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

Comparing ray/src/rt/raytrace.c (file contents):
Revision 1.6 by greg, Mon Oct 16 18:57:02 1989 UTC vs.
Revision 2.97 by greg, Fri Jun 20 23:21:33 2025 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        128             /* 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 SCOLOR rc
45 > )
46   {
47 +        double  rw, re;
48 +                                                /* assign coefficient/weight */
49 +        if (rc == NULL) {
50 +                rw = 1.0;
51 +                setscolor(r->rcoef, 1., 1., 1.);
52 +        } else {
53 +                rw = sintens((COLORV *)rc);
54 +                if (rw > 1.0)
55 +                        rw = 1.0;               /* avoid calculation growth */
56 +                if (rc != r->rcoef)
57 +                        copyscolor(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 +                r->rsrc = ro->rsrc;
77                  if (rt & RAYREFL) {
78                          r->rlvl++;
79 <                        r->rsrc = -1;
79 >                        if (r->rsrc >= 0)       /* malfunctioning material? */
80 >                                r->rsrc = -1;
81                          r->clipset = ro->clipset;
82 +                        r->rmax = 0.0;
83                  } else {
48                        r->rsrc = ro->rsrc;
84                          r->clipset = ro->newcset;
85 +                        r->rmax = (ro->rmax > FTINY)*(ro->rmax - ro->rot);
86                  }
87 <                r->rweight = ro->rweight * rw;
87 >                r->revf = ro->revf;
88 >                copycolor(r->cext, ro->cext);
89 >                copycolor(r->albedo, ro->albedo);
90 >                r->gecc = ro->gecc;
91 >                r->slights = ro->slights;
92                  r->crtype = ro->crtype | (r->rtype = rt);
93                  VCOPY(r->rorg, ro->rop);
94 +                r->rweight = ro->rweight * rw;
95 +                                                /* estimate extinction */
96 +                re = colval(ro->cext,RED) < colval(ro->cext,GRN) ?
97 +                                colval(ro->cext,RED) : colval(ro->cext,GRN);
98 +                if (colval(ro->cext,BLU) < re) re = colval(ro->cext,BLU);
99 +                re *= ro->rot;
100 +                if (re > 0.1) {
101 +                        if (re > 92.) {
102 +                                r->rweight = 0.0;
103 +                        } else {
104 +                                r->rweight *= exp(-re);
105 +                        }
106 +                }
107          }
108 <        r->rno = nrays;
108 >        rayclear(r);
109 >        if (r->rweight <= 0.0)                  /* check for expiration */
110 >                return(-1);
111 >        if (r->crtype & SHADOW)                 /* shadow commitment */
112 >                return(0);
113 >                                                /* ambient in photon map? */
114 >        if (ro != NULL && ro->crtype & AMBIENT) {
115 >                if (causticPhotonMapping)
116 >                        return(-1);
117 >                if (photonMapping && rt != TRANS)
118 >                        return(-1);
119 >        }
120 >        if ((maxdepth <= 0) & (rc != NULL)) {   /* Russian roulette */
121 >                if (minweight <= 0.0)
122 >                        error(USER, "zero ray weight in Russian roulette");
123 >                if ((maxdepth < 0) & (r->rlvl > -maxdepth))
124 >                        return(-1);             /* upper reflection limit */
125 >                if (r->rweight >= minweight)
126 >                        return(0);
127 >                if (frandom() > r->rweight/minweight)
128 >                        return(-1);
129 >                rw = minweight/r->rweight;      /* promote survivor */
130 >                scalescolor(r->rcoef, rw);
131 >                r->rweight = minweight;
132 >                return(0);
133 >        }
134 >        return((r->rweight >= minweight) & (r->rlvl <= abs(maxdepth)) ? 0 : -1);
135 > }
136 >
137 >
138 > void
139 > rayclear(                       /* clear a ray for (re)evaluation */
140 >        RAY  *r
141 > )
142 > {
143 >        r->rno = raynum++;
144          r->newcset = r->clipset;
145 +        r->hitf = rayhit;
146 +        r->robj = OVOID;
147          r->ro = NULL;
148 <        r->rot = FHUGE;
148 >        r->rox = NULL;
