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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 2.35 by greg, Fri Sep 3 23:53:50 2010 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  "source.h"
14 + #include  "paths.h"
15  
16 + #ifndef NBSDFSAMPS
17 + #define NBSDFSAMPS      256             /* BSDF resampling count */
18 + #endif
19  
20 < printobj(mod, obj)              /* print out an object */
21 < char  *mod;
22 < register OBJREC  *obj;
20 > COLORV *        distarr = NULL;         /* distribution array */
21 > int             distsiz = 0;
22 > COLORV *        direct_discount = NULL; /* amount to take off direct */
23 >
24 >
25 > 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 +        if (distsiz < siz) {
38 +                if (distsiz > 0)
39 +                        free((void *)distarr);
40 +                distarr = (COLORV *)malloc(sizeof(COLOR)*siz);
41 +                if (distarr == NULL)
42 +                        error(SYSTEM, "out of memory in newdist");
43 +                distsiz = siz;
44 +        }
45 +        memset(distarr, '\0', sizeof(COLOR)*siz);
46 + }
47 +
48 +
49 + static void
50 + new_discount()                  /* allocate space for direct contrib. record */
51 + {
52 +        if (distsiz <= 0)
53 +                return;
54 +        direct_discount = (COLORV *)calloc(distsiz, sizeof(COLOR));
55 +        if (direct_discount == NULL)
56 +                error(SYSTEM, "out of memory in new_discount");
57 + }
58 +
59 +
60 + static void
61 + done_discount()                 /* clear off direct contrib. record */
62 + {
63 +        if (direct_discount == NULL)
64 +                return;
65 +        free((void *)direct_discount);
66 +        direct_discount = NULL;
67 + }
68 +
69 +
70 + int
71 + process_ray(                    /* process a ray result or report error */
72 +        RAY *r,
73 +        int rv
74 + )
75 + {
76 +        COLORV  *colp;
77 +
78 +        if (rv == 0)                    /* no result ready */
79 +                return(0);
80 +        if (rv < 0)
81 +                error(USER, "ray tracing process died");
82 +        if (r->rno >= distsiz)
83 +                error(INTERNAL, "bad returned index in process_ray");
84 +        multcolor(r->rcol, r->rcoef);   /* in case it's a source ray */
85 +        colp = &distarr[r->rno * 3];
86 +        addcolor(colp, r->rcol);
87 +        if (r->rsrc >= 0 &&             /* remember source contrib. */
88 +                        direct_discount != NULL) {
89 +                colp = &direct_discount[r->rno * 3];
90 +                addcolor(colp, r->rcol);
91 +        }
92 +        return(1);
93 + }
94 +
95 +
96 + void
97 + raysamp(                        /* queue a ray sample */
98 +        int  ndx,
99 +        FVECT  org,
100 +        FVECT  dir
101 + )
102 + {
103 +        RAY     myRay;
104 +        int     rv;
105 +
106 +        if ((ndx < 0) | (ndx >= distsiz))
107 +                error(INTERNAL, "bad index in raysamp");
108 +        VCOPY(myRay.rorg, org);
109 +        VCOPY(myRay.rdir, dir);
110 +        myRay.rmax = .0;
111 +        rayorigin(&myRay, PRIMARY, NULL, NULL);
112 +        myRay.rno = ndx;
113 +                                        /* queue ray, check result */
114 +        process_ray(&myRay, ray_pqueue(&myRay));
115 + }
116 +
117 +
118 + void
119 + srcsamps(                       /* sample sources from this surface position */
120 +        struct illum_args *il,
121 +        FVECT org,
122 +        FVECT nrm,
123 +        MAT4 ixfm
124 + )
125 + {
126 +        int  nalt, nazi;
127 +        SRCINDEX  si;
128 +        RAY  sr;
129 +        FVECT   v;
130 +        double  d;
131 +        int  i, j;
132 +                                                /* get sampling density */
133 +        if (il->sampdens <= 0) {
134 +                nalt = nazi = 1;
135 +        } else {
136 +                i = PI * il->sampdens;
137 +                nalt = sqrt(i/PI) + .5;
138 +                nazi = PI*nalt + .5;
139 +        }
140 +        initsrcindex(&si);                      /* loop over (sub)sources */
141 +        for ( ; ; ) {
142 +                VCOPY(sr.rorg, org);            /* pick side to shoot from */
143 +                if (il->sd != NULL) {
144 +                        int  sn = si.sn;
