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

Comparing ray/src/rt/rtrace.c (file contents):
Revision 2.18 by greg, Wed Dec 21 09:52:00 1994 UTC vs.
Revision 2.51 by greg, Sun Feb 5 22:22:20 2006 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 + #include  "random.h"
33  
34 + CUBE  thescene;                         /* our scene */
35 + OBJECT  nsceneobjs;                     /* number of objects in our scene */
36 +
37   int  dimlist[MAXDIM];                   /* sampling dimensions */
38   int  ndims = 0;                         /* number of sampling dimensions */
39   int  samplendx = 0;                     /* index for this sample */
40  
41   int  imm_irrad = 0;                     /* compute immediate irradiance? */
42 + int  lim_dist = 0;                      /* limit distance? */
43  
44   int  inform = 'a';                      /* input format */
45   int  outform = 'a';                     /* output format */
46   char  *outvals = "v";                   /* output specification */
47  
48 + int  do_irrad = 0;                      /* compute irradiance? */
49 +
50 + int  rand_samp = 0;                     /* pure Monte Carlo sampling? */
51 +
52 + void  (*trace)() = NULL;                /* trace call */
53 +
54   char  *tralist[128];                    /* list of modifers to trace (or no) */
55   int  traincl = -1;                      /* include == 1, exclude == 0 */
56 < #define  MAXTSET        511             /* maximum number in trace set */
56 > #ifndef  MAXTSET
57 > #define  MAXTSET        1024            /* maximum number in trace set */
58 > #endif
59   OBJECT  traset[MAXTSET+1]={0};          /* trace include/exclude set */
60  
61   int  hresolu = 0;                       /* horizontal (scan) size */
62   int  vresolu = 0;                       /* vertical resolution */
63  
64   double  dstrsrc = 0.0;                  /* square source distribution */
65 < double  shadthresh = .05;               /* shadow threshold */
66 < double  shadcert = .5;                  /* shadow certainty */
67 < int  directrelay = 1;                   /* number of source relays */
65 > double  shadthresh = .03;               /* shadow threshold */
66 > double  shadcert = .75;                 /* shadow certainty */
67 > int  directrelay = 2;                   /* number of source relays */
68   int  vspretest = 512;                   /* virtual source pretest density */
69   int  directvis = 1;                     /* sources visible? */
70 < double  srcsizerat = .25;               /* maximum ratio source size/dist. */
70 > double  srcsizerat = .2;                /* maximum ratio source size/dist. */
71  
72 + COLOR  cextinction = BLKCOLOR;          /* global extinction coefficient */
73 + COLOR  salbedo = BLKCOLOR;              /* global scattering albedo */
74 + double  seccg = 0.;                     /* global scattering eccentricity */
75 + double  ssampdist = 0.;                 /* scatter sampling distance */
76 +
77   double  specthresh = .15;               /* specular sampling threshold */
78   double  specjitter = 1.;                /* specular sampling jitter */
79  
80   int  backvis = 1;                       /* back face visibility */
81  
82 < int  maxdepth = 6;                      /* maximum recursion depth */
83 < double  minweight = 4e-3;               /* minimum ray weight */
82 > int  maxdepth = -10;                    /* maximum recursion depth */
83 > double  minweight = 2e-3;               /* minimum ray weight */
84  
85 + char  *ambfile = NULL;                  /* ambient file name */
86   COLOR  ambval = BLKCOLOR;               /* ambient value */
87 < double  ambacc = 0.2;                   /* ambient accuracy */
88 < int  ambres = 32;                       /* ambient resolution */
89 < int  ambdiv = 128;                      /* ambient divisions */
90 < int  ambssamp = 0;                      /* ambient super-samples */
87 > int  ambvwt = 0;                        /* initial weight for ambient value */
88 > double  ambacc = 0.15;                  /* ambient accuracy */
89 > int  ambres = 256;                      /* ambient resolution */
