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

Comparing ray/src/gen/mkillum2.c (file contents):
Revision 2.34 by greg, Wed Sep 9 15:32:20 2009 UTC vs.
Revision 2.39 by greg, Thu Dec 4 05:26:28 2014 UTC

# Line 11 | Line 11 | static const char      RCSid[] = "$Id$";
11   #include  "face.h"
12   #include  "cone.h"
13   #include  "source.h"
14 + #include  "paths.h"
15  
16   #ifndef NBSDFSAMPS
17   #define NBSDFSAMPS      256             /* BSDF resampling count */
# Line 18 | Line 19 | static const char      RCSid[] = "$Id$";
19  
20   COLORV *        distarr = NULL;         /* distribution array */
21   int             distsiz = 0;
21 – COLORV *        direct_discount = NULL; /* amount to take off direct */
22  
23  
24   void
# Line 28 | Line 28 | newdist(                       /* allocate & clear distribution array */
28   {
29          if (siz <= 0) {
30                  if (distsiz > 0)
31 <                        free((void *)distarr);
31 >                        free(distarr);
32                  distarr = NULL;
33                  distsiz = 0;
34                  return;
35          }
36          if (distsiz < siz) {
37                  if (distsiz > 0)
38 <                        free((void *)distarr);
38 >                        free(distarr);
39                  distarr = (COLORV *)malloc(sizeof(COLOR)*siz);
40                  if (distarr == NULL)
41                          error(SYSTEM, "out of memory in newdist");
# Line 45 | Line 45 | newdist(                       /* allocate & clear distribution array */
45   }
46  
47  
48 – static void
49 – new_discount()                  /* allocate space for direct contrib. record */
50 – {
51 –        if (distsiz <= 0)
52 –                return;
53 –        direct_discount = (COLORV *)calloc(distsiz, sizeof(COLOR));
54 –        if (direct_discount == NULL)
55 –                error(SYSTEM, "out of memory in new_discount");
56 – }
57 –
58 –
59 – static void
60 – done_discount()                 /* clear off direct contrib. record */
61 – {
62 –        if (direct_discount == NULL)
63 –                return;
64 –        free((void *)direct_discount);
65 –        direct_discount = NULL;
66 – }
67 –
68 –
48   int
49   process_ray(                    /* process a ray result or report error */
50          RAY *r,
# Line 83 | Line 62 | process_ray(                   /* process a ray result or report error
62          multcolor(r->rcol, r->rcoef);   /* in case it's a source ray */
63          colp = &distarr[r->rno * 3];
64          addcolor(colp, r->rcol);
86 –        if (r->rsrc >= 0 &&             /* remember source contrib. */
87 –                        direct_discount != NULL) {
88 –                colp = &direct_discount[r->rno * 3];
89 –                addcolor(colp, r->rcol);
90 –        }
65          return(1);
66   }
67  
# Line 107 | Line 81 | raysamp(                       /* queue a ray sample */
81          VCOPY(myRay.rorg, org);
82          VCOPY(myRay.rdir, dir);
83          myRay.rmax = .0;
84 <        rayorigin(&myRay, PRIMARY, NULL, NULL);
84 >        rayorigin(&myRay, PRIMARY|SPECULAR, NULL, NULL);
85          myRay.rno = ndx;
86                                          /* queue ray, check result */
87          process_ray(&myRay, ray_pqueue(&myRay));
# Line 122 | Line 96 | srcsamps(                      /* sample sources from this surface positi
96          MAT4 ixfm
97   )
98   {
99 <        int  nalt, nazi;
99 >        int  nalt=1, nazi=1;
100          SRCINDEX  si;
101          RAY  sr;
102          FVECT   v;
103          double  d;
104          int  i, j;
105                                                  /* get sampling density */
106 <        if (il->sampdens <= 0) {
133 <                nalt = nazi = 1;
134 <        } else {
106 >        if (il->sampdens > 0) {
107                  i = PI * il->sampdens;
108                  nalt = sqrt(i/PI) + .5;
109                  nazi = PI*nalt + .5;
# Line 139 | Line 111 | srcsamps(                      /* sample sources from this surface positi
111          initsrcindex(&si);                      /* loop over (sub)sources */
112          for ( ; ; ) {
113                  VCOPY(sr.rorg, org);            /* pick side to shoot from */
114 <                if (il->sd != NULL) {
115 <                        int  sn = si.sn;
