ViewVC Help
View File | Revision Log | Show Annotations | Download File | Root Listing
root/radiance/ray/src/rt/source.c
(Generate patch)

Comparing ray/src/rt/source.c (file contents):
Revision 1.7 by greg, Wed Jun 7 15:07:31 1989 UTC vs.
Revision 2.74 by greg, Thu Dec 17 03:30:37 2020 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"
13 <
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 < #include  "otypes.h"
19 > #ifndef MAXSSAMP
20 > #define MAXSSAMP        16              /* maximum samples per ray */
21 > #endif
22  
23 < #include  "cone.h"
23 > /*
24 > * Structures used by direct()
25 > */
26  
27 < #include  "face.h"
27 > typedef struct {
28 >        int  sno;               /* source number */
29 >        FVECT  dir;             /* source direction */
30 >        COLOR  coef;            /* material coefficient */
31 >        COLOR  val;             /* contribution */
32 > }  CONTRIB;             /* direct contribution */
33  
34 < #include  "random.h"
34 > typedef struct {
35 >        int  sndx;              /* source index (to CONTRIB array) */
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() */
41 + static int  maxcntr = 0;                /* size of contribution arrays */
42  
43 < extern double  dstrsrc;                 /* source distribution amount */
29 < extern double  shadthresh;              /* relative shadow threshold */
43 > static int cntcmp(const void *p1, const void *p2);
44  
31 SRCREC  *source = NULL;                 /* our list of sources */
32 int  nsources = 0;                      /* the number of sources */
45  
46 <
47 < marksources()                   /* find and mark source objects */
46 > void
47 > marksources(void)                       /* find and mark source objects */
48   {
49 <        register OBJREC  *o, *m;
50 <        register int  i;
51 <
52 <        for (i = 0; i < nobjects; i++) {
49 >        int  foundsource = 0;
50 >        int  i;
51 >        OBJREC  *o, *m;
52 >        int  ns;
53 >                                        /* initialize dispatch table */
54 >        initstypes();
55 >                                        /* find direct sources */
56 >        for (i = 0; i < nsceneobjs; i++) {
57          
58                  o = objptr(i);
59  
60 <                if (o->omod == OVOID)
60 >                if (!issurface(o->otype) || o->omod == OVOID)
61                          continue;
62 <
63 <                m = objptr(o->omod);
64 <
49 <                if (m->otype != MAT_LIGHT &&
50 <                                m->otype != MAT_ILLUM &&
51 <                                m->otype != MAT_GLOW &&
52 <                                m->otype != MAT_SPOT)
62 >                                        /* find material */
63 >                m = findmaterial(objptr(o->omod));
64 >                if (m == NULL)
65                          continue;
66 +                if (m->otype == MAT_CLIP) {
67 +                        markclip(m);    /* special case for antimatter */
68 +                        continue;
69 +                }
70 +                if (!islight(m->otype))
71 +                        continue;       /* not source modifier */
72          
73                  if (m->oargs.nfargs != (m->otype == MAT_GLOW ? 4 :
74                                  m->otype == MAT_SPOT ? 7 : 3))
75                          objerror(m, USER, "bad # arguments");
76  
77 +                if (m->oargs.farg[0] <= FTINY && (m->oargs.farg[1] <= FTINY) &
78 +                                (m->oargs.farg[2] <= FTINY))
79 +                        continue;                       /* don't bother */
80                  if (m->otype == MAT_GLOW &&
81                                  o->otype != OBJ_SOURCE &&
82 <                                m->oargs.farg[3] <= FTINY)
83 <                        continue;                       /* don't bother */
82 >                                m->oargs.farg[3] <= FTINY) {
83 >                        foundsource += (ambounce > 0);
84 >                        continue;                       /* don't track these */
85 >                }
86 >                if (sfun[o->otype].of == NULL ||
87 >                                sfun[o->otype].of->setsrc == NULL)
88 >                        objerror(o, USER, "illegal material");
89  
90 <                if (source == NULL)
91 <                        source = (SRCREC *)malloc(sizeof(SRCREC));
66 <                else
67 <                        source = (SRCREC *)realloc((char *)source,
68 <                                        (unsigned)(nsources+1)*sizeof(SRCREC));
69 <                if (source == NULL)
70 <                        error(SYSTEM, "out of memory in marksources");
90 >                if ((ns = newsource()) < 0)
91 >                        goto memerr;
92  
93 <                newsource(&source[nsources], o);
93 >                setsource(&source[ns], o);
94  
95                  if (m->otype == MAT_GLOW) {
96 <                        source[nsources].sflags |= SPROX;
97 <                        source[nsources].sl.prox = m->oargs.farg[3];
98 <                        if (o->otype == OBJ_SOURCE)
99 <                                source[nsources].sflags |= SSKIP;
96 >                        source[ns].sflags |= SPROX;
97 >                        source[ns].sl.prox = m->oargs.farg[3];
98 >                        if (source[ns].sflags & SDISTANT) {
99 >                                source[ns].sflags |= SSKIP;
100 >                                foundsource += (ambounce > 0);
101 >                        }
102                  } else if (m->otype == MAT_SPOT) {
103 <                        source[nsources].sflags |= SSPOT;
104 <                        source[nsources].sl.s = makespot(m);
103 >                        if (source[ns].sflags & SDISTANT)
104 >                                objerror(o, WARNING,
105 >                                        "distant source is a spotlight");
106 >                        source[ns].sflags |= SSPOT;
107 >                        if ((source[ns].sl.s = makespot(m)) == NULL)
108 >                                goto memerr;
109 >                        if (source[ns].sflags & SFLAT &&