149 >        r->rxt = r->rmt = r->rot = FHUGE;
150 >        VCOPY(r->rop, r->rorg);
151 >        r->ron[0] = -r->rdir[0]; r->ron[1] = -r->rdir[1]; r->ron[2] = -r->rdir[2];
152 >        r->rod = 1.0;
153          r->pert[0] = r->pert[1] = r->pert[2] = 0.0;
154 <        setcolor(r->pcol, 1.0, 1.0, 1.0);
155 <        setcolor(r->rcol, 0.0, 0.0, 0.0);
156 <        return(r->rlvl <= maxdepth && r->rweight >= minweight ? 0 : -1);
154 >        r->rflips = 0;
155 >        r->uv[0] = r->uv[1] = 0.0;
156 >        setscolor(r->pcol, 1.0, 1.0, 1.0);
157 >        scolorblack(r->mcol);
158 >        scolorblack(r->rcol);
159   }
160  
161  
162 < rayvalue(r)                     /* compute a ray's value */
163 < register RAY  *r;
162 > void
163 > raytrace(                       /* trace a ray and compute its value */
164 >        RAY  *r
165 > )
166   {
167 <        extern int  (*trace)();
167 >        if (localhit(r, &thescene))
168 >                raycont(r);             /* hit local surface, evaluate */
169 >        else if (r->ro == &Aftplane) {
170 >                r->ro = NULL;           /* hit aft clipping plane */
171 >                r->rot = FHUGE;
172 >        } else if (sourcehit(r))
173 >                rayshade(r, r->ro->omod);       /* distant source */
174  
71        if (localhit(r, &thescene) || sourcehit(r))
72                rayshade(r, r->ro->omod);
73
175          if (trace != NULL)
176                  (*trace)(r);            /* trace execution */
177 +
178 +        rayparticipate(r);              /* for participating medium */
179   }
180  
181  
182 < raytrans(r)                     /* transmit ray as is */
183 < RAY  *r;
182 > void
183 > raycont(                        /* check for clipped object and continue */
184 >        RAY  *r
185 > )
186   {
187 +        if ((r->clipset != NULL && inset(r->clipset, r->ro->omod)) ||
188 +                        !rayshade(r, r->ro->omod))
189 +                raytrans(r);
190 + }
191 +
192 +
193 + void
194 + raytrans(                       /* transmit ray as is */
195 +        RAY  *r
196 + )
197 + {
198          RAY  tr;
199  
200 <        if (rayorigin(&tr, r, TRANS, 1.0) == 0) {
201 <                VCOPY(tr.rdir, r->rdir);
202 <                rayvalue(&tr);
203 <                copycolor(r->rcol, tr.rcol);
204 <        }
200 >        rayorigin(&tr, TRANS, r, NULL);         /* always continue */
201 >        VCOPY(tr.rdir, r->rdir);
202 >        rayvalue(&tr);
203 >        copyscolor(r->mcol, tr.mcol);
204 >        copyscolor(r->rcol, tr.rcol);
205 >        r->rmt = r->rot + tr.rmt;
206 >        r->rxt = r->rot + tr.rxt;
207   }
208  
209  
210 < rayshade(r, mod)                /* shade ray r with material mod */
211 < register RAY  *r;
212 < int  mod;
210 > int
211 > raytirrad(                      /* irradiance hack */
212 >        OBJREC  *m,
213 >        RAY     *r
214 > )
215   {
216 <        static int  depth = 0;
217 <        register OBJREC  *m;
218 <                                        /* check for clipped surface */
219 <        if (r->clipset != NULL && r->rot < FHUGE &&
220 <                        inset(r->clipset, mod)) {
221 <                raytrans(r);
222 <                return;
216 >        if (m->otype != MAT_CLIP && ismaterial(m->otype)) {
217 >                if (istransp(m) || isBSDFproxy(m)) {
218 >                        raytrans(r);
219 >                        return(1);
220 >                }
221 >                if (!islight(m->otype)) {
222 >                        setscolor(r->pcol, 1.0, 1.0, 1.0);
223 >                        return((*ofun[Lamb.otype].funp)(&Lamb, r));
224 >                }
225          }
226 <                                        /* check for infinite loop */
227 <        if (depth++ >= MAXLOOP)
228 <                objerror(r->ro, USER, "possible modifier loop");
226 >        return(0);              /* not a qualifying surface */
227 > }
228 >
229 >
230 > int
231 > rayshade(               /* shade ray r with material mod */
232 >        RAY  *r,
233 >        int  mod
234 > )
235 > {
236 >        int     tst_irrad = do_irrad && !(r->crtype & ~(PRIMARY|TRANS));
237 >        OBJREC  *m;
238 >
239 >        r->rxt = r->rot;                /* preset effective ray length */
240          for ( ; mod != OVOID; mod = m->omod) {
241                  m = objptr(mod);
242                  /****** unnecessary test since modifier() is always called
