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

Comparing ray/src/rt/source.c (file contents):
Revision 1.6 by greg, Wed Jun 7 10:29:05 1989 UTC vs.
Revision 2.57 by greg, Thu Jul 17 18:26:01 2008 UTC

# Line 1 | Line 1
1 /* Copyright (c) 1986 Regents of the University of California */
2
1   #ifndef lint
2 < static char SCCSid[] = "$SunId$ LBL";
2 > static const char RCSid[] = "$Id$";
3   #endif
6
4   /*
5   *  source.c - routines dealing with illumination sources.
6   *
7 < *     8/20/85
7 > *  External symbols declared in source.h
8   */
9  
10   #include  "ray.h"
11 + #include  "otypes.h"
12 + #include  "rtotypes.h"
13 + #include  "source.h"
14 + #include  "random.h"
15  
16 < #include  "octree.h"
16 > extern double  ssampdist;               /* scatter sampling distance */
17  
18 < #include  "source.h"
18 > #ifndef MAXSSAMP
19 > #define MAXSSAMP        16              /* maximum samples per ray */
20 > #endif
21  
22 < #include  "otypes.h"
22 > /*
23 > * Structures used by direct()
24 > */
25  
26 < #include  "cone.h"
26 > typedef struct {
27 >        int  sno;               /* source number */
28 >        FVECT  dir;             /* source direction */
29 >        COLOR  coef;            /* material coefficient */
30 >        COLOR  val;             /* contribution */
31 > }  CONTRIB;             /* direct contribution */
32  
33 < #include  "face.h"
33 > typedef struct {
34 >        int  sndx;              /* source index (to CONTRIB array) */
35 >        float  brt;             /* brightness (for comparison) */
36 > }  CNTPTR;              /* contribution pointer */
37  
38 < #include  "random.h"
38 > static CONTRIB  *srccnt;                /* source contributions in direct() */
39 > static CNTPTR  *cntord;                 /* source ordering in direct() */
40 > static int  maxcntr = 0;                /* size of contribution arrays */
41  
42 + static int cntcmp(const void *p1, const void *p2);
43  
28 extern double  dstrsrc;                 /* source distribution amount */
29 extern double  shadthresh;              /* relative shadow threshold */
44  
45 < SRCREC  *source = NULL;                 /* our list of sources */
46 < int  nsources = 0;                      /* the number of sources */
45 > extern OBJREC *                 /* find an object's actual material */
46 > findmaterial(register OBJREC *o)
47 > {
48 >        while (!ismaterial(o->otype)) {
49 >                if (o->otype == MOD_ALIAS && o->oargs.nsargs) {
50 >                        OBJECT  aobj;
51 >                        OBJREC  *ao;
52 >                        aobj = lastmod(objndx(o), o->oargs.sarg[0]);
53 >                        if (aobj < 0)
54 >                                objerror(o, USER, "bad reference");
55 >                        ao = objptr(aobj);
56 >                        if (ismaterial(ao->otype))
57 >                                return(ao);
58 >                        if (ao->otype == MOD_ALIAS) {
59 >                                o = ao;
60 >                                continue;
61 >                        }
62 >                }
63 >                if (o->omod == OVOID)
64 >                        return(NULL);
65 >                o = objptr(o->omod);
66 >        }
67 >        return(o);              /* mixtures will return NULL */
68 > }
69  
70  
71 < marksources()                   /* find and mark source objects */
71 > extern void
72 > marksources(void)                       /* find and mark source objects */
73   {
74 +        int  foundsource = 0;
75 +        int  i;
76          register OBJREC  *o, *m;
77 <        register int  i;
78 <
79 <        for (i = 0; i < nobjects; i++) {
77 >        register int  ns;
78 >                                        /* initialize dispatch table */
79 >        initstypes();
80 >                                        /* find direct sources */
81 >        for (i = 0; i < nsceneobjs; i++) {
82          
83                  o = objptr(i);
84  
85 <                if (o->omod == OVOID)
85 >                if (!issurface(o->otype) || o->omod == OVOID)
86                          continue;
87 <
