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

Comparing ray/src/rt/raytrace.c (file contents):
Revision 2.28 by greg, Fri Mar 7 16:58:54 1997 UTC vs.
Revision 2.47 by greg, Thu Apr 14 18:04:12 2005 UTC

# Line 1 | Line 1
1 – /* Copyright (c) 1996 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"
18 –
15   #include  "otspecial.h"
16  
17   #define  MAXCSET        ((MAXSET+1)*2-1)        /* maximum check set size */
18  
23 – extern CUBE  thescene;                  /* our scene */
24 – extern int  maxdepth;                   /* maximum recursion depth */
25 – extern double  minweight;               /* minimum ray weight */
26 – extern int  do_irrad;                   /* compute irradiance? */
27 – extern COLOR  ambval;                   /* ambient value */
28 –
29 – extern COLOR  cextinction;              /* global extinction coefficient */
30 – extern COLOR  salbedo;                  /* global scattering albedo */
31 – extern double  seccg;                   /* global scattering eccentricity */
32 – extern double  ssampdist;               /* scatter sampling distance */
33 –
19   unsigned long  raynum = 0;              /* next unique ray number */
20   unsigned long  nrays = 0;               /* number of calls to localhit */
21  
22 < static FLOAT  Lambfa[5] = {PI, PI, PI, 0.0, 0.0};
22 > static RREAL  Lambfa[5] = {PI, PI, PI, 0.0, 0.0};
23   OBJREC  Lamb = {
24          OVOID, MAT_PLASTIC, "Lambertian",
25          {0, 5, NULL, Lambfa}, NULL,
# Line 42 | Line 27 | OBJREC  Lamb = {
27  
28   OBJREC  Aftplane;                       /* aft clipping plane object */
29  
45 – static int  raymove(), checkset(), checkhit();
46 –
47 – #define  MAXLOOP        128             /* modifier loop detection */
48 –
30   #define  RAYHIT         (-1)            /* return value for intercepted ray */
31  
32 + static int raymove(FVECT  pos, OBJECT  *cxs, int  dirf, RAY  *r, CUBE  *cu);
33 + static int checkhit(RAY  *r, CUBE  *cu, OBJECT  *cxs);
34 + static void checkset(OBJECT  *os, OBJECT  *cs);
35  
36 < rayorigin(r, ro, rt, rw)                /* start new ray from old one */
37 < register RAY  *r, *ro;
38 < int  rt;
39 < double  rw;
36 >
37 > extern int
38 > rayorigin(              /* start new ray from old one */
39 >        register RAY  *r,
40 >        register RAY  *ro,
41 >        int  rt,
42 >        double  rw
43 > )
44   {
45 +        double  re;
46 +
47          if ((r->parent = ro) == NULL) {         /* primary ray */
48                  r->rlvl = 0;
49                  r->rweight = rw;
# Line 65 | Line 55 | double  rw;
55                  copycolor(r->albedo, salbedo);
56                  r->gecc = seccg;
57                  r->slights = NULL;
58 +        } else if (ro->rot >= FHUGE) {          /* illegal continuation */
59 +                memset(r, 0, sizeof(RAY));
60 +                return(-1);
61          } else {                                /* spawned ray */
62                  r->rlvl = ro->rlvl;
63                  if (rt & RAYREFL) {
# Line 82 | Line 75 | double  rw;
75                  copycolor(r->albedo, ro->albedo);
76                  r->gecc = ro->gecc;
77                  r->slights = ro->slights;
85 –                r->rweight = ro->rweight * rw;
78                  r->crtype = ro->crtype | (r->rtype = rt);
79                  VCOPY(r->rorg, ro->rop);
80 +                r->rweight = ro->rweight * rw;
81 +                                                /* estimate absorption */
82 +                re = colval(ro->cext,RED) < colval(ro->cext,GRN) ?
83 +                                colval(ro->cext,RED) : colval(ro->cext,GRN);
84 +                if (colval(ro->cext,BLU) < re) re = colval(ro->cext,BLU);
85 +                if (re > 0.)
