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root/radiance/ray/src/rt/raytrace.c
(Generate patch)

Comparing ray/src/rt/raytrace.c (file contents):
Revision 2.58 by schorsch, Wed Jun 7 17:52:04 2006 UTC vs.
Revision 2.81 by greg, Sun Mar 29 18:21:57 2020 UTC

# Line 14 | Line 14 | static const char RCSid[] = "$Id$";
14   #include  "otypes.h"
15   #include  "otspecial.h"
16   #include  "random.h"
17 + #include  "pmap.h"
18  
19   #define  MAXCSET        ((MAXSET+1)*2-1)        /* maximum check set size */
20  
21 < unsigned long  raynum = 0;              /* next unique ray number */
22 < unsigned long  nrays = 0;               /* number of calls to localhit */
21 > RNUMBER  raynum = 0;            /* next unique ray number */
22 > RNUMBER  nrays = 0;             /* number of calls to localhit */
23  
24   static RREAL  Lambfa[5] = {PI, PI, PI, 0.0, 0.0};
25   OBJREC  Lamb = {
# Line 35 | Line 36 | static int checkhit(RAY  *r, CUBE  *cu, OBJECT  *cxs);
36   static void checkset(OBJECT  *os, OBJECT  *cs);
37  
38  
39 < extern int
39 > int
40   rayorigin(              /* start new ray from old one */
41          RAY  *r,
42          int  rt,
# Line 50 | Line 51 | rayorigin(             /* start new ray from old one */
51                  setcolor(r->rcoef, 1., 1., 1.);
52          } else {
53                  rw = intens(rc);
54 +                if (rw > 1.0)
55 +                        rw = 1.0;               /* avoid calculation growth */
56                  if (rc != r->rcoef)
57                          copycolor(r->rcoef, rc);
58          }
# Line 65 | Line 68 | rayorigin(             /* start new ray from old one */
68                  r->gecc = seccg;
69                  r->slights = NULL;
70          } else {                                /* spawned ray */
71 <                if (ro->rot >= FHUGE) {
71 >                if (ro->rot >= FHUGE*.99) {
72                          memset(r, 0, sizeof(RAY));
73                          return(-1);             /* illegal continuation */
74                  }
# Line 106 | Line 109 | rayorigin(             /* start new ray from old one */
109                  return(-1);
110          if (r->crtype & SHADOW)                 /* shadow commitment */
111                  return(0);
112 <        if (maxdepth <= 0 && rc != NULL) {      /* Russian roulette */
112 >                                                /* ambient in photon map? */
113 >        if (ro != NULL && ro->crtype & AMBIENT) {
114 >                if (causticPhotonMapping)
115 >                        return(-1);
116 >                if (photonMapping && rt != TRANS)
117 >                        return(-1);
118 >        }
119 >        if ((maxdepth <= 0) & (rc != NULL)) {   /* Russian roulette */
120                  if (minweight <= 0.0)
121                          error(USER, "zero ray weight in Russian roulette");
122 <                if (maxdepth < 0 && r->rlvl > -maxdepth)
122 >                if ((maxdepth < 0) & (r->rlvl > -maxdepth))
123                          return(-1);             /* upper reflection limit */
124                  if (r->rweight >= minweight)
125                          return(0);
# Line 120 | Line 130 | rayorigin(             /* start new ray from old one */
130                  r->rweight = minweight;
131                  return(0);
132          }
133 <        return(r->rlvl <= abs(maxdepth) && r->rweight >= minweight ? 0 : -1);
133 >        return((r->rweight >= minweight) & (r->rlvl <= abs(maxdepth)) ? 0 : -1);
134   }
135  
136  
137 < extern void
137 > void
138   rayclear(                       /* clear a ray for (re)evaluation */
139 <        register RAY  *r
139 >        RAY  *r
140   )
141   {
142          r->rno = raynum++;
# Line 135 | Line 145 | rayclear(                      /* clear a ray for (re)evaluation */
145          r->robj = OVOID;
146          r->ro = NULL;
147          r->rox = NULL;
