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

Comparing ray/src/rt/source.c (file contents):
Revision 1.29 by greg, Fri Dec 28 20:37:08 1990 UTC vs.
Revision 2.52 by greg, Tue May 31 18:01:09 2005 UTC

# Line 1 | Line 1
1 /* Copyright (c) 1990 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 > extern double  ssampdist;               /* scatter sampling distance */
17  
18 < #include  "cone.h"
18 > #ifndef MAXSSAMP
19 > #define MAXSSAMP        16              /* maximum samples per ray */
20 > #endif
21  
22 < #include  "face.h"
22 > /*
23 > * Structures used by direct()
24 > */
25  
26 < #include  "random.h"
26 > typedef struct {
27 >        int  sno;               /* source number */
28 >        FVECT  dir;             /* source direction */
29 >        COLOR  coef;            /* material coefficient */
30 >        COLOR  val;             /* contribution */
31 > }  CONTRIB;             /* direct contribution */
32  
33 + typedef struct {
34 +        int  sndx;              /* source index (to CONTRIB array) */
35 +        float  brt;             /* brightness (for comparison) */
36 + }  CNTPTR;              /* contribution pointer */
37  
28 extern double  dstrsrc;                 /* source distribution amount */
29 extern double  shadthresh;              /* relative shadow threshold */
30 extern double  shadcert;                /* shadow testing certainty */
31
32 SRCREC  *source = NULL;                 /* our list of sources */
33 int  nsources = 0;                      /* the number of sources */
34
38   static CONTRIB  *srccnt;                /* source contributions in direct() */
39   static CNTPTR  *cntord;                 /* source ordering in direct() */
40 + static int  maxcntr = 0;                /* size of contribution arrays */
41  
42 + static int cntcmp(const void *p1, const void *p2);
43  
44 < marksources()                   /* find and mark source objects */
44 >
45 > extern OBJREC *                 /* find an object's actual material */
46 > findmaterial(register OBJREC *o)
47   {
48 <        register OBJREC  *o, *m;
49 <        register int  i;
48 >        while (!ismaterial(o->otype)) {
49 >                if (o->otype == MOD_ALIAS && o->oargs.nsargs) {
50 >                        OBJECT  aobj;
51 >                        OBJREC  *ao;
52 >                        aobj = lastmod(objndx(o), o->oargs.sarg[0]);
53 >                        if (aobj < 0)
54 >                                objerror(o, USER, "bad reference");
55 >                        ao = objptr(aobj);
56 >                        if (ismaterial(ao->otype))
57 >                                return(ao);
58 >                }
59 >                if (o->omod == OVOID)
60 >                        return(NULL);
61 >                o = objptr(o->omod);
62 >        }
63 >        return(o);              /* mixtures will return NULL */
64 > }
65  
66 <        for (i = 0; i < nobjects; i++) {
66 >
67 > extern void
68 > marksources(void)                       /* find and mark source objects */
69 > {
70 >        int  foundsource = 0;
71 >        int  i;
72 >        register OBJREC  *o, *m;
73 >        register int  ns;
74 >                                        /* initialize dispatch table */
75 >        initstypes();
76 >                                        /* find direct sources */
77 >        for (i = 0; i < nsceneobjs; i++) {
78          
79                  o = objptr(i);
80  
81 <                if (o->omod == OVOID)
81 >                if (!issurface(o->otype) || o->omod == OVOID)
82                          continue;
83 <
84 <                m = objptr(o->omod);
85 <
86 <                if (!islight(m->otype))
54 <                        continue;
83 >                                        /* find material */
84 >                m = findmaterial(objptr(o->omod));
85 >                if (m == NULL || !islight(m->otype))
86 >                        continue;       /* not source modifier */
87          
88                  if (m->oargs.nfargs != (m->otype == MAT_GLOW ? 4 :
89                                  m->otype == MAT_SPOT ? 7 : 3))
# Line 61 | Line 93 | marksources()                  /* find and mark source objects */
93                                  o->otype != OBJ_SOURCE &&
94                                  m->oargs.farg[3] <= FTINY)
95                          continue;                       /* don't bother */
96 +                if (m->oargs.farg[0] <= FTINY && m->oargs.farg[1] <= FTINY &&
97 +                                m->oargs.farg[2] <= FTINY)
98 +                        continue;                       /* don't bother */
99  
100 <                if (source == NULL)
101 <                        source = (SRCREC *)malloc(sizeof(SRCREC));
102 <                else
103 <                        source = (SRCREC *)realloc((char *)source,
104 <                                        (unsigned)(nsources+1)*sizeof(SRCREC));
70 <                if (source == NULL)
100 >                if (sfun[o->otype].of == NULL ||
101 >                                sfun[o->otype].of->setsrc == NULL)
102 >                        objerror(o, USER, "illegal material");
103 >
104 >                if ((ns = newsource()) < 0)
105                          goto memerr;
106  
107 <                newsource(&source[nsources], o);
107 >                setsource(&source[ns], o);
108  
109                  if (m->otype == MAT_GLOW) {
110 <                        source[nsources].sflags |= SPROX;
111 <                        source[nsources].sl.prox = m->oargs.farg[3];
112 <                        if (o->otype == OBJ_SOURCE)
