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

Comparing ray/src/rt/source.c (file contents):
Revision 1.35 by greg, Thu Jun 20 13:43:29 1991 UTC vs.
Revision 2.38 by greg, Wed Dec 31 01:50:02 2003 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 "copyright.h"
11 +
12   #include  "ray.h"
13  
15 #include  "octree.h"
16
14   #include  "otypes.h"
15  
16 + #include  "otspecial.h"
17 +
18   #include  "source.h"
19  
20   #include  "random.h"
21  
22 + extern double  ssampdist;               /* scatter sampling distance */
23 +
24 + #ifndef MAXSSAMP
25 + #define MAXSSAMP        16              /* maximum samples per ray */
26 + #endif
27 +
28   /*
29   * Structures used by direct()
30   */
31  
32   typedef struct {
33 +        int  sno;               /* source number */
34          FVECT  dir;             /* source direction */
35          COLOR  coef;            /* material coefficient */
36          COLOR  val;             /* contribution */
37   }  CONTRIB;             /* direct contribution */
38  
39   typedef struct {
40 <        int  sno;               /* source number */
40 >        int  sndx;              /* source index (to CONTRIB array) */
41          float  brt;             /* brightness (for comparison) */
42   }  CNTPTR;              /* contribution pointer */
43  
44   static CONTRIB  *srccnt;                /* source contributions in direct() */
45   static CNTPTR  *cntord;                 /* source ordering in direct() */
46 + static int  maxcntr = 0;                /* size of contribution arrays */
47  
48  
49 + OBJREC *                        /* find an object's actual material */
50 + findmaterial(register OBJREC *o)
51 + {
52 +        while (!ismaterial(o->otype)) {
53 +                if (ismixture(o->otype))
54 +                        return(NULL);   /* reject mixed materials */
55 +                if (o->otype == MOD_ALIAS && o->oargs.nsargs) {
56 +                        OBJECT  aobj;
57 +                        OBJREC  *ao;
58 +                        aobj = lastmod(objndx(o), o->oargs.sarg[0]);
59 +                        if (aobj < 0)
60 +                                objerror(o, USER, "bad reference");
61 +                        ao = objptr(aobj);
62 +                        if (ismaterial(ao->otype))
63 +                                return(ao);
64 +                }
65 +                if (o->omod == OVOID)
66 +                        return(NULL);
67 +                o = objptr(o->omod);
68 +        }
69 +        return(o);
70 + }
71 +
72 +
73 + void
74   marksources()                   /* find and mark source objects */
75   {
76 +        int  foundsource = 0;
77          int  i;
78          register OBJREC  *o, *m;
79 <        register SRCREC  *ns;
79 >        register int  ns;
80                                          /* initialize dispatch table */
81          initstypes();
82                                          /* find direct sources */
83 <        for (i = 0; i < nobjects; i++) {
83 >        for (i = 0; i < nsceneobjs; i++) {
84          
85                  o = objptr(i);
86  
87                  if (!issurface(o->otype) || o->omod == OVOID)
88                          continue;
89 <
90 <                m = objptr(o->omod);
91 <
92 <                if (!islight(m->otype))
60 <                        continue;
89 >                                        /* find material */
90 >                m = findmaterial(o);
91 >                if (m == NULL || !islight(m->otype))
92 >                        continue;       /* not source modifier */
93          
94                  if (m->oargs.nfargs != (m->otype == MAT_GLOW ? 4 :
95                                  m->otype == MAT_SPOT ? 7 : 3))
# Line 67 | Line 99 | marksources()                  /* find and mark source objects */
99                                  o->otype != OBJ_SOURCE &&
100                                  m->oargs.farg[3] <= FTINY)
101                          continue;                       /* don't bother */
102 +                if (m->oargs.farg[0] <= FTINY && m->oargs.farg[1] <= FTINY &&
103 +                                m->oargs.farg[2] <= FTINY)
104 +                        continue;                       /* don't bother */
105  
106                  if (sfun[o->otype].of == NULL ||
107                                  sfun[o->otype].of->setsrc == NULL)
108                          objerror(o, USER, "illegal material");
109  
110 <                if ((ns = newsource()) == NULL)
110 >                if ((ns = newsource()) < 0)
111                          goto memerr;
112  
113 <                (*sfun[o->otype].of->setsrc)(ns, o);
113 >                setsource(&source[ns], o);
114  
115                  if (m->otype == MAT_GLOW) {
116 <                        ns->sflags |= SPROX;
117 <                        ns->sl.prox = m->oargs.farg[3];
118 <                        if (o->otype == OBJ_SOURCE)
119 <                                ns->sflags |= SSKIP;
116 >                        source[ns].sflags |= SPROX;
117 >                        source[ns].sl.prox = m->oargs.farg[3];
118 >                        if (source[ns].sflags & SDISTANT)
119 >                                source[ns].sflags |= SSKIP;
120                  } else if (m->otype == MAT_SPOT) {
