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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 2.21 by greg, Fri Sep 21 05:53:21 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;
16 > COLORV *        distarr = NULL;         /* distribution array */
17 > int             distsiz = 0;
18 >
19 >
20 > void
21 > newdist(                        /* allocate & clear distribution array */
22 >        int siz
23 > )
24   {
25 +        if (siz == 0) {
26 +                if (distsiz > 0)
27 +                        free((void *)distarr);
28 +                distarr = NULL;
29 +                distsiz = 0;
30 +                return;
31 +        }
32 +        if (distsiz < siz) {
33 +                if (distsiz > 0)
34 +                        free((void *)distarr);
35 +                distarr = (COLORV *)malloc(sizeof(COLOR)*siz);
36 +                if (distarr == NULL)
37 +                        error(SYSTEM, "out of memory in newdist");
38 +                distsiz = siz;
39 +        }
40 +        memset(distarr, '\0', sizeof(COLOR)*siz);
41 + }
42 +
43 +
44 + int
45 + process_ray(RAY *r, int rv)
46 + {
47 +        COLORV  *colp;
48 +
49 +        if (rv == 0)
50 +                return(0);
51 +        if (rv < 0)
52 +                error(USER, "ray tracing process died");
53 +        if (r->rno >= distsiz)
54 +                error(INTERNAL, "bad returned index in process_ray");
55 +        colp = &distarr[r->rno * 3];
56 +        addcolor(colp, r->rcol);
57 +        return(1);
58 + }
59 +
60 +
61 + void
62 + raysamp(        /* queue a ray sample */
63 +        int  ndx,
64 +        FVECT  org,
65 +        FVECT  dir
66 + )
67 + {
68 +        RAY     myRay;
69 +        int     rv;
70 +
71 +        if ((ndx < 0) | (ndx >= distsiz))
72 +                error(INTERNAL, "bad index in raysamp");
73 +        VCOPY(myRay.rorg, org);
74 +        VCOPY(myRay.rdir, dir);
75 +        myRay.rmax = .0;
76 +        rayorigin(&myRay, PRIMARY, NULL, NULL);
77 +        myRay.rno = ndx;
78 +                                        /* queue ray, check result */
79 +        process_ray(&myRay, ray_pqueue(&myRay));
80 + }
81 +
82 +
83 + void
84 + rayclean()                      /* finish all pending rays */
85 + {
86 +        RAY     myRay;
87 +
88 +        while (process_ray(&myRay, ray_presult(&myRay, 0)))
89 +                ;
90 + }
91 +
92 +
93 + static void
94 + mkaxes(                 /* compute u and v to go with n */
95 +        FVECT  u,
96 +        FVECT  v,
97 +        FVECT  n
98 + )
99 + {
100          register int  i;
101  
102 <        printf("\n%s %s %s", mod, ofun[obj->otype].funame, obj->oname);
103 <        printf("\n%d", obj->oargs.nsargs);
104 <        for (i = 0; i < obj->oargs.nsargs; i++)
105 <                printf(" %s", obj->oargs.sarg[i]);
106 < #ifdef  IARGS
107 <        printf("\n%d", obj->oargs.niargs);
108 <        for (i = 0; i < obj->oargs.niargs; i++)
109 <                printf(" %d", obj->oargs.iarg[i]);
34 < #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');
102 >        v[0] = v[1] = v[2] = 0.0;
103 >        for (i = 0; i < 3; i++)
104 >                if (n[i] < 0.6 && n[i] > -0.6)
105 >                        break;
106 >        v[i] = 1.0;
107 >        fcross(u, v, n);
108 >        normalize(u);
109 >        fcross(v, n, u);
110   }
111  
112  
113 < o_default(ob, il, rt, nm)       /* default illum action */
114 < OBJREC  *ob;
115 < struct illum_args  *il;
116 < struct rtproc  *rt;
117 < char  *nm;
113 > static void
114 > rounddir(               /* compute uniform spherical direction */
115 >        register FVECT  dv,
116 >        double  alt,
117 >        double  azi
118 > )
119   {
120 +        double  d1, d2;
121 +
122 +        dv[2] = 1. - 2.*alt;
123 +        d1 = sqrt(1. - dv[2]*dv[2]);
124 +        d2 = 2.*PI * azi;
125 +        dv[0] = d1*cos(d2);
126 +        dv[1] = d1*sin(d2);
127 + }
128 +
129 +
130 + static void
131 + flatdir(                /* compute uniform hemispherical direction */
