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

Comparing ray/src/rt/source.c (file contents):
Revision 1.40 by greg, Tue Jul 30 18:23:41 1991 UTC vs.
Revision 2.72 by greg, Mon Apr 6 21:09:07 2020 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"
14
15 #include  "octree.h"
16
11   #include  "otypes.h"
12 <
12 > #include  "otspecial.h"
13 > #include  "rtotypes.h"
14   #include  "source.h"
20
15   #include  "random.h"
16 + #include  "pmapsrc.h"
17 + #include  "pmapmat.h"
18  
19 + #ifndef MAXSSAMP
20 + #define MAXSSAMP        16              /* maximum samples per ray */
21 + #endif
22 +
23   /*
24   * Structures used by direct()
25   */
26  
27   typedef struct {
28 +        int  sno;               /* source number */
29          FVECT  dir;             /* source direction */
30          COLOR  coef;            /* material coefficient */
31          COLOR  val;             /* contribution */
32   }  CONTRIB;             /* direct contribution */
33  
34   typedef struct {
35 <        int  sno;               /* source number */
35 >        int  sndx;              /* source index (to CONTRIB array) */
36          float  brt;             /* brightness (for comparison) */
37   }  CNTPTR;              /* contribution pointer */
38  
39   static CONTRIB  *srccnt;                /* source contributions in direct() */
40   static CNTPTR  *cntord;                 /* source ordering in direct() */
41 + static int  maxcntr = 0;                /* size of contribution arrays */
42  
43 + static int cntcmp(const void *p1, const void *p2);
44  
45 < marksources()                   /* find and mark source objects */
45 >
46 > void
47 > marksources(void)                       /* find and mark source objects */
48   {
49 +        int  foundsource = 0;
50          int  i;
51 <        register OBJREC  *o, *m;
52 <        register int  ns;
51 >        OBJREC  *o, *m;
52 >        int  ns;
53                                          /* initialize dispatch table */
54          initstypes();
55                                          /* find direct sources */
56 <        for (i = 0; i < nobjects; i++) {
56 >        for (i = 0; i < nsceneobjs; i++) {
57          
58                  o = objptr(i);
59  
60                  if (!issurface(o->otype) || o->omod == OVOID)
61                          continue;
62 <
63 <                m = objptr(o->omod);
64 <
59 <                if (!islight(m->otype))
62 >                                        /* find material */
63 >                m = findmaterial(objptr(o->omod));
64 >                if (m == NULL)
65                          continue;
66 +                if (m->otype == MAT_CLIP) {
67 +                        markclip(m);    /* special case for antimatter */
68 +                        continue;
69 +                }
70 +                if (!islight(m->otype))
71 +                        continue;       /* not source modifier */
72          
73                  if (m->oargs.nfargs != (m->otype == MAT_GLOW ? 4 :
74                                  m->otype == MAT_SPOT ? 7 : 3))
75                          objerror(m, USER, "bad # arguments");
76  
77 +                if (m->oargs.farg[0] <= FTINY && (m->oargs.farg[1] <= FTINY) &
78 +                                (m->oargs.farg[2] <= FTINY))
79 +                        continue;                       /* don't bother */
80                  if (m->otype == MAT_GLOW &&
81                                  o->otype != OBJ_SOURCE &&
82 <                                m->oargs.farg[3] <= FTINY)
83 <                        continue;                       /* don't bother */
84 <
82 >                                m->oargs.farg[3] <= FTINY) {
83 >                        foundsource += (ambounce > 0);
84 >                        continue;                       /* don't track these */
85 >                }
86                  if (sfun[o->otype].of == NULL ||
87                                  sfun[o->otype].of->setsrc == NULL)
88                          objerror(o, USER, "illegal material");
# Line 80 | Line 95 | marksources()                  /* find and mark source objects */
95                  if (m->otype == MAT_GLOW) {
96                          source[ns].sflags |= SPROX;
97                          source[ns].sl.prox = m->oargs.farg[3];
98 <                        if (o->otype == OBJ_SOURCE)
98 >                        if (source[ns].sflags & SDISTANT) {
99                                  source[ns].sflags |= SSKIP;
100 +                                foundsource += (ambounce > 0);
101 +                        }
102                  } else if (m->otype == MAT_SPOT) {
103 +                        if (source[ns].sflags & SDISTANT)
104 +                                objerror(o, WARNING,
105 +                                        "distant source is a spotlight");
106                          source[ns].sflags |= SSPOT;
107                          if ((source[ns].sl.s = makespot(m)) == NULL)
108                                  goto memerr;
# Line 93 | Line 113 | marksources()                  /* find and mark source objects */
113                                  source[ns].sflags |= SSKIP;
114                          }
115                  }
116 +                foundsource += !(source[ns].sflags & SSKIP);
117          }
118 <        if (nsources <= 0) {