121 <                        ns->sflags |= SSPOT;
122 <                        if ((ns->sl.s = makespot(m)) == NULL)
121 >                        source[ns].sflags |= SSPOT;
122 >                        if ((source[ns].sl.s = makespot(m)) == NULL)
123                                  goto memerr;
124 +                        if (source[ns].sflags & SFLAT &&
125 +                                !checkspot(source[ns].sl.s,source[ns].snorm)) {
126 +                                objerror(o, WARNING,
127 +                                        "invalid spotlight direction");
128 +                                source[ns].sflags |= SSKIP;
129 +                        }
130                  }
131 + #if  SHADCACHE
132 +                source[ns].obscache = NULL;
133 + #endif
134 +                if (!(source[ns].sflags & SSKIP))
135 +                        foundsource++;
136          }
137 <        if (nsources <= 0) {
137 >        if (!foundsource) {
138                  error(WARNING, "no light sources found");
139                  return;
140          }
141          markvirtuals();                 /* find and add virtual sources */
142 <        srccnt = (CONTRIB *)malloc(nsources*sizeof(CONTRIB));
143 <        cntord = (CNTPTR *)malloc(nsources*sizeof(CNTPTR));
144 <        if (srccnt != NULL && cntord != NULL)
142 >                                /* allocate our contribution arrays */
143 >        maxcntr = nsources + MAXSPART;  /* start with this many */
144 >        srccnt = (CONTRIB *)malloc(maxcntr*sizeof(CONTRIB));
145 >        cntord = (CNTPTR *)malloc(maxcntr*sizeof(CNTPTR));
146 >        if ((srccnt == NULL) | (cntord == NULL))
147                  goto memerr;
148          return;
149   memerr:
# Line 103 | Line 151 | memerr:
151   }
152  
153  
154 < double
155 < srcray(sr, r, sn)               /* send a ray to a source, return domega */
108 < register RAY  *sr;              /* returned source ray */
109 < RAY  *r;                        /* ray which hit object */
110 < register int  sn;               /* source number */
154 > void
155 > freesources()                   /* free all source structures */
156   {
157 <        double  ddot;                   /* (distance times) cosine */
158 <        FVECT  vd;
159 <        double  d;
160 <        register int  i;
157 >        if (nsources > 0) {
158 > #if SHADCACHE
159 >                while (nsources--)
160 >                        freeobscache(&source[nsources]);
161 > #endif
162 >                free((void *)source);
163 >                source = NULL;
164 >                nsources = 0;
165 >        }
166 >        if (maxcntr <= 0)
167 >                return;
168 >        free((void *)srccnt);
169 >        srccnt = NULL;
170 >        free((void *)cntord);
171 >        cntord = NULL;
172 >        maxcntr = 0;
173 > }
174  
117        if (source[sn].sflags & SSKIP)
118                return(0.0);                    /* skip this source */
175  
176 <        rayorigin(sr, r, SHADOW, 1.0);          /* ignore limits */
176 > int
177 > srcray(                         /* send a ray to a source, return domega */
178 > register RAY  *sr,              /* returned source ray */
179 > RAY  *r,                        /* ray which hit object */
180 > SRCINDEX  *si                   /* source sample index */
181 > )
182 > {
183 >    double  d;                          /* distance to source */
184 >    register SRCREC  *srcp;
185  
186 <        sr->rsrc = sn;                          /* remember source */
123 <                                                /* get source direction */
124 <        if (source[sn].sflags & SDISTANT) {
125 <                if (source[sn].sflags & SSPOT) {        /* check location */
126 <                        for (i = 0; i < 3; i++)
127 <                                vd[i] = sr->rorg[i] - source[sn].sl.s->aim[i];
128 <                        d = DOT(source[sn].sloc,vd);
129 <                        d = DOT(vd,vd) - d*d;
130 <                        if (PI*d > source[sn].sl.s->siz)
131 <                                return(0.0);
132 <                }
133 <                                                /* constant direction */
134 <                VCOPY(sr->rdir, source[sn].sloc);
135 <        } else {                                /* compute direction */
136 <                for (i = 0; i < 3; i++)
137 <                        sr->rdir[i] = source[sn].sloc[i] - sr->rorg[i];
186 >    rayorigin(sr, r, SHADOW, 1.0);              /* ignore limits */
187  
188 <                if (source[sn].sflags & SFLAT &&
189 <                        (ddot = -DOT(sr->rdir, source[sn].snorm)) <= FTINY)
190 <                        return(0.0);            /* behind surface! */
188 >    while ((d = nextssamp(sr, si)) != 0.0) {
189 >        sr->rsrc = si->sn;                      /* remember source */
190 >        srcp = source + si->sn;
191 >        if (srcp->sflags & SDISTANT) {
192 >                if (srcp->sflags & SSPOT && spotout(sr, srcp->sl.s))
193 >                        continue;
194 >                return(1);              /* sample OK */
195          }
196 <        if (dstrsrc > FTINY) {
144 <                                        /* distribute source direction */
145 <                dimlist[ndims++] = sn;
146 <                for (i = 0; i < 3; i++) {
