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

Comparing ray/src/rt/source.c (file contents):
Revision 1.43 by greg, Tue Aug 13 12:16:37 1991 UTC vs.
Revision 2.4 by greg, Fri Aug 28 14:07:41 1992 UTC

# Line 1 | Line 1
1 < /* Copyright (c) 1991 Regents of the University of California */
1 > /* Copyright (c) 1992 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 93 | Line 94 | marksources()                  /* find and mark source objects */
94                                  source[ns].sflags |= SSKIP;
95                          }
96                  }
97 +                if (!(source[ns].sflags & SSKIP))
98 +                        foundsource++;
99          }
100 <        if (nsources <= 0) {
100 >        if (!foundsource) {
101                  error(WARNING, "no light sources found");
102                  return;
103          }
104          markvirtuals();                 /* find and add virtual sources */
105 <        srccnt = (CONTRIB *)malloc(nsources*sizeof(CONTRIB));
106 <        cntord = (CNTPTR *)malloc(nsources*sizeof(CNTPTR));
107 <        if (srccnt == NULL || cntord == NULL)
105 >                                /* allocate our contribution arrays */
106 >        maxcntr = nsources + MAXSPART;  /* start with this many */
107 >        srccnt = (CONTRIB *)malloc(maxcntr*sizeof(CONTRIB));
108 >        cntord = (CNTPTR *)malloc(maxcntr*sizeof(CNTPTR));
109 >        if (srccnt == NULL | cntord == NULL)
110                  goto memerr;
111          return;
112   memerr:
# Line 109 | Line 114 | memerr:
114   }
115  
116  
117 < double
113 < srcray(sr, r, sn)               /* send a ray to a source, return domega */
117 > srcray(sr, r, si)               /* send a ray to a source, return domega */
118   register RAY  *sr;              /* returned source ray */
119   RAY  *r;                        /* ray which hit object */
120 < register int  sn;               /* source number */
120 > SRCINDEX  *si;                  /* source sample index */
121   {
122 <        double  ddot;                   /* (distance times) cosine */
123 <        FVECT  vd;
120 <        double  d;
121 <        register int  i;
122 >    double  d;                          /* distance to source */
123 >    register SRCREC  *srcp;
124  
125 <        if (source[sn].sflags & SSKIP)
124 <                return(0.0);                    /* skip this source */
125 >    rayorigin(sr, r, SHADOW, 1.0);              /* ignore limits */
126  
127 <        rayorigin(sr, r, SHADOW, 1.0);          /* ignore limits */
128 <
129 <        sr->rsrc = sn;                          /* remember source */
130 <                                                /* get source direction */
131 <        if (source[sn].sflags & SDISTANT) {
132 <                                                /* constant direction */
133 <                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];
136 <
137 <                if (source[sn].sflags & SFLAT &&
138 <                        (ddot = -DOT(sr->rdir, source[sn].snorm)) <= FTINY)
139 <                        return(0.0);            /* behind surface! */
127 >    while ((d = nextssamp(sr, si)) != 0.0) {
128 >        sr->rsrc = si->sn;                      /* remember source */
129 >        srcp = source + si->sn;
130 >        if (srcp->sflags & SDISTANT) {
131 >                if (srcp->sflags & SSPOT && spotout(sr, srcp->sl.s, 1))
132 >                        continue;
133 >                return(1);              /* sample OK */
134          }
135 <        if (dstrsrc > FTINY) {
142 <                                        /* distribute source direction */
143 <                dimlist[ndims] = sn + 8831;
144 <                peano(vd, 3, urand(ilhash(dimlist,ndims+1)+samplendx), .01);
145 <                for (i = 0; i < 3; i++)
146 <                        vd[i] = dstrsrc * source[sn].ss * (1. - 2.*vd[i]);
147 <                if (source[sn].sflags & SFLAT) {        /* project offset */
148 <                        d = DOT(vd, source[sn].snorm);
149 <                        for (i = 0; i < 3; i++)
150 <                                vd[i] -= d * source[sn].snorm[i];
151 <                }
152 <                for (i = 0; i < 3; i++)         /* offset source direction */
153 <                        sr->rdir[i] += vd[i];
154 <                                                /* normalize */
155 <                d = normalize(sr->rdir);
156 <
157 <        } else if (!(source[sn].sflags & SDISTANT))
158 <                                                /* normalize direction */
159 <                d = normalize(sr->rdir);
160 <
161 <        if (source[sn].sflags & SDISTANT) {
162 <                if (source[sn].sflags & SSPOT) {        /* check location */
163 <                        for (i = 0; i < 3; i++)
164 <                                vd[i] = source[sn].sl.s->aim[i] - sr->rorg[i];
