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

Comparing ray/src/rt/source.c (file contents):
Revision 2.46 by greg, Wed Sep 8 17:10:16 2004 UTC vs.
Revision 2.65 by greg, Thu May 28 09:03:54 2015 UTC

# Line 12 | Line 12 | static const char RCSid[] = "$Id$";
12   #include  "rtotypes.h"
13   #include  "source.h"
14   #include  "random.h"
15 + #include  "pmap.h"
16 + #include  "pmapsrc.h"
17  
16 – extern double  ssampdist;               /* scatter sampling distance */
17 –
18   #ifndef MAXSSAMP
19   #define MAXSSAMP        16              /* maximum samples per ray */
20   #endif
# Line 42 | Line 42 | static int  maxcntr = 0;               /* size of contribution arra
42   static int cntcmp(const void *p1, const void *p2);
43  
44  
45 < extern OBJREC *                 /* find an object's actual material */
46 < findmaterial(register OBJREC *o)
45 > OBJREC *                        /* find an object's actual material */
46 > findmaterial(OBJREC *o)
47   {
48          while (!ismaterial(o->otype)) {
49 –                if (ismixture(o->otype))
50 –                        return(NULL);   /* reject mixed materials */
49                  if (o->otype == MOD_ALIAS && o->oargs.nsargs) {
50                          OBJECT  aobj;
51                          OBJREC  *ao;
# Line 57 | Line 55 | findmaterial(register OBJREC *o)
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);
67 >        return(o);              /* mixtures will return NULL */
68   }
69  
70  
71 < extern void
71 > void
72   marksources(void)                       /* find and mark source objects */
73   {
74          int  foundsource = 0;
75          int  i;
76 <        register OBJREC  *o, *m;
77 <        register int  ns;
76 >        OBJREC  *o, *m;
77 >        int  ns;
78                                          /* initialize dispatch table */
79          initstypes();
80                                          /* find direct sources */
# Line 84 | Line 86 | marksources(void)                      /* find and mark source objects */
86                          continue;
87                                          /* find material */
88                  m = findmaterial(objptr(o->omod));
89 <                if (m == NULL || !islight(m->otype))
89 >                if (m == NULL)
90 >                        continue;
91 >                if (m->otype == MAT_CLIP) {
92 >                        markclip(m);    /* special case for antimatter */
93 >                        continue;
94 >                }
95 >                if (!islight(m->otype))
96                          continue;       /* not source modifier */
97          
98                  if (m->oargs.nfargs != (m->otype == MAT_GLOW ? 4 :
99                                  m->otype == MAT_SPOT ? 7 : 3))
100                          objerror(m, USER, "bad # arguments");
101  
94 –                if (m->otype == MAT_GLOW &&
95 –                                o->otype != OBJ_SOURCE &&
96 –                                m->oargs.farg[3] <= FTINY)
97 –                        continue;                       /* don't bother */
102                  if (m->oargs.farg[0] <= FTINY && m->oargs.farg[1] <= FTINY &&
103                                  m->oargs.farg[2] <= FTINY)
104                          continue;                       /* don't bother */
105 <
105 >                if (m->otype == MAT_GLOW &&
106 >                                o->otype != OBJ_SOURCE &&
107 >                                m->oargs.farg[3] <= FTINY) {
108 >                        foundsource += (ambounce > 0);
109 >                        continue;                       /* don't track these */
110 >                }
111                  if (sfun[o->otype].of == NULL ||
112                                  sfun[o->otype].of->setsrc == NULL)
113                          objerror(o, USER, "illegal material");
# Line 111 | Line 120 | marksources(void)                      /* find and mark source objects */
120                  if (m->otype == MAT_GLOW) {
121                          source[ns].sflags |= SPROX;
122                          source[ns].sl.prox = m->oargs.farg[3];
123 <                        if (source[ns].sflags & SDISTANT)
123 >                        if (source[ns].sflags & SDISTANT) {
124                                  source[ns].sflags |= SSKIP;