147 <                        dimlist[ndims] = i + 8831;
148 <                        vd[i] = dstrsrc * source[sn].ss *
149 <                (1.0 - 2.0*urand(ilhash(dimlist,ndims+1)+samplendx));
150 <                }
151 <                ndims--;
152 <                if (source[sn].sflags & SFLAT) {        /* project offset */
153 <                        d = DOT(vd, source[sn].snorm);
154 <                        for (i = 0; i < 3; i++)
155 <                                vd[i] -= d * source[sn].snorm[i];
156 <                }
157 <                for (i = 0; i < 3; i++)         /* offset source direction */
158 <                        sr->rdir[i] += vd[i];
159 <
160 <        } else if (source[sn].sflags & SDISTANT)
161 <                                                /* already normalized */
162 <                return(source[sn].ss2);
163 <
164 <        if ((d = normalize(sr->rdir)) == 0.0)
165 <                                                /* at source! */
166 <                return(0.0);
167 <        
168 <        if (source[sn].sflags & SDISTANT)
169 <                                                /* domega constant */
170 <                return(source[sn].ss2);
171 <
196 >                                /* local source */
197                                                  /* check proximity */
198 <        if (source[sn].sflags & SPROX &&
199 <                        d > source[sn].sl.prox)
175 <                return(0.0);
176 <                                                /* compute dot product */
177 <        if (source[sn].sflags & SFLAT)
178 <                ddot /= d;
179 <        else
180 <                ddot = 1.0;
198 >        if (srcp->sflags & SPROX && d > srcp->sl.prox)
199 >                continue;
200                                                  /* check angle */
201 <        if (source[sn].sflags & SSPOT) {
202 <                if (source[sn].sl.s->siz < 2.0*PI *
203 <                                (1.0 + DOT(source[sn].sl.s->aim,sr->rdir)))
204 <                        return(0.0);
205 <                d += source[sn].sl.s->flen;     /* adjust length */
201 >        if (srcp->sflags & SSPOT) {
202 >                if (spotout(sr, srcp->sl.s))
203 >                        continue;
204 >                                        /* adjust solid angle */
205 >                si->dom *= d*d;
206 >                d += srcp->sl.s->flen;
207 >                si->dom /= d*d;
208          }
209 <                                                /* compute domega */
210 <        return(ddot*source[sn].ss2/(d*d));
209 >        return(1);                      /* sample OK */
210 >    }
211 >    return(0);                  /* no more samples */
212   }
213  
214  
215 < srcvalue(r)                     /* punch ray to source and compute value */
216 < RAY  *r;
215 > void
216 > srcvalue(                       /* punch ray to source and compute value */
217 > register RAY  *r
218 > )
219   {
220          register SRCREC  *sp;
221  
# Line 200 | Line 224 | RAY  *r;
224                                          /* check intersection */
225                  if (!(*ofun[sp->so->otype].funp)(sp->so, r))
226                          return;
227 <                raycont(r);             /* compute contribution */
227 >                if (!rayshade(r, r->ro->omod))  /* compute contribution */
228 >                        goto nomat;
229 >                rayparticipate(r);
230                  return;
231          }
232                                          /* compute intersection */
# Line 208 | Line 234 | RAY  *r;
234                          (*ofun[sp->so->otype].funp)(sp->so, r)) {
235                  if (sp->sa.success >= 0)
236                          sp->sa.success++;
237 <                raycont(r);             /* compute contribution */
237 >                if (!rayshade(r, r->ro->omod))  /* compute contribution */
238 >                        goto nomat;
239 >                rayparticipate(r);
240                  return;
241          }
242 +                                        /* we missed our mark! */
243          if (sp->sa.success < 0)
244                  return;                 /* bitched already */
245          sp->sa.success -= AIMREQT;
# Line 219 | Line 248 | RAY  *r;
248          sprintf(errmsg, "aiming failure for light source \"%s\"",
249                          sp->so->oname);
250          error(WARNING, errmsg);         /* issue warning */
251 +        return;
252 + nomat:
253 +        objerror(r->ro, USER, "material not found");
254   }
255  
256  
257 + int
258 + sourcehit(                      /* check to see if ray hit distant source */
259 + register RAY  *r
260 + )
261 + {
262 +        int  first, last;
263 +        register int  i;
264 +
265 +        if (r->rsrc >= 0) {             /* check only one if aimed */
266 +                first = last = r->rsrc;
267 +        } else {                        /* otherwise check all */
268 +                first = 0; last = nsources-1;
269 +        }
270 +        for (i = first; i <= last; i++)
271 +                if ((source[i].sflags & (SDISTANT|SVIRTUAL)) == SDISTANT)
272 +                        /*
273 +                         * Check to see if ray is within
274 +                         * solid angle of source.
