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

Comparing ray/src/rt/rtrace.c (file contents):
Revision 2.17 by greg, Tue Dec 20 20:18:34 1994 UTC vs.
Revision 2.48 by greg, Tue Jun 21 15:06:50 2005 UTC

# Line 1 | Line 1
1 – /* Copyright (c) 1994 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   *  rtrace.c - program and variables for individual ray tracing.
9 – *
10 – *     6/11/86
6   */
7  
8 + #include "copyright.h"
9 +
10   /*
11   *  Input is in the form:
12   *
# Line 24 | Line 21 | static char SCCSid[] = "$SunId$ LBL";
21   *  irradiance values are desired.
22   */
23  
24 < #include  "ray.h"
24 > #include  <time.h>
25  
26 < #include  "octree.h"
27 <
26 > #include  "platform.h"
27 > #include  "ray.h"
28 > #include  "ambient.h"
29 > #include  "source.h"
30   #include  "otypes.h"
32 –
31   #include  "resolu.h"
32  
33 + CUBE  thescene;                         /* our scene */
34 + OBJECT  nsceneobjs;                     /* number of objects in our scene */
35 +
36   int  dimlist[MAXDIM];                   /* sampling dimensions */
37   int  ndims = 0;                         /* number of sampling dimensions */
38   int  samplendx = 0;                     /* index for this sample */
39  
40   int  imm_irrad = 0;                     /* compute immediate irradiance? */
41 + int  lim_dist = 0;                      /* limit distance? */
42  
43   int  inform = 'a';                      /* input format */
44   int  outform = 'a';                     /* output format */
45   char  *outvals = "v";                   /* output specification */
46  
47 + int  do_irrad = 0;                      /* compute irradiance? */
48 +
49 + int  rand_samp = 0;                     /* pure Monte Carlo sampling? */
50 +
51 + void  (*trace)() = NULL;                /* trace call */
52 +
53   char  *tralist[128];                    /* list of modifers to trace (or no) */
54   int  traincl = -1;                      /* include == 1, exclude == 0 */
55 < #define  MAXTSET        511             /* maximum number in trace set */
55 > #ifndef  MAXTSET
56 > #define  MAXTSET        1024            /* maximum number in trace set */
57 > #endif
58   OBJECT  traset[MAXTSET+1]={0};          /* trace include/exclude set */
59  
60   int  hresolu = 0;                       /* horizontal (scan) size */
61   int  vresolu = 0;                       /* vertical resolution */
62  
63   double  dstrsrc = 0.0;                  /* square source distribution */
64 < double  shadthresh = .05;               /* shadow threshold */
65 < double  shadcert = .5;                  /* shadow certainty */
66 < int  directrelay = 1;                   /* number of source relays */
64 > double  shadthresh = .03;               /* shadow threshold */
65 > double  shadcert = .75;                 /* shadow certainty */
66 > int  directrelay = 2;                   /* number of source relays */
67   int  vspretest = 512;                   /* virtual source pretest density */
68   int  directvis = 1;                     /* sources visible? */
69 < double  srcsizerat = .25;               /* maximum ratio source size/dist. */
69 > double  srcsizerat = .2;                /* maximum ratio source size/dist. */
70  
71 + COLOR  cextinction = BLKCOLOR;          /* global extinction coefficient */
72 + COLOR  salbedo = BLKCOLOR;              /* global scattering albedo */
73 + double  seccg = 0.;                     /* global scattering eccentricity */
74 + double  ssampdist = 0.;                 /* scatter sampling distance */
75 +
76   double  specthresh = .15;               /* specular sampling threshold */
77   double  specjitter = 1.;                /* specular sampling jitter */
78  
79 < int  maxdepth = 6;                      /* maximum recursion depth */
65 < double  minweight = 4e-3;               /* minimum ray weight */
79 > int  backvis = 1;                       /* back face visibility */
80  
81 + int  maxdepth = -10;                    /* maximum recursion depth */
82 + double  minweight = 2e-3;               /* minimum ray weight */
83 +