148 <        r->rt = r->rot = FHUGE;
148 >        r->rxt = r->rmt = r->rot = FHUGE;
149 >        VCOPY(r->rop, r->rorg);
150          r->pert[0] = r->pert[1] = r->pert[2] = 0.0;
151 +        r->rflips = 0;
152          r->uv[0] = r->uv[1] = 0.0;
153          setcolor(r->pcol, 1.0, 1.0, 1.0);
154 +        setcolor(r->mcol, 0.0, 0.0, 0.0);
155          setcolor(r->rcol, 0.0, 0.0, 0.0);
156   }
157  
158  
159 < extern void
159 > void
160   raytrace(                       /* trace a ray and compute its value */
161          RAY  *r
162   )
# Line 163 | Line 176 | raytrace(                      /* trace a ray and compute its value */
176   }
177  
178  
179 < extern void
179 > void
180   raycont(                        /* check for clipped object and continue */
181 <        register RAY  *r
181 >        RAY  *r
182   )
183   {
184          if ((r->clipset != NULL && inset(r->clipset, r->ro->omod)) ||
# Line 174 | Line 187 | raycont(                       /* check for clipped object and continue */
187   }
188  
189  
190 < extern void
190 > void
191   raytrans(                       /* transmit ray as is */
192 <        register RAY  *r
192 >        RAY  *r
193   )
194   {
195          RAY  tr;
196  
197 <        if (rayorigin(&tr, TRANS, r, NULL) == 0) {
198 <                VCOPY(tr.rdir, r->rdir);
199 <                rayvalue(&tr);
200 <                copycolor(r->rcol, tr.rcol);
201 <                r->rt = r->rot + tr.rt;
197 >        rayorigin(&tr, TRANS, r, NULL);         /* always continue */
198 >        VCOPY(tr.rdir, r->rdir);
199 >        rayvalue(&tr);
200 >        copycolor(r->mcol, tr.mcol);
201 >        copycolor(r->rcol, tr.rcol);
202 >        r->rmt = r->rot + tr.rmt;
203 >        r->rxt = r->rot + tr.rxt;
204 > }
205 >
206 >
207 > int
208 > raytirrad(                      /* irradiance hack */
209 >        OBJREC  *m,
210 >        RAY     *r
211 > )
212 > {
213 >        if (ofun[m->otype].flags & (T_M|T_X) && m->otype != MAT_CLIP) {
214 >                if (istransp(m->otype) || isBSDFproxy(m)) {
215 >                        raytrans(r);
216 >                        return(1);
217 >                }
218 >                if (!islight(m->otype))
219 >                        return((*ofun[Lamb.otype].funp)(&Lamb, r));
220          }
221 +        return(0);              /* not a qualifying surface */
222   }
223  
224  
225 < extern int
225 > int
226   rayshade(               /* shade ray r with material mod */
227 <        register RAY  *r,
227 >        RAY  *r,
228          int  mod
229   )
230   {
231 <        register OBJREC  *m;
231 >        int     tst_irrad = do_irrad && !(r->crtype & ~(PRIMARY|TRANS));
232 >        OBJREC  *m;
233  
234 <        r->rt = r->rot;                 /* set effective ray length */
234 >        r->rxt = r->rot;                /* preset effective ray length */
235          for ( ; mod != OVOID; mod = m->omod) {
236                  m = objptr(mod);
237                  /****** unnecessary test since modifier() is always called
# Line 208 | Line 241 | rayshade(              /* shade ray r with material mod */
241                  }
242                  ******/
243                                          /* hack for irradiance calculation */
244 <                if (do_irrad && !(r->crtype & ~(PRIMARY|TRANS)) &&
245 <                                m->otype != MAT_CLIP &&
246 <                                (ofun[m->otype].flags & (T_M|T_X))) {
214 <                        if (irr_ignore(m->otype)) {
215 <                                raytrans(r);
216 <                                return(1);
217 <                        }
218 <                        if (!islight(m->otype))
219 <                                m = &Lamb;
220 <                }
244 >                if (tst_irrad && raytirrad(m, r))
245 >                        return(1);
246 >
247                  if ((*ofun[m->otype].funp)(m, r))