90 > int  ambdiv = 1024;                     /* ambient divisions */
91 > int  ambssamp = 512;                    /* ambient super-samples */
92   int  ambounce = 0;                      /* ambient bounces */
93 < char  *amblist[128];                    /* ambient include/exclude list */
93 > char  *amblist[AMBLLEN];                /* ambient include/exclude list */
94   int  ambincl = -1;                      /* include == 1, exclude == 0 */
95  
96 < extern OBJREC  Lamb;                    /* a Lambertian surface */
96 > static int  castonly = 0;
97  
98   static RAY  thisray;                    /* for our convenience */
99  
100 < static int  oputo(), oputd(), oputv(), oputl(), oputL(),
101 <                oputp(), oputn(), oputN(), oputs(), oputw(), oputm();
100 > typedef void putf_t(double v);
101 > static putf_t puta, putd, putf;
102  
103 < static int  ourtrace(), tabin();
104 < static int  (*ray_out[16])(), (*every_out[16])();
105 < static int  castonly = 0;
103 > typedef void oputf_t(RAY *r);
104 > static oputf_t  oputo, oputd, oputv, oputV, oputl, oputL, oputc, oputp,
105 >                oputn, oputN, oputs, oputw, oputW, oputm, oputM, oputtilde;
106  
107 < static int  puta(), putf(), putd();
107 > static void setoutput(char *vs);
108 > static void tranotify(OBJECT obj);
109 > static void bogusray(void);
110 > static void rad(FVECT  org, FVECT  dir, double  dmax);
111 > static void irrad(FVECT  org, FVECT  dir);
112 > static void printvals(RAY  *r);
113 > static int getvec(FVECT  vec, int  fmt, FILE  *fp);
114 > static void tabin(RAY  *r);
115 > static void ourtrace(RAY  *r);
116  
117 < static int  (*putreal)();
117 > static oputf_t *ray_out[16], *every_out[16];
118 > static putf_t *putreal;
119  
120 + void  (*addobjnotify[])() = {ambnotify, tranotify, NULL};
121  
122 < quit(code)                      /* quit program */
123 < int  code;
122 >
123 > void
124 > quit(                   /* quit program */
125 >        int  code
126 > )
127   {
128 < #ifndef  NIX
128 > #ifndef  NON_POSIX /* XXX we don't clean up elsewhere? */
129          headclean();            /* delete header file */
130          pfclean();              /* clean up persist files */
131   #endif
# Line 102 | Line 133 | int  code;
133   }
134  
135  
136 < char *
137 < formstr(f)                              /* return format identifier */
138 < int  f;
136 > extern char *
137 > formstr(                                /* return format identifier */
138 >        int  f
139 > )
140   {
141          switch (f) {
142          case 'a': return("ascii");
# Line 116 | Line 148 | int  f;
148   }
149  
150  
151 < rtrace(fname)                           /* trace rays from file */
152 < char  *fname;
151 > extern void
152 > rtrace(                         /* trace rays from file */
153 >        char  *fname
154 > )
155   {
156 <        long  vcount = hresolu>1 ? hresolu*vresolu : vresolu;
156 >        unsigned long  vcount = (hresolu > 1) ? (unsigned long)hresolu*vresolu
157 >                                              : vresolu;
158          long  nextflush = hresolu;
159          FILE  *fp;
160 +        double  d;
161          FVECT  orig, direc;
162                                          /* set up input */
163          if (fname == NULL)
# Line 130 | Line 166 | char  *fname;
166                  sprintf(errmsg, "cannot open input file \"%s\"", fname);
167                  error(SYSTEM, errmsg);
168          }
133 – #ifdef MSDOS
169          if (inform != 'a')
170 <                setmode(fileno(fp), O_BINARY);
136 < #endif
170 >                SET_FILE_BINARY(fp);
171                                          /* set up output */
172          setoutput(outvals);
173          switch (outform) {
# Line 156 | Line 190 | char  *fname;
190          while (getvec(orig, inform, fp) == 0 &&
191                          getvec(direc, inform, fp) == 0) {
192  
193 <                if (normalize(direc) == 0.0) {          /* zero ==> flush */
194 <                        fflush(stdout);
195 <                        continue;
196 <                }
197 <                samplendx++;
193 >                d = normalize(direc);
194 >                if (d == 0.0) {                         /* zero ==> flush */