145 +                        if (si.sp+1 >= si.np) ++sn;
146 +                        if (sn >= nsources) break;
147 +                        if (source[sn].sflags & SDISTANT)
148 +                                d = DOT(source[sn].sloc, nrm);
149 +                        else {
150 +                                VSUB(v, source[sn].sloc, org);
151 +                                d = DOT(v, nrm);
152 +                        }
153 +                } else
154 +                        d = 1.0;                /* only transmission */
155 +                if (d < 0.0)
156 +                        d = -1.0001*il->thick - 5.*FTINY;
157 +                else
158 +                        d = 5.*FTINY;
159 +                for (i = 3; i--; )
160 +                        sr.rorg[i] += d*nrm[i];
161 +                samplendx++;                    /* increment sample counter */
162 +                if (!srcray(&sr, NULL, &si))
163 +                        break;                  /* end of sources */
164 +                                                /* index direction */
165 +                if (ixfm != NULL)
166 +                        multv3(v, sr.rdir, ixfm);
167 +                else
168 +                        VCOPY(v, sr.rdir);
169 +                if (il->sd != NULL) {
170 +                        i = getBSDF_incndx(il->sd, v);
171 +                        if (i < 0)
172 +                                continue;       /* must not be important */
173 +                        sr.rno = i;
174 +                        d = 1.0/getBSDF_incohm(il->sd, i);
175 +                } else {
176 +                        if (v[2] >= -FTINY)
177 +                                continue;       /* only sample transmission */
178 +                        v[0] = -v[0]; v[1] = -v[1]; v[2] = -v[2];
179 +                        sr.rno = flatindex(v, nalt, nazi);
180 +                        d = nalt*nazi*(1./PI) * v[2];
181 +                }
182 +                d *= si.dom;                    /* solid angle correction */
183 +                scalecolor(sr.rcoef, d);
184 +                process_ray(&sr, ray_pqueue(&sr));
185 +        }
186 + }
187 +
188 +
189 + void
190 + rayclean()                      /* finish all pending rays */
191 + {
192 +        RAY     myRay;
193 +
194 +        while (process_ray(&myRay, ray_presult(&myRay, 0)))
195 +                ;
196 + }
197 +
198 +
199 + static void
200 + mkaxes(                 /* compute u and v to go with n */
201 +        FVECT  u,
202 +        FVECT  v,
203 +        FVECT  n
204 + )
205 + {
206          register int  i;
207  
208 <        printf("\n%s %s %s", mod, ofun[obj->otype].funame, obj->oname);
209 <        printf("\n%d", obj->oargs.nsargs);
210 <        for (i = 0; i < obj->oargs.nsargs; i++)
211 <                printf(" %s", obj->oargs.sarg[i]);
212 < #ifdef  IARGS
213 <        printf("\n%d", obj->oargs.niargs);
214 <        for (i = 0; i < obj->oargs.niargs; i++)
215 <                printf(" %d", obj->oargs.iarg[i]);
216 < #else
217 <        printf("\n0");
218 < #endif
219 <        printf("\n%d", obj->oargs.nfargs);
220 <        for (i = 0; i < obj->oargs.nfargs; i++) {
221 <                if (i%3 == 0)
222 <                        putchar('\n');
223 <                printf(" %18.12g", obj->oargs.farg[i]);
208 >        v[0] = v[1] = v[2] = 0.0;
209 >        for (i = 0; i < 3; i++)
210 >                if (n[i] < 0.6 && n[i] > -0.6)
211 >                        break;
212 >        v[i] = 1.0;
213 >        fcross(u, v, n);
214 >        normalize(u);
215 >        fcross(v, n, u);
216 > }
217 >
218 >
219 > static void
220 > rounddir(               /* compute uniform spherical direction */
221 >        register FVECT  dv,
222 >        double  alt,
223 >        double  azi
224 > )
225 > {
226 >        double  d1, d2;
227 >
228 >        dv[2] = 1. - 2.*alt;
229 >        d1 = sqrt(1. - dv[2]*dv[2]);
230 >        d2 = 2.*PI * azi;
231 >        dv[0] = d1*cos(d2);
232 >        dv[1] = d1*sin(d2);
233 > }
234 >
235 >
236 > void
237 > flatdir(                /* compute uniform hemispherical direction */
238 >        FVECT  dv,
239 >        double  alt,
240 >        double  azi
241 > )
242 > {
243 >        double  d1, d2;
244 >
245 >        d1 = sqrt(alt);
246 >        d2 = 2.*PI * azi;
247 >        dv[0] = d1*cos(d2);
248 >        dv[1] = d1*sin(d2);