144 <                        if (si.sp+1 >= si.np) ++sn;
145 <                        if (sn >= nsources) break;
146 <                        if (source[sn].sflags & SDISTANT)
147 <                                d = DOT(source[sn].sloc, nrm);
148 <                        else {
149 <                                VSUB(v, source[sn].sloc, org);
150 <                                d = DOT(v, nrm);
151 <                        }
152 <                } else
153 <                        d = 1.0;                /* only transmission */
154 <                if (d < 0.0)
155 <                        d = -1.0001*il->thick - 5.*FTINY;
156 <                else
157 <                        d = 5.*FTINY;
158 <                for (i = 3; i--; )
159 <                        sr.rorg[i] += d*nrm[i];
114 >                d = 5.*FTINY;
115 >                VSUM(sr.rorg, sr.rorg, nrm, d);
116                  samplendx++;                    /* increment sample counter */
117                  if (!srcray(&sr, NULL, &si))
118                          break;                  /* end of sources */
# Line 165 | Line 121 | srcsamps(                      /* sample sources from this surface positi
121                          multv3(v, sr.rdir, ixfm);
122                  else
123                          VCOPY(v, sr.rdir);
124 <                if (il->sd != NULL) {
125 <                        i = getBSDF_incndx(il->sd, v);
126 <                        if (i < 0)
127 <                                continue;       /* must not be important */
128 <                        sr.rno = i;
173 <                        d = 1.0/getBSDF_incohm(il->sd, i);
174 <                } else {
175 <                        if (v[2] >= -FTINY)
176 <                                continue;       /* only sample transmission */
177 <                        v[0] = -v[0]; v[1] = -v[1]; v[2] = -v[2];
178 <                        sr.rno = flatindex(v, nalt, nazi);
179 <                        d = nalt*nazi*(1./PI) * v[2];
180 <                }
124 >                if (v[2] >= -FTINY)
125 >                        continue;       /* only sample transmission */
126 >                v[0] = -v[0]; v[1] = -v[1]; v[2] = -v[2];
127 >                sr.rno = flatindex(v, nalt, nazi);
128 >                d = nalt*nazi*(1./PI) * v[2];
129                  d *= si.dom;                    /* solid angle correction */
130                  scalecolor(sr.rcoef, d);
131                  process_ray(&sr, ray_pqueue(&sr));
# Line 202 | Line 150 | mkaxes(                        /* compute u and v to go with n */
150          FVECT  n
151   )
152   {
153 <        register int  i;
206 <
207 <        v[0] = v[1] = v[2] = 0.0;
208 <        for (i = 0; i < 3; i++)
209 <                if (n[i] < 0.6 && n[i] > -0.6)
210 <                        break;
211 <        v[i] = 1.0;
212 <        fcross(u, v, n);
213 <        normalize(u);
153 >        getperpendicular(u, n);
154          fcross(v, n, u);
155   }
156  
157  
158   static void
159   rounddir(               /* compute uniform spherical direction */
160 <        register FVECT  dv,
160 >        FVECT  dv,
161          double  alt,
162          double  azi
163   )
# Line 248 | Line 188 | flatdir(               /* compute uniform hemispherical direction *
188          dv[2] = sqrt(1. - alt);
189   }
190  
191 +
192   int
193   flatindex(              /* compute index for hemispherical direction */
194          FVECT   dv,
# Line 298 | Line 239 | my_face(               /* make an illum face */
239          FVECT  u, v;
240          double  ur[2], vr[2];
241          MAT4  xfm;
242 +        char  xfrot[64];
243          int  nallow;
244          FACE  *fa;
245          int  i, j;
# Line 308 | Line 250 | my_face(               /* make an illum face */
250                  return(my_default(ob, il, nm));
251          }
252                                  /* set up sampling */
253 <        if (il->sd != NULL) {
254 <                if (!getBSDF_xfm(xfm, fa->norm, il->udir)) {
313 <                        objerror(ob, WARNING, "illegal up direction");
314 <                        freeface(ob);
315 <                        return(my_default(ob, il, nm));
316 <                }
317 <                n = il->sd->ninc;
253 >        if (il->sampdens <= 0) {