110 >                                !checkspot(source[ns].sl.s,source[ns].snorm)) {
111 >                                objerror(o, WARNING,
112 >                                        "invalid spotlight direction");
113 >                                source[ns].sflags |= SSKIP;
114 >                        }
115                  }
116 <                nsources++;
116 >                foundsource += !(source[ns].sflags & SSKIP);
117          }
118 +        if (!foundsource) {
119 +                error(WARNING, "no light sources found");
120 +                return;
121 +        }
122 + #if  SHADCACHE
123 +        for (ns = 0; ns < nsources; ns++)       /* initialize obstructor cache */
124 +                initobscache(ns);
125 + #endif
126 +        /* PMAP: disable virtual sources */
127 +        if (!photonMapping)
128 +                markvirtuals();                 /* find and add virtual sources */
129 +                
130 +                                /* allocate our contribution arrays */
131 +        maxcntr = nsources + MAXSPART;  /* start with this many */
132 +        srccnt = (CONTRIB *)malloc(maxcntr*sizeof(CONTRIB));
133 +        cntord = (CNTPTR *)malloc(maxcntr*sizeof(CNTPTR));
134 +        if ((srccnt != NULL) & (cntord != NULL))
135 +                return;
136 + memerr:
137 +        error(SYSTEM, "out of memory in marksources");
138   }
139  
140  
141 < newsource(src, so)                      /* add a source to the array */
142 < register SRCREC  *src;
90 < register OBJREC  *so;
141 > void
142 > distantsources(void)                    /* only mark distant sources */
143   {
144 <        double  cos(), tan(), sqrt();
145 <        double  theta;
146 <        FACE  *f;
147 <        CONE  *co;
148 <        int  j;
149 <        register int  i;
144 >        int  i;
145 >        OBJREC  *o, *m;
146 >        int  ns;
147 >                                        /* initialize dispatch table */
148 >        initstypes();
149 >                                        /* sources needed for sourcehit() */
150 >        for (i = 0; i < nsceneobjs; i++) {
151          
152 <        src->sflags = 0;
100 <        src->nhits = 1; src->ntests = 2;        /* start probability = 1/2 */
101 <        src->so = so;
152 >                o = objptr(i);
153  
154 <        switch (so->otype) {
155 <        case OBJ_SOURCE:
156 <                if (so->oargs.nfargs != 4)
157 <                        objerror(so, USER, "bad arguments");
158 <                src->sflags |= SDISTANT;
159 <                VCOPY(src->sloc, so->oargs.farg);
160 <                if (normalize(src->sloc) == 0.0)
161 <                        objerror(so, USER, "zero direction");
162 <                theta = PI/180.0/2.0 * so->oargs.farg[3];
163 <                if (theta <= FTINY)
164 <                        objerror(so, USER, "zero size");
165 <                src->ss = theta >= PI/4 ? 1.0 : tan(theta);
166 <                src->ss2 = 2.0*PI * (1.0 - cos(theta));
167 <                break;
168 <        case OBJ_SPHERE:
169 <                VCOPY(src->sloc, so->oargs.farg);
170 <                src->ss = so->oargs.farg[3];
171 <                src->ss2 = PI * src->ss * src->ss;
172 <                break;
173 <        case OBJ_FACE:
174 <                                                /* get the face */
175 <                f = getface(so);
176 <                                                /* find the center */
177 <                for (j = 0; j < 3; j++) {
178 <                        src->sloc[j] = 0.0;
179 <                        for (i = 0; i < f->nv; i++)
180 <                                src->sloc[j] += VERTEX(f,i)[j];
181 <                        src->sloc[j] /= f->nv;
182 <                }
183 <                if (!inface(src->sloc, f))
133 <                        objerror(so, USER, "cannot hit center");
134 <                src->ss = sqrt(f->area / PI);
135 <                src->ss2 = f->area;
136 <                break;
137 <        case OBJ_RING:
138 <                                                /* get the ring */
139 <                co = getcone(so, 0);
140 <                VCOPY(src->sloc, CO_P0(co));
141 <                if (CO_R0(co) > 0.0)
142 <                        objerror(so, USER, "cannot hit center");
143 <                src->ss = CO_R1(co);
144 <                src->ss2 = PI * src->ss * src->ss;
145 <                break;
146 <        default:
147 <                objerror(so, USER, "illegal material");
154 >                if ((o->otype != OBJ_SOURCE) | (o->omod == OVOID))
155 >                        continue;
156 >                                        /* find material */
157 >                m = findmaterial(objptr(o->omod));
158 >                if (m == NULL)
159 >                        continue;
160 >                if (!islight(m->otype))
161 >                        continue;       /* not source modifier */
162 >        
163 >                if (m->oargs.nfargs != (m->otype == MAT_GLOW ? 4 :
164 >                                m->otype == MAT_SPOT ? 7 : 3))
165 >                        objerror(m, USER, "bad # arguments");
166 >
167 >                if (m->oargs.farg[0] <= FTINY && (m->oargs.farg[1] <= FTINY) &
168 >                                (m->oargs.farg[2] <= FTINY))
169 >                        continue;                       /* don't bother */
170 >                if (sfun[o->otype].of == NULL ||
171 >                                sfun[o->otype].of->setsrc == NULL)
172 >                        objerror(o, USER, "illegal material");
173 >
174 >                if ((ns = newsource()) < 0)
175 >                        error(SYSTEM, "out of memory in distantsources");
176 >
177 >                setsource(&source[ns], o);
178 >
179 >                if (m->otype == MAT_GLOW) {
180 >                        source[ns].sflags |= SPROX|SSKIP;
181 >                        source[ns].sl.prox = m->oargs.farg[3];
182 >                } else if (m->otype == MAT_SPOT)
183 >                        objerror(o, WARNING, "distant source is a spotlight");
184          }
185   }
186  
187  
188 < SPOT *
189 < makespot(m)                     /* make a spotlight */
154 < register OBJREC  *m;
