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

Comparing ray/src/rt/source.c (file contents):
Revision 2.49 by greg, Fri Apr 15 04:44:51 2005 UTC vs.
Revision 2.69 by greg, Wed Nov 7 18:22:29 2018 UTC

# Line 12 | Line 12 | static const char RCSid[] = "$Id$";
12   #include  "rtotypes.h"
13   #include  "source.h"
14   #include  "random.h"
15 + #include  "pmapsrc.h"
16 + #include  "pmapmat.h"
17  
16 – extern double  ssampdist;               /* scatter sampling distance */
17 –
18   #ifndef MAXSSAMP
19   #define MAXSSAMP        16              /* maximum samples per ray */
20   #endif
# Line 42 | Line 42 | static int  maxcntr = 0;               /* size of contribution arra
42   static int cntcmp(const void *p1, const void *p2);
43  
44  
45 < extern OBJREC *                 /* find an object's actual material */
46 < findmaterial(register OBJREC *o)
45 > OBJREC *                        /* find an object's actual material */
46 > findmaterial(OBJREC *o)
47   {
48          while (!ismaterial(o->otype)) {
49                  if (o->otype == MOD_ALIAS && o->oargs.nsargs) {
# Line 52 | Line 52 | findmaterial(register OBJREC *o)
52                          aobj = lastmod(objndx(o), o->oargs.sarg[0]);
53                          if (aobj < 0)
54                                  objerror(o, USER, "bad reference");
55 <                        ao = objptr(aobj);
56 <                        if (ismaterial(ao->otype))
55 >                                /* recursive check on alias branch */
56 >                        if ((ao = findmaterial(objptr(aobj))) != NULL)
57                                  return(ao);
58                  }
59                  if (o->omod == OVOID)
# Line 64 | Line 64 | findmaterial(register OBJREC *o)
64   }
65  
66  
67 < extern void
67 > void
68   marksources(void)                       /* find and mark source objects */
69   {
70          int  foundsource = 0;
71          int  i;
72 <        register OBJREC  *o, *m;
73 <        register int  ns;
72 >        OBJREC  *o, *m;
73 >        int  ns;
74                                          /* initialize dispatch table */
75          initstypes();
76                                          /* find direct sources */
# Line 82 | Line 82 | marksources(void)                      /* find and mark source objects */
82                          continue;
83                                          /* find material */
84                  m = findmaterial(objptr(o->omod));
85 <                if (m == NULL || !islight(m->otype))
85 >                if (m == NULL)
86 >                        continue;
87 >                if (m->otype == MAT_CLIP) {
88 >                        markclip(m);    /* special case for antimatter */
89 >                        continue;
90 >                }
91 >                if (!islight(m->otype))
92                          continue;       /* not source modifier */
93          
94                  if (m->oargs.nfargs != (m->otype == MAT_GLOW ? 4 :
95                                  m->otype == MAT_SPOT ? 7 : 3))
96                          objerror(m, USER, "bad # arguments");
97  
92 –                if (m->otype == MAT_GLOW &&
93 –                                o->otype != OBJ_SOURCE &&
94 –                                m->oargs.farg[3] <= FTINY)
95 –                        continue;                       /* don't bother */
98                  if (m->oargs.farg[0] <= FTINY && m->oargs.farg[1] <= FTINY &&
99                                  m->oargs.farg[2] <= FTINY)
100                          continue;                       /* don't bother */
101 <
101 >                if (m->otype == MAT_GLOW &&
102 >                                o->otype != OBJ_SOURCE &&
103 >                                m->oargs.farg[3] <= FTINY) {
104 >                        foundsource += (ambounce > 0);
105 >                        continue;                       /* don't track these */
106 >                }
107                  if (sfun[o->otype].of == NULL ||
108                                  sfun[o->otype].of->setsrc == NULL)
109                          objerror(o, USER, "illegal material");
# Line 109 | Line 116 | marksources(void)                      /* find and mark source objects */
116                  if (m->otype == MAT_GLOW) {
117                          source[ns].sflags |= SPROX;
118                          source[ns].sl.prox = m->oargs.farg[3];
119 <                        if (source[ns].sflags & SDISTANT)
119 >                        if (source[ns].sflags & SDISTANT) {
120                                  source[ns].sflags |= SSKIP;