86 +                        r->rweight *= exp(-re*ro->rot);
87          }
88          rayclear(r);
89          return(r->rlvl <= maxdepth && r->rweight >= minweight ? 0 : -1);
90   }
91  
92  
93 < rayclear(r)                     /* clear a ray for (re)evaluation */
94 < register RAY  *r;
93 > extern void
94 > rayclear(                       /* clear a ray for (re)evaluation */
95 >        register RAY  *r
96 > )
97   {
98          r->rno = raynum++;
99          r->newcset = r->clipset;
100 +        r->hitf = rayhit;
101          r->robj = OVOID;
102          r->ro = NULL;
103 <        r->rot = FHUGE;
103 >        r->rox = NULL;
104 >        r->rt = r->rot = FHUGE;
105          r->pert[0] = r->pert[1] = r->pert[2] = 0.0;
106 +        r->uv[0] = r->uv[1] = 0.0;
107          setcolor(r->pcol, 1.0, 1.0, 1.0);
108          setcolor(r->rcol, 0.0, 0.0, 0.0);
105 –        r->rt = 0.0;
109   }
110  
111  
112 < raytrace(r)                     /* trace a ray and compute its value */
113 < RAY  *r;
112 > extern void
113 > raytrace(                       /* trace a ray and compute its value */
114 >        RAY  *r
115 > )
116   {
112 –        extern int  (*trace)();
113 –
117          if (localhit(r, &thescene))
118                  raycont(r);             /* hit local surface, evaluate */
119          else if (r->ro == &Aftplane) {
# Line 126 | Line 129 | RAY  *r;
129   }
130  
131  
132 < raycont(r)                      /* check for clipped object and continue */
133 < register RAY  *r;
132 > extern void
133 > raycont(                        /* check for clipped object and continue */
134 >        register RAY  *r
135 > )
136   {
137          if ((r->clipset != NULL && inset(r->clipset, r->ro->omod)) ||
138                          !rayshade(r, r->ro->omod))
# Line 135 | Line 140 | register RAY  *r;
140   }
141  
142  
143 < raytrans(r)                     /* transmit ray as is */
144 < register RAY  *r;
143 > extern void
144 > raytrans(                       /* transmit ray as is */
145 >        register RAY  *r
146 > )
147   {
148          RAY  tr;
149  
# Line 149 | Line 156 | register RAY  *r;
156   }
157  
158  
159 < rayshade(r, mod)                /* shade ray r with material mod */
160 < register RAY  *r;
161 < int  mod;
159 > extern int
160 > rayshade(               /* shade ray r with material mod */
161 >        register RAY  *r,
162 >        int  mod
163 > )
164   {
156 –        static int  depth = 0;
157 –        int  gotmat;
165          register OBJREC  *m;
166 <                                        /* check for infinite loop */
160 <        if (depth++ >= MAXLOOP)
161 <                objerror(r->ro, USER, "possible modifier loop");
166 >
167          r->rt = r->rot;                 /* set effective ray length */
168 <        for (gotmat = 0; !gotmat && mod != OVOID; mod = m->omod) {
168 >        for ( ; mod != OVOID; mod = m->omod) {
169                  m = objptr(mod);
170                  /****** unnecessary test since modifier() is always called
171                  if (!ismodifier(m->otype)) {
# Line 169 | Line 174 | int  mod;
174                  }
175                  ******/
176                                          /* hack for irradiance calculation */
177 <                if (do_irrad && !(r->crtype & ~(PRIMARY|TRANS))) {
177 >                if (do_irrad && !(r->crtype & ~(PRIMARY|TRANS)) &&
178 >                                m->otype != MAT_CLIP &&
179 >                                (ofun[m->otype].flags & (T_M|T_X))) {
180                          if (irr_ignore(m->otype)) {
174 –                                depth--;
181                                  raytrans(r);
182                                  return(1);
183                          }
184                          if (!islight(m->otype))
185                                  m = &Lamb;
186                  }
187 <                                        /* materials call raytexture */
188 <                gotmat = (*ofun[m->otype].funp)(m, r);
187 >                if ((*ofun[m->otype].funp)(m, r))
188 >                        return(1);      /* materials call raytexture() */
189          }
190 <        depth--;
185 <        return(gotmat);
190 >        return(0);                      /* no material! */
191   }
192  
193  
194 < rayparticipate(r)                       /* compute ray medium participation */
195 < register RAY  *r;
194 > extern void
