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

Comparing ray/src/gen/mkillum2.c (file contents):
Revision 1.2 by greg, Wed Jul 24 12:22:05 1991 UTC vs.
Revision 2.16 by greg, Fri Sep 17 21:43:50 2004 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"
16
13   #include  "random.h"
14 + #include  "selcall.h"
15  
16  
17 < printobj(mod, obj)              /* print out an object */
18 < char  *mod;
19 < register OBJREC  *obj;
23 < {
24 <        register int  i;
17 > static void mkaxes(FVECT u, FVECT v, FVECT n);
18 > static void rounddir(FVECT dv, double alt, double azi);
19 > static void flatdir(FVECT dv, double alt, double azi);
20  
21 <        printf("\n%s %s %s", mod, ofun[obj->otype].funame, obj->oname);
22 <        printf("\n%d", obj->oargs.nsargs);
23 <        for (i = 0; i < obj->oargs.nsargs; i++)
24 <                printf(" %s", obj->oargs.sarg[i]);
25 < #ifdef  IARGS
26 <        printf("\n%d", obj->oargs.niargs);
27 <        for (i = 0; i < obj->oargs.niargs; i++)
28 <                printf(" %d", obj->oargs.iarg[i]);
29 < #else
35 <        printf("\n0");
36 < #endif
37 <        printf("\n%d", obj->oargs.nfargs);
38 <        for (i = 0; i < obj->oargs.nfargs; i++) {
39 <                if (i%3 == 0)
40 <                        putchar('\n');
41 <                printf(" %18.12g", obj->oargs.farg[i]);
42 <        }
43 <        putchar('\n');
21 >
22 > static void
23 > rayclean(                       /* finish all pending rays */
24 >        struct rtproc *rt0
25 > )
26 > {
27 >        rayflush(rt0, 1);
28 >        while (raywait(rt0) != NULL)
29 >                ;
30   }
31  
32  
33 < o_default(ob, il, rt, nm)       /* default illum action */
34 < OBJREC  *ob;
35 < struct illum_args  *il;
36 < struct rtproc  *rt;
37 < char  *nm;
33 > int /* XXX type conflict with otypes.h */
34 > o_default(      /* default illum action */
35 >        OBJREC  *ob,
36 >        struct illum_args  *il,
37 >        struct rtproc  *rt0,
38 >        char  *nm
39 > )
40   {
41          sprintf(errmsg, "(%s): cannot make illum for %s \"%s\"",
42                          nm, ofun[ob->otype].funame, ob->oname);
43          error(WARNING, errmsg);
44 <        if (!(il->flags & IL_LIGHT))
45 <                printobj(il->altname, ob);
44 >        printobj(il->altmat, ob);
45 >        return(1);
46   }
47  
48  
49 < o_face(ob, il, rt, nm)          /* make an illum face */
50 < OBJREC  *ob;
51 < struct illum_args  *il;
52 < struct rtproc  *rt;
53 < char  *nm;
49 > int
50 > o_face(         /* make an illum face */
51 >        OBJREC  *ob,
52 >        struct illum_args  *il,
53 >        struct rtproc  *rt0,
54 >        char  *nm
55 > )
56   {
57 + #define MAXMISS         (5*n*il->nsamps)
58 +        int  dim[3];
59 +        int  n, nalt, nazi, h;
60 +        float  *distarr;
61 +        double  sp[2], r1, r2;
62 +        FVECT  dn, org, dir;
63 +        FVECT  u, v;
64 +        double  ur[2], vr[2];
65 +        int  nmisses;
66 +        register FACE  *fa;
67 +        register int  i, j;
68 +                                /* get/check arguments */
69 +        fa = getface(ob);
70 +        if (fa->area == 0.0) {
71 +                freeface(ob);
72 +                return(o_default(ob, il, rt0, nm));
73 +        }
74 +                                /* set up sampling */
75 +        if (il->sampdens <= 0)
76 +                nalt = nazi = 1;
77 +        else {
78 +                n = PI * il->sampdens;
79 +                nalt = sqrt(n/PI) + .5;
80 +                nazi = PI*nalt + .5;
81 +        }
82 +        n = nalt*nazi;
83 +        distarr = (float *)calloc(n, 3*sizeof(float));
84 +        if (distarr == NULL)