188 > void
189 > freesources(void)                       /* free all source structures */
190   {
191 <        extern double  cos();
192 <        register SPOT  *ns;
193 <
194 <        if ((ns = (SPOT *)malloc(sizeof(SPOT))) == NULL)
195 <                error(SYSTEM, "out of memory in makespot");
196 <        ns->siz = 2.0*PI * (1.0 - cos(PI/180.0/2.0 * m->oargs.farg[3]));
197 <        VCOPY(ns->aim, m->oargs.farg+4);
198 <        if ((ns->flen = normalize(ns->aim)) == 0.0)
199 <                objerror(m, USER, "zero focus vector");
200 <        return(ns);
191 >        if (nsources > 0) {
192 > #if SHADCACHE
193 >                while (nsources--)
194 >                        freeobscache(&source[nsources]);
195 > #endif
196 >                free((void *)source);
197 >                source = NULL;
198 >                nsources = 0;
199 >        }
200 >        markclip(NULL);
201 >        if (maxcntr <= 0)
202 >                return;
203 >        free((void *)srccnt);
204 >        srccnt = NULL;
205 >        free((void *)cntord);
206 >        cntord = NULL;
207 >        maxcntr = 0;
208   }
209  
210  
211 < double
212 < srcray(sr, r, sn)               /* send a ray to a source, return domega */
213 < register RAY  *sr;              /* returned source ray */
214 < RAY  *r;                        /* ray which hit object */
215 < register int  sn;               /* source number */
211 > int
212 > srcray(                         /* send a ray to a source, return domega */
213 >        RAY  *sr,               /* returned source ray */
214 >        RAY  *r,                        /* ray which hit object */
215 >        SRCINDEX  *si                   /* source sample index */
216 > )
217   {
218 <        register double  *norm = NULL;  /* plane normal */
219 <        double  ddot;                   /* (distance times) cosine */
177 <        FVECT  vd;
178 <        double  d;
179 <        register int  i;
218 >        double  d;                              /* distance to source */
219 >        SRCREC  *srcp;
220  
221 <        if (source[sn].sflags & SSKIP)
182 <                return(0.0);                    /* skip this source */
221 >        rayorigin(sr, SHADOW, r, NULL);         /* ignore limits */
222  
223 <        rayorigin(sr, r, SHADOW, 1.0);          /* ignore limits */
223 >        if (r == NULL)
224 >                sr->rmax = 0.0;
225  
226 <        sr->rsrc = sn;                          /* remember source */
227 <                                                /* get source direction */
228 <        if (source[sn].sflags & SDISTANT)
229 <                                                /* constant direction */
230 <                VCOPY(sr->rdir, source[sn].sloc);
231 <        else {                                  /* compute direction */
232 <                for (i = 0; i < 3; i++)
233 <                        sr->rdir[i] = source[sn].sloc[i] - sr->rorg[i];
234 <
235 <                if (source[sn].so->otype == OBJ_FACE)
236 <                        norm = getface(source[sn].so)->norm;
237 <                else if (source[sn].so->otype == OBJ_RING)
238 <                        norm = getcone(source[sn].so,0)->ad;
239 <
240 <                if (norm != NULL && (ddot = -DOT(sr->rdir, norm)) <= FTINY)
241 <                        return(0.0);            /* behind surface! */
226 >        while ((d = nextssamp(sr, si)) != 0.0) {
227 >                sr->rsrc = si->sn;                      /* remember source */
228 >                srcp = source + si->sn;
229 >                if (srcp->sflags & SDISTANT) {
230 >                        if (srcp->sflags & SSPOT && spotout(sr, srcp->sl.s))
231 >                                continue;
232 >                        return(1);              /* sample OK */
233 >                }
234 >                                /* local source */
235 >                                                /* check proximity */
236 >                if (srcp->sflags & SPROX && d > srcp->sl.prox)
237 >                        continue;
238 >                                                /* check angle */
239 >                if (srcp->sflags & SSPOT) {
240 >                        if (spotout(sr, srcp->sl.s))
241 >                                continue;
242 >                                        /* adjust solid angle */
243 >                        si->dom *= d*d;
244 >                        d += srcp->sl.s->flen;
245 >                        si->dom /= d*d;
246 >                }
247 >                return(1);                      /* sample OK */
248          }
249 <        if (dstrsrc > FTINY) {
250 <                                        /* distribute source direction */
205 <                for (i = 0; i < 3; i++)
206 <                        vd[i] = dstrsrc * source[sn].ss * (1.0 - 2.0*frandom());
249 >        return(0);                      /* no more samples */
250 > }
251  
208                if (norm != NULL) {             /* project offset */
209                        d = DOT(vd, norm);
210                        for (i = 0; i < 3; i++)
211                                vd[i] -= d * norm[i];
212                }
213                for (i = 0; i < 3; i++)         /* offset source direction */
214                        sr->rdir[i] += vd[i];
252  
253 <        } else if (source[sn].sflags & SDISTANT)
254 <                                                /* already normalized */
255 <                return(source[sn].ss2);
253 > void
254 > srcvalue(                       /* punch ray to source and compute value */
255 >        RAY  *r
256 > )
257 > {
258 >        SRCREC  *sp;
259  
260 <        if ((d = normalize(sr->rdir)) == 0.0)
261 <                                                /* at source! */
262 <                return(0.0);
263 <        
264 <        if (source[sn].sflags & SDISTANT)
265 <                                                /* domega constant */
266 <                return(source[sn].ss2);
260 >        sp = &source[r->rsrc];
261 >        if (sp->sflags & SVIRTUAL) {    /* virtual source */
262 >                                        /* check intersection */
263 >                if (!(*ofun[sp->so->otype].funp)(sp->so, r))
