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

Comparing ray/src/rt/raytrace.c (file contents):
Revision 1.2 by greg, Tue Apr 11 13:30:31 1989 UTC vs.
Revision 2.80 by greg, Thu Mar 12 17:19:18 2020 UTC

# Line 1 | Line 1
1 – /* Copyright (c) 1986 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   *  raytrace.c - routines for tracing and shading rays.
6   *
7 < *     8/7/85
7 > *  External symbols declared in ray.h
8   */
9  
10 < #include  "ray.h"
10 > #include "copyright.h"
11  
12 < #include  "octree.h"
13 <
12 > #include  "ray.h"
13 > #include  "source.h"
14   #include  "otypes.h"
15 + #include  "otspecial.h"
16 + #include  "random.h"
17 + #include  "pmap.h"
18  
19 < extern CUBE  thescene;                  /* our scene */
20 < extern int  maxdepth;                   /* maximum recursion depth */
21 < extern double  minweight;               /* minimum ray weight */
19 > #define  MAXCSET        ((MAXSET+1)*2-1)        /* maximum check set size */
20  
21 < long  nrays = 0L;                       /* number of rays traced */
21 > RNUMBER  raynum = 0;            /* next unique ray number */
22 > RNUMBER  nrays = 0;             /* number of calls to localhit */
23  
24 < #define  MAXLOOP        32              /* modifier loop detection */
24 > static RREAL  Lambfa[5] = {PI, PI, PI, 0.0, 0.0};
25 > OBJREC  Lamb = {
26 >        OVOID, MAT_PLASTIC, "Lambertian",
27 >        {NULL, Lambfa, 0, 5}, NULL
28 > };                                      /* a Lambertian surface */
29  
30 + OBJREC  Aftplane;                       /* aft clipping plane object */
31 +
32   #define  RAYHIT         (-1)            /* return value for intercepted ray */
33  
34 + static int raymove(FVECT  pos, OBJECT  *cxs, int  dirf, RAY  *r, CUBE  *cu);
35 + static int checkhit(RAY  *r, CUBE  *cu, OBJECT  *cxs);
36 + static void checkset(OBJECT  *os, OBJECT  *cs);
37  
38 < rayorigin(r, ro, rt, rw)                /* start new ray from old one */
39 < register RAY  *r, *ro;
40 < int  rt;
41 < double  rw;
38 >
39 > int
40 > rayorigin(              /* start new ray from old one */
41 >        RAY  *r,
42 >        int  rt,
43 >        const RAY  *ro,
44 >        const COLOR rc
45 > )
46   {
47 +        double  rw, re;
48 +                                                /* assign coefficient/weight */
49 +        if (rc == NULL) {
50 +                rw = 1.0;
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 +        }
59          if ((r->parent = ro) == NULL) {         /* primary ray */
60                  r->rlvl = 0;
61                  r->rweight = rw;
62                  r->crtype = r->rtype = rt;
63                  r->rsrc = -1;
64                  r->clipset = NULL;
65 +                r->revf = raytrace;
66 +                copycolor(r->cext, cextinction);
67 +                copycolor(r->albedo, salbedo);
68 +                r->gecc = seccg;
69 +                r->slights = NULL;
70          } else {                                /* spawned ray */
71 +                if (ro->rot >= FHUGE*.99) {
72 +                        memset(r, 0, sizeof(RAY));
73 +                        return(-1);             /* illegal continuation */
74 +                }
75                  r->rlvl = ro->rlvl;
76                  if (rt & RAYREFL) {
77                          r->rlvl++;
78                          r->rsrc = -1;
79                          r->clipset = ro->clipset;
80 +                        r->rmax = 0.0;
81                  } else {
82                          r->rsrc = ro->rsrc;
83                          r->clipset = ro->newcset;
84 +                        r->rmax = ro->rmax <= FTINY ? 0.0 : ro->rmax - ro->rot;
85                  }
86 <                r->rweight = ro->rweight * rw;
86 >                r->revf = ro->revf;
87 >                copycolor(r->cext, ro->cext);
88 >                copycolor(r->albedo, ro->albedo);
89 >                r->gecc = ro->gecc;
90 >                r->slights = ro->slights;
91                  r->crtype = ro->crtype | (r->rtype = rt);
92                  VCOPY(r->rorg, ro->rop);
93 +                r->rweight = ro->rweight * rw;
94 +                                                /* estimate extinction */
95 +                re = colval(ro->cext,RED) < colval(ro->cext,GRN) ?
