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

Comparing ray/src/rt/source.c (file contents):
Revision 1.15 by greg, Thu Jul 20 13:51:34 1989 UTC vs.
Revision 2.63 by greg, Mon Sep 15 00:54:39 2014 UTC

# Line 1 | Line 1
1 /* Copyright (c) 1986 Regents of the University of California */
2
1   #ifndef lint
2 < static char SCCSid[] = "$SunId$ LBL";
2 > static const char RCSid[] = "$Id$";
3   #endif
6
4   /*
5   *  source.c - routines dealing with illumination sources.
6   *
7 < *     8/20/85
7 > *  External symbols declared in source.h
8   */
9  
10   #include  "ray.h"
11 <
12 < #include  "octree.h"
16 <
11 > #include  "otypes.h"
12 > #include  "rtotypes.h"
13   #include  "source.h"
14 + #include  "random.h"
15  
16 < #include  "otypes.h"
16 > #ifndef MAXSSAMP
17 > #define MAXSSAMP        16              /* maximum samples per ray */
18 > #endif
19  
20 < #include  "cone.h"
20 > /*
21 > * Structures used by direct()
22 > */
23  
24 < #include  "face.h"
24 > typedef struct {
25 >        int  sno;               /* source number */
26 >        FVECT  dir;             /* source direction */
27 >        COLOR  coef;            /* material coefficient */
28 >        COLOR  val;             /* contribution */
29 > }  CONTRIB;             /* direct contribution */
30  
31 < #include  "random.h"
31 > typedef struct {
32 >        int  sndx;              /* source index (to CONTRIB array) */
33 >        float  brt;             /* brightness (for comparison) */
34 > }  CNTPTR;              /* contribution pointer */
35  
36 + static CONTRIB  *srccnt;                /* source contributions in direct() */
37 + static CNTPTR  *cntord;                 /* source ordering in direct() */
38 + static int  maxcntr = 0;                /* size of contribution arrays */
39  
40 < extern double  dstrsrc;                 /* source distribution amount */
29 < extern double  shadthresh;              /* relative shadow threshold */
30 < extern double  shadcert;                /* shadow testing certainty */
40 > static int cntcmp(const void *p1, const void *p2);
41  
32 SRCREC  *source = NULL;                 /* our list of sources */
33 int  nsources = 0;                      /* the number of sources */
42  
43 <
44 < marksources()                   /* find and mark source objects */
43 > OBJREC *                        /* find an object's actual material */
44 > findmaterial(OBJREC *o)
45   {
46 <        register OBJREC  *o, *m;
47 <        register int  i;
46 >        while (!ismaterial(o->otype)) {
47 >                if (o->otype == MOD_ALIAS && o->oargs.nsargs) {
48 >                        OBJECT  aobj;
49 >                        OBJREC  *ao;
50 >                        aobj = lastmod(objndx(o), o->oargs.sarg[0]);
51 >                        if (aobj < 0)
52 >                                objerror(o, USER, "bad reference");
53 >                        ao = objptr(aobj);
54 >                        if (ismaterial(ao->otype))
55 >                                return(ao);
56 >                        if (ao->otype == MOD_ALIAS) {
57 >                                o = ao;
58 >                                continue;
59 >                        }
60 >                }
61 >                if (o->omod == OVOID)
62 >                        return(NULL);
63 >                o = objptr(o->omod);
64 >        }
65 >        return(o);              /* mixtures will return NULL */
66 > }
67  
68 <        for (i = 0; i < nobjects; i++) {
68 >
69 > void
70 > marksources(void)                       /* find and mark source objects */
71 > {
72 >        int  foundsource = 0;
73 >        int  i;
74 >        OBJREC  *o, *m;
75 >        int  ns;
76 >                                        /* initialize dispatch table */
77 >        initstypes();
78 >                                        /* find direct sources */
79 >        for (i = 0; i < nsceneobjs; i++) {
80          
81                  o = objptr(i);
82  
83 <                if (o->omod == OVOID)
83 >                if (!issurface(o->otype) || o->omod == OVOID)
84                          continue;
85 <
86 <                m = objptr(o->omod);
87 <
50 <                if (m->otype != MAT_LIGHT &&
51 <                                m->otype != MAT_ILLUM &&
52 <                                m->otype != MAT_GLOW &&
53 <                                m->otype != MAT_SPOT)
85 >                                        /* find material */
86 >                m = findmaterial(objptr(o->omod));
87 >                if (m == NULL)
88                          continue;
89 +                if (m->otype == MAT_CLIP) {
90 +                        markclip(m);    /* special case for antimatter */
91 +                        continue;
92 +                }
93 +                if (!islight(m->otype))
94 +                        continue;       /* not source modifier */
95          
96                  if (m->oargs.nfargs != (m->otype == MAT_GLOW ? 4 :
97                                  m->otype == MAT_SPOT ? 7 : 3))
98                          objerror(m, USER, "bad # arguments");
99  
100 +                if (m->oargs.farg[0] <= FTINY && m->oargs.farg[1] <= FTINY &&
101 +                                m->oargs.farg[2] <= FTINY)
102 +                        continue;                       /* don't bother */
103                  if (m->otype == MAT_GLOW &&
104                                  o->otype != OBJ_SOURCE &&
105 <                                m->oargs.farg[3] <= FTINY)
106 <                        continue;                       /* don't bother */
105 >                                m->oargs.farg[3] <= FTINY) {
106 >                        foundsource += (ambounce > 0);
107 >                        continue;                       /* don't track these */
108 >                }
109 >                if (sfun[o->otype].of == NULL ||
110 >                                sfun[o->otype].of->setsrc == NULL)
111 >                        objerror(o, USER, "illegal material");
112  