165 <                        d = DOT(sr->rdir,vd);
166 <                        if (d <= FTINY)
167 <                                return(0.0);
168 <                        d = DOT(vd,vd) - d*d;
169 <                        if (PI*d > source[sn].sl.s->siz)
170 <                                return(0.0);
171 <                }
172 <                return(source[sn].ss2);         /* domega constant */
173 <        }
174 <                                                /* check direction */
175 <        if (d == 0.0)
176 <                return(0.0);
135 >                                /* local source */
136                                                  /* check proximity */
137 <        if (source[sn].sflags & SPROX &&
138 <                        d > source[sn].sl.prox)
180 <                return(0.0);
181 <                                                /* compute dot product */
182 <        if (source[sn].sflags & SFLAT)
183 <                ddot /= d;
184 <        else
185 <                ddot = 1.0;
137 >        if (srcp->sflags & SPROX && d > srcp->sl.prox)
138 >                continue;
139                                                  /* check angle */
140 <        if (source[sn].sflags & SSPOT) {
141 <                if (source[sn].sl.s->siz < 2.0*PI *
142 <                                (1.0 + DOT(source[sn].sl.s->aim,sr->rdir)))
143 <                        return(0.0);
144 <                d += source[sn].sl.s->flen;     /* adjust length */
140 >        if (srcp->sflags & SSPOT) {
141 >                if (spotout(sr, srcp->sl.s, 0))
142 >                        continue;
143 >                                        /* adjust solid angle */
144 >                si->dom *= d*d;
145 >                d += srcp->sl.s->flen;
146 >                si->dom /= d*d;
147          }
148 <                                                /* compute domega */
149 <        return(ddot*source[sn].ss2/(d*d));
148 >        return(1);                      /* sample OK */
149 >    }
150 >    return(0);                  /* no more samples */
151   }
152  
153  
# Line 247 | Line 203 | char  *p;                      /* data for f */
203          extern int  (*trace)();
204          extern double  pow();
205          register int  sn;
206 +        SRCINDEX  si;
207          int  nshadcheck, ncnts;
208          int  nhits;
209 <        double  dom, prob, ourthresh, hwt;
209 >        double  prob, ourthresh, hwt;
210          RAY  sr;
211                          /* NOTE: srccnt and cntord global so no recursion */
212          if (nsources <= 0)
213                  return;         /* no sources?! */
257                                                /* compute number to check */
258        nshadcheck = pow((double)nsources, shadcert) + .5;
259                                                /* modify threshold */
260        ourthresh = shadthresh / r->rweight;
214                                                  /* potential contributions */
215 <        for (sn = 0; sn < nsources; sn++) {
216 <                cntord[sn].sno = sn;
217 <                cntord[sn].brt = 0.0;
218 <                                                /* get source ray */
219 <                if ((dom = srcray(&sr, r, sn)) == 0.0)
220 <                        continue;
221 <                VCOPY(srccnt[sn].dir, sr.rdir);
215 >        initsrcindex(&si);
216 >        for (sn = 0; srcray(&sr, r, &si); sn++) {
217 >                if (sn >= maxcntr) {
218 >                        maxcntr = sn + MAXSPART;
219 >                        srccnt = (CONTRIB *)realloc((char *)srccnt,
220 >                                        maxcntr*sizeof(CONTRIB));
221 >                        cntord = (CNTPTR *)realloc((char *)cntord,
222 >                                        maxcntr*sizeof(CNTPTR));
223 >                        if (srccnt == NULL | cntord == NULL)
224 >                                error(SYSTEM, "out of memory in direct");
225 >                }
226 >                cntord[sn].sndx = sn;
227 >                srccnt[sn].sno = sr.rsrc;
228                                                  /* compute coefficient */
229 <                (*f)(srccnt[sn].coef, p, srccnt[sn].dir, dom);
229 >                (*f)(srccnt[sn].coef, p, sr.rdir, si.dom);
230                  cntord[sn].brt = bright(srccnt[sn].coef);
231                  if (cntord[sn].brt <= 0.0)
232                          continue;
233 +                VCOPY(srccnt[sn].dir, sr.rdir);
234                                                  /* compute potential */
235                  sr.revf = srcvalue;
236                  rayvalue(&sr);
# Line 279 | Line 239 | char  *p;                      /* data for f */
239                  cntord[sn].brt = bright(srccnt[sn].val);
240          }
241                                                  /* sort contributions */