96 +                                colval(ro->cext,RED) : colval(ro->cext,GRN);
97 +                if (colval(ro->cext,BLU) < re) re = colval(ro->cext,BLU);
98 +                re *= ro->rot;
99 +                if (re > 0.1) {
100 +                        if (re > 92.) {
101 +                                r->rweight = 0.0;
102 +                        } else {
103 +                                r->rweight *= exp(-re);
104 +                        }
105 +                }
106          }
107 <        r->rno = nrays;
107 >        rayclear(r);
108 >        if (r->rweight <= 0.0)                  /* check for expiration */
109 >                return(-1);
110 >        if (r->crtype & SHADOW)                 /* shadow commitment */
111 >                return(0);
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))
123 >                        return(-1);             /* upper reflection limit */
124 >                if (r->rweight >= minweight)
125 >                        return(0);
126 >                if (frandom() > r->rweight/minweight)
127 >                        return(-1);
128 >                rw = minweight/r->rweight;      /* promote survivor */
129 >                scalecolor(r->rcoef, rw);
130 >                r->rweight = minweight;
131 >                return(0);
132 >        }
133 >        return((r->rweight >= minweight) & (r->rlvl <= abs(maxdepth)) ? 0 : -1);
134 > }
135 >
136 >
137 > void
138 > rayclear(                       /* clear a ray for (re)evaluation */
139 >        RAY  *r
140 > )
141 > {
142 >        r->rno = raynum++;
143          r->newcset = r->clipset;
144 +        r->hitf = rayhit;
145 +        r->robj = OVOID;
146          r->ro = NULL;
147 <        r->rot = FHUGE;
148 <        r->rofs = 1.0; setident4(r->rofx);
60 <        r->robs = 1.0; setident4(r->robx);
147 >        r->rox = NULL;
148 >        r->rxt = r->rmt = r->rot = FHUGE;
149          r->pert[0] = r->pert[1] = r->pert[2] = 0.0;
150 +        r->rflips = 0;
151 +        r->uv[0] = r->uv[1] = 0.0;
152          setcolor(r->pcol, 1.0, 1.0, 1.0);
153 +        setcolor(r->mcol, 0.0, 0.0, 0.0);
154          setcolor(r->rcol, 0.0, 0.0, 0.0);
64 –        return(r->rlvl <= maxdepth && r->rweight >= minweight ? 0 : -1);
155   }
156  
157  
158 < rayvalue(r)                     /* compute a ray's value */
159 < register RAY  *r;
158 > void
159 > raytrace(                       /* trace a ray and compute its value */
160 >        RAY  *r
161 > )
162   {
71 –        extern int  (*trace)();
72 –
163          if (localhit(r, &thescene))
164 <                if (r->clipset != NULL && inset(r->clipset, r->ro->omod))
165 <                        raytrans(r);            /* object is clipped */
166 <                else
167 <                        rayshade(r, r->ro->omod);
168 <        else if (sourcehit(r))
169 <                rayshade(r, r->ro->omod);
164 >                raycont(r);             /* hit local surface, evaluate */
165 >        else if (r->ro == &Aftplane) {
166 >                r->ro = NULL;           /* hit aft clipping plane */
167 >                r->rot = FHUGE;
168 >        } else if (sourcehit(r))
169 >                rayshade(r, r->ro->omod);       /* distant source */
170  
171          if (trace != NULL)
172                  (*trace)(r);            /* trace execution */
173 +
174 +        rayparticipate(r);              /* for participating medium */
175   }
176  
177  
178 < raytrans(r)                     /* transmit ray as is */
179 < RAY  *r;
178 > void
179 > raycont(                        /* check for clipped object and continue */
180 >        RAY  *r
181 > )
182   {
183 +        if ((r->clipset != NULL && inset(r->clipset, r->ro->omod)) ||
184 +                        !rayshade(r, r->ro->omod))
185 +                raytrans(r);
186 + }
187 +
188 +
189 + void
190 + raytrans(                       /* transmit ray as is */
191 +        RAY  *r
192 + )
193 + {
194          RAY  tr;
195  
196 <        if (rayorigin(&tr, r, TRANS, 1.0) == 0) {
197 <                VCOPY(tr.rdir, r->rdir);
198 <                rayvalue(&tr);
199 <                copycolor(r->rcol, tr.rcol);
196 >        rayorigin(&tr, TRANS, r, NULL);         /* always continue */
197 >        VCOPY(tr.rdir, r->rdir);
