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

Comparing ray/src/gen/mkillum2.c (file contents):
Revision 1.7 by greg, Thu Jul 25 14:12:22 1991 UTC vs.
Revision 2.37 by greg, Tue Aug 16 18:09:53 2011 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 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 < #include  "random.h"
16 > #ifndef NBSDFSAMPS
17 > #define NBSDFSAMPS      256             /* BSDF resampling count */
18 > #endif
19  
20 + COLORV *        distarr = NULL;         /* distribution array */
21 + int             distsiz = 0;
22 + COLORV *        direct_discount = NULL; /* amount to take off direct */
23  
24 < o_default(ob, il, rt, nm)       /* default illum action */
25 < OBJREC  *ob;
26 < struct illum_args  *il;
27 < struct rtproc  *rt;
28 < char  *nm;
24 >
25 > void
26 > newdist(                        /* allocate & clear distribution array */
27 >        int siz
28 > )
29   {
30 +        if (siz <= 0) {
31 +                if (distsiz > 0)
32 +                        free(distarr);
33 +                distarr = NULL;
34 +                distsiz = 0;
35 +                return;
36 +        }
37 +        if (distsiz < siz) {
38 +                if (distsiz > 0)
39 +                        free(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(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|SPECULAR, 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=1, nazi=1;
127 +        SRCINDEX  si;
128 +        RAY  sr;
129 +        FVECT   v;
130 +        double  d;
131 +        int  i, j;
132 +                                                /* get sampling density */
133 +        if (il->sd == NULL && il->sampdens > 0) {
134 +                i = PI * il->sampdens;
135 +                nalt = sqrt(i/PI) + .5;
136 +                nazi = PI*nalt + .5;
137 +        }
138 +        initsrcindex(&si);                      /* loop over (sub)sources */
139 +        for ( ; ; ) {
140 +                VCOPY(sr.rorg, org);            /* pick side to shoot from */
141 +                if (il->sd != NULL) {
142 +                        int  sn = si.sn;
143 +                        if (si.sp+1 >= si.np) ++sn;
144 +                        if (sn >= nsources) break;
145 +                        if (source[sn].sflags & SDISTANT)
146 +                                d = DOT(source[sn].sloc, nrm);
147 +                        else {
148 +                                VSUB(v, source[sn].sloc, org);
149 +                                d = DOT(v, nrm);
150 +                        }
151 +                } else
152 +                        d = 1.0;                /* only transmission */
153 +                if (d < 0.0)
154 +                        d = -1.0001*il->thick - 5.*FTINY;
155 +                else
156 +                        d = 5.*FTINY;
157 +                VSUM(sr.rorg, sr.rorg, nrm, d);
158 +                samplendx++;                    /* increment sample counter */
159 +                if (!srcray(&sr, NULL, &si))
160 +                        break;                  /* end of sources */
161 +                                                /* index direction */
162 +                if (ixfm != NULL)
163 +                        multv3(v, sr.rdir, ixfm);
164 +                else
165 +                        VCOPY(v, sr.rdir);
166 +                if (il->sd != NULL) {
167 +                        i = getBSDF_incndx(il->sd, v);
168 +                        if (i < 0)
169 +                                continue;       /* must not be important */
170 +                        sr.rno = i;
171 +                        d = 1.0/getBSDF_incohm(il->sd, i);
172 +                } else {
173 +                        if (v[2] >= -FTINY)
174 +                                continue;       /* only sample transmission */
175 +                        v[0] = -v[0]; v[1] = -v[1]; v[2] = -v[2];
176 +                        sr.rno = flatindex(v, nalt, nazi);
177 +                        d = nalt*nazi*(1./PI) * v[2];
178 +                }
179 +                d *= si.dom;                    /* solid angle correction */
180 +                scalecolor(sr.rcoef, d);
181 +                process_ray(&sr, ray_pqueue(&sr));
182 +        }
183 + }
184 +
185 +
186 + void
187 + rayclean()                      /* finish all pending rays */
188 + {
189 +        RAY     myRay;
190 +
191 +        while (process_ray(&myRay, ray_presult(&myRay, 0)))
192 +                ;
193 + }
194 +
195 +
196 + static void
197 + mkaxes(                 /* compute u and v to go with n */
198 +        FVECT  u,
199 +        FVECT  v,
200 +        FVECT  n
201 + )
202 + {
203 +        register int  i;
204 +
205 +        v[0] = v[1] = v[2] = 0.0;
206 +        for (i = 0; i < 3; i++)
207 +                if (n[i] < 0.6 && n[i] > -0.6)
208 +                        break;
209 +        v[i] = 1.0;
210 +        fcross(u, v, n);
211 +        normalize(u);
212 +        fcross(v, n, u);
213 + }
214 +
215 +
216 + static void