88 <                m = objptr(o->omod);
89 <
49 <                if (m->otype != MAT_LIGHT &&
50 <                                m->otype != MAT_ILLUM &&
51 <                                m->otype != MAT_GLOW &&
52 <                                m->otype != MAT_SPOT)
87 >                                        /* find material */
88 >                m = findmaterial(objptr(o->omod));
89 >                if (m == NULL)
90                          continue;
91 +                if (m->otype == MAT_CLIP) {
92 +                        markclip(m);    /* special case for antimatter */
93 +                        continue;
94 +                }
95 +                if (!islight(m->otype))
96 +                        continue;       /* not source modifier */
97          
98                  if (m->oargs.nfargs != (m->otype == MAT_GLOW ? 4 :
99                                  m->otype == MAT_SPOT ? 7 : 3))
# Line 60 | Line 103 | marksources()                  /* find and mark source objects */
103                                  o->otype != OBJ_SOURCE &&
104                                  m->oargs.farg[3] <= FTINY)
105                          continue;                       /* don't bother */
106 +                if (m->oargs.farg[0] <= FTINY && m->oargs.farg[1] <= FTINY &&
107 +                                m->oargs.farg[2] <= FTINY)
108 +                        continue;                       /* don't bother */
109  
110 <                if (source == NULL)
111 <                        source = (SRCREC *)malloc(sizeof(SRCREC));
112 <                else
67 <                        source = (SRCREC *)realloc((char *)source,
68 <                                        (unsigned)(nsources+1)*sizeof(SRCREC));
69 <                if (source == NULL)
70 <                        error(SYSTEM, "out of memory in marksources");
110 >                if (sfun[o->otype].of == NULL ||
111 >                                sfun[o->otype].of->setsrc == NULL)
112 >                        objerror(o, USER, "illegal material");
113  
114 <                newsource(&source[nsources], o);
114 >                if ((ns = newsource()) < 0)
115 >                        goto memerr;
116  
117 +                setsource(&source[ns], o);
118 +
119                  if (m->otype == MAT_GLOW) {
120 <                        source[nsources].sflags |= SPROX;
121 <                        source[nsources].sl.prox = m->oargs.farg[3];
122 <                        if (o->otype == OBJ_SOURCE)
123 <                                source[nsources].sflags |= SSKIP;
120 >                        source[ns].sflags |= SPROX;
121 >                        source[ns].sl.prox = m->oargs.farg[3];
122 >                        if (source[ns].sflags & SDISTANT)
123 >                                source[ns].sflags |= SSKIP;
124                  } else if (m->otype == MAT_SPOT) {
125 <                        source[nsources].sflags |= SSPOT;
126 <                        source[nsources].sl.s = makespot(m);
125 >                        source[ns].sflags |= SSPOT;
126 >                        if ((source[ns].sl.s = makespot(m)) == NULL)
127 >                                goto memerr;
128 >                        if (source[ns].sflags & SFLAT &&
129 >                                !checkspot(source[ns].sl.s,source[ns].snorm)) {
130 >                                objerror(o, WARNING,
131 >                                        "invalid spotlight direction");
132 >                                source[ns].sflags |= SSKIP;
133 >                        }
134                  }
135 <                nsources++;
135 > #if  SHADCACHE
136 >                initobscache(ns);
137 > #endif
138 >                if (!(source[ns].sflags & SSKIP))
139 >                        foundsource++;
140          }
141 +        if (!foundsource) {
142 +                error(WARNING, "no light sources found");
143 +                return;
144 +        }
145 +        markvirtuals();                 /* find and add virtual sources */
146 +                                /* allocate our contribution arrays */
