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

Comparing ray/src/rt/source.c (file contents):
Revision 1.34 by greg, Thu Jun 20 09:03:57 1991 UTC vs.
Revision 2.58 by greg, Mon Aug 23 15:56:17 2010 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 +        while (!ismaterial(o->otype)) {
49 +                if (o->otype == MOD_ALIAS && o->oargs.nsargs) {
50 +                        OBJECT  aobj;
51 +                        OBJREC  *ao;
52 +                        aobj = lastmod(objndx(o), o->oargs.sarg[0]);
53 +                        if (aobj < 0)
54 +                                objerror(o, USER, "bad reference");
55 +                        ao = objptr(aobj);
56 +                        if (ismaterial(ao->otype))
57 +                                return(ao);
58 +                        if (ao->otype == MOD_ALIAS) {
59 +                                o = ao;
60 +                                continue;
61 +                        }
62 +                }
63 +                if (o->omod == OVOID)
64 +                        return(NULL);
65 +                o = objptr(o->omod);
66 +        }
67 +        return(o);              /* mixtures will return NULL */
68 + }
69 +
70 +
71 + extern void
72 + marksources(void)                       /* find and mark source objects */
73 + {
74 +        int  foundsource = 0;
75          int  i;
76          register OBJREC  *o, *m;
77 <        register SRCREC  *ns;
78 <
79 <        for (i = 0; i < nobjects; i++) {
77 >        register int  ns;
78 >                                        /* initialize dispatch table */
79 >        initstypes();
80 >                                        /* find direct sources */
81 >        for (i = 0; i < nsceneobjs; i++) {
82          
83                  o = objptr(i);
84  
85 <                if (o->omod == OVOID)
85 >                if (!issurface(o->otype) || o->omod == OVOID)
86                          continue;
87 <
88 <                m = objptr(o->omod);
89 <
54 <                if (!islight(m->otype))
87 >                                        /* find material */
88 >                m = findmaterial(objptr(o->omod));
89 >                if (m == NULL)
90                          continue;
91 +                if (m->otype == MAT_CLIP) {
92 +                        markclip(m);    /* special case for antimatter */
93 +                        continue;
94 +                }
95 +                if (!islight(m->otype))
96 +                        continue;       /* not source modifier */
97          
98                  if (m->oargs.nfargs != (m->otype == MAT_GLOW ? 4 :
99                                  m->otype == MAT_SPOT ? 7 : 3))
# Line 62 | Line 103 | marksources()                  /* find and mark source objects */
103                                  o->otype != OBJ_SOURCE &&
104                                  m->oargs.farg[3] <= FTINY)
105                          continue;                       /* don't bother */
106 +                if (m->oargs.farg[0] <= FTINY && m->oargs.farg[1] <= FTINY &&
107 +                                m->oargs.farg[2] <= FTINY)
108 +                        continue;                       /* don't bother */
109  
110 <                if ((ns = newsource()) == NULL)
110 >                if (sfun[o->otype].of == NULL ||
111 >                                sfun[o->otype].of->setsrc == NULL)
112 >                        objerror(o, USER, "illegal material");
113 >
114 >                if ((ns = newsource()) < 0)
115                          goto memerr;
116  
117 <                setsource(ns, o);
117 >                setsource(&source[ns], o);
118  
119                  if (m->otype == MAT_GLOW) {
120 <                        ns->sflags |= SPROX;
121 <                        ns->sl.prox = m->oargs.farg[3];
122 <                        if (o->otype == OBJ_SOURCE)
123 <                                ns->sflags |= SSKIP;
120 >                        source[ns].sflags |= SPROX;
121 >                        source[ns].sl.prox = m->oargs.farg[3];
122 >                        if (source[ns].sflags & SDISTANT)
123 >                                source[ns].sflags |= SSKIP;
124                  } else if (m->otype == MAT_SPOT) {
125 <                        ns->sflags |= SSPOT;
126 <                        if ((ns->sl.s = makespot(m)) == NULL)
125 >                        source[ns].sflags |= SSPOT;
126 >                        if ((source[ns].sl.s = makespot(m)) == NULL)
127                                  goto memerr;
128 +                        if (source[ns].sflags & SFLAT &&
129 +                                !checkspot(source[ns].sl.s,source[ns].snorm)) {
130 +                                objerror(o, WARNING,
131 +                                        "invalid spotlight direction");
132 +                                source[ns].sflags |= SSKIP;
133 +                        }
134                  }
135 + #if  SHADCACHE
136 +                initobscache(ns);
137 + #endif
138 +                if (!(source[ns].sflags & SSKIP))
139 +                        foundsource++;
140          }
141 <        if (nsources <= 0) {
141 >        if (!foundsource) {
142                  error(WARNING, "no light sources found");
143                  return;
144          }
145          markvirtuals();                 /* find and add virtual sources */