217 + rounddir(               /* compute uniform spherical direction */
218 +        register FVECT  dv,
219 +        double  alt,
220 +        double  azi
221 + )
222 + {
223 +        double  d1, d2;
224 +
225 +        dv[2] = 1. - 2.*alt;
226 +        d1 = sqrt(1. - dv[2]*dv[2]);
227 +        d2 = 2.*PI * azi;
228 +        dv[0] = d1*cos(d2);
229 +        dv[1] = d1*sin(d2);
230 + }
231 +
232 +
233 + void
234 + flatdir(                /* compute uniform hemispherical direction */
235 +        FVECT  dv,
236 +        double  alt,
237 +        double  azi
238 + )
239 + {
240 +        double  d1, d2;
241 +
242 +        d1 = sqrt(alt);
243 +        d2 = 2.*PI * azi;
244 +        dv[0] = d1*cos(d2);
245 +        dv[1] = d1*sin(d2);
246 +        dv[2] = sqrt(1. - alt);
247 + }
248 +
249 +
250 + int
251 + flatindex(              /* compute index for hemispherical direction */
252 +        FVECT   dv,
253 +        int     nalt,
254 +        int     nazi
255 + )
256 + {
257 +        double  d;
258 +        int     i, j;
259 +        
260 +        d = 1.0 - dv[2]*dv[2];
261 +        i = d*nalt;
262 +        d = atan2(dv[1], dv[0]) * (0.5/PI);
263 +        if (d < 0.0) d += 1.0;
264 +        j = d*nazi + 0.5;
265 +        if (j >= nazi) j = 0;
266 +        return(i*nazi + j);
267 + }
268 +
269 +
270 + int
271 + printgeom(              /* print out detailed geometry for BSDF */
272 +        struct BSDF_data *sd,
273 +        char *xfrot,
274 +        FVECT ctr,
275 +        double s1,
276 +        double s2
277 + )
278 + {
279 +        static char     mgftemp[] = TEMPLATE;
280 +        char            cmdbuf[64];
281 +        FILE            *fp;
282 +        double          sca;
283 +
284 +        if (sd == NULL || sd->mgf == NULL)
285 +                return(0);
286 +        if (sd->dim[0] <= FTINY || sd->dim[1] <= FTINY)
287 +                return(0);
288 +        if ((s1 > s2) ^ (sd->dim[0] > sd->dim[1])) {
289 +                sca = s1; s1 = s2; s2 = sca;
290 +        }
291 +        s1 /= sd->dim[0];
292 +        s2 /= sd->dim[1];
293 +        sca = s1 > s2 ? s1 : s2;
294 +        strcpy(mgftemp, TEMPLATE);
295 +        if ((fp = fopen(mktemp(mgftemp), "w")) == NULL)
296 +                error(SYSTEM, "cannot create temporary file for MGF");
297 +                                        /* prepend our transform */
298 +        fprintf(fp, "xf%s -s %.5f -t %.5g %.5g %.5g\n",
299 +                        xfrot, sca, ctr[0], ctr[1], ctr[2]);
300 +                                        /* output given MGF description */
301 +        fputs(sd->mgf, fp);
302 +        fputs("\nxf\n", fp);
303 +        if (fclose(fp) == EOF)
304 +                error(SYSTEM, "error writing MGF temporary file");
305 +                                        /* execute mgf2rad to convert MGF */
306 +        strcpy(cmdbuf, "mgf2rad ");
307 +        strcpy(cmdbuf+8, mgftemp);
308 +        fflush(stdout);
309 +        system(cmdbuf);
310 +        unlink(mgftemp);                /* clean up */
311 +        return(1);
312 + }
313 +
314 +
315 + int
316 + my_default(     /* default illum action */
317 +        OBJREC  *ob,
318 +        struct illum_args  *il,
319 +        char  *nm
320 + )
321 + {
322          sprintf(errmsg, "(%s): cannot make illum for %s \"%s\"",
323                          nm, ofun[ob->otype].funame, ob->oname);
324          error(WARNING, errmsg);
325 <        if (!(il->flags & IL_LIGHT))
326 <                printobj(il->altmat, ob);
325 >        printobj(il->altmat, ob);
326 >        return(1);
327   }
328  
329  
330 < o_face(ob, il, rt, nm)          /* make an illum face */
331 < OBJREC  *ob;
332 < struct illum_args  *il;
333 < struct rtproc  *rt;
334 < char  *nm;
330 > int
331 > my_face(                /* make an illum face */
332 >        OBJREC  *ob,
333 >        struct illum_args  *il,
334 >        char  *nm
335 > )
336   {
337 < #define MAXMISS         (5*n*il->nsamps)
338 <        int  dim[4];
339 <        int  n, nalt, nazi;
340 <        float  *distarr;
44 <        double  r1, r2;
337 >        int  dim[2];
338 >        int  n, nalt, nazi, alti;
339 >        double  sp[2], r1, r2;
340 >        int  h;
341          FVECT  dn, org, dir;
342          FVECT  u, v;
343          double  ur[2], vr[2];
344 <        int  nmisses;
345 <        register FACE  *fa;
346 <        register int  i, j;
344 >        MAT4  xfm;
345 >        char  xfrot[64];
346 >        int  nallow;
347 >        FACE  *fa;
348 >        int  i, j;
349                                  /* get/check arguments */
350          fa = getface(ob);
351          if (fa->area == 0.0) {
352                  freeface(ob);
353 <                o_default(ob, il, rt, nm);
56 <                return;
353 >                return(my_default(ob, il, nm));
354          }
355                                  /* set up sampling */
356 <        n = PI * il->sampdens;
357 <        nalt = sqrt(n/PI) + .5;
358 <        nazi = PI*nalt + .5;
359 <        n = nalt*nazi;