113 <                                source[nsources].sflags |= SSKIP;
110 >                        source[ns].sflags |= SPROX;
111 >                        source[ns].sl.prox = m->oargs.farg[3];
112 >                        if (source[ns].sflags & SDISTANT)
113 >                                source[ns].sflags |= SSKIP;
114                  } else if (m->otype == MAT_SPOT) {
115 <                        source[nsources].sflags |= SSPOT;
116 <                        source[nsources].sl.s = makespot(m);
115 >                        source[ns].sflags |= SSPOT;
116 >                        if ((source[ns].sl.s = makespot(m)) == NULL)
117 >                                goto memerr;
118 >                        if (source[ns].sflags & SFLAT &&
119 >                                !checkspot(source[ns].sl.s,source[ns].snorm)) {
120 >                                objerror(o, WARNING,
121 >                                        "invalid spotlight direction");
122 >                                source[ns].sflags |= SSKIP;
123 >                        }
124                  }
125 <                nsources++;
125 > #if  SHADCACHE
126 >                initobscache(ns);
127 > #endif
128 >                if (!(source[ns].sflags & SSKIP))
129 >                        foundsource++;
130          }
131 <        if (nsources <= 0) {
131 >        if (!foundsource) {
132                  error(WARNING, "no light sources found");
133                  return;
134          }
135 <        srccnt = (CONTRIB *)malloc(nsources*sizeof(CONTRIB));
136 <        cntord = (CNTPTR *)malloc(nsources*sizeof(CNTPTR));
137 <        if (srccnt != NULL && cntord != NULL)
138 <                return;
139 <        /* fall through */
135 >        markvirtuals();                 /* find and add virtual sources */
136 >                                /* allocate our contribution arrays */
137 >        maxcntr = nsources + MAXSPART;  /* start with this many */
138 >        srccnt = (CONTRIB *)malloc(maxcntr*sizeof(CONTRIB));
139 >        cntord = (CNTPTR *)malloc(maxcntr*sizeof(CNTPTR));
140 >        if ((srccnt == NULL) | (cntord == NULL))
141 >                goto memerr;
142 >        return;
143   memerr:
144          error(SYSTEM, "out of memory in marksources");
145   }
146  
147  
148 < newsource(src, so)                      /* add a source to the array */
149 < register SRCREC  *src;
102 < register OBJREC  *so;
148 > extern void
149 > freesources(void)                       /* free all source structures */
150   {
151 <        double  cos(), tan(), sqrt();
152 <        double  theta;
153 <        FACE  *f;
154 <        CONE  *co;
155 <        int  j;
156 <        register int  i;
157 <        
158 <        src->sflags = 0;
112 <        src->nhits = 1; src->ntests = 2;        /* start probability = 1/2 */
113 <        src->so = so;
114 <
115 <        switch (so->otype) {
116 <        case OBJ_SOURCE:
117 <                if (so->oargs.nfargs != 4)
118 <                        objerror(so, USER, "bad arguments");
119 <                src->sflags |= SDISTANT;
120 <                VCOPY(src->sloc, so->oargs.farg);
121 <                if (normalize(src->sloc) == 0.0)
122 <                        objerror(so, USER, "zero direction");
123 <                theta = PI/180.0/2.0 * so->oargs.farg[3];
124 <                if (theta <= FTINY)
125 <                        objerror(so, USER, "zero size");
126 <                src->ss = theta >= PI/4 ? 1.0 : tan(theta);
127 <                src->ss2 = 2.0*PI * (1.0 - cos(theta));
128 <                break;
129 <        case OBJ_SPHERE:
130 <                VCOPY(src->sloc, so->oargs.farg);
131 <                src->ss = so->oargs.farg[3];
132 <                src->ss2 = PI * src->ss * src->ss;
133 <                break;
134 <        case OBJ_FACE:
135 <                                                /* get the face */
136 <                f = getface(so);
137 <                                                /* find the center */
138 <                for (j = 0; j < 3; j++) {
139 <                        src->sloc[j] = 0.0;
140 <                        for (i = 0; i < f->nv; i++)
141 <                                src->sloc[j] += VERTEX(f,i)[j];
142 <                        src->sloc[j] /= f->nv;
143 <                }
144 <                if (!inface(src->sloc, f))
145 <                        objerror(so, USER, "cannot hit center");
146 <                src->ss = sqrt(f->area / PI);
147 <                src->ss2 = f->area;
148 <                break;
149 <        case OBJ_RING:
150 <                                                /* get the ring */
151 <                co = getcone(so, 0);
152 <                VCOPY(src->sloc, CO_P0(co));
153 <                if (CO_R0(co) > 0.0)
154 <                        objerror(so, USER, "cannot hit center");
155 <                src->ss = CO_R1(co);
156 <                src->ss2 = PI * src->ss * src->ss;
157 <                break;
158 <        default:
159 <                objerror(so, USER, "illegal material");
151 >        if (nsources > 0) {
152 > #if SHADCACHE
153 >                while (nsources--)
154 >                        freeobscache(&source[nsources]);
155 > #endif
156 >                free((void *)source);
157 >                source = NULL;
158 >                nsources = 0;
159          }
160 +        if (maxcntr <= 0)
161 +                return;
162 +        free((void *)srccnt);
163 +        srccnt = NULL;
164 +        free((void *)cntord);
165 +        cntord = NULL;
166 +        maxcntr = 0;
167   }
168  
169  
170 < SPOT *
171 < makespot(m)                     /* make a spotlight */
