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

Comparing ray/src/rt/rtrace.c (file contents):
Revision 2.13 by greg, Mon Mar 8 12:37:33 1993 UTC vs.
Revision 2.45 by greg, Fri Jun 10 16:49:42 2005 UTC

# Line 1 | Line 1
1 – /* Copyright (c) 1992 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 + void  (*trace)() = NULL;                /* trace call */
50 +
51 + char  *tralist[128];                    /* list of modifers to trace (or no) */
52 + int  traincl = -1;                      /* include == 1, exclude == 0 */
53 + #define  MAXTSET        511             /* maximum number in trace set */
54 + OBJECT  traset[MAXTSET+1]={0};          /* trace include/exclude set */
55 +
56   int  hresolu = 0;                       /* horizontal (scan) size */
57   int  vresolu = 0;                       /* vertical resolution */
58  
59   double  dstrsrc = 0.0;                  /* square source distribution */
60 < double  shadthresh = .05;               /* shadow threshold */
61 < double  shadcert = .5;                  /* shadow certainty */
62 < int  directrelay = 1;                   /* number of source relays */
60 > double  shadthresh = .03;               /* shadow threshold */
61 > double  shadcert = .75;                 /* shadow certainty */
62 > int  directrelay = 2;                   /* number of source relays */
63   int  vspretest = 512;                   /* virtual source pretest density */
64   int  directvis = 1;                     /* sources visible? */
65 < double  srcsizerat = .25;               /* maximum ratio source size/dist. */
65 > double  srcsizerat = .2;                /* maximum ratio source size/dist. */
66  
67 + COLOR  cextinction = BLKCOLOR;          /* global extinction coefficient */
68 + COLOR  salbedo = BLKCOLOR;              /* global scattering albedo */
69 + double  seccg = 0.;                     /* global scattering eccentricity */
70 + double  ssampdist = 0.;                 /* scatter sampling distance */
71 +
72   double  specthresh = .15;               /* specular sampling threshold */
73   double  specjitter = 1.;                /* specular sampling jitter */
74  
75 < int  maxdepth = 6;                      /* maximum recursion depth */
60 < double  minweight = 4e-3;               /* minimum ray weight */
75 > int  backvis = 1;                       /* back face visibility */
76  
77 + int  maxdepth = -10;                    /* maximum recursion depth */
78 + double  minweight = 2e-3;               /* minimum ray weight */
79 +
80 + char  *ambfile = NULL;                  /* ambient file name */
81   COLOR  ambval = BLKCOLOR;               /* ambient value */
82 < double  ambacc = 0.2;                   /* ambient accuracy */
83 < int  ambres = 32;                       /* ambient resolution */
84 < int  ambdiv = 128;                      /* ambient divisions */
85 < int  ambssamp = 0;                      /* ambient super-samples */
82 > int  ambvwt = 0;                        /* initial weight for ambient value */
83 > double  ambacc = 0.15;                  /* ambient accuracy */
84 > int  ambres = 256;                      /* ambient resolution */
85 > int  ambdiv = 1024;                     /* ambient divisions */
86 > int  ambssamp = 512;                    /* ambient super-samples */
87   int  ambounce = 0;                      /* ambient bounces */
88 < char  *amblist[128];                    /* ambient include/exclude list */
88 > char  *amblist[AMBLLEN];                /* ambient include/exclude list */
89   int  ambincl = -1;                      /* include == 1, exclude == 0 */
90  
91 < extern OBJREC  Lamb;                    /* a Lambertian surface */
91 > static int  castonly = 0;
92  
93   static RAY  thisray;                    /* for our convenience */
94  
95 < static int  oputo(), oputd(), oputv(), oputl(), oputL(),
96 <                oputp(), oputn(), oputN(), oputs(), oputw(), oputm();
95 > typedef void putf_t(double v);
96 > static putf_t puta, putd, putf;
97  
98 < static int  ourtrace(), tabin();
99 < static int  (*ray_out[10])(), (*every_out[10])();
100 < static int  castonly;
98 > typedef void oputf_t(RAY *r);
99 > static oputf_t  oputo, oputd, oputv, oputl, oputL, oputc, oputp,
100 >                oputn, oputN, oputs, oputw, oputW, oputm, oputM, oputtilde;
101  
102 < static int  puta(), putf(), putd();
102 > static void setoutput(char *vs);
103 > static void tranotify(OBJECT obj);
104 > static void bogusray(void);
105 > static void rad(FVECT  org, FVECT  dir, double  dmax);
106 > static void irrad(FVECT  org, FVECT  dir);
107 > static void printvals(RAY  *r);
108 > static int getvec(FVECT  vec, int  fmt, FILE  *fp);
109 > static void tabin(RAY  *r);
110 > static void ourtrace(RAY  *r);
111  
112 < static int  (*putreal)();
112 > static oputf_t *ray_out[16], *every_out[16];