85 +                error(SYSTEM, "out of memory in o_face");
86 +                                /* take first edge longer than sqrt(area) */
87 +        for (j = fa->nv-1, i = 0; i < fa->nv; j = i++) {
88 +                u[0] = VERTEX(fa,i)[0] - VERTEX(fa,j)[0];
89 +                u[1] = VERTEX(fa,i)[1] - VERTEX(fa,j)[1];
90 +                u[2] = VERTEX(fa,i)[2] - VERTEX(fa,j)[2];
91 +                if ((r1 = DOT(u,u)) >= fa->area-FTINY)
92 +                        break;
93 +        }
94 +        if (i < fa->nv) {       /* got one! -- let's align our axes */
95 +                r2 = 1.0/sqrt(r1);
96 +                u[0] *= r2; u[1] *= r2; u[2] *= r2;
97 +                fcross(v, fa->norm, u);
98 +        } else                  /* oh well, we'll just have to wing it */
99 +                mkaxes(u, v, fa->norm);
100 +                                /* now, find limits in (u,v) coordinates */
101 +        ur[0] = vr[0] = FHUGE;
102 +        ur[1] = vr[1] = -FHUGE;
103 +        for (i = 0; i < fa->nv; i++) {
104 +                r1 = DOT(VERTEX(fa,i),u);
105 +                if (r1 < ur[0]) ur[0] = r1;
106 +                if (r1 > ur[1]) ur[1] = r1;
107 +                r2 = DOT(VERTEX(fa,i),v);
108 +                if (r2 < vr[0]) vr[0] = r2;
109 +                if (r2 > vr[1]) vr[1] = r2;
110 +        }
111 +        dim[0] = random();
112 +                                /* sample polygon */
113 +        nmisses = 0;
114 +        for (dim[1] = 0; dim[1] < nalt; dim[1]++)
115 +            for (dim[2] = 0; dim[2] < nazi; dim[2]++)
116 +                for (i = 0; i < il->nsamps; i++) {
117 +                                        /* random direction */
118 +                    h = ilhash(dim, 3) + i;
119 +                    multisamp(sp, 2, urand(h));
120 +                    r1 = (dim[1] + sp[0])/nalt;
121 +                    r2 = (dim[2] + sp[1] - .5)/nazi;
122 +                    flatdir(dn, r1, r2);
123 +                    for (j = 0; j < 3; j++)
124 +                        dir[j] = -dn[0]*u[j] - dn[1]*v[j] - dn[2]*fa->norm[j];
125 +                                        /* random location */
126 +                    do {
127 +                        multisamp(sp, 2, urand(h+4862+nmisses));
128 +                        r1 = ur[0] + (ur[1]-ur[0]) * sp[0];
129 +                        r2 = vr[0] + (vr[1]-vr[0]) * sp[1];
130 +                        for (j = 0; j < 3; j++)
131 +                            org[j] = r1*u[j] + r2*v[j]
132 +                                        + fa->offset*fa->norm[j];
133 +                    } while (!inface(org, fa) && nmisses++ < MAXMISS);
134 +                    if (nmisses > MAXMISS) {
135 +                        objerror(ob, WARNING, "bad aspect");
136 +                        rayclean(rt0);
137 +                        freeface(ob);
138 +                        free((void *)distarr);
139 +                        return(o_default(ob, il, rt0, nm));
140 +                    }
141 +                    for (j = 0; j < 3; j++)
142 +                        org[j] += .001*fa->norm[j];
143 +                                        /* send sample */
144 +                    raysamp(distarr+3*(dim[1]*nazi+dim[2]), org, dir, rt0);
145 +                }
146 +        rayclean(rt0);
147 +                                /* write out the face and its distribution */
148 +        if (average(il, distarr, nalt*nazi)) {
149 +                if (il->sampdens > 0)
150 +                        flatout(il, distarr, nalt, nazi, u, v, fa->norm);
151 +                illumout(il, ob);
152 +        } else
153 +                printobj(il->altmat, ob);
154 +                                /* clean up */
