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

Comparing ray/src/rt/source.c (file contents):
Revision 1.12 by greg, Tue Jun 13 10:57:52 1989 UTC vs.
Revision 2.69 by greg, Wed Nov 7 18:22:29 2018 UTC

# Line 1 | Line 1
1 /* Copyright (c) 1986 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   *  source.c - routines dealing with illumination sources.
6   *
7 < *     8/20/85
7 > *  External symbols declared in source.h
8   */
9  
10   #include  "ray.h"
11 <
12 < #include  "octree.h"
16 <
11 > #include  "otypes.h"
12 > #include  "rtotypes.h"
13   #include  "source.h"
14 + #include  "random.h"
15 + #include  "pmapsrc.h"
16 + #include  "pmapmat.h"
17  
18 < #include  "otypes.h"
18 > #ifndef MAXSSAMP
19 > #define MAXSSAMP        16              /* maximum samples per ray */
20 > #endif
21  
22 < #include  "cone.h"
22 > /*
23 > * Structures used by direct()
24 > */
25  
26 < #include  "face.h"
26 > typedef struct {
27 >        int  sno;               /* source number */
28 >        FVECT  dir;             /* source direction */
29 >        COLOR  coef;            /* material coefficient */
30 >        COLOR  val;             /* contribution */
31 > }  CONTRIB;             /* direct contribution */
32  
33 < #include  "random.h"
33 > typedef struct {
34 >        int  sndx;              /* source index (to CONTRIB array) */
35 >        float  brt;             /* brightness (for comparison) */
36 > }  CNTPTR;              /* contribution pointer */
37  
38 + static CONTRIB  *srccnt;                /* source contributions in direct() */
39 + static CNTPTR  *cntord;                 /* source ordering in direct() */
40 + static int  maxcntr = 0;                /* size of contribution arrays */
41  
42 < extern double  dstrsrc;                 /* source distribution amount */
29 < extern double  shadthresh;              /* relative shadow threshold */
30 < extern double  shadcert;                /* shadow testing certainty */
42 > static int cntcmp(const void *p1, const void *p2);
43  
32 SRCREC  *source = NULL;                 /* our list of sources */
33 int  nsources = 0;                      /* the number of sources */
44  
45 <
46 < marksources()                   /* find and mark source objects */
45 > OBJREC *                        /* find an object's actual material */
46 > findmaterial(OBJREC *o)
47   {
48 <        register OBJREC  *o, *m;
49 <        register int  i;
48 >        while (!ismaterial(o->otype)) {
49 >                if (o->otype == MOD_ALIAS && o->oargs.nsargs) {
50 >                        OBJECT  aobj;
51 >                        OBJREC  *ao;
52 >                        aobj = lastmod(objndx(o), o->oargs.sarg[0]);
53 >                        if (aobj < 0)
54 >                                objerror(o, USER, "bad reference");
55 >                                /* recursive check on alias branch */
56 >                        if ((ao = findmaterial(objptr(aobj))) != NULL)
57 >                                return(ao);
58 >                }
59 >                if (o->omod == OVOID)
60 >                        return(NULL);
61 >                o = objptr(o->omod);
62 >        }
63 >        return(o);              /* mixtures will return NULL */
64 > }
65  
66 <        for (i = 0; i < nobjects; i++) {
66 >
67 > void
68 > marksources(void)                       /* find and mark source objects */
69 > {
70 >        int  foundsource = 0;
71 >        int  i;
72 >        OBJREC  *o, *m;
73 >        int  ns;
74 >                                        /* initialize dispatch table */
75 >        initstypes();
76 >                                        /* find direct sources */
77 >        for (i = 0; i < nsceneobjs; i++) {
78          
79                  o = objptr(i);
80  
81 <                if (o->omod == OVOID)
81 >                if (!issurface(o->otype) || o->omod == OVOID)
82                          continue;
83 <
84 <                m = objptr(o->omod);
85 <
50 <                if (m->otype != MAT_LIGHT &&
51 <                                m->otype != MAT_ILLUM &&
52 <                                m->otype != MAT_GLOW &&
53 <                                m->otype != MAT_SPOT)
83 >                                        /* find material */
84 >                m = findmaterial(objptr(o->omod));
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  
98 +                if (m->oargs.farg[0] <= FTINY && m->oargs.farg[1] <= FTINY &&
99 +                                m->oargs.farg[2] <= FTINY)
100 +                        continue;                       /* don't bother */
101                  if (m->otype == MAT_GLOW &&
102                                  o->otype != OBJ_SOURCE &&
103 <                                m->oargs.farg[3] <= FTINY)
104 <                        continue;                       /* don't bother */
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");
110  
111 <                if (source == NULL)
112 <                        source = (SRCREC *)malloc(sizeof(SRCREC));
67 <                else
68 <                        source = (SRCREC *)realloc((char *)source,
69 <                                        (unsigned)(nsources+1)*sizeof(SRCREC));