113 <                if (source == NULL)
114 <                        source = (SRCREC *)malloc(sizeof(SRCREC));
67 <                else
68 <                        source = (SRCREC *)realloc((char *)source,
69 <                                        (unsigned)(nsources+1)*sizeof(SRCREC));
70 <                if (source == NULL)
71 <                        error(SYSTEM, "out of memory in marksources");
113 >                if ((ns = newsource()) < 0)
114 >                        goto memerr;
115  
116 <                newsource(&source[nsources], o);
116 >                setsource(&source[ns], o);
117  
118                  if (m->otype == MAT_GLOW) {
119 <                        source[nsources].sflags |= SPROX;
120 <                        source[nsources].sl.prox = m->oargs.farg[3];
121 <                        if (o->otype == OBJ_SOURCE)
122 <                                source[nsources].sflags |= SSKIP;
119 >                        source[ns].sflags |= SPROX;
120 >                        source[ns].sl.prox = m->oargs.farg[3];
121 >                        if (source[ns].sflags & SDISTANT) {
122 >                                source[ns].sflags |= SSKIP;
123 >                                foundsource += (ambounce > 0);
124 >                        }
125                  } else if (m->otype == MAT_SPOT) {
126 <                        source[nsources].sflags |= SSPOT;
127 <                        source[nsources].sl.s = makespot(m);
126 >                        source[ns].sflags |= SSPOT;
127 >                        if ((source[ns].sl.s = makespot(m)) == NULL)
128 >                                goto memerr;
129 >                        if (source[ns].sflags & SFLAT &&
130 >                                !checkspot(source[ns].sl.s,source[ns].snorm)) {
131 >                                objerror(o, WARNING,
132 >                                        "invalid spotlight direction");
133 >                                source[ns].sflags |= SSKIP;
134 >                        }
135                  }
136 <                nsources++;
136 > #if  SHADCACHE
137 >                initobscache(ns);
138 > #endif
139 >                foundsource += !(source[ns].sflags & SSKIP);
140          }
141 +        if (!foundsource) {
142 +                error(WARNING, "no light sources found");
143 +                return;
144 +        }
145 +        markvirtuals();                 /* find and add virtual sources */
146 +                                /* allocate our contribution arrays */
147 +        maxcntr = nsources + MAXSPART;  /* start with this many */
148 +        srccnt = (CONTRIB *)malloc(maxcntr*sizeof(CONTRIB));
149 +        cntord = (CNTPTR *)malloc(maxcntr*sizeof(CNTPTR));
150 +        if ((srccnt == NULL) | (cntord == NULL))
151 +                goto memerr;
152 +        return;
153 + memerr:
154 +        error(SYSTEM, "out of memory in marksources");
155   }
156  
157  
158 < newsource(src, so)                      /* add a source to the array */
159 < register SRCREC  *src;
91 < register OBJREC  *so;
158 > void
159 > freesources(void)                       /* free all source structures */
160   {
161 <        double  cos(), tan(), sqrt();
162 <        double  theta;
163 <        FACE  *f;
164 <        CONE  *co;
165 <        int  j;
166 <        register int  i;
167 <        
168 <        src->sflags = 0;
101 <        src->nhits = 1; src->ntests = 2;        /* start probability = 1/2 */
102 <        src->so = so;
103 <
104 <        switch (so->otype) {
105 <        case OBJ_SOURCE:
106 <                if (so->oargs.nfargs != 4)
107 <                        objerror(so, USER, "bad arguments");
108 <                src->sflags |= SDISTANT;
109 <                VCOPY(src->sloc, so->oargs.farg);
110 <                if (normalize(src->sloc) == 0.0)
111 <                        objerror(so, USER, "zero direction");
112 <                theta = PI/180.0/2.0 * so->oargs.farg[3];
113 <                if (theta <= FTINY)
114 <                        objerror(so, USER, "zero size");
115 <                src->ss = theta >= PI/4 ? 1.0 : tan(theta);
116 <                src->ss2 = 2.0*PI * (1.0 - cos(theta));
117 <                break;
118 <        case OBJ_SPHERE:
119 <                VCOPY(src->sloc, so->oargs.farg);
120 <                src->ss = so->oargs.farg[3];
121 <                src->ss2 = PI * src->ss * src->ss;
122 <                break;
123 <        case OBJ_FACE:
124 <                                                /* get the face */
125 <                f = getface(so);
126 <                                                /* find the center */
127 <                for (j = 0; j < 3; j++) {
128 <                        src->sloc[j] = 0.0;
129 <                        for (i = 0; i < f->nv; i++)
130 <                                src->sloc[j] += VERTEX(f,i)[j];
131 <                        src->sloc[j] /= f->nv;
132 <                }
133 <                if (!inface(src->sloc, f))
134 <                        objerror(so, USER, "cannot hit center");
135 <                src->ss = sqrt(f->area / PI);
136 <                src->ss2 = f->area;
137 <                break;
138 <        case OBJ_RING:
139 <                                                /* get the ring */
140 <                co = getcone(so, 0);
141 <                VCOPY(src->sloc, CO_P0(co));
142 <                if (CO_R0(co) > 0.0)
143 <                        objerror(so, USER, "cannot hit center");
144 <                src->ss = CO_R1(co);
145 <                src->ss2 = PI * src->ss * src->ss;
146 <                break;
147 <        default:
148 <                objerror(so, USER, "illegal material");
161 >        if (nsources > 0) {
162 > #if SHADCACHE
163 >                while (nsources--)
164 >                        freeobscache(&source[nsources]);
165 > #endif
166 >                free((void *)source);
167 >                source = NULL;
168 >                nsources = 0;
169          }
170 +        markclip(NULL);
171 +        if (maxcntr <= 0)