275 +                         */
276 +                        if (2.0*PI * (1.0 - DOT(source[i].sloc,r->rdir))
277 +                                        <= source[i].ss2) {
278 +                                r->ro = source[i].so;
279 +                                if (!(source[i].sflags & SSKIP))
280 +                                        break;
281 +                        }
282 +
283 +        if (r->ro != NULL) {
284 +                r->robj = objndx(r->ro);
285 +                for (i = 0; i < 3; i++)
286 +                        r->ron[i] = -r->rdir[i];
287 +                r->rod = 1.0;
288 +                r->pert[0] = r->pert[1] = r->pert[2] = 0.0;
289 +                r->uv[0] = r->uv[1] = 0.0;
290 +                r->rox = NULL;
291 +                return(1);
292 +        }
293 +        return(0);
294 + }
295 +
296 +
297 + #if  SHADCACHE                  /* preemptive shadow checking */
298 + #define ABS(x)  ((x)>0 ? (x) : -(x))
299 +
300 + static void                             /* find closest blockers to source */
301 + initobscache(SRCREC *srcp)
302 + {
303 +        int     i;
304 +        int     cachelen;
305 +
306 +        if (srcp->sflags & SDISTANT)
307 +                cachelen = 4*SHADCACHE*SHADCACHE;
308 +        else if (srcp->sflags & SFLAT)
309 +                cachelen = SHADCACHE*SHADCACHE*3 + (SHADCACHE&1)*SHADCACHE*4;
310 +        else /* spherical distribution */
311 +                cachelen = SHADCACHE*SHADCACHE*6;
312 +                                        /* allocate cache */
313 +        DCHECK(srcp->obscache != NULL,
314 +                        CONSISTENCY, "initobscache() called twice");
315 +        srcp->obscache = (OBSCACHE *)malloc(sizeof(OBSCACHE) +
316 +                                                sizeof(OBJECT)*(cachelen-1));
317 +        if (srcp->obscache == NULL)
318 +                error(SYSTEM, "out of memory in initobscache()");
319 +                                        /* set parameters */
320 +        if (srcp->sflags & SDISTANT) {
321 +                int     ax, ax1, ax2;
322 +                RREAL   amax = 0;
323 +                for (ax1 = 3; ax1--; )
324 +                        if (ABS(srcp->sloc[ax1]) > amax) {
325 +                                amax = ABS(srcp->sloc[ax1]);
326 +                                ax = ax1;
327 +                        }
328 +                srcp->obscache->p.d.ax = ax;
329 +                ax1 = (ax+1)%3;
330 +                ax2 = (ax+2)%3;
331 +                VCOPY(srcp->obscache->p.d.o, thescene.cuorg);
332 +                if (srcp->sloc[ax] > 0)
333 +                        srcp->obscache->p.d.o[ax] += thescene.cusize;
334 +                if (srcp->sloc[ax1] < 0)
335 +                        srcp->obscache->p.d.o[ax1] += thescene.cusize *
336 +                                        srcp->sloc[ax1] / ABS(srcp->sloc[ax]);
337 +                if (srcp->sloc[ax2] < 0)
338 +                        srcp->obscache->p.d.o[ax2] += thescene.cusize *
339 +                                        srcp->sloc[ax2] / ABS(srcp->sloc[ax]);
340 +                srcp->obscache->p.d.e1 = (1.-FTINY) / (thescene.cusize*(1. +
341 +                                fabs(srcp->sloc[ax1]/srcp->sloc[ax])));
342 +                srcp->obscache->p.d.e2 = (1.-FTINY) / (thescene.cusize*(1. +
343 +                                fabs(srcp->sloc[ax2]/srcp->sloc[ax])));
344 +        } else if (srcp->sflags & SFLAT) {
345 +                VCOPY(srcp->obscache->p.f.u, srcp->ss[SU]);
346 +                normalize(srcp->obscache->p.f.u);
347 +                fcross(srcp->obscache->p.f.v,
348 +                                srcp->snorm, srcp->obscache->p.f.u);
349 +        }
350 +                                        /* XXX Should cast rays from source */
351 +        for (i = cachelen; i--; )
352 +                srcp->obscache->obs[i] = OVOID;
353 + }
354 +
355 +
356 + static OBJECT *                 /* return occluder cache entry */
357 + srcobstructp(register RAY *r)
358 + {
359 +        static OBJECT   noobs;
360 +        SRCREC          *srcp;
361 +        int             ondx;
362 +
363 +        DCHECK(r->rsrc < 0, CONSISTENCY,
364 +                        "srcobstructp() called with unaimed ray");
365 +        noobs = OVOID;
366 +        srcp = &source[r->rsrc];
367 +        if (srcp->obscache == NULL)     /* initialize cache */
368 +                initobscache(srcp);
369 +                                        /* compute cache index */
370 +        if (srcp->sflags & SDISTANT) {
371 +                int     ax, ax1, ax2;
372 +                double  t;
373 +                ax = srcp->obscache->p.d.ax;
374 +                if ((ax1 = ax+1) >= 3) ax1 -= 3;
375 +                if ((ax2 = ax+2) >= 3) ax2 -= 3;
376 +                t = (srcp->obscache->p.d.o[ax] - r->rorg[ax]) / srcp->sloc[ax];
377 +                if (t <= FTINY)
378 +                        return &noobs;  /* could happen if ray is outside */
379 +                ondx = 2*SHADCACHE*(int)(2*SHADCACHE*srcp->obscache->p.d.e1 *
380 +                                (r->rorg[ax1] + t*srcp->sloc[ax1] -
381 +                                        srcp->obscache->p.d.o[ax1]));
382 +                ondx += (int)(2*SHADCACHE*srcp->obscache->p.d.e2 *
383 +                                (r->rorg[ax2] + t*srcp->sloc[ax2] -
384 +                                        srcp->obscache->p.d.o[ax2]));
385 +        } else if (srcp->sflags & SFLAT) {
386 +                FVECT   sd;
387 +                RREAL   sd0m, sd1m;
388 +                sd[0] = -DOT(r->rdir, srcp->obscache->p.f.u);
389 +                sd[1] = -DOT(r->rdir, srcp->obscache->p.f.v);
390 +                sd[2] = -DOT(r->rdir, srcp->snorm);
391 +                if (sd[2] < 0)
392 +                        return &noobs;  /* shouldn't happen */
393 +                sd0m = ABS(sd[0]);
394 +                sd1m = ABS(sd[1]);
395 +                if (sd[2] >= sd0m && sd[2] >= sd1m) {
396 +                        ondx = SHADCACHE*(int)(SHADCACHE*(.5-FTINY) *