146 <        srccnt = (CONTRIB *)malloc(nsources*sizeof(CONTRIB));
147 <        cntord = (CNTPTR *)malloc(nsources*sizeof(CNTPTR));
148 <        if (srccnt != NULL && cntord != NULL)
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:
# Line 94 | Line 155 | memerr:
155   }
156  
157  
158 < SRCREC *
159 < newsource()                     /* allocate new source in our array */
158 > extern void
159 > freesources(void)                       /* free all source structures */
160   {
161 <        if (nsources == 0)
162 <                source = (SRCREC *)malloc(sizeof(SRCREC));
163 <        else
164 <                source = (SRCREC *)realloc((char *)source,
165 <                                (unsigned)(nsources+1)*sizeof(SRCREC));
166 <        if (source == NULL)
167 <                return(NULL);
168 <        source[nsources].sflags = 0;
169 <        source[nsources].nhits = 1;
170 <        source[nsources].ntests = 2;    /* initial hit probability = 1/2 */
171 <        return(&source[nsources++]);
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 >        if (maxcntr <= 0)
171 >                return;
172 >        free((void *)srccnt);
173 >        srccnt = NULL;
174 >        free((void *)cntord);
175 >        cntord = NULL;
176 >        maxcntr = 0;
177   }
178  
179  
180 < setsource(src, so)                      /* add a source to the array */
181 < register SRCREC  *src;
182 < register OBJREC  *so;
180 > extern int
181 > srcray(                         /* send a ray to a source, return domega */
182 >        register RAY  *sr,              /* returned source ray */
183 >        RAY  *r,                        /* ray which hit object */
184 >        SRCINDEX  *si                   /* source sample index */
185 > )
186   {
187 <        double  cos(), tan(), sqrt();
188 <        double  theta;
120 <        FACE  *f;
121 <        CONE  *co;
122 <        int  j;
123 <        register int  i;
124 <        
125 <        src->sa.success = 2*AIMREQT-1;          /* bitch on second failure */
126 <        src->so = so;
187 >    double  d;                          /* distance to source */
188 >    register SRCREC  *srcp;
189  
190 <        switch (so->otype) {
191 <        case OBJ_SOURCE:
192 <                if (so->oargs.nfargs != 4)
193 <                        objerror(so, USER, "bad arguments");
194 <                src->sflags |= SDISTANT;
195 <                VCOPY(src->sloc, so->oargs.farg);
196 <                if (normalize(src->sloc) == 0.0)
197 <                        objerror(so, USER, "zero direction");
198 <                theta = PI/180.0/2.0 * so->oargs.farg[3];
137 <                if (theta <= FTINY)
138 <                        objerror(so, USER, "zero size");
139 <                src->ss = theta >= PI/4 ? 1.0 : tan(theta);
140 <                src->ss2 = 2.0*PI * (1.0 - cos(theta));
141 <                break;
142 <        case OBJ_SPHERE:
143 <                VCOPY(src->sloc, so->oargs.farg);
144 <                src->ss = so->oargs.farg[3];
145 <                src->ss2 = PI * src->ss * src->ss;
146 <                break;
147 <        case OBJ_FACE:
148 <                                                /* get the face */
149 <                f = getface(so);
150 <                                                /* find the center */
151 <                for (j = 0; j < 3; j++) {
152 <                        src->sloc[j] = 0.0;
153 <                        for (i = 0; i < f->nv; i++)
154 <                                src->sloc[j] += VERTEX(f,i)[j];
155 <                        src->sloc[j] /= (double)f->nv;
156 <                }
157 <                if (!inface(src->sloc, f))
158 <                        objerror(so, USER, "cannot hit center");
159 <                src->sflags |= SFLAT;
160 <                VCOPY(src->snorm, f->norm);
161 <                src->ss = sqrt(f->area / PI);
162 <                src->ss2 = f->area;
163 <                break;
164 <        case OBJ_RING:
165 <                                                /* get the ring */
166 <                co = getcone(so, 0);
167 <                VCOPY(src->sloc, CO_P0(co));
168 <                if (CO_R0(co) > 0.0)
169 <                        objerror(so, USER, "cannot hit center");
170 <                src->sflags |= SFLAT;
171 <                VCOPY(src->snorm, co->ad);
172 <                src->ss = CO_R1(co);
173 <                src->ss2 = PI * src->ss * src->ss;
174 <                break;
175 <        default:
176 <                objerror(so, USER, "illegal material");
190 >    rayorigin(sr, SHADOW, r, NULL);             /* ignore limits */
191 >
192 >    while ((d = nextssamp(sr, si)) != 0.0) {
193 >        sr->rsrc = si->sn;                      /* remember source */
194 >        srcp = source + si->sn;
195 >        if (srcp->sflags & SDISTANT) {
196 >                if (srcp->sflags & SSPOT && spotout(sr, srcp->sl.s))
197 >                        continue;
198 >                return(1);              /* sample OK */
199          }
200 +                                /* local source */
201 +                                                /* check proximity */
202 +        if (srcp->sflags & SPROX && d > srcp->sl.prox)
203 +                continue;
204 +                                                /* check angle */