118 >        if (!foundsource) {
119                  error(WARNING, "no light sources found");
120                  return;
121          }
122 <        markvirtuals();                 /* find and add virtual sources */
123 <        srccnt = (CONTRIB *)malloc(nsources*sizeof(CONTRIB));
124 <        cntord = (CNTPTR *)malloc(nsources*sizeof(CNTPTR));
125 <        if (srccnt == NULL || cntord == NULL)
126 <                goto memerr;
127 <        return;
122 > #if  SHADCACHE
123 >        for (ns = 0; ns < nsources; ns++)       /* initialize obstructor cache */
124 >                initobscache(ns);
125 > #endif
126 >        /* PMAP: disable virtual sources */
127 >        if (!photonMapping)
128 >                markvirtuals();                 /* find and add virtual sources */
129 >                
130 >                                /* allocate our contribution arrays */
131 >        maxcntr = nsources + MAXSPART;  /* start with this many */
132 >        srccnt = (CONTRIB *)malloc(maxcntr*sizeof(CONTRIB));
133 >        cntord = (CNTPTR *)malloc(maxcntr*sizeof(CNTPTR));
134 >        if ((srccnt != NULL) & (cntord != NULL))
135 >                return;
136   memerr:
137          error(SYSTEM, "out of memory in marksources");
138   }
139  
140  
141 < double
142 < srcray(sr, r, sn)               /* send a ray to a source, return domega */
114 < register RAY  *sr;              /* returned source ray */
115 < RAY  *r;                        /* ray which hit object */
116 < register int  sn;               /* source number */
141 > void
142 > distantsources(void)                    /* only mark distant sources */
143   {
144 <        double  ddot;                   /* (distance times) cosine */
145 <        FVECT  vd;
146 <        double  d;
147 <        register int  i;
144 >        int  i;
145 >        OBJREC  *o, *m;
146 >        int  ns;
147 >                                        /* initialize dispatch table */
148 >        initstypes();
149 >                                        /* sources needed for sourcehit() */
150 >        for (i = 0; i < nsceneobjs; i++) {
151 >        
152 >                o = objptr(i);
153  
154 <        if (source[sn].sflags & SSKIP)
155 <                return(0.0);                    /* skip this source */
154 >                if ((o->otype != OBJ_SOURCE) | (o->omod == OVOID))
155 >                        continue;
156 >                                        /* find material */
157 >                m = findmaterial(objptr(o->omod));
158 >                if (m == NULL)
159 >                        continue;
160 >                if (!islight(m->otype))
161 >                        continue;       /* not source modifier */
162 >        
163 >                if (m->oargs.nfargs != (m->otype == MAT_GLOW ? 4 :
164 >                                m->otype == MAT_SPOT ? 7 : 3))
165 >                        objerror(m, USER, "bad # arguments");
166  
167 <        rayorigin(sr, r, SHADOW, 1.0);          /* ignore limits */
167 >                if (m->oargs.farg[0] <= FTINY && (m->oargs.farg[1] <= FTINY) &
168 >                                (m->oargs.farg[2] <= FTINY))
169 >                        continue;                       /* don't bother */
170 >                if (sfun[o->otype].of == NULL ||
171 >                                sfun[o->otype].of->setsrc == NULL)
172 >                        objerror(o, USER, "illegal material");
173  
174 <        sr->rsrc = sn;                          /* remember source */
175 <                                                /* get source direction */
130 <        if (source[sn].sflags & SDISTANT) {
131 <                                                /* constant direction */
132 <                VCOPY(sr->rdir, source[sn].sloc);
133 <        } else {                                /* compute direction */
134 <                for (i = 0; i < 3; i++)
135 <                        sr->rdir[i] = source[sn].sloc[i] - sr->rorg[i];
174 >                if ((ns = newsource()) < 0)
175 >                        error(SYSTEM, "out of memory in distantsources");
176  
177 <                if (source[sn].sflags & SFLAT &&
178 <                        (ddot = -DOT(sr->rdir, source[sn].snorm)) <= FTINY)
179 <                        return(0.0);            /* behind surface! */
177 >                setsource(&source[ns], o);
178 >
179 >                if (m->otype == MAT_GLOW) {
180 >                        source[ns].sflags |= SPROX|SSKIP;
181 >                        source[ns].sl.prox = m->oargs.farg[3];
182 >                } else if (m->otype == MAT_SPOT)
183 >                        objerror(o, WARNING, "distant source is a spotlight");
184          }
185 <        if (dstrsrc > FTINY) {
142 <                                        /* distribute source direction */
143 <                dimlist[ndims++] = sn;
144 <                for (i = 0; i < 3; i++) {
145 <                        dimlist[ndims] = i + 8831;
146 <                        vd[i] = dstrsrc * source[sn].ss *
147 <                (1.0 - 2.0*urand(urind(ilhash(dimlist,ndims+1),samplendx)));
148 <                }
149 <                ndims--;
150 <                if (source[sn].sflags & SFLAT) {        /* project offset */
151 <                        d = DOT(vd, source[sn].snorm);
152 <                        for (i = 0; i < 3; i++)