249 >        dv[2] = sqrt(1. - alt);
250 > }
251 >
252 >
253 > int
254 > flatindex(              /* compute index for hemispherical direction */
255 >        FVECT   dv,
256 >        int     nalt,
257 >        int     nazi
258 > )
259 > {
260 >        double  d;
261 >        int     i, j;
262 >        
263 >        d = 1.0 - dv[2]*dv[2];
264 >        i = d*nalt;
265 >        d = atan2(dv[1], dv[0]) * (0.5/PI);
266 >        if (d < 0.0) d += 1.0;
267 >        j = d*nazi + 0.5;
268 >        if (j >= nazi) j = 0;
269 >        return(i*nazi + j);
270 > }
271 >
272 >
273 > int
274 > printgeom(              /* print out detailed geometry for BSDF */
275 >        struct BSDF_data *sd,
276 >        char *xfrot,
277 >        FVECT ctr,
278 >        double s1,
279 >        double s2
280 > )
281 > {
282 >        static char     mgftemp[] = TEMPLATE;
283 >        char            cmdbuf[64];
284 >        FILE            *fp;
285 >        double          sca;
286 >
287 >        if (sd == NULL || sd->mgf == NULL)
288 >                return(0);
289 >        if (sd->dim[0] <= FTINY || sd->dim[1] <= FTINY)
290 >                return(0);
291 >        if ((s1 > s2) ^ (sd->dim[0] > sd->dim[1])) {
292 >                sca = s1; s1 = s2; s2 = sca;
293          }
294 <        putchar('\n');
294 >        s1 /= sd->dim[0];
295 >        s2 /= sd->dim[1];
296 >        sca = s1 > s2 ? s1 : s2;
297 >        strcpy(mgftemp, TEMPLATE);
298 >        if ((fp = fopen(mktemp(mgftemp), "w")) == NULL)
299 >                error(SYSTEM, "cannot create temporary file for MGF");
300 >                                        /* prepend our transform */
301 >        fprintf(fp, "xf%s -s %.5f -t %.5g %.5g %.5g\n",
302 >                        xfrot, sca, ctr[0], ctr[1], ctr[2]);
303 >                                        /* output given MGF description */
304 >        fputs(sd->mgf, fp);
305 >        fputs("\nxf\n", fp);
306 >        if (fclose(fp) == EOF)
307 >                error(SYSTEM, "error writing MGF temporary file");
308 >                                        /* execute mgf2rad to convert MGF */
309 >        strcpy(cmdbuf, "mgf2rad ");
310 >        strcpy(cmdbuf+8, mgftemp);
311 >        fflush(stdout);
312 >        system(cmdbuf);
313 >        unlink(mgftemp);                /* clean up */
314 >        return(1);
315   }
316  
317  
318 < mkillum(ob, il, rt)             /* make an illum object */
319 < OBJREC  *ob;
320 < struct illum_args  *il;
321 < struct rtproc  *rt;
318 > int
319 > my_default(     /* default illum action */
320 >        OBJREC  *ob,
321 >        struct illum_args  *il,
322 >        char  *nm
323 > )
324   {
325 +        sprintf(errmsg, "(%s): cannot make illum for %s \"%s\"",
326 +                        nm, ofun[ob->otype].funame, ob->oname);
327 +        error(WARNING, errmsg);
328 +        printobj(il->altmat, ob);
329 +        return(1);
330 + }
331 +
332 +
333 + int
334 + my_face(                /* make an illum face */
335 +        OBJREC  *ob,
336 +        struct illum_args  *il,
337 +        char  *nm
338 + )
339 + {
340 +        int  dim[2];
341 +        int  n, nalt, nazi, alti;
342 +        double  sp[2], r1, r2;
343 +        int  h;
344 +        FVECT  dn, org, dir;
345 +        FVECT  u, v;
346 +        double  ur[2], vr[2];
347 +        MAT4  xfm;
348 +        char  xfrot[64];
349 +        int  nallow;
350 +        FACE  *fa;
351 +        int  i, j;
352 +                                /* get/check arguments */
353 +        fa = getface(ob);
354 +        if (fa->area == 0.0) {
355 +                freeface(ob);
356 +                return(my_default(ob, il, nm));
357 +        }
358 +                                /* set up sampling */
359 +        if (il->sd != NULL) {
360 +                if (!getBSDF_xfm(xfm, fa->norm, il->udir, xfrot)) {
361 +                        objerror(ob, WARNING, "illegal up direction");
362 +                        freeface(ob);
363 +                        return(my_default(ob, il, nm));
364 +                }
365 +                n = il->sd->ninc;
366 +        } else {
367 +                if (il->sampdens <= 0) {
368 +                        nalt = nazi = 1;        /* diffuse assumption */
369 +                } else {
370 +                        n = PI * il->sampdens;