113 > static putf_t *putreal;
114  
115 + void  (*addobjnotify[])() = {ambnotify, tranotify, NULL};
116  
117 < quit(code)                      /* quit program */
118 < int  code;
117 >
118 > void
119 > quit(                   /* quit program */
120 >        int  code
121 > )
122   {
123 < #ifndef  NIX
123 > #ifndef  NON_POSIX /* XXX we don't clean up elsewhere? */
124          headclean();            /* delete header file */
125          pfclean();              /* clean up persist files */
126   #endif
# Line 95 | Line 128 | int  code;
128   }
129  
130  
131 < char *
132 < formstr(f)                              /* return format identifier */
133 < int  f;
131 > extern char *
132 > formstr(                                /* return format identifier */
133 >        int  f
134 > )
135   {
136          switch (f) {
137          case 'a': return("ascii");
# Line 109 | Line 143 | int  f;
143   }
144  
145  
146 < rtrace(fname)                           /* trace rays from file */
147 < char  *fname;
146 > extern void
147 > rtrace(                         /* trace rays from file */
148 >        char  *fname
149 > )
150   {
151 <        long  vcount = hresolu>1 ? hresolu*vresolu : vresolu;
151 >        unsigned long  vcount = (hresolu > 1) ? (unsigned long)hresolu*vresolu
152 >                                              : vresolu;
153          long  nextflush = hresolu;
154          FILE  *fp;
155 +        double  d;
156          FVECT  orig, direc;
157                                          /* set up input */
158          if (fname == NULL)
# Line 123 | Line 161 | char  *fname;
161                  sprintf(errmsg, "cannot open input file \"%s\"", fname);
162                  error(SYSTEM, errmsg);
163          }
126 – #ifdef MSDOS
164          if (inform != 'a')
165 <                setmode(fileno(fp), O_BINARY);
129 < #endif
165 >                SET_FILE_BINARY(fp);
166                                          /* set up output */
167          setoutput(outvals);
168          switch (outform) {
# Line 149 | Line 185 | char  *fname;
185          while (getvec(orig, inform, fp) == 0 &&
186                          getvec(direc, inform, fp) == 0) {
187  
188 <                if (normalize(direc) == 0.0) {          /* zero ==> flush */
189 <                        fflush(stdout);
190 <                        continue;
191 <                }
192 <                samplendx++;
188 >                d = normalize(direc);
189 >                if (d == 0.0) {                         /* zero ==> flush */
190 >                        bogusray();
191 >                        if (--nextflush <= 0 || !vcount) {
192 >                                fflush(stdout);
193 >                                nextflush = hresolu;
194 >                        }
195 >                } else {
196 >                        samplendx++;
197                                                          /* compute and print */
198 <                if (imm_irrad)
199 <                        irrad(orig, direc);
200 <                else
201 <                        traceray(orig, direc);
198 >                        if (imm_irrad)
199 >                                irrad(orig, direc);
200 >                        else
201 >                                rad(orig, direc, lim_dist ? d : 0.0);
202                                                          /* flush if time */
203 <                if (--nextflush == 0) {
204 <                        fflush(stdout);
205 <                        nextflush = hresolu;
203 >                        if (!--nextflush) {
204 >                                fflush(stdout);
205 >                                nextflush = hresolu;
206 >                        }
207                  }
208                  if (ferror(stdout))
209                          error(SYSTEM, "write error");
210 <                if (--vcount == 0)                      /* check for end */
210 >                if (vcount && !--vcount)                /* check for end */
211                          break;
212          }
213          fflush(stdout);
214 <        if (vcount > 0)
215 <                error(USER, "read error");
214 >        if (vcount)
215 >                error(USER, "unexpected EOF on input");
216          if (fname != NULL)
217                  fclose(fp);
218   }
219  
220  
221 < setoutput(vs)                           /* set up output tables */
222 < register char  *vs;
221 > static void
222 > trace_sources(void)                     /* trace rays to light sources, also */
223   {
224 <        extern int  (*trace)();
225 <        register int (**table)() = ray_out;
224 >        int     sn;
225 >        
226 >        for (sn = 0; sn < nsources; sn++)
227 >                source[sn].sflags |= SFOLLOW;
228 > }
229  
230 +
231 + static void