248                          return(1);      /* materials call raytexture() */
249          }
# Line 225 | Line 251 | rayshade(              /* shade ray r with material mod */
251   }
252  
253  
254 < extern void
254 > void
255   rayparticipate(                 /* compute ray medium participation */
256 <        register RAY  *r
256 >        RAY  *r
257   )
258   {
259          COLOR   ce, ca;
# Line 249 | Line 275 | rayparticipate(                        /* compute ray medium participation
275          multcolor(r->rcol, ce);                 /* path extinction */
276          if (r->crtype & SHADOW || intens(r->albedo) <= FTINY)
277                  return;                         /* no scattering */
278 <        setcolor(ca,
279 <                colval(r->albedo,RED)*colval(ambval,RED)*(1.-colval(ce,RED)),
280 <                colval(r->albedo,GRN)*colval(ambval,GRN)*(1.-colval(ce,GRN)),
281 <                colval(r->albedo,BLU)*colval(ambval,BLU)*(1.-colval(ce,BLU)));
282 <        addcolor(r->rcol, ca);                  /* ambient in scattering */
278 >        
279 >        /* PMAP: indirect inscattering accounted for by volume photons? */
280 >        if (!volumePhotonMapping) {
281 >                setcolor(ca,
282 >                        colval(r->albedo,RED)*colval(ambval,RED)*(1.-colval(ce,RED)),
283 >                        colval(r->albedo,GRN)*colval(ambval,GRN)*(1.-colval(ce,GRN)),
284 >                        colval(r->albedo,BLU)*colval(ambval,BLU)*(1.-colval(ce,BLU)));
285 >                addcolor(r->rcol, ca);                  /* ambient in scattering */
286 >        }
287 >        
288          srcscatter(r);                          /* source in scattering */
289   }
290  
291  
292 < extern void
292 > void
293   raytexture(                     /* get material modifiers */
294          RAY  *r,
295          OBJECT  mod
296   )
297   {
298 <        register OBJREC  *m;
298 >        OBJREC  *m;
299                                          /* execute textures and patterns */
300          for ( ; mod != OVOID; mod = m->omod) {
301                  m = objptr(mod);
# Line 283 | Line 314 | raytexture(                    /* get material modifiers */
314   }
315  
316  
317 < extern int
317 > int
318   raymixture(             /* mix modifiers */
319 <        register RAY  *r,
319 >        RAY  *r,
320          OBJECT  fore,
321          OBJECT  back,
322          double  coef
323   )
324   {
325          RAY  fr, br;
326 +        double  mfore, mback;
327          int  foremat, backmat;
328 <        register int  i;
328 >        int  i;
329                                          /* bound coefficient */
330          if (coef > 1.0)
331                  coef = 1.0;
# Line 304 | Line 336 | raymixture(            /* mix modifiers */
336                                          /* foreground */
337          fr = *r;
338          if (coef > FTINY) {
339 +                fr.rweight *= coef;
340                  scalecolor(fr.rcoef, coef);
341                  foremat = rayshade(&fr, fore);
342          }
343                                          /* background */
344          br = *r;
345          if (coef < 1.0-FTINY) {
346 +                br.rweight *= 1.0-coef;
347                  scalecolor(br.rcoef, 1.0-coef);
348                  backmat = rayshade(&br, back);
349          }
# Line 336 | Line 370 | raymixture(            /* mix modifiers */
370          scalecolor(br.rcol, 1.0-coef);
371          copycolor(r->rcol, fr.rcol);
372          addcolor(r->rcol, br.rcol);
373 <        r->rt = bright(fr.rcol) > bright(br.rcol) ? fr.rt : br.rt;
373 >        scalecolor(fr.mcol, coef);
374 >        scalecolor(br.mcol, 1.0-coef);
375 >        copycolor(r->mcol, fr.mcol);
376 >        addcolor(r->mcol, br.mcol);
377 >        mfore = bright(fr.mcol); mback = bright(br.mcol);
378 >        r->rmt = mfore > mback ? fr.rmt : br.rmt;
379 >        r->rxt = bright(fr.rcol)-mfore > bright(br.rcol)-mback ?