198 >        rayvalue(&tr);
199 >        copycolor(r->mcol, tr.mcol);
200 >        copycolor(r->rcol, tr.rcol);
201 >        r->rmt = r->rot + tr.rmt;
202 >        r->rxt = r->rot + tr.rxt;
203 > }
204 >
205 >
206 > int
207 > raytirrad(                      /* irradiance hack */
208 >        OBJREC  *m,
209 >        RAY     *r
210 > )
211 > {
212 >        if (ofun[m->otype].flags & (T_M|T_X) && m->otype != MAT_CLIP) {
213 >                if (istransp(m->otype) || isBSDFproxy(m)) {
214 >                        raytrans(r);
215 >                        return(1);
216 >                }
217 >                if (!islight(m->otype))
218 >                        return((*ofun[Lamb.otype].funp)(&Lamb, r));
219          }
220 +        return(0);              /* not a qualifying surface */
221   }
222  
223  
224 < rayshade(r, mod)                /* shade ray r with material mod */
225 < register RAY  *r;
226 < int  mod;
224 > int
225 > rayshade(               /* shade ray r with material mod */
226 >        RAY  *r,
227 >        int  mod
228 > )
229   {
230 <        static int  depth = 0;
231 <        register OBJREC  *m;
232 <                                        /* check for infinite loop */
233 <        if (depth++ >= MAXLOOP)
107 <                objerror(r->ro, USER, "material loop");
230 >        int     tst_irrad = do_irrad && !(r->crtype & ~(PRIMARY|TRANS));
231 >        OBJREC  *m;
232 >
233 >        r->rxt = r->rot;                /* preset effective ray length */
234          for ( ; mod != OVOID; mod = m->omod) {
235                  m = objptr(mod);
236 +                /****** unnecessary test since modifier() is always called
237                  if (!ismodifier(m->otype)) {
238                          sprintf(errmsg, "illegal modifier \"%s\"", m->oname);
239                          error(USER, errmsg);
240                  }
241 <                (*ofun[m->otype].funp)(m, r);   /* execute function */
242 <                m->lastrno = r->rno;
243 <                if (ismaterial(m->otype)) {     /* materials call raytexture */
244 <                        depth--;
245 <                        return;         /* we're done */
246 <                }
241 >                ******/
242 >                                        /* hack for irradiance calculation */
243 >                if (tst_irrad && raytirrad(m, r))
244 >                        return(1);
245 >
246 >                if ((*ofun[m->otype].funp)(m, r))
247 >                        return(1);      /* materials call raytexture() */
248          }
249 <        objerror(r->ro, USER, "material not found");
249 >        return(0);                      /* no material! */
250   }
251  
252  
253 < raytexture(r, mod)                      /* get material modifiers */
254 < RAY  *r;
255 < int  mod;
253 > void
254 > rayparticipate(                 /* compute ray medium participation */
255 >        RAY  *r
256 > )
257   {
258 <        static int  depth = 0;
259 <        register OBJREC  *m;
260 <                                        /* check for infinite loop */
261 <        if (depth++ >= MAXLOOP)
262 <                objerror(r->ro, USER, "modifier loop");
258 >        COLOR   ce, ca;
259 >        double  re, ge, be;
260 >
261 >        if (intens(r->cext) <= 1./FHUGE)
262 >                return;                         /* no medium */
263 >        re = r->rot*colval(r->cext,RED);
264 >        ge = r->rot*colval(r->cext,GRN);
265 >        be = r->rot*colval(r->cext,BLU);
266 >        if (r->crtype & SHADOW) {               /* no scattering for sources */
267 >                re *= 1. - colval(r->albedo,RED);
268 >                ge *= 1. - colval(r->albedo,GRN);
269 >                be *= 1. - colval(r->albedo,BLU);
270 >        }
271 >        setcolor(ce,    re<=FTINY ? 1. : re>92. ? 0. : exp(-re),
272 >                        ge<=FTINY ? 1. : ge>92. ? 0. : exp(-ge),
273 >                        be<=FTINY ? 1. : be>92. ? 0. : exp(-be));
274 >        multcolor(r->rcol, ce);                 /* path extinction */
275 >        if (r->crtype & SHADOW || intens(r->albedo) <= FTINY)
276 >                return;                         /* no scattering */
277 >        
278 >        /* PMAP: indirect inscattering accounted for by volume photons? */