172 < register OBJREC  *m;
170 > extern int
171 > srcray(                         /* send a ray to a source, return domega */
172 >        register RAY  *sr,              /* returned source ray */
173 >        RAY  *r,                        /* ray which hit object */
174 >        SRCINDEX  *si                   /* source sample index */
175 > )
176   {
177 <        extern double  cos();
178 <        register SPOT  *ns;
177 >    double  d;                          /* distance to source */
178 >    register SRCREC  *srcp;
179  
180 <        if ((ns = (SPOT *)malloc(sizeof(SPOT))) == NULL)
181 <                error(SYSTEM, "out of memory in makespot");
182 <        ns->siz = 2.0*PI * (1.0 - cos(PI/180.0/2.0 * m->oargs.farg[3]));
183 <        VCOPY(ns->aim, m->oargs.farg+4);
184 <        if ((ns->flen = normalize(ns->aim)) == 0.0)
185 <                objerror(m, USER, "zero focus vector");
186 <        return(ns);
180 >    rayorigin(sr, SHADOW, r, NULL);             /* ignore limits */
181 >
182 >    while ((d = nextssamp(sr, si)) != 0.0) {
183 >        sr->rsrc = si->sn;                      /* remember source */
184 >        srcp = source + si->sn;
185 >        if (srcp->sflags & SDISTANT) {
186 >                if (srcp->sflags & SSPOT && spotout(sr, srcp->sl.s))
187 >                        continue;
188 >                return(1);              /* sample OK */
189 >        }
190 >                                /* local source */
191 >                                                /* check proximity */
192 >        if (srcp->sflags & SPROX && d > srcp->sl.prox)
193 >                continue;
194 >                                                /* check angle */
195 >        if (srcp->sflags & SSPOT) {
196 >                if (spotout(sr, srcp->sl.s))
197 >                        continue;
198 >                                        /* adjust solid angle */
199 >                si->dom *= d*d;
200 >                d += srcp->sl.s->flen;
201 >                si->dom /= d*d;
202 >        }
203 >        return(1);                      /* sample OK */
204 >    }
205 >    return(0);                  /* no more samples */
206   }
207  
208  
209 < double
210 < srcray(sr, r, sn)               /* send a ray to a source, return domega */
211 < register RAY  *sr;              /* returned source ray */
212 < RAY  *r;                        /* ray which hit object */
185 < register int  sn;               /* source number */
209 > extern void
210 > srcvalue(                       /* punch ray to source and compute value */
211 >        register RAY  *r
212 > )
213   {
214 <        register double  *norm = NULL;  /* plane normal */
188 <        double  ddot;                   /* (distance times) cosine */
189 <        FVECT  vd;
190 <        double  d;
191 <        register int  i;
214 >        register SRCREC  *sp;
215  
216 <        if (source[sn].sflags & SSKIP)
217 <                return(0.0);                    /* skip this source */
218 <
219 <        rayorigin(sr, r, SHADOW, 1.0);          /* ignore limits */
220 <
221 <        sr->rsrc = sn;                          /* remember source */
222 <                                                /* get source direction */
223 <        if (source[sn].sflags & SDISTANT)
224 <                                                /* constant direction */
202 <                VCOPY(sr->rdir, source[sn].sloc);
203 <        else {                                  /* compute direction */
204 <                for (i = 0; i < 3; i++)
205 <                        sr->rdir[i] = source[sn].sloc[i] - sr->rorg[i];
206 <
207 <                if (source[sn].so->otype == OBJ_FACE)
208 <                        norm = getface(source[sn].so)->norm;
209 <                else if (source[sn].so->otype == OBJ_RING)
210 <                        norm = getcone(source[sn].so,0)->ad;
211 <
212 <                if (norm != NULL && (ddot = -DOT(sr->rdir, norm)) <= FTINY)
213 <                        return(0.0);            /* behind surface! */
216 >        sp = &source[r->rsrc];
217 >        if (sp->sflags & SVIRTUAL) {    /* virtual source */
218 >                                        /* check intersection */
219 >                if (!(*ofun[sp->so->otype].funp)(sp->so, r))
220 >                        return;
221 >                if (!rayshade(r, r->ro->omod))  /* compute contribution */
222 >                        goto nomat;
223 >                rayparticipate(r);
224 >                return;
225          }
226 <        if (dstrsrc > FTINY) {
227 <                                        /* distribute source direction */
228 <                for (i = 0; i < 3; i++)
229 <                        vd[i] = dstrsrc * source[sn].ss * (1.0 - 2.0*frandom());
226 >                                        /* compute intersection */
227 >        if (sp->sflags & SDISTANT ? sourcehit(r) :
228 >                        (*ofun[sp->so->otype].funp)(sp->so, r)) {
229 >                if (sp->sa.success >= 0)
230 >                        sp->sa.success++;
231 >                if (!rayshade(r, r->ro->omod))  /* compute contribution */
232 >                        goto nomat;
233 >                rayparticipate(r);
234 >                return;
235 >        }
236 >                                        /* we missed our mark! */
237 >        if (sp->sa.success < 0)
238 >                return;                 /* bitched already */
239 >        sp->sa.success -= AIMREQT;
240 >        if (sp->sa.success >= 0)
241 >                return;                 /* leniency */
242 >        sprintf(errmsg, "aiming failure for light source \"%s\"",