155 +        freeface(ob);
156 +        free((void *)distarr);
157 +        return(0);
158 + #undef MAXMISS
159   }
160  
161  
162 < o_sphere(ob, il, rt, nm)        /* make an illum sphere */
163 < OBJREC  *ob;
164 < struct illum_args  *il;
165 < struct rtproc  *rt;
166 < char  *nm;
162 > int
163 > o_sphere(       /* make an illum sphere */
164 >        register OBJREC  *ob,
165 >        struct illum_args  *il,
166 >        struct rtproc  *rt0,
167 >        char  *nm
168 > )
169   {
170 <        int  dim[4];
170 >        int  dim[3];
171          int  n, nalt, nazi;
172          float  *distarr;
173 <        double  r1, r2;
174 <        FVECT  pos, dir;
173 >        double  sp[4], r1, r2, r3;
174 >        FVECT  org, dir;
175          FVECT  u, v;
176          register int  i, j;
177                                  /* check arguments */
178          if (ob->oargs.nfargs != 4)
179                  objerror(ob, USER, "bad # of arguments");
180                                  /* set up sampling */
181 <        n = 4.*PI * il->sampdens;
182 <        nalt = sqrt(n/PI) + .5;
183 <        nazi = PI*nalt + .5;
181 >        if (il->sampdens <= 0)
182 >                nalt = nazi = 1;
183 >        else {
184 >                n = 4.*PI * il->sampdens;
185 >                nalt = sqrt(2./PI*n) + .5;
186 >                nazi = PI/2.*nalt + .5;
187 >        }
188          n = nalt*nazi;
189          distarr = (float *)calloc(n, 3*sizeof(float));
190          if (distarr == NULL)
# Line 96 | Line 194 | char  *nm;
194          for (dim[1] = 0; dim[1] < nalt; dim[1]++)
195              for (dim[2] = 0; dim[2] < nazi; dim[2]++)
196                  for (i = 0; i < il->nsamps; i++) {
197 +                                        /* next sample point */
198 +                    multisamp(sp, 4, urand(ilhash(dim,3)+i));
199                                          /* random direction */
200 <                    dim[3] = 1;
201 <                    r1 = (dim[1]+urand(urind(ilhash(dim,4),i)))/nalt;
102 <                    dim[3] = 2;
103 <                    r2 = (dim[2]+urand(urind(ilhash(dim,4),i)))/nalt;
200 >                    r1 = (dim[1] + sp[0])/nalt;
201 >                    r2 = (dim[2] + sp[1] - .5)/nazi;
202                      rounddir(dir, r1, r2);
203                                          /* random location */
204                      mkaxes(u, v, dir);          /* yuck! */
205 <                    dim[3] = 3;
206 <                    r1 = sqrt(urand(urind(ilhash(dim,4),i)));
207 <                    dim[3] = 4;
208 <                    r2 = 2.*PI*urand(urind(ilhash(dim,4),i));
209 <                    for (j = 0; j < 3; j++)
210 <                        org[j] = obj->oargs.farg[j] + obj->oargs.farg[3] *
211 <                                        ( r1*cos(r2)*u[j] + r1*sin(r2)*v[j]
212 <                                                - sqrt(1.01-r1*r1)*dir[j] );
213 <
205 >                    r3 = sqrt(sp[2]);
206 >                    r2 = 2.*PI*sp[3];
207 >                    r1 = r3*ob->oargs.farg[3]*cos(r2);
208 >                    r2 = r3*ob->oargs.farg[3]*sin(r2);
209 >                    r3 = ob->oargs.farg[3]*sqrt(1.01-r3*r3);
210 >                    for (j = 0; j < 3; j++) {
211 >                        org[j] = ob->oargs.farg[j] + r1*u[j] + r2*v[j] +
212 >                                        r3*dir[j];
213 >                        dir[j] = -dir[j];
214 >                    }
215                                          /* send sample */
216 <                    raysamp(distarr+dim[1]*nazi+dim[2], org, dir, rt);
216 >                    raysamp(distarr+3*(dim[1]*nazi+dim[2]), org, dir, rt0);