153 <                                vd[i] -= d * source[sn].snorm[i];
154 <                }
155 <                for (i = 0; i < 3; i++)         /* offset source direction */
156 <                        sr->rdir[i] += vd[i];
157 <                                                /* normalize */
158 <                d = normalize(sr->rdir);
185 > }
186  
160        } else if (!(source[sn].sflags & SDISTANT))
161                                                /* normalize direction */
162                d = normalize(sr->rdir);
187  
188 <        if (source[sn].sflags & SDISTANT) {
189 <                if (source[sn].sflags & SSPOT) {        /* check location */
190 <                        for (i = 0; i < 3; i++)
191 <                                vd[i] = sr->rorg[i] - source[sn].sl.s->aim[i];
192 <                        d = DOT(sr->rdir,vd);
193 <                        d = DOT(vd,vd) - d*d;
194 <                        if (PI*d > source[sn].sl.s->siz)
195 <                                return(0.0);
196 <                }
197 <                return(source[sn].ss2);         /* domega constant */
188 > void
189 > freesources(void)                       /* free all source structures */
190 > {
191 >        if (nsources > 0) {
192 > #if SHADCACHE
193 >                while (nsources--)
194 >                        freeobscache(&source[nsources]);
195 > #endif
196 >                free((void *)source);
197 >                source = NULL;
198 >                nsources = 0;
199          }
200 <                                                /* check direction */
201 <        if (d == 0.0)
202 <                return(0.0);
200 >        markclip(NULL);
201 >        if (maxcntr <= 0)
202 >                return;
203 >        free((void *)srccnt);
204 >        srccnt = NULL;
205 >        free((void *)cntord);
206 >        cntord = NULL;
207 >        maxcntr = 0;
208 > }
209 >
210 >
211 > int
212 > srcray(                         /* send a ray to a source, return domega */
213 >        RAY  *sr,               /* returned source ray */
214 >        RAY  *r,                        /* ray which hit object */
215 >        SRCINDEX  *si                   /* source sample index */
216 > )
217 > {
218 >        double  d;                              /* distance to source */
219 >        SRCREC  *srcp;
220 >
221 >        rayorigin(sr, SHADOW, r, NULL);         /* ignore limits */
222 >
223 >        if (r == NULL)
224 >                sr->rmax = 0.0;
225 >
226 >        while ((d = nextssamp(sr, si)) != 0.0) {
227 >                sr->rsrc = si->sn;                      /* remember source */
228 >                srcp = source + si->sn;
229 >                if (srcp->sflags & SDISTANT) {
230 >                        if (srcp->sflags & SSPOT && spotout(sr, srcp->sl.s))
231 >                                continue;
232 >                        return(1);              /* sample OK */
233 >                }
234 >                                /* local source */
235                                                  /* check proximity */
236 <        if (source[sn].sflags & SPROX &&
237 <                        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;
236 >                if (srcp->sflags & SPROX && d > srcp->sl.prox)
237 >                        continue;
238                                                  /* check angle */
239 <        if (source[sn].sflags & SSPOT) {
240 <                if (source[sn].sl.s->siz < 2.0*PI *
241 <                                (1.0 + DOT(source[sn].sl.s->aim,sr->rdir)))
242 <                        return(0.0);
243 <                d += source[sn].sl.s->flen;     /* adjust length */
239 >                if (srcp->sflags & SSPOT) {
240 >                        if (spotout(sr, srcp->sl.s))
241 >                                continue;
242 >                                        /* adjust solid angle */
243 >                        si->dom *= d*d;
244 >                        d += srcp->sl.s->flen;
245 >                        si->dom /= d*d;
246 >                }
247 >                return(1);                      /* sample OK */
248          }
249 <                                                /* compute domega */
195 <        return(ddot*source[sn].ss2/(d*d));
249 >        return(0);                      /* no more samples */
250   }
251  
252  
253 < srcvalue(r)                     /* punch ray to source and compute value */
254 < RAY  *r;
253 > void
254 > srcvalue(                       /* punch ray to source and compute value */
255 >        RAY  *r
256 > )
257   {
258 <        register SRCREC  *sp;
258 >        SRCREC  *sp;
259  
260          sp = &source[r->rsrc];
261          if (sp->sflags & SVIRTUAL) {    /* virtual source */
262                                          /* check intersection */
263                  if (!(*ofun[sp->so->otype].funp)(sp->so, r))
264                          return;
265 <                raycont(r);             /* compute contribution */
265 >                if (!rayshade(r, r->ro->omod))  /* compute contribution */
266 >                        goto nomat;
267 >                rayparticipate(r);
268                  return;
269          }
270                                          /* compute intersection */
# Line 214 | Line 272 | RAY  *r;
272                          (*ofun[sp->so->otype].funp)(sp->so, r)) {