279 >        if (!volumePhotonMapping) {
280 >                setcolor(ca,
281 >                        colval(r->albedo,RED)*colval(ambval,RED)*(1.-colval(ce,RED)),
282 >                        colval(r->albedo,GRN)*colval(ambval,GRN)*(1.-colval(ce,GRN)),
283 >                        colval(r->albedo,BLU)*colval(ambval,BLU)*(1.-colval(ce,BLU)));
284 >                addcolor(r->rcol, ca);                  /* ambient in scattering */
285 >        }
286 >        
287 >        srcscatter(r);                          /* source in scattering */
288 > }
289 >
290 >
291 > void
292 > raytexture(                     /* get material modifiers */
293 >        RAY  *r,
294 >        OBJECT  mod
295 > )
296 > {
297 >        OBJREC  *m;
298                                          /* execute textures and patterns */
299          for ( ; mod != OVOID; mod = m->omod) {
300                  m = objptr(mod);
301 <                if (!istexture(m->otype)) {
301 >                /****** unnecessary test since modifier() is always called
302 >                if (!ismodifier(m->otype)) {
303                          sprintf(errmsg, "illegal modifier \"%s\"", m->oname);
304                          error(USER, errmsg);
305                  }
306 <                (*ofun[m->otype].funp)(m, r);
307 <                m->lastrno = r->rno;
306 >                ******/
307 >                if ((*ofun[m->otype].funp)(m, r)) {
308 >                        sprintf(errmsg, "conflicting material \"%s\"",
309 >                                        m->oname);
310 >                        objerror(r->ro, USER, errmsg);
311 >                }
312          }
144 –        depth--;                        /* end here */
313   }
314  
315  
316 < raymixture(r, fore, back, coef)         /* mix modifiers */
317 < register RAY  *r;
318 < OBJECT  fore, back;
319 < double  coef;
316 > int
317 > raymixture(             /* mix modifiers */
318 >        RAY  *r,
319 >        OBJECT  fore,
320 >        OBJECT  back,
321 >        double  coef
322 > )
323   {
324 <        FVECT  curpert, forepert, backpert;
325 <        COLOR  curpcol, forepcol, backpcol;
326 <        register int  i;
327 <                                        /* clip coefficient */
324 >        RAY  fr, br;
325 >        double  mfore, mback;
326 >        int  foremat, backmat;
327 >        int  i;
328 >                                        /* bound coefficient */
329          if (coef > 1.0)
330                  coef = 1.0;
331          else if (coef < 0.0)
332                  coef = 0.0;
333 <                                        /* save current mods */
334 <        VCOPY(curpert, r->pert);
335 <        copycolor(curpcol, r->pcol);
336 <                                        /* compute new mods */
337 <                                                /* foreground */
338 <        r->pert[0] = r->pert[1] = r->pert[2] = 0.0;
339 <        setcolor(r->pcol, 1.0, 1.0, 1.0);
340 <        if (fore != OVOID && coef > FTINY)
341 <                raytexture(r, fore);
342 <        VCOPY(forepert, r->pert);
343 <        copycolor(forepcol, r->pcol);
344 <                                                /* background */
345 <        r->pert[0] = r->pert[1] = r->pert[2] = 0.0;
346 <        setcolor(r->pcol, 1.0, 1.0, 1.0);
347 <        if (back != OVOID && coef < 1.0-FTINY)
348 <                raytexture(r, back);
349 <        VCOPY(backpert, r->pert);
350 <        copycolor(backpcol, r->pcol);
351 <                                        /* sum perturbations */
333 >                                        /* compute foreground and background */
334 >        foremat = backmat = 0;
335 >                                        /* foreground */
336 >        fr = *r;
337 >        if (coef > FTINY) {
338 >                fr.rweight *= coef;
339 >                scalecolor(fr.rcoef, coef);
340 >                foremat = rayshade(&fr, fore);
341 >        }
342 >                                        /* background */
343 >        br = *r;
344 >        if (coef < 1.0-FTINY) {
345 >                br.rweight *= 1.0-coef;
346 >                scalecolor(br.rcoef, 1.0-coef);
347 >                backmat = rayshade(&br, back);
348 >        }
349 >                                        /* check for transparency */