380 >                        fr.rxt : br.rxt;
381          return(1);
382   }
383  
384  
385 < extern double
385 > double
386   raydist(                /* compute (cumulative) ray distance */
387 <        register const RAY  *r,
388 <        register int  flags
387 >        const RAY  *r,
388 >        int  flags
389   )
390   {
391          double  sum = 0.0;
# Line 357 | Line 398 | raydist(               /* compute (cumulative) ray distance */
398   }
399  
400  
401 < extern void
401 > void
402   raycontrib(             /* compute (cumulative) ray contribution */
403 <        double  rc[3],
403 >        RREAL  rc[3],
404          const RAY  *r,
405          int  flags
406   )
407   {
408 <        double  eext[3];
368 <        int     i;
408 >        static int      warnedPM = 0;
409  
370 –        eext[0] = eext[1] = eext[2] = 0.;
410          rc[0] = rc[1] = rc[2] = 1.;
411  
412          while (r != NULL && r->crtype&flags) {
413 <                for (i = 3; i--; ) {
413 >                int     i = 3;
414 >                while (i--)
415                          rc[i] *= colval(r->rcoef,i);
416 <                        eext[i] += r->rot * colval(r->cext,i);
416 >                                        /* check for participating medium */
417 >                if (!warnedPM && (bright(r->cext) > FTINY) |
418 >                                (bright(r->albedo) > FTINY)) {
419 >                        error(WARNING,
420 >        "ray contribution calculation does not support participating media");
421 >                        warnedPM++;
422                  }
423                  r = r->parent;
424          }
380 –        for (i = 3; i--; )
381 –                rc[i] *= (eext[i] <= FTINY) ? 1. :
382 –                                (eext[i] > 92.) ? 0. : exp(-eext[i]);
425   }
426  
427  
428 < extern double
428 > double
429   raynormal(              /* compute perturbed normal for ray */
430          FVECT  norm,
431 <        register RAY  *r
431 >        RAY  *r
432   )
433   {
434          double  newdot;
435 <        register int  i;
435 >        int  i;
436  
437          /*      The perturbation is added to the surface normal to obtain
438           *  the new normal.  If the new normal would affect the surface
# Line 419 | Line 461 | raynormal(             /* compute perturbed normal for ray */
461   }
462  
463  
464 < extern void
464 > void
465   newrayxf(                       /* get new tranformation matrix for ray */
466          RAY  *r
467   )
# Line 428 | Line 470 | newrayxf(                      /* get new tranformation matrix for ray */
470                  struct xfn  *next;
471                  FULLXF  xf;
472          }  xfseed = { &xfseed }, *xflast = &xfseed;
473 <        register struct xfn  *xp;
474 <        register const RAY  *rp;
473 >        struct xfn  *xp;
474 >        const RAY  *rp;
475  
476          /*
477           * Search for transform in circular list that
# Line 440 | Line 482 | newrayxf(                      /* get new tranformation matrix for ray */
482                  if (rp->rox == &xp->xf) {               /* xp in use */
483                          xp = xp->next;                  /* move to next */
484                          if (xp == xflast) {             /* need new one */
485 <                                xp = (struct xfn *)malloc(sizeof(struct xfn));
485 >                                xp = (struct xfn *)bmalloc(sizeof(struct xfn));
486                                  if (xp == NULL)
487                                          error(SYSTEM,
488                                                  "out of memory in newrayxf");
# Line 457 | Line 499 | newrayxf(                      /* get new tranformation matrix for ray */
499   }
500  
501  
502 < extern void
502 > void
503   flipsurface(                    /* reverse surface orientation */
504 <        register RAY  *r
504 >        RAY  *r
505   )
506   {
507          r->rod = -r->rod;
# Line 469 | Line 511 | flipsurface(                   /* reverse surface orientation */
511          r->pert[0] = -r->pert[0];
512          r->pert[1] = -r->pert[1];
513          r->pert[2] = -r->pert[2];
514 +        r->rflips++;
515   }
516  
517  
518 < extern void
518 > void
519   rayhit(                 /* standard ray hit test */
520          OBJECT  *oset,
521          RAY  *r