147 +        maxcntr = nsources + MAXSPART;  /* start with this many */
148 +        srccnt = (CONTRIB *)malloc(maxcntr*sizeof(CONTRIB));
149 +        cntord = (CNTPTR *)malloc(maxcntr*sizeof(CNTPTR));
150 +        if ((srccnt == NULL) | (cntord == NULL))
151 +                goto memerr;
152 +        return;
153 + memerr:
154 +        error(SYSTEM, "out of memory in marksources");
155   }
156  
157  
158 < newsource(src, so)                      /* add a source to the array */
159 < register SRCREC  *src;
90 < register OBJREC  *so;
158 > extern void
159 > freesources(void)                       /* free all source structures */
160   {
161 <        double  cos(), tan(), sqrt();
162 <        double  theta;
163 <        FACE  *f;
164 <        CONE  *co;
165 <        int  j;
166 <        register int  i;
167 <        
168 <        src->sflags = 0;
100 <        src->nhits = 1; src->ntests = 2;        /* start probability = 1/2 */
101 <        src->so = so;
102 <
103 <        switch (so->otype) {
104 <        case OBJ_SOURCE:
105 <                if (so->oargs.nfargs != 4)
106 <                        objerror(so, USER, "bad arguments");
107 <                src->sflags |= SDISTANT;
108 <                VCOPY(src->sloc, so->oargs.farg);
109 <                if (normalize(src->sloc) == 0.0)
110 <                        objerror(so, USER, "zero direction");
111 <                theta = PI/180.0/2.0 * so->oargs.farg[3];
112 <                if (theta <= FTINY)
113 <                        objerror(so, USER, "zero size");
114 <                src->ss = theta >= PI/4 ? 1.0 : tan(theta);
115 <                src->ss2 = 2.0*PI * (1.0 - cos(theta));
116 <                break;
117 <        case OBJ_SPHERE:
118 <                VCOPY(src->sloc, so->oargs.farg);
119 <                src->ss = so->oargs.farg[3];
120 <                src->ss2 = PI * src->ss * src->ss;
121 <                break;
122 <        case OBJ_FACE:
123 <                                                /* get the face */
124 <                f = getface(so);
125 <                                                /* find the center */
126 <                for (j = 0; j < 3; j++) {
127 <                        src->sloc[j] = 0.0;
128 <                        for (i = 0; i < f->nv; i++)
129 <                                src->sloc[j] += VERTEX(f,i)[j];
130 <                        src->sloc[j] /= f->nv;
131 <                }
132 <                if (!inface(src->sloc, f))
133 <                        objerror(so, USER, "cannot hit center");
134 <                src->ss = sqrt(f->area / PI);
135 <                src->ss2 = f->area;
136 <                break;
137 <        case OBJ_RING:
138 <                                                /* get the ring */
139 <                co = getcone(so, 0);
140 <                VCOPY(src->sloc, CO_P0(co));
141 <                if (CO_R0(co) > 0.0)
142 <                        objerror(so, USER, "cannot hit center");
143 <                src->ss = CO_R1(co);
144 <                src->ss2 = PI * src->ss * src->ss;
145 <                break;
146 <        default:
147 <                objerror(so, USER, "illegal material");
161 >        if (nsources > 0) {
162 > #if SHADCACHE
163 >                while (nsources--)
164 >                        freeobscache(&source[nsources]);
165 > #endif
166 >                free((void *)source);
167 >                source = NULL;
168 >                nsources = 0;
169          }
170 +        if (maxcntr <= 0)
171 +                return;
172 +        free((void *)srccnt);
173 +        srccnt = NULL;
174 +        free((void *)cntord);
175 +        cntord = NULL;
176 +        maxcntr = 0;
177   }
178  
179  
180 < SPOT *
181 < makespot(m)                     /* make a spotlight */
182 < register OBJREC  *m;
180 > extern int
181 > srcray(                         /* send a ray to a source, return domega */
182 >        register RAY  *sr,              /* returned source ray */
183 >        RAY  *r,                        /* ray which hit object */
184 >        SRCINDEX  *si                   /* source sample index */
185 > )
186   {