121 +                                foundsource += (ambounce > 0);
122 +                        }
123                  } else if (m->otype == MAT_SPOT) {
124                          source[ns].sflags |= SSPOT;
125                          if ((source[ns].sl.s = makespot(m)) == NULL)
# Line 122 | Line 131 | marksources(void)                      /* find and mark source objects */
131                                  source[ns].sflags |= SSKIP;
132                          }
133                  }
134 < #if  SHADCACHE
126 <                initobscache(ns);
127 < #endif
128 <                if (!(source[ns].sflags & SSKIP))
129 <                        foundsource++;
134 >                foundsource += !(source[ns].sflags & SSKIP);
135          }
136          if (!foundsource) {
137                  error(WARNING, "no light sources found");
138                  return;
139          }
140 <        markvirtuals();                 /* find and add virtual sources */
140 > #if  SHADCACHE
141 >        for (ns = 0; ns < nsources; ns++)       /* initialize obstructor cache */
142 >                initobscache(ns);
143 > #endif
144 >        /* PMAP: disable virtual sources */
145 >        if (!photonMapping)
146 >                markvirtuals();                 /* find and add virtual sources */
147 >                
148                                  /* allocate our contribution arrays */
149          maxcntr = nsources + MAXSPART;  /* start with this many */
150          srccnt = (CONTRIB *)malloc(maxcntr*sizeof(CONTRIB));
# Line 145 | Line 157 | memerr:
157   }
158  
159  
160 < extern void
160 > void
161   freesources(void)                       /* free all source structures */
162   {
163          if (nsources > 0) {
# Line 157 | Line 169 | freesources(void)                      /* free all source structures */
169                  source = NULL;
170                  nsources = 0;
171          }
172 +        markclip(NULL);
173          if (maxcntr <= 0)
174                  return;
175          free((void *)srccnt);
# Line 167 | Line 180 | freesources(void)                      /* free all source structures */
180   }
181  
182  
183 < extern int
183 > int
184   srcray(                         /* send a ray to a source, return domega */
185 <        register RAY  *sr,              /* returned source ray */
185 >        RAY  *sr,               /* returned source ray */
186          RAY  *r,                        /* ray which hit object */
187          SRCINDEX  *si                   /* source sample index */
188   )
189   {
190 <    double  d;                          /* distance to source */
191 <    register SRCREC  *srcp;
190 >        double  d;                              /* distance to source */
191 >        SRCREC  *srcp;
192  
193 <    rayorigin(sr, r, SHADOW, 1.0);              /* ignore limits */
193 >        rayorigin(sr, SHADOW, r, NULL);         /* ignore limits */
194  
195 <    while ((d = nextssamp(sr, si)) != 0.0) {
196 <        sr->rsrc = si->sn;                      /* remember source */
197 <        srcp = source + si->sn;
198 <        if (srcp->sflags & SDISTANT) {
199 <                if (srcp->sflags & SSPOT && spotout(sr, srcp->sl.s))
200 <                        continue;
201 <                return(1);              /* sample OK */
202 <        }
195 >        if (r == NULL)
196 >                sr->rmax = 0.0;
197 >
198 >        while ((d = nextssamp(sr, si)) != 0.0) {
199 >                sr->rsrc = si->sn;                      /* remember source */
200 >                srcp = source + si->sn;
201 >                if (srcp->sflags & SDISTANT) {
202 >                        if (srcp->sflags & SSPOT && spotout(sr, srcp->sl.s))
203 >                                continue;
204 >                        return(1);              /* sample OK */
205 >                }
206                                  /* local source */
207                                                  /* check proximity */
208 <        if (srcp->sflags & SPROX && d > srcp->sl.prox)
193 <                continue;
194 <                                                /* check angle */
195 <        if (srcp->sflags & SSPOT) {
196 <                if (spotout(sr, srcp->sl.s))
208 >                if (srcp->sflags & SPROX && d > srcp->sl.prox)
209                          continue;
210 +                                                /* check angle */
211 +                if (srcp->sflags & SSPOT) {
212 +                        if (spotout(sr, srcp->sl.s))
213 +                                continue;
214                                          /* adjust solid angle */