360 <        distarr = (float *)calloc(n, 3*sizeof(float));
361 <        if (distarr == NULL)
362 <                error(SYSTEM, "out of memory in o_face");
363 <        mkaxes(u, v, fa->norm);
356 >        if (il->sd != NULL) {
357 >                if (!getBSDF_xfm(xfm, fa->norm, il->udir, xfrot)) {
358 >                        objerror(ob, WARNING, "illegal up direction");
359 >                        freeface(ob);
360 >                        return(my_default(ob, il, nm));
361 >                }
362 >                n = il->sd->ninc;
363 >        } else {
364 >                if (il->sampdens <= 0) {
365 >                        nalt = nazi = 1;        /* diffuse assumption */
366 >                } else {
367 >                        n = PI * il->sampdens;
368 >                        nalt = sqrt(n/PI) + .5;
369 >                        nazi = PI*nalt + .5;
370 >                }
371 >                n = nazi*nalt;
372 >        }
373 >        newdist(n);
374 >                                /* take first edge >= sqrt(area) */
375 >        for (j = fa->nv-1, i = 0; i < fa->nv; j = i++) {
376 >                u[0] = VERTEX(fa,i)[0] - VERTEX(fa,j)[0];
377 >                u[1] = VERTEX(fa,i)[1] - VERTEX(fa,j)[1];
378 >                u[2] = VERTEX(fa,i)[2] - VERTEX(fa,j)[2];
379 >                if ((r1 = DOT(u,u)) >= fa->area-FTINY)
380 >                        break;
381 >        }
382 >        if (i < fa->nv) {       /* got one! -- let's align our axes */
383 >                r2 = 1.0/sqrt(r1);
384 >                u[0] *= r2; u[1] *= r2; u[2] *= r2;
385 >                fcross(v, fa->norm, u);
386 >        } else                  /* oh well, we'll just have to wing it */
387 >                mkaxes(u, v, fa->norm);
388 >                                /* now, find limits in (u,v) coordinates */
389          ur[0] = vr[0] = FHUGE;
390          ur[1] = vr[1] = -FHUGE;
391          for (i = 0; i < fa->nv; i++) {
# Line 74 | Line 396 | char  *nm;
396                  if (r2 < vr[0]) vr[0] = r2;
397                  if (r2 > vr[1]) vr[1] = r2;
398          }
399 +                                /* output detailed geometry? */
400 +        if (!(il->flags & IL_LIGHT) && il->sd != NULL && il->sd->mgf != NULL &&
401 +                        il->thick <= FTINY) {
402 +                for (j = 3; j--; )
403 +                        org[j] = .5*(ur[0]+ur[1])*u[j] +
404 +                                        .5*(vr[0]+vr[1])*v[j] +
405 +                                        fa->offset*fa->norm[j];
406 +                printgeom(il->sd, xfrot, org, ur[1]-ur[0], vr[1]-vr[0]);
407 +        }
408          dim[0] = random();
409                                  /* sample polygon */
410 <        nmisses = 0;
411 <        for (dim[1] = 0; dim[1] < nalt; dim[1]++)
81 <            for (dim[2] = 0; dim[2] < nazi; dim[2]++)
410 >        nallow = 5*n*il->nsamps;
411 >        for (dim[1] = 0; dim[1] < n; dim[1]++)
412                  for (i = 0; i < il->nsamps; i++) {
413 <                                        /* random direction */
414 <                    dim[3] = 1;
415 <                    r1 = (dim[1]+urand(urind(ilhash(dim,4),i)))/nalt;
416 <                    dim[3] = 2;
417 <                    r2 = (dim[2]+urand(urind(ilhash(dim,4),i)))/nazi;
418 <                    flatdir(dn, r1, r2);
419 <                    for (j = 0; j < 3; j++)
420 <                        dir[j] = -dn[0]*u[j] - dn[1]*v[j] - dn[2]*fa->norm[j];
421 <                                        /* random location */
413 >                                        /* randomize direction */
414 >                    h = ilhash(dim, 2) + i;
415 >                    if (il->sd != NULL) {
416 >                        r_BSDF_incvec(dir, il->sd, dim[1], urand(h), xfm);
417 >                    } else {
418 >                        multisamp(sp, 2, urand(h));
419 >                        alti = dim[1]/nazi;
420 >                        r1 = (alti + sp[0])/nalt;
421 >                        r2 = (dim[1] - alti*nazi + sp[1] - .5)/nazi;
422 >                        flatdir(dn, r1, r2);
423 >                        for (j = 0; j < 3; j++)
424 >                            dir[j] = -dn[0]*u[j] - dn[1]*v[j] -
425 >                                                dn[2]*fa->norm[j];
426 >                    }
427 >                                        /* randomize location */
428                      do {
429 <                        dim[3] = 3;
430 <                        r1 = ur[0] + (ur[1]-ur[0]) *
431 <                                        urand(urind(ilhash(dim,4),i+nmisses));
96 <                        dim[3] = 4;
97 <                        r2 = vr[0] + (vr[1]-vr[0]) *
98 <                                        urand(urind(ilhash(dim,4),i+nmisses));
429 >                        multisamp(sp, 2, urand(h+4862+nallow));
430 >                        r1 = ur[0] + (ur[1]-ur[0]) * sp[0];
431 >                        r2 = vr[0] + (vr[1]-vr[0]) * sp[1];
432                          for (j = 0; j < 3; j++)