70 <                if (source == NULL)
71 <                        error(SYSTEM, "out of memory in marksources");
111 >                if ((ns = newsource()) < 0)
112 >                        goto memerr;
113  
114 <                newsource(&source[nsources], o);
114 >                setsource(&source[ns], o);
115  
116                  if (m->otype == MAT_GLOW) {
117 <                        source[nsources].sflags |= SPROX;
118 <                        source[nsources].sl.prox = m->oargs.farg[3];
119 <                        if (o->otype == OBJ_SOURCE)
120 <                                source[nsources].sflags |= SSKIP;
117 >                        source[ns].sflags |= SPROX;
118 >                        source[ns].sl.prox = m->oargs.farg[3];
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[nsources].sflags |= SSPOT;
125 <                        source[nsources].sl.s = makespot(m);
124 >                        source[ns].sflags |= SSPOT;
125 >                        if ((source[ns].sl.s = makespot(m)) == NULL)
126 >                                goto memerr;
127 >                        if (source[ns].sflags & SFLAT &&
128 >                                !checkspot(source[ns].sl.s,source[ns].snorm)) {
129 >                                objerror(o, WARNING,
130 >                                        "invalid spotlight direction");
131 >                                source[ns].sflags |= SSKIP;
132 >                        }
133                  }
134 <                nsources++;
134 >                foundsource += !(source[ns].sflags & SSKIP);
135          }
136 +        if (!foundsource) {
137 +                error(WARNING, "no light sources found");
138 +                return;
139 +        }
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));
151 +        cntord = (CNTPTR *)malloc(maxcntr*sizeof(CNTPTR));
152 +        if ((srccnt == NULL) | (cntord == NULL))
153 +                goto memerr;
154 +        return;
155 + memerr:
156 +        error(SYSTEM, "out of memory in marksources");
157   }
158  
159  
160 < newsource(src, so)                      /* add a source to the array */
161 < register SRCREC  *src;
91 < register OBJREC  *so;
160 > void
161 > freesources(void)                       /* free all source structures */
162   {
163 <        double  cos(), tan(), sqrt();
164 <        double  theta;
165 <        FACE  *f;
166 <        CONE  *co;
167 <        int  j;
168 <        register int  i;
169 <        
170 <        src->sflags = 0;
101 <        src->nhits = 1; src->ntests = 2;        /* start probability = 1/2 */
102 <        src->so = so;
103 <
104 <        switch (so->otype) {
105 <        case OBJ_SOURCE:
106 <                if (so->oargs.nfargs != 4)
107 <                        objerror(so, USER, "bad arguments");
108 <                src->sflags |= SDISTANT;
109 <                VCOPY(src->sloc, so->oargs.farg);
110 <                if (normalize(src->sloc) == 0.0)
111 <                        objerror(so, USER, "zero direction");
112 <                theta = PI/180.0/2.0 * so->oargs.farg[3];
113 <                if (theta <= FTINY)
114 <                        objerror(so, USER, "zero size");
115 <                src->ss = theta >= PI/4 ? 1.0 : tan(theta);
116 <                src->ss2 = 2.0*PI * (1.0 - cos(theta));
117 <                break;
118 <        case OBJ_SPHERE:
119 <                VCOPY(src->sloc, so->oargs.farg);
120 <                src->ss = so->oargs.farg[3];
121 <                src->ss2 = PI * src->ss * src->ss;
122 <                break;
123 <        case OBJ_FACE:
124 <                                                /* get the face */
125 <                f = getface(so);
126 <                                                /* find the center */
127 <                for (j = 0; j < 3; j++) {
128 <                        src->sloc[j] = 0.0;
129 <                        for (i = 0; i < f->nv; i++)
130 <                                src->sloc[j] += VERTEX(f,i)[j];
131 <                        src->sloc[j] /= f->nv;
132 <                }
133 <                if (!inface(src->sloc, f))
134 <                        objerror(so, USER, "cannot hit center");
135 <                src->ss = sqrt(f->area / PI);
136 <                src->ss2 = f->area;
137 <                break;
138 <        case OBJ_RING:
139 <                                                /* get the ring */
140 <                co = getcone(so, 0);
141 <                VCOPY(src->sloc, CO_P0(co));
142 <                if (CO_R0(co) > 0.0)
143 <                        objerror(so, USER, "cannot hit center");
144 <                src->ss = CO_R1(co);
145 <                src->ss2 = PI * src->ss * src->ss;
146 <                break;
147 <        default:
148 <                objerror(so, USER, "illegal material");
163 >        if (nsources > 0) {
164 > #if SHADCACHE
165 >                while (nsources--)
166 >                        freeobscache(&source[nsources]);
167 > #endif
168 >                free((void *)source);
169 >                source = NULL;
170 >                nsources = 0;
171          }