84 + char  *ambfile = NULL;                  /* ambient file name */
85   COLOR  ambval = BLKCOLOR;               /* ambient value */
86 < double  ambacc = 0.2;                   /* ambient accuracy */
87 < int  ambres = 32;                       /* ambient resolution */
88 < int  ambdiv = 128;                      /* ambient divisions */
89 < int  ambssamp = 0;                      /* ambient super-samples */
86 > int  ambvwt = 0;                        /* initial weight for ambient value */
87 > double  ambacc = 0.15;                  /* ambient accuracy */
88 > int  ambres = 256;                      /* ambient resolution */
89 > int  ambdiv = 1024;                     /* ambient divisions */
90 > int  ambssamp = 512;                    /* ambient super-samples */
91   int  ambounce = 0;                      /* ambient bounces */
92 < char  *amblist[128];                    /* ambient include/exclude list */
92 > char  *amblist[AMBLLEN];                /* ambient include/exclude list */
93   int  ambincl = -1;                      /* include == 1, exclude == 0 */
94  
95 < extern OBJREC  Lamb;                    /* a Lambertian surface */
95 > static int  castonly = 0;
96  
97   static RAY  thisray;                    /* for our convenience */
98  
99 < static int  oputo(), oputd(), oputv(), oputl(), oputL(),
100 <                oputp(), oputn(), oputN(), oputs(), oputw(), oputm();
99 > typedef void putf_t(double v);
100 > static putf_t puta, putd, putf;
101  
102 < static int  ourtrace(), tabin();
103 < static int  (*ray_out[16])(), (*every_out[16])();
104 < static int  castonly = 0;
102 > typedef void oputf_t(RAY *r);
103 > static oputf_t  oputo, oputd, oputv, oputl, oputL, oputc, oputp,
104 >                oputn, oputN, oputs, oputw, oputW, oputm, oputM, oputtilde;
105  
106 < static int  puta(), putf(), putd();
106 > static void setoutput(char *vs);
107 > static void tranotify(OBJECT obj);
108 > static void bogusray(void);
109 > static void rad(FVECT  org, FVECT  dir, double  dmax);
110 > static void irrad(FVECT  org, FVECT  dir);
111 > static void printvals(RAY  *r);
112 > static int getvec(FVECT  vec, int  fmt, FILE  *fp);
113 > static void tabin(RAY  *r);
114 > static void ourtrace(RAY  *r);
115  
116 < static int  (*putreal)();
116 > static oputf_t *ray_out[16], *every_out[16];
117 > static putf_t *putreal;
118  
119 + void  (*addobjnotify[])() = {ambnotify, tranotify, NULL};
120  
121 < quit(code)                      /* quit program */
122 < int  code;
121 >
122 > void
123 > quit(                   /* quit program */
124 >        int  code
125 > )
126   {
127 < #ifndef  NIX
127 > #ifndef  NON_POSIX /* XXX we don't clean up elsewhere? */
128          headclean();            /* delete header file */
129          pfclean();              /* clean up persist files */
130   #endif
# Line 100 | Line 132 | int  code;
132   }
133  
134  
135 < char *
136 < formstr(f)                              /* return format identifier */
137 < int  f;
135 > extern char *
136 > formstr(                                /* return format identifier */
137 >        int  f
138 > )
139   {
140          switch (f) {
141          case 'a': return("ascii");
# Line 114 | Line 147 | int  f;
147   }
148  
149  
150 < rtrace(fname)                           /* trace rays from file */
151 < char  *fname;
150 > extern void
151 > rtrace(                         /* trace rays from file */
152 >        char  *fname
153 > )
154   {
155 <        long  vcount = hresolu>1 ? hresolu*vresolu : vresolu;
155 >        unsigned long  vcount = (hresolu > 1) ? (unsigned long)hresolu*vresolu
156 >                                              : vresolu;
157          long  nextflush = hresolu;
158          FILE  *fp;
159 +        double  d;
160          FVECT  orig, direc;
161                                          /* set up input */
162          if (fname == NULL)
# Line 128 | Line 165 | char  *fname;
165                  sprintf(errmsg, "cannot open input file \"%s\"", fname);
166                  error(SYSTEM, errmsg);
167          }
131 – #ifdef MSDOS
168          if (inform != 'a')