433                              org[j] = r1*u[j] + r2*v[j]
434                                          + fa->offset*fa->norm[j];
435 <                    } while (!inface(org, fa) && nmisses++ < MAXMISS);
436 <                    if (nmisses > MAXMISS) {
435 >                    } while (!inface(org, fa) && nallow-- > 0);
436 >                    if (nallow < 0) {
437                          objerror(ob, WARNING, "bad aspect");
438 <                        rt->nrays = 0;
438 >                        rayclean();
439                          freeface(ob);
440 <                        free((char *)distarr);
108 <                        o_default(ob, il, rt, nm);
109 <                        return;
440 >                        return(my_default(ob, il, nm));
441                      }
442 +                    if (il->sd != NULL && DOT(dir, fa->norm) < -FTINY)
443 +                        r1 = -1.0001*il->thick - 5.*FTINY;
444 +                    else
445 +                        r1 = 5.*FTINY;
446                      for (j = 0; j < 3; j++)
447 <                        org[j] += .001*fa->norm[j];
447 >                        org[j] += r1*fa->norm[j];
448                                          /* send sample */
449 <                    raysamp(distarr+3*(dim[1]*nazi+dim[2]), org, dir, rt);
449 >                    raysamp(dim[1], org, dir);
450                  }
451 <        rayflush(rt);
452 <                                /* write out the face w/ distribution */
453 <        flatout(il, distarr, nalt, nazi, u, v, fa->norm);
454 <        illumout(il, ob);
451 >                                /* add in direct component? */
452 >        if (il->flags & IL_LIGHT || il->sd != NULL) {
453 >                MAT4    ixfm;
454 >                if (il->sd == NULL) {
455 >                        for (i = 3; i--; ) {
456 >                                ixfm[i][0] = u[i];
457 >                                ixfm[i][1] = v[i];
458 >                                ixfm[i][2] = fa->norm[i];
459 >                                ixfm[i][3] = 0.;
460 >                        }
461 >                        ixfm[3][0] = ixfm[3][1] = ixfm[3][2] = 0.;
462 >                        ixfm[3][3] = 1.;
463 >                } else {
464 >                        if (!invmat4(ixfm, xfm))
465 >                                objerror(ob, INTERNAL,
466 >                                        "cannot invert BSDF transform");
467 >                        if (!(il->flags & IL_LIGHT))
468 >                                new_discount();
469 >                }
470 >                dim[0] = random();
471 >                nallow = 10*il->nsamps;
472 >                for (i = 0; i < il->nsamps; i++) {
473 >                                        /* randomize location */
474 >                    h = dim[0] + samplendx++;
475 >                    do {
476 >                        multisamp(sp, 2, urand(h+nallow));
477 >                        r1 = ur[0] + (ur[1]-ur[0]) * sp[0];
478 >                        r2 = vr[0] + (vr[1]-vr[0]) * sp[1];
479 >                        for (j = 0; j < 3; j++)
480 >                            org[j] = r1*u[j] + r2*v[j]
481 >                                        + fa->offset*fa->norm[j];
482 >                    } while (!inface(org, fa) && nallow-- > 0);
483 >                    if (nallow < 0) {
484 >                        objerror(ob, WARNING, "bad aspect");
485 >                        rayclean();
486 >                        freeface(ob);
487 >                        return(my_default(ob, il, nm));
488 >                    }
489 >                                        /* sample source rays */
490 >                    srcsamps(il, org, fa->norm, ixfm);
491 >                }
492 >        }
493 >                                /* wait for all rays to finish */
494 >        rayclean();
495 >        if (il->sd != NULL) {   /* run distribution through BSDF */
496 >                nalt = sqrt(il->sd->nout/PI) + .5;
497 >                nazi = PI*nalt + .5;
498 >                redistribute(il->sd, nalt, nazi, u, v, fa->norm, xfm);
499 >                done_discount();
500 >                if (!il->sampdens)
501 >                        il->sampdens = nalt*nazi/PI + .999;
502 >        }
503 >                                /* write out the face and its distribution */
504 >        if (average(il, distarr, n)) {
505 >                if (il->sampdens > 0)
506 >                        flatout(il, distarr, nalt, nazi, u, v, fa->norm);
507 >                illumout(il, ob);
508 >        } else
509 >                printobj(il->altmat, ob);
510                                  /* clean up */
511          freeface(ob);
512 <        free((char *)distarr);
123 < #undef MAXMISS
512 >        return(0);
513   }
514  
515  
516 < o_sphere(ob, il, rt, nm)        /* make an illum sphere */
517 < register OBJREC  *ob;
518 < struct illum_args  *il;
519 < struct rtproc  *rt;
520 < char  *nm;
516 > int