205 +        if (srcp->sflags & SSPOT) {
206 +                if (spotout(sr, srcp->sl.s))
207 +                        continue;
208 +                                        /* adjust solid angle */
209 +                si->dom *= d*d;
210 +                d += srcp->sl.s->flen;
211 +                si->dom /= d*d;
212 +        }
213 +        return(1);                      /* sample OK */
214 +    }
215 +    return(0);                  /* no more samples */
216   }
217  
218  
219 < SPOT *
220 < makespot(m)                     /* make a spotlight */
221 < register OBJREC  *m;
219 > extern void
220 > srcvalue(                       /* punch ray to source and compute value */
221 >        register RAY  *r
222 > )
223   {
224 <        extern double  cos();
186 <        register SPOT  *ns;
224 >        register SRCREC  *sp;
225  
226 <        if ((ns = (SPOT *)malloc(sizeof(SPOT))) == NULL)
227 <                return(NULL);
228 <        ns->siz = 2.0*PI * (1.0 - cos(PI/180.0/2.0 * m->oargs.farg[3]));
229 <        VCOPY(ns->aim, m->oargs.farg+4);
230 <        if ((ns->flen = normalize(ns->aim)) == 0.0)
231 <                objerror(m, USER, "zero focus vector");
232 <        return(ns);
226 >        sp = &source[r->rsrc];
227 >        if (sp->sflags & SVIRTUAL) {    /* virtual source */
228 >                                        /* check intersection */
229 >                if (!(*ofun[sp->so->otype].funp)(sp->so, r))
230 >                        return;
231 >                if (!rayshade(r, r->ro->omod))  /* compute contribution */
232 >                        goto nomat;
233 >                rayparticipate(r);
234 >                return;
235 >        }
236 >                                        /* compute intersection */
237 >        if (sp->sflags & SDISTANT ? sourcehit(r) :
238 >                        (*ofun[sp->so->otype].funp)(sp->so, r)) {
239 >                if (sp->sa.success >= 0)
240 >                        sp->sa.success++;
241 >                if (!rayshade(r, r->ro->omod))  /* compute contribution */
242 >                        goto nomat;
243 >                rayparticipate(r);
244 >                return;
245 >        }
246 >                                        /* we missed our mark! */
247 >        if (sp->sa.success < 0)
248 >                return;                 /* bitched already */
249 >        sp->sa.success -= AIMREQT;
250 >        if (sp->sa.success >= 0)
251 >                return;                 /* leniency */
252 >        sprintf(errmsg, "aiming failure for light source \"%s\"",
253 >                        sp->so->oname);
254 >        error(WARNING, errmsg);         /* issue warning */
255 >        return;
256 > nomat:
257 >        objerror(r->ro, USER, "material not found");
258   }
259  
260  
261 < double
262 < srcray(sr, r, sn)               /* send a ray to a source, return domega */
263 < register RAY  *sr;              /* returned source ray */
264 < RAY  *r;                        /* ray which hit object */
202 < register int  sn;               /* source number */
261 > static int
262 > transillum(                     /* check if material is transparent illum */
263 >        OBJECT  obj
264 > )
265   {
266 <        double  ddot;                   /* (distance times) cosine */
205 <        FVECT  vd;
206 <        double  d;
207 <        register int  i;
208 <
209 <        if (source[sn].sflags & SSKIP)
210 <                return(0.0);                    /* skip this source */
211 <
212 <        rayorigin(sr, r, SHADOW, 1.0);          /* ignore limits */
213 <
214 <        sr->rsrc = sn;                          /* remember source */
215 <                                                /* get source direction */
216 <        if (source[sn].sflags & SDISTANT) {
217 <                if (source[sn].sflags & SSPOT) {        /* check location */
218 <                        for (i = 0; i < 3; i++)
219 <                                vd[i] = sr->rorg[i] - source[sn].sl.s->aim[i];
220 <                        d = DOT(source[sn].sloc,vd);
221 <                        d = DOT(vd,vd) - d*d;
222 <                        if (PI*d > source[sn].sl.s->siz)
223 <                                return(0.0);
224 <                }
225 <                                                /* constant direction */
226 <                VCOPY(sr->rdir, source[sn].sloc);
227 <        } else {                                /* compute direction */
228 <                for (i = 0; i < 3; i++)
229 <                        sr->rdir[i] = source[sn].sloc[i] - sr->rorg[i];
230 <
231 <                if (source[sn].sflags & SFLAT &&
232 <                        (ddot = -DOT(sr->rdir, source[sn].snorm)) <= FTINY)
233 <                        return(0.0);            /* behind surface! */
234 <        }
235 <        if (dstrsrc > FTINY) {
236 <                                        /* distribute source direction */
237 <                dimlist[ndims++] = sn;
238 <                for (i = 0; i < 3; i++) {
239 <                        dimlist[ndims] = i + 8831;
240 <                        vd[i] = dstrsrc * source[sn].ss *
241 <                (1.0 - 2.0*urand(ilhash(dimlist,ndims+1)+samplendx));
242 <                }
243 <                ndims--;
244 <                if (source[sn].sflags & SFLAT) {        /* project offset */