350 >        if (backmat ^ foremat) {
351 >                if (backmat && coef > FTINY)
352 >                        raytrans(&fr);
353 >                else if (foremat && coef < 1.0-FTINY)
354 >                        raytrans(&br);
355 >        }
356 >                                        /* mix perturbations */
357          for (i = 0; i < 3; i++)
358 <                r->pert[i] = curpert[i] + coef*forepert[i] +
359 <                                (1.0-coef)*backpert[i];
360 <                                        /* multiply colors */
361 <        setcolor(r->pcol, coef*colval(forepcol,RED) +
362 <                                (1.0-coef)*colval(backpcol,RED),
363 <                        coef*colval(forepcol,GRN) +
364 <                                (1.0-coef)*colval(backpcol,GRN),
365 <                        coef*colval(forepcol,BLU) +
366 <                                (1.0-coef)*colval(backpcol,BLU));
367 <        multcolor(r->pcol, curpcol);
358 >                r->pert[i] = coef*fr.pert[i] + (1.0-coef)*br.pert[i];
359 >                                        /* mix pattern colors */
360 >        scalecolor(fr.pcol, coef);
361 >        scalecolor(br.pcol, 1.0-coef);
362 >        copycolor(r->pcol, fr.pcol);
363 >        addcolor(r->pcol, br.pcol);
364 >                                        /* return value tells if material */
365 >        if (!foremat & !backmat)
366 >                return(0);
367 >                                        /* mix returned ray values */
368 >        scalecolor(fr.rcol, coef);
369 >        scalecolor(br.rcol, 1.0-coef);
370 >        copycolor(r->rcol, fr.rcol);
371 >        addcolor(r->rcol, br.rcol);
372 >        scalecolor(fr.mcol, coef);
373 >        scalecolor(br.mcol, 1.0-coef);
374 >        copycolor(r->mcol, fr.mcol);
375 >        addcolor(r->mcol, br.mcol);
376 >        mfore = bright(fr.mcol); mback = bright(br.mcol);
377 >        r->rmt = mfore > mback ? fr.rmt : br.rmt;
378 >        r->rxt = bright(fr.rcol)-mfore > bright(br.rcol)-mback ?
379 >                        fr.rxt : br.rxt;
380 >        return(1);
381   }
382  
383  
384   double
385 < raynormal(norm, r)              /* compute perturbed normal for ray */
386 < FVECT  norm;
387 < register RAY  *r;
385 > raydist(                /* compute (cumulative) ray distance */
386 >        const RAY  *r,
387 >        int  flags
388 > )
389   {
390 +        double  sum = 0.0;
391 +
392 +        while (r != NULL && r->crtype&flags) {
393 +                sum += r->rot;
394 +                r = r->parent;
395 +        }
396 +        return(sum);
397 + }
398 +
399 +
400 + void
401 + raycontrib(             /* compute (cumulative) ray contribution */
402 +        RREAL  rc[3],
403 +        const RAY  *r,
404 +        int  flags
405 + )
406 + {
407 +        static int      warnedPM = 0;
408 +
409 +        rc[0] = rc[1] = rc[2] = 1.;
410 +
411 +        while (r != NULL && r->crtype&flags) {
412 +                int     i = 3;
413 +                while (i--)
414 +                        rc[i] *= colval(r->rcoef,i);
415 +                                        /* check for participating medium */
416 +                if (!warnedPM && (bright(r->cext) > FTINY) |
417 +                                (bright(r->albedo) > FTINY)) {
418 +                        error(WARNING,
419 +        "ray contribution calculation does not support participating media");
420 +                        warnedPM++;
421 +                }
422 +                r = r->parent;
423 +        }
424 + }
425 +
426 +
427 + double
428 + raynormal(              /* compute perturbed normal for ray */
429 +        FVECT  norm,
430 +        RAY  *r
431 + )
432 + {
433          double  newdot;
434 <        register int  i;
434 >        int  i;
435  
436          /*      The perturbation is added to the surface normal to obtain
437           *  the new normal.  If the new normal would affect the surface
# Line 205 | Line 439 | register RAY  *r;
439           *  still fraught with problems since reflected rays and similar
440           *  directions calculated from the surface normal may spawn rays behind
441           *  the surface.  The only solution is to curb textures at high
442 <         *  incidence (Rdot << 1).