371 +                        nalt = sqrt(n/PI) + .5;
372 +                        nazi = PI*nalt + .5;
373 +                }
374 +                n = nazi*nalt;
375 +        }
376 +        newdist(n);
377 +                                /* take first edge >= sqrt(area) */
378 +        for (j = fa->nv-1, i = 0; i < fa->nv; j = i++) {
379 +                u[0] = VERTEX(fa,i)[0] - VERTEX(fa,j)[0];
380 +                u[1] = VERTEX(fa,i)[1] - VERTEX(fa,j)[1];
381 +                u[2] = VERTEX(fa,i)[2] - VERTEX(fa,j)[2];
382 +                if ((r1 = DOT(u,u)) >= fa->area-FTINY)
383 +                        break;
384 +        }
385 +        if (i < fa->nv) {       /* got one! -- let's align our axes */
386 +                r2 = 1.0/sqrt(r1);
387 +                u[0] *= r2; u[1] *= r2; u[2] *= r2;
388 +                fcross(v, fa->norm, u);
389 +        } else                  /* oh well, we'll just have to wing it */
390 +                mkaxes(u, v, fa->norm);
391 +                                /* now, find limits in (u,v) coordinates */
392 +        ur[0] = vr[0] = FHUGE;
393 +        ur[1] = vr[1] = -FHUGE;
394 +        for (i = 0; i < fa->nv; i++) {
395 +                r1 = DOT(VERTEX(fa,i),u);
396 +                if (r1 < ur[0]) ur[0] = r1;
397 +                if (r1 > ur[1]) ur[1] = r1;
398 +                r2 = DOT(VERTEX(fa,i),v);
399 +                if (r2 < vr[0]) vr[0] = r2;
400 +                if (r2 > vr[1]) vr[1] = r2;
401 +        }
402 +                                /* output detailed geometry? */
403 +        if (!(il->flags & IL_LIGHT) && il->sd != NULL && il->sd->mgf != NULL &&
404 +                        il->thick <= FTINY) {
405 +                for (j = 3; j--; )
406 +                        org[j] = .5*(ur[0]+ur[1])*u[j] +
407 +                                        .5*(vr[0]+vr[1])*v[j] +
408 +                                        fa->offset*fa->norm[j];
409 +                printgeom(il->sd, xfrot, org, ur[1]-ur[0], vr[1]-vr[0]);
410 +        }
411 +        dim[0] = random();
412 +                                /* sample polygon */
413 +        nallow = 5*n*il->nsamps;
414 +        for (dim[1] = 0; dim[1] < n; dim[1]++)
415 +                for (i = 0; i < il->nsamps; i++) {
416 +                                        /* randomize direction */
417 +                    h = ilhash(dim, 2) + i;
418 +                    if (il->sd != NULL) {
419 +                        r_BSDF_incvec(dir, il->sd, dim[1], urand(h), xfm);
420 +                    } else {
421 +                        multisamp(sp, 2, urand(h));
422 +                        alti = dim[1]/nazi;
423 +                        r1 = (alti + sp[0])/nalt;
424 +                        r2 = (dim[1] - alti*nazi + sp[1] - .5)/nazi;
425 +                        flatdir(dn, r1, r2);
426 +                        for (j = 0; j < 3; j++)
427 +                            dir[j] = -dn[0]*u[j] - dn[1]*v[j] -
428 +                                                dn[2]*fa->norm[j];
429 +                    }
430 +                                        /* randomize location */
431 +                    do {
432 +                        multisamp(sp, 2, urand(h+4862+nallow));
433 +                        r1 = ur[0] + (ur[1]-ur[0]) * sp[0];
434 +                        r2 = vr[0] + (vr[1]-vr[0]) * sp[1];
435 +                        for (j = 0; j < 3; j++)
436 +                            org[j] = r1*u[j] + r2*v[j]
437 +                                        + fa->offset*fa->norm[j];
438 +                    } while (!inface(org, fa) && nallow-- > 0);
439 +                    if (nallow < 0) {
440 +                        objerror(ob, WARNING, "bad aspect");
441 +                        rayclean();
442 +                        freeface(ob);
443 +                        return(my_default(ob, il, nm));
444 +                    }
445 +                    if (il->sd != NULL && DOT(dir, fa->norm) < -FTINY)
446 +                        r1 = -1.0001*il->thick - 5.*FTINY;
447 +                    else
448 +                        r1 = 5.*FTINY;
449 +                    for (j = 0; j < 3; j++)
450 +                        org[j] += r1*fa->norm[j];
451 +                                        /* send sample */
452 +                    raysamp(dim[1], org, dir);
453 +                }
