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

Comparing ray/src/rt/source.c (file contents):
Revision 2.63 by greg, Mon Sep 15 00:54:39 2014 UTC vs.
Revision 2.80 by greg, Thu Aug 11 15:09:14 2022 UTC

# Line 9 | Line 9 | static const char RCSid[] = "$Id$";
9  
10   #include  "ray.h"
11   #include  "otypes.h"
12 + #include  "otspecial.h"
13   #include  "rtotypes.h"
14   #include  "source.h"
15   #include  "random.h"
16 + #include  "pmapsrc.h"
17 + #include  "pmapmat.h"
18  
19   #ifndef MAXSSAMP
20   #define MAXSSAMP        16              /* maximum samples per ray */
# Line 33 | Line 36 | typedef struct {
36          float  brt;             /* brightness (for comparison) */
37   }  CNTPTR;              /* contribution pointer */
38  
39 < static CONTRIB  *srccnt;                /* source contributions in direct() */
40 < static CNTPTR  *cntord;                 /* source ordering in direct() */
39 > static CONTRIB  *srccnt = NULL;         /* source contributions in direct() */
40 > static CNTPTR  *cntord = NULL;          /* source ordering in direct() */
41   static int  maxcntr = 0;                /* size of contribution arrays */
42  
43   static int cntcmp(const void *p1, const void *p2);
44  
45  
43 – OBJREC *                        /* find an object's actual material */
44 – findmaterial(OBJREC *o)
45 – {
46 –        while (!ismaterial(o->otype)) {
47 –                if (o->otype == MOD_ALIAS && o->oargs.nsargs) {
48 –                        OBJECT  aobj;
49 –                        OBJREC  *ao;
50 –                        aobj = lastmod(objndx(o), o->oargs.sarg[0]);
51 –                        if (aobj < 0)
52 –                                objerror(o, USER, "bad reference");
53 –                        ao = objptr(aobj);
54 –                        if (ismaterial(ao->otype))
55 –                                return(ao);
56 –                        if (ao->otype == MOD_ALIAS) {
57 –                                o = ao;
58 –                                continue;
59 –                        }
60 –                }
61 –                if (o->omod == OVOID)
62 –                        return(NULL);
63 –                o = objptr(o->omod);
64 –        }
65 –        return(o);              /* mixtures will return NULL */
66 – }
67 –
68 –
46   void
47   marksources(void)                       /* find and mark source objects */
48   {
49 <        int  foundsource = 0;
49 >        int  indirect = 0;
50          int  i;
51          OBJREC  *o, *m;
52          int  ns;
53 +                                        /* call us only once! */
54 +        if (nsources)
55 +                error(CONSISTENCY, "Multiple calls to marksources!");
56                                          /* initialize dispatch table */
57          initstypes();
58                                          /* find direct sources */
# Line 83 | Line 63 | marksources(void)                      /* find and mark source objects */
63                  if (!issurface(o->otype) || o->omod == OVOID)
64                          continue;
65                                          /* find material */
66 <                m = findmaterial(objptr(o->omod));
66 >                m = findmaterial(o);
67                  if (m == NULL)
68                          continue;
69                  if (m->otype == MAT_CLIP) {
# Line 97 | Line 77 | marksources(void)                      /* find and mark source objects */
77                                  m->otype == MAT_SPOT ? 7 : 3))
78                          objerror(m, USER, "bad # arguments");
79  
80 <                if (m->oargs.farg[0] <= FTINY && m->oargs.farg[1] <= FTINY &&
81 <                                m->oargs.farg[2] <= FTINY)
80 >                if (m->oargs.farg[0] <= FTINY && (m->oargs.farg[1] <= FTINY) &
81 >                                (m->oargs.farg[2] <= FTINY))
82                          continue;                       /* don't bother */
83                  if (m->otype == MAT_GLOW &&
84                                  o->otype != OBJ_SOURCE &&
85                                  m->oargs.farg[3] <= FTINY) {
86 <                        foundsource += (ambounce > 0);
86 >                        indirect += (ambounce > 0);
87                          continue;                       /* don't track these */
88                  }
89                  if (sfun[o->otype].of == NULL ||
# Line 120 | Line 100 | marksources(void)                      /* find and mark source objects */
100                          source[ns].sl.prox = m->oargs.farg[3];
101                          if (source[ns].sflags & SDISTANT) {
102                                  source[ns].sflags |= SSKIP;
103 <                                foundsource += (ambounce > 0);
103 >                                indirect += (ambounce > 0);
104                          }
