(h+4862+nmisses));
107 >                        r1 = ur[0] + (ur[1]-ur[0]) * sp[0];
108 >                        r2 = vr[0] + (vr[1]-vr[0]) * sp[1];
109 >                        for (j = 0; j < 3; j++)
110 >                            org[j] = r1*u[j] + r2*v[j]
111 >                                        + fa->offset*fa->norm[j];
112 >                    } while (!inface(org, fa) && nmisses++ < MAXMISS);
113 >                    if (nmisses > MAXMISS) {
114 >                        objerror(ob, WARNING, "bad aspect");
115 >                        rt->nrays = 0;
116 >                        freeface(ob);
117 >                        free((void *)distarr);
118 >                        o_default(ob, il, rt, nm);
119 >                        return;
120 >                    }
121 >                    for (j = 0; j < 3; j++)
122 >                        org[j] += .001*fa->norm[j];
123 >                                        /* send sample */
124 >                    raysamp(distarr+3*(dim[1]*nazi+dim[2]), org, dir, rt);
125 >                }
126 >        rayflush(rt);
127 >                                /* write out the face and its distribution */
128 >        if (average(il, distarr, nalt*nazi)) {
129 >                if (il->sampdens > 0)
130 >                        flatout(il, distarr, nalt, nazi, u, v, fa->norm);
131 >                illumout(il, ob);
132 >        } else
133 >                printobj(il->altmat, ob);
134 >                                /* clean up */
135 >        freeface(ob);
136 >        free((void *)distarr);
137 > #undef MAXMISS
138   }
139  
140  
141 < mkillum(ob, il, rt)             /* make an illum object */
141 > o_sphere(ob, il, rt, nm)        /* make an illum sphere */
142 > register OBJREC  *ob;
143 > struct illum_args  *il;
144 > struct rtproc  *rt;
145 > char  *nm;
146 > {
147 >        int  dim[3];
148 >        int  n, nalt, nazi;
149 >        float  *distarr;
150 >        double  sp[4], r1, r2, r3;
151 >        FVECT  org, dir;
152 >        FVECT  u, v;
153 >        register int  i, j;
154 >                                /* check arguments */
155 >        if (ob->oargs.nfargs != 4)
156 >                objerror(ob, USER, "bad # of arguments");
157 >                                /* set up sampling */
158 >        if (il->sampdens <= 0)
159 >                nalt = nazi = 1;
160 >        else {
161 >                n = 4.*PI * il->sampdens;
162 >                nalt = sqrt(2./PI*n) + .5;
163 >                nazi = PI/2.*nalt + .5;
164 >        }
165 >        n = nalt*nazi;
166 >        distarr = (float *)calloc(n, 3*sizeof(float));
167 >        if (distarr == NULL)
168 >                error(SYSTEM, "out of memory in o_sphere");
169 >        dim[0] = random();
170 >                                /* sample sphere */
171 >        for (dim[1] = 0; dim[1] < nalt; dim[1]++)
172 >            for (dim[2] = 0; dim[2] < nazi; dim[2]++)
173 >                for (i = 0; i < il->nsamps; i++) {
174 >                                        /* next sample point */
175 >                    multisamp(sp, 4, urand(ilhash(dim,3)+i));
176 >                                        /* random direction */
177 >                    r1 = (dim[1] + sp[0])/nalt;
178 >                    r2 = (dim[2] + sp[1] - .5)/nazi;
179 >                    rounddir(dir, r1, r2);
180 >                                        /* random location */
181 >                    mkaxes(u, v, dir);          /* yuck! */
182 >                    r3 = sqrt(sp[2]);
183 >                    r2 = 2.*PI*sp[3];
184 >                    r1 = r3*ob->oargs.farg[3]*cos(r2);
185 >                    r2 = r3*ob->oargs.farg[3]*sin(r2);
186 >                    r3 = ob->oargs.farg[3]*sqrt(1.01-r3*r3);
187 >                    for (j = 0; j < 3; j++) {
188 >                        org[j] = ob->oargs.farg[j] + r1*u[j] + r2*v[j] +
189 >                                        r3*dir[j];
190 >                        dir[j] = -dir[j];
191 >                    }
192 >                                        /* send sample */
193 >                    raysamp(distarr+3*(dim[1]*nazi+dim[2]), org, dir, rt);
194 >                }
195 >        rayflush(rt);
196 >                                /* write out the sphere and its distribution */
197 >        if (average(il, distarr, nalt*nazi)) {
198 >                if (il->sampdens > 0)
199 >                        roundout(il, distarr, nalt, nazi);
200 >                else
201 >                        objerror(ob, WARNING, "diffuse distribution");
202 >                illumout(il, ob);
203 >        } else
204 >                printobj(il->altmat, ob);
205 >                                /* clean up */
206 >        free((void *)distarr);
207 > }
208 >
209 >
210 > o_ring(ob, il, rt, nm)          /* make an illum ring */
211   OBJREC  *ob;
212   struct illum_args  *il;
213   struct rtproc  *rt;
214 + char  *nm;
215   {
216 +        int  dim[3];
217 +        int  n, nalt, nazi;
218 +        float  *distarr;
219 +        double  sp[4], r1, r2, r3;
220 +        FVECT  dn, org, dir;
221 +        FVECT  u, v;
222 +        register CONE  *co;
223 +        register int  i, j;
