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

Comparing ray/src/gen/mkillum2.c (file contents):
Revision 2.24 by greg, Wed Dec 5 20:07:34 2007 UTC vs.
Revision 2.43 by greg, Fri Nov 17 20:02:07 2023 UTC

# Line 10 | Line 10 | static const char      RCSid[] = "$Id$";
10   #include  "mkillum.h"
11   #include  "face.h"
12   #include  "cone.h"
13 < #include  "random.h"
13 > #include  "source.h"
14 > #include  "paths.h"
15  
16 + #ifndef R_EPS
17 + #define R_EPS           0.005           /* relative epsilon for ray origin */
18 + #endif
19  
20   COLORV *        distarr = NULL;         /* distribution array */
21   int             distsiz = 0;
# Line 24 | 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 42 | Line 46 | newdist(                       /* allocate & clear distribution array */
46  
47  
48   int
49 < process_ray(RAY *r, int rv)
49 > process_ray(                    /* process a ray result or report error */
50 >        RAY *r,
51 >        int rv
52 > )
53   {
54          COLORV  *colp;
55  
# Line 52 | Line 59 | process_ray(RAY *r, int rv)
59                  error(USER, "ray tracing process died");
60          if (r->rno >= distsiz)
61                  error(INTERNAL, "bad returned index in process_ray");
62 +        smultscolor(r->rcol, r->rcoef); /* in case it's a source ray */
63          colp = &distarr[r->rno * 3];
64 <        addcolor(colp, r->rcol);
64 >        addscolor(colp, r->rcol);
65          return(1);
66   }
67  
68  
69   void
70 < raysamp(        /* queue a ray sample */
70 > raysamp(                        /* queue a ray sample */
71          int  ndx,
72          FVECT  org,
73          FVECT  dir
# Line 73 | 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 81 | Line 89 | raysamp(       /* queue a ray sample */
89  
90  
91   void
92 + srcsamps(                       /* sample sources from this surface position */
93 +        struct illum_args *il,
94 +        FVECT org,
95 +        double eps,
96 +        MAT4 ixfm
97 + )
98 + {
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) {
107 +                i = PI * il->sampdens;
108 +                nalt = sqrt(i/PI) + .5;
109 +                nazi = PI*nalt + .5;
110 +        }
111 +        initsrcindex(&si);                      /* loop over (sub)sources */
112 +        for ( ; ; ) {
113 +                VCOPY(sr.rorg, org);            /* pick side to shoot from */
114 +                samplendx++;                    /* increment sample counter */
115 +                if (!srcray(&sr, NULL, &si))
116 +                        break;                  /* end of sources */
117 +                                                /* index direction */
118 +                if (ixfm != NULL)
119 +                        multv3(v, sr.rdir, ixfm);
120 +                else
121 +                        VCOPY(v, sr.rdir);
122 +                if (v[2] >= -FTINY)
123 +                        continue;               /* only sample transmission */
124 +                v[0] = -v[0]; v[1] = -v[1]; v[2] = -v[2];
125 +                sr.rno = flatindex(v, nalt, nazi);
126 +                d = nalt*nazi*(1./PI) * v[2];
127 +                d *= si.dom;                    /* solid angle correction */
128 +                scalescolor(sr.rcoef, d);
129 +                VSUM(sr.rorg, sr.rorg, sr.rdir, -eps);
130 +                process_ray(&sr, ray_pqueue(&sr));
131 +        }
132 + }
133 +
134 +
135 + void
136   rayclean()                      /* finish all pending rays */
137   {
138          RAY     myRay;
# Line 97 | Line 149 | mkaxes(                        /* compute u and v to go with n */
149          FVECT  n
150   )
151   {
152 <        register int  i;
101 <
102 <        v[0] = v[1] = v[2] = 0.0;
103 <        for (i = 0; i < 3; i++)
104 <                if (n[i] < 0.6 && n[i] > -0.6)
105 <                        break;
106 <        v[i] = 1.0;
107 <        fcross(u, v, n);
108 <        normalize(u);
152 >        getperpendicular(u, n, 1);
153          fcross(v, n, u);
154   }
155  
156  
157   static void
158   rounddir(               /* compute uniform spherical direction */
159 <        register FVECT  dv,
159 >        FVECT  dv,
160          double  alt,
161          double  azi
162   )
# Line 145 | Line 189 | flatdir(               /* compute uniform hemispherical direction *
189  
190  
191   int
192 + flatindex(              /* compute index for hemispherical direction */
193 +        FVECT   dv,
194 +        int     nalt,
195 +        int     nazi
196 + )
197 + {
198 +        double  d;
199 +        int     i, j;
200 +        
201 +        d = 1.0 - dv[2]*dv[2];
202 +        i = d*nalt;
203 +        d = atan2(dv[1], dv[0]) * (0.5/PI);
204 +        if (d < 0.0) d += 1.0;