172 +        markclip(NULL);
173 +        if (maxcntr <= 0)
174 +                return;
175 +        free((void *)srccnt);
176 +        srccnt = NULL;
177 +        free((void *)cntord);
178 +        cntord = NULL;
179 +        maxcntr = 0;
180   }
181  
182  
183 < SPOT *
184 < makespot(m)                     /* make a spotlight */
185 < register OBJREC  *m;
183 > int
184 > srcray(                         /* send a ray to a source, return domega */
185 >        RAY  *sr,               /* returned source ray */
186 >        RAY  *r,                        /* ray which hit object */
187 >        SRCINDEX  *si                   /* source sample index */
188 > )
189   {
190 <        extern double  cos();
191 <        register SPOT  *ns;
190 >        double  d;                              /* distance to source */
191 >        SRCREC  *srcp;
192  
193 <        if ((ns = (SPOT *)malloc(sizeof(SPOT))) == NULL)
194 <                error(SYSTEM, "out of memory in makespot");
195 <        ns->siz = 2.0*PI * (1.0 - cos(PI/180.0/2.0 * m->oargs.farg[3]));
196 <        VCOPY(ns->aim, m->oargs.farg+4);
197 <        if ((ns->flen = normalize(ns->aim)) == 0.0)
198 <                objerror(m, USER, "zero focus vector");
199 <        return(ns);
193 >        rayorigin(sr, SHADOW, r, NULL);         /* ignore limits */
194 >
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)
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;
218 >                }
219 >                return(1);                      /* sample OK */
220 >        }
221 >        return(0);                      /* no more samples */
222   }
223  
224  
225 < double
226 < srcray(sr, r, sn)               /* send a ray to a source, return domega */
227 < register RAY  *sr;              /* returned source ray */
228 < RAY  *r;                        /* ray which hit object */
174 < register int  sn;               /* source number */
225 > void
226 > srcvalue(                       /* punch ray to source and compute value */
227 >        RAY  *r
228 > )
229   {
230 <        register double  *norm = NULL;  /* plane normal */
177 <        double  ddot;                   /* (distance times) cosine */
178 <        FVECT  vd;
179 <        double  d;
180 <        register int  i;
230 >        SRCREC  *sp;
231  
232 <        if (source[sn].sflags & SSKIP)
233 <                return(0.0);                    /* skip this source */
234 <
235 <        rayorigin(sr, r, SHADOW, 1.0);          /* ignore limits */
236 <
237 <        sr->rsrc = sn;                          /* remember source */
238 <                                                /* get source direction */
239 <        if (source[sn].sflags & SDISTANT)
240 <                                                /* constant direction */
191 <                VCOPY(sr->rdir, source[sn].sloc);
192 <        else {                                  /* compute direction */
193 <                for (i = 0; i < 3; i++)
194 <                        sr->rdir[i] = source[sn].sloc[i] - sr->rorg[i];
195 <
196 <                if (source[sn].so->otype == OBJ_FACE)
197 <                        norm = getface(source[sn].so)->norm;
198 <                else if (source[sn].so->otype == OBJ_RING)
199 <                        norm = getcone(source[sn].so,0)->ad;
200 <
201 <                if (norm != NULL && (ddot = -DOT(sr->rdir, norm)) <= FTINY)
202 <                        return(0.0);            /* behind surface! */
232 >        sp = &source[r->rsrc];
233 >        if (sp->sflags & SVIRTUAL) {    /* virtual source */
234 >                                        /* check intersection */
235 >                if (!(*ofun[sp->so->otype].funp)(sp->so, r))
236 >                        return;
237 >                if (!rayshade(r, r->ro->omod))  /* compute contribution */
238 >                        goto nomat;
239 >                rayparticipate(r);
240 >                return;
241          }
242 <        if (dstrsrc > FTINY) {
243 <                                        /* distribute source direction */
244 <                for (i = 0; i < 3; i++)
245 <                        vd[i] = dstrsrc * source[sn].ss * (1.0 - 2.0*frandom());
242 >                                        /* compute intersection */
243 >        if (sp->sflags & SDISTANT ? sourcehit(r) :
244 >                        (*ofun[sp->so->otype].funp)(sp->so, r)) {
245 >                if (sp->sa.success >= 0)
246 >                        sp->sa.success++;
247 >                if (!rayshade(r, r->ro->omod))  /* compute contribution */
248 >                        goto nomat;
249 >                rayparticipate(r);
250 >                return;
251 >        }
252 >                                        /* we missed our mark! */
253 >        if (sp->sa.success < 0)
254 >                return;                 /* bitched already */
255 >        sp->sa.success -= AIMREQT;
256 >        if (sp->sa.success >= 0)
257 >                return;                 /* leniency */
258 >        sprintf(errmsg, "aiming failure for light source \"%s\"",
259 >                        sp->so->oname);
260 >        error(WARNING, errmsg);         /* issue warning */