172 +                return;
173 +        free((void *)srccnt);
174 +        srccnt = NULL;
175 +        free((void *)cntord);
176 +        cntord = NULL;
177 +        maxcntr = 0;
178   }
179  
180  
181 < SPOT *
182 < makespot(m)                     /* make a spotlight */
183 < register OBJREC  *m;
181 > int
182 > srcray(                         /* send a ray to a source, return domega */
183 >        RAY  *sr,               /* returned source ray */
184 >        RAY  *r,                        /* ray which hit object */
185 >        SRCINDEX  *si                   /* source sample index */
186 > )
187   {
188 <        extern double  cos();
189 <        register SPOT  *ns;
188 >        double  d;                              /* distance to source */
189 >        SRCREC  *srcp;
190  
191 <        if ((ns = (SPOT *)malloc(sizeof(SPOT))) == NULL)
192 <                error(SYSTEM, "out of memory in makespot");
193 <        ns->siz = 2.0*PI * (1.0 - cos(PI/180.0/2.0 * m->oargs.farg[3]));
194 <        VCOPY(ns->aim, m->oargs.farg+4);
195 <        if ((ns->flen = normalize(ns->aim)) == 0.0)
196 <                objerror(m, USER, "zero focus vector");
197 <        return(ns);
191 >        rayorigin(sr, SHADOW, r, NULL);         /* ignore limits */
192 >
193 >        if (r == NULL)
194 >                sr->rmax = 0.0;
195 >
196 >        while ((d = nextssamp(sr, si)) != 0.0) {
197 >                sr->rsrc = si->sn;                      /* remember source */
198 >                srcp = source + si->sn;
199 >                if (srcp->sflags & SDISTANT) {
200 >                        if (srcp->sflags & SSPOT && spotout(sr, srcp->sl.s))
201 >                                continue;
202 >                        return(1);              /* sample OK */
203 >                }
204 >                                /* local source */
205 >                                                /* check proximity */
206 >                if (srcp->sflags & SPROX && d > srcp->sl.prox)
207 >                        continue;
208 >                                                /* check angle */
209 >                if (srcp->sflags & SSPOT) {
210 >                        if (spotout(sr, srcp->sl.s))
211 >                                continue;
212 >                                        /* adjust solid angle */
213 >                        si->dom *= d*d;
214 >                        d += srcp->sl.s->flen;
215 >                        si->dom /= d*d;
216 >                }
217 >                return(1);                      /* sample OK */
218 >        }
219 >        return(0);                      /* no more samples */
220   }
221  
222  
223 < double
224 < srcray(sr, r, sn)               /* send a ray to a source, return domega */
225 < register RAY  *sr;              /* returned source ray */
226 < RAY  *r;                        /* ray which hit object */
174 < register int  sn;               /* source number */
223 > void
224 > srcvalue(                       /* punch ray to source and compute value */
225 >        RAY  *r
226 > )
227   {
228 <        register double  *norm = NULL;  /* plane normal */
177 <        double  ddot;                   /* (distance times) cosine */
178 <        FVECT  vd;
179 <        double  d;
180 <        register int  i;
228 >        SRCREC  *sp;
229  
230 <        if (source[sn].sflags & SSKIP)
231 <                return(0.0);                    /* skip this source */
232 <
233 <        rayorigin(sr, r, SHADOW, 1.0);          /* ignore limits */
234 <
235 <        sr->rsrc = sn;                          /* remember source */
236 <                                                /* get source direction */
237 <        if (source[sn].sflags & SDISTANT)
238 <                                                /* constant direction */
191 <                VCOPY(sr->rdir, source[sn].sloc);
192 <        else {                                  /* compute direction */
193 <                for (i = 0; i < 3; i++)
194 <                        sr->rdir[i] = source[sn].sloc[i] - sr->rorg[i];
195 <
196 <                if (source[sn].so->otype == OBJ_FACE)
197 <                        norm = getface(source[sn].so)->norm;
198 <                else if (source[sn].so->otype == OBJ_RING)
199 <                        norm = getcone(source[sn].so,0)->ad;
200 <
201 <                if (norm != NULL && (ddot = -DOT(sr->rdir, norm)) <= FTINY)
202 <                        return(0.0);            /* behind surface! */
230 >        sp = &source[r->rsrc];
231 >        if (sp->sflags & SVIRTUAL) {    /* virtual source */
232 >                                        /* check intersection */
233 >                if (!(*ofun[sp->so->otype].funp)(sp->so, r))
234 >                        return;
235 >                if (!rayshade(r, r->ro->omod))  /* compute contribution */
236 >                        goto nomat;
237 >                rayparticipate(r);
238 >                return;
239          }
240 <        if (dstrsrc > FTINY) {
241 <                                        /* distribute source direction */
242 <                for (i = 0; i < 3; i++)
243 <                        vd[i] = dstrsrc * source[sn].ss * (1.0 - 2.0*frandom());
240 >                                        /* compute intersection */
241 >        if (sp->sflags & SDISTANT ? sourcehit(r) :
242 >                        (*ofun[sp->so->otype].funp)(sp->so, r)) {
243 >                if (sp->sa.success >= 0)
244 >                        sp->sa.success++;
245 >                if (!rayshade(r, r->ro->omod))  /* compute contribution */
246 >                        goto nomat;
247 >                rayparticipate(r);
248 >                return;
249 >        }
250 >                                        /* we missed our mark! */
251 >        if (sp->sa.success < 0)
252 >                return;                 /* bitched already */
253 >        sp->sa.success -= AIMREQT;
254 >        if (sp->sa.success >= 0)
255 >                return;                 /* leniency */