195 > rayparticipate(                 /* compute ray medium participation */
196 >        register RAY  *r
197 > )
198   {
199          COLOR   ce, ca;
200          double  re, ge, be;
# Line 217 | Line 224 | register RAY  *r;
224   }
225  
226  
227 < raytexture(r, mod)                      /* get material modifiers */
228 < RAY  *r;
229 < int  mod;
227 > extern void
228 > raytexture(                     /* get material modifiers */
229 >        RAY  *r,
230 >        OBJECT  mod
231 > )
232   {
224 –        static int  depth = 0;
233          register OBJREC  *m;
226 –                                        /* check for infinite loop */
227 –        if (depth++ >= MAXLOOP)
228 –                objerror(r->ro, USER, "modifier loop");
234                                          /* execute textures and patterns */
235          for ( ; mod != OVOID; mod = m->omod) {
236                  m = objptr(mod);
# Line 241 | Line 246 | int  mod;
246                          objerror(r->ro, USER, errmsg);
247                  }
248          }
244 –        depth--;                        /* end here */
249   }
250  
251  
252 < raymixture(r, fore, back, coef)         /* mix modifiers */
253 < register RAY  *r;
254 < OBJECT  fore, back;
255 < double  coef;
252 > extern int
253 > raymixture(             /* mix modifiers */
254 >        register RAY  *r,
255 >        OBJECT  fore,
256 >        OBJECT  back,
257 >        double  coef
258 > )
259   {
260          RAY  fr, br;
261          int  foremat, backmat;
# Line 261 | Line 268 | double  coef;
268                                          /* compute foreground and background */
269          foremat = backmat = 0;
270                                          /* foreground */
271 <        copystruct(&fr, r);
271 >        fr = *r;
272          if (coef > FTINY)
273                  foremat = rayshade(&fr, fore);
274                                          /* background */
275 <        copystruct(&br, r);
275 >        br = *r;
276          if (coef < 1.0-FTINY)
277                  backmat = rayshade(&br, back);
278                                          /* check for transparency */
279 <        if (backmat ^ foremat)
280 <                if (backmat)
279 >        if (backmat ^ foremat) {
280 >                if (backmat && coef > FTINY)
281                          raytrans(&fr);
282 <                else
282 >                else if (foremat && coef < 1.0-FTINY)
283                          raytrans(&br);
284 +        }
285                                          /* mix perturbations */
286          for (i = 0; i < 3; i++)
287                  r->pert[i] = coef*fr.pert[i] + (1.0-coef)*br.pert[i];
# Line 295 | Line 303 | double  coef;
303   }
304  
305  
306 < double
307 < raydist(r, flags)               /* compute (cumulative) ray distance */
308 < register RAY  *r;
309 < register int  flags;
306 > extern double
307 > raydist(                /* compute (cumulative) ray distance */
308 >        register RAY  *r,
309 >        register int  flags
310 > )
311   {
312          double  sum = 0.0;
313  
# Line 310 | Line 319 | register int  flags;
319   }
320  
321  
322 < double
323 < raynormal(norm, r)              /* compute perturbed normal for ray */
324 < FVECT  norm;
325 < register RAY  *r;
322 > extern double
323 > raynormal(              /* compute perturbed normal for ray */
324 >        FVECT  norm,
325 >        register RAY  *r
326 > )
327   {
328          double  newdot;
329          register int  i;
# Line 345 | Line 355 | register RAY  *r;
355   }
356  
357  
358 < newrayxf(r)                     /* get new tranformation matrix for ray */
359 < RAY  *r;
358 > extern void
359 > newrayxf(                       /* get new tranformation matrix for ray */
360 >        RAY  *r
361 > )
362   {
363          static struct xfn {
364                  struct xfn  *next;
# Line 364 | Line 376 | RAY  *r;
376                  if (rp->rox == &xp->xf) {               /* xp in use */
377                          xp = xp->next;                  /* move to next */
378                          if (xp == xflast) {             /* need new one */
379 <                                xp = (struct xfn *)bmalloc(sizeof(struct xfn));
379 >                                xp = (struct xfn *)malloc(sizeof(struct xfn));
380                                  if (xp == NULL)
381                                          error(SYSTEM,