254 >                nalt = nazi = 1;        /* diffuse assumption */
255          } else {
256 <                if (il->sampdens <= 0) {
257 <                        nalt = nazi = 1;        /* diffuse assumption */
258 <                } else {
322 <                        n = PI * il->sampdens;
323 <                        nalt = sqrt(n/PI) + .5;
324 <                        nazi = PI*nalt + .5;
325 <                }
326 <                n = nazi*nalt;
256 >                n = PI * il->sampdens;
257 >                nalt = sqrt(n/PI) + .5;
258 >                nazi = PI*nalt + .5;
259          }
260 +        n = nazi*nalt;
261          newdist(n);
262                                  /* take first edge >= sqrt(area) */
263          for (j = fa->nv-1, i = 0; i < fa->nv; j = i++) {
# Line 358 | Line 291 | my_face(               /* make an illum face */
291                  for (i = 0; i < il->nsamps; i++) {
292                                          /* randomize direction */
293                      h = ilhash(dim, 2) + i;
294 <                    if (il->sd != NULL) {
295 <                        r_BSDF_incvec(dir, il->sd, dim[1], urand(h), xfm);
296 <                    } else {
297 <                        multisamp(sp, 2, urand(h));
298 <                        alti = dim[1]/nazi;
299 <                        r1 = (alti + sp[0])/nalt;
367 <                        r2 = (dim[1] - alti*nazi + sp[1] - .5)/nazi;
368 <                        flatdir(dn, r1, r2);
369 <                        for (j = 0; j < 3; j++)
294 >                    multisamp(sp, 2, urand(h));
295 >                    alti = dim[1]/nazi;
296 >                    r1 = (alti + sp[0])/nalt;
297 >                    r2 = (dim[1] - alti*nazi + sp[1] - .5)/nazi;
298 >                    flatdir(dn, r1, r2);
299 >                    for (j = 0; j < 3; j++)
300                              dir[j] = -dn[0]*u[j] - dn[1]*v[j] -
301                                                  dn[2]*fa->norm[j];
372 –                    }
302                                          /* randomize location */
303                      do {
304                          multisamp(sp, 2, urand(h+4862+nallow));
# Line 385 | Line 314 | my_face(               /* make an illum face */
314                          freeface(ob);
315                          return(my_default(ob, il, nm));
316                      }
317 <                    if (il->sd != NULL && DOT(dir, fa->norm) < -FTINY)
389 <                        r1 = -1.0001*il->thick - 5.*FTINY;
390 <                    else
391 <                        r1 = 5.*FTINY;
317 >                    r1 = 5.*FTINY;
318                      for (j = 0; j < 3; j++)
319                          org[j] += r1*fa->norm[j];
320                                          /* send sample */
321                      raysamp(dim[1], org, dir);
322                  }
323                                  /* add in direct component? */
324 <        if (!directvis && (il->flags & IL_LIGHT || il->sd != NULL)) {
324 >        if (il->flags & IL_LIGHT) {
325                  MAT4    ixfm;
326 <                if (il->sd == NULL) {
327 <                        for (i = 3; i--; ) {
328 <                                ixfm[i][0] = u[i];
329 <                                ixfm[i][1] = v[i];
330 <                                ixfm[i][2] = fa->norm[i];
405 <                                ixfm[i][3] = 0.;
406 <                        }
407 <                        ixfm[3][0] = ixfm[3][1] = ixfm[3][2] = 0.;
408 <                        ixfm[3][3] = 1.;
409 <                } else {
410 <                        if (!invmat4(ixfm, xfm))
411 <                                objerror(ob, INTERNAL,
412 <                                        "cannot invert BSDF transform");
413 <                        if (!(il->flags & IL_LIGHT))
414 <                                new_discount();
326 >                for (i = 3; i--; ) {
327 >                        ixfm[i][0] = u[i];
328 >                        ixfm[i][1] = v[i];
329 >                        ixfm[i][2] = fa->norm[i];
330 >                        ixfm[i][3] = 0.;
331                  }
332 +                ixfm[3][0] = ixfm[3][1] = ixfm[3][2] = 0.;
333 +                ixfm[3][3] = 1.;
334                  dim[0] = random();