273                  if (sp->sa.success >= 0)
274                          sp->sa.success++;
275 <                raycont(r);             /* compute contribution */
275 >                if (!rayshade(r, r->ro->omod))  /* compute contribution */
276 >                        goto nomat;
277 >                rayparticipate(r);
278                  return;
279          }
280 +                                        /* we missed our mark! */
281          if (sp->sa.success < 0)
282                  return;                 /* bitched already */
283          sp->sa.success -= AIMREQT;
# Line 225 | Line 286 | RAY  *r;
286          sprintf(errmsg, "aiming failure for light source \"%s\"",
287                          sp->so->oname);
288          error(WARNING, errmsg);         /* issue warning */
289 +        return;
290 + nomat:
291 +        objerror(r->ro, USER, "material not found");
292   }
293  
294  
295   static int
296 < cntcmp(sc1, sc2)                        /* contribution compare (descending) */
297 < register CNTPTR  *sc1, *sc2;
296 > transillum(                     /* check if material is transparent illum */
297 >        OBJECT  obj
298 > )
299   {
300 +        OBJREC *m = findmaterial(objptr(obj));
301 +        
302 +        if (m == NULL)
303 +                return(1);
304 +        if (m->otype != MAT_ILLUM)
305 +                return(0);
306 +        return(!m->oargs.nsargs || !strcmp(m->oargs.sarg[0], VOIDID));
307 + }
308 +
309 +
310 + int
311 + sourcehit(                      /* check to see if ray hit distant source */
312 +        RAY  *r
313 + )
314 + {
315 +        int  glowsrc = -1;
316 +        int  transrc = -1;
317 +        int  first, last;
318 +        int  i;
319 +
320 +        if (r->rsrc >= 0) {             /* check only one if aimed */
321 +                first = last = r->rsrc;
322 +        } else {                        /* otherwise check all */
323 +                first = 0; last = nsources-1;
324 +        }
325 +        for (i = first; i <= last; i++) {
326 +                if ((source[i].sflags & (SDISTANT|SVIRTUAL)) != SDISTANT)
327 +                        continue;
328 +                /*
329 +                 * Check to see if ray is within
330 +                 * solid angle of source.
331 +                 */
332 +                if (2.*PI*(1. - DOT(source[i].sloc,r->rdir)) > source[i].ss2)
333 +                        continue;
334 +                                        /* is it the only possibility? */
335 +                if (first == last) {
336 +                        r->ro = source[i].so;
337 +                        break;
338 +                }
339 +                /*
340 +                 * If it's a glow or transparent illum, just remember it.
341 +                 */
342 +                if (source[i].sflags & SSKIP) {
343 +                        if (glowsrc < 0)
344 +                                glowsrc = i;
345 +                        continue;
346 +                }
347 +                if (transillum(source[i].so->omod)) {
348 +                        if (transrc < 0)
349 +                                transrc = i;
350 +                        continue;
351 +                }
352 +                r->ro = source[i].so;   /* otherwise, use first hit */
353 +                break;
354 +        }
355 +        /*
356 +         * Do we need fallback?
357 +         */
358 +        if (r->ro == NULL) {
359 +                if (transrc >= 0 && r->crtype & (AMBIENT|SPECULAR))
360 +                        return(0);      /* avoid overcounting */
361 +                if (glowsrc >= 0)
362 +                        r->ro = source[glowsrc].so;
363 +                else
364 +                        return(0);      /* nothing usable */
365 +        }
366 +        /*
367 +         * Make assignments.
368 +         */
369 +        r->robj = objndx(r->ro);
370 +        for (i = 0; i < 3; i++)
371 +                r->ron[i] = -r->rdir[i];
372 +        r->rod = 1.0;
373 +        r->pert[0] = r->pert[1] = r->pert[2] = 0.0;
374 +        r->uv[0] = r->uv[1] = 0.0;
375 +        r->rox = NULL;
376 +        return(1);
377 + }
378 +
379 +
380 + static int
381 + cntcmp(                         /* contribution compare (descending) */
382 +        const void *p1,
383 +        const void *p2
384 + )
385 + {
386 +        const CNTPTR  *sc1 = (const CNTPTR *)p1;
387 +        const CNTPTR  *sc2 = (const CNTPTR *)p2;
388 +
389          if (sc1->brt > sc2->brt)
390                  return(-1);
391          if (sc1->brt < sc2->brt)
# Line 240 | Line 394 | register CNTPTR  *sc1, *sc2;
394   }
395  
396  
397 < direct(r, f, p)                         /* add direct component */
398 < RAY  *r;                        /* ray that hit surface */
399 < int  (*f)();                    /* direct component coefficient function */
400 < char  *p;                       /* data for f */
397 > void
398 > direct(                                 /* add direct component */
399 >        RAY  *r,                        /* ray that hit surface */
400 >        srcdirf_t *f,                   /* direct component coefficient function */
401 >        void  *p                        /* data for f */
402 > )
403   {
404 <        extern double  pow();
405 <        register int  sn;
404 >        int  sn;