517 > my_sphere(      /* make an illum sphere */
518 >        register OBJREC  *ob,
519 >        struct illum_args  *il,
520 >        char  *nm
521 > )
522   {
523 <        int  dim[4];
523 >        int  dim[3];
524          int  n, nalt, nazi;
525 <        float  *distarr;
136 <        double  r1, r2, r3;
525 >        double  sp[4], r1, r2, r3;
526          FVECT  org, dir;
527          FVECT  u, v;
528          register int  i, j;
# Line 141 | Line 530 | char  *nm;
530          if (ob->oargs.nfargs != 4)
531                  objerror(ob, USER, "bad # of arguments");
532                                  /* set up sampling */
533 <        n = 4.*PI * il->sampdens;
534 <        nalt = sqrt(n/PI) + .5;
535 <        nazi = PI*nalt + .5;
533 >        if (il->sampdens <= 0)
534 >                nalt = nazi = 1;
535 >        else {
536 >                n = 4.*PI * il->sampdens;
537 >                nalt = sqrt(2./PI*n) + .5;
538 >                nazi = PI/2.*nalt + .5;
539 >        }
540 >        if (il->sd != NULL)
541 >                objerror(ob, WARNING, "BSDF ignored");
542          n = nalt*nazi;
543 <        distarr = (float *)calloc(n, 3*sizeof(float));
149 <        if (distarr == NULL)
150 <                error(SYSTEM, "out of memory in o_sphere");
543 >        newdist(n);
544          dim[0] = random();
545                                  /* sample sphere */
546          for (dim[1] = 0; dim[1] < nalt; dim[1]++)
547 <            for (dim[2] = 0; dim[2] < nazi; dim[2]++) {
155 <                if (il->nsamps > 2 && nazi > 20) {
156 <                    rounddir(dir, (dim[1]+.5)/nalt, (dim[2]+.5)/nazi);
157 <                    mkaxes(u, v, dir);
158 <                }
547 >            for (dim[2] = 0; dim[2] < nazi; dim[2]++)
548                  for (i = 0; i < il->nsamps; i++) {
549 +                                        /* next sample point */
550 +                    multisamp(sp, 4, urand(ilhash(dim,3)+i));
551                                          /* random direction */
552 <                    dim[3] = 1;
553 <                    r1 = (dim[1]+urand(urind(ilhash(dim,4),i)))/nalt;
163 <                    dim[3] = 2;
164 <                    r2 = (dim[2]+urand(urind(ilhash(dim,4),i)))/nazi;
552 >                    r1 = (dim[1] + sp[0])/nalt;
553 >                    r2 = (dim[2] + sp[1] - .5)/nazi;
554                      rounddir(dir, r1, r2);
555                                          /* random location */
556 <                    if (il->nsamps <= 2 || nazi <= 20)
557 <                        mkaxes(u, v, dir);              /* yuck! */
558 <                    dim[3] = 3;
170 <                    r3 = sqrt(urand(urind(ilhash(dim,4),i)));
171 <                    dim[3] = 4;
172 <                    r2 = 2.*PI*urand(urind(ilhash(dim,4),i));
556 >                    mkaxes(u, v, dir);          /* yuck! */
557 >                    r3 = sqrt(sp[2]);
558 >                    r2 = 2.*PI*sp[3];
559                      r1 = r3*ob->oargs.farg[3]*cos(r2);
560                      r2 = r3*ob->oargs.farg[3]*sin(r2);
561                      r3 = ob->oargs.farg[3]*sqrt(1.01-r3*r3);
# Line 179 | Line 565 | char  *nm;
565                          dir[j] = -dir[j];
566                      }
567                                          /* send sample */
568 <                    raysamp(distarr+3*(dim[1]*nazi+dim[2]), org, dir, rt);
568 >                    raysamp(dim[1]*nazi+dim[2], org, dir);
569                  }
570 <            }
571 <        rayflush(rt);
572 <                                /* write out the sphere w/ distribution */
573 <        roundout(il, distarr, nalt, nazi);
574 <        illumout(il, ob);
570 >                                /* wait for all rays to finish */
571 >        rayclean();
572 >                                /* write out the sphere and its distribution */
573 >        if (average(il, distarr, n)) {
574 >                if (il->sampdens > 0)
575 >                        roundout(il, distarr, nalt, nazi);
576 >                else
577 >                        objerror(ob, WARNING, "diffuse distribution");
578 >                illumout(il, ob);
579 >        } else
580 >                printobj(il->altmat, ob);
581                                  /* clean up */
582 <        free((char *)distarr);
582 >        return(1);
583   }
584  
585  
586 < o_ring(ob, il, rt, nm)          /* make an illum ring */
587 < OBJREC  *ob;
588 < struct illum_args  *il;
589 < struct rtproc  *rt;
590 < char  *nm;
586 > int
587 > my_ring(                /* make an illum ring */
588 >        OBJREC  *ob,
589 >        struct illum_args  *il,
590 >        char  *nm
591 > )
592   {
593 <        int  dim[4];
594 <        int  n, nalt, nazi;
595 <        float  *distarr;
596 <        double  r1, r2, r3;
593 >        int  dim[2];
594 >        int  n, nalt, nazi, alti;
595 >        double  sp[2], r1, r2, r3;
596 >        int  h;
597          FVECT  dn, org, dir;
598          FVECT  u, v;