256 >        sprintf(errmsg, "aiming failure for light source \"%s\"",
257 >                        sp->so->oname);
258 >        error(WARNING, errmsg);         /* issue warning */
259 >        return;
260 > nomat:
261 >        objerror(r->ro, USER, "material not found");
262 > }
263  
209                if (norm != NULL) {             /* project offset */
210                        d = DOT(vd, norm);
211                        for (i = 0; i < 3; i++)
212                                vd[i] -= d * norm[i];
213                }
214                for (i = 0; i < 3; i++)         /* offset source direction */
215                        sr->rdir[i] += vd[i];
264  
265 <        } else if (source[sn].sflags & SDISTANT)
266 <                                                /* already normalized */
267 <                return(source[sn].ss2);
268 <
269 <        if ((d = normalize(sr->rdir)) == 0.0)
270 <                                                /* at source! */
223 <                return(0.0);
265 > static int
266 > transillum(                     /* check if material is transparent illum */
267 >        OBJECT  obj
268 > )
269 > {
270 >        OBJREC *m = findmaterial(objptr(obj));
271          
272 <        if (source[sn].sflags & SDISTANT)
273 <                                                /* domega constant */
274 <                return(source[sn].ss2);
275 <
276 <        else {
230 <                                                /* check proximity */
231 <                if (source[sn].sflags & SPROX &&
232 <                                d > source[sn].sl.prox)
233 <                        return(0.0);
234 <
235 <                if (norm != NULL)
236 <                        ddot /= d;
237 <                else
238 <                        ddot = 1.0;
239 <                                                /* check angle */
240 <                if (source[sn].sflags & SSPOT) {
241 <                        if (source[sn].sl.s->siz < 2.0*PI *
242 <                                (1.0 + DOT(source[sn].sl.s->aim,sr->rdir)))
243 <                                return(0.0);
244 <                        d += source[sn].sl.s->flen;
245 <                }
246 <                                                /* return domega */
247 <                return(ddot*source[sn].ss2/(d*d));
248 <        }
272 >        if (m == NULL)
273 >                return(1);
274 >        if (m->otype != MAT_ILLUM)
275 >                return(0);
276 >        return(!m->oargs.nsargs || !strcmp(m->oargs.sarg[0], VOIDID));
277   }
278  
279  
280 < sourcehit(r)                    /* check to see if ray hit distant source */
281 < register RAY  *r;
280 > int
281 > sourcehit(                      /* check to see if ray hit distant source */
282 >        RAY  *r
283 > )
284   {
285 +        int  glowsrc = -1;
286 +        int  transrc = -1;
287          int  first, last;
288 <        register int  i;
288 >        int  i;
289  
290          if (r->rsrc >= 0) {             /* check only one if aimed */
291                  first = last = r->rsrc;
292          } else {                        /* otherwise check all */
293                  first = 0; last = nsources-1;
294          }
295 <        for (i = first; i <= last; i++)
296 <                if (source[i].sflags & SDISTANT)
297 <                        /*
298 <                         * Check to see if ray is within
299 <                         * solid angle of source.
300 <                         */
301 <                        if (2.0*PI * (1.0 - DOT(source[i].sloc,r->rdir))
302 <                                        <= source[i].ss2) {
303 <                                r->ro = source[i].so;
304 <                                if (!(source[i].sflags & SSKIP))
305 <                                        break;
306 <                        }
307 <
308 <        if (r->ro != NULL) {
309 <                for (i = 0; i < 3; i++)
310 <                        r->ron[i] = -r->rdir[i];
311 <                r->rod = 1.0;
312 <                r->rofs = 1.0; setident4(r->rofx);
313 <                r->robs = 1.0; setident4(r->robx);
314 <                return(1);
295 >        for (i = first; i <= last; i++) {
296 >                if ((source[i].sflags & (SDISTANT|SVIRTUAL)) != SDISTANT)
297 >                        continue;
298 >                /*
299 >                 * Check to see if ray is within
300 >                 * solid angle of source.
301 >                 */
302 >                if (2.*PI*(1. - DOT(source[i].sloc,r->rdir)) > source[i].ss2)
303 >                        continue;
304 >                                        /* is it the only possibility? */
305 >                if (first == last) {
306 >                        r->ro = source[i].so;
307 >                        break;
308 >                }
309 >                /*
310 >                 * If it's a glow or transparent illum, just remember it.
311 >                 */
312 >                if (source[i].sflags & SSKIP) {
313 >                        if (glowsrc < 0)
314 >                                glowsrc = i;
315 >                        continue;
316 >                }
317 >                if (transillum(source[i].so->omod)) {
318 >                        if (transrc < 0)
319 >                                transrc = i;
320 >                        continue;
321 >                }
322 >                r->ro = source[i].so;   /* otherwise, use first hit */
323 >                break;
324          }
325 <        return(0);
325 >        /*
326 >         * Do we need fallback?
327 >         */
328 >        if (r->ro == NULL) {
329 >                if (transrc >= 0 && r->crtype & (AMBIENT|SPECULAR))
330 >                        return(0);      /* avoid overcounting */
331 >                if (glowsrc >= 0)
332 >                        r->ro = source[glowsrc].so;
333 >                else
334 >                        return(0);      /* nothing usable */
335 >        }
336 >        /*
337 >         * Make assignments.
