ViewVC Help
View File | Revision Log | Show Annotations | Download File | Root Listing
root/radiance/ray/src/rt/source.c
(Generate patch)

Comparing ray/src/rt/source.c (file contents):
Revision 1.38 by greg, Wed Jun 26 14:10:29 1991 UTC vs.
Revision 2.18 by greg, Tue Nov 7 12:40:32 1995 UTC

# Line 1 | Line 1
1 < /* Copyright (c) 1990 Regents of the University of California */
1 > /* Copyright (c) 1995 Regents of the University of California */
2  
3   #ifndef lint
4   static char SCCSid[] = "$SunId$ LBL";
# Line 18 | Line 18 | static char SCCSid[] = "$SunId$ LBL";
18  
19   #include  "source.h"
20  
21 #include  "random.h"
22
21   /*
22   * Structures used by direct()
23   */
24  
25   typedef struct {
26 +        int  sno;               /* source number */
27          FVECT  dir;             /* source direction */
28          COLOR  coef;            /* material coefficient */
29          COLOR  val;             /* contribution */
30   }  CONTRIB;             /* direct contribution */
31  
32   typedef struct {
33 <        int  sno;               /* source number */
33 >        int  sndx;              /* source index (to CONTRIB array) */
34          float  brt;             /* brightness (for comparison) */
35   }  CNTPTR;              /* contribution pointer */
36  
37   static CONTRIB  *srccnt;                /* source contributions in direct() */
38   static CNTPTR  *cntord;                 /* source ordering in direct() */
39 + static int  maxcntr = 0;                /* size of contribution arrays */
40  
41  
42   marksources()                   /* find and mark source objects */
43   {
44 +        int  foundsource = 0;
45          int  i;
46          register OBJREC  *o, *m;
47          register int  ns;
# Line 67 | Line 68 | marksources()                  /* find and mark source objects */
68                                  o->otype != OBJ_SOURCE &&
69                                  m->oargs.farg[3] <= FTINY)
70                          continue;                       /* don't bother */
71 +                if (m->oargs.farg[0] <= FTINY && m->oargs.farg[1] <= FTINY &&
72 +                                m->oargs.farg[2] <= FTINY)
73 +                        continue;                       /* don't bother */
74  
75                  if (sfun[o->otype].of == NULL ||
76                                  sfun[o->otype].of->setsrc == NULL)
# Line 80 | Line 84 | marksources()                  /* find and mark source objects */
84                  if (m->otype == MAT_GLOW) {
85                          source[ns].sflags |= SPROX;
86                          source[ns].sl.prox = m->oargs.farg[3];
87 <                        if (o->otype == OBJ_SOURCE)
87 >                        if (source[ns].sflags & SDISTANT)
88                                  source[ns].sflags |= SSKIP;
89                  } else if (m->otype == MAT_SPOT) {
90                          source[ns].sflags |= SSPOT;
# Line 93 | Line 97 | marksources()                  /* find and mark source objects */
97                                  source[ns].sflags |= SSKIP;
98                          }
99                  }
100 +                if (!(source[ns].sflags & SSKIP))
101 +                        foundsource++;
102          }
103 <        if (nsources <= 0) {
103 >        if (!foundsource) {
104                  error(WARNING, "no light sources found");
105                  return;
106          }
107          markvirtuals();                 /* find and add virtual sources */
108 <        srccnt = (CONTRIB *)malloc(nsources*sizeof(CONTRIB));
109 <        cntord = (CNTPTR *)malloc(nsources*sizeof(CNTPTR));
110 <        if (srccnt == NULL || cntord == NULL)
108 >                                /* allocate our contribution arrays */
109 >        maxcntr = nsources + MAXSPART;  /* start with this many */
110 >        srccnt = (CONTRIB *)malloc(maxcntr*sizeof(CONTRIB));
111 >        cntord = (CNTPTR *)malloc(maxcntr*sizeof(CNTPTR));
112 >        if (srccnt == NULL | cntord == NULL)
