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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 2.23 by greg, Mon Nov 5 23:40:26 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"
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]);
110 < #else
111 <        printf("\n0");
112 < #endif
113 <        printf("\n%d", obj->oargs.nfargs);
114 <        for (i = 0; i < obj->oargs.nfargs; i++) {
115 <                if (i%3 == 0)
116 <                        putchar('\n');
117 <                printf(" %18.12g", obj->oargs.farg[i]);
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 > 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 >        printobj(il->altmat, ob);
158 >        return(1);
159 > }
160 >
161 >
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 <        putchar('\n');
186 >                                /* set up sampling */
187 >        if (il->sd != NULL) {
188 >                if (!getBSDF_xfm(xfm, fa->norm, il->udir)) {
189 >                        objerror(ob, WARNING, "illegal up direction");
190 >                        freeface(ob);
191 >                        return(my_default(ob, il, nm));
192 >                }
193 >                n = il->sd->ninc;
194 >        } else {
195 >                if (il->sampdens <= 0) {
196 >                        nalt = nazi = 1;        /* diffuse assumption */
197 >                } else {
198 >                        n = PI * il->sampdens;
199 >                        nalt = sqrt(n/PI) + .5;
200 >                        nazi = PI*nalt + .5;
201 >                }
202 >                n = nazi*nalt;
203 >        }
204 >        newdist(n);
205 >                                /* take first edge >= sqrt(area) */
206 >        for (j = fa->nv-1, i = 0; i < fa->nv; j = i++) {
207 >                u[0] = VERTEX(fa,i)[0] - VERTEX(fa,j)[0];
208 >                u[1] = VERTEX(fa,i)[1] - VERTEX(fa,j)[1];
209 >                u[2] = VERTEX(fa,i)[2] - VERTEX(fa,j)[2];
210 >                if ((r1 = DOT(u,u)) >= fa->area-FTINY)
211 >                        break;
212 >        }
213 >        if (i < fa->nv) {       /* got one! -- let's align our axes */
214 >                r2 = 1.0/sqrt(r1);
215 >                u[0] *= r2; u[1] *= r2; u[2] *= r2;
216 >                fcross(v, fa->norm, u);
217 >        } else                  /* oh well, we'll just have to wing it */
218 >                mkaxes(u, v, fa->norm);
219 >                                /* now, find limits in (u,v) coordinates */
220 >        ur[0] = vr[0] = FHUGE;
221 >        ur[1] = vr[1] = -FHUGE;
222 >        for (i = 0; i < fa->nv; i++) {
223 >                r1 = DOT(VERTEX(fa,i),u);
224 >                if (r1 < ur[0]) ur[0] = r1;
225 >                if (r1 > ur[1]) ur[1] = r1;
226 >                r2 = DOT(VERTEX(fa,i),v);
227 >                if (r2 < vr[0]) vr[0] = r2;
228 >                if (r2 > vr[1]) vr[1] = r2;
229 >        }
230 >        dim[0] = random();
231 >                                /* sample polygon */
232 >        nmisses = 0;
233 >        for (dim[1] = 0; dim[1] < n; dim[1]++)
234 >                for (i = 0; i < il->nsamps; i++) {
235 >                                        /* randomize direction */
236 >                    h = ilhash(dim, 2) + i;
237 >                    if (il->sd != NULL) {
238 >                        r_BSDF_incvec(dir, il->sd, dim[1], urand(h), xfm);
239 >                    } else {
240 >                        multisamp(sp, 2, urand(h));
241 >                        alti = dim[1]/nazi;
242 >                        r1 = (alti + sp[0])/nalt;
243 >                        r2 = (dim[1] - alti*nazi + sp[1] - .5)/nazi;
244 >                        flatdir(dn, r1, r2);
245 >                        for (j = 0; j < 3; j++)
246 >                            dir[j] = -dn[0]*u[j] - dn[1]*v[j] -
247 >                                                dn[2]*fa->norm[j];
248 >                    }
249 >                                        /* randomize location */
250 >                    do {
251 >                        multisamp(sp, 2, urand(h+4862+nmisses));
252 >                        r1 = ur[0] + (ur[1]-ur[0]) * sp[0];
253 >                        r2 = vr[0] + (vr[1]-vr[0]) * sp[1];
254 >                        for (j = 0; j < 3; j++)
255 >                            org[j] = r1*u[j] + r2*v[j]
256 >                                        + fa->offset*fa->norm[j];