169 <                setmode(fileno(fp), O_BINARY);
134 < #endif
169 >                SET_FILE_BINARY(fp);
170                                          /* set up output */
171          setoutput(outvals);
172          switch (outform) {
# Line 154 | Line 189 | char  *fname;
189          while (getvec(orig, inform, fp) == 0 &&
190                          getvec(direc, inform, fp) == 0) {
191  
192 <                if (normalize(direc) == 0.0) {          /* zero ==> flush */
193 <                        fflush(stdout);
194 <                        continue;
195 <                }
196 <                samplendx++;
192 >                d = normalize(direc);
193 >                if (d == 0.0) {                         /* zero ==> flush */
194 >                        bogusray();
195 >                        if (--nextflush <= 0 || !vcount) {
196 >                                fflush(stdout);
197 >                                nextflush = hresolu;
198 >                        }
199 >                } else {
200 >                        samplendx = rand_samp ? random() : samplendx+1;
201                                                          /* compute and print */
202 <                if (imm_irrad)
203 <                        irrad(orig, direc);
204 <                else
205 <                        rad(orig, direc);
202 >                        if (imm_irrad)
203 >                                irrad(orig, direc);
204 >                        else
205 >                                rad(orig, direc, lim_dist ? d : 0.0);
206                                                          /* flush if time */
207 <                if (--nextflush == 0) {
208 <                        fflush(stdout);
209 <                        nextflush = hresolu;
207 >                        if (!--nextflush) {
208 >                                fflush(stdout);
209 >                                nextflush = hresolu;
210 >                        }
211                  }
212                  if (ferror(stdout))
213                          error(SYSTEM, "write error");
214 <                if (--vcount == 0)                      /* check for end */
214 >                if (vcount && !--vcount)                /* check for end */
215                          break;
216          }
217          fflush(stdout);
218 <        if (vcount > 0)
219 <                error(USER, "read error");
218 >        if (vcount)
219 >                error(USER, "unexpected EOF on input");
220          if (fname != NULL)
221                  fclose(fp);
222   }
223  
224  
225 < setoutput(vs)                           /* set up output tables */
226 < register char  *vs;
225 > static void
226 > trace_sources(void)                     /* trace rays to light sources, also */
227   {
228 <        extern int  (*trace)();
229 <        register int (**table)() = ray_out;
228 >        int     sn;
229 >        
230 >        for (sn = 0; sn < nsources; sn++)
231 >                source[sn].sflags |= SFOLLOW;
232 > }
233  
234 +
235 + static void
236 + setoutput(                              /* set up output tables */
237 +        register char  *vs
238 + )
239 + {
240 +        register oputf_t **table = ray_out;
241 +
242          castonly = 1;
243          while (*vs)
244                  switch (*vs++) {
245 +                case 'T':                               /* trace sources */
246 +                        if (!*vs) break;
247 +                        trace_sources();
248 +                        /* fall through */
249                  case 't':                               /* trace */
250 +                        if (!*vs) break;
251                          *table = NULL;
252                          table = every_out;
253                          trace = ourtrace;
# Line 211 | Line 267 | register char  *vs;
267                          *table++ = oputl;
268                          castonly = 0;
269                          break;
270 +                case 'c':                               /* local coordinates */
271 +                        *table++ = oputc;