245 <                        d = DOT(vd, source[sn].snorm);
246 <                        for (i = 0; i < 3; i++)
247 <                                vd[i] -= d * source[sn].snorm[i];
248 <                }
249 <                for (i = 0; i < 3; i++)         /* offset source direction */
250 <                        sr->rdir[i] += vd[i];
251 <
252 <        } else if (source[sn].sflags & SDISTANT)
253 <                                                /* already normalized */
254 <                return(source[sn].ss2);
255 <
256 <        if ((d = normalize(sr->rdir)) == 0.0)
257 <                                                /* at source! */
258 <                return(0.0);
266 >        OBJREC *m = findmaterial(objptr(obj));
267          
268 <        if (source[sn].sflags & SDISTANT)
269 <                                                /* domega constant */
270 <                return(source[sn].ss2);
271 <
272 <                                                /* check proximity */
265 <        if (source[sn].sflags & SPROX &&
266 <                        d > source[sn].sl.prox)
267 <                return(0.0);
268 <                                                /* compute dot product */
269 <        if (source[sn].sflags & SFLAT)
270 <                ddot /= d;
271 <        else
272 <                ddot = 1.0;
273 <                                                /* check angle */
274 <        if (source[sn].sflags & SSPOT) {
275 <                if (source[sn].sl.s->siz < 2.0*PI *
276 <                                (1.0 + DOT(source[sn].sl.s->aim,sr->rdir)))
277 <                        return(0.0);
278 <                d += source[sn].sl.s->flen;     /* adjust length */
279 <        }
280 <                                                /* compute domega */
281 <        return(ddot*source[sn].ss2/(d*d));
268 >        if (m == NULL)
269 >                return(1);
270 >        if (m->otype != MAT_ILLUM)
271 >                return(0);
272 >        return(!m->oargs.nsargs || !strcmp(m->oargs.sarg[0], VOIDID));
273   }
274  
275  
276 < sourcehit(r)                    /* check to see if ray hit distant source */
277 < register RAY  *r;
276 > extern int
277 > sourcehit(                      /* check to see if ray hit distant source */
278 >        register RAY  *r
279 > )
280   {
281 +        int  glowsrc = -1;
282 +        int  transrc = -1;
283          int  first, last;
284          register int  i;
285  
# Line 293 | Line 288 | register RAY  *r;
288          } else {                        /* otherwise check all */
289                  first = 0; last = nsources-1;
290          }
291 <        for (i = first; i <= last; i++)
292 <                if (source[i].sflags & SDISTANT)
293 <                        /*
294 <                         * Check to see if ray is within
295 <                         * solid angle of source.
296 <                         */
297 <                        if (2.0*PI * (1.0 - DOT(source[i].sloc,r->rdir))
298 <                                        <= source[i].ss2) {
299 <                                r->ro = source[i].so;
300 <                                if (!(source[i].sflags & SSKIP))
301 <                                        break;
302 <                        }
303 <
304 <        if (r->ro != NULL) {
305 <                for (i = 0; i < 3; i++)
306 <                        r->ron[i] = -r->rdir[i];
307 <                r->rod = 1.0;
308 <                r->rox = NULL;
309 <                return(1);
291 >        for (i = first; i <= last; i++) {
292 >                if ((source[i].sflags & (SDISTANT|SVIRTUAL)) != SDISTANT)
293 >                        continue;
294 >                /*
295 >                 * Check to see if ray is within
296 >                 * solid angle of source.
297 >                 */
298 >                if (2.*PI*(1. - DOT(source[i].sloc,r->rdir)) > source[i].ss2)
299 >                        continue;
300 >                                        /* is it the only possibility? */
301 >                if (first == last) {
302 >                        r->ro = source[i].so;
303 >                        break;
304 >                }
305 >                /*
306 >                 * If it's a glow or transparent illum, just remember it.
307 >                 */
308 >                if (source[i].sflags & SSKIP) {
309 >                        if (glowsrc < 0)
310 >                                glowsrc = i;
311 >                        continue;
312 >                }
313 >                if (transillum(source[i].so->omod)) {
314 >                        if (transrc < 0)
315 >                                transrc = i;
316 >                        continue;
317 >                }
318 >                r->ro = source[i].so;   /* otherwise, use first hit */
319 >                break;
320          }
321 <        return(0);
321 >        /*
322 >         * Do we need fallback?
323 >         */
324 >        if (r->ro == NULL) {
325 >                if (transrc >= 0 && r->crtype & (AMBIENT|SPECULAR))
326 >                        return(0);      /* avoid overcounting */
327 >                if (glowsrc >= 0)
328 >                        r->ro = source[glowsrc].so;
329 >                else
330 >                        return(0);      /* nothing usable */
331 >        }
332 >        /*
333 >         * Make assignments.