105                  } else if (m->otype == MAT_SPOT) {
106 +                        if (source[ns].sflags & SDISTANT)
107 +                                objerror(o, WARNING,
108 +                                        "distant source is a spotlight");
109                          source[ns].sflags |= SSPOT;
110                          if ((source[ns].sl.s = makespot(m)) == NULL)
111                                  goto memerr;
# Line 133 | Line 116 | marksources(void)                      /* find and mark source objects */
116                                  source[ns].sflags |= SSKIP;
117                          }
118                  }
119 +                maxcntr += !(source[ns].sflags & SSKIP);
120 +        }
121 +        if (!maxcntr) {
122 +                if (!indirect)
123 +                        error(WARNING, "no light sources found");
124 +                return;         /* no direct calculation, it seems */
125 +        }
126   #if  SHADCACHE
127 +        for (ns = 0; ns < nsources; ns++)       /* initialize obstructor cache */
128                  initobscache(ns);
129   #endif
130 <                foundsource += !(source[ns].sflags & SSKIP);
131 <        }
132 <        if (!foundsource) {
133 <                error(WARNING, "no light sources found");
143 <                return;
144 <        }
145 <        markvirtuals();                 /* find and add virtual sources */
130 >        /* PMAP: disable virtual sources */
131 >        if (!photonMapping)
132 >                markvirtuals();                 /* find and add virtual sources */
133 >                
134                                  /* allocate our contribution arrays */
135 <        maxcntr = nsources + MAXSPART;  /* start with this many */
135 >        maxcntr += MAXSPART;    /* start with this many */
136          srccnt = (CONTRIB *)malloc(maxcntr*sizeof(CONTRIB));
137          cntord = (CNTPTR *)malloc(maxcntr*sizeof(CNTPTR));
138 <        if ((srccnt == NULL) | (cntord == NULL))
139 <                goto memerr;
152 <        return;
138 >        if ((srccnt != NULL) & (cntord != NULL))
139 >                return;
140   memerr:
141          error(SYSTEM, "out of memory in marksources");
142   }
143  
144  
145   void
146 + distantsources(void)                    /* only mark distant sources */
147 + {
148 +        int  i;
149 +        OBJREC  *o, *m;
150 +        int  ns;
151 +                                        /* call us only once! */
152 +        if (nsources)
153 +                error(CONSISTENCY, "Multiple calls to distantsources!");
154 +                                        /* initialize dispatch table */
155 +        initstypes();
156 +                                        /* sources needed for sourcehit() */
157 +        for (i = 0; i < nsceneobjs; i++) {
158 +        
159 +                o = objptr(i);
160 +
161 +                if ((o->otype != OBJ_SOURCE) | (o->omod == OVOID))
162 +                        continue;
163 +                                        /* find material */
164 +                m = findmaterial(o);
165 +                if (m == NULL)
166 +                        continue;
167 +                if (!islight(m->otype))
168 +                        continue;       /* not source modifier */
169 +        
170 +                if (m->oargs.nfargs != (m->otype == MAT_GLOW ? 4 :
171 +                                m->otype == MAT_SPOT ? 7 : 3))
172 +                        objerror(m, USER, "bad # arguments");
173 +
174 +                if (m->oargs.farg[0] <= FTINY && (m->oargs.farg[1] <= FTINY) &
175 +                                (m->oargs.farg[2] <= FTINY))
176 +                        continue;                       /* don't bother */
177 +                if (sfun[o->otype].of == NULL ||
178 +                                sfun[o->otype].of->setsrc == NULL)
179 +                        objerror(o, USER, "illegal material");
180 +
181 +                if ((ns = newsource()) < 0)
182 +                        error(SYSTEM, "out of memory in distantsources");
183 +
184 +                setsource(&source[ns], o);
185 +
186 +                if (m->otype == MAT_GLOW) {
187 +                        source[ns].sflags |= SPROX|SSKIP;
188 +                        source[ns].sl.prox = m->oargs.farg[3];
189 +                } else if (m->otype == MAT_SPOT)
190 +                        objerror(o, WARNING, "distant source is a spotlight");
191 +        }
192 + }
193 +
194 +
195 + void
196   freesources(void)                       /* free all source structures */
197   {
198          if (nsources > 0) {
# Line 264 | Line 301 | nomat:
301  
302   static int
303   transillum(                     /* check if material is transparent illum */
304 <        OBJECT  obj
304 >        OBJREC *m
305   )
306   {
307 <        OBJREC *m = findmaterial(objptr(obj));
271 <        