261 >        return;
262 > nomat:
263 >        objerror(r->ro, USER, "material not found");
264 > }
265  
209                if (norm != NULL) {             /* project offset */
210                        d = DOT(vd, norm);
211                        for (i = 0; i < 3; i++)
212                                vd[i] -= d * norm[i];
213                }
214                for (i = 0; i < 3; i++)         /* offset source direction */
215                        sr->rdir[i] += vd[i];
266  
267 <        } else if (source[sn].sflags & SDISTANT)
268 <                                                /* already normalized */
269 <                return(source[sn].ss2);
270 <
271 <        if ((d = normalize(sr->rdir)) == 0.0)
272 <                                                /* at source! */
223 <                return(0.0);
267 > static int
268 > transillum(                     /* check if material is transparent illum */
269 >        OBJECT  obj
270 > )
271 > {
272 >        OBJREC *m = findmaterial(objptr(obj));
273          
274 <        if (source[sn].sflags & SDISTANT)
275 <                                                /* domega constant */
276 <                return(source[sn].ss2);
277 <
278 <        else {
230 <                                                /* check proximity */
231 <                if (source[sn].sflags & SPROX &&
232 <                                d > source[sn].sl.prox)
233 <                        return(0.0);
234 <
235 <                if (norm != NULL)
236 <                        ddot /= d;
237 <                else
238 <                        ddot = 1.0;
239 <                                                /* check angle */
240 <                if (source[sn].sflags & SSPOT) {
241 <                        if (source[sn].sl.s->siz < 2.0*PI *
242 <                                (1.0 + DOT(source[sn].sl.s->aim,sr->rdir)))
243 <                                return(0.0);
244 <                        d += source[sn].sl.s->flen;
245 <                }
246 <                                                /* return domega */
247 <                return(ddot*source[sn].ss2/(d*d));
248 <        }
274 >        if (m == NULL)
275 >                return(1);
276 >        if (m->otype != MAT_ILLUM)
277 >                return(0);
278 >        return(!m->oargs.nsargs || !strcmp(m->oargs.sarg[0], VOIDID));
279   }
280  
281  
282 < sourcehit(r)                    /* check to see if ray hit distant source */
283 < register RAY  *r;
282 > int
283 > sourcehit(                      /* check to see if ray hit distant source */
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;
294          } else {                        /* otherwise check all */
295                  first = 0; last = nsources-1;
296          }
297 <        for (i = first; i <= last; i++)
298 <                if (source[i].sflags & SDISTANT)
299 <                        /*
300 <                         * Check to see if ray is within
301 <                         * solid angle of source.
302 <                         */
303 <                        if (2.0*PI * (1.0 - DOT(source[i].sloc,r->rdir))
304 <                                        <= source[i].ss2) {
305 <                                r->ro = source[i].so;
306 <                                if (!(source[i].sflags & SSKIP))
307 <                                        break;
308 <                        }
309 <
310 <        if (r->ro != NULL) {
311 <                for (i = 0; i < 3; i++)
312 <                        r->ron[i] = -r->rdir[i];
313 <                r->rod = 1.0;
314 <                r->rofs = 1.0; setident4(r->rofx);
315 <                r->robs = 1.0; setident4(r->robx);
316 <                return(1);
297 >        for (i = first; i <= last; i++) {
298 >                if ((source[i].sflags & (SDISTANT|SVIRTUAL)) != SDISTANT)
299 >                        continue;
300 >                /*
301 >                 * Check to see if ray is within
302 >                 * solid angle of source.
303 >                 */
304 >                if (2.*PI*(1. - DOT(source[i].sloc,r->rdir)) > source[i].ss2)
305 >                        continue;
306 >                                        /* is it the only possibility? */
307 >                if (first == last) {
308 >                        r->ro = source[i].so;
309 >                        break;
310 >                }
311 >                /*
312 >                 * If it's a glow or transparent illum, just remember it.
313 >                 */
314 >                if (source[i].sflags & SSKIP) {
315 >                        if (glowsrc < 0)
316 >                                glowsrc = i;
317 >                        continue;
318 >                }
319 >                if (transillum(source[i].so->omod)) {
320 >                        if (transrc < 0)
321 >                                transrc = i;
322 >                        continue;
323 >                }
324 >                r->ro = source[i].so;   /* otherwise, use first hit */
325 >                break;
326          }
327 <        return(0);
327 >        /*
328 >         * Do we need fallback?