# Line 112 | Line 245 | int  mod;
245                          error(USER, errmsg);
246                  }
247                  ******/
248 <                (*ofun[m->otype].funp)(m, r);   /* execute function */
249 <                m->lastrno = r->rno;
250 <                if (ismaterial(m->otype)) {     /* materials call raytexture */
251 <                        depth--;
252 <                        return;         /* we're done */
253 <                }
248 >                                        /* hack for irradiance calculation */
249 >                if (tst_irrad && raytirrad(m, r))
250 >                        return(1);
251 >
252 >                if ((*ofun[m->otype].funp)(m, r))
253 >                        return(1);      /* materials call raytexture() */
254          }
255 <        objerror(r->ro, USER, "material not found");
255 >        return(0);                      /* no material! */
256   }
257  
258  
259 < raytexture(r, mod)                      /* get material modifiers */
260 < RAY  *r;
261 < int  mod;
259 > void
260 > rayparticipate(                 /* compute ray medium participation */
261 >        RAY  *r
262 > )
263   {
264 <        static int  depth = 0;
265 <        register OBJREC  *m;
266 <                                        /* check for infinite loop */
267 <        if (depth++ >= MAXLOOP)
268 <                objerror(r->ro, USER, "modifier loop");
264 >        COLOR   ce;
265 >        double  re, ge, be;
266 >
267 >        if (intens(r->cext) <= 1./FHUGE)
268 >                return;                         /* no medium */
269 >        re = r->rot*colval(r->cext,RED);
270 >        ge = r->rot*colval(r->cext,GRN);
271 >        be = r->rot*colval(r->cext,BLU);
272 >        if (r->crtype & SHADOW) {               /* no scattering for sources */
273 >                re *= 1. - colval(r->albedo,RED);
274 >                ge *= 1. - colval(r->albedo,GRN);
275 >                be *= 1. - colval(r->albedo,BLU);
276 >        }
277 >        setcolor(ce,    re<=FTINY ? 1. : re>92. ? 0. : exp(-re),
278 >                        ge<=FTINY ? 1. : ge>92. ? 0. : exp(-ge),
279 >                        be<=FTINY ? 1. : be>92. ? 0. : exp(-be));
280 >        smultcolor(r->rcol, ce);                /* path extinction */
281 >        if (r->crtype & SHADOW || intens(r->albedo) <= FTINY)
282 >                return;                         /* no scattering */
283 >        
284 >        /* PMAP: indirect inscattering accounted for by volume photons? */
285 >        if (!volumePhotonMapping) {
286 >                SCOLOR  ca;
287 >                setscolor(ca,
288 >                        colval(r->albedo,RED)*colval(ambval,RED)*(1.-colval(ce,RED)),
289 >                        colval(r->albedo,GRN)*colval(ambval,GRN)*(1.-colval(ce,GRN)),
290 >                        colval(r->albedo,BLU)*colval(ambval,BLU)*(1.-colval(ce,BLU)));
291 >                saddscolor(r->rcol, ca);        /* ambient in scattering */
292 >        }
293 >        
294 >        srcscatter(r);                          /* source in scattering */
295 > }
296 >
297 >
298 > void
299 > raytexture(                     /* get material modifiers */
300 >        RAY  *r,
301 >        OBJECT  mod
302 > )
303 > {
304 >        OBJREC  *m;
305                                          /* execute textures and patterns */
306          for ( ; mod != OVOID; mod = m->omod) {
307                  m = objptr(mod);
308 <                if (!istexture(m->otype)) {
308 >                /****** unnecessary test since modifier() is always called
309 >                if (!ismodifier(m->otype)) {
310                          sprintf(errmsg, "illegal modifier \"%s\"", m->oname);
311                          error(USER, errmsg);
312                  }
313 <                (*ofun[m->otype].funp)(m, r);
314 <                m->lastrno = r->rno;
313 >                ******/
314 >                if ((*ofun[m->otype].funp)(m, r)) {
315 >                        sprintf(errmsg, "conflicting material \"%s\"",
316 >                                        m->oname);
317 >                        objerror(r->ro, USER, errmsg);
318 >                }
319          }
145        depth--;                        /* end here */
320   }
321  
322  
323 < raymixture(r, fore, back, coef)         /* mix modifiers */
324 < register RAY  *r;
325 < OBJECT  fore, back;
326 < double  coef;
323 > int
324 > raymixture(             /* mix modifiers */