264 >                        return;
265 >                if (!rayshade(r, r->ro->omod))  /* compute contribution */
266 >                        goto nomat;
267 >                rayparticipate(r);
268 >                return;
269 >        }
270 >                                        /* compute intersection */
271 >        if (sp->sflags & SDISTANT ? sourcehit(r) :
272 >                        (*ofun[sp->so->otype].funp)(sp->so, r)) {
273 >                if (sp->sa.success >= 0)
274 >                        sp->sa.success++;
275 >                if (!rayshade(r, r->ro->omod))  /* compute contribution */
276 >                        goto nomat;
277 >                rayparticipate(r);
278 >                return;
279 >        }
280 >                                        /* we missed our mark! */
281 >        if (sp->sa.success < 0)
282 >                return;                 /* bitched already */
283 >        sp->sa.success -= AIMREQT;
284 >        if (sp->sa.success >= 0)
285 >                return;                 /* leniency */
286 >        sprintf(errmsg, "aiming failure for light source \"%s\"",
287 >                        sp->so->oname);
288 >        error(WARNING, errmsg);         /* issue warning */
289 >        return;
290 > nomat:
291 >        objerror(r->ro, USER, "material not found");
292 > }
293  
228        else {
229                                                /* check proximity */
230                if (source[sn].sflags & SPROX &&
231                                d > source[sn].sl.prox)
232                        return(0.0);
294  
295 <                if (norm != NULL)
296 <                        ddot /= d;
297 <                else
298 <                        ddot = 1.0;
299 <                                                /* check angle */
300 <                if (source[sn].sflags & SSPOT) {
301 <                        if (source[sn].sl.s->siz < 2.0*PI *
302 <                                (1.0 + DOT(source[sn].sl.s->aim,sr->rdir)))
303 <                                return(0.0);
304 <                        d += source[sn].sl.s->flen;
305 <                }
306 <                                                /* return domega */
246 <                return(ddot*source[sn].ss2/(d*d));
247 <        }
295 > static int
296 > transillum(                     /* check if material is transparent illum */
297 >        OBJECT  obj
298 > )
299 > {
300 >        OBJREC *m = findmaterial(objptr(obj));
301 >        
302 >        if (m == NULL)
303 >                return(1);
304 >        if (m->otype != MAT_ILLUM)
305 >                return(0);
306 >        return(!m->oargs.nsargs || !strcmp(m->oargs.sarg[0], VOIDID));
307   }
308  
309  
310 < sourcehit(r)                    /* check to see if ray hit distant source */
311 < register RAY  *r;
310 > int
311 > sourcehit(                      /* check to see if ray hit distant source */
312 >        RAY  *r
313 > )
314   {
315 +        int  glowsrc = -1;
316 +        int  transrc = -1;
317          int  first, last;
318 <        register int  i;
318 >        int  i;
319  
320          if (r->rsrc >= 0) {             /* check only one if aimed */
321                  first = last = r->rsrc;
322          } else {                        /* otherwise check all */
323                  first = 0; last = nsources-1;
324          }
325 <        for (i = first; i <= last; i++)
326 <                if (source[i].sflags & SDISTANT)
327 <                        /*
328 <                         * Check to see if ray is within
329 <                         * solid angle of source.
330 <                         */
331 <                        if (2.0*PI * (1.0 - DOT(source[i].sloc,r->rdir))
332 <                                        <= source[i].ss2) {
333 <                                r->ro = source[i].so;
334 <                                if (!(source[i].sflags & SSKIP))
335 <                                        break;
336 <                        }
337 <
338 <        if (r->ro != NULL) {
339 <                for (i = 0; i < 3; i++)
340 <                        r->ron[i] = -r->rdir[i];
341 <                r->rod = 1.0;
342 <                r->rofs = 1.0; setident4(r->rofx);
343 <                r->robs = 1.0; setident4(r->robx);
344 <                return(1);
325 >        for (i = first; i <= last; i++) {
326 >                if ((source[i].sflags & (SDISTANT|SVIRTUAL)) != SDISTANT)
327 >                        continue;
328 >                /*
329 >                 * Check to see if ray is within
330 >                 * solid angle of source.
331 >                 */
332 >                if (2.*PI*(1. - DOT(source[i].sloc,r->rdir)) > source[i].ss2)
333 >                        continue;
334 >                                        /* is it the only possibility? */
335 >                if (first == last) {
336 >                        r->ro = source[i].so;
337 >                        break;
338 >                }
339 >                /*
340 >                 * If it's a glow or transparent illum, just remember it.
341 >                 */
342 >                if (source[i].sflags & SSKIP) {
343 >                        if (glowsrc < 0)
344 >                                glowsrc = i;
345 >                        continue;
346 >                }
347 >                if (transillum(source[i].so->omod)) {
348 >                        if (transrc < 0)
349 >                                transrc = i;
350 >                        continue;
351 >                }
352 >                r->ro = source[i].so;   /* otherwise, use first hit */
353 >                break;
354          }
355 <        return(0);
355 >        /*
356 >         * Do we need fallback?
357 >         */
358 >        if (r->ro == NULL) {
359 >                if (transrc >= 0 && r->crtype & (AMBIENT|SPECULAR))
360 >                        return(0);      /* avoid overcounting */
361 >                if (glowsrc >= 0)
362 >                        r->ro = source[glowsrc].so;
363 >                else
364 >                        return(0);      /* nothing usable */
365 >        }
366 >        /*
367 >         * Make assignments.