454 +                                /* add in direct component? */
455 +        if (!directvis && (il->flags & IL_LIGHT || il->sd != NULL)) {
456 +                MAT4    ixfm;
457 +                if (il->sd == NULL) {
458 +                        for (i = 3; i--; ) {
459 +                                ixfm[i][0] = u[i];
460 +                                ixfm[i][1] = v[i];
461 +                                ixfm[i][2] = fa->norm[i];
462 +                                ixfm[i][3] = 0.;
463 +                        }
464 +                        ixfm[3][0] = ixfm[3][1] = ixfm[3][2] = 0.;
465 +                        ixfm[3][3] = 1.;
466 +                } else {
467 +                        if (!invmat4(ixfm, xfm))
468 +                                objerror(ob, INTERNAL,
469 +                                        "cannot invert BSDF transform");
470 +                        if (!(il->flags & IL_LIGHT))
471 +                                new_discount();
472 +                }
473 +                dim[0] = random();
474 +                nallow = 10*il->nsamps;
475 +                for (i = 0; i < il->nsamps; i++) {
476 +                                        /* randomize location */
477 +                    h = dim[0] + samplendx++;
478 +                    do {
479 +                        multisamp(sp, 2, urand(h+nallow));
480 +                        r1 = ur[0] + (ur[1]-ur[0]) * sp[0];
481 +                        r2 = vr[0] + (vr[1]-vr[0]) * sp[1];
482 +                        for (j = 0; j < 3; j++)
483 +                            org[j] = r1*u[j] + r2*v[j]
484 +                                        + fa->offset*fa->norm[j];
485 +                    } while (!inface(org, fa) && nallow-- > 0);
486 +                    if (nallow < 0) {
487 +                        objerror(ob, WARNING, "bad aspect");
488 +                        rayclean();
489 +                        freeface(ob);
490 +                        return(my_default(ob, il, nm));
491 +                    }
492 +                                        /* sample source rays */
493 +                    srcsamps(il, org, fa->norm, ixfm);
494 +                }
495 +        }
496 +                                /* wait for all rays to finish */
497 +        rayclean();
498 +        if (il->sd != NULL) {   /* run distribution through BSDF */
499 +                nalt = sqrt(il->sd->nout/PI) + .5;
500 +                nazi = PI*nalt + .5;
501 +                redistribute(il->sd, nalt, nazi, u, v, fa->norm, xfm);
502 +                done_discount();
503 +                if (!il->sampdens)
504 +                        il->sampdens = nalt*nazi/PI + .999;
505 +        }
506 +                                /* write out the face and its distribution */
507 +        if (average(il, distarr, n)) {
508 +                if (il->sampdens > 0)
509 +                        flatout(il, distarr, nalt, nazi, u, v, fa->norm);
510 +                illumout(il, ob);
511 +        } else
512 +                printobj(il->altmat, ob);
513 +                                /* clean up */
514 +        freeface(ob);
515 +        return(0);
516 + }
517 +
518 +
519 + int
520 + my_sphere(      /* make an illum sphere */
521 +        register OBJREC  *ob,
522 +        struct illum_args  *il,
523 +        char  *nm
524 + )
525 + {
526 +        int  dim[3];
527 +        int  n, nalt, nazi;
528 +        double  sp[4], r1, r2, r3;
529 +        FVECT  org, dir;
530 +        FVECT  u, v;
531 +        register int  i, j;
532 +                                /* check arguments */
533 +        if (ob->oargs.nfargs != 4)
534 +                objerror(ob, USER, "bad # of arguments");
535 +                                /* set up sampling */
536 +        if (il->sampdens <= 0)
537 +                nalt = nazi = 1;
538 +        else {
539 +                n = 4.*PI * il->sampdens;
540 +                nalt = sqrt(2./PI*n) + .5;
541 +                nazi = PI/2.*nalt + .5;
542 +        }
543 +        if (il->sd != NULL)
544 +                objerror(ob, WARNING, "BSDF ignored");
545 +        n = nalt*nazi;
546 +        newdist(n);
547 +        dim[0] = random();
548 +                                /* sample sphere */
549 +        for (dim[1] = 0; dim[1] < nalt; dim[1]++)
550 +            for (dim[2] = 0; dim[2] < nazi; dim[2]++)