329 >         */
330 >        if (r->ro == NULL) {
331 >                if (transrc >= 0 && r->crtype & (AMBIENT|SPECULAR))
332 >                        return(0);      /* avoid overcounting */
333 >                if (glowsrc >= 0)
334 >                        r->ro = source[glowsrc].so;
335 >                else
336 >                        return(0);      /* nothing usable */
337 >        }
338 >        /*
339 >         * Make assignments.
340 >         */
341 >        r->robj = objndx(r->ro);
342 >        for (i = 0; i < 3; i++)
343 >                r->ron[i] = -r->rdir[i];
344 >        r->rod = 1.0;
345 >        r->pert[0] = r->pert[1] = r->pert[2] = 0.0;
346 >        r->uv[0] = r->uv[1] = 0.0;
347 >        r->rox = NULL;
348 >        return(1);
349   }
350  
351  
352   static int
353 < cntcmp(sc1, sc2)                        /* contribution compare (descending) */
354 < register CNTPTR  *sc1, *sc2;
353 > cntcmp(                         /* contribution compare (descending) */
354 >        const void *p1,
355 >        const void *p2
356 > )
357   {
358 +        const CNTPTR  *sc1 = (const CNTPTR *)p1;
359 +        const CNTPTR  *sc2 = (const CNTPTR *)p2;
360 +
361          if (sc1->brt > sc2->brt)
362                  return(-1);
363          if (sc1->brt < sc2->brt)
# Line 297 | Line 366 | register CNTPTR  *sc1, *sc2;
366   }
367  
368  
369 < direct(r, f, p)                         /* add direct component */
370 < RAY  *r;                        /* ray that hit surface */
371 < int  (*f)();                    /* direct component coefficient function */
372 < char  *p;                       /* data for f */
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 <        extern double  pow();
377 <        register int  sn;
378 <        register CONTRIB  *srccnt;
308 <        register CNTPTR  *cntord;
376 >        int  sn;
377 >        CONTRIB  *scp;
378 >        SRCINDEX  si;
379          int  nshadcheck, ncnts;
380 <        double  prob, ourthresh, hwt, test2, hit2;
380 >        int  nhits;
381 >        double  prob, ourthresh, hwt;
382          RAY  sr;
383 <
384 <        srccnt = (CONTRIB *)malloc(nsources*sizeof(CONTRIB));
385 <        cntord = (CNTPTR *)malloc(nsources*sizeof(CNTPTR));
386 <        if (srccnt == NULL || cntord == NULL)
387 <                error(SYSTEM, "out of memory in direct");
388 <                                                /* compute number to check */
389 <        nshadcheck = pow((double)nsources, shadcert) + .5;
390 <                                                /* modify threshold */
391 <        ourthresh = shadthresh / r->rweight;
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?! */
394                                                  /* potential contributions */
395 <        for (sn = 0; sn < nsources; sn++) {
396 <                cntord[sn].sno = sn;
397 <                cntord[sn].brt = 0.0;
398 <                                                /* get source ray */
399 <                if ((srccnt[sn].dom = srcray(&sr, r, sn)) == 0.0)
400 <                        continue;
401 <                VCOPY(srccnt[sn].dir, sr.rdir);
395 >        initsrcindex(&si);
396 >        for (sn = 0; srcray(&sr, r, &si); sn++) {
397 >                if (sn >= maxcntr) {
398 >                        maxcntr = sn + MAXSPART;
399 >                        srccnt = (CONTRIB *)realloc((void *)srccnt,
400 >                                        maxcntr*sizeof(CONTRIB));
401 >                        cntord = (CNTPTR *)realloc((void *)cntord,
402 >                                        maxcntr*sizeof(CNTPTR));
403 >                        if ((srccnt == NULL) | (cntord == NULL))
404 >                                error(SYSTEM, "out of memory in direct");
405 >                }
406 >                cntord[sn].sndx = sn;
407 >                scp = srccnt + sn;
408 >                scp->sno = sr.rsrc;
409                                                  /* compute coefficient */
410 <                (*f)(srccnt[sn].val, p, srccnt[sn].dir, srccnt[sn].dom);
411 <                cntord[sn].brt = bright(srccnt[sn].val);
412 <                if (cntord[sn].brt <= FTINY)
410 >                (*f)(scp->coef, p, sr.rdir, si.dom);
411 >                cntord[sn].brt = intens(scp->coef);
412 >                if (cntord[sn].brt <= 0.0)
413                          continue;
414 <                                                /* compute intersection */
415 <                if (!( source[sn].sflags & SDISTANT ?
