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

Comparing ray/src/rt/raytrace.c (file contents):
Revision 2.24 by greg, Thu Mar 21 15:33:05 1996 UTC vs.
Revision 2.41 by schorsch, Mon Jul 21 22:30:19 2003 UTC

# Line 1 | Line 1
1 – /* Copyright (c) 1995 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 "copyright.h"
11 +
12   #include  "ray.h"
13  
15 – #include  "octree.h"
16 –
14   #include  "otypes.h"
15  
16   #include  "otspecial.h"
17  
18   #define  MAXCSET        ((MAXSET+1)*2-1)        /* maximum check set size */
19  
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 double  salbedo;                 /* global scattering albedo */
31 – extern double  seccg;                   /* global scattering eccentricity */
32 – extern double  ssampdist;               /* scatter sampling distance */
33 –
20   unsigned long  raynum = 0;              /* next unique ray number */
21   unsigned long  nrays = 0;               /* number of calls to localhit */
22  
23 < static FLOAT  Lambfa[5] = {PI, PI, PI, 0.0, 0.0};
23 > static RREAL  Lambfa[5] = {PI, PI, PI, 0.0, 0.0};
24   OBJREC  Lamb = {
25          OVOID, MAT_PLASTIC, "Lambertian",
26          {0, 5, NULL, Lambfa}, NULL,
# Line 42 | Line 28 | OBJREC  Lamb = {
28  
29   OBJREC  Aftplane;                       /* aft clipping plane object */
30  
31 < static int  raymove(), checkset(), checkhit();
31 > static int  raymove(), checkhit();
32 > static void  checkset();
33  
34 < #define  MAXLOOP        128             /* modifier loop detection */
34 > #ifndef  MAXLOOP
35 > #define  MAXLOOP        0               /* modifier loop detection */
36 > #endif
37  
38   #define  RAYHIT         (-1)            /* return value for intercepted ray */
39  
40  
41 + int
42   rayorigin(r, ro, rt, rw)                /* start new ray from old one */
43   register RAY  *r, *ro;
44   int  rt;
45   double  rw;
46   {
47 +        double  re;
48 +
49          if ((r->parent = ro) == NULL) {         /* primary ray */
50                  r->rlvl = 0;
51                  r->rweight = rw;
# Line 62 | Line 54 | double  rw;
54                  r->clipset = NULL;
55                  r->revf = raytrace;
56                  copycolor(r->cext, cextinction);
57 <                r->albedo = salbedo;
57 >                copycolor(r->albedo, salbedo);
58                  r->gecc = seccg;
59                  r->slights = NULL;
60          } else {                                /* spawned ray */
# Line 79 | Line 71 | double  rw;
71                  }
72                  r->revf = ro->revf;
73                  copycolor(r->cext, ro->cext);
74 <                r->albedo = ro->albedo;
74 >                copycolor(r->albedo, ro->albedo);
75                  r->gecc = ro->gecc;
76                  r->slights = ro->slights;
85 –                r->rweight = ro->rweight * rw;
77                  r->crtype = ro->crtype | (r->rtype = rt);
78                  VCOPY(r->rorg, ro->rop);
79 +                r->rweight = ro->rweight * rw;
80 +                                                /* estimate absorption */
81 +                re = colval(ro->cext,RED) < colval(ro->cext,GRN) ?
82 +                                colval(ro->cext,RED) : colval(ro->cext,GRN);
83 +                if (colval(ro->cext,BLU) < re) re = colval(ro->cext,BLU);
84 +                if (re > 0.)