334 >         */
335 >        r->robj = objndx(r->ro);
336 >        for (i = 0; i < 3; i++)
337 >                r->ron[i] = -r->rdir[i];
338 >        r->rod = 1.0;
339 >        r->pert[0] = r->pert[1] = r->pert[2] = 0.0;
340 >        r->uv[0] = r->uv[1] = 0.0;
341 >        r->rox = NULL;
342 >        return(1);
343   }
344  
345  
346   static int
347 < cntcmp(sc1, sc2)                        /* contribution compare (descending) */
348 < register CNTPTR  *sc1, *sc2;
347 > cntcmp(                         /* contribution compare (descending) */
348 >        const void *p1,
349 >        const void *p2
350 > )
351   {
352 +        register const CNTPTR  *sc1 = (const CNTPTR *)p1;
353 +        register const CNTPTR  *sc2 = (const CNTPTR *)p2;
354 +
355          if (sc1->brt > sc2->brt)
356                  return(-1);
357          if (sc1->brt < sc2->brt)
# Line 329 | Line 360 | register CNTPTR  *sc1, *sc2;
360   }
361  
362  
363 < direct(r, f, p)                         /* add direct component */
364 < RAY  *r;                        /* ray that hit surface */
365 < int  (*f)();                    /* direct component coefficient function */
366 < char  *p;                       /* data for f */
363 > extern void
364 > direct(                                 /* add direct component */
365 >        RAY  *r,                        /* ray that hit surface */
366 >        srcdirf_t *f,                   /* direct component coefficient function */
367 >        void  *p                        /* data for f */
368 > )
369   {
337        extern double  pow();
370          register int  sn;
371 +        register CONTRIB  *scp;
372 +        SRCINDEX  si;
373          int  nshadcheck, ncnts;
374          int  nhits;
375 <        double  dom, prob, ourthresh, hwt;
375 >        double  prob, ourthresh, hwt;
376          RAY  sr;
377                          /* NOTE: srccnt and cntord global so no recursion */
378          if (nsources <= 0)
379                  return;         /* no sources?! */
346                                                /* compute number to check */
347        nshadcheck = pow((double)nsources, shadcert) + .5;
348                                                /* modify threshold */
349        ourthresh = shadthresh / r->rweight;
380                                                  /* potential contributions */
381 <        for (sn = 0; sn < nsources; sn++) {
382 <                cntord[sn].sno = sn;
383 <                cntord[sn].brt = 0.0;
384 <                                                /* get source ray */
385 <                if ((dom = srcray(&sr, r, sn)) == 0.0)
386 <                        continue;
387 <                VCOPY(srccnt[sn].dir, sr.rdir);
381 >        initsrcindex(&si);
382 >        for (sn = 0; srcray(&sr, r, &si); sn++) {
383 >                if (sn >= maxcntr) {
384 >                        maxcntr = sn + MAXSPART;
385 >                        srccnt = (CONTRIB *)realloc((void *)srccnt,
386 >                                        maxcntr*sizeof(CONTRIB));
387 >                        cntord = (CNTPTR *)realloc((void *)cntord,
388 >                                        maxcntr*sizeof(CNTPTR));
389 >                        if ((srccnt == NULL) | (cntord == NULL))
390 >                                error(SYSTEM, "out of memory in direct");
391 >                }
392 >                cntord[sn].sndx = sn;
393 >                scp = srccnt + sn;
394 >                scp->sno = sr.rsrc;
395                                                  /* compute coefficient */
396 <                (*f)(srccnt[sn].coef, p, srccnt[sn].dir, dom);
397 <                cntord[sn].brt = bright(srccnt[sn].coef);
396 >                (*f)(scp->coef, p, sr.rdir, si.dom);
397 >                cntord[sn].brt = intens(scp->coef);
398                  if (cntord[sn].brt <= 0.0)
399                          continue;
400 <                                                /* compute contribution */
401 <                srcvalue(&sr);
402 <                copycolor(srccnt[sn].val, sr.rcol);
403 <                multcolor(srccnt[sn].val, srccnt[sn].coef);
404 <                cntord[sn].brt = bright(srccnt[sn].val);
400 > #if SHADCACHE
401 >                                                /* check shadow cache */
402 >                if (si.np == 1 && srcblocked(&sr)) {
403 >                        cntord[sn].brt = 0.0;
404 >                        continue;
405 >                }
406 > #endif
407 >                VCOPY(scp->dir, sr.rdir);
408 >                copycolor(sr.rcoef, scp->coef);
409 >                                                /* compute potential */
410 >                sr.revf = srcvalue;
411 >                rayvalue(&sr);
412 >                multcolor(sr.rcol, sr.rcoef);
413 >                copycolor(scp->val, sr.rcol);
414 >                cntord[sn].brt = bright(sr.rcol);
415          }
416                                                  /* sort contributions */
417 <        qsort(cntord, nsources, sizeof(CNTPTR), cntcmp);
417 >        qsort(cntord, sn, sizeof(CNTPTR), cntcmp);
418          {                                       /* find last */
419                  register int  l, m;
420  
421 <                sn = 0; ncnts = l = nsources;
421 >                ncnts = l = sn;
422 >                sn = 0;
423                  while ((m = (sn + ncnts) >> 1) != l) {
424                          if (cntord[m].brt > 0.0)
425                                  sn = m;
# Line 380 | Line 428 | char  *p;                      /* data for f */
428                          l = m;
429                  }
430          }
431 +        if (ncnts == 0)
432 +                return;         /* no contributions! */
433                                                  /* accumulate tail */
434          for (sn = ncnts-1; sn > 0; sn--)
435                  cntord[sn-1].brt += cntord[sn].brt;
436 +                                                /* compute number to check */