442 >         *  incidence (namely, keep DOT(rdir,pert) < Rdot).
443           */
444  
445          for (i = 0; i < 3; i++)
# Line 226 | Line 460 | register RAY  *r;
460   }
461  
462  
463 < flipsurface(r)                  /* reverse surface orientation */
464 < register RAY  *r;
463 > void
464 > newrayxf(                       /* get new tranformation matrix for ray */
465 >        RAY  *r
466 > )
467   {
468 +        static struct xfn {
469 +                struct xfn  *next;
470 +                FULLXF  xf;
471 +        }  xfseed = { &xfseed }, *xflast = &xfseed;
472 +        struct xfn  *xp;
473 +        const RAY  *rp;
474 +
475 +        /*
476 +         * Search for transform in circular list that
477 +         * has no associated ray in the tree.
478 +         */
479 +        xp = xflast;
480 +        for (rp = r->parent; rp != NULL; rp = rp->parent)
481 +                if (rp->rox == &xp->xf) {               /* xp in use */
482 +                        xp = xp->next;                  /* move to next */
483 +                        if (xp == xflast) {             /* need new one */
484 +                                xp = (struct xfn *)bmalloc(sizeof(struct xfn));
485 +                                if (xp == NULL)
486 +                                        error(SYSTEM,
487 +                                                "out of memory in newrayxf");
488 +                                                        /* insert in list */
489 +                                xp->next = xflast->next;
490 +                                xflast->next = xp;
491 +                                break;                  /* we're done */
492 +                        }
493 +                        rp = r;                 /* start check over */
494 +                }
495 +                                        /* got it */
496 +        r->rox = &xp->xf;
497 +        xflast = xp;
498 + }
499 +
500 +
501 + void
502 + flipsurface(                    /* reverse surface orientation */
503 +        RAY  *r
504 + )
505 + {
506          r->rod = -r->rod;
507          r->ron[0] = -r->ron[0];
508          r->ron[1] = -r->ron[1];
# Line 236 | Line 510 | register RAY  *r;
510          r->pert[0] = -r->pert[0];
511          r->pert[1] = -r->pert[1];
512          r->pert[2] = -r->pert[2];
513 +        r->rflips++;
514   }
515  
516  
517 < localhit(r, scene)              /* check for hit in the octree */
518 < register RAY  *r;
519 < register CUBE  *scene;
517 > void
518 > rayhit(                 /* standard ray hit test */
519 >        OBJECT  *oset,
520 >        RAY  *r
521 > )
522   {
523 +        OBJREC  *o;
524 +        int     i;
525 +
526 +        for (i = oset[0]; i > 0; i--) {
527 +                o = objptr(oset[i]);
528 +                if ((*ofun[o->otype].funp)(o, r))
529 +                        r->robj = oset[i];
530 +        }
531 + }
532 +
533 +
534 + int
535 + localhit(               /* check for hit in the octree */
536 +        RAY  *r,
537 +        CUBE  *scene
538 + )
539 + {
540 +        OBJECT  cxset[MAXCSET+1];       /* set of checked objects */
541          FVECT  curpos;                  /* current cube position */
542 <        int  mpos, mneg;                /* sign flags */
542 >        int  sflags;                    /* sign flags */
543          double  t, dt;
544 <        register int  i;
544 >        int  i;
545  
546          nrays++;                        /* increment trace counter */
547 <
253 <        mpos = mneg = 0;
547 >        sflags = 0;
548          for (i = 0; i < 3; i++) {
549                  curpos[i] = r->rorg[i];
550 <                if (r->rdir[i] > FTINY)
551 <                        mpos |= 1 << i;
552 <                else if (r->rdir[i] < -FTINY)
553 <                        mneg |= 1 << i;
550 >                if (r->rdir[i] > 1e-7)
551 >                        sflags |= 1 << i;
552 >                else if (r->rdir[i] < -1e-7)
553 >                        sflags |= 0x10 << i;
554          }
555 +        if (!sflags) {
556 +                error(WARNING, "zero ray direction in localhit");
557 +                return(0);
558 +        }
559 +                                        /* start off assuming nothing hit */
560 +        if (r->rmax > FTINY) {          /* except aft plane if one */
561 +                r->ro = &Aftplane;
562 +                r->rot = r->rmax;
563 +                VSUM(r->rop, r->rorg, r->rdir, r->rot);