125 +                                foundsource += (ambounce > 0);
126 +                        }
127                  } else if (m->otype == MAT_SPOT) {
128                          source[ns].sflags |= SSPOT;
129                          if ((source[ns].sl.s = makespot(m)) == NULL)
# Line 124 | Line 135 | marksources(void)                      /* find and mark source objects */
135                                  source[ns].sflags |= SSKIP;
136                          }
137                  }
138 < #if  SHADCACHE
128 <                initobscache(ns);
129 < #endif
130 <                if (!(source[ns].sflags & SSKIP))
131 <                        foundsource++;
138 >                foundsource += !(source[ns].sflags & SSKIP);
139          }
140          if (!foundsource) {
141                  error(WARNING, "no light sources found");
142                  return;
143          }
144 <        markvirtuals();                 /* find and add virtual sources */
144 > #if  SHADCACHE
145 >        initobscache(ns);
146 > #endif
147 >        /* PMAP: disable virtual sources */
148 >        if (!photonMapping)
149 >                markvirtuals();                 /* find and add virtual sources */
150 >                
151                                  /* allocate our contribution arrays */
152          maxcntr = nsources + MAXSPART;  /* start with this many */
153          srccnt = (CONTRIB *)malloc(maxcntr*sizeof(CONTRIB));
# Line 147 | Line 160 | memerr:
160   }
161  
162  
163 < extern void
163 > void
164   freesources(void)                       /* free all source structures */
165   {
166          if (nsources > 0) {
# Line 159 | Line 172 | freesources(void)                      /* free all source structures */
172                  source = NULL;
173                  nsources = 0;
174          }
175 +        markclip(NULL);
176          if (maxcntr <= 0)
177                  return;
178          free((void *)srccnt);
# Line 169 | Line 183 | freesources(void)                      /* free all source structures */
183   }
184  
185  
186 < extern int
186 > int
187   srcray(                         /* send a ray to a source, return domega */
188 <        register RAY  *sr,              /* returned source ray */
188 >        RAY  *sr,               /* returned source ray */
189          RAY  *r,                        /* ray which hit object */
190          SRCINDEX  *si                   /* source sample index */
191   )
192   {
193 <    double  d;                          /* distance to source */
194 <    register SRCREC  *srcp;
193 >        double  d;                              /* distance to source */
194 >        SRCREC  *srcp;
195  
196 <    rayorigin(sr, r, SHADOW, 1.0);              /* ignore limits */
196 >        rayorigin(sr, SHADOW, r, NULL);         /* ignore limits */
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 <        }
198 >        if (r == NULL)
199 >                sr->rmax = 0.0;
200 >
201 >        while ((d = nextssamp(sr, si)) != 0.0) {
202 >                sr->rsrc = si->sn;                      /* remember source */
203 >                srcp = source + si->sn;
204 >                if (srcp->sflags & SDISTANT) {
205 >                        if (srcp->sflags & SSPOT && spotout(sr, srcp->sl.s))
206 >                                continue;
207 >                        return(1);              /* sample OK */
208 >                }
209                                  /* local source */
210                                                  /* check proximity */
211 <        if (srcp->sflags & SPROX && d > srcp->sl.prox)
195 <                continue;
196 <                                                /* check angle */
197 <        if (srcp->sflags & SSPOT) {
198 <                if (spotout(sr, srcp->sl.s))
211 >                if (srcp->sflags & SPROX && d > srcp->sl.prox)
212                          continue;
213 +                                                /* check angle */
214 +                if (srcp->sflags & SSPOT) {
215 +                        if (spotout(sr, srcp->sl.s))
216 +                                continue;
217                                          /* adjust solid angle */
218 <                si->dom *= d*d;
219 <                d += srcp->sl.s->flen;
220 <                si->dom /= d*d;
218 >                        si->dom *= d*d;
