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

Comparing ray/src/rt/raytrace.c (file contents):
Revision 2.8 by greg, Thu Dec 9 09:34:08 1993 UTC vs.
Revision 2.32 by gwlarson, Thu Aug 6 10:30:38 1998 UTC

# Line 1 | Line 1
1 < /* Copyright (c) 1991 Regents of the University of California */
1 > /* Copyright (c) 1998 Silicon Graphics, Inc. */
2  
3   #ifndef lint
4 < static char SCCSid[] = "$SunId$ LBL";
4 > static char SCCSid[] = "$SunId$ SGI";
5   #endif
6  
7   /*
# Line 24 | Line 24 | 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 +
34   unsigned long  raynum = 0;              /* next unique ray number */
35   unsigned long  nrays = 0;               /* number of calls to localhit */
36  
# Line 34 | Line 40 | OBJREC  Lamb = {
40          {0, 5, NULL, Lambfa}, NULL,
41   };                                      /* a Lambertian surface */
42  
43 + OBJREC  Aftplane;                       /* aft clipping plane object */
44 +
45   static int  raymove(), checkset(), checkhit();
46  
47   #define  MAXLOOP        128             /* modifier loop detection */
# Line 46 | Line 54 | register RAY  *r, *ro;
54   int  rt;
55   double  rw;
56   {
57 +        double  re;
58 +
59          if ((r->parent = ro) == NULL) {         /* primary ray */
60                  r->rlvl = 0;
61                  r->rweight = rw;
# Line 53 | Line 63 | double  rw;
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                  r->rlvl = ro->rlvl;
72                  if (rt & RAYREFL) {
73                          r->rlvl++;
74                          r->rsrc = -1;
75                          r->clipset = ro->clipset;
76 +                        r->rmax = 0.0;
77                  } else {
78                          r->rsrc = ro->rsrc;
79                          r->clipset = ro->newcset;
80 +                        r->rmax = ro->rmax <= FTINY ? 0.0 : ro->rmax - ro->rot;
81                  }
82                  r->revf = ro->revf;
83 <                r->rweight = ro->rweight * rw;
83 >                copycolor(r->cext, ro->cext);
84 >                copycolor(r->albedo, ro->albedo);
85 >                r->gecc = ro->gecc;
86 >                r->slights = ro->slights;
87                  r->crtype = ro->crtype | (r->rtype = rt);
88                  VCOPY(r->rorg, ro->rop);
89 +                r->rweight = ro->rweight * rw;
90 +                                                /* estimate absorption */
91 +                re = colval(ro->cext,RED) < colval(ro->cext,GRN) ?
92 +                                colval(ro->cext,RED) : colval(ro->cext,GRN);
93 +                if (colval(ro->cext,BLU) < re) re = colval(ro->cext,BLU);
94 +                if (re > 0.)