338 >         */
339 >        r->robj = objndx(r->ro);
340 >        for (i = 0; i < 3; i++)
341 >                r->ron[i] = -r->rdir[i];
342 >        r->rod = 1.0;
343 >        r->pert[0] = r->pert[1] = r->pert[2] = 0.0;
344 >        r->uv[0] = r->uv[1] = 0.0;
345 >        r->rox = NULL;
346 >        return(1);
347   }
348  
349  
350   static int
351 < cntcmp(sc1, sc2)                        /* contribution compare (descending) */
352 < register CNTPTR  *sc1, *sc2;
351 > cntcmp(                         /* contribution compare (descending) */
352 >        const void *p1,
353 >        const void *p2
354 > )
355   {
356 +        const CNTPTR  *sc1 = (const CNTPTR *)p1;
357 +        const CNTPTR  *sc2 = (const CNTPTR *)p2;
358 +
359          if (sc1->brt > sc2->brt)
360                  return(-1);
361          if (sc1->brt < sc2->brt)
# Line 297 | Line 364 | register CNTPTR  *sc1, *sc2;
364   }
365  
366  
367 < direct(r, f, p)                         /* add direct component */
368 < RAY  *r;                        /* ray that hit surface */
369 < int  (*f)();                    /* direct component coefficient function */
370 < char  *p;                       /* data for f */
367 > void
368 > direct(                                 /* add direct component */
369 >        RAY  *r,                        /* ray that hit surface */
370 >        srcdirf_t *f,                   /* direct component coefficient function */
371 >        void  *p                        /* data for f */
372 > )
373   {
374 <        extern double  pow();
375 <        register int  sn;
376 <        register CONTRIB  *srccnt;
308 <        register CNTPTR  *cntord;
374 >        int  sn;
375 >        CONTRIB  *scp;
376 >        SRCINDEX  si;
377          int  nshadcheck, ncnts;
378 <        double  prob, ourthresh, hwt, test2, hit2;
378 >        int  nhits;
379 >        double  prob, ourthresh, hwt;
380          RAY  sr;
381 <
382 <        srccnt = (CONTRIB *)malloc(nsources*sizeof(CONTRIB));
383 <        cntord = (CNTPTR *)malloc(nsources*sizeof(CNTPTR));
315 <        if (srccnt == NULL || cntord == NULL)
316 <                error(SYSTEM, "out of memory in direct");
317 <                                                /* compute number to check */
318 <        nshadcheck = pow((double)nsources, shadcert) + .5;
319 <                                                /* modify threshold */
320 <        ourthresh = shadthresh / r->rweight;
381 >                        /* NOTE: srccnt and cntord global so no recursion */
382 >        if (nsources <= 0)
383 >                return;         /* no sources?! */
384                                                  /* potential contributions */
385 <        for (sn = 0; sn < nsources; sn++) {
386 <                cntord[sn].sno = sn;
387 <                cntord[sn].brt = 0.0;
388 <                                                /* get source ray */
389 <                if ((srccnt[sn].dom = srcray(&sr, r, sn)) == 0.0)
390 <                        continue;
391 <                VCOPY(srccnt[sn].dir, sr.rdir);
385 >        initsrcindex(&si);
386 >        for (sn = 0; srcray(&sr, r, &si); sn++) {
387 >                if (sn >= maxcntr) {
388 >                        maxcntr = sn + MAXSPART;
389 >                        srccnt = (CONTRIB *)realloc((void *)srccnt,
390 >                                        maxcntr*sizeof(CONTRIB));
391 >                        cntord = (CNTPTR *)realloc((void *)cntord,
392 >                                        maxcntr*sizeof(CNTPTR));
393 >                        if ((srccnt == NULL) | (cntord == NULL))
394 >                                error(SYSTEM, "out of memory in direct");
395 >                }
396 >                cntord[sn].sndx = sn;
397 >                scp = srccnt + sn;
398 >                scp->sno = sr.rsrc;
399                                                  /* compute coefficient */
400 <                (*f)(srccnt[sn].val, p, srccnt[sn].dir, srccnt[sn].dom);
401 <                cntord[sn].brt = bright(srccnt[sn].val);
400 >                (*f)(scp->coef, p, sr.rdir, si.dom);
401 >                cntord[sn].brt = intens(scp->coef);
402                  if (cntord[sn].brt <= 0.0)
403                          continue;
404 <                                                /* compute intersection */
405 <                if (!( source[sn].sflags & SDISTANT ?