187 <        extern double  cos();
188 <        register SPOT  *ns;
187 >    double  d;                          /* distance to source */
188 >    register SRCREC  *srcp;
189  
190 <        if ((ns = (SPOT *)malloc(sizeof(SPOT))) == NULL)
191 <                error(SYSTEM, "out of memory in makespot");
192 <        ns->siz = 2.0*PI * (1.0 - cos(PI/180.0/2.0 * m->oargs.farg[3]));
193 <        VCOPY(ns->aim, m->oargs.farg+4);
194 <        if ((ns->flen = normalize(ns->aim)) == 0.0)
195 <                objerror(m, USER, "zero focus vector");
196 <        return(ns);
190 >    rayorigin(sr, SHADOW, r, NULL);             /* ignore limits */
191 >
192 >    while ((d = nextssamp(sr, si)) != 0.0) {
193 >        sr->rsrc = si->sn;                      /* remember source */
194 >        srcp = source + si->sn;
195 >        if (srcp->sflags & SDISTANT) {
196 >                if (srcp->sflags & SSPOT && spotout(sr, srcp->sl.s))
197 >                        continue;
198 >                return(1);              /* sample OK */
199 >        }
200 >                                /* local source */
201 >                                                /* check proximity */
202 >        if (srcp->sflags & SPROX && d > srcp->sl.prox)
203 >                continue;
204 >                                                /* check angle */
205 >        if (srcp->sflags & SSPOT) {
206 >                if (spotout(sr, srcp->sl.s))
207 >                        continue;
208 >                                        /* adjust solid angle */
209 >                si->dom *= d*d;
210 >                d += srcp->sl.s->flen;
211 >                si->dom /= d*d;
212 >        }
213 >        return(1);                      /* sample OK */
214 >    }
215 >    return(0);                  /* no more samples */
216   }
217  
218  
219 < double
220 < srcray(sr, r, sn)               /* send a ray to a source, return domega */
221 < register RAY  *sr;              /* returned source ray */
222 < RAY  *r;                        /* ray which hit object */
173 < register int  sn;               /* source number */
219 > extern void
220 > srcvalue(                       /* punch ray to source and compute value */
221 >        register RAY  *r
222 > )
223   {
224 <        register double  *norm = NULL;  /* plane normal */
176 <        double  ddot;                   /* (distance times) cosine */
177 <        FVECT  vd;
178 <        double  d;
179 <        register int  i;
224 >        register SRCREC  *sp;
225  
226 <        if (source[sn].sflags & SSKIP)
227 <                return(0.0);                    /* skip this source */
228 <
229 <        rayorigin(sr, r, SHADOW, 1.0);          /* ignore limits */
230 <
231 <        sr->rsrc = sn;                          /* remember source */
232 <                                                /* get source direction */
233 <        if (source[sn].sflags & SDISTANT)
234 <                                                /* constant direction */
190 <                VCOPY(sr->rdir, source[sn].sloc);
191 <        else {                                  /* compute direction */
192 <                for (i = 0; i < 3; i++)
193 <                        sr->rdir[i] = source[sn].sloc[i] - sr->rorg[i];
194 <
195 <                if (source[sn].so->otype == OBJ_FACE)
196 <                        norm = getface(source[sn].so)->norm;
197 <                else if (source[sn].so->otype == OBJ_RING)
198 <                        norm = getcone(source[sn].so,0)->ad;
199 <
200 <                if (norm != NULL && (ddot = -DOT(sr->rdir, norm)) <= FTINY)
201 <                        return(0.0);            /* behind surface! */
226 >        sp = &source[r->rsrc];
227 >        if (sp->sflags & SVIRTUAL) {    /* virtual source */
228 >                                        /* check intersection */
229 >                if (!(*ofun[sp->so->otype].funp)(sp->so, r))
230 >                        return;
231 >                if (!rayshade(r, r->ro->omod))  /* compute contribution */
232 >                        goto nomat;
233 >                rayparticipate(r);
234 >                return;