437 +        nshadcheck = pow((double)ncnts, shadcert) + .5;
438 +                                                /* modify threshold */
439 +        ourthresh = shadthresh / r->rweight;
440                                                  /* test for shadows */
441 <        nhits = 0;
442 <        for (sn = 0; sn < ncnts; sn++) {
441 >        for (nhits = 0, hwt = 0.0, sn = 0; sn < ncnts;
442 >                        hwt += (double)source[scp->sno].nhits /
443 >                                (double)source[scp->sno].ntests,
444 >                        sn++) {
445                                                  /* check threshold */
446                  if ((sn+nshadcheck>=ncnts ? cntord[sn].brt :
447                                  cntord[sn].brt-cntord[sn+nshadcheck].brt)
448                                  < ourthresh*bright(r->rcol))
449                          break;
450 <                                                /* get statistics */
395 <                source[cntord[sn].sno].ntests++;
450 >                scp = srccnt + cntord[sn].sndx;
451                                                  /* test for hit */
452 <                rayorigin(&sr, r, SHADOW, 1.0);
453 <                VCOPY(sr.rdir, srccnt[cntord[sn].sno].dir);
454 <                sr.rsrc = cntord[sn].sno;
452 >                rayorigin(&sr, SHADOW, r, NULL);
453 >                copycolor(sr.rcoef, scp->coef);
454 >                VCOPY(sr.rdir, scp->dir);
455 >                sr.rsrc = scp->sno;
456 >                                                /* keep statistics */
457 >                if (source[scp->sno].ntests++ > 0xfffffff0) {
458 >                        source[scp->sno].ntests >>= 1;
459 >                        source[scp->sno].nhits >>= 1;
460 >                }
461                  if (localhit(&sr, &thescene) &&
462 <                                ( sr.ro != source[cntord[sn].sno].so ||
463 <                                source[cntord[sn].sno].sflags & SFOLLOW )) {
462 >                                ( sr.ro != source[scp->sno].so ||
463 >                                source[scp->sno].sflags & SFOLLOW )) {
464                                                  /* follow entire path */
465                          raycont(&sr);
466 <                        if (bright(sr.rcol) <= FTINY)
466 >                        if (trace != NULL)
467 >                                (*trace)(&sr);  /* trace execution */
468 >                        if (bright(sr.rcol) <= FTINY) {
469 > #if SHADCACHE
470 >                                if ((scp <= srccnt || scp[-1].sno != scp->sno)
471 >                                                && (scp >= srccnt+ncnts-1 ||
472 >                                                    scp[1].sno != scp->sno))
473 >                                        srcblocker(&sr);
474 > #endif
475                                  continue;       /* missed! */
476 <                        copycolor(srccnt[cntord[sn].sno].val, sr.rcol);
477 <                        multcolor(srccnt[cntord[sn].sno].val,
478 <                                        srccnt[cntord[sn].sno].coef);
476 >                        }
477 >                        rayparticipate(&sr);
478 >                        multcolor(sr.rcol, sr.rcoef);
479 >                        copycolor(scp->val, sr.rcol);
480 >                } else if (trace != NULL &&
481 >                        (source[scp->sno].sflags & (SDISTANT|SVIRTUAL|SFOLLOW))
482 >                                                == (SDISTANT|SFOLLOW) &&
483 >                                sourcehit(&sr) && rayshade(&sr, sr.ro->omod)) {
484 >                        (*trace)(&sr);          /* trace execution */
485 >                        /* skip call to rayparticipate() & scp->val update */
486                  }
487                                                  /* add contribution if hit */
488 <                addcolor(r->rcol, srccnt[cntord[sn].sno].val);
488 >                addcolor(r->rcol, scp->val);
489                  nhits++;
490 <                source[cntord[sn].sno].nhits++;
490 >                source[scp->sno].nhits++;
491          }
492 <                                        /* surface hit rate */
493 <        if (sn > 0)
494 <                hwt = (double)nhits / (double)sn;
492 >                                        /* source hit rate */
493 >        if (hwt > FTINY)
494 >                hwt = (double)nhits / hwt;
495          else
496                  hwt = 0.5;
497   #ifdef DEBUG
498 <        sprintf(errmsg, "%d tested, %d untested, %f hit rate\n",
498 >        sprintf(errmsg, "%d tested, %d untested, %f conditional hit rate\n",
499                          sn, ncnts-sn, hwt);
500          eputs(errmsg);
501   #endif
502                                          /* add in untested sources */
503          for ( ; sn < ncnts; sn++) {
504 <                prob = hwt * (double)source[cntord[sn].sno].nhits /
505 <                                (double)source[cntord[sn].sno].ntests;
506 <                scalecolor(srccnt[cntord[sn].sno].val, prob);
507 <                addcolor(r->rcol, srccnt[cntord[sn].sno].val);
504 >                scp = srccnt + cntord[sn].sndx;
505 >                prob = hwt * (double)source[scp->sno].nhits /
506 >                                (double)source[scp->sno].ntests;
507 >                if (prob < 1.0)
508 >                        scalecolor(scp->val, prob);
509 >                addcolor(r->rcol, scp->val);
510          }
511   }
512  
513  
514 < srcvalue(r)                     /* punch ray to source and compute value */
515 < RAY  *r;
514 > extern void
515 > srcscatter(                     /* compute source scattering into ray */
516 >        register RAY  *r
517 > )
518   {
519 <        register SRCREC  *sp;
519 >        int  oldsampndx;
520 >        int  nsamps;
521 >        RAY  sr;
522 >        SRCINDEX  si;
523 >        double  t, d;
524 >        double  re, ge, be;
525 >        COLOR  cvext;
526 >        int  i, j;
527  