195 >                        bogusray();
196 >                        if (--nextflush <= 0 || !vcount) {
197 >                                fflush(stdout);
198 >                                nextflush = hresolu;
199 >                        }
200 >                } else {
201 >                        samplendx = rand_samp ? random() : samplendx+1;
202                                                          /* compute and print */
203 <                if (imm_irrad)
204 <                        irrad(orig, direc);
205 <                else
206 <                        rad(orig, direc);
203 >                        if (imm_irrad)
204 >                                irrad(orig, direc);
205 >                        else
206 >                                rad(orig, direc, lim_dist ? d : 0.0);
207                                                          /* flush if time */
208 <                if (--nextflush == 0) {
209 <                        fflush(stdout);
210 <                        nextflush = hresolu;
208 >                        if (!--nextflush) {
209 >                                fflush(stdout);
210 >                                nextflush = hresolu;
211 >                        }
212                  }
213                  if (ferror(stdout))
214                          error(SYSTEM, "write error");
215 <                if (--vcount == 0)                      /* check for end */
215 >                if (vcount && !--vcount)                /* check for end */
216                          break;
217          }
218 <        fflush(stdout);
219 <        if (vcount > 0)
220 <                error(USER, "read error");
218 >        if (fflush(stdout) < 0)
219 >                error(SYSTEM, "write error");
220 >        if (vcount)
221 >                error(USER, "unexpected EOF on input");
222          if (fname != NULL)
223                  fclose(fp);
224   }
225  
226  
227 < setoutput(vs)                           /* set up output tables */
228 < register char  *vs;
227 > static void
228 > trace_sources(void)                     /* trace rays to light sources, also */
229   {
230 <        extern int  (*trace)();
231 <        register int (**table)() = ray_out;
230 >        int     sn;
231 >        
232 >        for (sn = 0; sn < nsources; sn++)
233 >                source[sn].sflags |= SFOLLOW;
234 > }
235  
236 +
237 + static void
238 + setoutput(                              /* set up output tables */
239 +        register char  *vs
240 + )
241 + {
242 +        register oputf_t **table = ray_out;
243 +
244          castonly = 1;
245          while (*vs)
246                  switch (*vs++) {
247 +                case 'T':                               /* trace sources */
248 +                        if (!*vs) break;
249 +                        trace_sources();
250 +                        /* fall through */
251                  case 't':                               /* trace */
252 +                        if (!*vs) break;
253                          *table = NULL;
254                          table = every_out;
255                          trace = ourtrace;
# Line 209 | Line 265 | register char  *vs;
265                          *table++ = oputv;
266                          castonly = 0;
267                          break;
268 +                case 'V':                               /* contribution */
269 +                        *table++ = oputV;
270 +                        if (ambounce > 0 && (ambacc > FTINY || ambssamp > 0))
271 +                                error(WARNING,
272 +                                        "-otV accuracy depends on -aa 0 -as 0");
273 +                        break;
274                  case 'l':                               /* effective distance */
275                          *table++ = oputl;
276                          castonly = 0;
277                          break;
278 +                case 'c':                               /* local coordinates */
279 +                        *table++ = oputc;
280 +                        break;
281                  case 'L':                               /* single ray length */