232 + setoutput(                              /* set up output tables */
233 +        register char  *vs
234 + )
235 + {
236 +        register oputf_t **table = ray_out;
237 +
238          castonly = 1;
239          while (*vs)
240                  switch (*vs++) {
241 +                case 'T':                               /* trace sources */
242 +                        if (!*vs) break;
243 +                        trace_sources();
244 +                        /* fall through */
245                  case 't':                               /* trace */
246 +                        if (!*vs) break;
247                          *table = NULL;
248                          table = every_out;
249                          trace = ourtrace;
# Line 206 | Line 263 | register char  *vs;
263                          *table++ = oputl;
264                          castonly = 0;
265                          break;
266 +                case 'c':                               /* local coordinates */
267 +                        *table++ = oputc;
268 +                        break;
269                  case 'L':                               /* single ray length */
270                          *table++ = oputL;
271                          break;
# Line 225 | Line 285 | register char  *vs;
285                  case 'w':                               /* weight */
286                          *table++ = oputw;
287                          break;
288 +                case 'W':                               /* coefficient */
289 +                        *table++ = oputW;
290 +                        if (ambounce > 0 && (ambacc > FTINY || ambssamp > 0))
291 +                                error(WARNING,
292 +                                        "-otW accuracy depends on -aa 0 -as 0");
293 +                        break;
294                  case 'm':                               /* modifier */
295                          *table++ = oputm;
296                          break;
297 +                case 'M':                               /* material */
298 +                        *table++ = oputM;
299 +                        break;
300 +                case '~':                               /* tilde */
301 +                        *table++ = oputtilde;
302 +                        break;
303                  }
304          *table = NULL;
305   }
306  
307  
308 < traceray(org, dir)              /* compute and print ray value(s) */
309 < FVECT  org, dir;
308 > static void
309 > bogusray(void)                  /* print out empty record */
310   {
311 <        register int  (**tp)();
311 >        thisray.rorg[0] = thisray.rorg[1] = thisray.rorg[2] =
312 >        thisray.rdir[0] = thisray.rdir[1] = thisray.rdir[2] = 0.0;
313 >        thisray.rmax = 0.0;
314 >        rayorigin(&thisray, PRIMARY, NULL, NULL);
315 >        printvals(&thisray);
316 > }
317  
318 +
319 + static void
320 + rad(            /* compute and print ray value(s) */
321 +        FVECT  org,
322 +        FVECT  dir,
323 +        double  dmax
324 + )
325 + {
326          VCOPY(thisray.rorg, org);
327          VCOPY(thisray.rdir, dir);
328 <        rayorigin(&thisray, NULL, PRIMARY, 1.0);
329 <        if (castonly)
330 <                localhit(&thisray, &thescene) || sourcehit(&thisray);
331 <        else
328 >        thisray.rmax = dmax;
329 >        rayorigin(&thisray, PRIMARY, NULL, NULL);
330 >        if (castonly) {
331 >                if (!localhit(&thisray, &thescene)) {
332 >                        if (thisray.ro == &Aftplane) {  /* clipped */
333 >                                thisray.ro = NULL;
334 >                                thisray.rot = FHUGE;
335 >                        } else
336 >                                sourcehit(&thisray);
337 >                }
338 >        } else
339                  rayvalue(&thisray);
340 <
249 <        if (ray_out[0] == NULL)
250 <                return;
251 <        for (tp = ray_out; *tp != NULL; tp++)
252 <                (**tp)(&thisray);
253 <        if (outform == 'a')
254 <                putchar('\n');
340 >        printvals(&thisray);
341   }
342  
343  
344 < irrad(org, dir)                 /* compute immediate irradiance value */
345 < FVECT  org, dir;
344 > static void
345 > irrad(                  /* compute immediate irradiance value */
346 >        FVECT  org,
347 >        FVECT  dir
348 > )
349   {
350          register int  i;
351  
# Line 264 | Line 353 | FVECT  org, dir;
353                  thisray.rorg[i] = org[i] + dir[i];
354                  thisray.rdir[i] = -dir[i];
355          }
356 <        rayorigin(&thisray, NULL, PRIMARY, 1.0);
356 >        thisray.rmax = 0.0;
357 >        rayorigin(&thisray, PRIMARY, NULL, NULL);
358                                          /* pretend we hit surface */