528 <        sp = &source[r->rsrc];
529 <        if (sp->sflags & SVIRTUAL) {            /* virtual source */
443 <                RAY  nr;
444 <                                        /* check intersection */
445 <                if (!(*ofun[sp->so->otype].funp)(sp->so, r))
446 <                        return;
447 <                                        /* relay ray to source */
448 <                vsrcrelay(&nr, r);
449 <                srcvalue(&nr);
528 >        if (r->slights == NULL || r->slights[0] == 0
529 >                        || r->gecc >= 1.-FTINY || r->rot >= FHUGE)
530                  return;
531 +        if (ssampdist <= FTINY || (nsamps = r->rot/ssampdist + .5) < 1)
532 +                nsamps = 1;
533 + #if MAXSSAMP
534 +        else if (nsamps > MAXSSAMP)
535 +                nsamps = MAXSSAMP;
536 + #endif
537 +        oldsampndx = samplendx;
538 +        samplendx = random()&0x7fff;            /* randomize */
539 +        for (i = r->slights[0]; i > 0; i--) {   /* for each source */
540 +                for (j = 0; j < nsamps; j++) {  /* for each sample position */
541 +                        samplendx++;
542 +                        t = r->rot * (j+frandom())/nsamps;
543 +                                                        /* extinction */
544 +                        re = t*colval(r->cext,RED);
545 +                        ge = t*colval(r->cext,GRN);
546 +                        be = t*colval(r->cext,BLU);
547 +                        setcolor(cvext, re > 92. ? 0. : exp(-re),
548 +                                        ge > 92. ? 0. : exp(-ge),
549 +                                        be > 92. ? 0. : exp(-be));
550 +                        if (intens(cvext) <= FTINY)
551 +                                break;                  /* too far away */
552 +                        sr.rorg[0] = r->rorg[0] + r->rdir[0]*t;
553 +                        sr.rorg[1] = r->rorg[1] + r->rdir[1]*t;
554 +                        sr.rorg[2] = r->rorg[2] + r->rdir[2]*t;
555 +                        sr.rmax = 0.;
556 +                        initsrcindex(&si);      /* sample ray to this source */
557 +                        si.sn = r->slights[i];
558 +                        nopart(&si, &sr);
559 +                        if (!srcray(&sr, NULL, &si) ||
560 +                                        sr.rsrc != r->slights[i])
561 +                                continue;               /* no path */
562 + #if SHADCACHE
563 +                        if (srcblocked(&sr))            /* check shadow cache */
564 +                                continue;
565 + #endif
566 +                        copycolor(sr.cext, r->cext);
567 +                        copycolor(sr.albedo, r->albedo);
568 +                        sr.gecc = r->gecc;
569 +                        sr.slights = r->slights;
570 +                        rayvalue(&sr);                  /* eval. source ray */
571 +                        if (bright(sr.rcol) <= FTINY) {
572 + #if SHADCACHE
573 +                                srcblocker(&sr);        /* add blocker to cache */
574 + #endif
575 +                                continue;
576 +                        }
577 +                        if (r->gecc <= FTINY)           /* compute P(theta) */
578 +                                d = 1.;
579 +                        else {
580 +                                d = DOT(r->rdir, sr.rdir);
581 +                                d = 1. + r->gecc*r->gecc - 2.*r->gecc*d;
582 +                                d = (1. - r->gecc*r->gecc) / (d*sqrt(d));
583 +                        }
584 +                                                        /* other factors */
585 +                        d *= si.dom * r->rot / (4.*PI*nsamps);
586 +                        multcolor(sr.rcol, r->cext);
587 +                        multcolor(sr.rcol, r->albedo);
588 +                        scalecolor(sr.rcol, d);
589 +                        multcolor(sr.rcol, cvext);
590 +                        addcolor(r->rcol, sr.rcol);     /* add it in */
591 +                }
592          }
593 <                                        /* compute intersection */
453 <        if (sp->sflags & SDISTANT ? sourcehit(r) :
454 <                        (*ofun[sp->so->otype].funp)(sp->so, r)) {
455 <                if (sp->sa.success >= 0)
456 <                        sp->sa.success++;
457 <                raycont(r);             /* compute contribution */
458 <                return;
459 <        }
460 <        if (sp->sa.success < 0)
461 <                return;                 /* bitched already */
462 <        sp->sa.success -= AIMREQT;
463 <        if (sp->sa.success >= 0)
464 <                return;                 /* leniency */
465 <        sprintf(errmsg, "aiming failure for light source \"%s\"",
466 <                        sp->so->oname);
467 <        error(WARNING, errmsg);         /* issue warning */
593 >        samplendx = oldsampndx;
594   }
595  
596  
597 < #define  wrongsource(m, r)      (m->otype!=MAT_ILLUM && \
598 <                                r->rsrc>=0 && \
599 <                                source[r->rsrc].so!=r->ro)
597 > /****************************************************************
598 > * The following macros were separated from the m_light() routine
599 > * because they are very nasty and difficult to understand.
600 > */
601  
602 < #define  badambient(m, r)       ((r->crtype&(AMBIENT|SHADOW))==AMBIENT && \
603 <                                !(m->otype==MAT_GLOW&&r->rot>m->oargs.farg[3]))
602 > /* illumblock *
603 > *
604 > * We cannot allow an illum to pass to another illum, because that
605 > * would almost certainly constitute overcounting.
606 > * However, we do allow an illum to pass to another illum
607 > * that is actually going to relay to a virtual light source.
608 > * We also prevent an illum from passing to a glow; this provides a
609 > * convenient mechanism for defining detailed light source
610 > * geometry behind (or inside) an effective radiator.