217                  }
218 <        rayflush(rt);
219 <                                /* write out distribution */
220 <        rounddist(distarr, nalt, nazi, il, ob);
218 >        rayclean(rt0);
219 >                                /* write out the sphere and its distribution */
220 >        if (average(il, distarr, nalt*nazi)) {
221 >                if (il->sampdens > 0)
222 >                        roundout(il, distarr, nalt, nazi);
223 >                else
224 >                        objerror(ob, WARNING, "diffuse distribution");
225 >                illumout(il, ob);
226 >        } else
227 >                printobj(il->altmat, ob);
228                                  /* clean up */
229 <        free((char *)distarr);
229 >        free((void *)distarr);
230 >        return(1);
231   }
232  
233  
234 < o_ring(ob, il, rt, nm)          /* make an illum ring */
235 < OBJREC  *ob;
236 < struct illum_args  *il;
237 < struct rtproc  *rt;
238 < char  *nm;
234 > int
235 > o_ring(         /* make an illum ring */
236 >        OBJREC  *ob,
237 >        struct illum_args  *il,
238 >        struct rtproc  *rt0,
239 >        char  *nm
240 > )
241   {
242 +        int  dim[3];
243 +        int  n, nalt, nazi;
244 +        float  *distarr;
245 +        double  sp[4], r1, r2, r3;
246 +        FVECT  dn, org, dir;
247 +        FVECT  u, v;
248 +        register CONE  *co;
249 +        register int  i, j;
250 +                                /* get/check arguments */
251 +        co = getcone(ob, 0);
252 +                                /* set up sampling */
253 +        if (il->sampdens <= 0)
254 +                nalt = nazi = 1;
255 +        else {
256 +                n = PI * il->sampdens;
257 +                nalt = sqrt(n/PI) + .5;
258 +                nazi = PI*nalt + .5;
259 +        }
260 +        n = nalt*nazi;
261 +        distarr = (float *)calloc(n, 3*sizeof(float));
262 +        if (distarr == NULL)
263 +                error(SYSTEM, "out of memory in o_ring");
264 +        mkaxes(u, v, co->ad);
265 +        dim[0] = random();
266 +                                /* sample disk */
267 +        for (dim[1] = 0; dim[1] < nalt; dim[1]++)
268 +            for (dim[2] = 0; dim[2] < nazi; dim[2]++)
269 +                for (i = 0; i < il->nsamps; i++) {
270 +                                        /* next sample point */
271 +                    multisamp(sp, 4, urand(ilhash(dim,3)+i));
272 +                                        /* random direction */
273 +                    r1 = (dim[1] + sp[0])/nalt;
274 +                    r2 = (dim[2] + sp[1] - .5)/nazi;
275 +                    flatdir(dn, r1, r2);
276 +                    for (j = 0; j < 3; j++)
277 +                        dir[j] = -dn[0]*u[j] - dn[1]*v[j] - dn[2]*co->ad[j];
278 +                                        /* random location */
279 +                    r3 = sqrt(CO_R0(co)*CO_R0(co) +
280 +                            sp[2]*(CO_R1(co)*CO_R1(co) - CO_R0(co)*CO_R0(co)));
281 +                    r2 = 2.*PI*sp[3];
282 +                    r1 = r3*cos(r2);
283 +                    r2 = r3*sin(r2);
284 +                    for (j = 0; j < 3; j++)
285 +                        org[j] = CO_P0(co)[j] + r1*u[j] + r2*v[j] +
286 +                                        .001*co->ad[j];
287 +
288 +                                        /* send sample */
289 +                    raysamp(distarr+3*(dim[1]*nazi+dim[2]), org, dir, rt0);
290 +                }
291 +        rayclean(rt0);
292 +                                /* write out the ring and its distribution */
293 +        if (average(il, distarr, nalt*nazi)) {