95 +                        r->rweight *= exp(-re*ro->rot);
96          }
97          rayclear(r);
98          return(r->rlvl <= maxdepth && r->rweight >= minweight ? 0 : -1);
# Line 78 | Line 104 | register RAY  *r;
104   {
105          r->rno = raynum++;
106          r->newcset = r->clipset;
107 +        r->robj = OVOID;
108          r->ro = NULL;
109 <        r->rot = FHUGE;
109 >        r->rt = r->rot = FHUGE;
110          r->pert[0] = r->pert[1] = r->pert[2] = 0.0;
111          setcolor(r->pcol, 1.0, 1.0, 1.0);
112          setcolor(r->rcol, 0.0, 0.0, 0.0);
86 –        r->rt = 0.0;
113   }
114  
115  
# Line 93 | Line 119 | RAY  *r;
119          extern int  (*trace)();
120  
121          if (localhit(r, &thescene))
122 <                raycont(r);
123 <        else if (sourcehit(r))
124 <                rayshade(r, r->ro->omod);
122 >                raycont(r);             /* hit local surface, evaluate */
123 >        else if (r->ro == &Aftplane) {
124 >                r->ro = NULL;           /* hit aft clipping plane */
125 >                r->rot = FHUGE;
126 >        } else if (sourcehit(r))
127 >                rayshade(r, r->ro->omod);       /* distant source */
128  
129 +        rayparticipate(r);              /* for participating medium */
130 +
131          if (trace != NULL)
132                  (*trace)(r);            /* trace execution */
133   }
# Line 106 | Line 137 | raycont(r)                     /* check for clipped object and continue
137   register RAY  *r;
138   {
139          if ((r->clipset != NULL && inset(r->clipset, r->ro->omod)) ||
140 <                        r->ro->omod == OVOID)
140 >                        !rayshade(r, r->ro->omod))
141                  raytrans(r);
111 –        else
112 –                rayshade(r, r->ro->omod);
142   }
143  
144  
# Line 132 | Line 161 | register RAY  *r;
161   int  mod;
162   {
163          static int  depth = 0;
164 +        int  gotmat;
165          register OBJREC  *m;
166                                          /* check for infinite loop */
167          if (depth++ >= MAXLOOP)
168                  objerror(r->ro, USER, "possible modifier loop");
169          r->rt = r->rot;                 /* set effective ray length */
170 <        for ( ; mod != OVOID; mod = m->omod) {
170 >        for (gotmat = 0; !gotmat && mod != OVOID; mod = m->omod) {
171                  m = objptr(mod);
172                  /****** unnecessary test since modifier() is always called
173                  if (!ismodifier(m->otype)) {
# Line 150 | Line 180 | int  mod;
180                          if (irr_ignore(m->otype)) {
181                                  depth--;
182                                  raytrans(r);
183 <                                return;
183 >                                return(1);
184                          }
185                          if (!islight(m->otype))
186                                  m = &Lamb;
187                  }
188 <                (*ofun[m->otype].funp)(m, r);   /* execute function */
189 <                if (ismaterial(m->otype)) {     /* materials call raytexture */
160 <                        depth--;
161 <                        return;         /* we're done */
162 <                }
188 >                                        /* materials call raytexture */
189 >                gotmat = (*ofun[m->otype].funp)(m, r);
190          }
191 <        objerror(r->ro, USER, "material not found");
191 >        depth--;
192 >        return(gotmat);
193   }
194  
195  
196 + rayparticipate(r)                       /* compute ray medium participation */
197 + register RAY  *r;
198 + {
199 +        COLOR   ce, ca;
200 +        double  re, ge, be;
201 +
202 +        if (intens(r->cext) <= 1./FHUGE)
203 +                return;                         /* no medium */
204 +        re = r->rot*colval(r->cext,RED);
205 +        ge = r->rot*colval(r->cext,GRN);
206 +        be = r->rot*colval(r->cext,BLU);
207 +        if (r->crtype & SHADOW) {               /* no scattering for sources */
208 +                re *= 1. - colval(r->albedo,RED);
209 +                ge *= 1. - colval(r->albedo,GRN);
210 +                be *= 1. - colval(r->albedo,BLU);
211 +        }
212 +        setcolor(ce,    re<=0. ? 1. : re>92. ? 0. : exp(-re),
213 +                        ge<=0. ? 1. : ge>92. ? 0. : exp(-ge),
214 +                        be<=0. ? 1. : be>92. ? 0. : exp(-be));