282                          *table++ = oputL;
283                          break;
# Line 232 | Line 297 | register char  *vs;
297                  case 'w':                               /* weight */
298                          *table++ = oputw;
299                          break;
300 +                case 'W':                               /* coefficient */
301 +                        *table++ = oputW;
302 +                        if (ambounce > 0 && (ambacc > FTINY || ambssamp > 0))
303 +                                error(WARNING,
304 +                                        "-otW accuracy depends on -aa 0 -as 0");
305 +                        break;
306                  case 'm':                               /* modifier */
307                          *table++ = oputm;
308                          break;
309 +                case 'M':                               /* material */
310 +                        *table++ = oputM;
311 +                        break;
312 +                case '~':                               /* tilde */
313 +                        *table++ = oputtilde;
314 +                        break;
315                  }
316          *table = NULL;
317   }
318  
319  
320 < rad(org, dir)                   /* compute and print ray value(s) */
321 < FVECT  org, dir;
320 > static void
321 > bogusray(void)                  /* print out empty record */
322   {
323 +        thisray.rorg[0] = thisray.rorg[1] = thisray.rorg[2] =
324 +        thisray.rdir[0] = thisray.rdir[1] = thisray.rdir[2] = 0.0;
325 +        thisray.rmax = 0.0;
326 +        rayorigin(&thisray, PRIMARY, NULL, NULL);
327 +        printvals(&thisray);
328 + }
329 +
330 +
331 + static void
332 + rad(            /* compute and print ray value(s) */
333 +        FVECT  org,
334 +        FVECT  dir,
335 +        double  dmax
336 + )
337 + {
338          VCOPY(thisray.rorg, org);
339          VCOPY(thisray.rdir, dir);
340 <        thisray.rmax = 0.0;
341 <        rayorigin(&thisray, NULL, PRIMARY, 1.0);
342 <        if (castonly)
343 <                localhit(&thisray, &thescene) || sourcehit(&thisray);
344 <        else
340 >        thisray.rmax = dmax;
341 >        rayorigin(&thisray, PRIMARY, NULL, NULL);
342 >        if (castonly) {
343 >                if (!localhit(&thisray, &thescene)) {
344 >                        if (thisray.ro == &Aftplane) {  /* clipped */
345 >                                thisray.ro = NULL;
346 >                                thisray.rot = FHUGE;
347 >                        } else
348 >                                sourcehit(&thisray);
349 >                }
350 >        } else
351                  rayvalue(&thisray);
352          printvals(&thisray);
353   }
354  
355  
356 < irrad(org, dir)                 /* compute immediate irradiance value */
357 < FVECT  org, dir;
356 > static void
357 > irrad(                  /* compute immediate irradiance value */
358 >        FVECT  org,
359 >        FVECT  dir
360 > )
361   {
362          register int  i;
363  
# Line 264 | Line 365 | FVECT  org, dir;
365                  thisray.rorg[i] = org[i] + dir[i];
366                  thisray.rdir[i] = -dir[i];
367          }
368 <        rayorigin(&thisray, NULL, PRIMARY, 1.0);
368 >        thisray.rmax = 0.0;
369 >        rayorigin(&thisray, PRIMARY, NULL, NULL);
370                                          /* pretend we hit surface */
371          thisray.rot = 1.0-1e-4;
372          thisray.rod = 1.0;
# Line 277 | Line 379 | FVECT  org, dir;
379   }
380  
381  
382 < printvals(r)                    /* print requested ray values */
383 < RAY  *r;
382 > static void
383 > printvals(                      /* print requested ray values */
384 >        RAY  *r
385 > )
386   {
387 <        register int  (**tp)();
387 >        register oputf_t **tp;
388  
389          if (ray_out[0] == NULL)
390                  return;
# Line 291 | Line 395 | RAY  *r;
395   }
396  
397  
398 < getvec(vec, fmt, fp)            /* get a vector from fp */
399 < register FVECT  vec;
400 < int  fmt;
401 < FILE  *fp;
398 > static int
399 > getvec(         /* get a vector from fp */
400 >        register FVECT  vec,