272 +                        break;
273                  case 'L':                               /* single ray length */
274                          *table++ = oputL;
275                          break;
# Line 230 | Line 289 | register char  *vs;
289                  case 'w':                               /* weight */
290                          *table++ = oputw;
291                          break;
292 +                case 'W':                               /* coefficient */
293 +                        *table++ = oputW;
294 +                        if (ambounce > 0 && (ambacc > FTINY || ambssamp > 0))
295 +                                error(WARNING,
296 +                                        "-otW accuracy depends on -aa 0 -as 0");
297 +                        break;
298                  case 'm':                               /* modifier */
299                          *table++ = oputm;
300                          break;
301 +                case 'M':                               /* material */
302 +                        *table++ = oputM;
303 +                        break;
304 +                case '~':                               /* tilde */
305 +                        *table++ = oputtilde;
306 +                        break;
307                  }
308          *table = NULL;
309   }
310  
311  
312 < rad(org, dir)                   /* compute and print ray value(s) */
313 < FVECT  org, dir;
312 > static void
313 > bogusray(void)                  /* print out empty record */
314   {
315 +        thisray.rorg[0] = thisray.rorg[1] = thisray.rorg[2] =
316 +        thisray.rdir[0] = thisray.rdir[1] = thisray.rdir[2] = 0.0;
317 +        thisray.rmax = 0.0;
318 +        rayorigin(&thisray, PRIMARY, NULL, NULL);
319 +        printvals(&thisray);
320 + }
321 +
322 +
323 + static void
324 + rad(            /* compute and print ray value(s) */
325 +        FVECT  org,
326 +        FVECT  dir,
327 +        double  dmax
328 + )
329 + {
330          VCOPY(thisray.rorg, org);
331          VCOPY(thisray.rdir, dir);
332 <        thisray.rmax = 0.0;
333 <        rayorigin(&thisray, NULL, PRIMARY, 1.0);
334 <        if (castonly)
335 <                localhit(&thisray, &thescene) || sourcehit(&thisray);
336 <        else
332 >        thisray.rmax = dmax;
333 >        rayorigin(&thisray, PRIMARY, NULL, NULL);
334 >        if (castonly) {
335 >                if (!localhit(&thisray, &thescene)) {
336 >                        if (thisray.ro == &Aftplane) {  /* clipped */
337 >                                thisray.ro = NULL;
338 >                                thisray.rot = FHUGE;
339 >                        } else
340 >                                sourcehit(&thisray);
341 >                }
342 >        } else
343                  rayvalue(&thisray);
344          printvals(&thisray);
345   }
346  
347  
348 < irrad(org, dir)                 /* compute immediate irradiance value */
349 < FVECT  org, dir;
348 > static void
349 > irrad(                  /* compute immediate irradiance value */
350 >        FVECT  org,
351 >        FVECT  dir
352 > )
353   {
354          register int  i;
355  
# Line 262 | Line 357 | FVECT  org, dir;
357                  thisray.rorg[i] = org[i] + dir[i];
358                  thisray.rdir[i] = -dir[i];
359          }
360 <        rayorigin(&thisray, NULL, PRIMARY, 1.0);
360 >        thisray.rmax = 0.0;
361 >        rayorigin(&thisray, PRIMARY, NULL, NULL);
362                                          /* pretend we hit surface */
363          thisray.rot = 1.0-1e-4;
364          thisray.rod = 1.0;
# Line 275 | Line 371 | FVECT  org, dir;
371   }
372  
373  
374 < printvals(r)                    /* print requested ray values */
375 < RAY  *r;
374 > static void
375 > printvals(                      /* print requested ray values */
376 >        RAY  *r
377 > )
378   {
379 <        register int  (**tp)();
379 >        register oputf_t **tp;
380  
381          if (ray_out[0] == NULL)
382                  return;
# Line 289 | Line 387 | RAY  *r;
387   }
388  
389  