235          }
236 <        if (dstrsrc > FTINY) {
237 <                                        /* distribute source direction */
238 <                for (i = 0; i < 3; i++)
239 <                        vd[i] = dstrsrc * source[sn].ss * (1.0 - 2.0*frandom());
236 >                                        /* compute intersection */
237 >        if (sp->sflags & SDISTANT ? sourcehit(r) :
238 >                        (*ofun[sp->so->otype].funp)(sp->so, r)) {
239 >                if (sp->sa.success >= 0)
240 >                        sp->sa.success++;
241 >                if (!rayshade(r, r->ro->omod))  /* compute contribution */
242 >                        goto nomat;
243 >                rayparticipate(r);
244 >                return;
245 >        }
246 >                                        /* we missed our mark! */
247 >        if (sp->sa.success < 0)
248 >                return;                 /* bitched already */
249 >        sp->sa.success -= AIMREQT;
250 >        if (sp->sa.success >= 0)
251 >                return;                 /* leniency */
252 >        sprintf(errmsg, "aiming failure for light source \"%s\"",
253 >                        sp->so->oname);
254 >        error(WARNING, errmsg);         /* issue warning */
255 >        return;
256 > nomat:
257 >        objerror(r->ro, USER, "material not found");
258 > }
259  
208                if (norm != NULL) {             /* project offset */
209                        d = DOT(vd, norm);
210                        for (i = 0; i < 3; i++)
211                                vd[i] -= d * norm[i];
212                }
213                for (i = 0; i < 3; i++)         /* offset source direction */
214                        sr->rdir[i] += vd[i];
260  
261 <        } else if (source[sn].sflags & SDISTANT)
262 <                                                /* already normalized */
263 <                return(source[sn].ss2);
264 <
265 <        if ((d = normalize(sr->rdir)) == 0.0)
266 <                                                /* at source! */
222 <                return(0.0);
261 > static int
262 > transillum(                     /* check if material is transparent illum */
263 >        OBJECT  obj
264 > )
265 > {
266 >        OBJREC *m = findmaterial(objptr(obj));
267          
268 <        if (source[sn].sflags & SDISTANT)
269 <                                                /* domega constant */
270 <                return(source[sn].ss2);
271 <
272 <        else {
229 <                                                /* check proximity */
230 <                if (source[sn].sflags & SPROX &&
231 <                                d > source[sn].sl.prox)
232 <                        return(0.0);
233 <
234 <                if (norm != NULL)
235 <                        ddot /= d;
236 <                else
237 <                        ddot = 1.0;
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;
244 <                }
245 <                                                /* return domega */
246 <                return(ddot*source[sn].ss2/(d*d));
247 <        }
268 >        if (m == NULL)
269 >                return(1);
270 >        if (m->otype != MAT_ILLUM)
271 >                return(0);
272 >        return(!m->oargs.nsargs || !strcmp(m->oargs.sarg[0], VOIDID));
273   }
274  
275  
276 < sourcehit(r)                    /* check to see if ray hit distant source */
277 < register RAY  *r;
276 > extern int
277 > sourcehit(                      /* check to see if ray hit distant source */
278 >        register RAY  *r
279 > )
280   {
281 +        int  glowsrc = -1;
282 +        int  transrc = -1;
283          int  first, last;
284          register int  i;
285  
# Line 259 | Line 288 | register RAY  *r;
288          } else {                        /* otherwise check all */
289                  first = 0; last = nsources-1;
290          }
291 <        for (i = first; i <= last; i++)
292 <                if (source[i].sflags & SDISTANT)
293 <                        /*
294 <                         * Check to see if ray is within
295 <                         * solid angle of source.