242 <        qsort(cntord, nsources, sizeof(CNTPTR), cntcmp);
242 >        qsort(cntord, sn, sizeof(CNTPTR), cntcmp);
243          {                                       /* find last */
244                  register int  l, m;
245  
246 <                sn = 0; ncnts = l = nsources;
246 >                ncnts = l = sn;
247 >                sn = 0;
248                  while ((m = (sn + ncnts) >> 1) != l) {
249                          if (cntord[m].brt > 0.0)
250                                  sn = m;
# Line 292 | Line 253 | char  *p;                      /* data for f */
253                          l = m;
254                  }
255          }
256 +        if (ncnts == 0)
257 +                return;         /* no contributions! */
258                                                  /* accumulate tail */
259          for (sn = ncnts-1; sn > 0; sn--)
260                  cntord[sn-1].brt += cntord[sn].brt;
261 +                                                /* compute number to check */
262 +        nshadcheck = pow((double)ncnts, shadcert) + .5;
263 +                                                /* modify threshold */
264 +        ourthresh = shadthresh / r->rweight;
265                                                  /* test for shadows */
266          nhits = 0;
267          for (sn = 0; sn < ncnts; sn++) {
# Line 303 | Line 270 | char  *p;                      /* data for f */
270                                  cntord[sn].brt-cntord[sn+nshadcheck].brt)
271                                  < ourthresh*bright(r->rcol))
272                          break;
306                                                /* get statistics */
307                source[cntord[sn].sno].ntests++;
273                                                  /* test for hit */
274                  rayorigin(&sr, r, SHADOW, 1.0);
275 <                VCOPY(sr.rdir, srccnt[cntord[sn].sno].dir);
276 <                sr.rsrc = cntord[sn].sno;
275 >                VCOPY(sr.rdir, srccnt[cntord[sn].sndx].dir);
276 >                sr.rsrc = srccnt[cntord[sn].sndx].sno;
277 >                source[sr.rsrc].ntests++;       /* keep statistics */
278                  if (localhit(&sr, &thescene) &&
279 <                                ( sr.ro != source[cntord[sn].sno].so ||
280 <                                source[cntord[sn].sno].sflags & SFOLLOW )) {
279 >                                ( sr.ro != source[sr.rsrc].so ||
280 >                                source[sr.rsrc].sflags & SFOLLOW )) {
281                                                  /* follow entire path */
282                          raycont(&sr);
283                          if (trace != NULL)
284                                  (*trace)(&sr);  /* trace execution */
285                          if (bright(sr.rcol) <= FTINY)
286                                  continue;       /* missed! */
287 <                        copycolor(srccnt[cntord[sn].sno].val, sr.rcol);
288 <                        multcolor(srccnt[cntord[sn].sno].val,
289 <                                        srccnt[cntord[sn].sno].coef);
287 >                        copycolor(srccnt[cntord[sn].sndx].val, sr.rcol);
288 >                        multcolor(srccnt[cntord[sn].sndx].val,
289 >                                        srccnt[cntord[sn].sndx].coef);
290                  }
291                                                  /* add contribution if hit */
292 <                addcolor(r->rcol, srccnt[cntord[sn].sno].val);
292 >                addcolor(r->rcol, srccnt[cntord[sn].sndx].val);
293                  nhits++;
294 <                source[cntord[sn].sno].nhits++;
294 >                source[sr.rsrc].nhits++;
295          }
296                                          /* surface hit rate */
297          if (sn > 0)
# Line 339 | Line 305 | char  *p;                      /* data for f */
305   #endif
306                                          /* add in untested sources */
307          for ( ; sn < ncnts; sn++) {
308 <                prob = hwt * (double)source[cntord[sn].sno].nhits /
309 <                                (double)source[cntord[sn].sno].ntests;
310 <                scalecolor(srccnt[cntord[sn].sno].val, prob);
311 <                addcolor(r->rcol, srccnt[cntord[sn].sno].val);
308 >                sr.rsrc = srccnt[cntord[sn].sndx].sno;
309 >                prob = hwt * (double)source[sr.rsrc].nhits /
310 >                                (double)source[sr.rsrc].ntests;
311 >                scalecolor(srccnt[cntord[sn].sndx].val, prob);
312 >                addcolor(r->rcol, srccnt[cntord[sn].sndx].val);
313          }
314 + }
315 +
316 +
317 + /****************************************************************
318 + * The following macros were separated from the m_light() routine
319 + * because they are very nasty and difficult to understand.