219 >                        d += srcp->sl.s->flen;
220 >                        si->dom /= d*d;
221 >                }
222 >                return(1);                      /* sample OK */
223          }
224 <        return(1);                      /* sample OK */
206 <    }
207 <    return(0);                  /* no more samples */
224 >        return(0);                      /* no more samples */
225   }
226  
227  
228 < extern void
228 > void
229   srcvalue(                       /* punch ray to source and compute value */
230 <        register RAY  *r
230 >        RAY  *r
231   )
232   {
233 <        register SRCREC  *sp;
233 >        SRCREC  *sp;
234  
235          sp = &source[r->rsrc];
236          if (sp->sflags & SVIRTUAL) {    /* virtual source */
# Line 250 | Line 267 | nomat:
267   }
268  
269  
270 < extern int
270 > static int
271 > transillum(                     /* check if material is transparent illum */
272 >        OBJECT  obj
273 > )
274 > {
275 >        OBJREC *m = findmaterial(objptr(obj));
276 >        
277 >        if (m == NULL)
278 >                return(1);
279 >        if (m->otype != MAT_ILLUM)
280 >                return(0);
281 >        return(!m->oargs.nsargs || !strcmp(m->oargs.sarg[0], VOIDID));
282 > }
283 >
284 >
285 > int
286   sourcehit(                      /* check to see if ray hit distant source */
287 <        register RAY  *r
287 >        RAY  *r
288   )
289   {
290 +        int  glowsrc = -1;
291 +        int  transrc = -1;
292          int  first, last;
293 <        register int  i;
293 >        int  i;
294  
295          if (r->rsrc >= 0) {             /* check only one if aimed */
296                  first = last = r->rsrc;
297          } else {                        /* otherwise check all */
298                  first = 0; last = nsources-1;
299          }
300 <        for (i = first; i <= last; i++)
301 <                if ((source[i].sflags & (SDISTANT|SVIRTUAL)) == SDISTANT)
302 <                        /*
303 <                         * Check to see if ray is within
304 <                         * solid angle of source.
305 <                         */
306 <                        if (2.0*PI * (1.0 - DOT(source[i].sloc,r->rdir))
307 <                                        <= source[i].ss2) {
308 <                                r->ro = source[i].so;
309 <                                if (!(source[i].sflags & SSKIP))
310 <                                        break;
311 <                        }
312 <
313 <        if (r->ro != NULL) {
314 <                r->robj = objndx(r->ro);
315 <                for (i = 0; i < 3; i++)
316 <                        r->ron[i] = -r->rdir[i];
317 <                r->rod = 1.0;
318 <                r->pert[0] = r->pert[1] = r->pert[2] = 0.0;
319 <                r->uv[0] = r->uv[1] = 0.0;
320 <                r->rox = NULL;
321 <                return(1);
300 >        for (i = first; i <= last; i++) {
301 >                if ((source[i].sflags & (SDISTANT|SVIRTUAL)) != SDISTANT)
302 >                        continue;
303 >                /*
304 >                 * Check to see if ray is within
305 >                 * solid angle of source.
306 >                 */
307 >                if (2.*PI*(1. - DOT(source[i].sloc,r->rdir)) > source[i].ss2)
308 >                        continue;
309 >                                        /* is it the only possibility? */
310 >                if (first == last) {
311 >                        r->ro = source[i].so;
312 >                        break;
313 >                }
314 >                /*
315 >                 * If it's a glow or transparent illum, just remember it.
316 >                 */
317 >                if (source[i].sflags & SSKIP) {
318 >                        if (glowsrc < 0)
319 >                                glowsrc = i;
320 >                        continue;
321 >                }
322 >                if (transillum(source[i].so->omod)) {
323 >                        if (transrc < 0)
324 >                                transrc = i;
325 >                        continue;
326 >                }
327 >                r->ro = source[i].so;   /* otherwise, use first hit */
328 >                break;
329          }
330 <        return(0);
330 >        /*
331 >         * Do we need fallback?