257 >                    } while (!inface(org, fa) && nmisses++ < MAXMISS);
258 >                    if (nmisses > MAXMISS) {
259 >                        objerror(ob, WARNING, "bad aspect");
260 >                        rayclean();
261 >                        freeface(ob);
262 >                        return(my_default(ob, il, nm));
263 >                    }
264 >                    if (il->sd != NULL && DOT(dir, fa->norm) < -FTINY)
265 >                        r1 = -1.0001*il->thick - .0001;
266 >                    else
267 >                        r1 = .0001;
268 >                    for (j = 0; j < 3; j++)
269 >                        org[j] += r1*fa->norm[j];
270 >                                        /* send sample */
271 >                    raysamp(dim[1], org, dir);
272 >                }
273 >        rayclean();
274 >        if (il->sd != NULL) {   /* run distribution through BSDF */
275 >                nalt = sqrt(il->sd->nout/PI) + .5;
276 >                nazi = PI*nalt + .5;
277 >                redistribute(il->sd, nalt, nazi, u, v, fa->norm, xfm);
278 >        }
279 >                                /* write out the face and its distribution */
280 >        if (average(il, distarr, n)) {
281 >                if (il->sampdens > 0)
282 >                        flatout(il, distarr, nalt, nazi, u, v, fa->norm);
283 >                illumout(il, ob);
284 >        } else
285 >                printobj(il->altmat, ob);
286 >                                /* clean up */
287 >        freeface(ob);
288 >        return(0);
289 > #undef MAXMISS
290   }
291  
292  
293 < mkillum(ob, il, rt)             /* make an illum object */
294 < OBJREC  *ob;
295 < struct illum_args  *il;
296 < struct rtproc  *rt;
293 > int
294 > my_sphere(      /* make an illum sphere */
295 >        register OBJREC  *ob,
296 >        struct illum_args  *il,
297 >        char  *nm
298 > )
299   {
300 +        int  dim[3];
301 +        int  n, nalt, nazi;
302 +        double  sp[4], r1, r2, r3;
303 +        FVECT  org, dir;
304 +        FVECT  u, v;
305 +        register int  i, j;
306 +                                /* check arguments */
307 +        if (ob->oargs.nfargs != 4)
308 +                objerror(ob, USER, "bad # of arguments");
309 +                                /* set up sampling */
310 +        if (il->sampdens <= 0)
311 +                nalt = nazi = 1;
312 +        else {
313 +                n = 4.*PI * il->sampdens;
314 +                nalt = sqrt(2./PI*n) + .5;
315 +                nazi = PI/2.*nalt + .5;
316 +        }
317 +        if (il->sd != NULL)
318 +                objerror(ob, WARNING, "BSDF ignored");
319 +        n = nalt*nazi;
320 +        newdist(n);
321 +        dim[0] = random();
322 +                                /* sample sphere */
323 +        for (dim[1] = 0; dim[1] < nalt; dim[1]++)
324 +            for (dim[2] = 0; dim[2] < nazi; dim[2]++)
325 +                for (i = 0; i < il->nsamps; i++) {
326 +                                        /* next sample point */
327 +                    multisamp(sp, 4, urand(ilhash(dim,3)+i));
328 +                                        /* random direction */
329 +                    r1 = (dim[1] + sp[0])/nalt;
330 +                    r2 = (dim[2] + sp[1] - .5)/nazi;
331 +                    rounddir(dir, r1, r2);
332 +                                        /* random location */
333 +                    mkaxes(u, v, dir);          /* yuck! */
334 +                    r3 = sqrt(sp[2]);
335 +                    r2 = 2.*PI*sp[3];
336 +                    r1 = r3*ob->oargs.farg[3]*cos(r2);
337 +                    r2 = r3*ob->oargs.farg[3]*sin(r2);
338 +                    r3 = ob->oargs.farg[3]*sqrt(1.01-r3*r3);
339 +                    for (j = 0; j < 3; j++) {
340 +                        org[j] = ob->oargs.farg[j] + r1*u[j] + r2*v[j] +
341 +                                        r3*dir[j];
342 +                        dir[j] = -dir[j];
343 +                    }
344 +                                        /* send sample */
345 +                    raysamp(dim[1]*nazi+dim[2], org, dir);
346 +                }
347 +        rayclean();
348 +                                /* write out the sphere and its distribution */
349 +        if (average(il, distarr, n)) {
350 +                if (il->sampdens > 0)
351 +                        roundout(il, distarr, nalt, nazi);