325 >        RAY  *r,
326 >        OBJECT  fore,
327 >        OBJECT  back,
328 >        double  coef
329 > )
330   {
331 <        FVECT  curpert, forepert, backpert;
332 <        COLOR  curpcol, forepcol, backpcol;
333 <        register int  i;
334 <                                        /* clip coefficient */
331 >        RAY  fr, br;
332 >        double  mfore, mback;
333 >        int  foremat, backmat;
334 >        int  i;
335 >                                        /* bound coefficient */
336          if (coef > 1.0)
337                  coef = 1.0;
338          else if (coef < 0.0)
339                  coef = 0.0;
340 <                                        /* save current mods */
341 <        VCOPY(curpert, r->pert);
342 <        copycolor(curpcol, r->pcol);
343 <                                        /* compute new mods */
344 <                                                /* foreground */
345 <        r->pert[0] = r->pert[1] = r->pert[2] = 0.0;
346 <        setcolor(r->pcol, 1.0, 1.0, 1.0);
347 <        if (fore != OVOID && coef > FTINY)
348 <                raytexture(r, fore);
349 <        VCOPY(forepert, r->pert);
350 <        copycolor(forepcol, r->pcol);
351 <                                                /* background */
352 <        r->pert[0] = r->pert[1] = r->pert[2] = 0.0;
353 <        setcolor(r->pcol, 1.0, 1.0, 1.0);
354 <        if (back != OVOID && coef < 1.0-FTINY)
355 <                raytexture(r, back);
356 <        VCOPY(backpert, r->pert);
357 <        copycolor(backpcol, r->pcol);
358 <                                        /* sum perturbations */
340 >                                        /* compute foreground and background */
341 >        foremat = backmat = 0;
342 >                                        /* foreground */
343 >        fr = *r;
344 >        if (coef > FTINY) {
345 >                fr.rweight *= coef;
346 >                scalescolor(fr.rcoef, coef);
347 >                foremat = rayshade(&fr, fore);
348 >        }
349 >                                        /* background */
350 >        br = *r;
351 >        if (coef < 1.0-FTINY) {
352 >                br.rweight *= 1.0-coef;
353 >                scalescolor(br.rcoef, 1.0-coef);
354 >                backmat = rayshade(&br, back);
355 >        }
356 >                                        /* check for transparency */
357 >        if (backmat ^ foremat) {
358 >                if (backmat && coef > FTINY)
359 >                        raytrans(&fr);
360 >                else if (foremat && coef < 1.0-FTINY)
361 >                        raytrans(&br);
362 >        }
363 >                                        /* mix perturbations */
364          for (i = 0; i < 3; i++)
365 <                r->pert[i] = curpert[i] + coef*forepert[i] +
366 <                                (1.0-coef)*backpert[i];
367 <                                        /* multiply colors */
368 <        setcolor(r->pcol, coef*colval(forepcol,RED) +
369 <                                (1.0-coef)*colval(backpcol,RED),
370 <                        coef*colval(forepcol,GRN) +
371 <                                (1.0-coef)*colval(backpcol,GRN),
372 <                        coef*colval(forepcol,BLU) +
373 <                                (1.0-coef)*colval(backpcol,BLU));
374 <        multcolor(r->pcol, curpcol);
365 >                r->pert[i] = coef*fr.pert[i] + (1.0-coef)*br.pert[i];
366 >                                        /* mix pattern colors */
367 >        scalescolor(fr.pcol, coef);
368 >        scalescolor(br.pcol, 1.0-coef);
369 >        copyscolor(r->pcol, fr.pcol);
370 >        saddscolor(r->pcol, br.pcol);
371 >                                        /* return value tells if material */
372 >        if (!foremat & !backmat)
373 >                return(0);
374 >                                        /* mix returned ray values */
375 >        scalescolor(fr.rcol, coef);
376 >        scalescolor(br.rcol, 1.0-coef);
377 >        copyscolor(r->rcol, fr.rcol);
378 >        saddscolor(r->rcol, br.rcol);
379 >        scalescolor(fr.mcol, coef);
380 >        scalescolor(br.mcol, 1.0-coef);
381 >        copyscolor(r->mcol, fr.mcol);
382 >        saddscolor(r->mcol, br.mcol);
383 >        mfore = pbright(fr.mcol); mback = pbright(br.mcol);
384 >        r->rmt = mfore > mback ? fr.rmt : br.rmt;
385 >        r->rxt = pbright(fr.rcol)-mfore > pbright(br.rcol)-mback ?
