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

Comparing ray/src/rt/raytrace.c (file contents):
Revision 1.21 by greg, Thu Jun 20 13:29:32 1991 UTC vs.
Revision 2.20 by greg, Fri Sep 29 10:46:12 1995 UTC

# Line 1 | Line 1
1 < /* Copyright (c) 1991 Regents of the University of California */
1 > /* Copyright (c) 1995 Regents of the University of California */
2  
3   #ifndef lint
4   static char SCCSid[] = "$SunId$ LBL";
# Line 18 | Line 18 | static char SCCSid[] = "$SunId$ LBL";
18  
19   #include  "otspecial.h"
20  
21 + #define  MAXCSET        ((MAXSET+1)*2-1)        /* maximum check set size */
22 +
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  
28 < long  raynum = 0L;                      /* next unique ray number */
29 < long  nrays = 0L;                       /* number of calls to localhit */
28 > unsigned long  raynum = 0;              /* next unique ray number */
29 > unsigned long  nrays = 0;               /* number of calls to localhit */
30  
31 < static double  Lambfa[5] = {PI, PI, PI, 0.0, 0.0};
31 > static FLOAT  Lambfa[5] = {PI, PI, PI, 0.0, 0.0};
32   OBJREC  Lamb = {
33          OVOID, MAT_PLASTIC, "Lambertian",
34 <        {0, 5, NULL, Lambfa}, NULL, -1,
34 >        {0, 5, NULL, Lambfa}, NULL,
35   };                                      /* a Lambertian surface */
36  
37 + OBJREC  Aftplane;                       /* aft clipping plane object */
38 +
39 + static int  raymove(), checkset(), checkhit();
40 +
41   #define  MAXLOOP        128             /* modifier loop detection */
42  
43   #define  RAYHIT         (-1)            /* return value for intercepted ray */
# Line 63 | Line 69 | double  rw;
69                  r->rweight = ro->rweight * rw;
70                  r->crtype = ro->crtype | (r->rtype = rt);
71                  VCOPY(r->rorg, ro->rop);
72 +                r->rmax = 0.0;
73          }
74 +        rayclear(r);
75 +        return(r->rlvl <= maxdepth && r->rweight >= minweight ? 0 : -1);
76 + }
77 +
78 +
79 + rayclear(r)                     /* clear a ray for (re)evaluation */
80 + register RAY  *r;
81 + {
82          r->rno = raynum++;
83          r->newcset = r->clipset;
84          r->ro = NULL;
# Line 72 | Line 87 | double  rw;
87          setcolor(r->pcol, 1.0, 1.0, 1.0);
88          setcolor(r->rcol, 0.0, 0.0, 0.0);
89          r->rt = 0.0;
75 –        return(r->rlvl <= maxdepth && r->rweight >= minweight ? 0 : -1);
90   }
91  
92  
# Line 80 | Line 94 | raytrace(r)                    /* trace a ray and compute its value */
94   RAY  *r;
95   {
96          extern int  (*trace)();
97 +        int  gotmat;
98  
99          if (localhit(r, &thescene))
100 <                raycont(r);
101 <        else if (sourcehit(r))
102 <                rayshade(r, r->ro->omod);
100 >                gotmat = raycont(r);
101 >        else if (r->ro == &Aftplane) {
102 >                r->ro = NULL;
103 >                r->rot = FHUGE;
104 >        } else if (sourcehit(r))
105 >                gotmat = rayshade(r, r->ro->omod);
106  
107 +        if (r->ro != NULL && !gotmat)
108 +                objerror(r->ro, USER, "material not found");
109 +
110          if (trace != NULL)
111                  (*trace)(r);            /* trace execution */
112   }
# Line 94 | Line 115 | RAY  *r;
115   raycont(r)                      /* check for clipped object and continue */
116   register RAY  *r;
117   {
118 <        if (r->clipset != NULL && inset(r->clipset, r->ro->omod))
118 >        if ((r->clipset != NULL && inset(r->clipset, r->ro->omod)) ||
119 >                        r->ro->omod == OVOID) {
120                  raytrans(r);
121 <        else
122 <                rayshade(r, r->ro->omod);
121 >                return(1);
122 >        }
123 >        return(rayshade(r, r->ro->omod));
124   }
125  
126  
# Line 108 | Line 131 | register RAY  *r;
131  
132          if (rayorigin(&tr, r, TRANS, 1.0) == 0) {
133                  VCOPY(tr.rdir, r->rdir);
134 +                if (r->rmax > FTINY)
135 +                        tr.rmax = r->rmax - r->rot;
136                  rayvalue(&tr);
137                  copycolor(r->rcol, tr.rcol);
138                  r->rt = r->rot + tr.rt;
# Line 120 | Line 145 | register RAY  *r;
145   int  mod;
146   {
147          static int  depth = 0;
148 +        int  gotmat;
149          register OBJREC  *m;