406 <                                sourcehit(&sr) :
407 <                                (*ofun[source[sn].so->otype].funp)
338 <                                (source[sn].so, &sr) ))
404 > #if SHADCACHE
405 >                                                /* check shadow cache */
406 >                if (si.np == 1 && srcblocked(&sr)) {
407 >                        cntord[sn].brt = 0.0;
408                          continue;
409 <                                                /* compute contribution */
410 <                rayshade(&sr, sr.ro->omod);
411 <                multcolor(srccnt[sn].val, sr.rcol);
412 <                cntord[sn].brt = bright(srccnt[sn].val);
409 >                }
410 > #endif
411 >                VCOPY(scp->dir, sr.rdir);
412 >                copycolor(sr.rcoef, scp->coef);
413 >                                                /* compute potential */
414 >                sr.revf = srcvalue;
415 >                rayvalue(&sr);
416 >                multcolor(sr.rcol, sr.rcoef);
417 >                copycolor(scp->val, sr.rcol);
418 >                cntord[sn].brt = bright(sr.rcol);
419          }
420                                                  /* sort contributions */
421 <        qsort(cntord, nsources, sizeof(CNTPTR), cntcmp);
421 >        qsort(cntord, sn, sizeof(CNTPTR), cntcmp);
422          {                                       /* find last */
423 <                register int  l, m;
423 >                int  l, m;
424  
425 <                sn = 0; ncnts = l = nsources;
425 >                ncnts = l = sn;
426 >                sn = 0;
427                  while ((m = (sn + ncnts) >> 1) != l) {
428                          if (cntord[m].brt > 0.0)
429                                  sn = m;
# Line 356 | Line 432 | char  *p;                      /* data for f */
432                          l = m;
433                  }
434          }
435 +        if (ncnts == 0)
436 +                return;         /* no contributions! */
437                                                  /* accumulate tail */
438          for (sn = ncnts-1; sn > 0; sn--)
439                  cntord[sn-1].brt += cntord[sn].brt;
440 <                                                /* start with prob=.5 */
441 <        hit2 = 0.5; test2 = 1.0;
440 >                                                /* compute number to check */
441 >        nshadcheck = pow((double)ncnts, shadcert) + .5;
442 >                                                /* modify threshold */
443 >        if (ncnts > MINSHADCNT)
444 >                ourthresh = shadthresh / r->rweight;
445 >        else
446 >                ourthresh = 0;
447                                                  /* test for shadows */
448 <        for (sn = 0; sn < ncnts; sn++) {
448 >        for (nhits = 0, hwt = 0.0, sn = 0; sn < ncnts;
449 >                        hwt += (double)source[scp->sno].nhits /
450 >                                (double)source[scp->sno].ntests,
451 >                        sn++) {
452                                                  /* check threshold */
453                  if ((sn+nshadcheck>=ncnts ? cntord[sn].brt :
454 <                                cntord[sn].brt-cntord[sn+nshadcheck].brt) <
455 <                                ourthresh*bright(r->rcol))
454 >                                cntord[sn].brt-cntord[sn+nshadcheck].brt)
455 >                                < ourthresh*bright(r->rcol))
456                          break;
457 <                                                /* get statistics */
372 <                hwt = (double)source[cntord[sn].sno].nhits /
373 <                                (double)source[cntord[sn].sno].ntests;
374 <                test2 += hwt;
375 <                source[cntord[sn].sno].ntests++;
457 >                scp = srccnt + cntord[sn].sndx;
458                                                  /* test for hit */
459 <                rayorigin(&sr, r, SHADOW, 1.0);
460 <                VCOPY(sr.rdir, srccnt[cntord[sn].sno].dir);
459 >                rayorigin(&sr, SHADOW, r, NULL);
460 >                copycolor(sr.rcoef, scp->coef);
461 >                VCOPY(sr.rdir, scp->dir);
462 >                sr.rsrc = scp->sno;
463 >                                                /* keep statistics */
464 >                if (source[scp->sno].ntests++ > 0xfffffff0) {
465 >                        source[scp->sno].ntests >>= 1;
466 >                        source[scp->sno].nhits >>= 1;
467 >                }
468                  if (localhit(&sr, &thescene) &&
469 <                                sr.ro != source[cntord[sn].sno].so) {
470 <                                                /* check for transmission */
471 <                        rayshade(&sr, sr.ro->omod);
472 <                        if (bright(sr.rcol) <= FTINY)
469 >                                ( sr.ro != source[scp->sno].so ||
470 >                                source[scp->sno].sflags & SFOLLOW )) {
471 >                                                /* follow entire path */
472 >                        raycont(&sr);
473 >                        if (trace != NULL)
474 >                                (*trace)(&sr);  /* trace execution */
475 >                        if (bright(sr.rcol) <= FTINY) {
476 > #if SHADCACHE
477 >                                if ((scp <= srccnt || scp[-1].sno != scp->sno)
478 >                                                && (scp >= srccnt+ncnts-1 ||
479 >                                                    scp[1].sno != scp->sno))
480 >                                        srcblocker(&sr);
481 > #endif
482                                  continue;       /* missed! */
483 <                        (*f)(srccnt[cntord[sn].sno].val, p,
484 <                                        srccnt[cntord[sn].sno].dir,
485 <                                        srccnt[cntord[sn].sno].dom);
486 <                        multcolor(srccnt[cntord[sn].sno].val, sr.rcol);
483 >                        }
484 >                        rayparticipate(&sr);
485 >                        multcolor(sr.rcol, sr.rcoef);
486 >                        copycolor(scp->val, sr.rcol);
487 >                } else if (trace != NULL &&
488 >                        (source[scp->sno].sflags & (SDISTANT|SVIRTUAL|SFOLLOW))
489 >                                                == (SDISTANT|SFOLLOW) &&
490 >                                sourcehit(&sr) && rayshade(&sr, sr.ro->omod)) {
491 >                        (*trace)(&sr);          /* trace execution */
492 >                        /* skip call to rayparticipate() & scp->val update */
493                  }
494                                                  /* add contribution if hit */
495 <                addcolor(r->rcol, srccnt[cntord[sn].sno].val);