599 <        register CONE  *co;
600 <        register int  i, j;
599 >        MAT4  xfm;
600 >        CONE  *co;
601 >        int  i, j;
602                                  /* get/check arguments */
603          co = getcone(ob, 0);
604                                  /* set up sampling */
605 <        n = PI * il->sampdens;
606 <        nalt = sqrt(n/PI) + .5;
607 <        nazi = PI*nalt + .5;
608 <        n = nalt*nazi;
609 <        distarr = (float *)calloc(n, 3*sizeof(float));
610 <        if (distarr == NULL)
611 <                error(SYSTEM, "out of memory in o_ring");
605 >        if (il->sd != NULL) {
606 >                if (!getBSDF_xfm(xfm, co->ad, il->udir, NULL)) {
607 >                        objerror(ob, WARNING, "illegal up direction");
608 >                        freecone(ob);
609 >                        return(my_default(ob, il, nm));
610 >                }
611 >                n = il->sd->ninc;
612 >        } else {
613 >                if (il->sampdens <= 0) {
614 >                        nalt = nazi = 1;        /* diffuse assumption */
615 >                } else {
616 >                        n = PI * il->sampdens;
617 >                        nalt = sqrt(n/PI) + .5;
618 >                        nazi = PI*nalt + .5;
619 >                }
620 >                n = nazi*nalt;
621 >        }
622 >        newdist(n);
623          mkaxes(u, v, co->ad);
624          dim[0] = random();
625                                  /* sample disk */
626 <        for (dim[1] = 0; dim[1] < nalt; dim[1]++)
222 <            for (dim[2] = 0; dim[2] < nazi; dim[2]++)
626 >        for (dim[1] = 0; dim[1] < n; dim[1]++)
627                  for (i = 0; i < il->nsamps; i++) {
628 <                                        /* random direction */
629 <                    dim[3] = 1;
630 <                    r1 = (dim[1]+urand(urind(ilhash(dim,4),i)))/nalt;
631 <                    dim[3] = 2;
632 <                    r2 = (dim[2]+urand(urind(ilhash(dim,4),i)))/nalt;
633 <                    flatdir(dn, r1, r2);
634 <                    for (j = 0; j < 3; j++)
635 <                        dir[j] = -dn[0]*u[j] - dn[1]*v[j] - dn[2]*co->ad[j];
636 <                                        /* random location */
637 <                    dim[3] = 3;
628 >                                        /* next sample point */
629 >                    h = ilhash(dim,2) + i;
630 >                                        /* randomize direction */
631 >                    if (il->sd != NULL) {
632 >                        r_BSDF_incvec(dir, il->sd, dim[1], urand(h), xfm);
633 >                    } else {
634 >                        multisamp(sp, 2, urand(h));
635 >                        alti = dim[1]/nazi;
636 >                        r1 = (alti + sp[0])/nalt;
637 >                        r2 = (dim[1] - alti*nazi + sp[1] - .5)/nazi;
638 >                        flatdir(dn, r1, r2);
639 >                        for (j = 0; j < 3; j++)
640 >                                dir[j] = -dn[0]*u[j] - dn[1]*v[j] - dn[2]*co->ad[j];
641 >                    }
642 >                                        /* randomize location */
643 >                    multisamp(sp, 2, urand(h+8371));
644                      r3 = sqrt(CO_R0(co)*CO_R0(co) +
645 <                                urand(urind(ilhash(dim,4),i))*
646 <                                (CO_R1(co)*CO_R1(co) - CO_R0(co)*CO_R0(co)));
237 <                    dim[3] = 4;
238 <                    r2 = 2.*PI*urand(urind(ilhash(dim,4),i));
645 >                            sp[0]*(CO_R1(co)*CO_R1(co) - CO_R0(co)*CO_R0(co)));
646 >                    r2 = 2.*PI*sp[1];
647                      r1 = r3*cos(r2);
648                      r2 = r3*sin(r2);
649 +                    if (il->sd != NULL && DOT(dir, co->ad) < -FTINY)
650 +                        r3 = -1.0001*il->thick - 5.*FTINY;
651 +                    else
652 +                        r3 = 5.*FTINY;
653                      for (j = 0; j < 3; j++)
654 <                        org[j] = CO_P0(co)[j] + r1*u[j] + r1*v[j] +
655 <                                        .001*co->ad[j];
244 <
654 >                        org[j] = CO_P0(co)[j] + r1*u[j] + r2*v[j] +
655 >                                                r3*co->ad[j];
656                                          /* send sample */
657 <                    raysamp(distarr+3*(dim[1]*nazi+dim[2]), org, dir, rt);
657 >                    raysamp(dim[1], org, dir);
658                  }
659 <        rayflush(rt);
660 <                                /* write out the ring w/ distribution */
661 <        flatout(il, distarr, nalt, nazi, u, v, co->ad);
662 <        illumout(il, ob);
659 >                                /* add in direct component? */
660 >        if (il->flags & IL_LIGHT || il->sd != NULL) {
661 >                MAT4    ixfm;
662 >                if (il->sd == NULL) {
663 >                        for (i = 3; i--; ) {
664 >                                ixfm[i][0] = u[i];