386 >                        fr.rxt : br.rxt;
387 >        return(1);
388   }
389  
390  
391   double
392 < raynormal(norm, r)              /* compute perturbed normal for ray */
393 < FVECT  norm;
394 < register RAY  *r;
392 > raydist(                /* compute (cumulative) ray distance */
393 >        const RAY  *r,
394 >        int  flags
395 > )
396   {
397 +        double  sum = 0.0;
398 +
399 +        while (r != NULL && r->crtype&flags) {
400 +                sum += r->rot;
401 +                r = r->parent;
402 +        }
403 +        return(sum);
404 + }
405 +
406 +
407 + void
408 + raycontrib(             /* compute (cumulative) ray contribution */
409 +        SCOLOR  rc,
410 +        const RAY  *r,
411 +        int  flags
412 + )
413 + {
414 +        static int      warnedPM = 0;
415 +        double          re, ge, be;
416 +        SCOLOR          ce;
417 +
418 +        setscolor(rc, 1., 1., 1.);
419 +        re = ge = be = 0.;
420 +
421 +        while (r != NULL && r->crtype&flags) {
422 +                                        /* include this ray coefficient */
423 +                smultscolor(rc, r->rcoef);
424 +                                        /* check participating medium */
425 +                if (!warnedPM && bright(r->albedo) > FTINY) {
426 +                        error(WARNING,
427 +        "ray contribution calculation does not support participating media");
428 +                        warnedPM++;
429 +                }
430 +                                        /* sum PM extinction */
431 +                re += r->rot*colval(r->cext,RED);
432 +                ge += r->rot*colval(r->cext,GRN);
433 +                be += r->rot*colval(r->cext,BLU);
434 +                                        /* descend the tree */
435 +                r = r->parent;
436 +        }
437 +                                        /* cumulative extinction */
438 +        setscolor(ce,   re<=FTINY ? 1. : re>92. ? 0. : exp(-re),
439 +                        ge<=FTINY ? 1. : ge>92. ? 0. : exp(-ge),
440 +                        be<=FTINY ? 1. : be>92. ? 0. : exp(-be));
441 +        smultscolor(rc, ce);
442 + }
443 +
444 +
445 + double
446 + raynormal(              /* compute perturbed normal for ray */
447 +        FVECT  norm,
448 +        RAY  *r
449 + )
450 + {
451          double  newdot;
452 <        register int  i;
452 >        int  i;
453  
454          /*      The perturbation is added to the surface normal to obtain
455           *  the new normal.  If the new normal would affect the surface
# Line 206 | Line 457 | register RAY  *r;
457           *  still fraught with problems since reflected rays and similar
458           *  directions calculated from the surface normal may spawn rays behind
459           *  the surface.  The only solution is to curb textures at high
460 <         *  incidence (Rdot << 1).
460 >         *  incidence (namely, keep DOT(rdir,pert) < Rdot).
461           */
462  
463          for (i = 0; i < 3; i++)
# Line 218 | Line 469 | register RAY  *r;
469                  return(r->rod);
470          }
471          newdot = -DOT(norm, r->rdir);
472 <        if ((newdot > 0.0) != (r->rod > 0.0)) {         /* fix orientation */
472 >        if ((newdot > 0.0) ^ (r->rod > 0.0)) {          /* fix orientation */
473                  for (i = 0; i < 3; i++)
474                          norm[i] += 2.0*newdot*r->rdir[i];
475                  newdot = -newdot;
# Line 227 | Line 478 | register RAY  *r;
478   }
479  
480  
481 < flipsurface(r)                  /* reverse surface orientation */
482 < register RAY  *r;
481 > void
482 > newrayxf(                       /* get new tranformation matrix for ray */
483 >        RAY  *r
484 > )
485   {
486 +        static struct xfn {
487 +                struct xfn  *next;
488 +                FULLXF  xf;
489 +        }  xfseed = { &xfseed }, *xflast = &xfseed;
490 +        struct xfn  *xp;
491 +        const RAY  *rp;
492 +
493 +        /*
494 +         * Search for transform in circular list that
495 +         * has no associated ray in the tree.