352 +                else
353 +                        objerror(ob, WARNING, "diffuse distribution");
354 +                illumout(il, ob);
355 +        } else
356 +                printobj(il->altmat, ob);
357 +                                /* clean up */
358 +        return(1);
359 + }
360 +
361 +
362 + int
363 + my_ring(                /* make an illum ring */
364 +        OBJREC  *ob,
365 +        struct illum_args  *il,
366 +        char  *nm
367 + )
368 + {
369 +        int  dim[2];
370 +        int  n, nalt, nazi, alti;
371 +        double  sp[2], r1, r2, r3;
372 +        int  h;
373 +        FVECT  dn, org, dir;
374 +        FVECT  u, v;
375 +        MAT4  xfm;
376 +        CONE  *co;
377 +        register int  i, j;
378 +                                /* get/check arguments */
379 +        co = getcone(ob, 0);
380 +                                /* set up sampling */
381 +        if (il->sd != NULL) {
382 +                if (!getBSDF_xfm(xfm, co->ad, il->udir)) {
383 +                        objerror(ob, WARNING, "illegal up direction");
384 +                        freecone(ob);
385 +                        return(my_default(ob, il, nm));
386 +                }
387 +                n = il->sd->ninc;
388 +        } else {
389 +                if (il->sampdens <= 0) {
390 +                        nalt = nazi = 1;        /* diffuse assumption */
391 +                } else {
392 +                        n = PI * il->sampdens;
393 +                        nalt = sqrt(n/PI) + .5;
394 +                        nazi = PI*nalt + .5;
395 +                }
396 +                n = nazi*nalt;
397 +        }
398 +        newdist(n);
399 +        mkaxes(u, v, co->ad);
400 +        dim[0] = random();
401 +                                /* sample disk */
402 +        for (dim[1] = 0; dim[1] < n; dim[1]++)
403 +                for (i = 0; i < il->nsamps; i++) {
404 +                                        /* next sample point */
405 +                    h = ilhash(dim,2) + i;
406 +                                        /* randomize direction */
407 +                    if (il->sd != NULL) {
408 +                        r_BSDF_incvec(dir, il->sd, dim[1], urand(h), xfm);
409 +                    } else {
410 +                        multisamp(sp, 2, urand(h));
411 +                        alti = dim[1]/nazi;
412 +                        r1 = (alti + sp[0])/nalt;
413 +                        r2 = (dim[1] - alti*nazi + sp[1] - .5)/nazi;
414 +                        flatdir(dn, r1, r2);
415 +                        for (j = 0; j < 3; j++)
416 +                        dir[j] = -dn[0]*u[j] - dn[1]*v[j] - dn[2]*co->ad[j];
417 +                    }
418 +                                        /* randomize location */
419 +                    multisamp(sp, 2, urand(h+8371));
420 +                    r3 = sqrt(CO_R0(co)*CO_R0(co) +
421 +                            sp[0]*(CO_R1(co)*CO_R1(co) - CO_R0(co)*CO_R0(co)));
422 +                    r2 = 2.*PI*sp[1];
423 +                    r1 = r3*cos(r2);
424 +                    r2 = r3*sin(r2);
425 +                    if (il->sd != NULL && DOT(dir, co->ad) < -FTINY)
426 +                        r3 = -1.0001*il->thick - .0001;
427 +                    else
428 +                        r3 = .0001;
429 +                    for (j = 0; j < 3; j++)
430 +                        org[j] = CO_P0(co)[j] + r1*u[j] + r2*v[j] +
431 +                                                r3*co->ad[j];
432 +                                        /* send sample */
433 +                    raysamp(dim[1], org, dir);
434 +                }
435 +        rayclean();
436 +        if (il->sd != NULL) {   /* run distribution through BSDF */
437 +                nalt = sqrt(il->sd->nout/PI) + .5;
438 +                nazi = PI*nalt + .5;
439 +                redistribute(il->sd, nalt, nazi, u, v, co->ad, xfm);
440 +        }
441 +                                /* write out the ring and its distribution */
442 +        if (average(il, distarr, n)) {
443 +                if (il->sampdens > 0)
444 +                        flatout(il, distarr, nalt, nazi, u, v, co->ad);
445 +                illumout(il, ob);
446 +        } else
447 +                printobj(il->altmat, ob);
448 +                                /* clean up */
449 +        freecone(ob);
450 +        return(1);
451   }

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