113                  goto memerr;
114          return;
115   memerr:
# Line 109 | Line 117 | memerr:
117   }
118  
119  
120 < double
113 < srcray(sr, r, sn)               /* send a ray to a source, return domega */
120 > srcray(sr, r, si)               /* send a ray to a source, return domega */
121   register RAY  *sr;              /* returned source ray */
122   RAY  *r;                        /* ray which hit object */
123 < register int  sn;               /* source number */
123 > SRCINDEX  *si;                  /* source sample index */
124   {
125 <        double  ddot;                   /* (distance times) cosine */
126 <        FVECT  vd;
120 <        double  d;
121 <        register int  i;
125 >    double  d;                          /* distance to source */
126 >    register SRCREC  *srcp;
127  
128 <        if (source[sn].sflags & SSKIP)
124 <                return(0.0);                    /* skip this source */
128 >    rayorigin(sr, r, SHADOW, 1.0);              /* ignore limits */
129  
130 <        rayorigin(sr, r, SHADOW, 1.0);          /* ignore limits */
131 <
132 <        sr->rsrc = sn;                          /* remember source */
133 <                                                /* get source direction */
134 <        if (source[sn].sflags & SDISTANT) {
135 <                if (source[sn].sflags & SSPOT) {        /* check location */
136 <                        for (i = 0; i < 3; i++)
133 <                                vd[i] = sr->rorg[i] - source[sn].sl.s->aim[i];
134 <                        d = DOT(source[sn].sloc,vd);
135 <                        d = DOT(vd,vd) - d*d;
136 <                        if (PI*d > source[sn].sl.s->siz)
137 <                                return(0.0);
138 <                }
139 <                                                /* constant direction */
140 <                VCOPY(sr->rdir, source[sn].sloc);
141 <        } else {                                /* compute direction */
142 <                for (i = 0; i < 3; i++)
143 <                        sr->rdir[i] = source[sn].sloc[i] - sr->rorg[i];
144 <
145 <                if (source[sn].sflags & SFLAT &&
146 <                        (ddot = -DOT(sr->rdir, source[sn].snorm)) <= FTINY)
147 <                        return(0.0);            /* behind surface! */
130 >    while ((d = nextssamp(sr, si)) != 0.0) {
131 >        sr->rsrc = si->sn;                      /* remember source */
132 >        srcp = source + si->sn;
133 >        if (srcp->sflags & SDISTANT) {
134 >                if (srcp->sflags & SSPOT && spotout(sr, srcp->sl.s))
135 >                        continue;
136 >                return(1);              /* sample OK */
137          }
138 <        if (dstrsrc > FTINY) {
150 <                                        /* distribute source direction */
151 <                dimlist[ndims++] = sn;
152 <                for (i = 0; i < 3; i++) {
153 <                        dimlist[ndims] = i + 8831;
154 <                        vd[i] = dstrsrc * source[sn].ss *
155 <                (1.0 - 2.0*urand(ilhash(dimlist,ndims+1)+samplendx));
156 <                }
157 <                ndims--;
158 <                if (source[sn].sflags & SFLAT) {        /* project offset */
159 <                        d = DOT(vd, source[sn].snorm);
160 <                        for (i = 0; i < 3; i++)
161 <                                vd[i] -= d * source[sn].snorm[i];
162 <                }
163 <                for (i = 0; i < 3; i++)         /* offset source direction */
164 <                        sr->rdir[i] += vd[i];
165 <
166 <        } else if (source[sn].sflags & SDISTANT)
167 <                                                /* already normalized */
168 <                return(source[sn].ss2);
169 <
170 <        if ((d = normalize(sr->rdir)) == 0.0)
171 <                                                /* at source! */
172 <                return(0.0);
173 <        
174 <        if (source[sn].sflags & SDISTANT)