294 +                if (il->sampdens > 0)
295 +                        flatout(il, distarr, nalt, nazi, u, v, co->ad);
296 +                illumout(il, ob);
297 +        } else
298 +                printobj(il->altmat, ob);
299 +                                /* clean up */
300 +        freecone(ob);
301 +        free((void *)distarr);
302 +        return(1);
303   }
304  
305  
306 < raysamp(res, org, dir, rt)      /* compute a ray sample */
307 < float  res[3];
308 < FVECT  org, dir;
309 < register struct rtproc  *rt;
306 > void
307 > raysamp(        /* queue a ray sample */
308 >        float  res[3],
309 >        FVECT  org,
310 >        FVECT  dir,
311 >        struct rtproc *rt0
312 > )
313   {
314 +        register struct rtproc  *rt;
315          register float  *fp;
316  
317 <        if (rt->nrays == rt->bsiz)
318 <                rayflush(rt);
319 <        rt->dest[rt->nrays] = res;
320 <        fp = rt->buf + 6*rt->nrays++;
317 >        for (rt = rt0; rt != NULL; rt = rt->next)
318 >                if (rt->nrays < rt->bsiz && rt->dest[rt->nrays] == NULL)
319 >                        break;
320 >        if (rt == NULL)         /* need to free up buffer? */
321 >                rt = raywait(rt0);
322 >        if (rt == NULL)
323 >                error(SYSTEM, "raywait() returned NULL");
324 >        fp = rt->buf + 6*rt->nrays;
325          *fp++ = org[0]; *fp++ = org[1]; *fp++ = org[2];
326          *fp++ = dir[0]; *fp++ = dir[1]; *fp = dir[2];
327 +        rt->dest[rt->nrays++] = res;
328 +        if (rt->nrays == rt->bsiz)
329 +                rayflush(rt, 0);
330   }
331  
332  
333 < rayflush(rt)                    /* flush buffered rays */
334 < register struct rtproc  *rt;
333 > void
334 > rayflush(                       /* flush queued rays to rtrace */
335 >        register struct rtproc  *rt,
336 >        int  doall
337 > )
338   {
339 <        register int  i;
339 >        int     nw;
340  
341 <        if (rt->nrays <= 0)
342 <                return;
343 <        i = 6*rt->nrays + 3;
344 <        rt->buf[i++] = 0.; rt->buf[i++] = 0.; rt->buf[i] = 0.;
345 <        if ( process(rt->pd, (char *)rt->buf, (char *)rt->buf,
346 <                        3*sizeof(float)*rt->nrays,
347 <                        6*sizeof(float)*(rt->nrays+1)) <
348 <                        3*sizeof(float)*rt->nrays )
349 <                error(SYSTEM, "error reading from rtrace process");
350 <        i = rt->nrays;
351 <        while (i--) {
352 <                rt->dest[i][0] += rt->buf[3*i];
353 <                rt->dest[i][1] += rt->buf[3*i+1];
354 <                rt->dest[i][2] += rt->buf[3*i+2];
341 >        do {
342 >                if (rt->nrays <= 0)
343 >                        continue;
344 >                memset(rt->buf+6*rt->nrays, 0, 6*sizeof(float));
345 >                nw = 6*sizeof(float)*(rt->nrays+1);
346 >                errno = 0;
347 >                if (writebuf(rt->pd.w, (char *)rt->buf, nw) < nw)
348 >                        error(SYSTEM, "error writing to rtrace process");
349 >                rt->nrays = 0;          /* flag buffer as flushed */
350 >        } while (doall && (rt = rt->next) != NULL);
351 > }
352 >
353 >
354 > struct rtproc *
355 > raywait(                        /* retrieve rtrace results */
356 >        struct rtproc *rt0
357 > )
358 > {
359 >        fd_set  readset, errset;
360 >        int     nr;
361 >        struct rtproc   *rt, *rtfree;
362 >        register int    n;
363 >                                /* prepare select call */
364 >        FD_ZERO(&readset); FD_ZERO(&errset); n = 0;
365 >        nr = 0;
366 >        for (rt = rt0; rt != NULL; rt = rt->next) {