611 > */
612  
613 + static int
614 + weaksrcmat(OBJECT obj)          /* identify material */
615 + {
616 +        OBJREC *m = findmaterial(objptr(obj));
617 +        
618 +        if (m == NULL) return(0);
619 +        return((m->otype==MAT_ILLUM) | (m->otype==MAT_GLOW));
620 + }
621 +
622 + #define  illumblock(m, r)       (!(source[r->rsrc].sflags&SVIRTUAL) && \
623 +                                r->rod > 0.0 && \
624 +                                weaksrcmat(source[r->rsrc].so->omod))
625 +
626 + /* wrongsource *
627 + *
628 + * This source is the wrong source (ie. overcounted) if we are
629 + * aimed to a different source than the one we hit and the one
630 + * we hit is not an illum that should be passed.
631 + */
632 +
633 + #define  wrongsource(m, r)      (r->rsrc>=0 && source[r->rsrc].so!=r->ro && \
634 +                                (m->otype!=MAT_ILLUM || illumblock(m,r)))
635 +
636 + /* distglow *
637 + *
638 + * A distant glow is an object that sometimes acts as a light source,
639 + * but is too far away from the test point to be one in this case.
640 + * (Glows with negative radii should NEVER participate in illumination.)
641 + */
642 +
643 + #define  distglow(m, r, d)      (m->otype==MAT_GLOW && \
644 +                                m->oargs.farg[3] >= -FTINY && \
645 +                                d > m->oargs.farg[3])
646 +
647 + /* badcomponent *
648 + *
649 + * We must avoid counting light sources in the ambient calculation,
650 + * since the direct component is handled separately.  Therefore, any
651 + * ambient ray which hits an active light source must be discarded.
652 + * The same is true for stray specular samples, since the specular
653 + * contribution from light sources is calculated separately.
654 + */
655 +
656 + #define  badcomponent(m, r)     (r->crtype&(AMBIENT|SPECULAR) && \
657 +                                !(r->crtype&SHADOW || r->rod < 0.0 || \
658 +                /* not 100% correct */  distglow(m, r, r->rot)))
659 +
660 + /* passillum *
661 + *
662 + * An illum passes to another material type when we didn't hit it
663 + * on purpose (as part of a direct calculation), or it is relaying
664 + * a virtual light source.
665 + */
666 +
667   #define  passillum(m, r)        (m->otype==MAT_ILLUM && \
668 <                                !(r->rsrc>=0&&source[r->rsrc].so==r->ro))
668 >                                (r->rsrc<0 || source[r->rsrc].so!=r->ro || \
669 >                                source[r->rsrc].sflags&SVIRTUAL))
670  
671 + /* srcignore *
672 + *
673 + * The -dv flag is normally on for sources to be visible.
674 + */
675  
676 < m_light(m, r)                   /* ray hit a light source */
677 < register OBJREC  *m;
678 < register RAY  *r;
676 > #define  srcignore(m, r)        !(directvis || r->crtype&SHADOW || \
677 >                                distglow(m, r, raydist(r,PRIMARY)))
678 >
679 >
680 > extern int
681 > m_light(                                /* ray hit a light source */
682 >        register OBJREC  *m,
683 >        register RAY  *r
684 > )
685   {
686                                                  /* check for over-counting */
687 <        if (wrongsource(m, r) || badambient(m, r))
688 <                return;
687 >        if (badcomponent(m, r)) {
688 >                setcolor(r->rcoef, 0.0, 0.0, 0.0);
689 >                return(1);
690 >        }
691 >        if (wrongsource(m, r)) {
692 >                setcolor(r->rcoef, 0.0, 0.0, 0.0);
693 >                return(1);
694 >        }
695                                                  /* check for passed illum */
696          if (passillum(m, r)) {
697 <
698 <                if (m->oargs.nsargs < 1 || !strcmp(m->oargs.sarg[0], VOIDID))
699 <                        raytrans(r);
700 <                else
701 <                        rayshade(r, modifier(m->oargs.sarg[0]));
702 <
703 <                                                /* otherwise treat as source */
704 <        } else {
697 >                if (m->oargs.nsargs && strcmp(m->oargs.sarg[0], VOIDID))
698 >                        return(rayshade(r,lastmod(objndx(m),m->oargs.sarg[0])));
699 >                raytrans(r);
700 >                return(1);
701 >        }
702 >                                                /* check for invisibility */
703 >        if (srcignore(m, r)) {
704 >                setcolor(r->rcoef, 0.0, 0.0, 0.0);
705 >                return(1);
706 >        }
707 >                                        /* otherwise treat as source */
708                                                  /* check for behind */
709 <                if (r->rod < 0.0)
710 <                        return;
709 >        if (r->rod < 0.0)
710 >                return(1);
711 >                                                /* check for outside spot */
712 >        if (m->otype==MAT_SPOT && spotout(r, makespot(m)))
713 >                return(1);
714                                                  /* get distribution pattern */
715 <                raytexture(r, m->omod);
715 >        raytexture(r, m->omod);
716                                                  /* get source color */
717 <                setcolor(r->rcol, m->oargs.farg[0],
718 <                                  m->oargs.farg[1],
719 <                                  m->oargs.farg[2]);
717 >        setcolor(r->rcol, m->oargs.farg[0],
718 >                          m->oargs.farg[1],
719 >                          m->oargs.farg[2]);
720                                                  /* modify value */
721 <                multcolor(r->rcol, r->pcol);
722 <        }
721 >        multcolor(r->rcol, r->pcol);
722 >        return(1);
723   }

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+ Added lines
< Changed lines
> Changed lines