175 <                                                /* domega constant */
176 <                return(source[sn].ss2);
177 <
138 >                                /* local source */
139                                                  /* check proximity */
140 <        if (source[sn].sflags & SPROX &&
141 <                        d > source[sn].sl.prox)
181 <                return(0.0);
182 <                                                /* compute dot product */
183 <        if (source[sn].sflags & SFLAT)
184 <                ddot /= d;
185 <        else
186 <                ddot = 1.0;
140 >        if (srcp->sflags & SPROX && d > srcp->sl.prox)
141 >                continue;
142                                                  /* check angle */
143 <        if (source[sn].sflags & SSPOT) {
144 <                if (source[sn].sl.s->siz < 2.0*PI *
145 <                                (1.0 + DOT(source[sn].sl.s->aim,sr->rdir)))
146 <                        return(0.0);
147 <                d += source[sn].sl.s->flen;     /* adjust length */
143 >        if (srcp->sflags & SSPOT) {
144 >                if (spotout(sr, srcp->sl.s))
145 >                        continue;
146 >                                        /* adjust solid angle */
147 >                si->dom *= d*d;
148 >                d += srcp->sl.s->flen;
149 >                si->dom /= d*d;
150          }
151 <                                                /* compute domega */
152 <        return(ddot*source[sn].ss2/(d*d));
151 >        return(1);                      /* sample OK */
152 >    }
153 >    return(0);                  /* no more samples */
154   }
155  
156  
157   srcvalue(r)                     /* punch ray to source and compute value */
158 < RAY  *r;
158 > register RAY  *r;
159   {
160          register SRCREC  *sp;
161  
# Line 206 | Line 164 | RAY  *r;
164                                          /* check intersection */
165                  if (!(*ofun[sp->so->otype].funp)(sp->so, r))
166                          return;
167 <                raycont(r);             /* compute contribution */
167 >                if (!rayshade(r, r->ro->omod))  /* compute contribution */
168 >                        goto nomat;
169                  return;
170          }
171                                          /* compute intersection */
# Line 214 | Line 173 | RAY  *r;
173                          (*ofun[sp->so->otype].funp)(sp->so, r)) {
174                  if (sp->sa.success >= 0)
175                          sp->sa.success++;
176 <                raycont(r);             /* compute contribution */
176 >                if (!rayshade(r, r->ro->omod))  /* compute contribution */
177 >                        goto nomat;
178                  return;
179          }
180 +                                        /* we missed our mark! */
181          if (sp->sa.success < 0)
182                  return;                 /* bitched already */
183          sp->sa.success -= AIMREQT;
# Line 225 | Line 186 | RAY  *r;
186          sprintf(errmsg, "aiming failure for light source \"%s\"",
187                          sp->so->oname);
188          error(WARNING, errmsg);         /* issue warning */
189 +        return;
190 + nomat:
191 +        objerror(r->ro, USER, "material not found");
192   }
193  
194  
195 + sourcehit(r)                    /* check to see if ray hit distant source */
196 + register RAY  *r;
197 + {
198 +        int  first, last;
199 +        register int  i;
200 +
201 +        if (r->rsrc >= 0) {             /* check only one if aimed */
202 +                first = last = r->rsrc;
203 +        } else {                        /* otherwise check all */
204 +                first = 0; last = nsources-1;
205 +        }
206 +        for (i = first; i <= last; i++)
207 +                if ((source[i].sflags & (SDISTANT|SVIRTUAL)) == SDISTANT)
208 +                        /*
209 +                         * Check to see if ray is within
210 +                         * solid angle of source.