551 +                for (i = 0; i < il->nsamps; i++) {
552 +                                        /* next sample point */
553 +                    multisamp(sp, 4, urand(ilhash(dim,3)+i));
554 +                                        /* random direction */
555 +                    r1 = (dim[1] + sp[0])/nalt;
556 +                    r2 = (dim[2] + sp[1] - .5)/nazi;
557 +                    rounddir(dir, r1, r2);
558 +                                        /* random location */
559 +                    mkaxes(u, v, dir);          /* yuck! */
560 +                    r3 = sqrt(sp[2]);
561 +                    r2 = 2.*PI*sp[3];
562 +                    r1 = r3*ob->oargs.farg[3]*cos(r2);
563 +                    r2 = r3*ob->oargs.farg[3]*sin(r2);
564 +                    r3 = ob->oargs.farg[3]*sqrt(1.01-r3*r3);
565 +                    for (j = 0; j < 3; j++) {
566 +                        org[j] = ob->oargs.farg[j] + r1*u[j] + r2*v[j] +
567 +                                        r3*dir[j];
568 +                        dir[j] = -dir[j];
569 +                    }
570 +                                        /* send sample */
571 +                    raysamp(dim[1]*nazi+dim[2], org, dir);
572 +                }
573 +                                /* wait for all rays to finish */
574 +        rayclean();
575 +                                /* write out the sphere and its distribution */
576 +        if (average(il, distarr, n)) {
577 +                if (il->sampdens > 0)
578 +                        roundout(il, distarr, nalt, nazi);
579 +                else
580 +                        objerror(ob, WARNING, "diffuse distribution");
581 +                illumout(il, ob);
582 +        } else
583 +                printobj(il->altmat, ob);
584 +                                /* clean up */
585 +        return(1);
586 + }
587 +
588 +
589 + int
590 + my_ring(                /* make an illum ring */
591 +        OBJREC  *ob,
592 +        struct illum_args  *il,
593 +        char  *nm
594 + )
595 + {
596 +        int  dim[2];
597 +        int  n, nalt, nazi, alti;
598 +        double  sp[2], r1, r2, r3;
599 +        int  h;
600 +        FVECT  dn, org, dir;
601 +        FVECT  u, v;
602 +        MAT4  xfm;
603 +        CONE  *co;
604 +        int  i, j;
605 +                                /* get/check arguments */
606 +        co = getcone(ob, 0);
607 +                                /* set up sampling */
608 +        if (il->sd != NULL) {
609 +                if (!getBSDF_xfm(xfm, co->ad, il->udir, NULL)) {
610 +                        objerror(ob, WARNING, "illegal up direction");
611 +                        freecone(ob);
612 +                        return(my_default(ob, il, nm));
613 +                }
614 +                n = il->sd->ninc;
615 +        } else {
616 +                if (il->sampdens <= 0) {
617 +                        nalt = nazi = 1;        /* diffuse assumption */
618 +                } else {
619 +                        n = PI * il->sampdens;
620 +                        nalt = sqrt(n/PI) + .5;
621 +                        nazi = PI*nalt + .5;
622 +                }
623 +                n = nazi*nalt;
624 +        }
625 +        newdist(n);
626 +        mkaxes(u, v, co->ad);
627 +        dim[0] = random();
628 +                                /* sample disk */
629 +        for (dim[1] = 0; dim[1] < n; dim[1]++)
630 +                for (i = 0; i < il->nsamps; i++) {
631 +                                        /* next sample point */
632 +                    h = ilhash(dim,2) + i;
633 +                                        /* randomize direction */
634 +                    if (il->sd != NULL) {
635 +                        r_BSDF_incvec(dir, il->sd, dim[1], urand(h), xfm);
636 +                    } else {
637 +                        multisamp(sp, 2, urand(h));
638 +                        alti = dim[1]/nazi;
639 +                        r1 = (alti + sp[0])/nalt;
640 +                        r2 = (dim[1] - alti*nazi + sp[1] - .5)/nazi;
641 +                        flatdir(dn, r1, r2);
642 +                        for (j = 0; j < 3; j++)
643 +                                dir[j] = -dn[0]*u[j] - dn[1]*v[j] - dn[2]*co->ad[j];
644 +                    }
645 +                                        /* randomize location */