224 +                                /* get/check arguments */
225 +        co = getcone(ob, 0);
226 +                                /* set up sampling */
227 +        if (il->sampdens <= 0)
228 +                nalt = nazi = 1;
229 +        else {
230 +                n = PI * il->sampdens;
231 +                nalt = sqrt(n/PI) + .5;
232 +                nazi = PI*nalt + .5;
233 +        }
234 +        n = nalt*nazi;
235 +        distarr = (float *)calloc(n, 3*sizeof(float));
236 +        if (distarr == NULL)
237 +                error(SYSTEM, "out of memory in o_ring");
238 +        mkaxes(u, v, co->ad);
239 +        dim[0] = random();
240 +                                /* sample disk */
241 +        for (dim[1] = 0; dim[1] < nalt; dim[1]++)
242 +            for (dim[2] = 0; dim[2] < nazi; dim[2]++)
243 +                for (i = 0; i < il->nsamps; i++) {
244 +                                        /* next sample point */
245 +                    multisamp(sp, 4, urand(ilhash(dim,3)+i));
246 +                                        /* random direction */
247 +                    r1 = (dim[1] + sp[0])/nalt;
248 +                    r2 = (dim[2] + sp[1] - .5)/nazi;
249 +                    flatdir(dn, r1, r2);
250 +                    for (j = 0; j < 3; j++)
251 +                        dir[j] = -dn[0]*u[j] - dn[1]*v[j] - dn[2]*co->ad[j];
252 +                                        /* random location */
253 +                    r3 = sqrt(CO_R0(co)*CO_R0(co) +
254 +                            sp[2]*(CO_R1(co)*CO_R1(co) - CO_R0(co)*CO_R0(co)));
255 +                    r2 = 2.*PI*sp[3];
256 +                    r1 = r3*cos(r2);
257 +                    r2 = r3*sin(r2);
258 +                    for (j = 0; j < 3; j++)
259 +                        org[j] = CO_P0(co)[j] + r1*u[j] + r2*v[j] +
260 +                                        .001*co->ad[j];
261 +
262 +                                        /* send sample */
263 +                    raysamp(distarr+3*(dim[1]*nazi+dim[2]), org, dir, rt);
264 +                }
265 +        rayflush(rt);
266 +                                /* write out the ring and its distribution */
267 +        if (average(il, distarr, nalt*nazi)) {
268 +                if (il->sampdens > 0)
269 +                        flatout(il, distarr, nalt, nazi, u, v, co->ad);
270 +                illumout(il, ob);
271 +        } else
272 +                printobj(il->altmat, ob);
273 +                                /* clean up */
274 +        freecone(ob);
275 +        free((void *)distarr);
276 + }
277 +
278 +
279 + raysamp(res, org, dir, rt)      /* compute a ray sample */
280 + float  res[3];
281 + FVECT  org, dir;
282 + register struct rtproc  *rt;
283 + {
284 +        register float  *fp;
285 +
286 +        if (rt->nrays == rt->bsiz)
287 +                rayflush(rt);
288 +        rt->dest[rt->nrays] = res;
289 +        fp = rt->buf + 6*rt->nrays++;
290 +        *fp++ = org[0]; *fp++ = org[1]; *fp++ = org[2];
291 +        *fp++ = dir[0]; *fp++ = dir[1]; *fp = dir[2];
292 + }
293 +
294 +
295 + rayflush(rt)                    /* flush buffered rays */
296 + register struct rtproc  *rt;
297 + {
298 +        register int  i;
299 +
300 +        if (rt->nrays <= 0)
301 +                return;
302 +        memset(rt->buf+6*rt->nrays, '\0', 6*sizeof(float));
303 +        errno = 0;
304 +        if ( process(&(rt->pd), (char *)rt->buf, (char *)rt->buf,
305 +                        3*sizeof(float)*(rt->nrays+1),
306 +                        6*sizeof(float)*(rt->nrays+1)) <
307 +                        3*sizeof(float)*(rt->nrays+1) )
308 +                error(SYSTEM, "error reading from rtrace process");
309 +        i = rt->nrays;
310 +        while (i--) {
311 +                rt->dest[i][0] += rt->buf[3*i];
312 +                rt->dest[i][1] += rt->buf[3*i+1];
313 +                rt->dest[i][2] += rt->buf[3*i+2];
314 +        }
315 +        rt->nrays = 0;
316 + }
317 +
318 +
319 + mkaxes(u, v, n)                 /* compute u and v to go with n */
320 + FVECT  u, v, n;
321 + {
322 +        register int  i;
323 +
324 +        v[0] = v[1] = v[2] = 0.0;
325 +        for (i = 0; i < 3; i++)
326 +                if (n[i] < 0.6 && n[i] > -0.6)
327 +                        break;
328 +        v[i] = 1.0;
329 +        fcross(u, v, n);
330 +        normalize(u);
331 +        fcross(v, n, u);
332 + }
333 +
334 +
335 + rounddir(dv, alt, azi)          /* compute uniform spherical direction */
336 + register FVECT  dv;
337 + double  alt, azi;
338 + {
339 +        double  d1, d2;
340 +
341 +        dv[2] = 1. - 2.*alt;
342 +        d1 = sqrt(1. - dv[2]*dv[2]);
343 +        d2 = 2.*PI * azi;
344 +        dv[0] = d1*cos(d2);
345 +        dv[1] = d1*sin(d2);
346 + }
347 +
348 +
349 + flatdir(dv, alt, azi)           /* compute uniform hemispherical direction */
350 + register FVECT  dv;
351 + double  alt, azi;
352 + {
353 +        double  d1, d2;
354 +
355 +        d1 = sqrt(alt);
356 +        d2 = 2.*PI * azi;
357 +        dv[0] = d1*cos(d2);
358 +        dv[1] = d1*sin(d2);
359 +        dv[2] = sqrt(1. - alt);
360   }

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