85 +                        r->rweight *= exp(-re*ro->rot);
86          }
87          rayclear(r);
88          return(r->rlvl <= maxdepth && r->rweight >= minweight ? 0 : -1);
89   }
90  
91  
92 + void
93   rayclear(r)                     /* clear a ray for (re)evaluation */
94   register RAY  *r;
95   {
96          r->rno = raynum++;
97          r->newcset = r->clipset;
98 +        r->hitf = rayhit;
99 +        r->robj = OVOID;
100          r->ro = NULL;
101 <        r->rot = FHUGE;
101 >        r->rox = NULL;
102 >        r->rt = r->rot = FHUGE;
103          r->pert[0] = r->pert[1] = r->pert[2] = 0.0;
104 +        r->uv[0] = r->uv[1] = 0.0;
105          setcolor(r->pcol, 1.0, 1.0, 1.0);
106          setcolor(r->rcol, 0.0, 0.0, 0.0);
104 –        r->rt = 0.0;
107   }
108  
109  
110 + void
111   raytrace(r)                     /* trace a ray and compute its value */
112   RAY  *r;
113   {
111 –        extern int  (*trace)();
112 –
114          if (localhit(r, &thescene))
115                  raycont(r);             /* hit local surface, evaluate */
116          else if (r->ro == &Aftplane) {
# Line 125 | Line 126 | RAY  *r;
126   }
127  
128  
129 + void
130   raycont(r)                      /* check for clipped object and continue */
131   register RAY  *r;
132   {
# Line 134 | Line 136 | register RAY  *r;
136   }
137  
138  
139 + void
140   raytrans(r)                     /* transmit ray as is */
141   register RAY  *r;
142   {
# Line 148 | Line 151 | register RAY  *r;
151   }
152  
153  
154 + int
155   rayshade(r, mod)                /* shade ray r with material mod */
156   register RAY  *r;
157   int  mod;
158   {
155 –        static int  depth = 0;
159          int  gotmat;
160          register OBJREC  *m;
161 + #if  MAXLOOP
162 +        static int  depth = 0;
163                                          /* check for infinite loop */
164          if (depth++ >= MAXLOOP)
165                  objerror(r->ro, USER, "possible modifier loop");
166 + #endif
167          r->rt = r->rot;                 /* set effective ray length */
168          for (gotmat = 0; !gotmat && mod != OVOID; mod = m->omod) {
169                  m = objptr(mod);
# Line 168 | 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 >                                (ofun[m->otype].flags & (T_M|T_X))) {
179                          if (irr_ignore(m->otype)) {
180 + #if  MAXLOOP
181                                  depth--;
182 + #endif
183                                  raytrans(r);
184                                  return(1);
185                          }
# Line 180 | Line 189 | int  mod;
189                                          /* materials call raytexture */
190                  gotmat = (*ofun[m->otype].funp)(m, r);
191          }
192 + #if  MAXLOOP
193          depth--;
194 + #endif
195          return(gotmat);
196   }
197  
198  
199 + void
200   rayparticipate(r)                       /* compute ray medium participation */
201   register RAY  *r;
202   {
203          COLOR   ce, ca;
192 –        double  dist;
204          double  re, ge, be;
205  
206          if (intens(r->cext) <= 1./FHUGE)
207                  return;                         /* no medium */
208 <        if ((dist = r->rot) >= FHUGE)
209 <                dist = 2.*thescene.cusize;      /* what to use for infinity? */
210 <        if (r->crtype & SHADOW)
211 <                dist *= 1. - salbedo;           /* no scattering for sources */
212 <        if (dist <= FTINY)
213 <                return;                         /* no effective ray travel */
214 <        re = dist*colval(r->cext,RED);
215 <        ge = dist*colval(r->cext,GRN);
216 <        be = dist*colval(r->cext,BLU);
217 <        setcolor(ce,    re>92. ? 0. : exp(-re),
218 <                        ge>92. ? 0. : exp(-ge),
208 <                        be>92. ? 0. : exp(-be));
208 >        re = r->rot*colval(r->cext,RED);
209 >        ge = r->rot*colval(r->cext,GRN);
210 >        be = r->rot*colval(r->cext,BLU);
211 >        if (r->crtype & SHADOW) {               /* no scattering for sources */
212 >                re *= 1. - colval(r->albedo,RED);
213 >                ge *= 1. - colval(r->albedo,GRN);
214 >                be *= 1. - colval(r->albedo,BLU);
215 >        }
216 >        setcolor(ce,    re<=0. ? 1. : re>92. ? 0. : exp(-re),
217 >                        ge<=0. ? 1. : ge>92. ? 0. : exp(-ge),
218 >                        be<=0. ? 1. : be>92. ? 0. : exp(-be));
219          multcolor(r->rcol, ce);                 /* path absorption */
220 <        if (r->albedo <= FTINY || r->crtype & SHADOW)
220 >        if (r->crtype & SHADOW || intens(r->albedo) <= FTINY)
221                  return;                         /* no scattering */
222 <        setcolor(ca,    salbedo*colval(ambval,RED)*(1.-colval(ce,RED)),
223 <                        salbedo*colval(ambval,GRN)*(1.-colval(ce,GRN)),
224 <                        salbedo*colval(ambval,BLU)*(1.-colval(ce,BLU)));
222 >        setcolor(ca,
223 >                colval(r->albedo,RED)*colval(ambval,RED)*(1.-colval(ce,RED)),
224 >                colval(r->albedo,GRN)*colval(ambval,GRN)*(1.-colval(ce,GRN)),
225 >                colval(r->albedo,BLU)*colval(ambval,BLU)*(1.-colval(ce,BLU)));