215 <                si->dom *= d*d;
216 <                d += srcp->sl.s->flen;
217 <                si->dom /= d*d;
215 >                        si->dom *= d*d;
216 >                        d += srcp->sl.s->flen;
217 >                        si->dom /= d*d;
218 >                }
219 >                return(1);                      /* sample OK */
220          }
221 <        return(1);                      /* sample OK */
204 <    }
205 <    return(0);                  /* no more samples */
221 >        return(0);                      /* no more samples */
222   }
223  
224  
225 < extern void
225 > void
226   srcvalue(                       /* punch ray to source and compute value */
227 <        register RAY  *r
227 >        RAY  *r
228   )
229   {
230 <        register SRCREC  *sp;
230 >        SRCREC  *sp;
231  
232          sp = &source[r->rsrc];
233          if (sp->sflags & SVIRTUAL) {    /* virtual source */
# Line 263 | Line 279 | transillum(                    /* check if material is transparent illu
279   }
280  
281  
282 < extern int
282 > int
283   sourcehit(                      /* check to see if ray hit distant source */
284 <        register RAY  *r
284 >        RAY  *r
285   )
286   {
287          int  glowsrc = -1;
288          int  transrc = -1;
289          int  first, last;
290 <        register int  i;
290 >        int  i;
291  
292          if (r->rsrc >= 0) {             /* check only one if aimed */
293                  first = last = r->rsrc;
# Line 296 | Line 312 | sourcehit(                     /* check to see if ray hit distant source
312                   * If it's a glow or transparent illum, just remember it.
313                   */
314                  if (source[i].sflags & SSKIP) {
315 <                        glowsrc = i;
315 >                        if (glowsrc < 0)
316 >                                glowsrc = i;
317                          continue;
318                  }
319                  if (transillum(source[i].so->omod)) {
320 <                        transrc = i;
320 >                        if (transrc < 0)
321 >                                transrc = i;
322                          continue;
323                  }
324                  r->ro = source[i].so;   /* otherwise, use first hit */
# Line 337 | Line 355 | cntcmp(                                /* contribution compare (descending) */
355          const void *p2
356   )
357   {
358 <        register const CNTPTR  *sc1 = (const CNTPTR *)p1;
359 <        register const CNTPTR  *sc2 = (const CNTPTR *)p2;
358 >        const CNTPTR  *sc1 = (const CNTPTR *)p1;
359 >        const CNTPTR  *sc2 = (const CNTPTR *)p2;
360  
361          if (sc1->brt > sc2->brt)
362                  return(-1);
# Line 348 | Line 366 | cntcmp(                                /* contribution compare (descending) */
366   }
367  
368  
369 < extern void
369 > void
370   direct(                                 /* add direct component */
371          RAY  *r,                        /* ray that hit surface */
372          srcdirf_t *f,                   /* direct component coefficient function */
373          void  *p                        /* data for f */
374   )
375   {
376 <        register int  sn;
377 <        register CONTRIB  *scp;
376 >        int  sn;
377 >        CONTRIB  *scp;
378          SRCINDEX  si;
379          int  nshadcheck, ncnts;
380          int  nhits;
381          double  prob, ourthresh, hwt;
382          RAY  sr;
383 +        
384 +        /* PMAP: Factor in direct photons (primarily for debugging/validation) */
385 +        if (directPhotonMapping) {
386 +                (*f)(r -> rcol, p, r -> ron, PI);              
387 +                multDirectPmap(r);
388 +                return;
389 +        }
390 +        
391                          /* NOTE: srccnt and cntord global so no recursion */
392          if (nsources <= 0)
393                  return;         /* no sources?! */
# Line 382 | Line 408 | direct(                                        /* add direct component */
408                  scp->sno = sr.rsrc;
409                                                  /* compute coefficient */
410                  (*f)(scp->coef, p, sr.rdir, si.dom);
411 <                cntord[sn].brt = bright(scp->coef);
411 >                cntord[sn].brt = intens(scp->coef);
412                  if (cntord[sn].brt <= 0.0)
413                          continue;
414   #if SHADCACHE
# Line 393 | Line 419 | direct(                                        /* add direct component */
419                  }
420   #endif