332 >         */
333 >        if (r->ro == NULL) {
334 >                if (transrc >= 0 && r->crtype & (AMBIENT|SPECULAR))
335 >                        return(0);      /* avoid overcounting */
336 >                if (glowsrc >= 0)
337 >                        r->ro = source[glowsrc].so;
338 >                else
339 >                        return(0);      /* nothing usable */
340 >        }
341 >        /*
342 >         * Make assignments.
343 >         */
344 >        r->robj = objndx(r->ro);
345 >        for (i = 0; i < 3; i++)
346 >                r->ron[i] = -r->rdir[i];
347 >        r->rod = 1.0;
348 >        r->pert[0] = r->pert[1] = r->pert[2] = 0.0;
349 >        r->uv[0] = r->uv[1] = 0.0;
350 >        r->rox = NULL;
351 >        return(1);
352   }
353  
354  
# Line 296 | Line 358 | cntcmp(                                /* contribution compare (descending) */
358          const void *p2
359   )
360   {
361 <        register const CNTPTR  *sc1 = (const CNTPTR *)p1;
362 <        register const CNTPTR  *sc2 = (const CNTPTR *)p2;
361 >        const CNTPTR  *sc1 = (const CNTPTR *)p1;
362 >        const CNTPTR  *sc2 = (const CNTPTR *)p2;
363  
364          if (sc1->brt > sc2->brt)
365                  return(-1);
# Line 307 | Line 369 | cntcmp(                                /* contribution compare (descending) */
369   }
370  
371  
372 < extern void
372 > void
373   direct(                                 /* add direct component */
374          RAY  *r,                        /* ray that hit surface */
375          srcdirf_t *f,                   /* direct component coefficient function */
376          void  *p                        /* data for f */
377   )
378   {
379 <        register int  sn;
380 <        register CONTRIB  *scp;
379 >        int  sn;
380 >        CONTRIB  *scp;
381          SRCINDEX  si;
382          int  nshadcheck, ncnts;
383          int  nhits;
384          double  prob, ourthresh, hwt;
385          RAY  sr;
386 +        
387 +        /* PMAP: Factor in direct photons (primarily for debugging/validation) */
388 +        if (directPhotonMapping) {
389 +                (*f)(r -> rcol, p, r -> ron, PI);              
390 +                multDirectPmap(r);
391 +                return;
392 +        }
393 +        
394                          /* NOTE: srccnt and cntord global so no recursion */
395          if (nsources <= 0)
396                  return;         /* no sources?! */
# Line 341 | Line 411 | direct(                                        /* add direct component */
411                  scp->sno = sr.rsrc;
412                                                  /* compute coefficient */
413                  (*f)(scp->coef, p, sr.rdir, si.dom);
414 <                cntord[sn].brt = bright(scp->coef);
414 >                cntord[sn].brt = intens(scp->coef);
415                  if (cntord[sn].brt <= 0.0)
416                          continue;
417   #if SHADCACHE
# Line 352 | Line 422 | direct(                                        /* add direct component */
422                  }
423   #endif
424                  VCOPY(scp->dir, sr.rdir);
425 +                copycolor(sr.rcoef, scp->coef);
426                                                  /* compute potential */
427                  sr.revf = srcvalue;
428                  rayvalue(&sr);
429 +                multcolor(sr.rcol, sr.rcoef);
430                  copycolor(scp->val, sr.rcol);
431 <                multcolor(scp->val, scp->coef);
360 <                cntord[sn].brt = bright(scp->val);
431 >                cntord[sn].brt = bright(sr.rcol);
432          }
433                                                  /* sort contributions */
434          qsort(cntord, sn, sizeof(CNTPTR), cntcmp);
435          {                                       /* find last */
436 <                register int  l, m;
436 >                int  l, m;
437  
438                  ncnts = l = sn;
439                  sn = 0;
# Line 382 | Line 453 | direct(                                        /* add direct component */
453                                                  /* compute number to check */
454          nshadcheck = pow((double)ncnts, shadcert) + .5;