416 <                                sourcehit(&sr) :
417 <                                (*ofun[source[sn].so->otype].funp)
338 <                                (source[sn].so, &sr) ))
414 > #if SHADCACHE
415 >                                                /* check shadow cache */
416 >                if (si.np == 1 && srcblocked(&sr)) {
417 >                        cntord[sn].brt = 0.0;
418                          continue;
419 <                                                /* compute contribution */
420 <                rayshade(&sr, sr.ro->omod);
421 <                multcolor(srccnt[sn].val, sr.rcol);
422 <                cntord[sn].brt = bright(srccnt[sn].val);
419 >                }
420 > #endif
421 >                VCOPY(scp->dir, sr.rdir);
422 >                copycolor(sr.rcoef, scp->coef);
423 >                                                /* compute potential */
424 >                sr.revf = srcvalue;
425 >                rayvalue(&sr);
426 >                multcolor(sr.rcol, sr.rcoef);
427 >                copycolor(scp->val, sr.rcol);
428 >                cntord[sn].brt = bright(sr.rcol);
429          }
430                                                  /* sort contributions */
431 <        qsort(cntord, nsources, sizeof(CNTPTR), cntcmp);
432 <                                                /* find last */
433 <        sn = 0; ncnts = nsources;
434 <        while (sn < ncnts-1) {
435 <                register int  m;
436 <                m = (sn + ncnts) >> 1;
437 <                if (cntord[m].brt > 0.0)
438 <                        sn = m;
439 <                else
440 <                        ncnts = m;
441 <        }
431 >        qsort(cntord, sn, sizeof(CNTPTR), cntcmp);
432 >        {                                       /* find last */
433 >                int  l, m;
434 >
435 >                ncnts = l = sn;
436 >                sn = 0;
437 >                while ((m = (sn + ncnts) >> 1) != l) {
438 >                        if (cntord[m].brt > 0.0)
439 >                                sn = m;
440 >                        else
441 >                                ncnts = m;
442 >                        l = m;
443 >                }
444 >        }
445 >        if (ncnts == 0)
446 >                return;         /* no contributions! */
447                                                  /* accumulate tail */
448          for (sn = ncnts-1; sn > 0; sn--)
449                  cntord[sn-1].brt += cntord[sn].brt;
450 <                                                /* start with prob=.5 */
451 <        hit2 = 0.5; test2 = 1.0;
450 >                                                /* compute number to check */
451 >        nshadcheck = pow((double)ncnts, shadcert) + .5;
452 >                                                /* modify threshold */
453 >        if (ncnts > MINSHADCNT)
454 >                ourthresh = shadthresh / r->rweight;
455 >        else
456 >                ourthresh = 0;
457                                                  /* test for shadows */
458 <        for (sn = 0; sn < ncnts; sn++) {
458 >        for (nhits = 0, hwt = 0.0, sn = 0; sn < ncnts;
459 >                        hwt += (double)source[scp->sno].nhits /
460 >                                (double)source[scp->sno].ntests,
461 >                        sn++) {
462                                                  /* check threshold */
463                  if ((sn+nshadcheck>=ncnts ? cntord[sn].brt :
464 <                                cntord[sn].brt-cntord[sn+nshadcheck].brt) <
465 <                                ourthresh*bright(r->rcol))
464 >                                cntord[sn].brt-cntord[sn+nshadcheck].brt)
465 >                                < ourthresh*bright(r->rcol))
466                          break;
467 <                                                /* get statistics */
370 <                hwt = (double)source[cntord[sn].sno].nhits /
371 <                                (double)source[cntord[sn].sno].ntests;
372 <                test2 += hwt;
373 <                source[cntord[sn].sno].ntests++;
467 >                scp = srccnt + cntord[sn].sndx;
468                                                  /* test for hit */
469 <                rayorigin(&sr, r, SHADOW, 1.0);
470 <                VCOPY(sr.rdir, srccnt[cntord[sn].sno].dir);
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 */
474 >                if (source[scp->sno].ntests++ > 0xfffffff0) {
475 >                        source[scp->sno].ntests >>= 1;
476 >                        source[scp->sno].nhits >>= 1;
477 >                }
478                  if (localhit(&sr, &thescene) &&
479 <                                sr.ro != source[cntord[sn].sno].so) {
480 <                                                /* check for transmission */
481 <                        if (sr.clipset != NULL && inset(sr.clipset,sr.ro->omod))
482 <                                raytrans(&sr);          /* object is clipped */
483 <                        else
484 <                                rayshade(&sr, sr.ro->omod);
485 <                        if (bright(sr.rcol) <= FTINY)
479 >                                ( sr.ro != source[scp->sno].so ||
480 >                                source[scp->sno].sflags & SFOLLOW )) {
481 >                                                /* follow entire path */
482 >                        raycont(&sr);
483 >                        if (trace != NULL)
484 >                                (*trace)(&sr);  /* trace execution */
485 >                        if (bright(sr.rcol) <= FTINY) {