215 +        multcolor(r->rcol, ce);                 /* path absorption */
216 +        if (r->crtype & SHADOW || intens(r->albedo) <= FTINY)
217 +                return;                         /* no scattering */
218 +        setcolor(ca,
219 +                colval(r->albedo,RED)*colval(ambval,RED)*(1.-colval(ce,RED)),
220 +                colval(r->albedo,GRN)*colval(ambval,GRN)*(1.-colval(ce,GRN)),
221 +                colval(r->albedo,BLU)*colval(ambval,BLU)*(1.-colval(ce,BLU)));
222 +        addcolor(r->rcol, ca);                  /* ambient in scattering */
223 +        srcscatter(r);                          /* source in scattering */
224 + }
225 +
226 +
227   raytexture(r, mod)                      /* get material modifiers */
228   RAY  *r;
229   int  mod;
# Line 177 | Line 236 | int  mod;
236                                          /* execute textures and patterns */
237          for ( ; mod != OVOID; mod = m->omod) {
238                  m = objptr(mod);
239 <                if (!istexture(m->otype)) {
239 >                /****** unnecessary test since modifier() is always called
240 >                if (!ismodifier(m->otype)) {
241                          sprintf(errmsg, "illegal modifier \"%s\"", m->oname);
242                          error(USER, errmsg);
243                  }
244 <                (*ofun[m->otype].funp)(m, r);
244 >                ******/
245 >                if ((*ofun[m->otype].funp)(m, r)) {
246 >                        sprintf(errmsg, "conflicting material \"%s\"",
247 >                                        m->oname);
248 >                        objerror(r->ro, USER, errmsg);
249 >                }
250          }
251          depth--;                        /* end here */
252   }
# Line 192 | Line 257 | register RAY  *r;
257   OBJECT  fore, back;
258   double  coef;
259   {
260 <        FVECT  curpert, forepert, backpert;
261 <        COLOR  curpcol, forepcol, backpcol;
260 >        RAY  fr, br;
261 >        int  foremat, backmat;
262          register int  i;
263 <                                        /* clip coefficient */
263 >                                        /* bound coefficient */
264          if (coef > 1.0)
265                  coef = 1.0;
266          else if (coef < 0.0)
267                  coef = 0.0;
268 <                                        /* save current mods */
269 <        VCOPY(curpert, r->pert);
270 <        copycolor(curpcol, r->pcol);
271 <                                        /* compute new mods */
272 <                                                /* foreground */
273 <        r->pert[0] = r->pert[1] = r->pert[2] = 0.0;
274 <        setcolor(r->pcol, 1.0, 1.0, 1.0);
275 <        if (fore != OVOID && coef > FTINY)
276 <                raytexture(r, fore);
277 <        VCOPY(forepert, r->pert);
278 <        copycolor(forepcol, r->pcol);
279 <                                                /* background */
280 <        r->pert[0] = r->pert[1] = r->pert[2] = 0.0;
281 <        setcolor(r->pcol, 1.0, 1.0, 1.0);
282 <        if (back != OVOID && coef < 1.0-FTINY)
283 <                raytexture(r, back);
284 <        VCOPY(backpert, r->pert);
220 <        copycolor(backpcol, r->pcol);
221 <                                        /* sum perturbations */
268 >                                        /* compute foreground and background */
269 >        foremat = backmat = 0;
270 >                                        /* foreground */
271 >        copystruct(&fr, r);
272 >        if (coef > FTINY)
273 >                foremat = rayshade(&fr, fore);
274 >                                        /* background */
275 >        copystruct(&br, r);
276 >        if (coef < 1.0-FTINY)
277 >                backmat = rayshade(&br, back);
278 >                                        /* check for transparency */
279 >        if (backmat ^ foremat)
280 >                if (!foremat && coef > FTINY)
281 >                        raytrans(&fr);
282 >                else if (!backmat && coef < 1.0-FTINY)
283 >                        raytrans(&br);
284 >                                        /* mix perturbations */
285          for (i = 0; i < 3; i++)
286 <                r->pert[i] = curpert[i] + coef*forepert[i] +
287 <                                (1.0-coef)*backpert[i];
288 <                                        /* multiply colors */