401 >        int  fmt,
402 >        FILE  *fp
403 > )
404   {
299 –        extern char  *fgetword();
405          static float  vf[3];
406          static double  vd[3];
407          char  buf[32];
# Line 328 | Line 433 | FILE  *fp;
433   }
434  
435  
436 < tranotify(obj)                  /* record new modifier */
437 < OBJECT  obj;
436 > static void
437 > tranotify(                      /* record new modifier */
438 >        OBJECT  obj
439 > )
440   {
441          static int  hitlimit = 0;
442          register OBJREC  *o = objptr(obj);
443          register char  **tralp;
444  
445 +        if (obj == OVOID) {             /* starting over */
446 +                traset[0] = 0;
447 +                hitlimit = 0;
448 +                return;
449 +        }
450          if (hitlimit || !ismodifier(o->otype))
451                  return;
452          for (tralp = tralist; *tralp != NULL; tralp++)
# Line 350 | Line 462 | OBJECT obj;
462   }
463  
464  
465 < static
466 < ourtrace(r)                             /* print ray values */
467 < RAY  *r;
465 > static void
466 > ourtrace(                               /* print ray values */
467 >        RAY  *r
468 > )
469   {
470 <        register int  (**tp)();
470 >        register oputf_t **tp;
471  
472          if (every_out[0] == NULL)
473                  return;
# Line 366 | Line 479 | RAY  *r;
479          tabin(r);
480          for (tp = every_out; *tp != NULL; tp++)
481                  (**tp)(r);
482 <        putchar('\n');
482 >        if (outform == 'a')
483 >                putchar('\n');
484   }
485  
486  
487 < static
488 < tabin(r)                                /* tab in appropriate amount */
489 < RAY  *r;
487 > static void
488 > tabin(                          /* tab in appropriate amount */
489 >        RAY  *r
490 > )
491   {
492 <        register RAY  *rp;
492 >        const RAY  *rp;
493  
494          for (rp = r->parent; rp != NULL; rp = rp->parent)
495                  putchar('\t');
496   }
497  
498  
499 < static
500 < oputo(r)                                /* print origin */
501 < register RAY  *r;
499 > static void
500 > oputo(                          /* print origin */
501 >        RAY  *r
502 > )
503   {
504          (*putreal)(r->rorg[0]);
505          (*putreal)(r->rorg[1]);
# Line 391 | Line 507 | register RAY  *r;
507   }
508  
509  
510 < static
511 < oputd(r)                                /* print direction */
512 < register RAY  *r;
510 > static void
511 > oputd(                          /* print direction */
512 >        RAY  *r
513 > )
514   {
515          (*putreal)(r->rdir[0]);
516          (*putreal)(r->rdir[1]);
# Line 401 | Line 518 | register RAY  *r;
518   }
519  
520  
521 < static
522 < oputv(r)                                /* print value */
523 < register RAY  *r;
521 > static void
522 > oputv(                          /* print value */
523 >        RAY  *r
524 > )
525   {
408 –        COLR  cout;
409 –        
526          if (outform == 'c') {
527 +                COLR  cout;
528                  setcolr(cout,   colval(r->rcol,RED),
529                                  colval(r->rcol,GRN),
530                                  colval(r->rcol,BLU));
# Line 420 | Line 537 | register RAY  *r;
537   }
538  
539  
540 < static
541 < oputl(r)                                /* print effective distance */
542 < register RAY  *r;
540 > static void
541 > oputV(                          /* print value contribution */
542 >        RAY *r
543 > )
544   {
545 +        double  contr[3];
546 +
547 +        raycontrib(contr, r, PRIMARY);
548 +        multcolor(contr, r->rcol);
549 +        (*putreal)(contr[RED]);
550 +        (*putreal)(contr[GRN]);
551 +        (*putreal)(contr[BLU]);
552 + }
553 +
554 +
555 + static void
556 + oputl(                          /* print effective distance */
557 +        RAY  *r
558 + )
559 + {
560          (*putreal)(r->rt);
561   }
562  
563  
564 < static
565 < oputL(r)                                /* print single ray length */
566 < register RAY  *r;
564 > static void
565 > oputL(                          /* print single ray length */
566 >        RAY  *r
567 > )
568   {