132 +        register FVECT  dv,
133 +        double  alt,
134 +        double  azi
135 + )
136 + {
137 +        double  d1, d2;
138 +
139 +        d1 = sqrt(alt);
140 +        d2 = 2.*PI * azi;
141 +        dv[0] = d1*cos(d2);
142 +        dv[1] = d1*sin(d2);
143 +        dv[2] = sqrt(1. - alt);
144 + }
145 +
146 +
147 + int
148 + my_default(     /* default illum action */
149 +        OBJREC  *ob,
150 +        struct illum_args  *il,
151 +        char  *nm
152 + )
153 + {
154          sprintf(errmsg, "(%s): cannot make illum for %s \"%s\"",
155                          nm, ofun[ob->otype].funame, ob->oname);
156          error(WARNING, errmsg);
157 <        if (!(il->flags & IL_LIGHT))
158 <                printobj(il->altname, ob);
157 >        printobj(il->altmat, ob);
158 >        return(1);
159   }
160  
161  
162 < o_face(ob, il, rt, nm)          /* make an illum face */
163 < OBJREC  *ob;
164 < struct illum_args  *il;
165 < struct rtproc  *rt;
166 < char  *nm;
162 > int
163 > my_face(                /* make an illum face */
164 >        OBJREC  *ob,
165 >        struct illum_args  *il,
166 >        char  *nm
167 > )
168   {
169 + #define MAXMISS         (5*n*il->nsamps)
170 +        int  dim[2];
171 +        int  n, nalt, nazi, h, alti;
172 +        double  sp[2], r1, r2;
173 +        FVECT  dn, org, dir;
174 +        FVECT  u, v;
175 +        double  ur[2], vr[2];
176 +        MAT4  xfm;
177 +        int  nmisses;
178 +        FACE  *fa;
179 +        register int  i, j;
180 +                                /* get/check arguments */
181 +        fa = getface(ob);
182 +        if (fa->area == 0.0) {
183 +                freeface(ob);
184 +                return(my_default(ob, il, nm));
185 +        }
186 +                                /* set up sampling */
187 +        if (il->sampdens <= 0) {
188 +                nalt = nazi = 1;        /* diffuse assumption */
189 +        } else {
190 +                n = PI * il->sampdens;
191 +                nalt = sqrt(n/PI) + .5;
192 +                nazi = PI*nalt + .5;
193 +        }
194 +        if (il->sd != NULL) {
195 +                if (!getBSDF_xfm(xfm, fa->norm, il->udir)) {
196 +                        objerror(ob, WARNING, "illegal up direction");
197 +                        freeface(ob);
198 +                        return(my_default(ob, il, nm));
199 +                }
200 +                n = il->sd->ninc;
201 +        } else
202 +                n = nazi*nalt;
203 +        newdist(n);
204 +                                /* take first edge >= sqrt(area) */
205 +        for (j = fa->nv-1, i = 0; i < fa->nv; j = i++) {
206 +                u[0] = VERTEX(fa,i)[0] - VERTEX(fa,j)[0];
207 +                u[1] = VERTEX(fa,i)[1] - VERTEX(fa,j)[1];
208 +                u[2] = VERTEX(fa,i)[2] - VERTEX(fa,j)[2];
209 +                if ((r1 = DOT(u,u)) >= fa->area-FTINY)
210 +                        break;
211 +        }
212 +        if (i < fa->nv) {       /* got one! -- let's align our axes */
213 +                r2 = 1.0/sqrt(r1);
214 +                u[0] *= r2; u[1] *= r2; u[2] *= r2;
215 +                fcross(v, fa->norm, u);
216 +        } else                  /* oh well, we'll just have to wing it */
217 +                mkaxes(u, v, fa->norm);
218 +                                /* now, find limits in (u,v) coordinates */
219 +        ur[0] = vr[0] = FHUGE;
220 +        ur[1] = vr[1] = -FHUGE;
221 +        for (i = 0; i < fa->nv; i++) {
222 +                r1 = DOT(VERTEX(fa,i),u);
223 +                if (r1 < ur[0]) ur[0] = r1;
224 +                if (r1 > ur[1]) ur[1] = r1;
225 +                r2 = DOT(VERTEX(fa,i),v);
226 +                if (r2 < vr[0]) vr[0] = r2;
227 +                if (r2 > vr[1]) vr[1] = r2;
228 +        }
229 +        dim[0] = random();
230 +                                /* sample polygon */
231 +        nmisses = 0;
232 +        for (dim[1] = 0; dim[1] < n; dim[1]++)
233 +                for (i = 0; i < il->nsamps; i++) {
234 +                                        /* random direction */
