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

Comparing ray/src/rt/raytrace.c (file contents):
Revision 2.13 by greg, Mon Jan 24 11:51:31 1994 UTC vs.
Revision 2.33 by gwlarson, Tue Sep 15 09:52:39 1998 UTC

# Line 1 | Line 1
1 < /* Copyright (c) 1994 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 */
47 > #ifndef  MAXLOOP
48 > #define  MAXLOOP        0               /* modifier loop detection */
49 > #endif
50  
51   #define  RAYHIT         (-1)            /* return value for intercepted ray */
52  
# Line 46 | Line 56 | register RAY  *r, *ro;
56   int  rt;
57   double  rw;
58   {
59 +        double  re;
60 +
61          if ((r->parent = ro) == NULL) {         /* primary ray */
62                  r->rlvl = 0;
63                  r->rweight = rw;
# Line 53 | Line 65 | double  rw;
65                  r->rsrc = -1;
66                  r->clipset = NULL;
67                  r->revf = raytrace;
68 +                copycolor(r->cext, cextinction);
69 +                copycolor(r->albedo, salbedo);
70 +                r->gecc = seccg;
71 +                r->slights = NULL;
72          } else {                                /* spawned ray */
73                  r->rlvl = ro->rlvl;
74                  if (rt & RAYREFL) {
75                          r->rlvl++;
76                          r->rsrc = -1;
77                          r->clipset = ro->clipset;
78 +                        r->rmax = 0.0;
79                  } else {
80                          r->rsrc = ro->rsrc;
81                          r->clipset = ro->newcset;
82 +                        r->rmax = ro->rmax <= FTINY ? 0.0 : ro->rmax - ro->rot;
83                  }
84                  r->revf = ro->revf;
85 <                r->rweight = ro->rweight * rw;
85 >                copycolor(r->cext, ro->cext);
86 >                copycolor(r->albedo, ro->albedo);
87 >                r->gecc = ro->gecc;
88 >                r->slights = ro->slights;
89                  r->crtype = ro->crtype | (r->rtype = rt);
90                  VCOPY(r->rorg, ro->rop);
91 +                r->rweight = ro->rweight * rw;
92 +                                                /* estimate absorption */
93 +                re = colval(ro->cext,RED) < colval(ro->cext,GRN) ?
94 +                                colval(ro->cext,RED) : colval(ro->cext,GRN);
95 +                if (colval(ro->cext,BLU) < re) re = colval(ro->cext,BLU);
96 +                if (re > 0.)
97 +                        r->rweight *= exp(-re*ro->rot);
98          }
99          rayclear(r);
100          return(r->rlvl <= maxdepth && r->rweight >= minweight ? 0 : -1);
# Line 78 | Line 106 | register RAY  *r;
106   {
107          r->rno = raynum++;
108          r->newcset = r->clipset;
109 +        r->robj = OVOID;
110          r->ro = NULL;
111 <        r->rot = FHUGE;
111 >        r->rt = r->rot = FHUGE;
112          r->pert[0] = r->pert[1] = r->pert[2] = 0.0;
113          setcolor(r->pcol, 1.0, 1.0, 1.0);
114          setcolor(r->rcol, 0.0, 0.0, 0.0);
86 –        r->rt = 0.0;
115   }
116  
117  
# Line 91 | Line 119 | raytrace(r)                    /* trace a ray and compute its value */
119   RAY  *r;
120   {
121          extern int  (*trace)();
94 –        int  gotmat;
122  
123          if (localhit(r, &thescene))
124 <                gotmat = raycont(r);
125 <        else if (sourcehit(r))
126 <                gotmat = rayshade(r, r->ro->omod);
124 >                raycont(r);             /* hit local surface, evaluate */
125 >        else if (r->ro == &Aftplane) {
126 >                r->ro = NULL;           /* hit aft clipping plane */
127 >                r->rot = FHUGE;
128 >        } else if (sourcehit(r))
129 >                rayshade(r, r->ro->omod);       /* distant source */
130  
131 <        if (!gotmat)
102 <                objerror(r->ro, USER, "material not found");
131 >        rayparticipate(r);              /* for participating medium */
132  
133          if (trace != NULL)
134                  (*trace)(r);            /* trace execution */
# Line 110 | Line 139 | raycont(r)                     /* check for clipped object and continue
139   register RAY  *r;
140   {
141          if ((r->clipset != NULL && inset(r->clipset, r->ro->omod)) ||
142 <                        r->ro->omod == OVOID) {
142 >                        !rayshade(r, r->ro->omod))
143                  raytrans(r);
115 –                return(1);
116 –        }
117 –        return(rayshade(r, r->ro->omod));
144   }
145  
146  
# Line 136 | Line 162 | rayshade(r, mod)               /* shade ray r with material mod */
162   register RAY  *r;
163   int  mod;
164   {
139 –        static int  depth = 0;
165          int  gotmat;
166          register OBJREC  *m;
167 + #if  MAXLOOP
168 +        static int  depth = 0;
169                                          /* check for infinite loop */
170          if (depth++ >= MAXLOOP)
171                  objerror(r->ro, USER, "possible modifier loop");
172 + #endif