405 >        CONTRIB  *scp;
406 >        SRCINDEX  si;
407          int  nshadcheck, ncnts;
408          int  nhits;
409 <        double  dom, prob, ourthresh, hwt;
409 >        double  prob, ourthresh, hwt;
410          RAY  sr;
411 +        
412 +        /* PMAP: Factor in direct photons (primarily for debugging/validation) */
413 +        if (directPhotonMapping) {
414 +                (*f)(r -> rcol, p, r -> ron, PI);              
415 +                multDirectPmap(r);
416 +                return;
417 +        }
418 +        
419                          /* NOTE: srccnt and cntord global so no recursion */
420          if (nsources <= 0)
421                  return;         /* no sources?! */
257                                                /* compute number to check */
258        nshadcheck = pow((double)nsources, shadcert) + .5;
259                                                /* modify threshold */
260        ourthresh = shadthresh / r->rweight;
422                                                  /* potential contributions */
423 <        for (sn = 0; sn < nsources; sn++) {
424 <                cntord[sn].sno = sn;
425 <                cntord[sn].brt = 0.0;
426 <                                                /* get source ray */
427 <                if ((dom = srcray(&sr, r, sn)) == 0.0)
428 <                        continue;
429 <                VCOPY(srccnt[sn].dir, sr.rdir);
423 >        initsrcindex(&si);
424 >        for (sn = 0; srcray(&sr, r, &si); sn++) {
425 >                if (sn >= maxcntr) {
426 >                        maxcntr = sn + MAXSPART;
427 >                        srccnt = (CONTRIB *)realloc((void *)srccnt,
428 >                                        maxcntr*sizeof(CONTRIB));
429 >                        cntord = (CNTPTR *)realloc((void *)cntord,
430 >                                        maxcntr*sizeof(CNTPTR));
431 >                        if ((srccnt == NULL) | (cntord == NULL))
432 >                                error(SYSTEM, "out of memory in direct");
433 >                }
434 >                cntord[sn].sndx = sn;
435 >                scp = srccnt + sn;
436 >                scp->sno = sr.rsrc;
437                                                  /* compute coefficient */
438 <                (*f)(srccnt[sn].coef, p, srccnt[sn].dir, dom);
439 <                cntord[sn].brt = bright(srccnt[sn].coef);
438 >                (*f)(scp->coef, p, sr.rdir, si.dom);
439 >                cntord[sn].brt = intens(scp->coef);
440                  if (cntord[sn].brt <= 0.0)
441                          continue;
442 + #if SHADCACHE
443 +                                                /* check shadow cache */
444 +                if (si.np == 1 && srcblocked(&sr)) {
445 +                        cntord[sn].brt = 0.0;
446 +                        continue;
447 +                }
448 + #endif
449 +                VCOPY(scp->dir, sr.rdir);
450 +                copycolor(sr.rcoef, scp->coef);
451                                                  /* compute potential */
452                  sr.revf = srcvalue;
453                  rayvalue(&sr);
454 <                copycolor(srccnt[sn].val, sr.rcol);
455 <                multcolor(srccnt[sn].val, srccnt[sn].coef);
456 <                cntord[sn].brt = bright(srccnt[sn].val);
454 >                multcolor(sr.rcol, sr.rcoef);
455 >                copycolor(scp->val, sr.rcol);
456 >                cntord[sn].brt = bright(sr.rcol);
457          }
458                                                  /* sort contributions */
459 <        qsort(cntord, nsources, sizeof(CNTPTR), cntcmp);
459 >        qsort(cntord, sn, sizeof(CNTPTR), cntcmp);
460          {                                       /* find last */
461 <                register int  l, m;
461 >                int  l, m;
462  
463 <                sn = 0; ncnts = l = nsources;
463 >                ncnts = l = sn;
464 >                sn = 0;
465                  while ((m = (sn + ncnts) >> 1) != l) {
466                          if (cntord[m].brt > 0.0)
467                                  sn = m;
# Line 292 | Line 470 | char  *p;                      /* data for f */
470                          l = m;
471                  }
472          }
473 +        if (ncnts == 0)
474 +                return;         /* no contributions! */
475                                                  /* accumulate tail */
476          for (sn = ncnts-1; sn > 0; sn--)
477                  cntord[sn-1].brt += cntord[sn].brt;
478 +                                                /* compute number to check */
479 +        nshadcheck = pow((double)ncnts, shadcert) + .5;
480 +                                                /* modify threshold */
481 +        if (ncnts > MINSHADCNT)
482 +                ourthresh = shadthresh / r->rweight;
483 +        else
484 +                ourthresh = 0;
485                                                  /* test for shadows */
486 <        nhits = 0;
487 <        for (sn = 0; sn < ncnts; sn++) {
486 >        for (nhits = 0, hwt = 0.0, sn = 0; sn < ncnts;
487 >                        hwt += (double)source[scp->sno].nhits /
488 >                                (double)source[scp->sno].ntests,
489 >                        sn++) {
490                                                  /* check threshold */