150                                          /* check for infinite loop */
151          if (depth++ >= MAXLOOP)
152                  objerror(r->ro, USER, "possible modifier loop");
153          r->rt = r->rot;                 /* set effective ray length */
154 <        for ( ; mod != OVOID; mod = m->omod) {
154 >        for (gotmat = 0; !gotmat && mod != OVOID; mod = m->omod) {
155                  m = objptr(mod);
156                  /****** unnecessary test since modifier() is always called
157                  if (!ismodifier(m->otype)) {
# Line 138 | Line 164 | int  mod;
164                          if (irr_ignore(m->otype)) {
165                                  depth--;
166                                  raytrans(r);
167 <                                return;
167 >                                return(1);
168                          }
169                          if (!islight(m->otype))
170                                  m = &Lamb;
171                  }
172 <                (*ofun[m->otype].funp)(m, r);   /* execute function */
173 <                m->lastrno = r->rno;
148 <                if (ismaterial(m->otype)) {     /* materials call raytexture */
149 <                        depth--;
150 <                        return;         /* we're done */
151 <                }
172 >                                        /* materials call raytexture */
173 >                gotmat = (*ofun[m->otype].funp)(m, r);
174          }
175 <        objerror(r->ro, USER, "material not found");
175 >        depth--;
176 >        return(gotmat);
177   }
178  
179  
# Line 166 | Line 189 | int  mod;
189                                          /* execute textures and patterns */
190          for ( ; mod != OVOID; mod = m->omod) {
191                  m = objptr(mod);
192 <                if (!istexture(m->otype)) {
192 >                /****** unnecessary test since modifier() is always called
193 >                if (!ismodifier(m->otype)) {
194                          sprintf(errmsg, "illegal modifier \"%s\"", m->oname);
195                          error(USER, errmsg);
196                  }
197 <                (*ofun[m->otype].funp)(m, r);
198 <                m->lastrno = r->rno;
197 >                ******/
198 >                if ((*ofun[m->otype].funp)(m, r)) {
199 >                        sprintf(errmsg, "conflicting material \"%s\"",
200 >                                        m->oname);
201 >                        objerror(r->ro, USER, errmsg);
202 >                }
203          }
204          depth--;                        /* end here */
205   }
# Line 182 | Line 210 | register RAY  *r;
210   OBJECT  fore, back;
211   double  coef;
212   {
213 <        FVECT  curpert, forepert, backpert;
214 <        COLOR  curpcol, forepcol, backpcol;
213 >        RAY  fr, br;
214 >        int  foremat, backmat;
215          register int  i;
216                                          /* clip coefficient */
217          if (coef > 1.0)
218                  coef = 1.0;
219          else if (coef < 0.0)
220                  coef = 0.0;
221 <                                        /* save current mods */
222 <        VCOPY(curpert, r->pert);
223 <        copycolor(curpcol, r->pcol);
224 <                                        /* compute new mods */
197 <                                                /* foreground */
198 <        r->pert[0] = r->pert[1] = r->pert[2] = 0.0;
199 <        setcolor(r->pcol, 1.0, 1.0, 1.0);
221 >                                        /* compute foreground and background */
222 >        foremat = backmat = -1;
223 >                                        /* foreground */
224 >        copystruct(&fr, r);
225          if (fore != OVOID && coef > FTINY)
226 <                raytexture(r, fore);
227 <        VCOPY(forepert, r->pert);
228 <        copycolor(forepcol, r->pcol);
204 <                                                /* background */
205 <        r->pert[0] = r->pert[1] = r->pert[2] = 0.0;
206 <        setcolor(r->pcol, 1.0, 1.0, 1.0);
226 >                foremat = rayshade(&fr, fore);
227 >                                        /* background */
228 >        copystruct(&br, r);
229          if (back != OVOID && coef < 1.0-FTINY)
230 <                raytexture(r, back);
231 <        VCOPY(backpert, r->pert);