307 >        m = findmaterial(m);
308          if (m == NULL)
309                  return(1);
310          if (m->otype != MAT_ILLUM)
# Line 301 | Line 337 | sourcehit(                     /* check to see if ray hit distant source
337                   */
338                  if (2.*PI*(1. - DOT(source[i].sloc,r->rdir)) > source[i].ss2)
339                          continue;
340 <                                        /* is it the only possibility? */
341 <                if (first == last) {
340 >                                        /* is it what we aimed for? */
341 >                if (i == r->rsrc) {
342                          r->ro = source[i].so;
343                          break;
344                  }
# Line 314 | Line 350 | sourcehit(                     /* check to see if ray hit distant source
350                                  glowsrc = i;
351                          continue;
352                  }
353 <                if (transillum(source[i].so->omod)) {
353 >                if (transillum(source[i].so)) {
354                          if (transrc < 0)
355                                  transrc = i;
356                          continue;
# Line 334 | Line 370 | sourcehit(                     /* check to see if ray hit distant source
370                          return(0);      /* nothing usable */
371          }
372          /*
373 <         * Make assignments.
373 >         * Assign object index
374           */
375          r->robj = objndx(r->ro);
340 –        for (i = 0; i < 3; i++)
341 –                r->ron[i] = -r->rdir[i];
342 –        r->rod = 1.0;
343 –        r->pert[0] = r->pert[1] = r->pert[2] = 0.0;
344 –        r->uv[0] = r->uv[1] = 0.0;
345 –        r->rox = NULL;
376          return(1);
377   }
378  
# Line 378 | Line 408 | direct(                                        /* add direct component */
408          int  nhits;
409          double  prob, ourthresh, hwt;
410          RAY  sr;
411 +        
412 +        /* PMAP: Factor in direct photons (primarily for debugging/validation) */
413 +        if (directPhotonMapping) {
414 +                (*f)(r -> rcol, p, r -> ron, PI);              
415 +                multDirectPmap(r);
416 +                return;
417 +        }
418                          /* NOTE: srccnt and cntord global so no recursion */
419 <        if (nsources <= 0)
420 <                return;         /* no sources?! */
421 <                                                /* potential contributions */
422 <        initsrcindex(&si);
419 >        if (maxcntr <= 0)
420 >                return;         /* no direct?! */
421 >
422 >        initsrcindex(&si);                      /* potential contributions */
423          for (sn = 0; srcray(&sr, r, &si); sn++) {
424                  if (sn >= maxcntr) {
425                          maxcntr = sn + MAXSPART;
# Line 396 | Line 433 | direct(                                        /* add direct component */
433                  cntord[sn].sndx = sn;
434                  scp = srccnt + sn;
435                  scp->sno = sr.rsrc;
436 + #if SHADCACHE                                   /* check shadow cache */
437 +                if (si.np == 1 && srcblocked(&sr)) {
438 +                        cntord[sn].brt = 0.0;   /* & count as test */
439 +                        if (source[scp->sno].ntests++ > 0xfffffff0) {
440 +                                source[scp->sno].ntests >>= 1;
441 +                                source[scp->sno].nhits >>= 1;
442 +                        }
443 +                        continue;
444 +                }
445 + #endif
446                                                  /* compute coefficient */
447                  (*f)(scp->coef, p, sr.rdir, si.dom);
448                  cntord[sn].brt = intens(scp->coef);
449                  if (cntord[sn].brt <= 0.0)
450                          continue;
404 – #if SHADCACHE
405 –                                                /* check shadow cache */
406 –                if (si.np == 1 && srcblocked(&sr)) {
407 –                        cntord[sn].brt = 0.0;
408 –                        continue;
409 –                }
410 – #endif
451                  VCOPY(scp->dir, sr.rdir);
452                  copycolor(sr.rcoef, scp->coef);
453                                                  /* compute potential */
# Line 440 | Line 480 | direct(                                        /* add direct component */
480                                                  /* compute number to check */
481          nshadcheck = pow((double)ncnts, shadcert) + .5;
482                                                  /* modify threshold */
483 <        if (ncnts > MINSHADCNT)
444 <                ourthresh = shadthresh / r->rweight;
445 <        else
446 <                ourthresh = 0;
483 >        ourthresh = shadthresh / r->rweight;