421                  VCOPY(scp->dir, sr.rdir);
422 +                copycolor(sr.rcoef, scp->coef);
423                                                  /* compute potential */
424 <                srcvalue(&sr);
424 >                sr.revf = srcvalue;
425 >                rayvalue(&sr);
426 >                multcolor(sr.rcol, sr.rcoef);
427                  copycolor(scp->val, sr.rcol);
428 <                multcolor(scp->val, scp->coef);
400 <                cntord[sn].brt = bright(scp->val);
428 >                cntord[sn].brt = bright(sr.rcol);
429          }
430                                                  /* sort contributions */
431          qsort(cntord, sn, sizeof(CNTPTR), cntcmp);
432          {                                       /* find last */
433 <                register int  l, m;
433 >                int  l, m;
434  
435                  ncnts = l = sn;
436                  sn = 0;
# Line 422 | Line 450 | direct(                                        /* add direct component */
450                                                  /* compute number to check */
451          nshadcheck = pow((double)ncnts, shadcert) + .5;
452                                                  /* modify threshold */
453 <        ourthresh = shadthresh / r->rweight;
453 >        if (ncnts > MINSHADCNT)
454 >                ourthresh = shadthresh / r->rweight;
455 >        else
456 >                ourthresh = 0;
457                                                  /* test for shadows */
458          for (nhits = 0, hwt = 0.0, sn = 0; sn < ncnts;
459                          hwt += (double)source[scp->sno].nhits /
# Line 435 | Line 466 | direct(                                        /* add direct component */
466                          break;
467                  scp = srccnt + cntord[sn].sndx;
468                                                  /* test for hit */
469 <                rayorigin(&sr, r, SHADOW, 1.0);
469 >                rayorigin(&sr, SHADOW, r, NULL);
470 >                copycolor(sr.rcoef, scp->coef);
471                  VCOPY(sr.rdir, scp->dir);
472                  sr.rsrc = scp->sno;
473                                                  /* keep statistics */
# Line 448 | Line 480 | direct(                                        /* add direct component */
480                                  source[scp->sno].sflags & SFOLLOW )) {
481                                                  /* follow entire path */
482                          raycont(&sr);
451 –                        rayparticipate(&sr);
483                          if (trace != NULL)
484                                  (*trace)(&sr);  /* trace execution */
485                          if (bright(sr.rcol) <= FTINY) {
# Line 460 | Line 491 | direct(                                        /* add direct component */
491   #endif
492                                  continue;       /* missed! */
493                          }
494 +                        rayparticipate(&sr);
495 +                        multcolor(sr.rcol, sr.rcoef);
496                          copycolor(scp->val, sr.rcol);
497 <                        multcolor(scp->val, scp->coef);
497 >                } else if (trace != NULL &&
498 >                        (source[scp->sno].sflags & (SDISTANT|SVIRTUAL|SFOLLOW))
499 >                                                == (SDISTANT|SFOLLOW) &&
500 >                                sourcehit(&sr) && rayshade(&sr, sr.ro->omod)) {
501 >                        (*trace)(&sr);          /* trace execution */
502 >                        /* skip call to rayparticipate() & scp->val update */
503                  }
504                                                  /* add contribution if hit */
505                  addcolor(r->rcol, scp->val);
# Line 483 | Line 521 | direct(                                        /* add direct component */
521                  scp = srccnt + cntord[sn].sndx;
522                  prob = hwt * (double)source[scp->sno].nhits /
523                                  (double)source[scp->sno].ntests;
524 <                if (prob > 1.0)
525 <                        prob = 1.0;
488 <                scalecolor(scp->val, prob);
524 >                if (prob < 1.0)
525 >                        scalecolor(scp->val, prob);
526                  addcolor(r->rcol, scp->val);
527          }
528   }
529  
530  
531 < extern void
531 > void
532   srcscatter(                     /* compute source scattering into ray */
533 <        register RAY  *r
533 >        RAY  *r
534   )
535   {
536          int  oldsampndx;
