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

Comparing ray/src/rt/source.c (file contents):
Revision 2.59 by greg, Thu Oct 28 09:38:46 2010 UTC vs.
Revision 2.74 by greg, Thu Dec 17 03:30:37 2020 UTC

# Line 9 | Line 9 | static const char RCSid[] = "$Id$";
9  
10   #include  "ray.h"
11   #include  "otypes.h"
12 + #include  "otspecial.h"
13   #include  "rtotypes.h"
14   #include  "source.h"
15   #include  "random.h"
16 + #include  "pmapsrc.h"
17 + #include  "pmapmat.h"
18  
16 – extern double  ssampdist;               /* scatter sampling distance */
17 –
19   #ifndef MAXSSAMP
20   #define MAXSSAMP        16              /* maximum samples per ray */
21   #endif
# Line 42 | Line 43 | static int  maxcntr = 0;               /* size of contribution arra
43   static int cntcmp(const void *p1, const void *p2);
44  
45  
46 < extern OBJREC *                 /* find an object's actual material */
46 < findmaterial(register OBJREC *o)
47 < {
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 <                        ao = objptr(aobj);
56 <                        if (ismaterial(ao->otype))
57 <                                return(ao);
58 <                        if (ao->otype == MOD_ALIAS) {
59 <                                o = ao;
60 <                                continue;
61 <                        }
62 <                }
63 <                if (o->omod == OVOID)
64 <                        return(NULL);
65 <                o = objptr(o->omod);
66 <        }
67 <        return(o);              /* mixtures will return NULL */
68 < }
69 <
70 <
71 < extern void
46 > void
47   marksources(void)                       /* find and mark source objects */
48   {
49          int  foundsource = 0;
50          int  i;
51 <        register OBJREC  *o, *m;
52 <        register int  ns;
51 >        OBJREC  *o, *m;
52 >        int  ns;
53                                          /* initialize dispatch table */
54          initstypes();
55                                          /* find direct sources */
# Line 99 | Line 74 | marksources(void)                      /* find and mark source objects */
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 */
84 <                if (m->oargs.farg[0] <= FTINY && m->oargs.farg[1] <= FTINY &&
85 <                                m->oargs.farg[2] <= FTINY)
108 <                        continue;                       /* don't bother */
109 <
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");
# Line 119 | Line 95 | marksources(void)                      /* find and mark source objects */
95                  if (m->otype == MAT_GLOW) {
96                          source[ns].sflags |= SPROX;
97                          source[ns].sl.prox = m->oargs.farg[3];
98 <                        if (source[ns].sflags & SDISTANT)
98 >                        if (source[ns].sflags & SDISTANT) {
99                                  source[ns].sflags |= SSKIP;
100 +                                foundsource += (ambounce > 0);
101 +                        }
102                  } else if (m->otype == MAT_SPOT) {
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;
# Line 132 | Line 113 | marksources(void)                      /* find and mark source objects */
113                                  source[ns].sflags |= SSKIP;
114                          }
115                  }
116 < #if  SHADCACHE
136 <                initobscache(ns);
137 < #endif
138 <                if (!(source[ns].sflags & SSKIP))
139 <                        foundsource++;
116 >                foundsource += !(source[ns].sflags & SSKIP);
117          }
118          if (!foundsource) {
119                  error(WARNING, "no light sources found");
120                  return;
121          }
122 <        markvirtuals();                 /* find and add virtual sources */
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 <                goto memerr;
152 <        return;
134 >        if ((srccnt != NULL) & (cntord != NULL))
135 >                return;
136   memerr:
137          error(SYSTEM, "out of memory in marksources");
138   }
139  
140  
141 < extern void
141 > void
142 > distantsources(void)                    /* only mark distant sources */
143 > {
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 >                o = objptr(i);
153 >
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 > void
189   freesources(void)                       /* free all source structures */
190   {
191          if (nsources > 0) {
# Line 167 | Line 197 | freesources(void)                      /* free all source structures */
197                  source = NULL;
198                  nsources = 0;
199          }
200 +        markclip(NULL);
201          if (maxcntr <= 0)
202                  return;
203          free((void *)srccnt);
# Line 177 | Line 208 | freesources(void)                      /* free all source structures */
208   }
209  
210  
211 < extern int
211 > int
212   srcray(                         /* send a ray to a source, return domega */
213 <        register RAY  *sr,              /* returned source ray */
213 >        RAY  *sr,               /* returned source ray */
214          RAY  *r,                        /* ray which hit object */
215          SRCINDEX  *si                   /* source sample index */
216   )
217   {
218          double  d;                              /* distance to source */
219 <        register SRCREC  *srcp;
219 >        SRCREC  *srcp;
220  
221          rayorigin(sr, SHADOW, r, NULL);         /* ignore limits */
222  
# Line 219 | Line 250 | srcray(                                /* send a ray to a source, return domega */
250   }
251  
252  
253 < extern void
253 > void
254   srcvalue(                       /* punch ray to source and compute value */
255 <        register RAY  *r
255 >        RAY  *r
256   )
257   {
258 <        register SRCREC  *sp;
258 >        SRCREC  *sp;
259  
260          sp = &source[r->rsrc];
261          if (sp->sflags & SVIRTUAL) {    /* virtual source */
# Line 276 | Line 307 | transillum(                    /* check if material is transparent illu
307   }
308  
309  
310 < extern int
310 > int
311   sourcehit(                      /* check to see if ray hit distant source */
312 <        register RAY  *r
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;
# Line 352 | Line 383 | cntcmp(                                /* contribution compare (descending) */
383          const void *p2