368 >         */
369 >        r->robj = objndx(r->ro);
370 >        for (i = 0; i < 3; i++)
371 >                r->ron[i] = -r->rdir[i];
372 >        r->rod = 1.0;
373 >        r->pert[0] = r->pert[1] = r->pert[2] = 0.0;
374 >        r->uv[0] = r->uv[1] = 0.0;
375 >        r->rox = NULL;
376 >        return(1);
377   }
378  
379  
380   static int
381 < cntcmp(sc1, sc2)                        /* contribution compare (descending) */
382 < register CONTRIB  *sc1, *sc2;
381 > cntcmp(                         /* contribution compare (descending) */
382 >        const void *p1,
383 >        const void *p2
384 > )
385   {
386 +        const CNTPTR  *sc1 = (const CNTPTR *)p1;
387 +        const CNTPTR  *sc2 = (const CNTPTR *)p2;
388 +
389          if (sc1->brt > sc2->brt)
390                  return(-1);
391          if (sc1->brt < sc2->brt)
# Line 296 | Line 394 | register CONTRIB  *sc1, *sc2;
394   }
395  
396  
397 < direct(r, f, p)                         /* add direct component */
398 < RAY  *r;                        /* ray that hit surface */
399 < int  (*f)();                    /* direct component coefficient function */
400 < char  *p;                       /* data for f */
397 > void
398 > direct(                                 /* add direct component */
399 >        RAY  *r,                        /* ray that hit surface */
400 >        srcdirf_t *f,                   /* direct component coefficient function */
401 >        void  *p                        /* data for f */
402 > )
403   {
404 <        register int  sn;
405 <        register CONTRIB  *srccnt;
406 <        double  dtmp, hwt, test2, hit2;
404 >        int  sn;
405 >        CONTRIB  *scp;
406 >        SRCINDEX  si;
407 >        int  nshadcheck, ncnts;
408 >        int  nhits;
409 >        double  prob, ourthresh, hwt;
410          RAY  sr;
411 <
412 <        if ((srccnt = (CONTRIB *)malloc(nsources*sizeof(CONTRIB))) == NULL)
413 <                error(SYSTEM, "out of memory in direct");
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 >        
419 >                        /* NOTE: srccnt and cntord global so no recursion */
420 >        if (nsources <= 0)
421 >                return;         /* no sources?! */
422                                                  /* potential contributions */
423 <        for (sn = 0; sn < nsources; sn++) {
424 <                srccnt[sn].sno = sn;
425 <                setcolor(srccnt[sn].val, 0.0, 0.0, 0.0);
426 <                srccnt[sn].brt = 0.0;
427 <                                                /* get source ray */
428 <                if ((srccnt[sn].dom = srcray(&sr, r, sn)) == 0.0)
423 >        initsrcindex(&si);
424 >        for (sn = 0; srcray(&sr, r, &si); sn++) {
425 >                if (sn >= maxcntr) {
426 >                        maxcntr = sn + MAXSPART;
427 >                        srccnt = (CONTRIB *)realloc((void *)srccnt,
428 >                                        maxcntr*sizeof(CONTRIB));
429 >                        cntord = (CNTPTR *)realloc((void *)cntord,
430 >                                        maxcntr*sizeof(CNTPTR));
431 >                        if ((srccnt == NULL) | (cntord == NULL))
432 >                                error(SYSTEM, "out of memory in direct");
433 >                }
434 >                cntord[sn].sndx = sn;
435 >                scp = srccnt + sn;
436 >                scp->sno = sr.rsrc;
437 > #if SHADCACHE                                   /* check shadow cache */
438 >                if (si.np == 1 && srcblocked(&sr)) {
439 >                        cntord[sn].brt = 0.0;
440                          continue;
441 <                VCOPY(srccnt[sn].dir, sr.rdir);
441 >                }
442 > #endif
443                                                  /* compute coefficient */
444 <                (*f)(srccnt[sn].val, p, srccnt[sn].dir, srccnt[sn].dom);
445 <                srccnt[sn].brt = bright(srccnt[sn].val);
446 <                if (srccnt[sn].brt <= FTINY)
444 >                (*f)(scp->coef, p, sr.rdir, si.dom);
445 >                cntord[sn].brt = intens(scp->coef);
446 >                if (cntord[sn].brt <= 0.0)
447                          continue;
448 <                                                /* compute intersection */
449 <                if (!( source[sn].sflags & SDISTANT ?
450 <                                sourcehit(&sr) :
451 <                                (*ofun[source[sn].so->otype].funp)
452 <                                (source[sn].so, &sr) ))
453 <                        continue;
454 <                                                /* compute contribution */
455 <                rayshade(&sr, sr.ro->omod);
333 <                multcolor(srccnt[sn].val, sr.rcol);
334 <                srccnt[sn].brt = bright(srccnt[sn].val);
448 >                VCOPY(scp->dir, sr.rdir);
449 >                copycolor(sr.rcoef, scp->coef);
450 >                                                /* compute potential */
451 >                sr.revf = srcvalue;
452 >                rayvalue(&sr);
453 >                multcolor(sr.rcol, sr.rcoef);
454 >                copycolor(scp->val, sr.rcol);
455 >                cntord[sn].brt = bright(sr.rcol);
456          }
457                                                  /* sort contributions */
458 <        qsort(srccnt, nsources, sizeof(CONTRIB), cntcmp);
459 <        hit2 = 0.0; test2 = FTINY;
458 >        qsort(cntord, sn, sizeof(CNTPTR), cntcmp);
459 >        {                                       /* find last */
460 >                int  l, m;
461 >
462 >                ncnts = l = sn;
463 >                sn = 0;
464 >                while ((m = (sn + ncnts) >> 1) != l) {
465 >                        if (cntord[m].brt > 0.0)
466 >                                sn = m;
467 >                        else
468 >                                ncnts = m;
469 >                        l = m;
470 >                }
471 >        }
472 >        if (ncnts == 0)
473 >                return;         /* no contributions! */
474 >                                                /* accumulate tail */
475 >        for (sn = ncnts-1; sn > 0; sn--)
476 >                cntord[sn-1].brt += cntord[sn].brt;
477 >                                                /* compute number to check */