486 > #if SHADCACHE
487 >                                if ((scp <= srccnt || scp[-1].sno != scp->sno)
488 >                                                && (scp >= srccnt+ncnts-1 ||
489 >                                                    scp[1].sno != scp->sno))
490 >                                        srcblocker(&sr);
491 > #endif
492                                  continue;       /* missed! */
493 <                        (*f)(srccnt[cntord[sn].sno].val, p,
494 <                                        srccnt[cntord[sn].sno].dir,
495 <                                        srccnt[cntord[sn].sno].dom);
496 <                        multcolor(srccnt[cntord[sn].sno].val, sr.rcol);
493 >                        }
494 >                        rayparticipate(&sr);
495 >                        multcolor(sr.rcol, sr.rcoef);
496 >                        copycolor(scp->val, sr.rcol);
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, srccnt[cntord[sn].sno].val);
506 <                hit2 += hwt;
507 <                source[cntord[sn].sno].nhits++;
505 >                addcolor(r->rcol, scp->val);
506 >                nhits++;
507 >                source[scp->sno].nhits++;
508          }
509 <                                        /* weighted hit rate */
510 <        hwt = hit2 / test2;
509 >                                        /* source hit rate */
510 >        if (hwt > FTINY)
511 >                hwt = (double)nhits / hwt;
512 >        else
513 >                hwt = 0.5;
514   #ifdef DEBUG
515 <        sprintf(errmsg, "%d tested, %d untested, %f hit rate\n",
515 >        sprintf(errmsg, "%d tested, %d untested, %f conditional hit rate\n",
516                          sn, ncnts-sn, hwt);
517          eputs(errmsg);
518   #endif
519                                          /* add in untested sources */
520          for ( ; sn < ncnts; sn++) {
521 <                prob = hwt * (double)source[cntord[sn].sno].nhits /
522 <                                (double)source[cntord[sn].sno].ntests;
523 <                scalecolor(srccnt[cntord[sn].sno].val, prob);
524 <                addcolor(r->rcol, srccnt[cntord[sn].sno].val);
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 >                        scalecolor(scp->val, prob);
526 >                addcolor(r->rcol, scp->val);
527          }
528 + }
529 +
530 +
531 + void
532 + srcscatter(                     /* compute source scattering into ray */
533 +        RAY  *r
534 + )
535 + {
536 +        int  oldsampndx;
537 +        int  nsamps;
538 +        RAY  sr;
539 +        SRCINDEX  si;
540 +        double  t, d;
541 +        double  re, ge, be;
542 +        COLOR  cvext;
543 +        int  i, j;
544 +
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 <        free(srccnt);
552 <        free(cntord);
551 >        if (ssampdist <= FTINY || (nsamps = r->rot/ssampdist + .5) < 1)
552 >                nsamps = 1;
553 > #if MAXSSAMP
554 >        else if (nsamps > MAXSSAMP)
555 >                nsamps = MAXSSAMP;
556 > #endif
557 >        oldsampndx = samplendx;
558 >        samplendx = random()&0x7fff;            /* randomize */
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;
564 >                                                        /* extinction */
565 >                        re = t*colval(r->cext,RED);
566 >                        ge = t*colval(r->cext,GRN);
567 >                        be = t*colval(r->cext,BLU);
568 >                        setcolor(cvext, re > 92. ? 0. : exp(-re),
569 >                                        ge > 92. ? 0. : exp(-ge),
570 >                                        be > 92. ? 0. : exp(-be));
571 >                        if (intens(cvext) <= FTINY)
572 >                                break;                  /* too far away */
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 >                        
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;
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) {
594 > #if SHADCACHE
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 >                                }
606 >                                                        /* other factors */
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);
623 >                        multcolor(sr.rcol, cvext);
624 >                        addcolor(r->rcol, sr.rcol);     /* add it in */
625 >                }
626 >        }
627 >        samplendx = oldsampndx;
628   }
629  
630  
631 < #define  wrongsource(m, r)      (m->otype!=MAT_ILLUM && \
632 <                                r->rsrc>=0 && \
633 <                                source[r->rsrc].so!=r->ro)
631 > /****************************************************************
632 > * The following macros were separated from the m_light() routine
633 > * because they are very nasty and difficult to understand.
634 > */
635  
636 < #define  badambient(m, r)       ((r->crtype&(AMBIENT|SHADOW))==AMBIENT && \
637 <                                !(r->rtype&REFLECTED) &&        /* hack! */\
638 <                                !(m->otype==MAT_GLOW&&r->rot>m->oargs.farg[3]))
636 > /* illumblock *
637 > *
638 > * We cannot allow an illum to pass to another illum, because that
639 > * would almost certainly constitute overcounting.
640 > * However, we do allow an illum to pass to another illum
641 > * that is actually going to relay to a virtual light source.
642 > * We also prevent an illum from passing to a glow; this provides a
643 > * convenient mechanism for defining detailed light source
644 > * geometry behind (or inside) an effective radiator.