397 +                                        (1. + sd[0]/sd[2]));
398 +                        ondx += (int)(SHADCACHE*(.5-FTINY) *
399 +                                        (1. + sd[1]/sd[2]));
400 +                } else if (sd0m >= sd1m) {
401 +                        ondx = SHADCACHE*SHADCACHE;
402 +                        if (sd[0] < 0)
403 +                                ondx += ((SHADCACHE+1)>>1)*SHADCACHE;
404 +                        ondx += SHADCACHE*(int)(SHADCACHE*(.5-FTINY) *
405 +                                        sd[2]/sd0m);
406 +                        ondx += (int)(SHADCACHE*(.5-FTINY) *
407 +                                        (1. + sd[1]/sd0m));
408 +                } else /* sd1m > sd0m */ {
409 +                        ondx = SHADCACHE*SHADCACHE +
410 +                                        ((SHADCACHE+1)>>1)*SHADCACHE*2;
411 +                        if (sd[1] < 0)
412 +                                ondx += ((SHADCACHE+1)>>1)*SHADCACHE;
413 +                        ondx += SHADCACHE*(int)(SHADCACHE*(.5-FTINY) *
414 +                                        sd[2]/sd1m);
415 +                        ondx += (int)(SHADCACHE*(.5-FTINY) *
416 +                                        (1. + sd[0]/sd1m));
417 +                }
418 +        } else /* spherical distribution */ {
419 +                int     ax, ax1, ax2;
420 +                RREAL   amax = 0;
421 +                for (ax1 = 3; ax1--; )
422 +                        if (ABS(r->rdir[ax1]) > amax) {
423 +                                amax = ABS(r->rdir[ax1]);
424 +                                ax = ax1;
425 +                        }
426 +                if ((ax1 = ax+1) >= 3) ax1 -= 3;
427 +                if ((ax2 = ax+2) >= 3) ax2 -= 3;
428 +                ondx = 2*SHADCACHE*SHADCACHE * ax;
429 +                if (r->rdir[ax] < 0)
430 +                        ondx += SHADCACHE*SHADCACHE;
431 +                ondx += SHADCACHE*(int)(SHADCACHE*(.5-FTINY) *
432 +                                        (1. + r->rdir[ax1]/amax));
433 +                ondx += (int)(SHADCACHE*(.5-FTINY) *
434 +                                (1. + r->rdir[ax2]/amax));
435 +        }
436 +                                        /* return cache pointer */
437 +        return(&srcp->obscache->obs[ondx]);
438 + }
439 +
440 +
441 + void                            /* free obstruction cache */
442 + freeobscache(SRCREC *srcp)
443 + {
444 +        if (srcp->obscache == NULL)
445 +                return;
446 +        free((void *)srcp->obscache);
447 +        srcp->obscache = NULL;
448 + }
449 +
450 +        
451 + void                            /* record a source blocker */
452 + srcblocker(register RAY *r)
453 + {
454 +        OBJREC  *m;
455 +
456 +        if (r->robj == OVOID || objptr(r->robj) != r->ro ||
457 +                        isvolume(r->ro->otype))
458 +                return;                 /* don't record complex blockers */
459 +        m = findmaterial(r->ro);
460 +        if (m == NULL)
461 +                return;                 /* no material?! */
462 +        if (!(ofun[m->otype].flags & T_OPAQUE))
463 +                return;                 /* material not a reliable blocker */
464 +
465 +        *srcobstructp(r) = r->robj;     /* else record obstructor */
466 + }
467 +
468 +
469 + int                             /* check ray against cached blocker */
470 + srcblocked(RAY *r)
471 + {
472 +        OBJECT  obs = *srcobstructp(r);
473 +        OBJREC  *op;
474 +
475 +        if (obs == OVOID)
476 +                return(0);
477 +        op = objptr(obs);               /* check for intersection */
478 +        return ((*ofun[op->otype].funp)(op, r));
479 + }
480 +
481 + #endif
482 +
483 +
484   static int
485 < cntcmp(sc1, sc2)                        /* contribution compare (descending) */
486 < register CNTPTR  *sc1, *sc2;
485 > cntcmp(                         /* contribution compare (descending) */
486 > const void *p1,
487 > const void *p2
488 > )
489   {
490 +        register const CNTPTR  *sc1 = (const CNTPTR *)p1;
491 +        register const CNTPTR  *sc2 = (const CNTPTR *)p2;
492 +
493          if (sc1->brt > sc2->brt)
494                  return(-1);
495          if (sc1->brt < sc2->brt)
# Line 234 | Line 498 | register CNTPTR  *sc1, *sc2;
498   }
499  
500  
501 < direct(r, f, p)                         /* add direct component */
502 < RAY  *r;                        /* ray that hit surface */
503 < int  (*f)();                    /* direct component coefficient function */
504 < char  *p;                       /* data for f */
501 > void
502 > direct(                                 /* add direct component */
503 > RAY  *r,                        /* ray that hit surface */
504 > void  (*f)(),                   /* direct component coefficient function */
505 > char  *p                        /* data for f */
506 > )
507   {
508 <        extern double  pow();
508 >        extern void  (*trace)();
509          register int  sn;
510 +        register CONTRIB  *scp;
511 +        SRCINDEX  si;
512          int  nshadcheck, ncnts;
513          int  nhits;
514 <        double  dom, prob, ourthresh, hwt;
514 >        double  prob, ourthresh, hwt;
515          RAY  sr;
516                          /* NOTE: srccnt and cntord global so no recursion */
517          if (nsources <= 0)
518                  return;         /* no sources?! */
251                                                /* compute number to check */
252        nshadcheck = pow((double)nsources, shadcert) + .5;
253                                                /* modify threshold */
254        ourthresh = shadthresh / r->rweight;
519                                                  /* potential contributions */
520 <        for (sn = 0; sn < nsources; sn++) {
521 <                cntord[sn].sno = sn;
522 <                cntord[sn].brt = 0.0;
523 <                                                /* get source ray */
524 <                if ((dom = srcray(&sr, r, sn)) == 0.0)
