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

Comparing ray/src/rt/raytrace.c (file contents):
Revision 2.55 by greg, Sat Jul 30 16:41:46 2005 UTC vs.
Revision 2.72 by greg, Tue Jan 9 05:01:15 2018 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 = {
26          OVOID, MAT_PLASTIC, "Lambertian",
27 <        {0, 5, NULL, Lambfa}, NULL,
27 >        {NULL, Lambfa, 0, 5}, NULL
28   };                                      /* a Lambertian surface */
29  
30   OBJREC  Aftplane;                       /* aft clipping plane object */
# 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 93 | Line 96 | rayorigin(             /* start new ray from old one */
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.)
99 >                if (re > 0.1) {
100 >                        if (re > 92.) {
101                                  r->rweight = 0.0;
102 <                        else
102 >                        } else {
103                                  r->rweight *= exp(-re);
104 +                        }
105 +                }
106          }
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");
# Line 118 | Line 130 | rayorigin(             /* start new ray from old one */
130                  r->rweight = minweight;
131                  return(0);
132          }
133 <        return(r->rlvl <= 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 141 | Line 153 | rayclear(                      /* clear a ray for (re)evaluation */
153   }
154  
155  
156 < extern void
156 > void
157   raytrace(                       /* trace a ray and compute its value */
158          RAY  *r
159   )
# Line 161 | Line 173 | raytrace(                      /* trace a ray and compute its value */
173   }
174  
175  
176 < extern void
176 > void
177   raycont(                        /* check for clipped object and continue */
178 <        register RAY  *r
178 >        RAY  *r
179   )
180   {
181          if ((r->clipset != NULL && inset(r->clipset, r->ro->omod)) ||
# Line 172 | Line 184 | raycont(                       /* check for clipped object and continue */
184   }
185  
186  
187 < extern void
187 > void
188   raytrans(                       /* transmit ray as is */
189 <        register RAY  *r
189 >        RAY  *r
190   )
191   {
192          RAY  tr;
193  
194 <        if (rayorigin(&tr, TRANS, r, NULL) == 0) {
195 <                VCOPY(tr.rdir, r->rdir);
196 <                rayvalue(&tr);
197 <                copycolor(r->rcol, tr.rcol);
198 <                r->rt = r->rot + tr.rt;
187 <        }
194 >        rayorigin(&tr, TRANS, r, NULL);         /* always continue */
195 >        VCOPY(tr.rdir, r->rdir);
196 >        rayvalue(&tr);
197 >        copycolor(r->rcol, tr.rcol);
198 >        r->rt = r->rot + tr.rt;
199   }
200  
201  
202 < extern int
202 > int
203   rayshade(               /* shade ray r with material mod */
204 <        register RAY  *r,
204 >        RAY  *r,
205          int  mod
206   )
207   {
208 <        register OBJREC  *m;
208 >        OBJREC  *m;
209  
210 <        r->rt = r->rot;                 /* set effective ray length */
210 >        r->rt = r->rot;                 /* preset effective ray length */
211          for ( ; mod != OVOID; mod = m->omod) {
212                  m = objptr(mod);
213                  /****** unnecessary test since modifier() is always called
# Line 207 | Line 218 | rayshade(              /* shade ray r with material mod */
218                  ******/
219                                          /* hack for irradiance calculation */
220                  if (do_irrad && !(r->crtype & ~(PRIMARY|TRANS)) &&
221 <                                m->otype != MAT_CLIP &&
222 <                                (ofun[m->otype].flags & (T_M|T_X))) {
223 <                        if (irr_ignore(m->otype)) {
221 >                                (ofun[m->otype].flags & (T_M|T_X)) &&
222 >                                m->otype != MAT_CLIP) {
223 >                        if (istransp(m->otype) || isBSDFproxy(m)) {
224                                  raytrans(r);
225                                  return(1);
226                          }
# Line 223 | Line 234 | rayshade(              /* shade ray r with material mod */
234   }
235  
236  
237 < extern void
237 > void
238   rayparticipate(                 /* compute ray medium participation */
239 <        register RAY  *r
239 >        RAY  *r
240   )
241   {
242          COLOR   ce, ca;
# Line 247 | Line 258 | rayparticipate(                        /* compute ray medium participation
258          multcolor(r->rcol, ce);                 /* path extinction */
259          if (r->crtype & SHADOW || intens(r->albedo) <= FTINY)
260                  return;                         /* no scattering */
261 <        setcolor(ca,
262 <                colval(r->albedo,RED)*colval(ambval,RED)*(1.-colval(ce,RED)),
263 <                colval(r->albedo,GRN)*colval(ambval,GRN)*(1.-colval(ce,GRN)),
264 <                colval(r->albedo,BLU)*colval(ambval,BLU)*(1.-colval(ce,BLU)));