496 +         */
497 +        xp = xflast;
498 +        for (rp = r->parent; rp != NULL; rp = rp->parent)
499 +                if (rp->rox == &xp->xf) {               /* xp in use */
500 +                        xp = xp->next;                  /* move to next */
501 +                        if (xp == xflast) {             /* need new one */
502 +                                xp = (struct xfn *)bmalloc(sizeof(struct xfn));
503 +                                if (xp == NULL)
504 +                                        error(SYSTEM,
505 +                                                "out of memory in newrayxf");
506 +                                                        /* insert in list */
507 +                                xp->next = xflast->next;
508 +                                xflast->next = xp;
509 +                                break;                  /* we're done */
510 +                        }
511 +                        rp = r;                 /* start check over */
512 +                }
513 +                                        /* got it */
514 +        r->rox = &xp->xf;
515 +        xflast = xp;
516 + }
517 +
518 +
519 + void
520 + flipsurface(                    /* reverse surface orientation */
521 +        RAY  *r
522 + )
523 + {
524          r->rod = -r->rod;
525          r->ron[0] = -r->ron[0];
526          r->ron[1] = -r->ron[1];
# Line 237 | Line 528 | register RAY  *r;
528          r->pert[0] = -r->pert[0];
529          r->pert[1] = -r->pert[1];
530          r->pert[2] = -r->pert[2];
531 +        r->rflips++;
532   }
533  
534  
535 < localhit(r, scene)              /* check for hit in the octree */
536 < register RAY  *r;
537 < register CUBE  *scene;
535 > int
536 > rayreject(              /* check if candidate hit is worse than current */
537 >        OBJREC *o,
538 >        RAY *r,
539 >        double t,
540 >        double rod
541 > )
542   {
543 +        OBJREC  *mnew, *mray;
544 +
545 +        if ((t <= FTINY) | (t > r->rot + FTINY))
546 +                return(1);
547 +        if (t < r->rot - FTINY)         /* is new hit significantly closer? */
548 +                return(0);
549 +                                        /* coincident point, so decide... */
550 +        if (o == r->ro)
551 +                return(1);              /* shouldn't happen */
552 +        if (r->ro == NULL)
553 +                return(0);              /* ditto */
554 +        mnew = findmaterial(o);
555 +        mray = findmaterial(r->ro);     /* check material transparencies */
556 +        if (mnew == NULL) {
557 +                if (mray != NULL)
558 +                        return(1);      /* old has material, new does not */
559 +        } else if (mray == NULL) {
560 +                return(0);              /* new has material, old does not */
561 +        } else if (istransp(mnew)) {
562 +                if (!istransp(mray))
563 +                        return(1);      /* new is transparent, old is not */
564 +        } else if (istransp(mray)) {
565 +                return(0);              /* old is transparent, new is not */
566 +        }
567 +        if (rod <= 0) {                 /* check which side we hit */
568 +                if (r->rod > 0)
569 +                        return(1);      /* old hit front, new did not */
570 +        } else if (r->rod <= 0) {
571 +                return(0);              /* new hit front, old did not */
572 +        }
573 +                        /* earlier modifier definition wins tie */
574 +        return (r->ro->omod >= o->omod);
575 + }
576 +
577 + void
578 + rayhit(                 /* standard ray hit test */
579 +        OBJECT  *oset,
580 +        RAY  *r
581 + )
582 + {
583 +        OBJREC  *o;
584 +        int     i;
585 +
586 +        for (i = oset[0]; i > 0; i--) {
587 +                o = objptr(oset[i]);
588 +                if ((*ofun[o->otype].funp)(o, r))
589 +                        r->robj = oset[i];
590 +        }
591 + }
592 +
593 +
594 + int
595 + localhit(               /* check for hit in the octree */
596 +        RAY  *r,
597 +        CUBE  *scene
598 + )
599 + {
600 +        OBJECT  cxset[MAXCSET+1];       /* set of checked objects */
601          FVECT  curpos;                  /* current cube position */
602 <        int  mpos, mneg;                /* sign flags */
602 >        int  sflags;                    /* sign flags */
603          double  t, dt;
604 <        register int  i;
604 >        int  i;
605  
606          nrays++;                        /* increment trace counter */
607 <
254 <        mpos = mneg = 0;
607 >        sflags = 0;
608          for (i = 0; i < 3; i++) {
609                  curpos[i] = r->rorg[i];
610 <                if (r->rdir[i] > FTINY)
611 <                        mpos |= 1 << i;