243 >                        sp->so->oname);
244 >        error(WARNING, errmsg);         /* issue warning */
245 >        return;
246 > nomat:
247 >        objerror(r->ro, USER, "material not found");
248 > }
249  
220                if (norm != NULL) {             /* project offset */
221                        d = DOT(vd, norm);
222                        for (i = 0; i < 3; i++)
223                                vd[i] -= d * norm[i];
224                }
225                for (i = 0; i < 3; i++)         /* offset source direction */
226                        sr->rdir[i] += vd[i];
250  
251 <        } else if (source[sn].sflags & SDISTANT)
252 <                                                /* already normalized */
253 <                return(source[sn].ss2);
254 <
255 <        if ((d = normalize(sr->rdir)) == 0.0)
256 <                                                /* at source! */
234 <                return(0.0);
251 > static int
252 > transillum(                     /* check if material is transparent illum */
253 >        OBJECT  obj
254 > )
255 > {
256 >        OBJREC *m = findmaterial(objptr(obj));
257          
258 <        if (source[sn].sflags & SDISTANT)
259 <                                                /* domega constant */
260 <                return(source[sn].ss2);
261 <
262 <                                                /* check proximity */
241 <        if (source[sn].sflags & SPROX &&
242 <                        d > source[sn].sl.prox)
243 <                return(0.0);
244 <                                                /* compute dot product */
245 <        if (norm != NULL)
246 <                ddot /= d;
247 <        else
248 <                ddot = 1.0;
249 <                                                /* check angle */
250 <        if (source[sn].sflags & SSPOT) {
251 <                if (source[sn].sl.s->siz < 2.0*PI *
252 <                                (1.0 + DOT(source[sn].sl.s->aim,sr->rdir)))
253 <                        return(0.0);
254 <                d += source[sn].sl.s->flen;     /* adjust length */
255 <        }
256 <                                                /* compute domega */
257 <        return(ddot*source[sn].ss2/(d*d));
258 >        if (m == NULL)
259 >                return(1);
260 >        if (m->otype != MAT_ILLUM)
261 >                return(0);
262 >        return(!m->oargs.nsargs || !strcmp(m->oargs.sarg[0], VOIDID));
263   }
264  
265  
266 < sourcehit(r)                    /* check to see if ray hit distant source */
267 < register RAY  *r;
266 > extern int
267 > sourcehit(                      /* check to see if ray hit distant source */
268 >        register RAY  *r
269 > )
270   {
271 +        int  glowsrc = -1;
272 +        int  transrc = -1;
273          int  first, last;
274          register int  i;
275  
# Line 269 | Line 278 | register RAY  *r;
278          } else {                        /* otherwise check all */
279                  first = 0; last = nsources-1;
280          }
281 <        for (i = first; i <= last; i++)
282 <                if (source[i].sflags & SDISTANT)
283 <                        /*
284 <                         * Check to see if ray is within
285 <                         * solid angle of source.
286 <                         */
287 <                        if (2.0*PI * (1.0 - DOT(source[i].sloc,r->rdir))
288 <                                        <= source[i].ss2) {
289 <                                r->ro = source[i].so;
290 <                                if (!(source[i].sflags & SSKIP))
291 <                                        break;
292 <                        }
293 <
294 <        if (r->ro != NULL) {
295 <                for (i = 0; i < 3; i++)
296 <                        r->ron[i] = -r->rdir[i];
297 <                r->rod = 1.0;
298 <                r->rox = NULL;
299 <                return(1);
281 >        for (i = first; i <= last; i++) {
282 >                if ((source[i].sflags & (SDISTANT|SVIRTUAL)) != SDISTANT)
283 >                        continue;
284 >                /*
285 >                 * Check to see if ray is within
286 >                 * solid angle of source.
287 >                 */
288 >                if (2.*PI*(1. - DOT(source[i].sloc,r->rdir)) > source[i].ss2)
289 >                        continue;
290 >                                        /* is it the only possibility? */
291 >                if (first == last) {
292 >                        r->ro = source[i].so;
293 >                        break;
294 >                }
295 >                /*
296 >                 * If it's a glow or transparent illum, just remember it.
297 >                 */
298 >                if (source[i].sflags & SSKIP) {
299 >                        glowsrc = i;
300 >                        continue;
301 >                }
302 >                if (transillum(source[i].so->omod)) {
303 >                        transrc = i;
304 >                        continue;
305 >                }
306 >                r->ro = source[i].so;   /* otherwise, use first hit */
307 >                break;
308          }
309 <        return(0);
309 >        /*
310 >         * Do we need fallback?
311 >         */
312 >        if (r->ro == NULL) {
313 >                if (transrc >= 0 && r->crtype & (AMBIENT|SPECULAR))
314 >                        return(0);      /* avoid overcounting */
315 >                if (glowsrc >= 0)
316 >                        r->ro = source[glowsrc].so;
317 >                else
318 >                        return(0);      /* nothing usable */
319 >        }
320 >        /*
321 >         * Make assignments.