359 <        thisray.rot = 1.0;
359 >        thisray.rot = 1.0-1e-4;
360          thisray.rod = 1.0;
361          VCOPY(thisray.ron, dir);
362          for (i = 0; i < 3; i++)         /* fudge factor */
363                  thisray.rop[i] = org[i] + 1e-4*dir[i];
364                                          /* compute and print */
365          (*ofun[Lamb.otype].funp)(&Lamb, &thisray);
366 <        oputv(&thisray);
366 >        printvals(&thisray);
367 > }
368 >
369 >
370 > static void
371 > printvals(                      /* print requested ray values */
372 >        RAY  *r
373 > )
374 > {
375 >        register oputf_t **tp;
376 >
377 >        if (ray_out[0] == NULL)
378 >                return;
379 >        for (tp = ray_out; *tp != NULL; tp++)
380 >                (**tp)(r);
381          if (outform == 'a')
382                  putchar('\n');
383   }
384  
385  
386 < getvec(vec, fmt, fp)            /* get a vector from fp */
387 < register FVECT  vec;
388 < int  fmt;
389 < FILE  *fp;
386 > static int
387 > getvec(         /* get a vector from fp */
388 >        register FVECT  vec,
389 >        int  fmt,
390 >        FILE  *fp
391 > )
392   {
287 –        extern char  *fgetword();
393          static float  vf[3];
394          static double  vd[3];
395          char  buf[32];
# Line 316 | Line 421 | FILE  *fp;
421   }
422  
423  
424 < static
425 < ourtrace(r)                             /* print ray values */
426 < RAY  *r;
424 > static void
425 > tranotify(                      /* record new modifier */
426 >        OBJECT  obj
427 > )
428   {
429 <        register int  (**tp)();
429 >        static int  hitlimit = 0;
430 >        register OBJREC  *o = objptr(obj);
431 >        register char  **tralp;
432  
433 +        if (obj == OVOID) {             /* starting over */
434 +                traset[0] = 0;
435 +                hitlimit = 0;
436 +                return;
437 +        }
438 +        if (hitlimit || !ismodifier(o->otype))
439 +                return;
440 +        for (tralp = tralist; *tralp != NULL; tralp++)
441 +                if (!strcmp(o->oname, *tralp)) {
442 +                        if (traset[0] >= MAXTSET) {
443 +                                error(WARNING, "too many modifiers in trace list");
444 +                                hitlimit++;
445 +                                return;         /* should this be fatal? */
446 +                        }
447 +                        insertelem(traset, obj);
448 +                        return;
449 +                }
450 + }
451 +
452 +
453 + static void
454 + ourtrace(                               /* print ray values */
455 +        RAY  *r
456 + )
457 + {
458 +        register oputf_t **tp;
459 +
460          if (every_out[0] == NULL)
461                  return;
462 +        if (r->ro == NULL) {
463 +                if (traincl == 1)
464 +                        return;
465 +        } else if (traincl != -1 && traincl != inset(traset, r->ro->omod))
466 +                return;
467          tabin(r);
468          for (tp = every_out; *tp != NULL; tp++)
469                  (**tp)(r);
470 <        putchar('\n');
470 >        if (outform == 'a')
471 >                putchar('\n');
472   }
473  
474  
475 < static
476 < tabin(r)                                /* tab in appropriate amount */
477 < RAY  *r;
475 > static void
476 > tabin(                          /* tab in appropriate amount */
477 >        RAY  *r
478 > )
479   {
480 <        register RAY  *rp;
480 >        const RAY  *rp;
481  
482          for (rp = r->parent; rp != NULL; rp = rp->parent)
483                  putchar('\t');
484   }
485  
486  
487 < static
488 < oputo(r)                                /* print origin */
489 < register RAY  *r;
487 > static void
488 > oputo(                          /* print origin */
489 >        RAY  *r
490 > )
491   {
492          (*putreal)(r->rorg[0]);
493          (*putreal)(r->rorg[1]);
# Line 352 | Line 495 | register RAY  *r;
495   }
496  
497  
498 < static
499 < oputd(r)                                /* print direction */
500 < register RAY  *r;
498 > static void
499 > oputd(                          /* print direction */
500 >        RAY  *r
501 > )
502   {
503          (*putreal)(r->rdir[0]);
504          (*putreal)(r->rdir[1]);
# Line 362 | Line 506 | register RAY  *r;
506   }
507  
508  
509 < static
510 < oputv(r)                                /* print value */
511 < register RAY  *r;
509 > static void
510 > oputv(                          /* print value */
511 >        RAY  *r
512 > )
513   {
369 –        COLR  cout;
370 –        
514          if (outform == 'c') {
515 +                COLR  cout;
516                  setcolr(cout,   colval(r->rcol,RED),
517                                  colval(r->rcol,GRN),
518                                  colval(r->rcol,BLU));