226          addcolor(r->rcol, ca);                  /* ambient in scattering */
227          srcscatter(r);                          /* source in scattering */
228   }
229  
230  
231 + void
232   raytexture(r, mod)                      /* get material modifiers */
233   RAY  *r;
234 < int  mod;
234 > OBJECT  mod;
235   {
224 –        static int  depth = 0;
236          register OBJREC  *m;
237 + #if  MAXLOOP
238 +        static int  depth = 0;
239                                          /* check for infinite loop */
240          if (depth++ >= MAXLOOP)
241                  objerror(r->ro, USER, "modifier loop");
242 + #endif
243                                          /* execute textures and patterns */
244          for ( ; mod != OVOID; mod = m->omod) {
245                  m = objptr(mod);
# Line 241 | Line 255 | int  mod;
255                          objerror(r->ro, USER, errmsg);
256                  }
257          }
258 + #if  MAXLOOP
259          depth--;                        /* end here */
260 + #endif
261   }
262  
263  
264 + int
265   raymixture(r, fore, back, coef)         /* mix modifiers */
266   register RAY  *r;
267   OBJECT  fore, back;
# Line 261 | Line 278 | double  coef;
278                                          /* compute foreground and background */
279          foremat = backmat = 0;
280                                          /* foreground */
281 <        copystruct(&fr, r);
281 >        fr = *r;
282          if (coef > FTINY)
283                  foremat = rayshade(&fr, fore);
284                                          /* background */
285 <        copystruct(&br, r);
285 >        br = *r;
286          if (coef < 1.0-FTINY)
287                  backmat = rayshade(&br, back);
288                                          /* check for transparency */
289 <        if (backmat ^ foremat)
290 <                if (backmat)
289 >        if (backmat ^ foremat) {
290 >                if (backmat && coef > FTINY)
291                          raytrans(&fr);
292 <                else
292 >                else if (foremat && coef < 1.0-FTINY)
293                          raytrans(&br);
294 +        }
295                                          /* mix perturbations */
296          for (i = 0; i < 3; i++)
297                  r->pert[i] = coef*fr.pert[i] + (1.0-coef)*br.pert[i];
# Line 345 | Line 363 | register RAY  *r;
363   }
364  
365  
366 + void
367   newrayxf(r)                     /* get new tranformation matrix for ray */
368   RAY  *r;
369   {
# Line 364 | Line 383 | RAY  *r;
383                  if (rp->rox == &xp->xf) {               /* xp in use */
384                          xp = xp->next;                  /* move to next */
385                          if (xp == xflast) {             /* need new one */
386 <                                xp = (struct xfn *)bmalloc(sizeof(struct xfn));
386 >                                xp = (struct xfn *)malloc(sizeof(struct xfn));
387                                  if (xp == NULL)
388                                          error(SYSTEM,
389                                                  "out of memory in newrayxf");
# Line 381 | Line 400 | RAY  *r;
400   }
401  
402  
403 + void
404   flipsurface(r)                  /* reverse surface orientation */
405   register RAY  *r;
406   {
# Line 394 | Line 414 | register RAY  *r;
414   }
415  
416  
417 + void
418 + rayhit(oset, r)                 /* standard ray hit test */
419 + OBJECT  *oset;
420 + RAY  *r;
421 + {
422 +        OBJREC  *o;
423 +        int     i;
424 +
425 +        for (i = oset[0]; i > 0; i--) {
426 +                o = objptr(oset[i]);
427 +                if ((*ofun[o->otype].funp)(o, r))
428 +                        r->robj = oset[i];
429 +        }
430 + }
431 +
432 +
433 + int
434   localhit(r, scene)              /* check for hit in the octree */
435   register RAY  *r;
436   register CUBE  *scene;
# Line 541 | Line 578 | register CUBE  *cu;
578   }
579  
580  
581 < static
581 > static int
582   checkhit(r, cu, cxs)            /* check for hit in full cube */
583   register RAY  *r;
584   CUBE  *cu;
585   OBJECT  *cxs;
586   {
587          OBJECT  oset[MAXSET+1];
551 –        register OBJREC  *o;
552 –        register int  i;
588  
589          objset(oset, cu->cutree);
590 <        checkset(oset, cxs);                    /* eliminate double-checking */
591 <        for (i = oset[0]; i > 0; i--) {
592 <                o = objptr(oset[i]);
593 <                (*ofun[o->otype].funp)(o, r);
594 <        }
560 <        if (r->ro == NULL)
590 >        checkset(oset, cxs);                    /* avoid double-checking */
591 >
592 >        (*r->hitf)(oset, r);                    /* test for hit in set */
593 >
594 >        if (r->robj == OVOID)
595                  return(0);                      /* no scores yet */
596  
597          return(incube(cu, r->rop));             /* hit OK if in current cube */
598   }
599  
600  
601 < static
601 > static void
602   checkset(os, cs)                /* modify checked set and set to check */
603   register OBJECT  *os;                   /* os' = os - cs */
604   register OBJECT  *cs;                   /* cs' = cs + os */

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