205 +        j = d*nazi + 0.5;
206 +        if (j >= nazi) j = 0;
207 +        return(i*nazi + j);
208 + }
209 +
210 +
211 + int
212   my_default(     /* default illum action */
213          OBJREC  *ob,
214          struct illum_args  *il,
# Line 166 | Line 230 | my_face(               /* make an illum face */
230          char  *nm
231   )
232   {
169 – #define MAXMISS         (5*n*il->nsamps)
233          int  dim[2];
234 <        int  n, nalt, nazi, h, alti;
234 >        int  n, nalt, nazi, alti;
235          double  sp[2], r1, r2;
236 +        int  h;
237          FVECT  dn, org, dir;
238          FVECT  u, v;
239          double  ur[2], vr[2];
240 +        double  epsilon;
241          MAT4  xfm;
242 <        int  nmisses;
242 >        char  xfrot[64];
243 >        int  nallow;
244          FACE  *fa;
245 <        register int  i, j;
245 >        int  i, j;
246                                  /* get/check arguments */
247          fa = getface(ob);
248          if (fa->area == 0.0) {
# Line 184 | 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)) {
189 <                        objerror(ob, WARNING, "illegal up direction");
190 <                        freeface(ob);
191 <                        return(my_default(ob, il, nm));
192 <                }
193 <                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 {
198 <                        n = PI * il->sampdens;
199 <                        nalt = sqrt(n/PI) + .5;
200 <                        nazi = PI*nalt + .5;
201 <                }
202 <                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 229 | Line 286 | my_face(               /* make an illum face */
286          }
287          dim[0] = random();
288                                  /* sample polygon */
289 <        nmisses = 0;
289 >        nallow = 5*n*il->nsamps;
290 >        epsilon = R_EPS*sqrt(fa->area);
291          for (dim[1] = 0; dim[1] < n; dim[1]++)
292                  for (i = 0; i < il->nsamps; i++) {
293                                          /* randomize direction */
294                      h = ilhash(dim, 2) + i;
295 <                    if (il->sd != NULL) {
296 <                        r_BSDF_incvec(dir, il->sd, dim[1], urand(h), xfm);
297 <                    } else {
298 <                        multisamp(sp, 2, urand(h));
299 <                        alti = dim[1]/nazi;
300 <                        r1 = (alti + sp[0])/nalt;
243 <                        r2 = (dim[1] - alti*nazi + sp[1] - .5)/nazi;
244 <                        flatdir(dn, r1, r2);
245 <                        for (j = 0; j < 3; j++)
295 >                    multisamp(sp, 2, urand(h));
296 >                    alti = dim[1]/nazi;
297 >                    r1 = (alti + sp[0])/nalt;
298 >                    r2 = (dim[1] - alti*nazi + sp[1] - .5)/nazi;
299 >                    flatdir(dn, r1, r2);
300 >                    for (j = 0; j < 3; j++)
301                              dir[j] = -dn[0]*u[j] - dn[1]*v[j] -
302                                                  dn[2]*fa->norm[j];
248 –                    }
303                                          /* randomize location */
304                      do {
305 <                        multisamp(sp, 2, urand(h+4862+nmisses));
305 >                        multisamp(sp, 2, urand(h+4862+nallow));
306                          r1 = ur[0] + (ur[1]-ur[0]) * sp[0];
307                          r2 = vr[0] + (vr[1]-vr[0]) * sp[1];
308                          for (j = 0; j < 3; j++)
309                              org[j] = r1*u[j] + r2*v[j]
310                                          + fa->offset*fa->norm[j];
311 <                    } while (!inface(org, fa) && nmisses++ < MAXMISS);
312 <                    if (nmisses > MAXMISS) {
311 >                    } while (!inface(org, fa) && nallow-- > 0);
312 >                    if (nallow < 0) {
313                          objerror(ob, WARNING, "bad aspect");
314                          rayclean();
315                          freeface(ob);
316                          return(my_default(ob, il, nm));
317                      }
318 <                    if (il->sd != NULL && DOT(dir, fa->norm) < -FTINY)
265 <                        r1 = -1.0001*il->thick - .0001;
266 <                    else
267 <                        r1 = .0001;
268 <                    for (j = 0; j < 3; j++)
269 <                        org[j] += r1*fa->norm[j];
318 >                    VSUM(org, org, dir, -epsilon);
319                                          /* send sample */
320                      raysamp(dim[1], org, dir);
321                  }
322 <        rayclean();
323 <        if (il->sd != NULL) {   /* run distribution through BSDF */