173          r->rt = r->rot;                 /* set effective ray length */
174          for (gotmat = 0; !gotmat && mod != OVOID; mod = m->omod) {
175                  m = objptr(mod);
# Line 154 | Line 182 | int  mod;
182                                          /* hack for irradiance calculation */
183                  if (do_irrad && !(r->crtype & ~(PRIMARY|TRANS))) {
184                          if (irr_ignore(m->otype)) {
185 + #if  MAXLOOP
186                                  depth--;
187 + #endif
188                                  raytrans(r);
189 <                                return;
189 >                                return(1);
190                          }
191                          if (!islight(m->otype))
192                                  m = &Lamb;
# Line 164 | Line 194 | int  mod;
194                                          /* materials call raytexture */
195                  gotmat = (*ofun[m->otype].funp)(m, r);
196          }
197 + #if  MAXLOOP
198          depth--;
199 + #endif
200          return(gotmat);
201   }
202  
203  
204 + rayparticipate(r)                       /* compute ray medium participation */
205 + register RAY  *r;
206 + {
207 +        COLOR   ce, ca;
208 +        double  re, ge, be;
209 +
210 +        if (intens(r->cext) <= 1./FHUGE)
211 +                return;                         /* no medium */
212 +        re = r->rot*colval(r->cext,RED);
213 +        ge = r->rot*colval(r->cext,GRN);
214 +        be = r->rot*colval(r->cext,BLU);
215 +        if (r->crtype & SHADOW) {               /* no scattering for sources */
216 +                re *= 1. - colval(r->albedo,RED);
217 +                ge *= 1. - colval(r->albedo,GRN);
218 +                be *= 1. - colval(r->albedo,BLU);
219 +        }
220 +        setcolor(ce,    re<=0. ? 1. : re>92. ? 0. : exp(-re),
221 +                        ge<=0. ? 1. : ge>92. ? 0. : exp(-ge),
222 +                        be<=0. ? 1. : be>92. ? 0. : exp(-be));
223 +        multcolor(r->rcol, ce);                 /* path absorption */
224 +        if (r->crtype & SHADOW || intens(r->albedo) <= FTINY)
225 +                return;                         /* no scattering */
226 +        setcolor(ca,
227 +                colval(r->albedo,RED)*colval(ambval,RED)*(1.-colval(ce,RED)),
228 +                colval(r->albedo,GRN)*colval(ambval,GRN)*(1.-colval(ce,GRN)),
229 +                colval(r->albedo,BLU)*colval(ambval,BLU)*(1.-colval(ce,BLU)));
230 +        addcolor(r->rcol, ca);                  /* ambient in scattering */
231 +        srcscatter(r);                          /* source in scattering */
232 + }
233 +
234 +
235   raytexture(r, mod)                      /* get material modifiers */
236   RAY  *r;
237   int  mod;
238   {
176 –        static int  depth = 0;
239          register OBJREC  *m;
240 + #if  MAXLOOP
241 +        static int  depth = 0;
242                                          /* check for infinite loop */
243          if (depth++ >= MAXLOOP)
244                  objerror(r->ro, USER, "modifier loop");
245 + #endif
246                                          /* execute textures and patterns */
247          for ( ; mod != OVOID; mod = m->omod) {
248                  m = objptr(mod);
# Line 187 | Line 252 | int  mod;
252                          error(USER, errmsg);
253                  }
254                  ******/
255 <                if ((*ofun[m->otype].funp)(m, r))
256 <                        objerror(r->ro, USER, "conflicting materials");
255 >                if ((*ofun[m->otype].funp)(m, r)) {
256 >                        sprintf(errmsg, "conflicting material \"%s\"",
257 >                                        m->oname);
258 >                        objerror(r->ro, USER, errmsg);
259 >                }
260          }
261 + #if  MAXLOOP
262          depth--;                        /* end here */
263 + #endif
264   }
265  
266  
# Line 202 | Line 272 | double  coef;
272          RAY  fr, br;
273          int  foremat, backmat;
274          register int  i;
275 <                                        /* clip coefficient */
275 >                                        /* bound coefficient */
276          if (coef > 1.0)
277                  coef = 1.0;
278          else if (coef < 0.0)
279                  coef = 0.0;
280                                          /* compute foreground and background */
281 <        foremat = backmat = -1;
281 >        foremat = backmat = 0;
282                                          /* foreground */
283          copystruct(&fr, r);
284 <        if (fore != OVOID && coef > FTINY)
284 >        if (coef > FTINY)
285                  foremat = rayshade(&fr, fore);
286                                          /* background */
287          copystruct(&br, r);
288 <        if (back != OVOID && coef < 1.0-FTINY)
288 >        if (coef < 1.0-FTINY)
289                  backmat = rayshade(&br, back);
290 <                                        /* check */