665 >                                ixfm[i][1] = v[i];
666 >                                ixfm[i][2] = co->ad[i];
667 >                                ixfm[i][3] = 0.;
668 >                        }
669 >                        ixfm[3][0] = ixfm[3][1] = ixfm[3][2] = 0.;
670 >                        ixfm[3][3] = 1.;
671 >                } else {
672 >                        if (!invmat4(ixfm, xfm))
673 >                                objerror(ob, INTERNAL,
674 >                                        "cannot invert BSDF transform");
675 >                        if (!(il->flags & IL_LIGHT))
676 >                                new_discount();
677 >                }
678 >                dim[0] = random();
679 >                for (i = 0; i < il->nsamps; i++) {
680 >                                        /* randomize location */
681 >                    h = dim[0] + samplendx++;
682 >                    multisamp(sp, 2, urand(h));
683 >                    r3 = sqrt(CO_R0(co)*CO_R0(co) +
684 >                            sp[0]*(CO_R1(co)*CO_R1(co) - CO_R0(co)*CO_R0(co)));
685 >                    r2 = 2.*PI*sp[1];
686 >                    r1 = r3*cos(r2);
687 >                    r2 = r3*sin(r2);
688 >                    for (j = 0; j < 3; j++)
689 >                        org[j] = CO_P0(co)[j] + r1*u[j] + r2*v[j];
690 >                                        /* sample source rays */
691 >                    srcsamps(il, org, co->ad, ixfm);
692 >                }
693 >        }
694 >                                /* wait for all rays to finish */
695 >        rayclean();
696 >        if (il->sd != NULL) {   /* run distribution through BSDF */
697 >                nalt = sqrt(il->sd->nout/PI) + .5;
698 >                nazi = PI*nalt + .5;
699 >                redistribute(il->sd, nalt, nazi, u, v, co->ad, xfm);
700 >                done_discount();
701 >                if (!il->sampdens)
702 >                        il->sampdens = nalt*nazi/PI + .999;
703 >        }
704 >                                /* write out the ring and its distribution */
705 >        if (average(il, distarr, n)) {
706 >                if (il->sampdens > 0)
707 >                        flatout(il, distarr, nalt, nazi, u, v, co->ad);
708 >                illumout(il, ob);
709 >        } else
710 >                printobj(il->altmat, ob);
711                                  /* clean up */
712          freecone(ob);
713 <        free((char *)distarr);
713 >        return(1);
714   }
715  
716  
717 < raysamp(res, org, dir, rt)      /* compute a ray sample */
718 < float  res[3];
719 < FVECT  org, dir;
720 < register struct rtproc  *rt;
717 > void
718 > redistribute(           /* pass distarr ray sums through BSDF */
719 >        struct BSDF_data *b,
720 >        int nalt,
721 >        int nazi,
722 >        FVECT u,
723 >        FVECT v,
724 >        FVECT w,
725 >        MAT4 xm
726 > )
727   {
728 <        register float  *fp;
729 <
730 <        if (rt->nrays == rt->bsiz)
731 <                rayflush(rt);
732 <        rt->dest[rt->nrays] = res;
733 <        fp = rt->buf + 6*rt->nrays++;
734 <        *fp++ = org[0]; *fp++ = org[1]; *fp++ = org[2];
735 <        *fp++ = dir[0]; *fp++ = dir[1]; *fp = dir[2];
736 < }
737 <
738 <
739 < rayflush(rt)                    /* flush buffered rays */
740 < register struct rtproc  *rt;
741 < {
742 <        register int  i;
743 <
744 <        if (rt->nrays <= 0)
745 <                return;
746 <        i = 6*rt->nrays + 3;
747 <        rt->buf[i++] = 0.; rt->buf[i++] = 0.; rt->buf[i] = 0.;
748 <        if ( process(rt->pd, (char *)rt->buf, (char *)rt->buf,
284 <                        3*sizeof(float)*rt->nrays,
285 <                        6*sizeof(float)*(rt->nrays+1)) <
286 <                        3*sizeof(float)*rt->nrays )
287 <                error(SYSTEM, "error reading from rtrace process");
288 <        i = rt->nrays;
289 <        while (i--) {
290 <                rt->dest[i][0] += rt->buf[3*i];
291 <                rt->dest[i][1] += rt->buf[3*i+1];
292 <                rt->dest[i][2] += rt->buf[3*i+2];
728 >        int     nout = 0;
729 >        MAT4    mymat, inmat;
730 >        COLORV  *idist;
731 >        COLORV  *cp;
732 >        FVECT   dv;
733 >        double  wt;
734 >        int     i, j, k, c, o;
735 >        COLOR   col, cinc;
736 >                                        /* copy incoming distribution */
737 >        if (b->ninc > distsiz)
738 >                error(INTERNAL, "error 1 in redistribute");
739 >        idist = (COLORV *)malloc(sizeof(COLOR)*b->ninc);
740 >        if (idist == NULL)
741 >                error(SYSTEM, "out of memory in redistribute");
742 >        memcpy(idist, distarr, sizeof(COLOR)*b->ninc);
743 >                                        /* compose direction transform */
744 >        for (i = 3; i--; ) {
745 >                mymat[i][0] = u[i];
746 >                mymat[i][1] = v[i];
747 >                mymat[i][2] = w[i];
748 >                mymat[i][3] = 0.;