320 + */
321 +
322 + /* wrongillum *
323 + *
324 + * We cannot allow an illum to pass to another illum, because that
325 + * would almost certainly constitute overcounting.
326 + * However, we do allow an illum to pass to another illum
327 + * that is actually going to relay to a virtual light source.
328 + */
329 +
330 + #define  wrongillum(m, r)       (!(source[r->rsrc].sflags&SVIRTUAL) && \
331 +                        objptr(source[r->rsrc].so->omod)->otype==MAT_ILLUM)
332 +
333 + /* wrongsource *
334 + *
335 + * This source is the wrong source (ie. overcounted) if we are
336 + * aimed to a different source than the one we hit and the one
337 + * we hit is not an illum which should be passed.
338 + */
339 +
340 + #define  wrongsource(m, r)      (r->rsrc>=0 && source[r->rsrc].so!=r->ro && \
341 +                                (m->otype!=MAT_ILLUM || wrongillum(m,r)))
342 +
343 + /* distglow *
344 + *
345 + * A distant glow is an object that sometimes acts as a light source,
346 + * but is too far away from the test point to be one in this case.
347 + */
348 +
349 + #define  distglow(m, r)         (m->otype==MAT_GLOW && \
350 +                                r->rot > m->oargs.farg[3])
351 +
352 + /* badcomponent *
353 + *
354 + * We must avoid counting light sources in the ambient calculation,
355 + * since the direct component is handled separately.  Therefore, any
356 + * ambient ray which hits an active light source must be discarded.
357 + * The same is true for stray specular samples, since the specular
358 + * contribution from light sources is calculated separately.
359 + */
360 +
361 + #define  badcomponent(m, r)     (r->crtype&(AMBIENT|SPECULAR) && \
362 +                                !(r->crtype&SHADOW || r->rod < 0.0 || \
363 +                                        distglow(m, r)))
364 +
365 + /* overcount *
366 + *
367 + * All overcounting possibilities are contained here.
368 + */
369 +
370 + #define  overcount(m, r)        (badcomponent(m,r) || wrongsource(m,r))
371 +
372 + /* passillum *
373 + *
374 + * An illum passes to another material type when we didn't hit it
375 + * on purpose (as part of a direct calculation), or it is relaying
376 + * a virtual light source.
377 + */
378 +
379 + #define  passillum(m, r)        (m->otype==MAT_ILLUM && \
380 +                                (r->rsrc<0 || source[r->rsrc].so!=r->ro || \
381 +                                source[r->rsrc].sflags&SVIRTUAL))
382 +
383 + /* srcignore *
384 + *
385 + * The -di flag renders light sources invisible, and here is the test.
386 + */
387 +
388 + #define  srcignore(m, r)        (directinvis && !(r->crtype&SHADOW) && \
389 +                                !distglow(m, r))
390 +
391 +
392 + m_light(m, r)                   /* ray hit a light source */
393 + register OBJREC  *m;
394 + register RAY  *r;
395 + {
396 +                                                /* check for over-counting */
397 +        if (overcount(m, r))
398 +                return;
399 +                                                /* check for passed illum */
400 +        if (passillum(m, r)) {
401 +                if (m->oargs.nsargs < 1 || !strcmp(m->oargs.sarg[0], VOIDID))
402 +                        raytrans(r);
403 +                else
404 +                        rayshade(r, modifier(m->oargs.sarg[0]));
405 +                return;
406 +        }
407 +                                        /* otherwise treat as source */
408 +                                                /* check for behind */
409 +        if (r->rod < 0.0)
410 +                return;
411 +                                                /* check for invisibility */
412 +        if (srcignore(m, r))
413 +                return;
414 +                                                /* check for outside spot */
415 +        if (m->otype==MAT_SPOT && spotout(r, (SPOT *)m->os, r->rot>=FHUGE))
416 +                return;
417 +                                                /* get distribution pattern */
418 +        raytexture(r, m->omod);
419 +                                                /* get source color */
420 +        setcolor(r->rcol, m->oargs.farg[0],
421 +                          m->oargs.farg[1],
422 +                          m->oargs.farg[2]);
423 +                                                /* modify value */
424 +        multcolor(r->rcol, r->pcol);
425   }

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