235 +                    h = ilhash(dim, 2) + i;
236 +                    if (il->sd != NULL) {
237 +                        r_BSDF_incvec(dir, il->sd, dim[1], urand(h), xfm);
238 +                    } else {
239 +                        multisamp(sp, 2, urand(h));
240 +                        alti = dim[1]/nazi;
241 +                        r1 = (alti + sp[0])/nalt;
242 +                        r2 = (dim[1] - alti*nazi + sp[1] - .5)/nazi;
243 +                        flatdir(dn, r1, r2);
244 +                        for (j = 0; j < 3; j++)
245 +                            dir[j] = -dn[0]*u[j] - dn[1]*v[j] -
246 +                                                dn[2]*fa->norm[j];
247 +                    }
248 +                                        /* random location */
249 +                    do {
250 +                        multisamp(sp, 2, urand(h+4862+nmisses));
251 +                        r1 = ur[0] + (ur[1]-ur[0]) * sp[0];
252 +                        r2 = vr[0] + (vr[1]-vr[0]) * sp[1];
253 +                        for (j = 0; j < 3; j++)
254 +                            org[j] = r1*u[j] + r2*v[j]
255 +                                        + fa->offset*fa->norm[j];
256 +                    } while (!inface(org, fa) && nmisses++ < MAXMISS);
257 +                    if (nmisses > MAXMISS) {
258 +                        objerror(ob, WARNING, "bad aspect");
259 +                        rayclean();
260 +                        freeface(ob);
261 +                        return(my_default(ob, il, nm));
262 +                    }
263 +                    if (il->sd != NULL && DOT(dir, fa->norm) < -FTINY)
264 +                        r1 = -1.0001*il->thick - .0001;
265 +                    else
266 +                        r1 = .0001;
267 +                    for (j = 0; j < 3; j++)
268 +                        org[j] += r1*fa->norm[j];
269 +                                        /* send sample */
270 +                    raysamp(dim[1], org, dir);
271 +                }
272 +        rayclean();
273 +        if (il->sd != NULL)     /* run distribution through BSDF */
274 +                redistribute(il->sd, nalt, nazi, u, v, fa->norm, xfm);
275 +                                /* write out the face and its distribution */
276 +        if (average(il, distarr, n)) {
277 +                if (il->sampdens > 0)
278 +                        flatout(il, distarr, nalt, nazi, u, v, fa->norm);
279 +                illumout(il, ob);
280 +        } else
281 +                printobj(il->altmat, ob);
282 +                                /* clean up */
283 +        freeface(ob);
284 +        return(0);
285 + #undef MAXMISS
286   }
287  
288  
289 < o_sphere(ob, il, rt, nm)        /* make an illum sphere */
290 < OBJREC  *ob;
291 < struct illum_args  *il;
292 < struct rtproc  *rt;
293 < char  *nm;
289 > int
290 > my_sphere(      /* make an illum sphere */
291 >        register OBJREC  *ob,
292 >        struct illum_args  *il,
293 >        char  *nm
294 > )
295   {
296 <        int  dim[4];
296 >        int  dim[3];
297          int  n, nalt, nazi;
298 <        float  *distarr;
299 <        double  r1, r2;
80 <        FVECT  pos, dir;
298 >        double  sp[4], r1, r2, r3;
299 >        FVECT  org, dir;
300          FVECT  u, v;
301          register int  i, j;
302                                  /* check arguments */
303          if (ob->oargs.nfargs != 4)
304                  objerror(ob, USER, "bad # of arguments");
305                                  /* set up sampling */
306 <        n = 4.*PI * il->sampdens;
307 <        nalt = sqrt(n/PI) + .5;
308 <        nazi = PI*nalt + .5;
306 >        if (il->sampdens <= 0)
307 >                nalt = nazi = 1;
308 >        else {
309 >                n = 4.*PI * il->sampdens;
310 >                nalt = sqrt(2./PI*n) + .5;
311 >                nazi = PI/2.*nalt + .5;
312 >        }
313 >        if (il->sd != NULL)
314 >                objerror(ob, WARNING, "BSDF ignored");