289 <        setcolor(r->pcol, coef*colval(forepcol,RED) +
290 <                                (1.0-coef)*colval(backpcol,RED),
291 <                        coef*colval(forepcol,GRN) +
292 <                                (1.0-coef)*colval(backpcol,GRN),
293 <                        coef*colval(forepcol,BLU) +
294 <                                (1.0-coef)*colval(backpcol,BLU));
295 <        multcolor(r->pcol, curpcol);
286 >                r->pert[i] = coef*fr.pert[i] + (1.0-coef)*br.pert[i];
287 >                                        /* mix pattern colors */
288 >        scalecolor(fr.pcol, coef);
289 >        scalecolor(br.pcol, 1.0-coef);
290 >        copycolor(r->pcol, fr.pcol);
291 >        addcolor(r->pcol, br.pcol);
292 >                                        /* return value tells if material */
293 >        if (!foremat & !backmat)
294 >                return(0);
295 >                                        /* mix returned ray values */
296 >        scalecolor(fr.rcol, coef);
297 >        scalecolor(br.rcol, 1.0-coef);
298 >        copycolor(r->rcol, fr.rcol);
299 >        addcolor(r->rcol, br.rcol);
300 >        r->rt = bright(fr.rcol) > bright(br.rcol) ? fr.rt : br.rt;
301 >        return(1);
302   }
303  
304  
305   double
306 + raydist(r, flags)               /* compute (cumulative) ray distance */
307 + register RAY  *r;
308 + register int  flags;
309 + {
310 +        double  sum = 0.0;
311 +
312 +        while (r != NULL && r->crtype&flags) {
313 +                sum += r->rot;
314 +                r = r->parent;
315 +        }
316 +        return(sum);
317 + }
318 +
319 +
320 + double
321   raynormal(norm, r)              /* compute perturbed normal for ray */
322   FVECT  norm;
323   register RAY  *r;
# Line 338 | Line 422 | register CUBE  *scene;
422          }
423          if (sflags == 0)
424                  error(CONSISTENCY, "zero ray direction in localhit");
425 +                                        /* start off assuming nothing hit */
426 +        if (r->rmax > FTINY) {          /* except aft plane if one */
427 +                r->ro = &Aftplane;
428 +                r->rot = r->rmax;
429 +                for (i = 0; i < 3; i++)
430 +                        r->rop[i] = r->rorg[i] + r->rot*r->rdir[i];
431 +        }
432 +                                        /* find global cube entrance point */
433          t = 0.0;
434          if (!incube(scene, curpos)) {
435                                          /* find distance to entry */
# Line 355 | Line 447 | register CUBE  *scene;
447                                  t = dt; /* farthest face is the one */
448                  }
449                  t += FTINY;             /* fudge to get inside cube */
450 +                if (t >= r->rot)        /* clipped already */
451 +                        return(0);
452                                          /* advance position */
453                  for (i = 0; i < 3; i++)
454                          curpos[i] += r->rdir[i]*t;
# Line 363 | Line 457 | register CUBE  *scene;
457                          return(0);
458          }
459          cxset[0] = 0;
460 <        return(raymove(curpos, cxset, sflags, r, scene) == RAYHIT);
460 >        raymove(curpos, cxset, sflags, r, scene);
461 >        return(r->ro != NULL & r->ro != &Aftplane);
462   }
463  
464  
# Line 418 | Line 513 | register CUBE  *cu;
513                  }
514                  /*NOTREACHED*/
515          }
516 <        if (isfull(cu->cutree) && checkhit(r, cu, cxs))
516 >        if (isfull(cu->cutree)) {
517 >                if (checkhit(r, cu, cxs))
518 >                        return(RAYHIT);
519 >        } else if (r->ro == &Aftplane && incube(cu, r->rop))
520                  return(RAYHIT);
521                                          /* advance to next cube */
522          if (dirf&0x11) {
# Line 464 | Line 562 | OBJECT  *cxs;
562          checkset(oset, cxs);                    /* eliminate double-checking */
563          for (i = oset[0]; i > 0; i--) {
564                  o = objptr(oset[i]);
565 <                (*ofun[o->otype].funp)(o, r);
565 >                if ((*ofun[o->otype].funp)(o, r))
566 >                        r->robj = oset[i];
567          }
568          if (r->ro == NULL)
569                  return(0);                      /* no scores yet */

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