491                  if ((sn+nshadcheck>=ncnts ? cntord[sn].brt :
492                                  cntord[sn].brt-cntord[sn+nshadcheck].brt)
493                                  < ourthresh*bright(r->rcol))
494                          break;
495 <                                                /* get statistics */
307 <                source[cntord[sn].sno].ntests++;
495 >                scp = srccnt + cntord[sn].sndx;
496                                                  /* test for hit */
497 <                rayorigin(&sr, r, SHADOW, 1.0);
498 <                VCOPY(sr.rdir, srccnt[cntord[sn].sno].dir);
499 <                sr.rsrc = cntord[sn].sno;
497 >                rayorigin(&sr, SHADOW, r, NULL);
498 >                copycolor(sr.rcoef, scp->coef);
499 >                VCOPY(sr.rdir, scp->dir);
500 >                sr.rsrc = scp->sno;
501 >                                                /* keep statistics */
502 >                if (source[scp->sno].ntests++ > 0xfffffff0) {
503 >                        source[scp->sno].ntests >>= 1;
504 >                        source[scp->sno].nhits >>= 1;
505 >                }
506                  if (localhit(&sr, &thescene) &&
507 <                                ( sr.ro != source[cntord[sn].sno].so ||
508 <                                source[cntord[sn].sno].sflags & SFOLLOW )) {
507 >                                ( sr.ro != source[scp->sno].so ||
508 >                                source[scp->sno].sflags & SFOLLOW )) {
509                                                  /* follow entire path */
510                          raycont(&sr);
511 <                        if (bright(sr.rcol) <= FTINY)
511 >                        if (trace != NULL)
512 >                                (*trace)(&sr);  /* trace execution */
513 >                        if (bright(sr.rcol) <= FTINY) {
514 > #if SHADCACHE
515 >                                if ((scp <= srccnt || scp[-1].sno != scp->sno)
516 >                                                && (scp >= srccnt+ncnts-1 ||
517 >                                                    scp[1].sno != scp->sno))
518 >                                        srcblocker(&sr);
519 > #endif
520                                  continue;       /* missed! */
521 <                        copycolor(srccnt[cntord[sn].sno].val, sr.rcol);
522 <                        multcolor(srccnt[cntord[sn].sno].val,
523 <                                        srccnt[cntord[sn].sno].coef);
521 >                        }
522 >                        rayparticipate(&sr);
523 >                        multcolor(sr.rcol, sr.rcoef);
524 >                        copycolor(scp->val, sr.rcol);
525 >                } else if (trace != NULL &&
526 >                        (source[scp->sno].sflags & (SDISTANT|SVIRTUAL|SFOLLOW))
527 >                                                == (SDISTANT|SFOLLOW) &&
528 >                                sourcehit(&sr) && rayshade(&sr, sr.ro->omod)) {
529 >                        (*trace)(&sr);          /* trace execution */
530 >                        /* skip call to rayparticipate() & scp->val update */
531                  }
532                                                  /* add contribution if hit */
533 <                addcolor(r->rcol, srccnt[cntord[sn].sno].val);
533 >                addcolor(r->rcol, scp->val);
534                  nhits++;
535 <                source[cntord[sn].sno].nhits++;
535 >                source[scp->sno].nhits++;
536          }
537 <                                        /* surface hit rate */
538 <        if (sn > 0)
539 <                hwt = (double)nhits / (double)sn;
537 >                                        /* source hit rate */
538 >        if (hwt > FTINY)
539 >                hwt = (double)nhits / hwt;
540          else
541                  hwt = 0.5;
542   #ifdef DEBUG
543 <        sprintf(errmsg, "%d tested, %d untested, %f hit rate\n",
543 >        sprintf(errmsg, "%d tested, %d untested, %f conditional hit rate\n",
544                          sn, ncnts-sn, hwt);
545          eputs(errmsg);
546   #endif
547                                          /* add in untested sources */
548          for ( ; sn < ncnts; sn++) {
549 <                prob = hwt * (double)source[cntord[sn].sno].nhits /
550 <                                (double)source[cntord[sn].sno].ntests;
551 <                scalecolor(srccnt[cntord[sn].sno].val, prob);
552 <                addcolor(r->rcol, srccnt[cntord[sn].sno].val);
549 >                scp = srccnt + cntord[sn].sndx;
550 >                prob = hwt * (double)source[scp->sno].nhits /
551 >                                (double)source[scp->sno].ntests;
552 >                if (prob < 1.0)
553 >                        scalecolor(scp->val, prob);
554 >                addcolor(r->rcol, scp->val);
555          }
556 + }
557 +
558 +
559 + void
560 + srcscatter(                     /* compute source scattering into ray */
561 +        RAY  *r
562 + )
563 + {
564 +        int  oldsampndx;
565 +        int  nsamps;
566 +        RAY  sr;
567 +        SRCINDEX  si;
568 +        double  t, d;
569 +        double  re, ge, be;
570 +        COLOR  cvext;
571 +        int  i, j;
572 +
573 +        if (r->rot >= FHUGE*.99 || r->gecc >= 1.-FTINY)
574 +                return;         /* this can never work */