315          n = nalt*nazi;
316 <        distarr = (float *)calloc(n, 3*sizeof(float));
92 <        if (distarr == NULL)
93 <                error(SYSTEM, "out of memory in o_sphere");
316 >        newdist(n);
317          dim[0] = random();
318                                  /* sample sphere */
319          for (dim[1] = 0; dim[1] < nalt; dim[1]++)
320              for (dim[2] = 0; dim[2] < nazi; dim[2]++)
321                  for (i = 0; i < il->nsamps; i++) {
322 +                                        /* next sample point */
323 +                    multisamp(sp, 4, urand(ilhash(dim,3)+i));
324                                          /* random direction */
325 <                    dim[3] = 1;
326 <                    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;
325 >                    r1 = (dim[1] + sp[0])/nalt;
326 >                    r2 = (dim[2] + sp[1] - .5)/nazi;
327                      rounddir(dir, r1, r2);
328                                          /* random location */
329                      mkaxes(u, v, dir);          /* yuck! */
330 <                    dim[3] = 3;
331 <                    r1 = sqrt(urand(urind(ilhash(dim,4),i)));
332 <                    dim[3] = 4;
333 <                    r2 = 2.*PI*urand(urind(ilhash(dim,4),i));
334 <                    for (j = 0; j < 3; j++)
335 <                        org[j] = obj->oargs.farg[j] + obj->oargs.farg[3] *
336 <                                        ( r1*cos(r2)*u[j] + r1*sin(r2)*v[j]
337 <                                                - sqrt(1.01-r1*r1)*dir[j] );
338 <
330 >                    r3 = sqrt(sp[2]);
331 >                    r2 = 2.*PI*sp[3];
332 >                    r1 = r3*ob->oargs.farg[3]*cos(r2);
333 >                    r2 = r3*ob->oargs.farg[3]*sin(r2);
334 >                    r3 = ob->oargs.farg[3]*sqrt(1.01-r3*r3);
335 >                    for (j = 0; j < 3; j++) {
336 >                        org[j] = ob->oargs.farg[j] + r1*u[j] + r2*v[j] +
337 >                                        r3*dir[j];
338 >                        dir[j] = -dir[j];
339 >                    }
340                                          /* send sample */
341 <                    raysamp(distarr+dim[1]*nazi+dim[2], org, dir, rt);
341 >                    raysamp(dim[1]*nazi+dim[2], org, dir);
342                  }
343 <        rayflush(rt);
344 <                                /* write out distribution */
345 <        rounddist(distarr, nalt, nazi, il, ob);
343 >        rayclean();
344 >                                /* write out the sphere and its distribution */
345 >        if (average(il, distarr, n)) {
346 >                if (il->sampdens > 0)
347 >                        roundout(il, distarr, nalt, nazi);
348 >                else
349 >                        objerror(ob, WARNING, "diffuse distribution");
350 >                illumout(il, ob);
351 >        } else
352 >                printobj(il->altmat, ob);
353                                  /* clean up */
354 <        free((char *)distarr);
354 >        return(1);
355   }
356  
357  
358 < o_ring(ob, il, rt, nm)          /* make an illum ring */
359 < OBJREC  *ob;
360 < struct illum_args  *il;
361 < struct rtproc  *rt;
362 < char  *nm;
358 > int
359 > my_ring(                /* make an illum ring */
360 >        OBJREC  *ob,
361 >        struct illum_args  *il,
362 >        char  *nm
363 > )
364   {
365 < }
366 <
367 <
368 < raysamp(res, org, dir, rt)      /* compute a ray sample */
369 < float  res[3];
370 < FVECT  org, dir;
371 < register struct rtproc  *rt;
372 < {
373 <        register float  *fp;
374 <
375 <        if (rt->nrays == rt->bsiz)
376 <                rayflush(rt);
377 <        rt->dest[rt->nrays] = res;
378 <        fp = rt->buf + 6*rt->nrays++;
379 <        *fp++ = org[0]; *fp++ = org[1]; *fp++ = org[2];
380 <        *fp++ = dir[0]; *fp++ = dir[1]; *fp = dir[2];
381 < }
382 <
151 <
152 < rayflush(rt)                    /* flush buffered rays */
153 < register struct rtproc  *rt;
154 < {