322 >         */
323 >        r->robj = objndx(r->ro);
324 >        for (i = 0; i < 3; i++)
325 >                r->ron[i] = -r->rdir[i];
326 >        r->rod = 1.0;
327 >        r->pert[0] = r->pert[1] = r->pert[2] = 0.0;
328 >        r->uv[0] = r->uv[1] = 0.0;
329 >        r->rox = NULL;
330 >        return(1);
331   }
332  
333  
334   static int
335 < cntcmp(sc1, sc2)                        /* contribution compare (descending) */
336 < register CNTPTR  *sc1, *sc2;
335 > cntcmp(                         /* contribution compare (descending) */
336 >        const void *p1,
337 >        const void *p2
338 > )
339   {
340 +        register const CNTPTR  *sc1 = (const CNTPTR *)p1;
341 +        register const CNTPTR  *sc2 = (const CNTPTR *)p2;
342 +
343          if (sc1->brt > sc2->brt)
344                  return(-1);
345          if (sc1->brt < sc2->brt)
# Line 305 | Line 348 | register CNTPTR  *sc1, *sc2;
348   }
349  
350  
351 < direct(r, f, p)                         /* add direct component */
352 < RAY  *r;                        /* ray that hit surface */
353 < int  (*f)();                    /* direct component coefficient function */
354 < char  *p;                       /* data for f */
351 > extern void
352 > direct(                                 /* add direct component */
353 >        RAY  *r,                        /* ray that hit surface */
354 >        srcdirf_t *f,                   /* direct component coefficient function */
355 >        void  *p                        /* data for f */
356 > )
357   {
313        extern double  pow();
358          register int  sn;
359 +        register CONTRIB  *scp;
360 +        SRCINDEX  si;
361          int  nshadcheck, ncnts;
362          int  nhits;
363          double  prob, ourthresh, hwt;
# Line 319 | Line 365 | char  *p;                      /* data for f */
365                          /* NOTE: srccnt and cntord global so no recursion */
366          if (nsources <= 0)
367                  return;         /* no sources?! */
322                                                /* compute number to check */
323        nshadcheck = pow((double)nsources, shadcert) + .5;
324                                                /* modify threshold */
325        ourthresh = shadthresh / r->rweight;
368                                                  /* potential contributions */
369 <        for (sn = 0; sn < nsources; sn++) {
370 <                cntord[sn].sno = sn;
371 <                cntord[sn].brt = 0.0;
372 <                                                /* get source ray */
373 <                if ((srccnt[sn].dom = srcray(&sr, r, sn)) == 0.0)
374 <                        continue;
375 <                VCOPY(srccnt[sn].dir, sr.rdir);
369 >        initsrcindex(&si);
370 >        for (sn = 0; srcray(&sr, r, &si); sn++) {
371 >                if (sn >= maxcntr) {
372 >                        maxcntr = sn + MAXSPART;
373 >                        srccnt = (CONTRIB *)realloc((void *)srccnt,
374 >                                        maxcntr*sizeof(CONTRIB));
375 >                        cntord = (CNTPTR *)realloc((void *)cntord,
376 >                                        maxcntr*sizeof(CNTPTR));
377 >                        if ((srccnt == NULL) | (cntord == NULL))
378 >                                error(SYSTEM, "out of memory in direct");
379 >                }
380 >                cntord[sn].sndx = sn;
381 >                scp = srccnt + sn;
382 >                scp->sno = sr.rsrc;
383                                                  /* compute coefficient */
384 <                (*f)(srccnt[sn].val, p, srccnt[sn].dir, srccnt[sn].dom);
385 <                cntord[sn].brt = bright(srccnt[sn].val);
384 >                (*f)(scp->coef, p, sr.rdir, si.dom);
385 >                cntord[sn].brt = bright(scp->coef);
386                  if (cntord[sn].brt <= 0.0)
387                          continue;
388 <                                                /* compute intersection */
389 <                if (!( source[sn].sflags & SDISTANT ?
390 <                                sourcehit(&sr) :
342 <                                (*ofun[source[sn].so->otype].funp)
343 <                                (source[sn].so, &sr) )) {
344 <                        sprintf(errmsg,
345 <                                "aiming failure for light source \"%s\"",
346 <                                        source[sn].so->oname);
347 <                        error(WARNING, errmsg);
388 > #if SHADCACHE
389 >                                                /* check shadow cache */
390 >                if (si.np == 1 && srcblocked(&sr)) {
391                          cntord[sn].brt = 0.0;
392                          continue;
393                  }
394 <                                                /* compute contribution */
395 <                raycont(&sr);
396 <                multcolor(srccnt[sn].val, sr.rcol);
397 <                cntord[sn].brt = bright(srccnt[sn].val);
394 > #endif
395 >                VCOPY(scp->dir, sr.rdir);
396 >                copycolor(sr.rcoef, scp->coef);
397 >                                                /* compute potential */
398 >                sr.revf = srcvalue;
399 >                rayvalue(&sr);
400 >                multcolor(sr.rcol, sr.rcoef);
401 >                copycolor(scp->val, sr.rcol);
402 >                cntord[sn].brt = bright(scp->val);
403          }
404                                                  /* sort contributions */
405 <        qsort(cntord, nsources, sizeof(CNTPTR), cntcmp);
405 >        qsort(cntord, sn, sizeof(CNTPTR), cntcmp);
406          {                                       /* find last */
407                  register int  l, m;
408  