569          (*putreal)(r->rot);
570   }
571  
572  
573 < static
574 < oputp(r)                                /* print point */
575 < register RAY  *r;
573 > static void
574 > oputc(                          /* print local coordinates */
575 >        RAY  *r
576 > )
577   {
578 +        (*putreal)(r->uv[0]);
579 +        (*putreal)(r->uv[1]);
580 + }
581 +
582 +
583 + static void
584 + oputp(                          /* print point */
585 +        RAY  *r
586 + )
587 + {
588          if (r->rot < FHUGE) {
589                  (*putreal)(r->rop[0]);
590                  (*putreal)(r->rop[1]);
# Line 452 | Line 597 | register RAY  *r;
597   }
598  
599  
600 < static
601 < oputN(r)                                /* print unperturbed normal */
602 < register RAY  *r;
600 > static void
601 > oputN(                          /* print unperturbed normal */
602 >        RAY  *r
603 > )
604   {
605          if (r->rot < FHUGE) {
606                  (*putreal)(r->ron[0]);
# Line 468 | Line 614 | register RAY  *r;
614   }
615  
616  
617 < static
618 < oputn(r)                                /* print perturbed normal */
619 < RAY  *r;
617 > static void
618 > oputn(                          /* print perturbed normal */
619 >        RAY  *r
620 > )
621   {
622          FVECT  pnorm;
623  
# Line 487 | Line 634 | RAY  *r;
634   }
635  
636  
637 < static
638 < oputs(r)                                /* print name */
639 < register RAY  *r;
637 > static void
638 > oputs(                          /* print name */
639 >        RAY  *r
640 > )
641   {
642          if (r->ro != NULL)
643                  fputs(r->ro->oname, stdout);
# Line 499 | Line 647 | register RAY  *r;
647   }
648  
649  
650 < static
651 < oputw(r)                                /* print weight */
652 < register RAY  *r;
650 > static void
651 > oputw(                          /* print weight */
652 >        RAY  *r
653 > )
654   {
655          (*putreal)(r->rweight);
656   }
657  
658  
659 < static
660 < oputm(r)                                /* print modifier */
661 < register RAY  *r;
659 > static void
660 > oputW(                          /* print coefficient */
661 >        RAY  *r
662 > )
663   {
664 +        double  contr[3];
665 +
666 +        raycontrib(contr, r, PRIMARY);
667 +        (*putreal)(contr[RED]);
668 +        (*putreal)(contr[GRN]);
669 +        (*putreal)(contr[BLU]);
670 + }
671 +
672 +
673 + static void
674 + oputm(                          /* print modifier */
675 +        RAY  *r
676 + )
677 + {
678          if (r->ro != NULL)
679 <                fputs(objptr(r->ro->omod)->oname, stdout);
679 >                if (r->ro->omod != OVOID)
680 >                        fputs(objptr(r->ro->omod)->oname, stdout);
681 >                else
682 >                        fputs(VOIDID, stdout);
683          else
684                  putchar('*');
685          putchar('\t');
686   }
687  
688  
689 < static
690 < puta(v)                         /* print ascii value */
691 < double  v;
689 > static void
690 > oputM(                          /* print material */
691 >        RAY  *r
692 > )
693   {
694 +        OBJREC  *mat;
695 +
696 +        if (r->ro != NULL) {
697 +                if ((mat = findmaterial(r->ro)) != NULL)
698 +                        fputs(mat->oname, stdout);
699 +                else
700 +                        fputs(VOIDID, stdout);
701 +        } else
702 +                putchar('*');
703 +        putchar('\t');
704 + }
705 +
706 +
707 + static void
708 + oputtilde(                      /* output tilde (spacer) */
709 +        RAY  *r
710 + )
711 + {
712 +        fputs("~\t", stdout);
713 + }
714 +
715 +
716 + static void
717 + puta(                           /* print ascii value */
718 +        double  v
719 + )
720 + {
721          printf("%e\t", v);
722   }
723  
724  
725 < static
725 > static void
726   putd(v)                         /* print binary double */
727   double  v;
728   {
# Line 535 | Line 730 | double  v;
730   }
731  
732  
733 < static
733 > static void
734   putf(v)                         /* print binary float */
735   double  v;
736   {

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