749          }
750 <        rt->nrays = 0;
751 < }
752 <
753 <
754 < mkaxes(u, v, n)                 /* compute u and v to go with n */
755 < FVECT  u, v, n;
756 < {
757 <        register int  i;
758 <
759 <        v[0] = v[1] = v[2] = 0.0;
760 <        for (i = 0; i < 3; i++)
761 <                if (n[i] < 0.6 && n[i] > -0.6)
762 <                        break;
763 <        v[i] = 1.0;
764 <        fcross(u, v, n);
765 <        normalize(u);
766 <        fcross(v, n, u);
767 < }
768 <
769 <
770 < rounddir(dv, alt, azi)          /* compute uniform spherical direction */
771 < register FVECT  dv;
772 < double  alt, azi;
773 < {
774 <        double  d1, d2;
775 <
776 <        dv[2] = 1. - 2.*alt;
777 <        d1 = sqrt(1. - dv[2]*dv[2]);
778 <        d2 = 2.*PI * azi;
779 <        dv[0] = d1*cos(d2);
780 <        dv[1] = d1*sin(d2);
781 < }
782 <
783 <
784 < flatdir(dv, alt, azi)           /* compute uniform hemispherical direction */
785 < register FVECT  dv;
786 < double  alt, azi;
787 < {
788 <        double  d1, d2;
789 <
790 <        d1 = sqrt(alt);
791 <        d2 = 2.*PI * azi;
792 <        dv[0] = d1*cos(d2);
793 <        dv[1] = d1*sin(d2);
794 <        dv[2] = sqrt(1. - alt);
750 >        mymat[3][0] = mymat[3][1] = mymat[3][2] = 0.;
751 >        mymat[3][3] = 1.;
752 >        if (xm != NULL)
753 >                multmat4(mymat, xm, mymat);
754 >        for (i = 3; i--; ) {            /* make sure it's normalized */
755 >                wt = 1./sqrt(   mymat[0][i]*mymat[0][i] +
756 >                                mymat[1][i]*mymat[1][i] +
757 >                                mymat[2][i]*mymat[2][i] );
758 >                for (j = 3; j--; )
759 >                        mymat[j][i] *= wt;
760 >        }
761 >        if (!invmat4(inmat, mymat))     /* need inverse as well */
762 >                error(INTERNAL, "cannot invert BSDF transform");
763 >        newdist(nalt*nazi);             /* resample distribution */
764 >        for (i = b->ninc; i--; ) {
765 >                int     direct_out = -1;
766 >                COLOR   cdir;
767 >                getBSDF_incvec(dv, b, i);       /* compute incident irrad. */
768 >                multv3(dv, dv, mymat);
769 >                if (dv[2] < 0.0) {
770 >                        dv[0] = -dv[0]; dv[1] = -dv[1]; dv[2] = -dv[2];
771 >                        direct_out += (direct_discount != NULL);
772 >                }
773 >                wt = getBSDF_incohm(b, i);
774 >                wt *= dv[2];                    /* solid_angle*cosine(theta) */
775 >                cp = &idist[3*i];
776 >                copycolor(cinc, cp);
777 >                scalecolor(cinc, wt);
778 >                if (!direct_out) {              /* discount direct contr. */
779 >                        cp = &direct_discount[3*i];
780 >                        copycolor(cdir, cp);
781 >                        scalecolor(cdir, -wt);
782 >                        if (b->nout != b->ninc)
783 >                                direct_out = flatindex(dv, nalt, nazi);
784 >                        else
785 >                                direct_out = i; /* assumes dist. mirroring */
786 >                }
787 >                for (k = nalt; k--; )           /* loop over distribution */
788 >                  for (j = nazi; j--; ) {
789 >                    int rstart = random();
790 >                    for (c = NBSDFSAMPS; c--; ) {
791 >                        double  sp[2];
792 >                        multisamp(sp, 2, urand(rstart+c));
793 >                        flatdir(dv, (k + sp[0])/nalt,
794 >                                        (j + .5 - sp[1])/nazi);
795 >                        multv3(dv, dv, inmat);
796 >                                                /* evaluate BSDF @ outgoing */
797 >                        o = getBSDF_outndx(b, dv);
798 >                        if (o < 0) {
799 >                                nout++;
800 >                                continue;
801 >                        }
802 >                        wt = BSDF_value(b, i, o) * (1./NBSDFSAMPS);
803 >                        copycolor(col, cinc);
804 >                        if (b->nout != b->ninc)
805 >                                o = k*nazi + j;
806 >                        if (o == direct_out)
807 >                                addcolor(col, cdir);    /* minus direct */
808 >                        scalecolor(col, wt);
809 >                        cp = &distarr[3*(k*nazi + j)];
810 >                        addcolor(cp, col);      /* sum into distribution */
811 >                    }
812 >                  }
813 >        }
814 >        free(idist);                    /* free temp space */
815 >        if (nout) {
816 >                sprintf(errmsg, "missing %.1f%% of BSDF directions",
817 >                                100.*nout/(b->ninc*nalt*nazi*NBSDFSAMPS));
818 >                error(WARNING, errmsg);
819 >        }
820   }

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