478 >        nshadcheck = pow((double)ncnts, shadcert) + .5;
479 >                                                /* modify threshold */
480 >        ourthresh = shadthresh / r->rweight;
481                                                  /* test for shadows */
482 <        for (sn = 0; sn < nsources; sn++) {
482 >        for (nhits = 0, hwt = 0.0, sn = 0; sn < ncnts;
483 >                        hwt += (double)source[scp->sno].nhits /
484 >                                (double)source[scp->sno].ntests,
485 >                        sn++) {
486                                                  /* check threshold */
487 <                if (srccnt[sn].brt <= shadthresh*bright(r->rcol)/r->rweight)
487 >                if (sn >= MINSHADCNT &&
488 >                            (sn+nshadcheck>=ncnts ? cntord[sn].brt :
489 >                                cntord[sn].brt-cntord[sn+nshadcheck].brt)
490 >                                        < ourthresh*bright(r->rcol))
491                          break;
492 <                                                /* get statistics */
345 <                hwt = (double)source[srccnt[sn].sno].nhits /
346 <                                (double)source[srccnt[sn].sno].ntests;
347 <                test2 += hwt;
348 <                source[srccnt[sn].sno].ntests++;
492 >                scp = srccnt + cntord[sn].sndx;
493                                                  /* test for hit */
494 <                rayorigin(&sr, r, SHADOW, 1.0);
495 <                VCOPY(sr.rdir, srccnt[sn].dir);
494 >                rayorigin(&sr, SHADOW, r, NULL);
495 >                copycolor(sr.rcoef, scp->coef);
496 >                VCOPY(sr.rdir, scp->dir);
497 >                sr.rsrc = scp->sno;
498 >                                                /* keep statistics */
499 >                if (source[scp->sno].ntests++ > 0xfffffff0) {
500 >                        source[scp->sno].ntests >>= 1;
501 >                        source[scp->sno].nhits >>= 1;
502 >                }
503                  if (localhit(&sr, &thescene) &&
504 <                                sr.ro != source[srccnt[sn].sno].so) {
505 <                                                /* check for transmission */
506 <                        if (sr.clipset != NULL && inset(sr.clipset,sr.ro->omod))
507 <                                raytrans(&sr);          /* object is clipped */
508 <                        else
509 <                                rayshade(&sr, sr.ro->omod);
510 <                        if (bright(sr.rcol) <= FTINY)
504 >                                ( sr.ro != source[scp->sno].so ||
505 >                                source[scp->sno].sflags & SFOLLOW )) {
506 >                                                /* follow entire path */
507 >                        raycont(&sr);
508 >                        if (trace != NULL)
509 >                                (*trace)(&sr);  /* trace execution */
510 >                        if (bright(sr.rcol) <= FTINY) {
511 > #if SHADCACHE
512 >                                if ((scp <= srccnt || scp[-1].sno != scp->sno)
513 >                                                && (scp >= srccnt+ncnts-1 ||
514 >                                                    scp[1].sno != scp->sno))
515 >                                        srcblocker(&sr);
516 > #endif
517                                  continue;       /* missed! */
518 <                        (*f)(srccnt[sn].val, p, srccnt[sn].dir, srccnt[sn].dom);
519 <                        multcolor(srccnt[sn].val, sr.rcol);
518 >                        }
519 >                        rayparticipate(&sr);
520 >                        multcolor(sr.rcol, sr.rcoef);
521 >                        copycolor(scp->val, sr.rcol);
522 >                } else if (trace != NULL &&
523 >                        (source[scp->sno].sflags & (SDISTANT|SVIRTUAL|SFOLLOW))
524 >                                                == (SDISTANT|SFOLLOW) &&
525 >                                sourcehit(&sr) && rayshade(&sr, sr.ro->omod)) {
526 >                        (*trace)(&sr);          /* trace execution */
527 >                        /* skip call to rayparticipate() & scp->val update */
528                  }
529                                                  /* add contribution if hit */
530 <                addcolor(r->rcol, srccnt[sn].val);
531 <                hit2 += hwt;
532 <                source[srccnt[sn].sno].nhits++;
530 >                addcolor(r->rcol, scp->val);
531 >                nhits++;
532 >                source[scp->sno].nhits++;
533          }
534 <                                        /* weighted hit rate */
535 <        hwt = hit2 / test2;
534 >                                        /* source hit rate */
535 >        if (hwt > FTINY)
536 >                hwt = (double)nhits / hwt;
537 >        else
538 >                hwt = 0.5;
539   #ifdef DEBUG
540 <        {
541 <                int  ntested = sn;
540 >        sprintf(errmsg, "%d tested, %d untested, %f conditional hit rate\n",
541 >                        sn, ncnts-sn, hwt);
542 >        eputs(errmsg);
543   #endif
544                                          /* add in untested sources */
545 <        for ( ; sn < nsources; sn++) {
546 <                if (srccnt[sn].brt <= 0.0)
547 <                        break;
548 <                dtmp = hwt * (double)source[srccnt[sn].sno].nhits /
549 <                                (double)source[srccnt[sn].sno].ntests;
550 <                scalecolor(srccnt[sn].val, dtmp);
551 <                addcolor(r->rcol, srccnt[sn].val);
545 >        for ( ; sn < ncnts; sn++) {
546 >                scp = srccnt + cntord[sn].sndx;
547 >                prob = hwt * (double)source[scp->sno].nhits /
548 >                                (double)source[scp->sno].ntests;
549 >                if (prob < 1.0)
550 >                        scalecolor(scp->val, prob);
551 >                addcolor(r->rcol, scp->val);
552          }
553 < #ifdef DEBUG
554 <        fprintf(stderr, "%d tested, %d untested, %f hit rate\n",
555 <                        ntested, sn-ntested, hwt);
556 <        }
557 < #endif
553 > }
554 >
555 >
556 > void
557 > srcscatter(                     /* compute source scattering into ray */
558 >        RAY  *r
559 > )
560 > {