575 +        /* PMAP: do unconditional inscattering for volume photons */
576 +        if (!volumePhotonMapping && (r->slights == NULL || r->slights[0] == 0))
577 +                return;
578 +                
579 +        if (ssampdist <= FTINY || (nsamps = r->rot/ssampdist + .5) < 1)
580 +                nsamps = 1;
581 + #if MAXSSAMP
582 +        else if (nsamps > MAXSSAMP)
583 +                nsamps = MAXSSAMP;
584 + #endif
585 +        oldsampndx = samplendx;
586 +        samplendx = random()&0x7fff;            /* randomize */
587 +        for (i = volumePhotonMapping ? 1 : r->slights[0]; i > 0; i--) {
588 +                /* for each source OR once if volume photon map enabled */
589 +                for (j = 0; j < nsamps; j++) {  /* for each sample position */
590 +                        samplendx++;
591 +                        t = r->rot * (j+frandom())/nsamps;
592 +                                                        /* extinction */
593 +                        re = t*colval(r->cext,RED);
594 +                        ge = t*colval(r->cext,GRN);
595 +                        be = t*colval(r->cext,BLU);
596 +                        setcolor(cvext, re > 92. ? 0. : exp(-re),
597 +                                        ge > 92. ? 0. : exp(-ge),
598 +                                        be > 92. ? 0. : exp(-be));
599 +                        if (intens(cvext) <= FTINY)
600 +                                break;                  /* too far away */
601 +                        sr.rorg[0] = r->rorg[0] + r->rdir[0]*t;
602 +                        sr.rorg[1] = r->rorg[1] + r->rdir[1]*t;
603 +                        sr.rorg[2] = r->rorg[2] + r->rdir[2]*t;
604 +                        
605 +                        if (!volumePhotonMapping) {
606 +                                initsrcindex(&si);      /* sample ray to this source */
607 +                                si.sn = r->slights[i];
608 +                                nopart(&si, &sr);
609 +                                if (!srcray(&sr, NULL, &si) ||
610 +                                                sr.rsrc != r->slights[i])
611 +                                        continue;       /* no path */
612 + #if SHADCACHE
613 +                                if (srcblocked(&sr))    /* check shadow cache */
614 +                                        continue;
615 + #endif
616 +                                copycolor(sr.cext, r->cext);
617 +                                copycolor(sr.albedo, r->albedo);
618 +                                sr.gecc = r->gecc;
619 +                                sr.slights = r->slights;
620 +                                rayvalue(&sr);          /* eval. source ray */
621 +                                if (bright(sr.rcol) <= FTINY) {
622 + #if SHADCACHE
623 +                                        srcblocker(&sr); /* add blocker to cache */
624 + #endif
625 +                                        continue;
626 +                                }
627 +                                if (r->gecc <= FTINY)   /* compute P(theta) */
628 +                                        d = 1.;
629 +                                else {
630 +                                        d = DOT(r->rdir, sr.rdir);
631 +                                        d = 1. + r->gecc*r->gecc - 2.*r->gecc*d;
632 +                                        d = (1. - r->gecc*r->gecc) / (d*sqrt(d));
633 +                                }
634 +                                                        /* other factors */
635 +                                d *= si.dom * r->rot / (4.*PI*nsamps);
636 +                                scalecolor(sr.rcol, d);
637 +                        } else {
638 +                                /* PMAP: Add ambient inscattering from
639 +                                 * volume photons; note we reverse the
640 +                                 * incident ray direction since we're
641 +                                 * now in *backward* raytracing mode! */
642 +                                sr.rdir [0] = -r -> rdir [0];
643 +                                sr.rdir [1] = -r -> rdir [1];
644 +                                sr.rdir [2] = -r -> rdir [2];
645 +                                sr.gecc = r -> gecc;
646 +                                inscatterVolumePmap(&sr, sr.rcol);
647 +                                scalecolor(sr.rcol, r -> rot / nsamps);
648 +                        }
649 +                        multcolor(sr.rcol, r->cext);
650 +                        multcolor(sr.rcol, r->albedo);
651 +                        multcolor(sr.rcol, cvext);
652 +                        addcolor(r->rcol, sr.rcol);     /* add it in */
653 +                }
654 +        }
655 +        samplendx = oldsampndx;
656 + }
657 +
658 +
659 + /****************************************************************
660 + * The following macros were separated from the m_light() routine
661 + * because they are very nasty and difficult to understand.
662 + */
663 +
664 + /* illumblock *
665 + *
666 + * We cannot allow an illum to pass to another illum, because that
667 + * would almost certainly constitute overcounting.
668 + * However, we do allow an illum to pass to another illum
669 + * that is actually going to relay to a virtual light source.