# Line 505 | Line 542 | srcscatter(                    /* compute source scattering into ray */
542          COLOR  cvext;
543          int  i, j;
544  
545 <        if (r->slights == NULL || r->slights[0] == 0
546 <                        || r->gecc >= 1.-FTINY || r->rot >= FHUGE)
545 >        if (r->rot >= FHUGE || r->gecc >= 1.-FTINY)
546 >                return;         /* this can never work */
547 >        /* PMAP: do unconditional inscattering for volume photons */
548 >        if (!volumePhotonMapping && (r->slights == NULL || r->slights[0] == 0))
549                  return;
550 +                
551          if (ssampdist <= FTINY || (nsamps = r->rot/ssampdist + .5) < 1)
552                  nsamps = 1;
553   #if MAXSSAMP
# Line 516 | Line 556 | srcscatter(                    /* compute source scattering into ray */
556   #endif
557          oldsampndx = samplendx;
558          samplendx = random()&0x7fff;            /* randomize */
559 <        for (i = r->slights[0]; i > 0; i--) {   /* for each source */
559 >        for (i = volumePhotonMapping ? 1 : r->slights[0]; i > 0; i--) {
560 >                /* for each source OR once if volume photon map enabled */
561                  for (j = 0; j < nsamps; j++) {  /* for each sample position */
562                          samplendx++;
563                          t = r->rot * (j+frandom())/nsamps;
# Line 532 | Line 573 | srcscatter(                    /* compute source scattering into ray */
573                          sr.rorg[0] = r->rorg[0] + r->rdir[0]*t;
574                          sr.rorg[1] = r->rorg[1] + r->rdir[1]*t;
575                          sr.rorg[2] = r->rorg[2] + r->rdir[2]*t;
576 <                        sr.rmax = 0.;
577 <                        initsrcindex(&si);      /* sample ray to this source */
578 <                        si.sn = r->slights[i];
579 <                        nopart(&si, &sr);
580 <                        if (!srcray(&sr, NULL, &si) ||
581 <                                        sr.rsrc != r->slights[i])
582 <                                continue;               /* no path */
576 >                        
577 >                        if (!volumePhotonMapping) {
578 >                                initsrcindex(&si);      /* sample ray to this source */
579 >                                si.sn = r->slights[i];
580 >                                nopart(&si, &sr);
581 >                                if (!srcray(&sr, NULL, &si) ||
582 >                                                sr.rsrc != r->slights[i])
583 >                                        continue;       /* no path */
584   #if SHADCACHE
585 <                        if (srcblocked(&sr))            /* check shadow cache */
586 <                                continue;
585 >                                if (srcblocked(&sr))    /* check shadow cache */
586 >                                        continue;
587   #endif
588 <                        copycolor(sr.cext, r->cext);
589 <                        copycolor(sr.albedo, r->albedo);
590 <                        sr.gecc = r->gecc;
591 <                        sr.slights = r->slights;
592 <                        rayvalue(&sr);                  /* eval. source ray */
593 <                        if (bright(sr.rcol) <= FTINY) {
588 >                                copycolor(sr.cext, r->cext);
589 >                                copycolor(sr.albedo, r->albedo);
590 >                                sr.gecc = r->gecc;
591 >                                sr.slights = r->slights;
592 >                                rayvalue(&sr);          /* eval. source ray */
593 >                                if (bright(sr.rcol) <= FTINY) {
594   #if SHADCACHE
595 <                                srcblocker(&sr);        /* add blocker to cache */
595 >                                        srcblocker(&sr); /* add blocker to cache */
596   #endif
597 <                                continue;
598 <                        }
599 <                        if (r->gecc <= FTINY)           /* compute P(theta) */
600 <                                d = 1.;
601 <                        else {
602 <                                d = DOT(r->rdir, sr.rdir);
603 <                                d = 1. + r->gecc*r->gecc - 2.*r->gecc*d;
604 <                                d = (1. - r->gecc*r->gecc) / (d*sqrt(d));
605 <                        }
597 >                                        continue;
598 >                                }
599 >                                if (r->gecc <= FTINY)   /* compute P(theta) */
600 >                                        d = 1.;