324 <                nalt = sqrt(il->sd->nout/PI) + .5;
325 <                nazi = PI*nalt + .5;
326 <                redistribute(il->sd, nalt, nazi, u, v, fa->norm, xfm);
322 >                                /* add in direct component? */
323 >        if (il->flags & IL_LIGHT) {
324 >                MAT4    ixfm;
325 >                for (i = 3; i--; ) {
326 >                        ixfm[i][0] = u[i];
327 >                        ixfm[i][1] = v[i];
328 >                        ixfm[i][2] = fa->norm[i];
329 >                        ixfm[i][3] = 0.;
330 >                }
331 >                ixfm[3][0] = ixfm[3][1] = ixfm[3][2] = 0.;
332 >                ixfm[3][3] = 1.;
333 >                dim[0] = random();
334 >                nallow = 10*il->nsamps;
335 >                for (i = 0; i < il->nsamps; i++) {
336 >                                        /* randomize location */
337 >                    h = dim[0] + samplendx++;
338 >                    do {
339 >                        multisamp(sp, 2, urand(h+nallow));
340 >                        r1 = ur[0] + (ur[1]-ur[0]) * sp[0];
341 >                        r2 = vr[0] + (vr[1]-vr[0]) * sp[1];
342 >                        for (j = 0; j < 3; j++)
343 >                            org[j] = r1*u[j] + r2*v[j]
344 >                                        + fa->offset*fa->norm[j];
345 >                    } while (!inface(org, fa) && nallow-- > 0);
346 >                    if (nallow < 0) {
347 >                        objerror(ob, WARNING, "bad aspect");
348 >                        rayclean();
349 >                        freeface(ob);
350 >                        return(my_default(ob, il, nm));
351 >                    }
352 >                                        /* sample source rays */
353 >                    srcsamps(il, org, epsilon, ixfm);
354 >                }
355          }
356 +                                /* wait for all rays to finish */
357 +        rayclean();
358                                  /* write out the face and its distribution */
359          if (average(il, distarr, n)) {
360                  if (il->sampdens > 0)
# Line 286 | Line 365 | my_face(               /* make an illum face */
365                                  /* clean up */
366          freeface(ob);
367          return(0);
289 – #undef MAXMISS
368   }
369  
370  
371   int
372   my_sphere(      /* make an illum sphere */
373 <        register OBJREC  *ob,
373 >        OBJREC  *ob,
374          struct illum_args  *il,
375          char  *nm
376   )
# Line 302 | Line 380 | my_sphere(     /* make an illum sphere */
380          double  sp[4], r1, r2, r3;
381          FVECT  org, dir;
382          FVECT  u, v;
383 <        register int  i, j;
383 >        int  i, j;
384                                  /* check arguments */
385          if (ob->oargs.nfargs != 4)
386                  objerror(ob, USER, "bad # of arguments");
# Line 314 | Line 392 | my_sphere(     /* make an illum sphere */
392                  nalt = sqrt(2./PI*n) + .5;
393                  nazi = PI/2.*nalt + .5;
394          }
317 –        if (il->sd != NULL)
318 –                objerror(ob, WARNING, "BSDF ignored");
395          n = nalt*nazi;
396          newdist(n);
397          dim[0] = random();
# Line 344 | Line 420 | my_sphere(     /* make an illum sphere */
420                                          /* send sample */
421                      raysamp(dim[1]*nazi+dim[2], org, dir);
422                  }
423 +                                /* wait for all rays to finish */
424          rayclean();
425                                  /* write out the sphere and its distribution */
426          if (average(il, distarr, n)) {
# Line 369 | Line 446 | my_ring(               /* make an illum ring */
446          int  dim[2];
447          int  n, nalt, nazi, alti;
448          double  sp[2], r1, r2, r3;
449 +        double  epsilon;
450          int  h;
451          FVECT  dn, org, dir;
452          FVECT  u, v;
453          MAT4  xfm;
454          CONE  *co;
455 <        register int  i, j;
456 <                                /* get/check arguments */
455 >        int  i, j;
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)) {
461 <                        objerror(ob, WARNING, "illegal up direction");
462 <                        freecone(ob);
385 <                        return(my_default(ob, il, nm));
386 <                }
387 <                n = il->sd->ninc;
458 >        if (co == NULL)
459 >                objerror(ob, USER, "cannot create illum");
460 >                                        /* set up sampling */
461 >        if (il->sampdens <= 0) {
462 >                nalt = nazi = 1;        /* diffuse assumption */