382                                                  "out of memory in newrayxf");
# Line 381 | Line 393 | RAY  *r;
393   }
394  
395  
396 < flipsurface(r)                  /* reverse surface orientation */
397 < register RAY  *r;
396 > extern void
397 > flipsurface(                    /* reverse surface orientation */
398 >        register RAY  *r
399 > )
400   {
401          r->rod = -r->rod;
402          r->ron[0] = -r->ron[0];
# Line 394 | Line 408 | register RAY  *r;
408   }
409  
410  
411 < localhit(r, scene)              /* check for hit in the octree */
412 < register RAY  *r;
413 < register CUBE  *scene;
411 > extern void
412 > rayhit(                 /* standard ray hit test */
413 >        OBJECT  *oset,
414 >        RAY  *r
415 > )
416   {
417 +        OBJREC  *o;
418 +        int     i;
419 +
420 +        for (i = oset[0]; i > 0; i--) {
421 +                o = objptr(oset[i]);
422 +                if ((*ofun[o->otype].funp)(o, r))
423 +                        r->robj = oset[i];
424 +        }
425 + }
426 +
427 +
428 + extern int
429 + localhit(               /* check for hit in the octree */
430 +        register RAY  *r,
431 +        register CUBE  *scene
432 + )
433 + {
434          OBJECT  cxset[MAXCSET+1];       /* set of checked objects */
435          FVECT  curpos;                  /* current cube position */
436          int  sflags;                    /* sign flags */
# Line 451 | Line 484 | register CUBE  *scene;
484          }
485          cxset[0] = 0;
486          raymove(curpos, cxset, sflags, r, scene);
487 <        return(r->ro != NULL & r->ro != &Aftplane);
487 >        return((r->ro != NULL) & (r->ro != &Aftplane));
488   }
489  
490  
491   static int
492 < raymove(pos, cxs, dirf, r, cu)          /* check for hit as we move */
493 < FVECT  pos;                     /* current position, modified herein */
494 < OBJECT  *cxs;                   /* checked objects, modified by checkhit */
495 < int  dirf;                      /* direction indicators to speed tests */
496 < register RAY  *r;
497 < register CUBE  *cu;
492 > raymove(                /* check for hit as we move */
493 >        FVECT  pos,                     /* current position, modified herein */
494 >        OBJECT  *cxs,                   /* checked objects, modified by checkhit */
495 >        int  dirf,                      /* direction indicators to speed tests */
496 >        register RAY  *r,
497 >        register CUBE  *cu
498 > )
499   {
500          int  ax;
501          double  dt, t;
# Line 541 | Line 575 | register CUBE  *cu;
575   }
576  
577  
578 < static
579 < checkhit(r, cu, cxs)            /* check for hit in full cube */
580 < register RAY  *r;
581 < CUBE  *cu;
582 < OBJECT  *cxs;
578 > static int
579 > checkhit(               /* check for hit in full cube */
580 >        register RAY  *r,
581 >        CUBE  *cu,
582 >        OBJECT  *cxs
583 > )
584   {
585          OBJECT  oset[MAXSET+1];
551 –        register OBJREC  *o;
552 –        register int  i;
586  
587          objset(oset, cu->cutree);
588 <        checkset(oset, cxs);                    /* eliminate double-checking */
589 <        for (i = oset[0]; i > 0; i--) {
590 <                o = objptr(oset[i]);
591 <                if ((*ofun[o->otype].funp)(o, r))
592 <                        r->robj = oset[i];
560 <        }
561 <        if (r->ro == NULL)
588 >        checkset(oset, cxs);                    /* avoid double-checking */
589 >
590 >        (*r->hitf)(oset, r);                    /* test for hit in set */
591 >
592 >        if (r->robj == OVOID)
593                  return(0);                      /* no scores yet */
594  
595          return(incube(cu, r->rop));             /* hit OK if in current cube */
596   }
597  
598  
599 < static
600 < checkset(os, cs)                /* modify checked set and set to check */
601 < register OBJECT  *os;                   /* os' = os - cs */
602 < register OBJECT  *cs;                   /* cs' = cs + os */
599 > static void
600 > checkset(               /* modify checked set and set to check */
601 >        register OBJECT  *os,                   /* os' = os - cs */
602 >        register OBJECT  *cs                    /* cs' = cs + os */
603 > )
604   {
605          OBJECT  cset[MAXCSET+MAXSET+1];
606          register int  i, j;

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