601 >                                else {
602 >                                        d = DOT(r->rdir, sr.rdir);
603 >                                        d = 1. + r->gecc*r->gecc - 2.*r->gecc*d;
604 >                                        d = (1. - r->gecc*r->gecc) / (d*sqrt(d));
605 >                                }
606                                                          /* other factors */
607 <                        d *= si.dom * r->rot / (4.*PI*nsamps);
607 >                                d *= si.dom * r->rot / (4.*PI*nsamps);
608 >                                scalecolor(sr.rcol, d);
609 >                        } else {
610 >                                /* PMAP: Add ambient inscattering from
611 >                                 * volume photons; note we reverse the
612 >                                 * incident ray direction since we're
613 >                                 * now in *backward* raytracing mode! */
614 >                                sr.rdir [0] = -r -> rdir [0];
615 >                                sr.rdir [1] = -r -> rdir [1];
616 >                                sr.rdir [2] = -r -> rdir [2];
617 >                                sr.gecc = r -> gecc;
618 >                                inscatterVolumePmap(&sr, sr.rcol);
619 >                                scalecolor(sr.rcol, r -> rot / nsamps);
620 >                        }
621                          multcolor(sr.rcol, r->cext);
622                          multcolor(sr.rcol, r->albedo);
568 –                        scalecolor(sr.rcol, d);
623                          multcolor(sr.rcol, cvext);
624                          addcolor(r->rcol, sr.rcol);     /* add it in */
625                  }
# Line 632 | Line 686 | weaksrcmat(OBJECT obj)         /* identify material */
686   * The same is true for stray specular samples, since the specular
687   * contribution from light sources is calculated separately.
688   */
689 <
690 < #define  badcomponent(m, r)     (r->crtype&(AMBIENT|SPECULAR) && \
689 > /* PMAP: Also avoid counting sources via transferred ambient rays (e.g.
690 > * through glass) when photon mapping is enabled, as these indirect
691 > * components are already accounted for.
692 > */
693 > #define  badcomponent(m, r)   (srcRayInPmap(r) || \
694 >                                (r->crtype&(AMBIENT|SPECULAR) && \
695                                  !(r->crtype&SHADOW || r->rod < 0.0 || \
696 <                /* not 100% correct */  distglow(m, r, r->rot)))
696 >                /* not 100% correct */  distglow(m, r, r->rot))))
697  
698   /* passillum *
699   *
# Line 657 | Line 715 | weaksrcmat(OBJECT obj)         /* identify material */
715                                  distglow(m, r, raydist(r,PRIMARY)))
716  
717  
718 < extern int
718 > int
719   m_light(                                /* ray hit a light source */
720 <        register OBJREC  *m,
721 <        register RAY  *r
720 >        OBJREC  *m,
721 >        RAY  *r
722   )
723   {
724                                                  /* check for over-counting */
725 <        if (badcomponent(m, r))
725 >        if (badcomponent(m, r)) {
726 >                setcolor(r->rcoef, 0.0, 0.0, 0.0);
727                  return(1);
728 <        if (wrongsource(m, r))
728 >        }
729 >        if (wrongsource(m, r)) {
730 >                setcolor(r->rcoef, 0.0, 0.0, 0.0);
731                  return(1);
732 +        }
733                                                  /* check for passed illum */
734          if (passillum(m, r)) {
735                  if (m->oargs.nsargs && strcmp(m->oargs.sarg[0], VOIDID))
# Line 675 | Line 737 | m_light(                               /* ray hit a light source */
737                  raytrans(r);
738                  return(1);
739          }
740 +                                                /* check for invisibility */
741 +        if (srcignore(m, r)) {
742 +                setcolor(r->rcoef, 0.0, 0.0, 0.0);
743 +                return(1);
744 +        }
745                                          /* otherwise treat as source */
746                                                  /* check for behind */
747          if (r->rod < 0.0)
681 –                return(1);
682 –                                                /* check for invisibility */
683 –        if (srcignore(m, r))
748                  return(1);
749                                                  /* check for outside spot */
750          if (m->otype==MAT_SPOT && spotout(r, makespot(m)))

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