367 >                if (rt->nrays == 0 && rt->dest[0] != NULL) {
368 >                        FD_SET(rt->pd.r, &readset);
369 >                        ++nr;
370 >                }
371 >                FD_SET(rt->pd.r, &errset);
372 >                if (rt->pd.r >= n)
373 >                        n = rt->pd.r + 1;
374          }
375 <        rt->nrays = 0;
375 >        if (!nr)                /* no rays pending */
376 >                return(NULL);
377 >        if (nr > 1)             /* call select for multiple processes */
378 >                n = select(n, &readset, (fd_set *)NULL, &errset,
379 >                                        (struct timeval *)NULL);
380 >        else
381 >                FD_ZERO(&errset);
382 >        if (n <= 0)
383 >                return(NULL);
384 >        rtfree = NULL;          /* read from ready process(es) */
385 >        for (rt = rt0; rt != NULL; rt = rt->next) {
386 >                if (!FD_ISSET(rt->pd.r, &readset) &&
387 >                                !FD_ISSET(rt->pd.r, &errset))
388 >                        continue;
389 >                for (n = 0; n < rt->bsiz && rt->dest[n] != NULL; n++)
390 >                        ;
391 >                errno = 0;
392 >                nr = read(rt->pd.r, (char *)rt->buf, 3*sizeof(float)*(n+1));
393 >                if (nr < 0)
394 >                        error(SYSTEM, "read error in raywait()");
395 >                if (nr == 0)                            /* unexpected EOF */
396 >                        error(USER, "rtrace process died");
397 >                if (nr < 3*sizeof(float)*(n+1)) {       /* read the rest */
398 >                        nr = readbuf(rt->pd.r, (char *)rt->buf,
399 >                                        3*sizeof(float)*(n+1) - nr);
400 >                        if (nr < 0)
401 >                                error(USER, "readbuf error in raywait()");
402 >                }
403 >                while (n-- > 0) {
404 >                        rt->dest[n][0] += rt->buf[3*n];
405 >                        rt->dest[n][1] += rt->buf[3*n+1];
406 >                        rt->dest[n][2] += rt->buf[3*n+2];
407 >                        rt->dest[n] = NULL;
408 >                }
409 >                rtfree = rt;
410 >        }
411 >        return(rtfree);
412 > }
413 >
414 >
415 > static void
416 > mkaxes(                 /* compute u and v to go with n */
417 >        FVECT  u,
418 >        FVECT  v,
419 >        FVECT  n
420 > )
421 > {
422 >        register int  i;
423 >
424 >        v[0] = v[1] = v[2] = 0.0;
425 >        for (i = 0; i < 3; i++)
426 >                if (n[i] < 0.6 && n[i] > -0.6)
427 >                        break;
428 >        v[i] = 1.0;
429 >        fcross(u, v, n);
430 >        normalize(u);
431 >        fcross(v, n, u);
432 > }
433 >
434 >
435 > static void
436 > rounddir(               /* compute uniform spherical direction */
437 >        register FVECT  dv,
438 >        double  alt,
439 >        double  azi
440 > )
441 > {
442 >        double  d1, d2;
443 >
444 >        dv[2] = 1. - 2.*alt;
445 >        d1 = sqrt(1. - dv[2]*dv[2]);
446 >        d2 = 2.*PI * azi;
447 >        dv[0] = d1*cos(d2);
448 >        dv[1] = d1*sin(d2);
449 > }
450 >
451 >
452 > static void
453 > flatdir(                /* compute uniform hemispherical direction */
454 >        register FVECT  dv,
455 >        double  alt,
456 >        double  azi
457 > )
458 > {
459 >        double  d1, d2;
460 >
461 >        d1 = sqrt(alt);
462 >        d2 = 2.*PI * azi;
463 >        dv[0] = d1*cos(d2);
464 >        dv[1] = d1*sin(d2);
465 >        dv[2] = sqrt(1. - alt);
466   }

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