496 <                hit2 += hwt;
497 <                source[cntord[sn].sno].nhits++;
495 >                addcolor(r->rcol, scp->val);
496 >                nhits++;
497 >                source[scp->sno].nhits++;
498          }
499 <                                        /* weighted hit rate */
500 <        hwt = hit2 / test2;
499 >                                        /* source hit rate */
500 >        if (hwt > FTINY)
501 >                hwt = (double)nhits / hwt;
502 >        else
503 >                hwt = 0.5;
504   #ifdef DEBUG
505 <        sprintf(errmsg, "%d tested, %d untested, %f hit rate\n",
505 >        sprintf(errmsg, "%d tested, %d untested, %f conditional hit rate\n",
506                          sn, ncnts-sn, hwt);
507          eputs(errmsg);
508   #endif
509                                          /* add in untested sources */
510          for ( ; sn < ncnts; sn++) {
511 <                prob = hwt * (double)source[cntord[sn].sno].nhits /
512 <                                (double)source[cntord[sn].sno].ntests;
513 <                scalecolor(srccnt[cntord[sn].sno].val, prob);
514 <                addcolor(r->rcol, srccnt[cntord[sn].sno].val);
511 >                scp = srccnt + cntord[sn].sndx;
512 >                prob = hwt * (double)source[scp->sno].nhits /
513 >                                (double)source[scp->sno].ntests;
514 >                if (prob < 1.0)
515 >                        scalecolor(scp->val, prob);
516 >                addcolor(r->rcol, scp->val);
517          }
409                
410        free(srccnt);
411        free(cntord);
518   }
519  
520  
521 < #define  wrongsource(m, r)      (m->otype!=MAT_ILLUM && \
522 <                                r->rsrc>=0 && \
523 <                                source[r->rsrc].so!=r->ro)
521 > void
522 > srcscatter(                     /* compute source scattering into ray */
523 >        RAY  *r
524 > )
525 > {
526 >        int  oldsampndx;
527 >        int  nsamps;
528 >        RAY  sr;
529 >        SRCINDEX  si;
530 >        double  t, d;
531 >        double  re, ge, be;
532 >        COLOR  cvext;
533 >        int  i, j;
534  
535 < #define  badambient(m, r)       ((r->crtype&(AMBIENT|SHADOW))==AMBIENT && \
536 <                                !(r->rtype&REFLECTED) &&        /* hack! */\
537 <                                !(m->otype==MAT_GLOW&&r->rot>m->oargs.farg[3]))
535 >        if (r->slights == NULL || r->slights[0] == 0
536 >                        || r->gecc >= 1.-FTINY || r->rot >= FHUGE)
537 >                return;
538 >        if (ssampdist <= FTINY || (nsamps = r->rot/ssampdist + .5) < 1)
539 >                nsamps = 1;
540 > #if MAXSSAMP
541 >        else if (nsamps > MAXSSAMP)
542 >                nsamps = MAXSSAMP;
543 > #endif
544 >        oldsampndx = samplendx;
545 >        samplendx = random()&0x7fff;            /* randomize */
546 >        for (i = r->slights[0]; i > 0; i--) {   /* for each source */
547 >                for (j = 0; j < nsamps; j++) {  /* for each sample position */
548 >                        samplendx++;
549 >                        t = r->rot * (j+frandom())/nsamps;
550 >                                                        /* extinction */
551 >                        re = t*colval(r->cext,RED);
552 >                        ge = t*colval(r->cext,GRN);
553 >                        be = t*colval(r->cext,BLU);
554 >                        setcolor(cvext, re > 92. ? 0. : exp(-re),
555 >                                        ge > 92. ? 0. : exp(-ge),
556 >                                        be > 92. ? 0. : exp(-be));
557 >                        if (intens(cvext) <= FTINY)
558 >                                break;                  /* too far away */
559 >                        sr.rorg[0] = r->rorg[0] + r->rdir[0]*t;
560 >                        sr.rorg[1] = r->rorg[1] + r->rdir[1]*t;
561 >                        sr.rorg[2] = r->rorg[2] + r->rdir[2]*t;
562 >                        initsrcindex(&si);      /* sample ray to this source */
563 >                        si.sn = r->slights[i];
564 >                        nopart(&si, &sr);
565 >                        if (!srcray(&sr, NULL, &si) ||
566 >                                        sr.rsrc != r->slights[i])
567 >                                continue;               /* no path */
568 > #if SHADCACHE
569 >                        if (srcblocked(&sr))            /* check shadow cache */
570 >                                continue;
571 > #endif
572 >                        copycolor(sr.cext, r->cext);
573 >                        copycolor(sr.albedo, r->albedo);
574 >                        sr.gecc = r->gecc;
575 >                        sr.slights = r->slights;
576 >                        rayvalue(&sr);                  /* eval. source ray */
577 >                        if (bright(sr.rcol) <= FTINY) {
578 > #if SHADCACHE
579 >                                srcblocker(&sr);        /* add blocker to cache */
580 > #endif
581 >                                continue;
582 >                        }
583 >                        if (r->gecc <= FTINY)           /* compute P(theta) */
584 >                                d = 1.;
585 >                        else {
586 >                                d = DOT(r->rdir, sr.rdir);
587 >                                d = 1. + r->gecc*r->gecc - 2.*r->gecc*d;
588 >                                d = (1. - r->gecc*r->gecc) / (d*sqrt(d));
589 >                        }
590 >                                                        /* other factors */
591 >                        d *= si.dom * r->rot / (4.*PI*nsamps);
592 >                        multcolor(sr.rcol, r->cext);
593 >                        multcolor(sr.rcol, r->albedo);
594 >                        scalecolor(sr.rcol, d);
595 >                        multcolor(sr.rcol, cvext);
596 >                        addcolor(r->rcol, sr.rcol);     /* add it in */
597 >                }
598 >        }
599 >        samplendx = oldsampndx;
600 > }
601  
602 +
603 + /****************************************************************
604 + * The following macros were separated from the m_light() routine
605 + * because they are very nasty and difficult to understand.
606 + */
607 +
608 + /* illumblock *
609 + *
610 + * We cannot allow an illum to pass to another illum, because that
611 + * would almost certainly constitute overcounting.
612 + * However, we do allow an illum to pass to another illum
613 + * that is actually going to relay to a virtual light source.
614 + * We also prevent an illum from passing to a glow; this provides a
615 + * convenient mechanism for defining detailed light source
616 + * geometry behind (or inside) an effective radiator.
