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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 2.19 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"
16
13   #include  "random.h"
14  
15  
16 < printobj(mod, obj)              /* print out an object */
17 < char  *mod;
18 < register OBJREC  *obj;
23 < {
24 <        register int  i;
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 <        printf("\n%s %s %s", mod, ofun[obj->otype].funame, obj->oname);
21 <        printf("\n%d", obj->oargs.nsargs);
22 <        for (i = 0; i < obj->oargs.nsargs; i++)
23 <                printf(" %s", obj->oargs.sarg[i]);
24 < #ifdef  IARGS
25 <        printf("\n%d", obj->oargs.niargs);
26 <        for (i = 0; i < obj->oargs.niargs; i++)
27 <                printf(" %d", obj->oargs.iarg[i]);
28 < #else
29 <        printf("\n0");
30 < #endif
31 <        printf("\n%d", obj->oargs.nfargs);
32 <        for (i = 0; i < obj->oargs.nfargs; i++) {
33 <                if (i%3 == 0)
34 <                        putchar('\n');
35 <                printf(" %18.12g", obj->oargs.farg[i]);
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 >        if (siz == 0) {
31 >                if (distsiz > 0)
32 >                        free((void *)distarr);
33 >                distarr = NULL;
34 >                distsiz = 0;
35 >                return;
36          }
37 <        putchar('\n');
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  
48 < o_default(ob, il, rt, nm)       /* default illum action */
49 < OBJREC  *ob;
49 < struct illum_args  *il;
50 < struct rtproc  *rt;
51 < char  *nm;
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 <        if (!(il->flags & IL_LIGHT))
108 <                printobj(il->altname, ob);
107 >        printobj(il->altmat, ob);
108 >        return(1);
109   }
110  
111  
112 < o_face(ob, il, rt, nm)          /* make an illum face */
113 < OBJREC  *ob;
114 < struct illum_args  *il;
115 < struct rtproc  *rt;
116 < char  *nm;
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 +                                /* 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 < o_sphere(ob, il, rt, nm)        /* make an illum sphere */
221 < OBJREC  *ob;
222 < struct illum_args  *il;
223 < struct rtproc  *rt;
224 < char  *nm;
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[4];
227 >        int  dim[3];
228          int  n, nalt, nazi;
229 <        float  *distarr;
230 <        double  r1, r2;
80 <        FVECT  pos, dir;
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 <        n = 4.*PI * il->sampdens;
238 <        nalt = sqrt(n/PI) + .5;
239 <        nazi = PI*nalt + .5;
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 <        distarr = (float *)calloc(n, 3*sizeof(float));
92 <        if (distarr == NULL)
93 <                error(SYSTEM, "out of memory in o_sphere");
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 <                    dim[3] = 1;
255 <                    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;
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 <                    dim[3] = 3;
260 <                    r1 = sqrt(urand(urind(ilhash(dim,4),i)));
261 <                    dim[3] = 4;
262 <                    r2 = 2.*PI*urand(urind(ilhash(dim,4),i));
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 <                        org[j] = obj->oargs.farg[j] + obj->oargs.farg[3] *
327 <                                        ( r1*cos(r2)*u[j] + r1*sin(r2)*v[j]
328 <                                                - sqrt(1.01-r1*r1)*dir[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(distarr+dim[1]*nazi+dim[2], org, dir, rt);
338 >                    raysamp(dim[1]*nazi+dim[2], org, dir);
339                  }
340 <        rayflush(rt);
341 <                                /* write out distribution */
342 <        rounddist(distarr, nalt, nazi, il, ob);
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 <        free((char *)distarr);
349 >        freecone(ob);
350 >        return(1);
351   }
352  
353  
354 < o_ring(ob, il, rt, nm)          /* make an illum ring */
355 < OBJREC  *ob;
356 < struct illum_args  *il;
357 < struct rtproc  *rt;
358 < char  *nm;
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 < raysamp(res, org, dir, rt)      /* compute a ray sample */
375 < float  res[3];
376 < FVECT  org, dir;
377 < register struct rtproc  *rt;
374 > static void
375 > rounddir(               /* compute uniform spherical direction */
376 >        register FVECT  dv,
377 >        double  alt,
378 >        double  azi
379 > )
380   {
381 <        register float  *fp;
381 >        double  d1, d2;
382  
383 <        if (rt->nrays == rt->bsiz)
384 <                rayflush(rt);
385 <        rt->dest[rt->nrays] = res;
386 <        fp = rt->buf + 6*rt->nrays++;
387 <        *fp++ = org[0]; *fp++ = org[1]; *fp++ = org[2];
148 <        *fp++ = dir[0]; *fp++ = dir[1]; *fp = dir[2];
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 < rayflush(rt)                    /* flush buffered rays */
392 < register struct rtproc  *rt;
391 > static void
392 > flatdir(                /* compute uniform hemispherical direction */
393 >        register FVECT  dv,
394 >        double  alt,
395 >        double  azi
396 > )
397   {
398 <        register int  i;
398 >        double  d1, d2;
399  
400 <        if (rt->nrays <= 0)
401 <                return;
402 <        i = 6*rt->nrays + 3;
403 <        rt->buf[i++] = 0.; rt->buf[i++] = 0.; rt->buf[i] = 0.;
404 <        if ( process(rt->pd, (char *)rt->buf, (char *)rt->buf,
162 <                        3*sizeof(float)*rt->nrays,
163 <                        6*sizeof(float)*(rt->nrays+1)) <
164 <                        3*sizeof(float)*rt->nrays )
165 <                error(SYSTEM, "error reading from rtrace process");
166 <        i = rt->nrays;
167 <        while (i--) {
168 <                rt->dest[i][0] += rt->buf[3*i];
169 <                rt->dest[i][1] += rt->buf[3*i+1];
170 <                rt->dest[i][2] += rt->buf[3*i+2];
171 <        }
172 <        rt->nrays = 0;
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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