265 <        addcolor(r->rcol, ca);                  /* ambient in scattering */
261 >        
262 >        /* PMAP: indirect inscattering accounted for by volume photons? */
263 >        if (!volumePhotonMapping) {
264 >                setcolor(ca,
265 >                        colval(r->albedo,RED)*colval(ambval,RED)*(1.-colval(ce,RED)),
266 >                        colval(r->albedo,GRN)*colval(ambval,GRN)*(1.-colval(ce,GRN)),
267 >                        colval(r->albedo,BLU)*colval(ambval,BLU)*(1.-colval(ce,BLU)));
268 >                addcolor(r->rcol, ca);                  /* ambient in scattering */
269 >        }
270 >        
271          srcscatter(r);                          /* source in scattering */
272   }
273  
274  
275 < extern void
275 > void
276   raytexture(                     /* get material modifiers */
277          RAY  *r,
278          OBJECT  mod
279   )
280   {
281 <        register OBJREC  *m;
281 >        OBJREC  *m;
282                                          /* execute textures and patterns */
283          for ( ; mod != OVOID; mod = m->omod) {
284                  m = objptr(mod);
# Line 281 | Line 297 | raytexture(                    /* get material modifiers */
297   }
298  
299  
300 < extern int
300 > int
301   raymixture(             /* mix modifiers */
302 <        register RAY  *r,
302 >        RAY  *r,
303          OBJECT  fore,
304          OBJECT  back,
305          double  coef
# Line 291 | Line 307 | raymixture(            /* mix modifiers */
307   {
308          RAY  fr, br;
309          int  foremat, backmat;
310 <        register int  i;
310 >        int  i;
311                                          /* bound coefficient */
312          if (coef > 1.0)
313                  coef = 1.0;
# Line 302 | Line 318 | raymixture(            /* mix modifiers */
318                                          /* foreground */
319          fr = *r;
320          if (coef > FTINY) {
321 +                fr.rweight *= coef;
322                  scalecolor(fr.rcoef, coef);
323                  foremat = rayshade(&fr, fore);
324          }
325                                          /* background */
326          br = *r;
327          if (coef < 1.0-FTINY) {
328 +                br.rweight *= 1.0-coef;
329                  scalecolor(br.rcoef, 1.0-coef);
330                  backmat = rayshade(&br, back);
331          }
# Line 339 | Line 357 | raymixture(            /* mix modifiers */
357   }
358  
359  
360 < extern double
360 > double
361   raydist(                /* compute (cumulative) ray distance */
362 <        register const RAY  *r,
363 <        register int  flags
362 >        const RAY  *r,
363 >        int  flags
364   )
365   {
366          double  sum = 0.0;
# Line 355 | Line 373 | raydist(               /* compute (cumulative) ray distance */
373   }
374  
375  
376 < extern void
376 > void
377   raycontrib(             /* compute (cumulative) ray contribution */
378 <        double  rc[3],
378 >        RREAL  rc[3],
379          const RAY  *r,
380          int  flags
381   )
# Line 381 | Line 399 | raycontrib(            /* compute (cumulative) ray contribution
399   }
400  
401  
402 < extern double
402 > double
403   raynormal(              /* compute perturbed normal for ray */
404          FVECT  norm,
405 <        register RAY  *r
405 >        RAY  *r
406   )
407   {
408          double  newdot;
409 <        register int  i;
409 >        int  i;
410  
411          /*      The perturbation is added to the surface normal to obtain
412           *  the new normal.  If the new normal would affect the surface
# Line 417 | Line 435 | raynormal(             /* compute perturbed normal for ray */
435   }
436  
437  
438 < extern void
438 > void
439   newrayxf(                       /* get new tranformation matrix for ray */
440          RAY  *r
441   )
# Line 426 | Line 444 | newrayxf(                      /* get new tranformation matrix for ray */
444                  struct xfn  *next;
445                  FULLXF  xf;
446          }  xfseed = { &xfseed }, *xflast = &xfseed;
447 <        register struct xfn  *xp;
448 <        register const RAY  *rp;
447 >        struct xfn  *xp;
448 >        const RAY  *rp;
449  
450          /*
451           * Search for transform in circular list that
# Line 438 | Line 456 | newrayxf(                      /* get new tranformation matrix for ray */
456                  if (rp->rox == &xp->xf) {               /* xp in use */
457                          xp = xp->next;                  /* move to next */
458                          if (xp == xflast) {             /* need new one */
459 <                                xp = (struct xfn *)malloc(sizeof(struct xfn));
459 >                                xp = (struct xfn *)bmalloc(sizeof(struct xfn));
460                                  if (xp == NULL)
461                                          error(SYSTEM,
462                                                  "out of memory in newrayxf");