455                                                  /* modify threshold */
456 <        ourthresh = shadthresh / r->rweight;
456 >        if (ncnts > MINSHADCNT)
457 >                ourthresh = shadthresh / r->rweight;
458 >        else
459 >                ourthresh = 0;
460                                                  /* test for shadows */
461          for (nhits = 0, hwt = 0.0, sn = 0; sn < ncnts;
462                          hwt += (double)source[scp->sno].nhits /
# Line 395 | Line 469 | direct(                                        /* add direct component */
469                          break;
470                  scp = srccnt + cntord[sn].sndx;
471                                                  /* test for hit */
472 <                rayorigin(&sr, r, SHADOW, 1.0);
472 >                rayorigin(&sr, SHADOW, r, NULL);
473 >                copycolor(sr.rcoef, scp->coef);
474                  VCOPY(sr.rdir, scp->dir);
475                  sr.rsrc = scp->sno;
476                                                  /* keep statistics */
# Line 408 | Line 483 | direct(                                        /* add direct component */
483                                  source[scp->sno].sflags & SFOLLOW )) {
484                                                  /* follow entire path */
485                          raycont(&sr);
411 –                        rayparticipate(&sr);
486                          if (trace != NULL)
487                                  (*trace)(&sr);  /* trace execution */
488                          if (bright(sr.rcol) <= FTINY) {
# Line 420 | Line 494 | direct(                                        /* add direct component */
494   #endif
495                                  continue;       /* missed! */
496                          }
497 +                        rayparticipate(&sr);
498 +                        multcolor(sr.rcol, sr.rcoef);
499                          copycolor(scp->val, sr.rcol);
500 <                        multcolor(scp->val, scp->coef);
500 >                } else if (trace != NULL &&
501 >                        (source[scp->sno].sflags & (SDISTANT|SVIRTUAL|SFOLLOW))
502 >                                                == (SDISTANT|SFOLLOW) &&
503 >                                sourcehit(&sr) && rayshade(&sr, sr.ro->omod)) {
504 >                        (*trace)(&sr);          /* trace execution */
505 >                        /* skip call to rayparticipate() & scp->val update */
506                  }
507                                                  /* add contribution if hit */
508                  addcolor(r->rcol, scp->val);
# Line 443 | Line 524 | direct(                                        /* add direct component */
524                  scp = srccnt + cntord[sn].sndx;
525                  prob = hwt * (double)source[scp->sno].nhits /
526                                  (double)source[scp->sno].ntests;
527 <                if (prob > 1.0)
528 <                        prob = 1.0;
448 <                scalecolor(scp->val, prob);
527 >                if (prob < 1.0)
528 >                        scalecolor(scp->val, prob);
529                  addcolor(r->rcol, scp->val);
530          }
531   }
532  
533  
534 < extern void
534 > void
535   srcscatter(                     /* compute source scattering into ray */
536 <        register RAY  *r
536 >        RAY  *r
537   )
538   {
539          int  oldsampndx;
# Line 462 | Line 542 | srcscatter(                    /* compute source scattering into ray */
542          SRCINDEX  si;
543          double  t, d;
544          double  re, ge, be;
545 <        COLOR  cvext;
545 >        COLOR  cvext, pmapInscatter;
546          int  i, j;
547  
548 +        /* PMAP: do unconditional inscattering for volume photons ? */
549 +        /* if (!volumePhotonMapping) */
550          if (r->slights == NULL || r->slights[0] == 0
551                          || r->gecc >= 1.-FTINY || r->rot >= FHUGE)
552                  return;
553 +                
554          if (ssampdist <= FTINY || (nsamps = r->rot/ssampdist + .5) < 1)
555                  nsamps = 1;
556   #if MAXSSAMP