296 <                         */
297 <                        if (2.0*PI * (1.0 - DOT(source[i].sloc,r->rdir))
298 <                                        <= source[i].ss2) {
299 <                                r->ro = source[i].so;
300 <                                if (!(source[i].sflags & SSKIP))
301 <                                        break;
302 <                        }
303 <
304 <        if (r->ro != NULL) {
305 <                for (i = 0; i < 3; i++)
306 <                        r->ron[i] = -r->rdir[i];
307 <                r->rod = 1.0;
308 <                r->rofs = 1.0; setident4(r->rofx);
309 <                r->robs = 1.0; setident4(r->robx);
310 <                return(1);
291 >        for (i = first; i <= last; i++) {
292 >                if ((source[i].sflags & (SDISTANT|SVIRTUAL)) != SDISTANT)
293 >                        continue;
294 >                /*
295 >                 * Check to see if ray is within
296 >                 * solid angle of source.
297 >                 */
298 >                if (2.*PI*(1. - DOT(source[i].sloc,r->rdir)) > source[i].ss2)
299 >                        continue;
300 >                                        /* is it the only possibility? */
301 >                if (first == last) {
302 >                        r->ro = source[i].so;
303 >                        break;
304 >                }
305 >                /*
306 >                 * If it's a glow or transparent illum, just remember it.
307 >                 */
308 >                if (source[i].sflags & SSKIP) {
309 >                        glowsrc = i;
310 >                        continue;
311 >                }
312 >                if (transillum(source[i].so->omod)) {
313 >                        transrc = i;
314 >                        continue;
315 >                }
316 >                r->ro = source[i].so;   /* otherwise, use first hit */
317 >                break;
318          }
319 <        return(0);
319 >        /*
320 >         * Do we need fallback?
321 >         */
322 >        if (r->ro == NULL) {
323 >                if (transrc >= 0 && r->crtype & (AMBIENT|SPECULAR))
324 >                        return(0);      /* avoid overcounting */
325 >                if (glowsrc >= 0)
326 >                        r->ro = source[glowsrc].so;
327 >                else
328 >                        return(0);      /* nothing usable */
329 >        }
330 >        /*
331 >         * Make assignments.
332 >         */
333 >        r->robj = objndx(r->ro);
334 >        for (i = 0; i < 3; i++)
335 >                r->ron[i] = -r->rdir[i];
336 >        r->rod = 1.0;
337 >        r->pert[0] = r->pert[1] = r->pert[2] = 0.0;
338 >        r->uv[0] = r->uv[1] = 0.0;
339 >        r->rox = NULL;
340 >        return(1);
341   }
342  
343  
344   static int
345 < cntcmp(sc1, sc2)                        /* contribution compare (descending) */
346 < register CONTRIB  *sc1, *sc2;
345 > cntcmp(                         /* contribution compare (descending) */
346 >        const void *p1,
347 >        const void *p2
348 > )
349   {
350 +        register const CNTPTR  *sc1 = (const CNTPTR *)p1;
351 +        register const CNTPTR  *sc2 = (const CNTPTR *)p2;
352 +
353          if (sc1->brt > sc2->brt)
354                  return(-1);
355          if (sc1->brt < sc2->brt)
# Line 296 | Line 358 | register CONTRIB  *sc1, *sc2;
358   }
359  
360  
361 < direct(r, f, p)                         /* add direct component */
362 < RAY  *r;                        /* ray that hit surface */
363 < int  (*f)();                    /* direct component coefficient function */
364 < char  *p;                       /* data for f */
361 > extern void
362 > direct(                                 /* add direct component */
363 >        RAY  *r,                        /* ray that hit surface */
364 >        srcdirf_t *f,                   /* direct component coefficient function */
365 >        void  *p                        /* data for f */
366 > )
367   {
368          register int  sn;