# Line 455 | Line 473 | newrayxf(                      /* get new tranformation matrix for ray */
473   }
474  
475  
476 < extern void
476 > void
477   flipsurface(                    /* reverse surface orientation */
478 <        register RAY  *r
478 >        RAY  *r
479   )
480   {
481          r->rod = -r->rod;
# Line 470 | Line 488 | flipsurface(                   /* reverse surface orientation */
488   }
489  
490  
491 < extern void
491 > void
492   rayhit(                 /* standard ray hit test */
493          OBJECT  *oset,
494          RAY  *r
# Line 487 | Line 505 | rayhit(                        /* standard ray hit test */
505   }
506  
507  
508 < extern int
508 > int
509   localhit(               /* check for hit in the octree */
510 <        register RAY  *r,
511 <        register CUBE  *scene
510 >        RAY  *r,
511 >        CUBE  *scene
512   )
513   {
514          OBJECT  cxset[MAXCSET+1];       /* set of checked objects */
515          FVECT  curpos;                  /* current cube position */
516          int  sflags;                    /* sign flags */
517          double  t, dt;
518 <        register int  i;
518 >        int  i;
519  
520          nrays++;                        /* increment trace counter */
521          sflags = 0;
# Line 508 | Line 526 | localhit(              /* check for hit in the octree */
526                  else if (r->rdir[i] < -1e-7)
527                          sflags |= 0x10 << i;
528          }
529 <        if (sflags == 0)
530 <                error(CONSISTENCY, "zero ray direction in localhit");
529 >        if (!sflags) {
530 >                error(WARNING, "zero ray direction in localhit");
531 >                return(0);
532 >        }
533                                          /* start off assuming nothing hit */
534          if (r->rmax > FTINY) {          /* except aft plane if one */
535                  r->ro = &Aftplane;
536                  r->rot = r->rmax;
537 <                for (i = 0; i < 3; i++)
518 <                        r->rop[i] = r->rorg[i] + r->rot*r->rdir[i];
537 >                VSUM(r->rop, r->rorg, r->rdir, r->rot);
538          }
539                                          /* find global cube entrance point */
540          t = 0.0;
# Line 538 | Line 557 | localhit(              /* check for hit in the octree */
557                  if (t >= r->rot)        /* clipped already */
558                          return(0);
559                                          /* advance position */
560 <                for (i = 0; i < 3; i++)
542 <                        curpos[i] += r->rdir[i]*t;
560 >                VSUM(curpos, curpos, r->rdir, t);
561  
562                  if (!incube(scene, curpos))     /* non-intersecting ray */
563                          return(0);
# Line 555 | Line 573 | raymove(               /* check for hit as we move */
573          FVECT  pos,                     /* current position, modified herein */
574          OBJECT  *cxs,                   /* checked objects, modified by checkhit */
575          int  dirf,                      /* direction indicators to speed tests */
576 <        register RAY  *r,
577 <        register CUBE  *cu
576 >        RAY  *r,
577 >        CUBE  *cu
578   )
579   {
580          int  ax;
# Line 564 | Line 582 | raymove(               /* check for hit as we move */
582  
583          if (istree(cu->cutree)) {               /* recurse on subcubes */
584                  CUBE  cukid;
585 <                register int  br, sgn;
585 >                int  br, sgn;
586  
587                  cukid.cusize = cu->cusize * 0.5;        /* find subcube */
588                  VCOPY(cukid.cuorg, cu->cuorg);
# Line 630 | Line 648 | raymove(               /* check for hit as we move */
648                          ax = 2;
649                  }
650          }
651 <        pos[0] += r->rdir[0]*t;
634 <        pos[1] += r->rdir[1]*t;
635 <        pos[2] += r->rdir[2]*t;
651 >        VSUM(pos, pos, r->rdir, t);
652          return(ax);
653   }
654  
655  
656   static int
657   checkhit(               /* check for hit in full cube */
658 <        register RAY  *r,
658 >        RAY  *r,
659          CUBE  *cu,
660          OBJECT  *cxs
661   )
# Line 660 | Line 676 | checkhit(              /* check for hit in full cube */
676  
677   static void
678   checkset(               /* modify checked set and set to check */
679 <        register OBJECT  *os,                   /* os' = os - cs */
680 <        register OBJECT  *cs                    /* cs' = cs + os */
679 >        OBJECT  *os,                    /* os' = os - cs */
680 >        OBJECT  *cs                     /* cs' = cs + os */
681   )
682   {
683          OBJECT  cset[MAXCSET+MAXSET+1];
684 <        register int  i, j;
684 >        int  i, j;
685          int  k;
686                                          /* copy os in place, cset <- cs */
687          cset[0] = 0;

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