645 > */
646  
647 + static int
648 + weaksrcmat(OBJECT obj)          /* identify material */
649 + {
650 +        OBJREC *m = findmaterial(objptr(obj));
651 +        
652 +        if (m == NULL) return(0);
653 +        return((m->otype==MAT_ILLUM) | (m->otype==MAT_GLOW));
654 + }
655 +
656 + #define  illumblock(m, r)       (!(source[r->rsrc].sflags&SVIRTUAL) && \
657 +                                r->rod > 0.0 && \
658 +                                weaksrcmat(source[r->rsrc].so->omod))
659 +
660 + /* wrongsource *
661 + *
662 + * This source is the wrong source (ie. overcounted) if we are
663 + * aimed to a different source than the one we hit and the one
664 + * we hit is not an illum that should be passed.
665 + */
666 +
667 + #define  wrongsource(m, r)      (r->rsrc>=0 && source[r->rsrc].so!=r->ro && \
668 +                                (m->otype!=MAT_ILLUM || illumblock(m,r)))
669 +
670 + /* distglow *
671 + *
672 + * A distant glow is an object that sometimes acts as a light source,
673 + * but is too far away from the test point to be one in this case.
674 + * (Glows with negative radii should NEVER participate in illumination.)
675 + */
676 +
677 + #define  distglow(m, r, d)      (m->otype==MAT_GLOW && \
678 +                                m->oargs.farg[3] >= -FTINY && \
679 +                                d > m->oargs.farg[3])
680 +
681 + /* badcomponent *
682 + *
683 + * We must avoid counting light sources in the ambient calculation,
684 + * since the direct component is handled separately.  Therefore, any
685 + * ambient ray which hits an active light source must be discarded.
686 + * The same is true for stray specular samples, since the specular
687 + * contribution from light sources is calculated separately.
688 + */
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))))
697 +
698 + /* passillum *
699 + *
700 + * An illum passes to another material type when we didn't hit it
701 + * on purpose (as part of a direct calculation), or it is relaying
702 + * a virtual light source.
703 + */
704 +
705   #define  passillum(m, r)        (m->otype==MAT_ILLUM && \
706 <                                !(r->rsrc>=0&&source[r->rsrc].so==r->ro))
706 >                                (r->rsrc<0 || source[r->rsrc].so!=r->ro || \
707 >                                source[r->rsrc].sflags&SVIRTUAL))
708  
709 + /* srcignore *
710 + *
711 + * The -dv flag is normally on for sources to be visible.
712 + */
713  
714 < m_light(m, r)                   /* ray hit a light source */
715 < register OBJREC  *m;
716 < register RAY  *r;
714 > #define  srcignore(m, r)        !(directvis || r->crtype&SHADOW || \
715 >                                distglow(m, r, raydist(r,PRIMARY)))
716 >
717 >
718 > int
719 > m_light(                                /* ray hit a light source */
720 >        OBJREC  *m,
721 >        RAY  *r
722 > )
723   {
432                                                /* check for behind */
433        if (r->rod < 0.0)
434                return;
724                                                  /* check for over-counting */
725 <        if (wrongsource(m, r) || badambient(m, r))
726 <                return;
725 >        if (badcomponent(m, r)) {
726 >                setcolor(r->rcoef, 0.0, 0.0, 0.0);
727 >                return(1);
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 <
736 <                if (m->oargs.nsargs < 1 || !strcmp(m->oargs.sarg[0], VOIDID))
737 <                        raytrans(r);
738 <                else
739 <                        rayshade(r, modifier(m->oargs.sarg[0]));
740 <
741 <                                                /* otherwise treat as source */
742 <        } else {
735 >                if (m->oargs.nsargs && strcmp(m->oargs.sarg[0], VOIDID))
736 >                        return(rayshade(r,lastmod(objndx(m),m->oargs.sarg[0])));
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)
748 >                return(1);
749 >                                                /* check for outside spot */
750 >        if (m->otype==MAT_SPOT && spotout(r, makespot(m)))
751 >                return(1);
752                                                  /* get distribution pattern */
753 <                raytexture(r, m->omod);
753 >        raytexture(r, m->omod);
754                                                  /* get source color */
755 <                setcolor(r->rcol, m->oargs.farg[0],
756 <                                  m->oargs.farg[1],
757 <                                  m->oargs.farg[2]);
755 >        setcolor(r->rcol, m->oargs.farg[0],
756 >                          m->oargs.farg[1],
757 >                          m->oargs.farg[2]);
758                                                  /* modify value */
759 <                multcolor(r->rcol, r->pcol);
760 <        }
759 >        multcolor(r->rcol, r->pcol);
760 >        return(1);
761   }
458
459
460 o_source() {}           /* intersection with a source is done elsewhere */

Diff Legend

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+ Added lines
< Changed lines
> Changed lines