409 <                sn = 0; ncnts = l = nsources;
409 >                ncnts = l = sn;
410 >                sn = 0;
411                  while ((m = (sn + ncnts) >> 1) != l) {
412                          if (cntord[m].brt > 0.0)
413                                  sn = m;
# Line 367 | Line 416 | char  *p;                      /* data for f */
416                          l = m;
417                  }
418          }
419 +        if (ncnts == 0)
420 +                return;         /* no contributions! */
421                                                  /* accumulate tail */
422          for (sn = ncnts-1; sn > 0; sn--)
423                  cntord[sn-1].brt += cntord[sn].brt;
424 +                                                /* compute number to check */
425 +        nshadcheck = pow((double)ncnts, shadcert) + .5;
426 +                                                /* modify threshold */
427 +        ourthresh = shadthresh / r->rweight;
428                                                  /* test for shadows */
429 <        nhits = 0;
430 <        for (sn = 0; sn < ncnts; sn++) {
429 >        for (nhits = 0, hwt = 0.0, sn = 0; sn < ncnts;
430 >                        hwt += (double)source[scp->sno].nhits /
431 >                                (double)source[scp->sno].ntests,
432 >                        sn++) {
433                                                  /* check threshold */
434                  if ((sn+nshadcheck>=ncnts ? cntord[sn].brt :
435                                  cntord[sn].brt-cntord[sn+nshadcheck].brt)
436                                  < ourthresh*bright(r->rcol))
437                          break;
438 <                                                /* get statistics */
382 <                source[cntord[sn].sno].ntests++;
438 >                scp = srccnt + cntord[sn].sndx;
439                                                  /* test for hit */
440 <                rayorigin(&sr, r, SHADOW, 1.0);
441 <                VCOPY(sr.rdir, srccnt[cntord[sn].sno].dir);
442 <                sr.rsrc = cntord[sn].sno;
440 >                rayorigin(&sr, SHADOW, r, NULL);
441 >                copycolor(sr.rcoef, scp->coef);
442 >                VCOPY(sr.rdir, scp->dir);
443 >                sr.rsrc = scp->sno;
444 >                                                /* keep statistics */
445 >                if (source[scp->sno].ntests++ > 0xfffffff0) {
446 >                        source[scp->sno].ntests >>= 1;
447 >                        source[scp->sno].nhits >>= 1;
448 >                }
449                  if (localhit(&sr, &thescene) &&
450 <                                sr.ro != source[cntord[sn].sno].so) {
451 <                                                /* check for transmission */
450 >                                ( sr.ro != source[scp->sno].so ||
451 >                                source[scp->sno].sflags & SFOLLOW )) {
452 >                                                /* follow entire path */
453                          raycont(&sr);
454 <                        if (bright(sr.rcol) <= FTINY)
454 >                        if (trace != NULL)
455 >                                (*trace)(&sr);  /* trace execution */
456 >                        rayparticipate(&sr);
457 >                        if (bright(sr.rcol) <= FTINY) {
458 > #if SHADCACHE
459 >                                if ((scp <= srccnt || scp[-1].sno != scp->sno)
460 >                                                && (scp >= srccnt+ncnts-1 ||
461 >                                                    scp[1].sno != scp->sno))
462 >                                        srcblocker(&sr);
463 > #endif
464                                  continue;       /* missed! */
465 <                        (*f)(srccnt[cntord[sn].sno].val, p,
466 <                                        srccnt[cntord[sn].sno].dir,
467 <                                        srccnt[cntord[sn].sno].dom);
468 <                        multcolor(srccnt[cntord[sn].sno].val, sr.rcol);
465 >                        }
466 >                        multcolor(sr.rcol, sr.rcoef);
467 >                        copycolor(scp->val, sr.rcol);
468 >                } else if (trace != NULL &&
469 >                        (source[scp->sno].sflags & (SDISTANT|SVIRTUAL|SFOLLOW))
470 >                                                == (SDISTANT|SFOLLOW) &&
471 >                                sourcehit(&sr) && rayshade(&sr, sr.ro->omod)) {
472 >                        (*trace)(&sr);          /* trace execution */
473 >                        /* skip call to rayparticipate() & scp->val update */
474                  }
475                                                  /* add contribution if hit */
476 <                addcolor(r->rcol, srccnt[cntord[sn].sno].val);
476 >                addcolor(r->rcol, scp->val);
477                  nhits++;
478 <                source[cntord[sn].sno].nhits++;
478 >                source[scp->sno].nhits++;
479          }
480 <                                        /* surface hit rate */
481 <        if (sn > 0)
482 <                hwt = (double)nhits / (double)sn;
480 >                                        /* source hit rate */
481 >        if (hwt > FTINY)
482 >                hwt = (double)nhits / hwt;
483          else
484                  hwt = 0.5;
485   #ifdef DEBUG
486 <        sprintf(errmsg, "%d tested, %d untested, %f hit rate\n",
486 >        sprintf(errmsg, "%d tested, %d untested, %f conditional hit rate\n",
487                          sn, ncnts-sn, hwt);
488          eputs(errmsg);
489   #endif
490                                          /* add in untested sources */
491          for ( ; sn < ncnts; sn++) {
492 <                prob = hwt * (double)source[cntord[sn].sno].nhits /