# Line 381 | Line 525 | register RAY  *r;
525   }
526  
527  
528 < static
529 < oputl(r)                                /* print effective distance */
530 < register RAY  *r;
528 > static void
529 > oputl(                          /* print effective distance */
530 >        RAY  *r
531 > )
532   {
533          (*putreal)(r->rt);
534   }
535  
536  
537 < static
538 < oputL(r)                                /* print single ray length */
539 < register RAY  *r;
537 > static void
538 > oputL(                          /* print single ray length */
539 >        RAY  *r
540 > )
541   {
542          (*putreal)(r->rot);
543   }
544  
545  
546 < static
547 < oputp(r)                                /* print point */
548 < register RAY  *r;
546 > static void
547 > oputc(                          /* print local coordinates */
548 >        RAY  *r
549 > )
550   {
551 +        (*putreal)(r->uv[0]);
552 +        (*putreal)(r->uv[1]);
553 + }
554 +
555 +
556 + static void
557 + oputp(                          /* print point */
558 +        RAY  *r
559 + )
560 + {
561          if (r->rot < FHUGE) {
562                  (*putreal)(r->rop[0]);
563                  (*putreal)(r->rop[1]);
# Line 413 | Line 570 | register RAY  *r;
570   }
571  
572  
573 < static
574 < oputN(r)                                /* print unperturbed normal */
575 < register RAY  *r;
573 > static void
574 > oputN(                          /* print unperturbed normal */
575 >        RAY  *r
576 > )
577   {
578          if (r->rot < FHUGE) {
579                  (*putreal)(r->ron[0]);
# Line 429 | Line 587 | register RAY  *r;
587   }
588  
589  
590 < static
591 < oputn(r)                                /* print perturbed normal */
592 < RAY  *r;
590 > static void
591 > oputn(                          /* print perturbed normal */
592 >        RAY  *r
593 > )
594   {
595          FVECT  pnorm;
596  
# Line 448 | Line 607 | RAY  *r;
607   }
608  
609  
610 < static
611 < oputs(r)                                /* print name */
612 < register RAY  *r;
610 > static void
611 > oputs(                          /* print name */
612 >        RAY  *r
613 > )
614   {
615          if (r->ro != NULL)
616                  fputs(r->ro->oname, stdout);
# Line 460 | Line 620 | register RAY  *r;
620   }
621  
622  
623 < static
624 < oputw(r)                                /* print weight */
625 < register RAY  *r;
623 > static void
624 > oputw(                          /* print weight */
625 >        RAY  *r
626 > )
627   {
628          (*putreal)(r->rweight);
629   }
630  
631  
632 < static
633 < oputm(r)                                /* print modifier */
634 < register RAY  *r;
632 > static void
633 > oputW(                          /* print contribution */
634 >        RAY  *r
635 > )
636   {
637 +        COLOR   contr;
638 +
639 +        raycontrib(contr, r, PRIMARY);
640 +        (*putreal)(colval(contr,RED));
641 +        (*putreal)(colval(contr,GRN));
642 +        (*putreal)(colval(contr,BLU));
643 + }
644 +
645 +
646 + static void
647 + oputm(                          /* print modifier */
648 +        RAY  *r
649 + )
650 + {
651          if (r->ro != NULL)
652 <                fputs(objptr(r->ro->omod)->oname, stdout);
652 >                if (r->ro->omod != OVOID)
653 >                        fputs(objptr(r->ro->omod)->oname, stdout);
654 >                else
655 >                        fputs(VOIDID, stdout);
656          else
657                  putchar('*');
658          putchar('\t');
659   }
660  
661  
662 < static
663 < puta(v)                         /* print ascii value */
664 < double  v;
662 > static void
663 > oputM(                          /* print material */
664 >        RAY  *r
665 > )
666   {
667 +        OBJREC  *mat;
668 +
669 +        if (r->ro != NULL) {
670 +                if ((mat = findmaterial(r->ro)) != NULL)
671 +                        fputs(mat->oname, stdout);
672 +                else
673 +                        fputs(VOIDID, stdout);
674 +        } else
675 +                putchar('*');
676 +        putchar('\t');
677 + }
678 +
679 +
680 + static void
681 + oputtilde(                      /* output tilde (spacer) */
682 +        RAY  *r
683 + )
684 + {
685 +        fputs("~\t", stdout);
686 + }
687 +
688 +
689 + static void
690 + puta(                           /* print ascii value */
691 +        double  v
692 + )
693 + {
694          printf("%e\t", v);
695   }
696  
697  
698 < static
698 > static void
699   putd(v)                         /* print binary double */
700   double  v;
701   {
# Line 496 | Line 703 | double  v;
703   }
704  
705  
706 < static
706 > static void
707   putf(v)                         /* print binary float */
708   double  v;
709   {

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