617 + */
618 +
619 + static int
620 + weaksrcmat(OBJECT obj)          /* identify material */
621 + {
622 +        OBJREC *m = findmaterial(objptr(obj));
623 +        
624 +        if (m == NULL) return(0);
625 +        return((m->otype==MAT_ILLUM) | (m->otype==MAT_GLOW));
626 + }
627 +
628 + #define  illumblock(m, r)       (!(source[r->rsrc].sflags&SVIRTUAL) && \
629 +                                r->rod > 0.0 && \
630 +                                weaksrcmat(source[r->rsrc].so->omod))
631 +
632 + /* wrongsource *
633 + *
634 + * This source is the wrong source (ie. overcounted) if we are
635 + * aimed to a different source than the one we hit and the one
636 + * we hit is not an illum that should be passed.
637 + */
638 +
639 + #define  wrongsource(m, r)      (r->rsrc>=0 && source[r->rsrc].so!=r->ro && \
640 +                                (m->otype!=MAT_ILLUM || illumblock(m,r)))
641 +
642 + /* distglow *
643 + *
644 + * A distant glow is an object that sometimes acts as a light source,
645 + * but is too far away from the test point to be one in this case.
646 + * (Glows with negative radii should NEVER participate in illumination.)
647 + */
648 +
649 + #define  distglow(m, r, d)      (m->otype==MAT_GLOW && \
650 +                                m->oargs.farg[3] >= -FTINY && \
651 +                                d > m->oargs.farg[3])
652 +
653 + /* badcomponent *
654 + *
655 + * We must avoid counting light sources in the ambient calculation,
656 + * since the direct component is handled separately.  Therefore, any
657 + * ambient ray which hits an active light source must be discarded.
658 + * The same is true for stray specular samples, since the specular
659 + * contribution from light sources is calculated separately.
660 + */
661 +
662 + #define  badcomponent(m, r)     (r->crtype&(AMBIENT|SPECULAR) && \
663 +                                !(r->crtype&SHADOW || r->rod < 0.0 || \
664 +                /* not 100% correct */  distglow(m, r, r->rot)))
665 +
666 + /* passillum *
667 + *
668 + * An illum passes to another material type when we didn't hit it
669 + * on purpose (as part of a direct calculation), or it is relaying
670 + * a virtual light source.
671 + */
672 +
673   #define  passillum(m, r)        (m->otype==MAT_ILLUM && \
674 <                                !(r->rsrc>=0&&source[r->rsrc].so==r->ro))
674 >                                (r->rsrc<0 || source[r->rsrc].so!=r->ro || \
675 >                                source[r->rsrc].sflags&SVIRTUAL))
676  
677 + /* srcignore *
678 + *
679 + * The -dv flag is normally on for sources to be visible.
680 + */
681  
682 < m_light(m, r)                   /* ray hit a light source */
683 < register OBJREC  *m;
684 < register RAY  *r;
682 > #define  srcignore(m, r)        !(directvis || r->crtype&SHADOW || \
683 >                                distglow(m, r, raydist(r,PRIMARY)))
684 >
685 >
686 > int
687 > m_light(                                /* ray hit a light source */
688 >        OBJREC  *m,
689 >        RAY  *r
690 > )
691   {
431                                                /* check for behind */
432        if (r->rod < 0.0)
433                return;
692                                                  /* check for over-counting */
693 <        if (wrongsource(m, r) || badambient(m, r))
694 <                return;
693 >        if (badcomponent(m, r)) {
694 >                setcolor(r->rcoef, 0.0, 0.0, 0.0);
695 >                return(1);
696 >        }
697 >        if (wrongsource(m, r)) {
698 >                setcolor(r->rcoef, 0.0, 0.0, 0.0);
699 >                return(1);
700 >        }
701                                                  /* check for passed illum */
702          if (passillum(m, r)) {
703 <
704 <                if (m->oargs.nsargs < 1 || !strcmp(m->oargs.sarg[0], VOIDID))
705 <                        raytrans(r);
706 <                else
707 <                        rayshade(r, modifier(m->oargs.sarg[0]));
708 <
709 <                                                /* otherwise treat as source */
710 <        } else {
703 >                if (m->oargs.nsargs && strcmp(m->oargs.sarg[0], VOIDID))
704 >                        return(rayshade(r,lastmod(objndx(m),m->oargs.sarg[0])));
705 >                raytrans(r);
706 >                return(1);
707 >        }
708 >                                                /* check for invisibility */
709 >        if (srcignore(m, r)) {
710 >                setcolor(r->rcoef, 0.0, 0.0, 0.0);
711 >                return(1);
712 >        }
713 >                                        /* otherwise treat as source */
714 >                                                /* check for behind */
715 >        if (r->rod < 0.0)
716 >                return(1);
717 >                                                /* check for outside spot */
718 >        if (m->otype==MAT_SPOT && spotout(r, makespot(m)))
719 >                return(1);
720                                                  /* get distribution pattern */
721 <                raytexture(r, m->omod);
721 >        raytexture(r, m->omod);
722                                                  /* get source color */
723 <                setcolor(r->rcol, m->oargs.farg[0],
724 <                                  m->oargs.farg[1],
725 <                                  m->oargs.farg[2]);
723 >        setcolor(r->rcol, m->oargs.farg[0],
724 >                          m->oargs.farg[1],
725 >                          m->oargs.farg[2]);
726                                                  /* modify value */
727 <                multcolor(r->rcol, r->pcol);
728 <        }
727 >        multcolor(r->rcol, r->pcol);
728 >        return(1);
729   }
457
458
459 o_source() {}           /* intersection with a source is done elsewhere */

Diff Legend

Removed lines
+ Added lines
< Changed lines
> Changed lines