493 <                                (double)source[cntord[sn].sno].ntests;
494 <                scalecolor(srccnt[cntord[sn].sno].val, prob);
495 <                addcolor(r->rcol, srccnt[cntord[sn].sno].val);
492 >                scp = srccnt + cntord[sn].sndx;
493 >                prob = hwt * (double)source[scp->sno].nhits /
494 >                                (double)source[scp->sno].ntests;
495 >                if (prob < 1.0)
496 >                        scalecolor(scp->val, prob);
497 >                addcolor(r->rcol, scp->val);
498          }
499   }
500  
501  
502 < #define  wrongsource(m, r)      (m->otype!=MAT_ILLUM && \
503 <                                r->rsrc>=0 && \
504 <                                source[r->rsrc].so!=r->ro)
502 > extern void
503 > srcscatter(                     /* compute source scattering into ray */
504 >        register RAY  *r
505 > )
506 > {
507 >        int  oldsampndx;
508 >        int  nsamps;
509 >        RAY  sr;
510 >        SRCINDEX  si;
511 >        double  t, d;
512 >        double  re, ge, be;
513 >        COLOR  cvext;
514 >        int  i, j;
515  
516 < #define  badambient(m, r)       ((r->crtype&(AMBIENT|SHADOW))==AMBIENT && \
517 <                                !(r->rtype&REFLECTED) &&        /* hack! */\
518 <                                !(m->otype==MAT_GLOW&&r->rot>m->oargs.farg[3]))
516 >        if (r->slights == NULL || r->slights[0] == 0
517 >                        || r->gecc >= 1.-FTINY || r->rot >= FHUGE)
518 >                return;
519 >        if (ssampdist <= FTINY || (nsamps = r->rot/ssampdist + .5) < 1)
520 >                nsamps = 1;
521 > #if MAXSSAMP
522 >        else if (nsamps > MAXSSAMP)
523 >                nsamps = MAXSSAMP;
524 > #endif
525 >        oldsampndx = samplendx;
526 >        samplendx = random()&0x7fff;            /* randomize */
527 >        for (i = r->slights[0]; i > 0; i--) {   /* for each source */
528 >                for (j = 0; j < nsamps; j++) {  /* for each sample position */
529 >                        samplendx++;
530 >                        t = r->rot * (j+frandom())/nsamps;
531 >                                                        /* extinction */
532 >                        re = t*colval(r->cext,RED);
533 >                        ge = t*colval(r->cext,GRN);
534 >                        be = t*colval(r->cext,BLU);
535 >                        setcolor(cvext, re > 92. ? 0. : exp(-re),
536 >                                        ge > 92. ? 0. : exp(-ge),
537 >                                        be > 92. ? 0. : exp(-be));
538 >                        if (intens(cvext) <= FTINY)
539 >                                break;                  /* too far away */
540 >                        sr.rorg[0] = r->rorg[0] + r->rdir[0]*t;
541 >                        sr.rorg[1] = r->rorg[1] + r->rdir[1]*t;
542 >                        sr.rorg[2] = r->rorg[2] + r->rdir[2]*t;
543 >                        sr.rmax = 0.;
544 >                        initsrcindex(&si);      /* sample ray to this source */
545 >                        si.sn = r->slights[i];
546 >                        nopart(&si, &sr);
547 >                        if (!srcray(&sr, NULL, &si) ||
548 >                                        sr.rsrc != r->slights[i])
549 >                                continue;               /* no path */
550 > #if SHADCACHE
551 >                        if (srcblocked(&sr))            /* check shadow cache */
552 >                                continue;
553 > #endif
554 >                        copycolor(sr.cext, r->cext);
555 >                        copycolor(sr.albedo, r->albedo);
556 >                        sr.gecc = r->gecc;
557 >                        sr.slights = r->slights;
558 >                        rayvalue(&sr);                  /* eval. source ray */
559 >                        if (bright(sr.rcol) <= FTINY) {
560 > #if SHADCACHE
561 >                                srcblocker(&sr);        /* add blocker to cache */
562 > #endif
563 >                                continue;
564 >                        }
565 >                        if (r->gecc <= FTINY)           /* compute P(theta) */
566 >                                d = 1.;
567 >                        else {
568 >                                d = DOT(r->rdir, sr.rdir);
569 >                                d = 1. + r->gecc*r->gecc - 2.*r->gecc*d;
570 >                                d = (1. - r->gecc*r->gecc) / (d*sqrt(d));
571 >                        }
572 >                                                        /* other factors */
573 >                        d *= si.dom * r->rot / (4.*PI*nsamps);
574 >                        multcolor(sr.rcol, r->cext);
575 >                        multcolor(sr.rcol, r->albedo);
576 >                        scalecolor(sr.rcol, d);
577 >                        multcolor(sr.rcol, cvext);
578 >                        addcolor(r->rcol, sr.rcol);     /* add it in */
579 >                }
580 >        }
581 >        samplendx = oldsampndx;
582 > }
583  
584 +
585 + /****************************************************************
586 + * The following macros were separated from the m_light() routine
587 + * because they are very nasty and difficult to understand.
588 + */
589 +
590 + /* illumblock *
591 + *
592 + * We cannot allow an illum to pass to another illum, because that
593 + * would almost certainly constitute overcounting.
594 + * However, we do allow an illum to pass to another illum
595 + * that is actually going to relay to a virtual light source.
596 + * We also prevent an illum from passing to a glow; this provides a
597 + * convenient mechanism for defining detailed light source
598 + * geometry behind (or inside) an effective radiator.