# Line 489 | Line 532 | rayhit(                        /* standard ray hit test */
532   }
533  
534  
535 < extern int
535 > int
536   localhit(               /* check for hit in the octree */
537 <        register RAY  *r,
538 <        register CUBE  *scene
537 >        RAY  *r,
538 >        CUBE  *scene
539   )
540   {
541          OBJECT  cxset[MAXCSET+1];       /* set of checked objects */
542          FVECT  curpos;                  /* current cube position */
543          int  sflags;                    /* sign flags */
544          double  t, dt;
545 <        register int  i;
545 >        int  i;
546  
547          nrays++;                        /* increment trace counter */
548          sflags = 0;
# Line 510 | Line 553 | localhit(              /* check for hit in the octree */
553                  else if (r->rdir[i] < -1e-7)
554                          sflags |= 0x10 << i;
555          }
556 <        if (sflags == 0)
557 <                error(CONSISTENCY, "zero ray direction in localhit");
556 >        if (!sflags) {
557 >                error(WARNING, "zero ray direction in localhit");
558 >                return(0);
559 >        }
560                                          /* start off assuming nothing hit */
561          if (r->rmax > FTINY) {          /* except aft plane if one */
562                  r->ro = &Aftplane;
563                  r->rot = r->rmax;
564 <                for (i = 0; i < 3; i++)
520 <                        r->rop[i] = r->rorg[i] + r->rot*r->rdir[i];
564 >                VSUM(r->rop, r->rorg, r->rdir, r->rot);
565          }
566                                          /* find global cube entrance point */
567          t = 0.0;
# Line 540 | Line 584 | localhit(              /* check for hit in the octree */
584                  if (t >= r->rot)        /* clipped already */
585                          return(0);
586                                          /* advance position */
587 <                for (i = 0; i < 3; i++)
544 <                        curpos[i] += r->rdir[i]*t;
587 >                VSUM(curpos, curpos, r->rdir, t);
588  
589                  if (!incube(scene, curpos))     /* non-intersecting ray */
590                          return(0);
# Line 557 | Line 600 | raymove(               /* check for hit as we move */
600          FVECT  pos,                     /* current position, modified herein */
601          OBJECT  *cxs,                   /* checked objects, modified by checkhit */
602          int  dirf,                      /* direction indicators to speed tests */
603 <        register RAY  *r,
604 <        register CUBE  *cu
603 >        RAY  *r,
604 >        CUBE  *cu
605   )
606   {
607          int  ax;
# Line 566 | Line 609 | raymove(               /* check for hit as we move */
609  
610          if (istree(cu->cutree)) {               /* recurse on subcubes */
611                  CUBE  cukid;
612 <                register int  br, sgn;
612 >                int  br, sgn;
613  
614                  cukid.cusize = cu->cusize * 0.5;        /* find subcube */
615                  VCOPY(cukid.cuorg, cu->cuorg);
# Line 632 | Line 675 | raymove(               /* check for hit as we move */
675                          ax = 2;
676                  }
677          }
678 <        pos[0] += r->rdir[0]*t;
636 <        pos[1] += r->rdir[1]*t;
637 <        pos[2] += r->rdir[2]*t;
678 >        VSUM(pos, pos, r->rdir, t);
679          return(ax);
680   }
681  
682  
683   static int
684   checkhit(               /* check for hit in full cube */
685 <        register RAY  *r,
685 >        RAY  *r,
686          CUBE  *cu,
687          OBJECT  *cxs
688   )
# Line 662 | Line 703 | checkhit(              /* check for hit in full cube */
703  
704   static void
705   checkset(               /* modify checked set and set to check */
706 <        register OBJECT  *os,                   /* os' = os - cs */
707 <        register OBJECT  *cs                    /* cs' = cs + os */
706 >        OBJECT  *os,                    /* os' = os - cs */
707 >        OBJECT  *cs                     /* cs' = cs + os */
708   )
709   {
710          OBJECT  cset[MAXCSET+MAXSET+1];
711 <        register int  i, j;
711 >        int  i, j;
712          int  k;
713                                          /* copy os in place, cset <- cs */
714          cset[0] = 0;

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