484                                                  /* test for shadows */
485          for (nhits = 0, hwt = 0.0, sn = 0; sn < ncnts;
486                          hwt += (double)source[scp->sno].nhits /
487                                  (double)source[scp->sno].ntests,
488                          sn++) {
489                                                  /* check threshold */
490 <                if ((sn+nshadcheck>=ncnts ? cntord[sn].brt :
490 >                if (sn >= MINSHADCNT &&
491 >                            (sn+nshadcheck>=ncnts ? cntord[sn].brt :
492                                  cntord[sn].brt-cntord[sn+nshadcheck].brt)
493 <                                < ourthresh*bright(r->rcol))
493 >                                        < ourthresh*bright(r->rcol))
494                          break;
495                  scp = srccnt + cntord[sn].sndx;
496                                                  /* test for hit */
# Line 532 | Line 570 | srcscatter(                    /* compute source scattering into ray */
570          COLOR  cvext;
571          int  i, j;
572  
573 <        if (r->slights == NULL || r->slights[0] == 0
574 <                        || r->gecc >= 1.-FTINY || r->rot >= FHUGE)
573 >        if (r->rot >= FHUGE*.99 || r->gecc >= 1.-FTINY)
574 >                return;         /* this can never work */
575 >        /* PMAP: do unconditional inscattering for volume photons */
576 >        if (!volumePhotonMapping && (r->slights == NULL || r->slights[0] == 0))
577                  return;
578 +                
579          if (ssampdist <= FTINY || (nsamps = r->rot/ssampdist + .5) < 1)
580                  nsamps = 1;
581   #if MAXSSAMP
# Line 543 | Line 584 | srcscatter(                    /* compute source scattering into ray */
584   #endif
585          oldsampndx = samplendx;
586          samplendx = random()&0x7fff;            /* randomize */
587 <        for (i = r->slights[0]; i > 0; i--) {   /* for each source */
587 >        for (i = volumePhotonMapping ? 1 : r->slights[0]; i > 0; i--) {
588 >                /* for each source OR once if volume photon map enabled */
589                  for (j = 0; j < nsamps; j++) {  /* for each sample position */
590                          samplendx++;
591                          t = r->rot * (j+frandom())/nsamps;
# Line 559 | Line 601 | srcscatter(                    /* compute source scattering into ray */
601                          sr.rorg[0] = r->rorg[0] + r->rdir[0]*t;
602                          sr.rorg[1] = r->rorg[1] + r->rdir[1]*t;
603                          sr.rorg[2] = r->rorg[2] + r->rdir[2]*t;
604 <                        initsrcindex(&si);      /* sample ray to this source */
605 <                        si.sn = r->slights[i];
606 <                        nopart(&si, &sr);
607 <                        if (!srcray(&sr, NULL, &si) ||
608 <                                        sr.rsrc != r->slights[i])
609 <                                continue;               /* no path */
604 >                        
605 >                        if (!volumePhotonMapping) {
606 >                                initsrcindex(&si);      /* sample ray to this source */
607 >                                si.sn = r->slights[i];
608 >                                nopart(&si, &sr);
609 >                                if (!srcray(&sr, NULL, &si) ||
610 >                                                sr.rsrc != r->slights[i])
611 >                                        continue;       /* no path */
612   #if SHADCACHE
613 <                        if (srcblocked(&sr))            /* check shadow cache */
614 <                                continue;
613 >                                if (srcblocked(&sr))    /* check shadow cache */
614 >                                        continue;
615   #endif
616 <                        copycolor(sr.cext, r->cext);
617 <                        copycolor(sr.albedo, r->albedo);
618 <                        sr.gecc = r->gecc;
619 <                        sr.slights = r->slights;
620 <                        rayvalue(&sr);                  /* eval. source ray */
621 <                        if (bright(sr.rcol) <= FTINY) {
616 >                                copycolor(sr.cext, r->cext);
617 >                                copycolor(sr.albedo, r->albedo);
618 >                                sr.gecc = r->gecc;
619 >                                sr.slights = r->slights;
620 >                                rayvalue(&sr);          /* eval. source ray */
621 >                                if (bright(sr.rcol) <= FTINY) {
622   #if SHADCACHE
623 <                                srcblocker(&sr);        /* add blocker to cache */
623 >                                        srcblocker(&sr); /* add blocker to cache */
624   #endif
625 <                                continue;