335                  nallow = 10*il->nsamps;
336                  for (i = 0; i < il->nsamps; i++) {
# Line 438 | Line 356 | my_face(               /* make an illum face */
356          }
357                                  /* wait for all rays to finish */
358          rayclean();
441 –        if (il->sd != NULL) {   /* run distribution through BSDF */
442 –                nalt = sqrt(il->sd->nout/PI) + .5;
443 –                nazi = PI*nalt + .5;
444 –                redistribute(il->sd, nalt, nazi, u, v, fa->norm, xfm);
445 –                done_discount();
446 –                if (!il->sampdens)
447 –                        il->sampdens = nalt*nazi/PI + .999;
448 –        }
359                                  /* write out the face and its distribution */
360          if (average(il, distarr, n)) {
361                  if (il->sampdens > 0)
# Line 461 | Line 371 | my_face(               /* make an illum face */
371  
372   int
373   my_sphere(      /* make an illum sphere */
374 <        register OBJREC  *ob,
374 >        OBJREC  *ob,
375          struct illum_args  *il,
376          char  *nm
377   )
# Line 471 | Line 381 | my_sphere(     /* make an illum sphere */
381          double  sp[4], r1, r2, r3;
382          FVECT  org, dir;
383          FVECT  u, v;
384 <        register int  i, j;
384 >        int  i, j;
385                                  /* check arguments */
386          if (ob->oargs.nfargs != 4)
387                  objerror(ob, USER, "bad # of arguments");
# Line 483 | Line 393 | my_sphere(     /* make an illum sphere */
393                  nalt = sqrt(2./PI*n) + .5;
394                  nazi = PI/2.*nalt + .5;
395          }
486 –        if (il->sd != NULL)
487 –                objerror(ob, WARNING, "BSDF ignored");
396          n = nalt*nazi;
397          newdist(n);
398          dim[0] = random();
# Line 548 | Line 456 | my_ring(               /* make an illum ring */
456                                  /* get/check arguments */
457          co = getcone(ob, 0);
458                                  /* set up sampling */
459 <        if (il->sd != NULL) {
460 <                if (!getBSDF_xfm(xfm, co->ad, il->udir)) {
553 <                        objerror(ob, WARNING, "illegal up direction");
554 <                        freecone(ob);
555 <                        return(my_default(ob, il, nm));
556 <                }
557 <                n = il->sd->ninc;
459 >        if (il->sampdens <= 0) {
460 >                nalt = nazi = 1;        /* diffuse assumption */
461          } else {
462 <                if (il->sampdens <= 0) {
463 <                        nalt = nazi = 1;        /* diffuse assumption */
464 <                } else {
562 <                        n = PI * il->sampdens;
563 <                        nalt = sqrt(n/PI) + .5;
564 <                        nazi = PI*nalt + .5;
565 <                }
566 <                n = nazi*nalt;
462 >                n = PI * il->sampdens;
463 >                nalt = sqrt(n/PI) + .5;
464 >                nazi = PI*nalt + .5;
465          }
466 +        n = nazi*nalt;
467          newdist(n);
468          mkaxes(u, v, co->ad);
469          dim[0] = random();
# Line 574 | Line 473 | my_ring(               /* make an illum ring */
473                                          /* next sample point */
474                      h = ilhash(dim,2) + i;
475                                          /* randomize direction */
476 <                    if (il->sd != NULL) {
477 <                        r_BSDF_incvec(dir, il->sd, dim[1], urand(h), xfm);
478 <                    } else {
479 <                        multisamp(sp, 2, urand(h));
480 <                        alti = dim[1]/nazi;
481 <                        r1 = (alti + sp[0])/nalt;
482 <                        r2 = (dim[1] - alti*nazi + sp[1] - .5)/nazi;
584 <                        flatdir(dn, r1, r2);
585 <                        for (j = 0; j < 3; j++)
586 <                                dir[j] = -dn[0]*u[j] - dn[1]*v[j] - dn[2]*co->ad[j];
587 <                    }
476 >                    multisamp(sp, 2, urand(h));
477 >                    alti = dim[1]/nazi;
478 >                    r1 = (alti + sp[0])/nalt;
479 >                    r2 = (dim[1] - alti*nazi + sp[1] - .5)/nazi;