599 + */
600 +
601 + static int
602 + weaksrcmat(OBJECT obj)          /* identify material */
603 + {
604 +        OBJREC *m = findmaterial(objptr(obj));
605 +        
606 +        if (m == NULL) return(0);
607 +        return((m->otype==MAT_ILLUM) | (m->otype==MAT_GLOW));
608 + }
609 +
610 + #define  illumblock(m, r)       (!(source[r->rsrc].sflags&SVIRTUAL) && \
611 +                                r->rod > 0.0 && \
612 +                                weaksrcmat(source[r->rsrc].so->omod))
613 +
614 + /* wrongsource *
615 + *
616 + * This source is the wrong source (ie. overcounted) if we are
617 + * aimed to a different source than the one we hit and the one
618 + * we hit is not an illum that should be passed.
619 + */
620 +
621 + #define  wrongsource(m, r)      (r->rsrc>=0 && source[r->rsrc].so!=r->ro && \
622 +                                (m->otype!=MAT_ILLUM || illumblock(m,r)))
623 +
624 + /* distglow *
625 + *
626 + * A distant glow is an object that sometimes acts as a light source,
627 + * but is too far away from the test point to be one in this case.
628 + * (Glows with negative radii should NEVER participate in illumination.)
629 + */
630 +
631 + #define  distglow(m, r, d)      (m->otype==MAT_GLOW && \
632 +                                m->oargs.farg[3] >= -FTINY && \
633 +                                d > m->oargs.farg[3])
634 +
635 + /* badcomponent *
636 + *
637 + * We must avoid counting light sources in the ambient calculation,
638 + * since the direct component is handled separately.  Therefore, any
639 + * ambient ray which hits an active light source must be discarded.
640 + * The same is true for stray specular samples, since the specular
641 + * contribution from light sources is calculated separately.
642 + */
643 +
644 + #define  badcomponent(m, r)     (r->crtype&(AMBIENT|SPECULAR) && \
645 +                                !(r->crtype&SHADOW || r->rod < 0.0 || \
646 +                /* not 100% correct */  distglow(m, r, r->rot)))
647 +
648 + /* passillum *
649 + *
650 + * An illum passes to another material type when we didn't hit it
651 + * on purpose (as part of a direct calculation), or it is relaying
652 + * a virtual light source.
653 + */
654 +
655   #define  passillum(m, r)        (m->otype==MAT_ILLUM && \
656 <                                !(r->rsrc>=0&&source[r->rsrc].so==r->ro))
656 >                                (r->rsrc<0 || source[r->rsrc].so!=r->ro || \
657 >                                source[r->rsrc].sflags&SVIRTUAL))
658  
659 + /* srcignore *
660 + *
661 + * The -dv flag is normally on for sources to be visible.
662 + */
663  
664 < m_light(m, r)                   /* ray hit a light source */
665 < register OBJREC  *m;
666 < register RAY  *r;
664 > #define  srcignore(m, r)        !(directvis || r->crtype&SHADOW || \
665 >                                distglow(m, r, raydist(r,PRIMARY)))
666 >
667 >
668 > extern int
669 > m_light(                                /* ray hit a light source */
670 >        register OBJREC  *m,
671 >        register RAY  *r
672 > )
673   {
674                                                  /* check for over-counting */
675 <        if (wrongsource(m, r) || badambient(m, r))
676 <                return;
675 >        if (badcomponent(m, r)) {
676 >                setcolor(r->rcoef, 0.0, 0.0, 0.0);
677 >                return(1);
678 >        }
679 >        if (wrongsource(m, r)) {
680 >                setcolor(r->rcoef, 0.0, 0.0, 0.0);
681 >                return(1);
682 >        }
683                                                  /* check for passed illum */
684          if (passillum(m, r)) {
685 <
686 <                if (m->oargs.nsargs < 1 || !strcmp(m->oargs.sarg[0], VOIDID))
687 <                        raytrans(r);
688 <                else
689 <                        rayshade(r, modifier(m->oargs.sarg[0]));
690 <
691 <                                                /* otherwise treat as source */
692 <        } else {
685 >                if (m->oargs.nsargs && strcmp(m->oargs.sarg[0], VOIDID))
686 >                        return(rayshade(r,lastmod(objndx(m),m->oargs.sarg[0])));
687 >                raytrans(r);
688 >                return(1);
689 >        }
690 >                                                /* check for invisibility */
691 >        if (srcignore(m, r)) {
692 >                setcolor(r->rcoef, 0.0, 0.0, 0.0);
693 >                return(1);
694 >        }
695 >                                        /* otherwise treat as source */
696                                                  /* check for behind */
697 <                if (r->rod < 0.0)
698 <                        return;
697 >        if (r->rod < 0.0)
698 >                return(1);
699 >                                                /* check for outside spot */
700 >        if (m->otype==MAT_SPOT && spotout(r, makespot(m)))
701 >                return(1);
702                                                  /* get distribution pattern */
703 <                raytexture(r, m->omod);
703 >        raytexture(r, m->omod);
704                                                  /* get source color */
705 <                setcolor(r->rcol, m->oargs.farg[0],
706 <                                  m->oargs.farg[1],
707 <                                  m->oargs.farg[2]);
705 >        setcolor(r->rcol, m->oargs.farg[0],
706 >                          m->oargs.farg[1],
707 >                          m->oargs.farg[2]);
708                                                  /* modify value */
709 <                multcolor(r->rcol, r->pcol);
710 <                                                /* assign distance */
464 <                r->rt = r->rot;
465 <        }
709 >        multcolor(r->rcol, r->pcol);
710 >        return(1);
711   }

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