155 <        register int  i;
156 <
157 <        if (rt->nrays <= 0)
158 <                return;
159 <        i = 6*rt->nrays + 3;
160 <        rt->buf[i++] = 0.; rt->buf[i++] = 0.; rt->buf[i] = 0.;
161 <        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];
365 >        int  dim[2];
366 >        int  n, nalt, nazi, alti;
367 >        double  sp[2], r1, r2, r3;
368 >        int  h;
369 >        FVECT  dn, org, dir;
370 >        FVECT  u, v;
371 >        MAT4  xfm;
372 >        CONE  *co;
373 >        register int  i, j;
374 >                                /* get/check arguments */
375 >        co = getcone(ob, 0);
376 >                                /* set up sampling */
377 >        if (il->sampdens <= 0)
378 >                nalt = nazi = 1;
379 >        else {
380 >                n = PI * il->sampdens;
381 >                nalt = sqrt(n/PI) + .5;
382 >                nazi = PI*nalt + .5;
383          }
384 <        rt->nrays = 0;
384 >        if (il->sd != NULL) {
385 >                if (!getBSDF_xfm(xfm, co->ad, il->udir)) {
386 >                        objerror(ob, WARNING, "illegal up direction");
387 >                        freecone(ob);
388 >                        return(my_default(ob, il, nm));
389 >                }
390 >                n = il->sd->ninc;
391 >        } else
392 >                n = nazi*nalt;
393 >        newdist(n);
394 >        mkaxes(u, v, co->ad);
395 >        dim[0] = random();
396 >                                /* sample disk */
397 >        for (dim[1] = 0; dim[1] < n; dim[1]++)
398 >                for (i = 0; i < il->nsamps; i++) {
399 >                                        /* next sample point */
400 >                    h = ilhash(dim,2) + i;
401 >                                        /* random direction */
402 >                    if (il->sd != NULL) {
403 >                        r_BSDF_incvec(dir, il->sd, dim[1], urand(h), xfm);
404 >                    } else {
405 >                        multisamp(sp, 2, urand(h));
406 >                        alti = dim[1]/nazi;
407 >                        r1 = (alti + sp[0])/nalt;
408 >                        r2 = (dim[1] - alti*nazi + sp[1] - .5)/nazi;
409 >                        flatdir(dn, r1, r2);
410 >                        for (j = 0; j < 3; j++)
411 >                        dir[j] = -dn[0]*u[j] - dn[1]*v[j] - dn[2]*co->ad[j];
412 >                    }
413 >                                        /* random location */
414 >                    multisamp(sp, 2, urand(h+8371));
415 >                    r3 = sqrt(CO_R0(co)*CO_R0(co) +
416 >                            sp[0]*(CO_R1(co)*CO_R1(co) - CO_R0(co)*CO_R0(co)));
417 >                    r2 = 2.*PI*sp[1];
418 >                    r1 = r3*cos(r2);
419 >                    r2 = r3*sin(r2);
420 >                    if (il->sd != NULL && DOT(dir, co->ad) < -FTINY)
421 >                        r3 = -1.0001*il->thick - .0001;
422 >                    else
423 >                        r3 = .0001;
424 >                    for (j = 0; j < 3; j++)
425 >                        org[j] = CO_P0(co)[j] + r1*u[j] + r2*v[j] +
426 >                                                r3*co->ad[j];
427 >                                        /* send sample */
428 >                    raysamp(dim[1], org, dir);
429 >                }
430 >        rayclean();
431 >        if (il->sd != NULL)     /* run distribution through BSDF */
432 >                redistribute(il->sd, nalt, nazi, u, v, co->ad, xfm);
433 >                                /* write out the ring and its distribution */
434 >        if (average(il, distarr, n)) {
435 >                if (il->sampdens > 0)
436 >                        flatout(il, distarr, nalt, nazi, u, v, co->ad);
437 >                illumout(il, ob);
438 >        } else
439 >                printobj(il->altmat, ob);
440 >                                /* clean up */
441 >        freecone(ob);
442 >        return(1);
443   }

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