384   )
385   {
386 <        register const CNTPTR  *sc1 = (const CNTPTR *)p1;
387 <        register const CNTPTR  *sc2 = (const CNTPTR *)p2;
386 >        const CNTPTR  *sc1 = (const CNTPTR *)p1;
387 >        const CNTPTR  *sc2 = (const CNTPTR *)p2;
388  
389          if (sc1->brt > sc2->brt)
390                  return(-1);
# Line 363 | Line 394 | cntcmp(                                /* contribution compare (descending) */
394   }
395  
396  
397 < extern void
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  *scp;
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 +        /* 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?! */
# Line 395 | Line 434 | direct(                                        /* add direct component */
434                  cntord[sn].sndx = sn;
435                  scp = srccnt + sn;
436                  scp->sno = sr.rsrc;
437 <                                                /* compute coefficient */
399 <                (*f)(scp->coef, p, sr.rdir, si.dom);
400 <                cntord[sn].brt = intens(scp->coef);
401 <                if (cntord[sn].brt <= 0.0)
402 <                        continue;
403 < #if SHADCACHE
404 <                                                /* check shadow cache */
437 > #if SHADCACHE                                   /* check shadow cache */
438                  if (si.np == 1 && srcblocked(&sr)) {
439                          cntord[sn].brt = 0.0;
440                          continue;
441                  }
442   #endif
443 +                                                /* compute coefficient */
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                  VCOPY(scp->dir, sr.rdir);
449                  copycolor(sr.rcoef, scp->coef);
450                                                  /* compute potential */
# Line 419 | Line 457 | direct(                                        /* add direct component */
457                                                  /* sort contributions */
458          qsort(cntord, sn, sizeof(CNTPTR), cntcmp);
459          {                                       /* find last */
460 <                register int  l, m;
460 >                int  l, m;
461  
462                  ncnts = l = sn;
463                  sn = 0;
# Line 446 | Line 484 | direct(                                        /* add direct component */
484                                  (double)source[scp->sno].ntests,
485                          sn++) {
486                                                  /* check threshold */
487 <                if ((sn+nshadcheck>=ncnts ? cntord[sn].brt :
487 >                if (sn >= MINSHADCNT &&
488 >                            (sn+nshadcheck>=ncnts ? cntord[sn].brt :
489                                  cntord[sn].brt-cntord[sn+nshadcheck].brt)
490 <                                < ourthresh*bright(r->rcol))
490 >                                        < ourthresh*bright(r->rcol))
491                          break;
492                  scp = srccnt + cntord[sn].sndx;
493                                                  /* test for hit */
# Line 514 | Line 553 | direct(                                        /* add direct component */
553   }
554  
555  
556 < extern void
556 > void
557   srcscatter(                     /* compute source scattering into ray */
558 <        register RAY  *r
558 >        RAY  *r
559   )
560   {
561          int  oldsampndx;
# Line 528 | Line 567 | srcscatter(                    /* compute source scattering into ray */
567          COLOR  cvext;
568          int  i, j;
569  
570 <        if (r->slights == NULL || r->slights[0] == 0
571 <                        || r->gecc >= 1.-FTINY || r->rot >= FHUGE)
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          if (ssampdist <= FTINY || (nsamps = r->rot/ssampdist + .5) < 1)
577                  nsamps = 1;
578   #if MAXSSAMP
# Line 539 | Line 581 | srcscatter(                    /* compute source scattering into ray */
581   #endif
582          oldsampndx = samplendx;
583          samplendx = random()&0x7fff;            /* randomize */
584 <        for (i = r->slights[0]; i > 0; i--) {   /* for each source */
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;
# Line 555 | Line 598 | srcscatter(                    /* compute source scattering into ray */
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 <                        initsrcindex(&si);      /* sample ray to this source */
602 <                        si.sn = r->slights[i];
603 <                        nopart(&si, &sr);
604 <                        if (!srcray(&sr, NULL, &si) ||
605 <                                        sr.rsrc != r->slights[i])
606 <                                continue;               /* no path */
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;
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) {
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 */
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 <                        }
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);
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);
590 –                        scalecolor(sr.rcol, d);
648                          multcolor(sr.rcol, cvext);
649                          addcolor(r->rcol, sr.rcol);     /* add it in */
650                  }
# Line 654 | Line 711 | weaksrcmat(OBJECT obj)         /* identify material */
711   * The same is true for stray specular samples, since the specular
712   * contribution from light sources is calculated separately.
713   */
714 <
715 < #define  badcomponent(m, r)     (r->crtype&(AMBIENT|SPECULAR) && \
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)))
721 >                /* not 100% correct */  distglow(m, r, r->rot))))
722  
723   /* passillum *
724   *
# Line 679 | Line 740 | weaksrcmat(OBJECT obj)         /* identify material */
740                                  distglow(m, r, raydist(r,PRIMARY)))
741  
742  
743 < extern int
743 > int
744   m_light(                                /* ray hit a light source */
745 <        register OBJREC  *m,
746 <        register RAY  *r
745 >        OBJREC  *m,
746 >        RAY  *r
747   )
748   {
749                                                  /* check for over-counting */

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– Removed lines
+ Added lines
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> Changed lines