390 < getvec(vec, fmt, fp)            /* get a vector from fp */
391 < register FVECT  vec;
392 < int  fmt;
393 < FILE  *fp;
390 > static int
391 > getvec(         /* get a vector from fp */
392 >        register FVECT  vec,
393 >        int  fmt,
394 >        FILE  *fp
395 > )
396   {
297 –        extern char  *fgetword();
397          static float  vf[3];
398          static double  vd[3];
399          char  buf[32];
# Line 326 | Line 425 | FILE  *fp;
425   }
426  
427  
428 < tranotify(obj)                  /* record new modifier */
429 < OBJECT  obj;
428 > static void
429 > tranotify(                      /* record new modifier */
430 >        OBJECT  obj
431 > )
432   {
433          static int  hitlimit = 0;
434          register OBJREC  *o = objptr(obj);
435          register char  **tralp;
436  
437 +        if (obj == OVOID) {             /* starting over */
438 +                traset[0] = 0;
439 +                hitlimit = 0;
440 +                return;
441 +        }
442          if (hitlimit || !ismodifier(o->otype))
443                  return;
444          for (tralp = tralist; *tralp != NULL; tralp++)
# Line 348 | Line 454 | OBJECT obj;
454   }
455  
456  
457 < static
458 < ourtrace(r)                             /* print ray values */
459 < RAY  *r;
457 > static void
458 > ourtrace(                               /* print ray values */
459 >        RAY  *r
460 > )
461   {
462 <        register int  (**tp)();
462 >        register oputf_t **tp;
463  
464          if (every_out[0] == NULL)
465                  return;
# Line 364 | Line 471 | RAY  *r;
471          tabin(r);
472          for (tp = every_out; *tp != NULL; tp++)
473                  (**tp)(r);
474 <        putchar('\n');
474 >        if (outform == 'a')
475 >                putchar('\n');
476   }
477  
478  
479 < static
480 < tabin(r)                                /* tab in appropriate amount */
481 < RAY  *r;
479 > static void
480 > tabin(                          /* tab in appropriate amount */
481 >        RAY  *r
482 > )
483   {
484 <        register RAY  *rp;
484 >        const RAY  *rp;
485  
486          for (rp = r->parent; rp != NULL; rp = rp->parent)
487                  putchar('\t');
488   }
489  
490  
491 < static
492 < oputo(r)                                /* print origin */
493 < register RAY  *r;
491 > static void
492 > oputo(                          /* print origin */
493 >        RAY  *r
494 > )
495   {
496          (*putreal)(r->rorg[0]);
497          (*putreal)(r->rorg[1]);
# Line 389 | Line 499 | register RAY  *r;
499   }
500  
501  
502 < static
503 < oputd(r)                                /* print direction */
504 < register RAY  *r;
502 > static void
503 > oputd(                          /* print direction */
504 >        RAY  *r
505 > )
506   {
507          (*putreal)(r->rdir[0]);
508          (*putreal)(r->rdir[1]);
# Line 399 | Line 510 | register RAY  *r;
510   }
511  
512  
513 < static
514 < oputv(r)                                /* print value */
515 < register RAY  *r;
513 > static void
514 > oputv(                          /* print value */
515 >        RAY  *r
516 > )
517   {
406 –        COLR  cout;
407 –        
518          if (outform == 'c') {
519 +                COLR  cout;
520                  setcolr(cout,   colval(r->rcol,RED),
521                                  colval(r->rcol,GRN),
522                                  colval(r->rcol,BLU));
# Line 418 | Line 529 | register RAY  *r;
529   }
530  
531  
532 < static
533 < oputl(r)                                /* print effective distance */
534 < register RAY  *r;
532 > static void
533 > oputl(                          /* print effective distance */
534 >        RAY  *r
535 > )
536   {
537          (*putreal)(r->rt);
538   }
539  
540  
541 < static
542 < oputL(r)                                /* print single ray length */
543 < register RAY  *r;
541 > static void
542 > oputL(                          /* print single ray length */
543 >        RAY  *r
544 > )
545   {
546          (*putreal)(r->rot);
547   }
548  
549  
550 < static