480 >                    flatdir(dn, r1, r2);
481 >                    for (j = 0; j < 3; j++)
482 >                        dir[j] = -dn[0]*u[j] - dn[1]*v[j] - dn[2]*co->ad[j];
483                                          /* randomize location */
484                      multisamp(sp, 2, urand(h+8371));
485                      r3 = sqrt(CO_R0(co)*CO_R0(co) +
# Line 592 | Line 487 | my_ring(               /* make an illum ring */
487                      r2 = 2.*PI*sp[1];
488                      r1 = r3*cos(r2);
489                      r2 = r3*sin(r2);
490 <                    if (il->sd != NULL && DOT(dir, co->ad) < -FTINY)
596 <                        r3 = -1.0001*il->thick - 5.*FTINY;
597 <                    else
598 <                        r3 = 5.*FTINY;
490 >                    r3 = 5.*FTINY;
491                      for (j = 0; j < 3; j++)
492                          org[j] = CO_P0(co)[j] + r1*u[j] + r2*v[j] +
493                                                  r3*co->ad[j];
# Line 603 | Line 495 | my_ring(               /* make an illum ring */
495                      raysamp(dim[1], org, dir);
496                  }
497                                  /* add in direct component? */
498 <        if (!directvis && (il->flags & IL_LIGHT || il->sd != NULL)) {
498 >        if (il->flags & IL_LIGHT) {
499                  MAT4    ixfm;
500 <                if (il->sd == NULL) {
501 <                        for (i = 3; i--; ) {
502 <                                ixfm[i][0] = u[i];
503 <                                ixfm[i][1] = v[i];
504 <                                ixfm[i][2] = co->ad[i];
613 <                                ixfm[i][3] = 0.;
614 <                        }
615 <                        ixfm[3][0] = ixfm[3][1] = ixfm[3][2] = 0.;
616 <                        ixfm[3][3] = 1.;
617 <                } else {
618 <                        if (!invmat4(ixfm, xfm))
619 <                                objerror(ob, INTERNAL,
620 <                                        "cannot invert BSDF transform");
621 <                        if (!(il->flags & IL_LIGHT))
622 <                                new_discount();
500 >                for (i = 3; i--; ) {
501 >                        ixfm[i][0] = u[i];
502 >                        ixfm[i][1] = v[i];
503 >                        ixfm[i][2] = co->ad[i];
504 >                        ixfm[i][3] = 0.;
505                  }
506 +                ixfm[3][0] = ixfm[3][1] = ixfm[3][2] = 0.;
507 +                ixfm[3][3] = 1.;
508                  dim[0] = random();
509                  for (i = 0; i < il->nsamps; i++) {
510                                          /* randomize location */
# Line 639 | Line 523 | my_ring(               /* make an illum ring */
523          }
524                                  /* wait for all rays to finish */
525          rayclean();
642 –        if (il->sd != NULL) {   /* run distribution through BSDF */
643 –                nalt = sqrt(il->sd->nout/PI) + .5;
644 –                nazi = PI*nalt + .5;
645 –                redistribute(il->sd, nalt, nazi, u, v, co->ad, xfm);
646 –                done_discount();
647 –                if (!il->sampdens)
648 –                        il->sampdens = nalt*nazi/PI + .999;
649 –        }
526                                  /* write out the ring and its distribution */
527          if (average(il, distarr, n)) {
528                  if (il->sampdens > 0)
# Line 657 | Line 533 | my_ring(               /* make an illum ring */
533                                  /* clean up */
534          freecone(ob);
535          return(1);
660 – }
661 –
662 –
663 – void
664 – redistribute(           /* pass distarr ray sums through BSDF */
665 –        struct BSDF_data *b,
666 –        int nalt,
667 –        int nazi,
668 –        FVECT u,
669 –        FVECT v,
670 –        FVECT w,
671 –        MAT4 xm
672 – )
673 – {
674 –        int     nout = 0;
675 –        MAT4    mymat, inmat;
676 –        COLORV  *idist;
677 –        COLORV  *cp;
678 –        FVECT   dv;
679 –        double  wt;
680 –        int     i, j, k, c, o;
681 –        COLOR   col, cinc;
682 –                                        /* copy incoming distribution */
683 –        if (b->ninc > distsiz)
684 –                error(INTERNAL, "error 1 in redistribute");