646 +                    multisamp(sp, 2, urand(h+8371));
647 +                    r3 = sqrt(CO_R0(co)*CO_R0(co) +
648 +                            sp[0]*(CO_R1(co)*CO_R1(co) - CO_R0(co)*CO_R0(co)));
649 +                    r2 = 2.*PI*sp[1];
650 +                    r1 = r3*cos(r2);
651 +                    r2 = r3*sin(r2);
652 +                    if (il->sd != NULL && DOT(dir, co->ad) < -FTINY)
653 +                        r3 = -1.0001*il->thick - 5.*FTINY;
654 +                    else
655 +                        r3 = 5.*FTINY;
656 +                    for (j = 0; j < 3; j++)
657 +                        org[j] = CO_P0(co)[j] + r1*u[j] + r2*v[j] +
658 +                                                r3*co->ad[j];
659 +                                        /* send sample */
660 +                    raysamp(dim[1], org, dir);
661 +                }
662 +                                /* add in direct component? */
663 +        if (!directvis && (il->flags & IL_LIGHT || il->sd != NULL)) {
664 +                MAT4    ixfm;
665 +                if (il->sd == NULL) {
666 +                        for (i = 3; i--; ) {
667 +                                ixfm[i][0] = u[i];
668 +                                ixfm[i][1] = v[i];
669 +                                ixfm[i][2] = co->ad[i];
670 +                                ixfm[i][3] = 0.;
671 +                        }
672 +                        ixfm[3][0] = ixfm[3][1] = ixfm[3][2] = 0.;
673 +                        ixfm[3][3] = 1.;
674 +                } else {
675 +                        if (!invmat4(ixfm, xfm))
676 +                                objerror(ob, INTERNAL,
677 +                                        "cannot invert BSDF transform");
678 +                        if (!(il->flags & IL_LIGHT))
679 +                                new_discount();
680 +                }
681 +                dim[0] = random();
682 +                for (i = 0; i < il->nsamps; i++) {
683 +                                        /* randomize location */
684 +                    h = dim[0] + samplendx++;
685 +                    multisamp(sp, 2, urand(h));
686 +                    r3 = sqrt(CO_R0(co)*CO_R0(co) +
687 +                            sp[0]*(CO_R1(co)*CO_R1(co) - CO_R0(co)*CO_R0(co)));
688 +                    r2 = 2.*PI*sp[1];
689 +                    r1 = r3*cos(r2);
690 +                    r2 = r3*sin(r2);
691 +                    for (j = 0; j < 3; j++)
692 +                        org[j] = CO_P0(co)[j] + r1*u[j] + r2*v[j];
693 +                                        /* sample source rays */
694 +                    srcsamps(il, org, co->ad, ixfm);
695 +                }
696 +        }
697 +                                /* wait for all rays to finish */
698 +        rayclean();
699 +        if (il->sd != NULL) {   /* run distribution through BSDF */
700 +                nalt = sqrt(il->sd->nout/PI) + .5;
701 +                nazi = PI*nalt + .5;
702 +                redistribute(il->sd, nalt, nazi, u, v, co->ad, xfm);
703 +                done_discount();
704 +                if (!il->sampdens)
705 +                        il->sampdens = nalt*nazi/PI + .999;
706 +        }
707 +                                /* write out the ring and its distribution */
708 +        if (average(il, distarr, n)) {
709 +                if (il->sampdens > 0)
710 +                        flatout(il, distarr, nalt, nazi, u, v, co->ad);
711 +                illumout(il, ob);
712 +        } else
713 +                printobj(il->altmat, ob);
714 +                                /* clean up */
715 +        freecone(ob);
716 +        return(1);
717 + }
718 +
719 +
720 + void
721 + redistribute(           /* pass distarr ray sums through BSDF */
722 +        struct BSDF_data *b,
723 +        int nalt,
724 +        int nazi,
725 +        FVECT u,
726 +        FVECT v,
727 +        FVECT w,
728 +        MAT4 xm
729 + )
730 + {
731 +        int     nout = 0;
732 +        MAT4    mymat, inmat;
733 +        COLORV  *idist;
734 +        COLORV  *cp;
735 +        FVECT   dv;
736 +        double  wt;
737 +        int     i, j, k, c, o;
738 +        COLOR   col, cinc;
739 +                                        /* copy incoming distribution */
740 +        if (b->ninc > distsiz)
741 +                error(INTERNAL, "error 1 in redistribute");