525 <                        continue;
526 <                VCOPY(srccnt[sn].dir, sr.rdir);
520 >        initsrcindex(&si);
521 >        for (sn = 0; srcray(&sr, r, &si); sn++) {
522 >                if (sn >= maxcntr) {
523 >                        maxcntr = sn + MAXSPART;
524 >                        srccnt = (CONTRIB *)realloc((void *)srccnt,
525 >                                        maxcntr*sizeof(CONTRIB));
526 >                        cntord = (CNTPTR *)realloc((void *)cntord,
527 >                                        maxcntr*sizeof(CNTPTR));
528 >                        if ((srccnt == NULL) | (cntord == NULL))
529 >                                error(SYSTEM, "out of memory in direct");
530 >                }
531 >                cntord[sn].sndx = sn;
532 >                scp = srccnt + sn;
533 >                scp->sno = sr.rsrc;
534                                                  /* compute coefficient */
535 <                (*f)(srccnt[sn].coef, p, srccnt[sn].dir, dom);
536 <                cntord[sn].brt = bright(srccnt[sn].coef);
535 >                (*f)(scp->coef, p, sr.rdir, si.dom);
536 >                cntord[sn].brt = bright(scp->coef);
537                  if (cntord[sn].brt <= 0.0)
538                          continue;
539 + #if SHADCACHE
540 +                                                /* check shadow cache */
541 +                if (si.np == 1 && srcblocked(&sr)) {
542 +                        cntord[sn].brt = 0.0;
543 +                        continue;
544 +                }
545 + #endif
546 +                VCOPY(scp->dir, sr.rdir);
547                                                  /* compute potential */
548                  sr.revf = srcvalue;
549                  rayvalue(&sr);
550 <                copycolor(srccnt[sn].val, sr.rcol);
551 <                multcolor(srccnt[sn].val, srccnt[sn].coef);
552 <                cntord[sn].brt = bright(srccnt[sn].val);
550 >                copycolor(scp->val, sr.rcol);
551 >                multcolor(scp->val, scp->coef);
552 >                cntord[sn].brt = bright(scp->val);
553          }
554                                                  /* sort contributions */
555 <        qsort(cntord, nsources, sizeof(CNTPTR), cntcmp);
555 >        qsort(cntord, sn, sizeof(CNTPTR), cntcmp);
556          {                                       /* find last */
557                  register int  l, m;
558  
559 <                sn = 0; ncnts = l = nsources;
559 >                ncnts = l = sn;
560 >                sn = 0;
561                  while ((m = (sn + ncnts) >> 1) != l) {
562                          if (cntord[m].brt > 0.0)
563                                  sn = m;
# Line 286 | Line 566 | char  *p;                      /* data for f */
566                          l = m;
567                  }
568          }
569 +        if (ncnts == 0)
570 +                return;         /* no contributions! */
571                                                  /* accumulate tail */
572          for (sn = ncnts-1; sn > 0; sn--)
573                  cntord[sn-1].brt += cntord[sn].brt;
574 +                                                /* compute number to check */
575 +        nshadcheck = pow((double)ncnts, shadcert) + .5;
576 +                                                /* modify threshold */
577 +        ourthresh = shadthresh / r->rweight;
578                                                  /* test for shadows */
579 <        nhits = 0;
580 <        for (sn = 0; sn < ncnts; sn++) {
579 >        for (nhits = 0, hwt = 0.0, sn = 0; sn < ncnts;
580 >                        hwt += (double)source[scp->sno].nhits /
581 >                                (double)source[scp->sno].ntests,
582 >                        sn++) {
583                                                  /* check threshold */
584                  if ((sn+nshadcheck>=ncnts ? cntord[sn].brt :
585                                  cntord[sn].brt-cntord[sn+nshadcheck].brt)
586                                  < ourthresh*bright(r->rcol))
587                          break;
588 <                                                /* get statistics */
301 <                source[cntord[sn].sno].ntests++;
588 >                scp = srccnt + cntord[sn].sndx;
589                                                  /* test for hit */
590                  rayorigin(&sr, r, SHADOW, 1.0);
591 <                VCOPY(sr.rdir, srccnt[cntord[sn].sno].dir);
592 <                sr.rsrc = cntord[sn].sno;
591 >                VCOPY(sr.rdir, scp->dir);
592 >                sr.rsrc = scp->sno;
593 >                                                /* keep statistics */
594 >                if (source[scp->sno].ntests++ > 0xfffffff0) {
595 >                        source[scp->sno].ntests >>= 1;
596 >                        source[scp->sno].nhits >>= 1;
597 >                }
598                  if (localhit(&sr, &thescene) &&
599 <                                ( sr.ro != source[cntord[sn].sno].so ||
600 <                                source[cntord[sn].sno].sflags & SFOLLOW )) {
599 >                                ( sr.ro != source[scp->sno].so ||
600 >                                source[scp->sno].sflags & SFOLLOW )) {
601                                                  /* follow entire path */
602                          raycont(&sr);
603 <                        if (bright(sr.rcol) <= FTINY)
603 >                        rayparticipate(&sr);
604 >                        if (trace != NULL)
605 >                                (*trace)(&sr);  /* trace execution */
606 >                        if (bright(sr.rcol) <= FTINY) {
607 > #if SHADCACHE
608 >                                if ((scp <= srccnt || scp[-1].sno != scp->sno)
609 >                                                && (scp >= srccnt+ncnts ||
610 >                                                    scp[1].sno != scp->sno))
611 >                                        srcblocker(&sr);
612 > #endif
613                                  continue;       /* missed! */