670 + * We also prevent an illum from passing to a glow; this provides a
671 + * convenient mechanism for defining detailed light source
672 + * geometry behind (or inside) an effective radiator.
673 + */
674 +
675 + static int
676 + weaksrcmat(OBJECT obj)          /* identify material */
677 + {
678 +        OBJREC *m = findmaterial(objptr(obj));
679 +        
680 +        if (m == NULL) return(0);
681 +        return((m->otype==MAT_ILLUM) | (m->otype==MAT_GLOW));
682 + }
683 +
684 + #define  illumblock(m, r)       (!(source[r->rsrc].sflags&SVIRTUAL) && \
685 +                                r->rod > 0.0 && \
686 +                                weaksrcmat(source[r->rsrc].so->omod))
687 +
688 + /* wrongsource *
689 + *
690 + * This source is the wrong source (ie. overcounted) if we are
691 + * aimed to a different source than the one we hit and the one
692 + * we hit is not an illum that should be passed.
693 + */
694 +
695 + #define  wrongsource(m, r)      (r->rsrc>=0 && source[r->rsrc].so!=r->ro && \
696 +                                (m->otype!=MAT_ILLUM || illumblock(m,r)))
697 +
698 + /* distglow *
699 + *
700 + * A distant glow is an object that sometimes acts as a light source,
701 + * but is too far away from the test point to be one in this case.
702 + * (Glows with negative radii should NEVER participate in illumination.)
703 + */
704 +
705 + #define  distglow(m, r, d)      (m->otype==MAT_GLOW && \
706 +                                m->oargs.farg[3] >= -FTINY && \
707 +                                d > m->oargs.farg[3])
708 +
709 + /* badcomponent *
710 + *
711 + * We must avoid counting light sources in the ambient calculation,
712 + * since the direct component is handled separately.  Therefore, any
713 + * ambient ray which hits an active light source must be discarded.
714 + * The same is true for stray specular samples, since the specular
715 + * contribution from light sources is calculated separately.
716 + */
717 + /* PMAP: Also avoid counting sources via transferred ambient rays (e.g.
718 + * through glass) when photon mapping is enabled, as these indirect
719 + * components are already accounted for.
720 + */
721 + #define  badcomponent(m, r)   (srcRayInPmap(r) || \
722 +                                (r->crtype&(AMBIENT|SPECULAR) && \
723 +                                !(r->crtype&SHADOW || r->rod < 0.0 || \
724 +                /* not 100% correct */  distglow(m, r, r->rot))))
725 +
726 + /* passillum *
727 + *
728 + * An illum passes to another material type when we didn't hit it
729 + * on purpose (as part of a direct calculation), or it is relaying
730 + * a virtual light source.
731 + */
732 +
733 + #define  passillum(m, r)        (m->otype==MAT_ILLUM && \
734 +                                (r->rsrc<0 || source[r->rsrc].so!=r->ro || \
735 +                                source[r->rsrc].sflags&SVIRTUAL))
736 +
737 + /* srcignore *
738 + *
739 + * The -dv flag is normally on for sources to be visible.
740 + */
741 +
742 + #define  srcignore(m, r)        !(directvis || r->crtype&SHADOW || \
743 +                                distglow(m, r, raydist(r,PRIMARY)))
744 +
745 +
746 + int
747 + m_light(                                /* ray hit a light source */
748 +        OBJREC  *m,
749 +        RAY  *r
750 + )
751 + {
752 +                                                /* check for over-counting */
753 +        if (badcomponent(m, r)) {
754 +                setcolor(r->rcoef, 0.0, 0.0, 0.0);
755 +                return(1);
756 +        }
757 +        if (wrongsource(m, r)) {
758 +                setcolor(r->rcoef, 0.0, 0.0, 0.0);
759 +                return(1);
760 +        }
761 +                                                /* check for passed illum */
762 +        if (passillum(m, r)) {
763 +                if (m->oargs.nsargs && strcmp(m->oargs.sarg[0], VOIDID))
764 +                        return(rayshade(r,lastmod(objndx(m),m->oargs.sarg[0])));
765 +                raytrans(r);
766 +                return(1);
767 +        }
768 +                                                /* check for invisibility */
769 +        if (srcignore(m, r)) {
770 +                setcolor(r->rcoef, 0.0, 0.0, 0.0);
771 +                return(1);
772 +        }
773 +                                        /* otherwise treat as source */
774 +                                                /* check for behind */
775 +        if (r->rod < 0.0)
776 +                return(1);
777 +                                                /* check for outside spot */
778 +        if (m->otype==MAT_SPOT && spotout(r, makespot(m)))
779 +                return(1);
780 +                                                /* get distribution pattern */
781 +        raytexture(r, m->omod);
782 +                                                /* get source color */
783 +        setcolor(r->rcol, m->oargs.farg[0],
784 +                          m->oargs.farg[1],
785 +                          m->oargs.farg[2]);
786 +                                                /* modify value */
787 +        multcolor(r->rcol, r->pcol);
788 +        return(1);
789   }

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