742 +        idist = (COLORV *)malloc(sizeof(COLOR)*b->ninc);
743 +        if (idist == NULL)
744 +                error(SYSTEM, "out of memory in redistribute");
745 +        memcpy(idist, distarr, sizeof(COLOR)*b->ninc);
746 +                                        /* compose direction transform */
747 +        for (i = 3; i--; ) {
748 +                mymat[i][0] = u[i];
749 +                mymat[i][1] = v[i];
750 +                mymat[i][2] = w[i];
751 +                mymat[i][3] = 0.;
752 +        }
753 +        mymat[3][0] = mymat[3][1] = mymat[3][2] = 0.;
754 +        mymat[3][3] = 1.;
755 +        if (xm != NULL)
756 +                multmat4(mymat, xm, mymat);
757 +        for (i = 3; i--; ) {            /* make sure it's normalized */
758 +                wt = 1./sqrt(   mymat[0][i]*mymat[0][i] +
759 +                                mymat[1][i]*mymat[1][i] +
760 +                                mymat[2][i]*mymat[2][i] );
761 +                for (j = 3; j--; )
762 +                        mymat[j][i] *= wt;
763 +        }
764 +        if (!invmat4(inmat, mymat))     /* need inverse as well */
765 +                error(INTERNAL, "cannot invert BSDF transform");
766 +        newdist(nalt*nazi);             /* resample distribution */
767 +        for (i = b->ninc; i--; ) {
768 +                int     direct_out = -1;
769 +                COLOR   cdir;
770 +                getBSDF_incvec(dv, b, i);       /* compute incident irrad. */
771 +                multv3(dv, dv, mymat);
772 +                if (dv[2] < 0.0) {
773 +                        dv[0] = -dv[0]; dv[1] = -dv[1]; dv[2] = -dv[2];
774 +                        direct_out += (direct_discount != NULL);
775 +                }
776 +                wt = getBSDF_incohm(b, i);
777 +                wt *= dv[2];                    /* solid_angle*cosine(theta) */
778 +                cp = &idist[3*i];
779 +                copycolor(cinc, cp);
780 +                scalecolor(cinc, wt);
781 +                if (!direct_out) {              /* discount direct contr. */
782 +                        cp = &direct_discount[3*i];
783 +                        copycolor(cdir, cp);
784 +                        scalecolor(cdir, -wt);
785 +                        if (b->nout != b->ninc)
786 +                                direct_out = flatindex(dv, nalt, nazi);
787 +                        else
788 +                                direct_out = i; /* assumes dist. mirroring */
789 +                }
790 +                for (k = nalt; k--; )           /* loop over distribution */
791 +                  for (j = nazi; j--; ) {
792 +                    int rstart = random();
793 +                    for (c = NBSDFSAMPS; c--; ) {
794 +                        double  sp[2];
795 +                        multisamp(sp, 2, urand(rstart+c));
796 +                        flatdir(dv, (k + sp[0])/nalt,
797 +                                        (j + .5 - sp[1])/nazi);
798 +                        multv3(dv, dv, inmat);
799 +                                                /* evaluate BSDF @ outgoing */
800 +                        o = getBSDF_outndx(b, dv);
801 +                        if (o < 0) {
802 +                                nout++;
803 +                                continue;
804 +                        }
805 +                        wt = BSDF_value(b, i, o) * (1./NBSDFSAMPS);
806 +                        copycolor(col, cinc);
807 +                        if (b->nout != b->ninc)
808 +                                o = k*nazi + j;
809 +                        if (o == direct_out)
810 +                                addcolor(col, cdir);    /* minus direct */
811 +                        scalecolor(col, wt);
812 +                        cp = &distarr[3*(k*nazi + j)];
813 +                        addcolor(cp, col);      /* sum into distribution */
814 +                    }
815 +                  }
816 +        }
817 +        free(idist);                    /* free temp space */
818 +        if (nout) {
819 +                sprintf(errmsg, "missing %.1f%% of BSDF directions",
820 +                                100.*nout/(b->ninc*nalt*nazi*NBSDFSAMPS));
821 +                error(WARNING, errmsg);
822 +        }
823   }

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