291 <        if (foremat < 0)
292 <                if (backmat < 0)
293 <                        foremat = backmat = 0;
294 <                else
295 <                        foremat = backmat;
226 <        else if (backmat < 0)
227 <                backmat = foremat;
228 <        if ((foremat==0) != (backmat==0))
229 <                objerror(r->ro, USER, "mixing material with non-material");
290 >                                        /* check for transparency */
291 >        if (backmat ^ foremat)
292 >                if (backmat && coef > FTINY)
293 >                        raytrans(&fr);
294 >                else if (foremat && coef < 1.0-FTINY)
295 >                        raytrans(&br);
296                                          /* mix perturbations */
297          for (i = 0; i < 3; i++)
298                  r->pert[i] = coef*fr.pert[i] + (1.0-coef)*br.pert[i];
# Line 235 | Line 301 | double  coef;
301          scalecolor(br.pcol, 1.0-coef);
302          copycolor(r->pcol, fr.pcol);
303          addcolor(r->pcol, br.pcol);
304 +                                        /* return value tells if material */
305 +        if (!foremat & !backmat)
306 +                return(0);
307                                          /* mix returned ray values */
308 <        if (foremat) {
309 <                scalecolor(fr.rcol, coef);
310 <                scalecolor(br.rcol, 1.0-coef);
311 <                copycolor(r->rcol, fr.rcol);
312 <                addcolor(r->rcol, br.rcol);
313 <                r->rt = bright(fr.rcol) > bright(br.rcol) ? fr.rt : br.rt;
308 >        scalecolor(fr.rcol, coef);
309 >        scalecolor(br.rcol, 1.0-coef);
310 >        copycolor(r->rcol, fr.rcol);
311 >        addcolor(r->rcol, br.rcol);
312 >        r->rt = bright(fr.rcol) > bright(br.rcol) ? fr.rt : br.rt;
313 >        return(1);
314 > }
315 >
316 >
317 > double
318 > raydist(r, flags)               /* compute (cumulative) ray distance */
319 > register RAY  *r;
320 > register int  flags;
321 > {
322 >        double  sum = 0.0;
323 >
324 >        while (r != NULL && r->crtype&flags) {
325 >                sum += r->rot;
326 >                r = r->parent;
327          }
328 <                                        /* return value tells if material */
247 <        return(foremat);
328 >        return(sum);
329   }
330  
331  
# Line 353 | Line 434 | register CUBE  *scene;
434          }
435          if (sflags == 0)
436                  error(CONSISTENCY, "zero ray direction in localhit");
437 +                                        /* start off assuming nothing hit */
438 +        if (r->rmax > FTINY) {          /* except aft plane if one */
439 +                r->ro = &Aftplane;
440 +                r->rot = r->rmax;
441 +                for (i = 0; i < 3; i++)
442 +                        r->rop[i] = r->rorg[i] + r->rot*r->rdir[i];
443 +        }
444 +                                        /* find global cube entrance point */
445          t = 0.0;
446          if (!incube(scene, curpos)) {
447                                          /* find distance to entry */
# Line 370 | Line 459 | register CUBE  *scene;
459                                  t = dt; /* farthest face is the one */
460                  }
461                  t += FTINY;             /* fudge to get inside cube */
462 +                if (t >= r->rot)        /* clipped already */
463 +                        return(0);
464                                          /* advance position */
465                  for (i = 0; i < 3; i++)
466                          curpos[i] += r->rdir[i]*t;
# Line 378 | Line 469 | register CUBE  *scene;
469                          return(0);
470          }
471          cxset[0] = 0;
472 <        return(raymove(curpos, cxset, sflags, r, scene) == RAYHIT);
472 >        raymove(curpos, cxset, sflags, r, scene);
473 >        return(r->ro != NULL & r->ro != &Aftplane);
474   }
475  
476  
# Line 433 | Line 525 | register CUBE  *cu;
525                  }
526                  /*NOTREACHED*/
527          }
528 <        if (isfull(cu->cutree) && checkhit(r, cu, cxs))
528 >        if (isfull(cu->cutree)) {
529 >                if (checkhit(r, cu, cxs))
530 >                        return(RAYHIT);
531 >        } else if (r->ro == &Aftplane && incube(cu, r->rop))
532                  return(RAYHIT);
533                                          /* advance to next cube */
534          if (dirf&0x11) {
# Line 479 | Line 574 | OBJECT  *cxs;
574          checkset(oset, cxs);                    /* eliminate double-checking */
575          for (i = oset[0]; i > 0; i--) {
576                  o = objptr(oset[i]);
577 <                (*ofun[o->otype].funp)(o, r);
577 >                if ((*ofun[o->otype].funp)(o, r))
578 >                        r->robj = oset[i];
579          }
580          if (r->ro == NULL)
581                  return(0);                      /* no scores yet */

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