564 +        }
565 +                                        /* find global cube entrance point */
566          t = 0.0;
567          if (!incube(scene, curpos)) {
568                                          /* find distance to entry */
569                  for (i = 0; i < 3; i++) {
570                                          /* plane in our direction */
571 <                        if (mpos & 1<<i)
571 >                        if (sflags & 1<<i)
572                                  dt = scene->cuorg[i];
573 <                        else if (mneg & 1<<i)
573 >                        else if (sflags & 0x10<<i)
574                                  dt = scene->cuorg[i] + scene->cusize;
575                          else
576                                  continue;
# Line 275 | Line 580 | register CUBE  *scene;
580                                  t = dt; /* farthest face is the one */
581                  }
582                  t += FTINY;             /* fudge to get inside cube */
583 +                if (t >= r->rot)        /* clipped already */
584 +                        return(0);
585                                          /* advance position */
586 <                for (i = 0; i < 3; i++)
280 <                        curpos[i] += r->rdir[i]*t;
586 >                VSUM(curpos, curpos, r->rdir, t);
587  
588                  if (!incube(scene, curpos))     /* non-intersecting ray */
589                          return(0);
590          }
591 <        return(raymove(curpos, mpos, mneg, r, scene) == RAYHIT);
591 >        cxset[0] = 0;
592 >        raymove(curpos, cxset, sflags, r, scene);
593 >        return((r->ro != NULL) & (r->ro != &Aftplane));
594   }
595  
596  
597   static int
598 < raymove(pos, plus, minus, r, cu)        /* check for hit as we move */
599 < FVECT  pos;                     /* modified */
600 < int  plus, minus;               /* direction indicators to speed tests */
601 < register RAY  *r;
602 < register CUBE  *cu;
598 > raymove(                /* check for hit as we move */
599 >        FVECT  pos,                     /* current position, modified herein */
600 >        OBJECT  *cxs,                   /* checked objects, modified by checkhit */
601 >        int  dirf,                      /* direction indicators to speed tests */
602 >        RAY  *r,
603 >        CUBE  *cu
604 > )
605   {
606          int  ax;
607          double  dt, t;
298 –        register int  sgn;
608  
609          if (istree(cu->cutree)) {               /* recurse on subcubes */
610                  CUBE  cukid;
611 <                register int  br;
611 >                int  br, sgn;
612  
613                  cukid.cusize = cu->cusize * 0.5;        /* find subcube */
614                  VCOPY(cukid.cuorg, cu->cuorg);
# Line 318 | Line 627 | register CUBE  *cu;
627                  }
628                  for ( ; ; ) {
629                          cukid.cutree = octkid(cu->cutree, br);
630 <                        if ((ax = raymove(pos,plus,minus,r,&cukid)) == RAYHIT)
630 >                        if ((ax = raymove(pos,cxs,dirf,r,&cukid)) == RAYHIT)
631                                  return(RAYHIT);
632                          sgn = 1 << ax;
633 <                        if (sgn & minus)                /* negative axis? */
325 <                                if (sgn & br) {
326 <                                        cukid.cuorg[ax] -= cukid.cusize;
327 <                                        br &= ~sgn;
328 <                                } else
329 <                                        return(ax);     /* underflow */
330 <                        else
633 >                        if (sgn & dirf)                 /* positive axis? */
634                                  if (sgn & br)
635                                          return(ax);     /* overflow */
636                                  else {
637                                          cukid.cuorg[ax] += cukid.cusize;
638                                          br |= sgn;
639                                  }
640 +                        else
641 +                                if (sgn & br) {
642 +                                        cukid.cuorg[ax] -= cukid.cusize;
643 +                                        br &= ~sgn;
644 +                                } else
645 +                                        return(ax);     /* underflow */
646                  }