551 < oputp(r)                                /* print point */
552 < register RAY  *r;
550 > static void
551 > oputc(                          /* print local coordinates */
552 >        RAY  *r
553 > )
554   {
555 +        (*putreal)(r->uv[0]);
556 +        (*putreal)(r->uv[1]);
557 + }
558 +
559 +
560 + static void
561 + oputp(                          /* print point */
562 +        RAY  *r
563 + )
564 + {
565          if (r->rot < FHUGE) {
566                  (*putreal)(r->rop[0]);
567                  (*putreal)(r->rop[1]);
# Line 450 | Line 574 | register RAY  *r;
574   }
575  
576  
577 < static
578 < oputN(r)                                /* print unperturbed normal */
579 < register RAY  *r;
577 > static void
578 > oputN(                          /* print unperturbed normal */
579 >        RAY  *r
580 > )
581   {
582          if (r->rot < FHUGE) {
583                  (*putreal)(r->ron[0]);
# Line 466 | Line 591 | register RAY  *r;
591   }
592  
593  
594 < static
595 < oputn(r)                                /* print perturbed normal */
596 < RAY  *r;
594 > static void
595 > oputn(                          /* print perturbed normal */
596 >        RAY  *r
597 > )
598   {
599          FVECT  pnorm;
600  
# Line 485 | Line 611 | RAY  *r;
611   }
612  
613  
614 < static
615 < oputs(r)                                /* print name */
616 < register RAY  *r;
614 > static void
615 > oputs(                          /* print name */
616 >        RAY  *r
617 > )
618   {
619          if (r->ro != NULL)
620                  fputs(r->ro->oname, stdout);
# Line 497 | Line 624 | register RAY  *r;
624   }
625  
626  
627 < static
628 < oputw(r)                                /* print weight */
629 < register RAY  *r;
627 > static void
628 > oputw(                          /* print weight */
629 >        RAY  *r
630 > )
631   {
632          (*putreal)(r->rweight);
633   }
634  
635  
636 < static
637 < oputm(r)                                /* print modifier */
638 < register RAY  *r;
636 > static void
637 > oputW(                          /* print contribution */
638 >        RAY  *r
639 > )
640   {
641 +        double  contr[3];
642 +
643 +        raycontrib(contr, r, PRIMARY);
644 +        (*putreal)(contr[RED]);
645 +        (*putreal)(contr[GRN]);
646 +        (*putreal)(contr[BLU]);
647 + }
648 +
649 +
650 + static void
651 + oputm(                          /* print modifier */
652 +        RAY  *r
653 + )
654 + {
655          if (r->ro != NULL)
656 <                fputs(objptr(r->ro->omod)->oname, stdout);
656 >                if (r->ro->omod != OVOID)
657 >                        fputs(objptr(r->ro->omod)->oname, stdout);
658 >                else
659 >                        fputs(VOIDID, stdout);
660          else
661                  putchar('*');
662          putchar('\t');
663   }
664  
665  
666 < static
667 < puta(v)                         /* print ascii value */
668 < double  v;
666 > static void
667 > oputM(                          /* print material */
668 >        RAY  *r
669 > )
670   {
671 +        OBJREC  *mat;
672 +
673 +        if (r->ro != NULL) {
674 +                if ((mat = findmaterial(r->ro)) != NULL)
675 +                        fputs(mat->oname, stdout);
676 +                else
677 +                        fputs(VOIDID, stdout);
678 +        } else
679 +                putchar('*');
680 +        putchar('\t');
681 + }
682 +
683 +
684 + static void
685 + oputtilde(                      /* output tilde (spacer) */
686 +        RAY  *r
687 + )
688 + {
689 +        fputs("~\t", stdout);
690 + }
691 +
692 +
693 + static void
694 + puta(                           /* print ascii value */
695 +        double  v
696 + )
697 + {
698          printf("%e\t", v);
699   }
700  
701  
702 < static
702 > static void
703   putd(v)                         /* print binary double */
704   double  v;
705   {
# Line 533 | Line 707 | double  v;
707   }
708  
709  
710 < static
710 > static void
711   putf(v)                         /* print binary float */
712   double  v;
713   {

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