211 +                         */
212 +                        if (2.0*PI * (1.0 - DOT(source[i].sloc,r->rdir))
213 +                                        <= source[i].ss2) {
214 +                                r->ro = source[i].so;
215 +                                if (!(source[i].sflags & SSKIP))
216 +                                        break;
217 +                        }
218 +
219 +        if (r->ro != NULL) {
220 +                for (i = 0; i < 3; i++)
221 +                        r->ron[i] = -r->rdir[i];
222 +                r->rod = 1.0;
223 +                r->rox = NULL;
224 +                return(1);
225 +        }
226 +        return(0);
227 + }
228 +
229 +
230   static int
231   cntcmp(sc1, sc2)                        /* contribution compare (descending) */
232   register CNTPTR  *sc1, *sc2;
# Line 245 | Line 244 | RAY  *r;                       /* ray that hit surface */
244   int  (*f)();                    /* direct component coefficient function */
245   char  *p;                       /* data for f */
246   {
247 <        extern double  pow();
247 >        extern int  (*trace)();
248          register int  sn;
249 +        register CONTRIB  *scp;
250 +        SRCINDEX  si;
251          int  nshadcheck, ncnts;
252          int  nhits;
253 <        double  dom, prob, ourthresh, hwt;
253 >        double  prob, ourthresh, hwt;
254          RAY  sr;
255                          /* NOTE: srccnt and cntord global so no recursion */
256          if (nsources <= 0)
257                  return;         /* no sources?! */
257                                                /* compute number to check */
258        nshadcheck = pow((double)nsources, shadcert) + .5;
259                                                /* modify threshold */
260        ourthresh = shadthresh / r->rweight;
258                                                  /* potential contributions */
259 <        for (sn = 0; sn < nsources; sn++) {
260 <                cntord[sn].sno = sn;
261 <                cntord[sn].brt = 0.0;
262 <                                                /* get source ray */
263 <                if ((dom = srcray(&sr, r, sn)) == 0.0)
264 <                        continue;
265 <                VCOPY(srccnt[sn].dir, sr.rdir);
259 >        initsrcindex(&si);
260 >        for (sn = 0; srcray(&sr, r, &si); sn++) {
261 >                if (sn >= maxcntr) {
262 >                        maxcntr = sn + MAXSPART;
263 >                        srccnt = (CONTRIB *)realloc((char *)srccnt,
264 >                                        maxcntr*sizeof(CONTRIB));
265 >                        cntord = (CNTPTR *)realloc((char *)cntord,
266 >                                        maxcntr*sizeof(CNTPTR));
267 >                        if (srccnt == NULL | cntord == NULL)
268 >                                error(SYSTEM, "out of memory in direct");
269 >                }
270 >                cntord[sn].sndx = sn;
271 >                scp = srccnt + sn;
272 >                scp->sno = sr.rsrc;
273                                                  /* compute coefficient */
274 <                (*f)(srccnt[sn].coef, p, srccnt[sn].dir, dom);
275 <                cntord[sn].brt = bright(srccnt[sn].coef);
274 >                (*f)(scp->coef, p, sr.rdir, si.dom);
275 >                cntord[sn].brt = bright(scp->coef);
276                  if (cntord[sn].brt <= 0.0)
277                          continue;
278 +                VCOPY(scp->dir, sr.rdir);
279                                                  /* compute potential */
280                  sr.revf = srcvalue;
281                  rayvalue(&sr);
282 <                copycolor(srccnt[sn].val, sr.rcol);
283 <                multcolor(srccnt[sn].val, srccnt[sn].coef);
284 <                cntord[sn].brt = bright(srccnt[sn].val);
282 >                copycolor(scp->val, sr.rcol);
283 >                multcolor(scp->val, scp->coef);
284 >                cntord[sn].brt = bright(scp->val);
285          }
286                                                  /* sort contributions */
287 <        qsort(cntord, nsources, sizeof(CNTPTR), cntcmp);
287 >        qsort(cntord, sn, sizeof(CNTPTR), cntcmp);
288          {                                       /* find last */
289                  register int  l, m;
290  
291 <                sn = 0; ncnts = l = nsources;
291 >                ncnts = l = sn;
292 >                sn = 0;
293                  while ((m = (sn + ncnts) >> 1) != l) {
294                          if (cntord[m].brt > 0.0)
295                                  sn = m;
# Line 292 | Line 298 | char  *p;                      /* data for f */
298                          l = m;
299                  }
300          }
301 +        if (ncnts == 0)
302 +                return;         /* no contributions! */
303                                                  /* accumulate tail */
304          for (sn = ncnts-1; sn > 0; sn--)
305                  cntord[sn-1].brt += cntord[sn].brt;
306 +                                                /* compute number to check */