612 <                else if (r->rdir[i] < -FTINY)
613 <                        mneg |= 1 << i;
610 >                if (r->rdir[i] > 1e-7)
611 >                        sflags |= 1 << i;
612 >                else if (r->rdir[i] < -1e-7)
613 >                        sflags |= 0x10 << i;
614          }
615 +        if (!sflags) {
616 +                error(WARNING, "zero ray direction in localhit");
617 +                return(0);
618 +        }
619 +                                        /* start off assuming nothing hit */
620 +        if (r->rmax > FTINY) {          /* except aft plane if one */
621 +                r->ro = &Aftplane;
622 +                r->rot = r->rmax;
623 +                VSUM(r->rop, r->rorg, r->rdir, r->rot);
624 +        }
625 +                                        /* find global cube entrance point */
626          t = 0.0;
627          if (!incube(scene, curpos)) {
628                                          /* find distance to entry */
629                  for (i = 0; i < 3; i++) {
630                                          /* plane in our direction */
631 <                        if (mpos & 1<<i)
631 >                        if (sflags & 1<<i)
632                                  dt = scene->cuorg[i];
633 <                        else if (mneg & 1<<i)
633 >                        else if (sflags & 0x10<<i)
634                                  dt = scene->cuorg[i] + scene->cusize;
635                          else
636                                  continue;
# Line 276 | Line 640 | register CUBE  *scene;
640                                  t = dt; /* farthest face is the one */
641                  }
642                  t += FTINY;             /* fudge to get inside cube */
643 +                if (t >= r->rot)        /* clipped already */
644 +                        return(0);
645                                          /* advance position */
646 <                for (i = 0; i < 3; i++)
281 <                        curpos[i] += r->rdir[i]*t;
646 >                VSUM(curpos, curpos, r->rdir, t);
647  
648                  if (!incube(scene, curpos))     /* non-intersecting ray */
649                          return(0);
650          }
651 <        return(raymove(curpos, mpos, mneg, r, scene) == RAYHIT);
651 >        cxset[0] = 0;
652 >        raymove(curpos, cxset, sflags, r, scene);
653 >        return((r->ro != NULL) & (r->ro != &Aftplane));
654   }
655  
656  
657   static int
658 < raymove(pos, plus, minus, r, cu)        /* check for hit as we move */
659 < FVECT  pos;                     /* modified */
660 < int  plus, minus;               /* direction indicators to speed tests */
661 < register RAY  *r;
662 < register CUBE  *cu;
658 > raymove(                /* check for hit as we move */
659 >        FVECT  pos,                     /* current position, modified herein */
660 >        OBJECT  *cxs,                   /* checked objects, modified by checkhit */
661 >        int  dirf,                      /* direction indicators to speed tests */
662 >        RAY  *r,
663 >        CUBE  *cu
664 > )
665   {
666          int  ax;
667          double  dt, t;
299        register int  sgn;
668  
669          if (istree(cu->cutree)) {               /* recurse on subcubes */
670                  CUBE  cukid;
671 <                register int  br;
671 >                int  br, sgn;
672  
673                  cukid.cusize = cu->cusize * 0.5;        /* find subcube */
674                  VCOPY(cukid.cuorg, cu->cuorg);
# Line 319 | Line 687 | register CUBE  *cu;
687                  }
688                  for ( ; ; ) {
689                          cukid.cutree = octkid(cu->cutree, br);
690 <                        if ((ax = raymove(pos,plus,minus,r,&cukid)) == RAYHIT)
690 >                        if ((ax = raymove(pos,cxs,dirf,r,&cukid)) == RAYHIT)
691                                  return(RAYHIT);
692                          sgn = 1 << ax;
693 <                        if (sgn & minus)                /* negative axis? */
326 <                                if (sgn & br) {
327 <                                        cukid.cuorg[ax] -= cukid.cusize;
328 <                                        br &= ~sgn;
329 <                                } else
330 <                                        return(ax);     /* underflow */
331 <                        else
693 >                        if (sgn & dirf)                 /* positive axis? */
694                                  if (sgn & br)
695                                          return(ax);     /* overflow */
696                                  else {
697                                          cukid.cuorg[ax] += cukid.cusize;
698                                          br |= sgn;
699                                  }