# Line 492 | Line 575 | srcscatter(                    /* compute source scattering into ray */
575                          sr.rorg[0] = r->rorg[0] + r->rdir[0]*t;
576                          sr.rorg[1] = r->rorg[1] + r->rdir[1]*t;
577                          sr.rorg[2] = r->rorg[2] + r->rdir[2]*t;
495 –                        sr.rmax = 0.;
578                          initsrcindex(&si);      /* sample ray to this source */
579                          si.sn = r->slights[i];
580                          nopart(&si, &sr);
# Line 523 | Line 605 | srcscatter(                    /* compute source scattering into ray */
605                          }
606                                                          /* other factors */
607                          d *= si.dom * r->rot / (4.*PI*nsamps);
608 +                        scalecolor(sr.rcol, d);
609 +                        
610 +                        /* PMAP: Add ambient inscattering from volume photons once only */
611 +                        if (volumePhotonMapping && i == 1) {
612 +                           inscatterVolumePmap(&sr, pmapInscatter);
613 +            scalecolor(pmapInscatter, r -> rot / nsamps);
614 +            addcolor(sr.rcol, pmapInscatter);
615 +         }
616 +                        
617                          multcolor(sr.rcol, r->cext);
618                          multcolor(sr.rcol, r->albedo);
528 –                        scalecolor(sr.rcol, d);
619                          multcolor(sr.rcol, cvext);
620                          addcolor(r->rcol, sr.rcol);     /* add it in */
621                  }
# Line 553 | Line 643 | srcscatter(                    /* compute source scattering into ray */
643   static int
644   weaksrcmat(OBJECT obj)          /* identify material */
645   {
646 <        OBJREC *o = findmaterial(objptr(obj));
646 >        OBJREC *m = findmaterial(objptr(obj));
647          
648 <        if (o == NULL) return 0;
649 <        return((o->otype==MAT_ILLUM)|(o->otype==MAT_GLOW));
648 >        if (m == NULL) return(0);
649 >        return((m->otype==MAT_ILLUM) | (m->otype==MAT_GLOW));
650   }
651  
652   #define  illumblock(m, r)       (!(source[r->rsrc].sflags&SVIRTUAL) && \
# Line 617 | Line 707 | weaksrcmat(OBJECT obj)         /* identify material */
707                                  distglow(m, r, raydist(r,PRIMARY)))
708  
709  
710 < extern int
710 > int
711   m_light(                                /* ray hit a light source */
712 <        register OBJREC  *m,
713 <        register RAY  *r
712 >        OBJREC  *m,
713 >        RAY  *r
714   )
715   {
716                                                  /* check for over-counting */
717 <        if (badcomponent(m, r))
717 >        if (badcomponent(m, r)) {
718 >                setcolor(r->rcoef, 0.0, 0.0, 0.0);
719                  return(1);
720 <        if (wrongsource(m, r))
720 >        }
721 >        if (wrongsource(m, r)) {
722 >                setcolor(r->rcoef, 0.0, 0.0, 0.0);
723                  return(1);
724 +        }
725                                                  /* check for passed illum */
726          if (passillum(m, r)) {
727                  if (m->oargs.nsargs && strcmp(m->oargs.sarg[0], VOIDID))
# Line 635 | Line 729 | m_light(                               /* ray hit a light source */
729                  raytrans(r);
730                  return(1);
731          }
732 +                                                /* check for invisibility */
733 +        if (srcignore(m, r)) {
734 +                setcolor(r->rcoef, 0.0, 0.0, 0.0);
735 +                return(1);
736 +        }
737                                          /* otherwise treat as source */
738                                                  /* check for behind */
739          if (r->rod < 0.0)
641 –                return(1);
642 –                                                /* check for invisibility */
643 –        if (srcignore(m, r))
740                  return(1);
741                                                  /* check for outside spot */
742          if (m->otype==MAT_SPOT && spotout(r, makespot(m)))

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