685 –        idist = (COLORV *)malloc(sizeof(COLOR)*b->ninc);
686 –        if (idist == NULL)
687 –                error(SYSTEM, "out of memory in redistribute");
688 –        memcpy(idist, distarr, sizeof(COLOR)*b->ninc);
689 –                                        /* compose direction transform */
690 –        for (i = 3; i--; ) {
691 –                mymat[i][0] = u[i];
692 –                mymat[i][1] = v[i];
693 –                mymat[i][2] = w[i];
694 –                mymat[i][3] = 0.;
695 –        }
696 –        mymat[3][0] = mymat[3][1] = mymat[3][2] = 0.;
697 –        mymat[3][3] = 1.;
698 –        if (xm != NULL)
699 –                multmat4(mymat, xm, mymat);
700 –        for (i = 3; i--; ) {            /* make sure it's normalized */
701 –                wt = 1./sqrt(   mymat[0][i]*mymat[0][i] +
702 –                                mymat[1][i]*mymat[1][i] +
703 –                                mymat[2][i]*mymat[2][i] );
704 –                for (j = 3; j--; )
705 –                        mymat[j][i] *= wt;
706 –        }
707 –        if (!invmat4(inmat, mymat))     /* need inverse as well */
708 –                error(INTERNAL, "cannot invert BSDF transform");
709 –        newdist(nalt*nazi);             /* resample distribution */
710 –        for (i = b->ninc; i--; ) {
711 –                int     direct_out = -1;
712 –                COLOR   cdir;
713 –                getBSDF_incvec(dv, b, i);       /* compute incident irrad. */
714 –                multv3(dv, dv, mymat);
715 –                if (dv[2] < 0.0) {
716 –                        dv[0] = -dv[0]; dv[1] = -dv[1]; dv[2] = -dv[2];
717 –                        direct_out += (direct_discount != NULL);
718 –                }
719 –                wt = getBSDF_incohm(b, i);
720 –                wt *= dv[2];                    /* solid_angle*cosine(theta) */
721 –                cp = &idist[3*i];
722 –                copycolor(cinc, cp);
723 –                scalecolor(cinc, wt);
724 –                if (!direct_out) {              /* discount direct contr. */
725 –                        cp = &direct_discount[3*i];
726 –                        copycolor(cdir, cp);
727 –                        scalecolor(cdir, -wt);
728 –                        if (b->nout != b->ninc)
729 –                                direct_out = flatindex(dv, nalt, nazi);
730 –                        else
731 –                                direct_out = i; /* assumes dist. mirroring */
732 –                }
733 –                for (k = nalt; k--; )           /* loop over distribution */
734 –                  for (j = nazi; j--; ) {
735 –                    int rstart = random();
736 –                    for (c = NBSDFSAMPS; c--; ) {
737 –                        double  sp[2];
738 –                        multisamp(sp, 2, urand(rstart+c));
739 –                        flatdir(dv, (k + sp[0])/nalt,
740 –                                        (j + .5 - sp[1])/nazi);
741 –                        multv3(dv, dv, inmat);
742 –                                                /* evaluate BSDF @ outgoing */
743 –                        o = getBSDF_outndx(b, dv);
744 –                        if (o < 0) {
745 –                                nout++;
746 –                                continue;
747 –                        }
748 –                        wt = BSDF_value(b, i, o) * (1./NBSDFSAMPS);
749 –                        copycolor(col, cinc);
750 –                        if (b->nout != b->ninc)
751 –                                o = k*nazi + j;
752 –                        if (o == direct_out)
753 –                                addcolor(col, cdir);    /* minus direct */
754 –                        scalecolor(col, wt);
755 –                        cp = &distarr[3*(k*nazi + j)];
756 –                        addcolor(cp, col);      /* sum into distribution */
757 –                    }
758 –                  }
759 –        }
760 –        free(idist);                    /* free temp space */
761 –        if (nout) {
762 –                sprintf(errmsg, "missing %.1f%% of BSDF directions",
763 –                                100.*nout/(b->ninc*nalt*nazi*NBSDFSAMPS));
764 –                error(WARNING, errmsg);
765 –        }
536   }

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