614 <                        copycolor(srccnt[cntord[sn].sno].val, sr.rcol);
615 <                        multcolor(srccnt[cntord[sn].sno].val,
616 <                                        srccnt[cntord[sn].sno].coef);
614 >                        }
615 >                        copycolor(scp->val, sr.rcol);
616 >                        multcolor(scp->val, scp->coef);
617                  }
618                                                  /* add contribution if hit */
619 <                addcolor(r->rcol, srccnt[cntord[sn].sno].val);
619 >                addcolor(r->rcol, scp->val);
620                  nhits++;
621 <                source[cntord[sn].sno].nhits++;
621 >                source[scp->sno].nhits++;
622          }
623 <                                        /* surface hit rate */
624 <        if (sn > 0)
625 <                hwt = (double)nhits / (double)sn;
623 >                                        /* source hit rate */
624 >        if (hwt > FTINY)
625 >                hwt = (double)nhits / hwt;
626          else
627                  hwt = 0.5;
628   #ifdef DEBUG
629 <        sprintf(errmsg, "%d tested, %d untested, %f hit rate\n",
629 >        sprintf(errmsg, "%d tested, %d untested, %f conditional hit rate\n",
630                          sn, ncnts-sn, hwt);
631          eputs(errmsg);
632   #endif
633                                          /* add in untested sources */
634          for ( ; sn < ncnts; sn++) {
635 <                prob = hwt * (double)source[cntord[sn].sno].nhits /
636 <                                (double)source[cntord[sn].sno].ntests;
637 <                scalecolor(srccnt[cntord[sn].sno].val, prob);
638 <                addcolor(r->rcol, srccnt[cntord[sn].sno].val);
635 >                scp = srccnt + cntord[sn].sndx;
636 >                prob = hwt * (double)source[scp->sno].nhits /
637 >                                (double)source[scp->sno].ntests;
638 >                if (prob > 1.0)
639 >                        prob = 1.0;
640 >                scalecolor(scp->val, prob);
641 >                addcolor(r->rcol, scp->val);
642          }
643 + }
644 +
645 +
646 + void
647 + srcscatter(                     /* compute source scattering into ray */
648 + register RAY  *r
649 + )
650 + {
651 +        int  oldsampndx;
652 +        int  nsamps;
653 +        RAY  sr;
654 +        SRCINDEX  si;
655 +        double  t, d;
656 +        double  re, ge, be;
657 +        COLOR  cvext;
658 +        int  i, j;
659 +
660 +        if (r->slights == NULL || r->slights[0] == 0
661 +                        || r->gecc >= 1.-FTINY || r->rot >= FHUGE)
662 +                return;
663 +        if (ssampdist <= FTINY || (nsamps = r->rot/ssampdist + .5) < 1)
664 +                nsamps = 1;
665 + #if MAXSSAMP
666 +        else if (nsamps > MAXSSAMP)
667 +                nsamps = MAXSSAMP;
668 + #endif
669 +        oldsampndx = samplendx;
670 +        samplendx = random()&0x7fff;            /* randomize */
671 +        for (i = r->slights[0]; i > 0; i--) {   /* for each source */
672 +                for (j = 0; j < nsamps; j++) {  /* for each sample position */
673 +                        samplendx++;
674 +                        t = r->rot * (j+frandom())/nsamps;
675 +                                                        /* extinction */
676 +                        re = t*colval(r->cext,RED);
677 +                        ge = t*colval(r->cext,GRN);
678 +                        be = t*colval(r->cext,BLU);
679 +                        setcolor(cvext, re > 92. ? 0. : exp(-re),
680 +                                        ge > 92. ? 0. : exp(-ge),
681 +                                        be > 92. ? 0. : exp(-be));
682 +                        if (intens(cvext) <= FTINY)
683 +                                break;                  /* too far away */
684 +                        sr.rorg[0] = r->rorg[0] + r->rdir[0]*t;
685 +                        sr.rorg[1] = r->rorg[1] + r->rdir[1]*t;
686 +                        sr.rorg[2] = r->rorg[2] + r->rdir[2]*t;
687 +                        sr.rmax = 0.;
688 +                        initsrcindex(&si);      /* sample ray to this source */
689 +                        si.sn = r->slights[i];
690 +                        nopart(&si, &sr);
691 +                        if (!srcray(&sr, NULL, &si) ||
692 +                                        sr.rsrc != r->slights[i])
693 +                                continue;               /* no path */
694 +                        copycolor(sr.cext, r->cext);
695 +                        copycolor(sr.albedo, r->albedo);
696 +                        sr.gecc = r->gecc;
697 +                        sr.slights = r->slights;
698 +                        rayvalue(&sr);                  /* eval. source ray */
699 +                        if (bright(sr.rcol) <= FTINY)
700 +                                continue;
701 +                        if (r->gecc <= FTINY)           /* compute P(theta) */
702 +                                d = 1.;
703 +                        else {
704 +                                d = DOT(r->rdir, sr.rdir);
705 +                                d = 1. + r->gecc*r->gecc - 2.*r->gecc*d;
706 +                                d = (1. - r->gecc*r->gecc) / (d*sqrt(d));
707 +                        }
708 +                                                        /* other factors */
709 +                        d *= si.dom * r->rot / (4.*PI*nsamps);
710 +                        multcolor(sr.rcol, r->cext);
711 +                        multcolor(sr.rcol, r->albedo);
712 +                        scalecolor(sr.rcol, d);
713 +                        multcolor(sr.rcol, cvext);
714 +                        addcolor(r->rcol, sr.rcol);     /* add it in */
715 +                }
716 +        }
717 +        samplendx = oldsampndx;
718 + }
719 +
720 +
721 + /****************************************************************
722 + * The following macros were separated from the m_light() routine
723 + * because they are very nasty and difficult to understand.