626 <                        }
627 <                        if (r->gecc <= FTINY)           /* compute P(theta) */
628 <                                d = 1.;
629 <                        else {
630 <                                d = DOT(r->rdir, sr.rdir);
631 <                                d = 1. + r->gecc*r->gecc - 2.*r->gecc*d;
632 <                                d = (1. - r->gecc*r->gecc) / (d*sqrt(d));
633 <                        }
625 >                                        continue;
626 >                                }
627 >                                if (r->gecc <= FTINY)   /* compute P(theta) */
628 >                                        d = 1.;
629 >                                else {
630 >                                        d = DOT(r->rdir, sr.rdir);
631 >                                        d = 1. + r->gecc*r->gecc - 2.*r->gecc*d;
632 >                                        d = (1. - r->gecc*r->gecc) / (d*sqrt(d));
633 >                                }
634                                                          /* other factors */
635 <                        d *= si.dom * r->rot / (4.*PI*nsamps);
635 >                                d *= si.dom * r->rot / (4.*PI*nsamps);
636 >                                scalecolor(sr.rcol, d);
637 >                        } else {
638 >                                /* PMAP: Add ambient inscattering from
639 >                                 * volume photons; note we reverse the
640 >                                 * incident ray direction since we're
641 >                                 * now in *backward* raytracing mode! */
642 >                                sr.rdir [0] = -r -> rdir [0];
643 >                                sr.rdir [1] = -r -> rdir [1];
644 >                                sr.rdir [2] = -r -> rdir [2];
645 >                                sr.gecc = r -> gecc;
646 >                                inscatterVolumePmap(&sr, sr.rcol);
647 >                                scalecolor(sr.rcol, r -> rot / nsamps);
648 >                        }
649                          multcolor(sr.rcol, r->cext);
650                          multcolor(sr.rcol, r->albedo);
594 –                        scalecolor(sr.rcol, d);
651                          multcolor(sr.rcol, cvext);
652                          addcolor(r->rcol, sr.rcol);     /* add it in */
653                  }
# Line 617 | Line 673 | srcscatter(                    /* compute source scattering into ray */
673   */
674  
675   static int
676 < weaksrcmat(OBJECT obj)          /* identify material */
676 > weaksrcmat(OBJREC *m)           /* identify material */
677   {
678 <        OBJREC *m = findmaterial(objptr(obj));
623 <        
678 >        m = findmaterial(m);
679          if (m == NULL) return(0);
680          return((m->otype==MAT_ILLUM) | (m->otype==MAT_GLOW));
681   }
682  
683   #define  illumblock(m, r)       (!(source[r->rsrc].sflags&SVIRTUAL) && \
684                                  r->rod > 0.0 && \
685 <                                weaksrcmat(source[r->rsrc].so->omod))
685 >                                weaksrcmat(source[r->rsrc].so))
686  
687   /* wrongsource *
688   *
# Line 658 | Line 713 | weaksrcmat(OBJECT obj)         /* identify material */
713   * The same is true for stray specular samples, since the specular
714   * contribution from light sources is calculated separately.
715   */
716 <
717 < #define  badcomponent(m, r)     (r->crtype&(AMBIENT|SPECULAR) && \
716 > /* PMAP: Also avoid counting sources via transferred ambient rays (e.g.
717 > * through glass) when photon mapping is enabled, as these indirect
718 > * components are already accounted for.
719 > */
720 > #define  badcomponent(m, r)   (srcRayInPmap(r) || \
721 >                                (r->crtype&(AMBIENT|SPECULAR) && \
722                                  !(r->crtype&SHADOW || r->rod < 0.0 || \
723 <                /* not 100% correct */  distglow(m, r, r->rot)))
723 >                /* not 100% correct */  distglow(m, r, r->rot))))
724  
725   /* passillum *
726   *
# Line 711 | Line 770 | m_light(                               /* ray hit a light source */
770                  return(1);
771          }
772                                          /* otherwise treat as source */
773 <                                                /* check for behind */
774 <        if (r->rod < 0.0)
773 >        if (r->rod < 0.0) {                     /* check for behind */
774 >                if (!backvis)
775 >                        raytrans(r);            /* used to return black */
776                  return(1);
777 +        }
778                                                  /* check for outside spot */
779          if (m->otype==MAT_SPOT && spotout(r, makespot(m)))
780                  return(1);

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