232 <        copycolor(backpcol, r->pcol);
233 <                                        /* sum perturbations */
230 >                backmat = rayshade(&br, back);
231 >                                        /* check */
232 >        if (foremat < 0)
233 >                if (backmat < 0)
234 >                        foremat = backmat = 0;
235 >                else
236 >                        foremat = backmat;
237 >        else if (backmat < 0)
238 >                backmat = foremat;
239 >        if ((foremat==0) != (backmat==0))
240 >                objerror(r->ro, USER, "mixing material with non-material");
241 >                                        /* mix perturbations */
242          for (i = 0; i < 3; i++)
243 <                r->pert[i] = curpert[i] + coef*forepert[i] +
244 <                                (1.0-coef)*backpert[i];
245 <                                        /* multiply colors */
246 <        setcolor(r->pcol, coef*colval(forepcol,RED) +
247 <                                (1.0-coef)*colval(backpcol,RED),
248 <                        coef*colval(forepcol,GRN) +
249 <                                (1.0-coef)*colval(backpcol,GRN),
250 <                        coef*colval(forepcol,BLU) +
251 <                                (1.0-coef)*colval(backpcol,BLU));
252 <        multcolor(r->pcol, curpcol);
243 >                r->pert[i] = coef*fr.pert[i] + (1.0-coef)*br.pert[i];
244 >                                        /* mix pattern colors */
245 >        scalecolor(fr.pcol, coef);
246 >        scalecolor(br.pcol, 1.0-coef);
247 >        copycolor(r->pcol, fr.pcol);
248 >        addcolor(r->pcol, br.pcol);
249 >                                        /* mix returned ray values */
250 >        if (foremat) {
251 >                scalecolor(fr.rcol, coef);
252 >                scalecolor(br.rcol, 1.0-coef);
253 >                copycolor(r->rcol, fr.rcol);
254 >                addcolor(r->rcol, br.rcol);
255 >                r->rt = bright(fr.rcol) > bright(br.rcol) ? fr.rt : br.rt;
256 >        }
257 >                                        /* return value tells if material */
258 >        return(foremat);
259   }
260  
261  
# Line 311 | Line 347 | localhit(r, scene)             /* check for hit in the octree */
347   register RAY  *r;
348   register CUBE  *scene;
349   {
350 +        OBJECT  cxset[MAXCSET+1];       /* set of checked objects */
351          FVECT  curpos;                  /* current cube position */
352          int  sflags;                    /* sign flags */
353          double  t, dt;
# Line 320 | Line 357 | register CUBE  *scene;
357          sflags = 0;
358          for (i = 0; i < 3; i++) {
359                  curpos[i] = r->rorg[i];
360 <                if (r->rdir[i] > FTINY)
360 >                if (r->rdir[i] > 1e-7)
361                          sflags |= 1 << i;
362 <                else if (r->rdir[i] < -FTINY)
362 >                else if (r->rdir[i] < -1e-7)
363                          sflags |= 0x10 << i;
364          }
365          if (sflags == 0)
366                  error(CONSISTENCY, "zero ray direction in localhit");
367 +                                        /* start off assuming nothing hit */
368 +        if (r->rmax > FTINY) {          /* except aft plane if one */
369 +                r->ro = &Aftplane;
370 +                r->rot = r->rmax;
371 +                for (i = 0; i < 3; i++)
372 +                        r->rop[i] = r->rorg[i] + r->rot*r->rdir[i];
373 +        }
374 +                                        /* find global cube entrance point */
375          t = 0.0;
376          if (!incube(scene, curpos)) {
377                                          /* find distance to entry */
# Line 344 | Line 389 | register CUBE  *scene;
389                                  t = dt; /* farthest face is the one */
390                  }
391                  t += FTINY;             /* fudge to get inside cube */
392 +                if (t >= r->rot)        /* clipped already */
393 +                        return(0);
394                                          /* advance position */
395                  for (i = 0; i < 3; i++)
396                          curpos[i] += r->rdir[i]*t;
# Line 351 | Line 398 | register CUBE  *scene;
398                  if (!incube(scene, curpos))     /* non-intersecting ray */