647                  /*NOTREACHED*/
648          }
649 <        if (isfull(cu->cutree) && checkhit(r, cu))
649 >        if (isfull(cu->cutree)) {
650 >                if (checkhit(r, cu, cxs))
651 >                        return(RAYHIT);
652 >        } else if (r->ro == &Aftplane && incube(cu, r->rop))
653                  return(RAYHIT);
654                                          /* advance to next cube */
655 <        sgn = plus | minus;
656 <        if (sgn&1) {
345 <                dt = plus&1 ? cu->cuorg[0] + cu->cusize : cu->cuorg[0];
655 >        if (dirf&0x11) {
656 >                dt = dirf&1 ? cu->cuorg[0] + cu->cusize : cu->cuorg[0];
657                  t = (dt - pos[0])/r->rdir[0];
658                  ax = 0;
659          } else
660                  t = FHUGE;
661 <        if (sgn&2) {
662 <                dt = plus&2 ? cu->cuorg[1] + cu->cusize : cu->cuorg[1];
661 >        if (dirf&0x22) {
662 >                dt = dirf&2 ? cu->cuorg[1] + cu->cusize : cu->cuorg[1];
663                  dt = (dt - pos[1])/r->rdir[1];
664                  if (dt < t) {
665                          t = dt;
666                          ax = 1;
667                  }
668          }
669 <        if (sgn&4) {
670 <                dt = plus&4 ? cu->cuorg[2] + cu->cusize : cu->cuorg[2];
669 >        if (dirf&0x44) {
670 >                dt = dirf&4 ? cu->cuorg[2] + cu->cusize : cu->cuorg[2];
671                  dt = (dt - pos[2])/r->rdir[2];
672                  if (dt < t) {
673                          t = dt;
674                          ax = 2;
675                  }
676          }
677 <        pos[0] += r->rdir[0]*t;
367 <        pos[1] += r->rdir[1]*t;
368 <        pos[2] += r->rdir[2]*t;
677 >        VSUM(pos, pos, r->rdir, t);
678          return(ax);
679   }
680  
681  
682 < static
683 < checkhit(r, cu)                 /* check for hit in full cube */
684 < register RAY  *r;
685 < CUBE  *cu;
682 > static int
683 > checkhit(               /* check for hit in full cube */
684 >        RAY  *r,
685 >        CUBE  *cu,
686 >        OBJECT  *cxs
687 > )
688   {
689          OBJECT  oset[MAXSET+1];
379 –        register OBJREC  *o;
380 –        register int  i;
690  
691          objset(oset, cu->cutree);
692 <        for (i = oset[0]; i > 0; i--) {
693 <                o = objptr(oset[i]);
694 <                if (o->lastrno == r->rno)               /* checked already? */
695 <                        continue;
696 <                (*ofun[o->otype].funp)(o, r);
388 <                o->lastrno = r->rno;
389 <        }
390 <        if (r->ro == NULL)
692 >        checkset(oset, cxs);                    /* avoid double-checking */
693 >
694 >        (*r->hitf)(oset, r);                    /* test for hit in set */
695 >
696 >        if (r->robj == OVOID)
697                  return(0);                      /* no scores yet */
698  
699          return(incube(cu, r->rop));             /* hit OK if in current cube */
700 + }
701 +
702 +
703 + static void
704 + checkset(               /* modify checked set and set to check */
705 +        OBJECT  *os,                    /* os' = os - cs */
706 +        OBJECT  *cs                     /* cs' = cs + os */
707 + )
708 + {
709 +        OBJECT  cset[MAXCSET+MAXSET+1];
710 +        int  i, j;
711 +        int  k;
712 +                                        /* copy os in place, cset <- cs */
713 +        cset[0] = 0;
714 +        k = 0;
715 +        for (i = j = 1; i <= os[0]; i++) {
716 +                while (j <= cs[0] && cs[j] < os[i])
717 +                        cset[++cset[0]] = cs[j++];
718 +                if (j > cs[0] || os[i] != cs[j]) {      /* object to check */
719 +                        os[++k] = os[i];
720 +                        cset[++cset[0]] = os[i];
721 +                }
722 +        }
723 +        if (!(os[0] = k))               /* new "to check" set size */
724 +                return;                 /* special case */
725 +        while (j <= cs[0])              /* get the rest of cs */
726 +                cset[++cset[0]] = cs[j++];
727 +        if (cset[0] > MAXCSET)          /* truncate "checked" set if nec. */
728 +                cset[0] = MAXCSET;
729 +        /* setcopy(cs, cset); */        /* copy cset back to cs */
730 +        os = cset;
731 +        for (i = os[0]; i-- >= 0; )
732 +                *cs++ = *os++;
733   }

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