307 +        nshadcheck = pow((double)ncnts, shadcert) + .5;
308 +                                                /* modify threshold */
309 +        ourthresh = shadthresh / r->rweight;
310                                                  /* test for shadows */
311 <        nhits = 0;
312 <        for (sn = 0; sn < ncnts; sn++) {
311 >        for (nhits = 0, hwt = 0.0, sn = 0; sn < ncnts;
312 >                        hwt += (double)source[scp->sno].nhits /
313 >                                (double)source[scp->sno].ntests,
314 >                        sn++) {
315                                                  /* check threshold */
316                  if ((sn+nshadcheck>=ncnts ? cntord[sn].brt :
317                                  cntord[sn].brt-cntord[sn+nshadcheck].brt)
318                                  < ourthresh*bright(r->rcol))
319                          break;
320 <                                                /* get statistics */
307 <                source[cntord[sn].sno].ntests++;
320 >                scp = srccnt + cntord[sn].sndx;
321                                                  /* test for hit */
322                  rayorigin(&sr, r, SHADOW, 1.0);
323 <                VCOPY(sr.rdir, srccnt[cntord[sn].sno].dir);
324 <                sr.rsrc = cntord[sn].sno;
323 >                VCOPY(sr.rdir, scp->dir);
324 >                sr.rsrc = scp->sno;
325 >                source[scp->sno].ntests++;      /* keep statistics */
326                  if (localhit(&sr, &thescene) &&
327 <                                ( sr.ro != source[cntord[sn].sno].so ||
328 <                                source[cntord[sn].sno].sflags & SFOLLOW )) {
327 >                                ( sr.ro != source[scp->sno].so ||
328 >                                source[scp->sno].sflags & SFOLLOW )) {
329                                                  /* follow entire path */
330 <                        raycont(&sr);
330 >                        if (!raycont(&sr))
331 >                                objerror(sr.ro, USER, "material not found");
332 >                        if (trace != NULL)
333 >                                (*trace)(&sr);  /* trace execution */
334                          if (bright(sr.rcol) <= FTINY)
335                                  continue;       /* missed! */
336 <                        copycolor(srccnt[cntord[sn].sno].val, sr.rcol);
337 <                        multcolor(srccnt[cntord[sn].sno].val,
321 <                                        srccnt[cntord[sn].sno].coef);
336 >                        copycolor(scp->val, sr.rcol);
337 >                        multcolor(scp->val, scp->coef);
338                  }
339                                                  /* add contribution if hit */
340 <                addcolor(r->rcol, srccnt[cntord[sn].sno].val);
340 >                addcolor(r->rcol, scp->val);
341                  nhits++;
342 <                source[cntord[sn].sno].nhits++;
342 >                source[scp->sno].nhits++;
343          }
344 <                                        /* surface hit rate */
345 <        if (sn > 0)
346 <                hwt = (double)nhits / (double)sn;
344 >                                        /* source hit rate */
345 >        if (hwt > FTINY)
346 >                hwt = (double)nhits / hwt;
347          else
348                  hwt = 0.5;
349   #ifdef DEBUG
350 <        sprintf(errmsg, "%d tested, %d untested, %f hit rate\n",
350 >        sprintf(errmsg, "%d tested, %d untested, %f conditional hit rate\n",
351                          sn, ncnts-sn, hwt);
352          eputs(errmsg);
353   #endif
354                                          /* add in untested sources */
355          for ( ; sn < ncnts; sn++) {
356 <                prob = hwt * (double)source[cntord[sn].sno].nhits /
357 <                                (double)source[cntord[sn].sno].ntests;
358 <                scalecolor(srccnt[cntord[sn].sno].val, prob);
359 <                addcolor(r->rcol, srccnt[cntord[sn].sno].val);
356 >                scp = srccnt + cntord[sn].sndx;
357 >                prob = hwt * (double)source[scp->sno].nhits /
358 >                                (double)source[scp->sno].ntests;
359 >                if (prob > 1.0)
360 >                        prob = 1.0;
361 >                scalecolor(scp->val, prob);
362 >                addcolor(r->rcol, scp->val);
363          }
364 + }
365 +
366 +
367 + /****************************************************************
368 + * The following macros were separated from the m_light() routine
369 + * because they are very nasty and difficult to understand.
370 + */
371 +
372 + /* illumblock *
373 + *
374 + * We cannot allow an illum to pass to another illum, because that
375 + * would almost certainly constitute overcounting.
376 + * However, we do allow an illum to pass to another illum
377 + * that is actually going to relay to a virtual light source.
378 + * We also prevent an illum from passing to a glow; this provides a
379 + * convenient mechanism for defining detailed light source
380 + * geometry behind (or inside) an effective radiator.