399                          return(0);
400          }
401 <        return(raymove(curpos, sflags, r, scene) == RAYHIT);
401 >        cxset[0] = 0;
402 >        raymove(curpos, cxset, sflags, r, scene);
403 >        return(r->ro != NULL & r->ro != &Aftplane);
404   }
405  
406  
407   static int
408 < raymove(pos, dirf, r, cu)               /* check for hit as we move */
409 < FVECT  pos;                     /* modified */
408 > raymove(pos, cxs, dirf, r, cu)          /* check for hit as we move */
409 > FVECT  pos;                     /* current position, modified herein */
410 > OBJECT  *cxs;                   /* checked objects, modified by checkhit */
411   int  dirf;                      /* direction indicators to speed tests */
412   register RAY  *r;
413   register CUBE  *cu;
# Line 386 | Line 436 | register CUBE  *cu;
436                  }
437                  for ( ; ; ) {
438                          cukid.cutree = octkid(cu->cutree, br);
439 <                        if ((ax = raymove(pos,dirf,r,&cukid)) == RAYHIT)
439 >                        if ((ax = raymove(pos,cxs,dirf,r,&cukid)) == RAYHIT)
440                                  return(RAYHIT);
441                          sgn = 1 << ax;
442                          if (sgn & dirf)                 /* positive axis? */
# Line 405 | Line 455 | register CUBE  *cu;
455                  }
456                  /*NOTREACHED*/
457          }
458 <        if (isfull(cu->cutree) && checkhit(r, cu))
458 >        if (isfull(cu->cutree)) {
459 >                if (checkhit(r, cu, cxs))
460 >                        return(RAYHIT);
461 >        } else if (r->ro == &Aftplane && incube(cu, r->rop))
462                  return(RAYHIT);
463                                          /* advance to next cube */
464          if (dirf&0x11) {
# Line 438 | Line 491 | register CUBE  *cu;
491  
492  
493   static
494 < checkhit(r, cu)                 /* check for hit in full cube */
494 > checkhit(r, cu, cxs)            /* check for hit in full cube */
495   register RAY  *r;
496   CUBE  *cu;
497 + OBJECT  *cxs;
498   {
499          OBJECT  oset[MAXSET+1];
500          register OBJREC  *o;
501          register int  i;
502  
503          objset(oset, cu->cutree);
504 +        checkset(oset, cxs);                    /* eliminate double-checking */
505          for (i = oset[0]; i > 0; i--) {
506                  o = objptr(oset[i]);
452 –                if (o->lastrno == r->rno)               /* checked already? */
453 –                        continue;
507                  (*ofun[o->otype].funp)(o, r);
455 –                o->lastrno = r->rno;
508          }
509          if (r->ro == NULL)
510                  return(0);                      /* no scores yet */
511  
512          return(incube(cu, r->rop));             /* hit OK if in current cube */
513 + }
514 +
515 +
516 + static
517 + checkset(os, cs)                /* modify checked set and set to check */
518 + register OBJECT  *os;                   /* os' = os - cs */
519 + register OBJECT  *cs;                   /* cs' = cs + os */
520 + {
521 +        OBJECT  cset[MAXCSET+MAXSET+1];
522 +        register int  i, j;
523 +        int  k;
524 +                                        /* copy os in place, cset <- cs */
525 +        cset[0] = 0;
526 +        k = 0;
527 +        for (i = j = 1; i <= os[0]; i++) {
528 +                while (j <= cs[0] && cs[j] < os[i])
529 +                        cset[++cset[0]] = cs[j++];
530 +                if (j > cs[0] || os[i] != cs[j]) {      /* object to check */
531 +                        os[++k] = os[i];
532 +                        cset[++cset[0]] = os[i];
533 +                }
534 +        }
535 +        if (!(os[0] = k))               /* new "to check" set size */
536 +                return;                 /* special case */
537 +        while (j <= cs[0])              /* get the rest of cs */
538 +                cset[++cset[0]] = cs[j++];
539 +        if (cset[0] > MAXCSET)          /* truncate "checked" set if nec. */
540 +                cset[0] = MAXCSET;
541 +        /* setcopy(cs, cset); */        /* copy cset back to cs */
542 +        os = cset;
543 +        for (i = os[0]; i-- >= 0; )
544 +                *cs++ = *os++;
545   }

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