561 >        int  oldsampndx;
562 >        int  nsamps;
563 >        RAY  sr;
564 >        SRCINDEX  si;
565 >        double  t, d;
566 >        double  re, ge, be;
567 >        COLOR  cvext;
568 >        int  i, j;
569 >
570 >        if (r->rot >= FHUGE*.99 || r->gecc >= 1.-FTINY)
571 >                return;         /* this can never work */
572 >        /* PMAP: do unconditional inscattering for volume photons */
573 >        if (!volumePhotonMapping && (r->slights == NULL || r->slights[0] == 0))
574 >                return;
575                  
576 <        free(srccnt);
576 >        if (ssampdist <= FTINY || (nsamps = r->rot/ssampdist + .5) < 1)
577 >                nsamps = 1;
578 > #if MAXSSAMP
579 >        else if (nsamps > MAXSSAMP)
580 >                nsamps = MAXSSAMP;
581 > #endif
582 >        oldsampndx = samplendx;
583 >        samplendx = random()&0x7fff;            /* randomize */
584 >        for (i = volumePhotonMapping ? 1 : r->slights[0]; i > 0; i--) {
585 >                /* for each source OR once if volume photon map enabled */
586 >                for (j = 0; j < nsamps; j++) {  /* for each sample position */
587 >                        samplendx++;
588 >                        t = r->rot * (j+frandom())/nsamps;
589 >                                                        /* extinction */
590 >                        re = t*colval(r->cext,RED);
591 >                        ge = t*colval(r->cext,GRN);
592 >                        be = t*colval(r->cext,BLU);
593 >                        setcolor(cvext, re > 92. ? 0. : exp(-re),
594 >                                        ge > 92. ? 0. : exp(-ge),
595 >                                        be > 92. ? 0. : exp(-be));
596 >                        if (intens(cvext) <= FTINY)
597 >                                break;                  /* too far away */
598 >                        sr.rorg[0] = r->rorg[0] + r->rdir[0]*t;
599 >                        sr.rorg[1] = r->rorg[1] + r->rdir[1]*t;
600 >                        sr.rorg[2] = r->rorg[2] + r->rdir[2]*t;
601 >                        
602 >                        if (!volumePhotonMapping) {
603 >                                initsrcindex(&si);      /* sample ray to this source */
604 >                                si.sn = r->slights[i];
605 >                                nopart(&si, &sr);
606 >                                if (!srcray(&sr, NULL, &si) ||
607 >                                                sr.rsrc != r->slights[i])
608 >                                        continue;       /* no path */
609 > #if SHADCACHE
610 >                                if (srcblocked(&sr))    /* check shadow cache */
611 >                                        continue;
612 > #endif
613 >                                copycolor(sr.cext, r->cext);
614 >                                copycolor(sr.albedo, r->albedo);
615 >                                sr.gecc = r->gecc;
616 >                                sr.slights = r->slights;
617 >                                rayvalue(&sr);          /* eval. source ray */
618 >                                if (bright(sr.rcol) <= FTINY) {
619 > #if SHADCACHE
620 >                                        srcblocker(&sr); /* add blocker to cache */
621 > #endif
622 >                                        continue;
623 >                                }
624 >                                if (r->gecc <= FTINY)   /* compute P(theta) */
625 >                                        d = 1.;
626 >                                else {
627 >                                        d = DOT(r->rdir, sr.rdir);
628 >                                        d = 1. + r->gecc*r->gecc - 2.*r->gecc*d;
629 >                                        d = (1. - r->gecc*r->gecc) / (d*sqrt(d));
630 >                                }
631 >                                                        /* other factors */
632 >                                d *= si.dom * r->rot / (4.*PI*nsamps);
633 >                                scalecolor(sr.rcol, d);
634 >                        } else {
635 >                                /* PMAP: Add ambient inscattering from
636 >                                 * volume photons; note we reverse the
637 >                                 * incident ray direction since we're
638 >                                 * now in *backward* raytracing mode! */
639 >                                sr.rdir [0] = -r -> rdir [0];
640 >                                sr.rdir [1] = -r -> rdir [1];
641 >                                sr.rdir [2] = -r -> rdir [2];
642 >                                sr.gecc = r -> gecc;
643 >                                inscatterVolumePmap(&sr, sr.rcol);
644 >                                scalecolor(sr.rcol, r -> rot / nsamps);
645 >                        }
646 >                        multcolor(sr.rcol, r->cext);
647 >                        multcolor(sr.rcol, r->albedo);
648 >                        multcolor(sr.rcol, cvext);
649 >                        addcolor(r->rcol, sr.rcol);     /* add it in */
650 >                }
651 >        }
652 >        samplendx = oldsampndx;
653   }
654  
655  
656 < #define  wrongsource(m, r)      (m->otype!=MAT_ILLUM && \
657 <                                r->rsrc>=0 && \
658 <                                source[r->rsrc].so!=r->ro)
656 > /****************************************************************
657 > * The following macros were separated from the m_light() routine
658 > * because they are very nasty and difficult to understand.
659 > */
660  
661 < #define  badambient(m, r)       ((r->crtype&(AMBIENT|SHADOW))==AMBIENT && \
662 <                                !(r->rtype&REFLECTED) &&        /* hack! */\
663 <                                !(m->otype==MAT_GLOW&&r->rot>m->oargs.farg[3]))
661 > /* illumblock *
662 > *
663 > * We cannot allow an illum to pass to another illum, because that
664 > * would almost certainly constitute overcounting.
665 > * However, we do allow an illum to pass to another illum
666 > * that is actually going to relay to a virtual light source.
667 > * We also prevent an illum from passing to a glow; this provides a
668 > * convenient mechanism for defining detailed light source
669 > * geometry behind (or inside) an effective radiator.