381 + */
382 +
383 + static int weaksrcmod(obj) int obj;     /* efficiency booster function */
384 + {register OBJREC *o = objptr(obj);
385 + return(o->otype==MAT_ILLUM|o->otype==MAT_GLOW);}
386 +
387 + #define  illumblock(m, r)       (!(source[r->rsrc].sflags&SVIRTUAL) && \
388 +                                r->rod > 0.0 && \
389 +                                weaksrcmod(source[r->rsrc].so->omod))
390 +
391 + /* wrongsource *
392 + *
393 + * This source is the wrong source (ie. overcounted) if we are
394 + * aimed to a different source than the one we hit and the one
395 + * we hit is not an illum that should be passed.
396 + */
397 +
398 + #define  wrongsource(m, r)      (r->rsrc>=0 && source[r->rsrc].so!=r->ro && \
399 +                                (m->otype!=MAT_ILLUM || illumblock(m,r)))
400 +
401 + /* distglow *
402 + *
403 + * A distant glow is an object that sometimes acts as a light source,
404 + * but is too far away from the test point to be one in this case.
405 + * (Glows with negative radii should NEVER participate in illumination.)
406 + */
407 +
408 + #define  distglow(m, r, d)      (m->otype==MAT_GLOW && \
409 +                                m->oargs.farg[3] >= -FTINY && \
410 +                                d > m->oargs.farg[3])
411 +
412 + /* badcomponent *
413 + *
414 + * We must avoid counting light sources in the ambient calculation,
415 + * since the direct component is handled separately.  Therefore, any
416 + * ambient ray which hits an active light source must be discarded.
417 + * The same is true for stray specular samples, since the specular
418 + * contribution from light sources is calculated separately.
419 + */
420 +
421 + #define  badcomponent(m, r)     (r->crtype&(AMBIENT|SPECULAR) && \
422 +                                !(r->crtype&SHADOW || r->rod < 0.0 || \
423 +                /* not 100% correct */  distglow(m, r, r->rot)))
424 +
425 + /* passillum *
426 + *
427 + * An illum passes to another material type when we didn't hit it
428 + * on purpose (as part of a direct calculation), or it is relaying
429 + * a virtual light source.
430 + */
431 +
432 + #define  passillum(m, r)        (m->otype==MAT_ILLUM && \
433 +                                (r->rsrc<0 || source[r->rsrc].so!=r->ro || \
434 +                                source[r->rsrc].sflags&SVIRTUAL))
435 +
436 + /* srcignore *
437 + *
438 + * The -dv flag is normally on for sources to be visible.
439 + */
440 +
441 + #define  srcignore(m, r)        !(directvis || r->crtype&SHADOW || \
442 +                                distglow(m, r, raydist(r,PRIMARY)))
443 +
444 +
445 + m_light(m, r)                   /* ray hit a light source */
446 + register OBJREC  *m;
447 + register RAY  *r;
448 + {
449 +                                                /* check for over-counting */
450 +        if (badcomponent(m, r))
451 +                return(1);
452 +        if (wrongsource(m, r))
453 +                return(1);
454 +                                                /* check for passed illum */
455 +        if (passillum(m, r)) {
456 +                if (m->oargs.nsargs && strcmp(m->oargs.sarg[0], VOIDID))
457 +                        return(rayshade(r, modifier(m->oargs.sarg[0])));
458 +                raytrans(r);
459 +                return(1);
460 +        }
461 +                                        /* otherwise treat as source */
462 +                                                /* check for behind */
463 +        if (r->rod < 0.0)
464 +                return(1);
465 +                                                /* check for invisibility */
466 +        if (srcignore(m, r))
467 +                return(1);
468 +                                                /* check for outside spot */
469 +        if (m->otype==MAT_SPOT && spotout(r, makespot(m)))
470 +                return(1);
471 +                                                /* get distribution pattern */
472 +        raytexture(r, m->omod);
473 +                                                /* get source color */
474 +        setcolor(r->rcol, m->oargs.farg[0],
475 +                          m->oargs.farg[1],
476 +                          m->oargs.farg[2]);
477 +                                                /* modify value */
478 +        multcolor(r->rcol, r->pcol);
479 +        return(1);
480   }

Diff Legend

Removed lines
+ Added lines
< Changed lines
> Changed lines