463          } else {
464 <                if (il->sampdens <= 0) {
465 <                        nalt = nazi = 1;        /* diffuse assumption */
466 <                } else {
392 <                        n = PI * il->sampdens;
393 <                        nalt = sqrt(n/PI) + .5;
394 <                        nazi = PI*nalt + .5;
395 <                }
396 <                n = nazi*nalt;
464 >                n = PI * il->sampdens;
465 >                nalt = sqrt(n/PI) + .5;
466 >                nazi = PI*nalt + .5;
467          }
468 +        epsilon = R_EPS*CO_R1(co);
469 +        n = nazi*nalt;
470          newdist(n);
471          mkaxes(u, v, co->ad);
472          dim[0] = random();
# Line 404 | Line 476 | my_ring(               /* make an illum ring */
476                                          /* next sample point */
477                      h = ilhash(dim,2) + i;
478                                          /* randomize direction */
479 <                    if (il->sd != NULL) {
480 <                        r_BSDF_incvec(dir, il->sd, dim[1], urand(h), xfm);
481 <                    } else {
482 <                        multisamp(sp, 2, urand(h));
483 <                        alti = dim[1]/nazi;
484 <                        r1 = (alti + sp[0])/nalt;
485 <                        r2 = (dim[1] - alti*nazi + sp[1] - .5)/nazi;
414 <                        flatdir(dn, r1, r2);
415 <                        for (j = 0; j < 3; j++)
416 <                                dir[j] = -dn[0]*u[j] - dn[1]*v[j] - dn[2]*co->ad[j];
417 <                    }
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;
483 >                    flatdir(dn, r1, r2);
484 >                    for (j = 0; j < 3; j++)
485 >                        dir[j] = -dn[0]*u[j] - dn[1]*v[j] - dn[2]*co->ad[j];
486                                          /* randomize location */
487                      multisamp(sp, 2, urand(h+8371));
488                      r3 = sqrt(CO_R0(co)*CO_R0(co) +
# Line 422 | Line 490 | my_ring(               /* make an illum ring */
490                      r2 = 2.*PI*sp[1];
491                      r1 = r3*cos(r2);
492                      r2 = r3*sin(r2);
425 –                    if (il->sd != NULL && DOT(dir, co->ad) < -FTINY)
426 –                        r3 = -1.0001*il->thick - .0001;
427 –                    else
428 –                        r3 = .0001;
493                      for (j = 0; j < 3; j++)
494                          org[j] = CO_P0(co)[j] + r1*u[j] + r2*v[j] +
495 <                                                r3*co->ad[j];
495 >                                                epsilon*co->ad[j];
496                                          /* send sample */
497                      raysamp(dim[1], org, dir);
498                  }
499 <        rayclean();
500 <        if (il->sd != NULL) {   /* run distribution through BSDF */
501 <                nalt = sqrt(il->sd->nout/PI) + .5;
502 <                nazi = PI*nalt + .5;
503 <                redistribute(il->sd, nalt, nazi, u, v, co->ad, xfm);
499 >                                /* add in direct component? */
500 >        if (il->flags & IL_LIGHT) {
501 >                MAT4    ixfm;
502 >                for (i = 3; i--; ) {
503 >                        ixfm[i][0] = u[i];
504 >                        ixfm[i][1] = v[i];
505 >                        ixfm[i][2] = co->ad[i];
506 >                        ixfm[i][3] = 0.;
507 >                }
508 >                ixfm[3][0] = ixfm[3][1] = ixfm[3][2] = 0.;
509 >                ixfm[3][3] = 1.;
510 >                dim[0] = random();
511 >                for (i = 0; i < il->nsamps; i++) {
512 >                                        /* randomize location */
513 >                    h = dim[0] + samplendx++;
514 >                    multisamp(sp, 2, urand(h));
515 >                    r3 = sqrt(CO_R0(co)*CO_R0(co) +
516 >                            sp[0]*(CO_R1(co)*CO_R1(co) - CO_R0(co)*CO_R0(co)));
517 >                    r2 = 2.*PI*sp[1];
518 >                    r1 = r3*cos(r2);
519 >                    r2 = r3*sin(r2);
520 >                    for (j = 0; j < 3; j++)
521 >                        org[j] = CO_P0(co)[j] + r1*u[j] + r2*v[j];
522 >                                        /* sample source rays */
523 >                    srcsamps(il, org, epsilon, ixfm);
524 >                }
525          }
526 +                                /* wait for all rays to finish */
527 +        rayclean();
528                                  /* write out the ring and its distribution */
529          if (average(il, distarr, n)) {
530                  if (il->sampdens > 0)

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