670 > */
671  
672 + static int
673 + weaksrcmat(OBJECT obj)          /* identify material */
674 + {
675 +        OBJREC *m = findmaterial(objptr(obj));
676 +        
677 +        if (m == NULL) return(0);
678 +        return((m->otype==MAT_ILLUM) | (m->otype==MAT_GLOW));
679 + }
680 +
681 + #define  illumblock(m, r)       (!(source[r->rsrc].sflags&SVIRTUAL) && \
682 +                                r->rod > 0.0 && \
683 +                                weaksrcmat(source[r->rsrc].so->omod))
684 +
685 + /* wrongsource *
686 + *
687 + * This source is the wrong source (ie. overcounted) if we are
688 + * aimed to a different source than the one we hit and the one
689 + * we hit is not an illum that should be passed.
690 + */
691 +
692 + #define  wrongsource(m, r)      (r->rsrc>=0 && source[r->rsrc].so!=r->ro && \
693 +                                (m->otype!=MAT_ILLUM || illumblock(m,r)))
694 +
695 + /* distglow *
696 + *
697 + * A distant glow is an object that sometimes acts as a light source,
698 + * but is too far away from the test point to be one in this case.
699 + * (Glows with negative radii should NEVER participate in illumination.)
700 + */
701 +
702 + #define  distglow(m, r, d)      (m->otype==MAT_GLOW && \
703 +                                m->oargs.farg[3] >= -FTINY && \
704 +                                d > m->oargs.farg[3])
705 +
706 + /* badcomponent *
707 + *
708 + * We must avoid counting light sources in the ambient calculation,
709 + * since the direct component is handled separately.  Therefore, any
710 + * ambient ray which hits an active light source must be discarded.
711 + * The same is true for stray specular samples, since the specular
712 + * contribution from light sources is calculated separately.
713 + */
714 + /* PMAP: Also avoid counting sources via transferred ambient rays (e.g.
715 + * through glass) when photon mapping is enabled, as these indirect
716 + * components are already accounted for.
717 + */
718 + #define  badcomponent(m, r)   (srcRayInPmap(r) || \
719 +                                (r->crtype&(AMBIENT|SPECULAR) && \
720 +                                !(r->crtype&SHADOW || r->rod < 0.0 || \
721 +                /* not 100% correct */  distglow(m, r, r->rot))))
722 +
723 + /* passillum *
724 + *
725 + * An illum passes to another material type when we didn't hit it
726 + * on purpose (as part of a direct calculation), or it is relaying
727 + * a virtual light source.
728 + */
729 +
730   #define  passillum(m, r)        (m->otype==MAT_ILLUM && \
731 <                                !(r->rsrc>=0&&source[r->rsrc].so==r->ro))
731 >                                (r->rsrc<0 || source[r->rsrc].so!=r->ro || \
732 >                                source[r->rsrc].sflags&SVIRTUAL))
733  
734 + /* srcignore *
735 + *
736 + * The -dv flag is normally on for sources to be visible.
737 + */
738  
739 < m_light(m, r)                   /* ray hit a light source */
740 < register OBJREC  *m;
741 < register RAY  *r;
739 > #define  srcignore(m, r)        !(directvis || r->crtype&SHADOW || \
740 >                                distglow(m, r, raydist(r,PRIMARY)))
741 >
742 >
743 > int
744 > m_light(                                /* ray hit a light source */
745 >        OBJREC  *m,
746 >        RAY  *r
747 > )
748   {
410                                                /* check for behind */
411        if (r->rod < 0.0)
412                return;
749                                                  /* check for over-counting */
750 <        if (wrongsource(m, r) || badambient(m, r))
751 <                return;
750 >        if (badcomponent(m, r)) {
751 >                setcolor(r->rcoef, 0.0, 0.0, 0.0);
752 >                return(1);
753 >        }
754 >        if (wrongsource(m, r)) {
755 >                setcolor(r->rcoef, 0.0, 0.0, 0.0);
756 >                return(1);
757 >        }
758                                                  /* check for passed illum */
759          if (passillum(m, r)) {
760 <
761 <                if (m->oargs.nsargs < 1 || !strcmp(m->oargs.sarg[0], VOIDID))
762 <                        raytrans(r);
763 <                else
764 <                        rayshade(r, modifier(m->oargs.sarg[0]));
765 <
766 <                                                /* otherwise treat as source */
767 <        } else {
760 >                if (m->oargs.nsargs && strcmp(m->oargs.sarg[0], VOIDID))
761 >                        return(rayshade(r,lastmod(objndx(m),m->oargs.sarg[0])));
762 >                raytrans(r);
763 >                return(1);
764 >        }
765 >                                                /* check for invisibility */
766 >        if (srcignore(m, r)) {
767 >                setcolor(r->rcoef, 0.0, 0.0, 0.0);
768 >                return(1);
769 >        }
770 >                                        /* otherwise treat as source */
771 >                                                /* check for behind */
772 >        if (r->rod < 0.0)
773 >                return(1);
774 >                                                /* check for outside spot */
775 >        if (m->otype==MAT_SPOT && spotout(r, makespot(m)))
776 >                return(1);
777                                                  /* get distribution pattern */
778 <                raytexture(r, m->omod);
778 >        raytexture(r, m->omod);
779                                                  /* get source color */
780 <                setcolor(r->rcol, m->oargs.farg[0],
781 <                                  m->oargs.farg[1],
782 <                                  m->oargs.farg[2]);
780 >        setcolor(r->rcol, m->oargs.farg[0],
781 >                          m->oargs.farg[1],
782 >                          m->oargs.farg[2]);
783                                                  /* modify value */
784 <                multcolor(r->rcol, r->pcol);
785 <        }
784 >        multcolor(r->rcol, r->pcol);
785 >        return(1);
786   }
436
437
438 o_source() {}           /* intersection with a source is done elsewhere */

Diff Legend

Removed lines
+ Added lines
< Changed lines
> Changed lines