700 +                        else
701 +                                if (sgn & br) {
702 +                                        cukid.cuorg[ax] -= cukid.cusize;
703 +                                        br &= ~sgn;
704 +                                } else
705 +                                        return(ax);     /* underflow */
706                  }
707                  /*NOTREACHED*/
708          }
709 <        if (isfull(cu->cutree) && checkhit(r, cu))
709 >        if (isfull(cu->cutree)) {
710 >                if (checkhit(r, cu, cxs))
711 >                        return(RAYHIT);
712 >        } else if (r->ro == &Aftplane && incube(cu, r->rop))
713                  return(RAYHIT);
714                                          /* advance to next cube */
715 <        sgn = plus | minus;
716 <        if (sgn&1) {
346 <                dt = plus&1 ? cu->cuorg[0] + cu->cusize : cu->cuorg[0];
715 >        if (dirf&0x11) {
716 >                dt = dirf&1 ? cu->cuorg[0] + cu->cusize : cu->cuorg[0];
717                  t = (dt - pos[0])/r->rdir[0];
718                  ax = 0;
719          } else
720                  t = FHUGE;
721 <        if (sgn&2) {
722 <                dt = plus&2 ? cu->cuorg[1] + cu->cusize : cu->cuorg[1];
721 >        if (dirf&0x22) {
722 >                dt = dirf&2 ? cu->cuorg[1] + cu->cusize : cu->cuorg[1];
723                  dt = (dt - pos[1])/r->rdir[1];
724                  if (dt < t) {
725                          t = dt;
726                          ax = 1;
727                  }
728          }
729 <        if (sgn&4) {
730 <                dt = plus&4 ? cu->cuorg[2] + cu->cusize : cu->cuorg[2];
729 >        if (dirf&0x44) {
730 >                dt = dirf&4 ? cu->cuorg[2] + cu->cusize : cu->cuorg[2];
731                  dt = (dt - pos[2])/r->rdir[2];
732                  if (dt < t) {
733                          t = dt;
734                          ax = 2;
735                  }
736          }
737 <        pos[0] += r->rdir[0]*t;
368 <        pos[1] += r->rdir[1]*t;
369 <        pos[2] += r->rdir[2]*t;
737 >        VSUM(pos, pos, r->rdir, t);
738          return(ax);
739   }
740  
741  
742 < static
743 < checkhit(r, cu)                 /* check for hit in full cube */
744 < register RAY  *r;
745 < CUBE  *cu;
742 > static int
743 > checkhit(               /* check for hit in full cube */
744 >        RAY  *r,
745 >        CUBE  *cu,
746 >        OBJECT  *cxs
747 > )
748   {
749          OBJECT  oset[MAXSET+1];
380        register OBJREC  *o;
381        register int  i;
750  
751          objset(oset, cu->cutree);
752 <        for (i = oset[0]; i > 0; i--) {
753 <                o = objptr(oset[i]);
754 <                if (o->lastrno == r->rno)               /* checked already? */
755 <                        continue;
756 <                (*ofun[o->otype].funp)(o, r);
389 <                o->lastrno = r->rno;
390 <        }
391 <        if (r->ro == NULL)
752 >        checkset(oset, cxs);                    /* avoid double-checking */
753 >
754 >        (*r->hitf)(oset, r);                    /* test for hit in set */
755 >
756 >        if (r->robj == OVOID)
757                  return(0);                      /* no scores yet */
758  
759          return(incube(cu, r->rop));             /* hit OK if in current cube */
760 + }
761 +
762 +
763 + static void
764 + checkset(               /* modify checked set and set to check */
765 +        OBJECT  *os,                    /* os' = os - cs */
766 +        OBJECT  *cs                     /* cs' = cs + os */
767 + )
768 + {
769 +        OBJECT  cset[MAXCSET+MAXSET+1];
770 +        int  i, j;
771 +        int  k;
772 +                                        /* copy os in place, cset <- cs */
773 +        cset[0] = 0;
774 +        k = 0;
775 +        for (i = j = 1; i <= os[0]; i++) {
776 +                while (j <= cs[0] && cs[j] < os[i])
777 +                        cset[++cset[0]] = cs[j++];
778 +                if (j > cs[0] || os[i] != cs[j]) {      /* object to check */
779 +                        os[++k] = os[i];
780 +                        cset[++cset[0]] = os[i];
781 +                }
782 +        }
783 +        if (!(os[0] = k))               /* new "to check" set size */
784 +                return;                 /* special case */
785 +        while (j <= cs[0])              /* get the rest of cs */
786 +                cset[++cset[0]] = cs[j++];
787 +        if (cset[0] > MAXCSET)          /* truncate "checked" set if nec. */
788 +                cset[0] = MAXCSET;
789 +        /* setcopy(cs, cset); */        /* copy cset back to cs */
790 +        os = cset;
791 +        for (i = os[0]; i-- >= 0; )
792 +                *cs++ = *os++;
793   }

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