724 + */
725 +
726 + /* illumblock *
727 + *
728 + * We cannot allow an illum to pass to another illum, because that
729 + * would almost certainly constitute overcounting.
730 + * However, we do allow an illum to pass to another illum
731 + * that is actually going to relay to a virtual light source.
732 + * We also prevent an illum from passing to a glow; this provides a
733 + * convenient mechanism for defining detailed light source
734 + * geometry behind (or inside) an effective radiator.
735 + */
736 +
737 + static int
738 + weaksrcmat(int obj)             /* identify material */
739 + {
740 +        register OBJREC *o = objptr(obj);
741 +        
742 +        while (!ismaterial(o->otype))   /* find material */
743 +                o = objptr(o->omod);
744 +        return((o->otype==MAT_ILLUM)|(o->otype==MAT_GLOW));
745 + }
746 +
747 + #define  illumblock(m, r)       (!(source[r->rsrc].sflags&SVIRTUAL) && \
748 +                                r->rod > 0.0 && \
749 +                                weaksrcmat(source[r->rsrc].so->omod))
750 +
751 + /* wrongsource *
752 + *
753 + * This source is the wrong source (ie. overcounted) if we are
754 + * aimed to a different source than the one we hit and the one
755 + * we hit is not an illum that should be passed.
756 + */
757 +
758 + #define  wrongsource(m, r)      (r->rsrc>=0 && source[r->rsrc].so!=r->ro && \
759 +                                (m->otype!=MAT_ILLUM || illumblock(m,r)))
760 +
761 + /* distglow *
762 + *
763 + * A distant glow is an object that sometimes acts as a light source,
764 + * but is too far away from the test point to be one in this case.
765 + * (Glows with negative radii should NEVER participate in illumination.)
766 + */
767 +
768 + #define  distglow(m, r, d)      (m->otype==MAT_GLOW && \
769 +                                m->oargs.farg[3] >= -FTINY && \
770 +                                d > m->oargs.farg[3])
771 +
772 + /* badcomponent *
773 + *
774 + * We must avoid counting light sources in the ambient calculation,
775 + * since the direct component is handled separately.  Therefore, any
776 + * ambient ray which hits an active light source must be discarded.
777 + * The same is true for stray specular samples, since the specular
778 + * contribution from light sources is calculated separately.
779 + */
780 +
781 + #define  badcomponent(m, r)     (r->crtype&(AMBIENT|SPECULAR) && \
782 +                                !(r->crtype&SHADOW || r->rod < 0.0 || \
783 +                /* not 100% correct */  distglow(m, r, r->rot)))
784 +
785 + /* passillum *
786 + *
787 + * An illum passes to another material type when we didn't hit it
788 + * on purpose (as part of a direct calculation), or it is relaying
789 + * a virtual light source.
790 + */
791 +
792 + #define  passillum(m, r)        (m->otype==MAT_ILLUM && \
793 +                                (r->rsrc<0 || source[r->rsrc].so!=r->ro || \
794 +                                source[r->rsrc].sflags&SVIRTUAL))
795 +
796 + /* srcignore *
797 + *
798 + * The -dv flag is normally on for sources to be visible.
799 + */
800 +
801 + #define  srcignore(m, r)        !(directvis || r->crtype&SHADOW || \
802 +                                distglow(m, r, raydist(r,PRIMARY)))
803 +
804 +
805 + int
806 + m_light(                                /* ray hit a light source */
807 + register OBJREC  *m,
808 + register RAY  *r
809 + )
810 + {
811 +                                                /* check for over-counting */
812 +        if (badcomponent(m, r))
813 +                return(1);
814 +        if (wrongsource(m, r))
815 +                return(1);
816 +                                                /* check for passed illum */
817 +        if (passillum(m, r)) {
818 +                if (m->oargs.nsargs && strcmp(m->oargs.sarg[0], VOIDID))
819 +                        return(rayshade(r,lastmod(objndx(m),m->oargs.sarg[0])));
820 +                raytrans(r);
821 +                return(1);
822 +        }
823 +                                        /* otherwise treat as source */
824 +                                                /* check for behind */
825 +        if (r->rod < 0.0)
826 +                return(1);
827 +                                                /* check for invisibility */
828 +        if (srcignore(m, r))
829 +                return(1);
830 +                                                /* check for outside spot */
831 +        if (m->otype==MAT_SPOT && spotout(r, makespot(m)))
832 +                return(1);
833 +                                                /* get distribution pattern */
834 +        raytexture(r, m->omod);
835 +                                                /* get source color */
836 +        setcolor(r->rcol, m->oargs.farg[0],
837 +                          m->oargs.farg[1],
838 +                          m->oargs.farg[2]);
839 +                                                /* modify value */
840 +        multcolor(r->rcol, r->pcol);
841 +        return(1);
842   }

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