369 <        register CONTRIB  *srccnt;
370 <        double  dtmp, hwt, test2, hit2;
369 >        register CONTRIB  *scp;
370 >        SRCINDEX  si;
371 >        int  nshadcheck, ncnts;
372 >        int  nhits;
373 >        double  prob, ourthresh, hwt;
374          RAY  sr;
375 <
376 <        if ((srccnt = (CONTRIB *)malloc(nsources*sizeof(CONTRIB))) == NULL)
377 <                error(SYSTEM, "out of memory in direct");
375 >                        /* NOTE: srccnt and cntord global so no recursion */
376 >        if (nsources <= 0)
377 >                return;         /* no sources?! */
378                                                  /* potential contributions */
379 <        for (sn = 0; sn < nsources; sn++) {
380 <                srccnt[sn].sno = sn;
381 <                setcolor(srccnt[sn].val, 0.0, 0.0, 0.0);
382 <                srccnt[sn].brt = 0.0;
383 <                                                /* get source ray */
384 <                if ((srccnt[sn].dom = srcray(&sr, r, sn)) == 0.0)
385 <                        continue;
386 <                VCOPY(srccnt[sn].dir, sr.rdir);
379 >        initsrcindex(&si);
380 >        for (sn = 0; srcray(&sr, r, &si); sn++) {
381 >                if (sn >= maxcntr) {
382 >                        maxcntr = sn + MAXSPART;
383 >                        srccnt = (CONTRIB *)realloc((void *)srccnt,
384 >                                        maxcntr*sizeof(CONTRIB));
385 >                        cntord = (CNTPTR *)realloc((void *)cntord,
386 >                                        maxcntr*sizeof(CNTPTR));
387 >                        if ((srccnt == NULL) | (cntord == NULL))
388 >                                error(SYSTEM, "out of memory in direct");
389 >                }
390 >                cntord[sn].sndx = sn;
391 >                scp = srccnt + sn;
392 >                scp->sno = sr.rsrc;
393                                                  /* compute coefficient */
394 <                (*f)(srccnt[sn].val, p, srccnt[sn].dir, srccnt[sn].dom);
395 <                srccnt[sn].brt = bright(srccnt[sn].val);
396 <                if (srccnt[sn].brt <= FTINY)
394 >                (*f)(scp->coef, p, sr.rdir, si.dom);
395 >                cntord[sn].brt = intens(scp->coef);
396 >                if (cntord[sn].brt <= 0.0)
397                          continue;
398 <                                                /* compute intersection */
399 <                if (!( source[sn].sflags & SDISTANT ?
400 <                                sourcehit(&sr) :
401 <                                (*ofun[source[sn].so->otype].funp)
329 <                                (source[sn].so, &sr) ))
398 > #if SHADCACHE
399 >                                                /* check shadow cache */
400 >                if (si.np == 1 && srcblocked(&sr)) {
401 >                        cntord[sn].brt = 0.0;
402                          continue;
403 <                                                /* compute contribution */
404 <                rayshade(&sr, sr.ro->omod);
405 <                multcolor(srccnt[sn].val, sr.rcol);
406 <                srccnt[sn].brt = bright(srccnt[sn].val);
403 >                }
404 > #endif
405 >                VCOPY(scp->dir, sr.rdir);
406 >                copycolor(sr.rcoef, scp->coef);
407 >                                                /* compute potential */
408 >                sr.revf = srcvalue;
409 >                rayvalue(&sr);
410 >                multcolor(sr.rcol, sr.rcoef);
411 >                copycolor(scp->val, sr.rcol);
412 >                cntord[sn].brt = bright(sr.rcol);
413          }
414                                                  /* sort contributions */
415 <        qsort(srccnt, nsources, sizeof(CONTRIB), cntcmp);
416 <        hit2 = test2 = 0.0;
415 >        qsort(cntord, sn, sizeof(CNTPTR), cntcmp);
416 >        {                                       /* find last */
417 >                register int  l, m;
418 >
419 >                ncnts = l = sn;
420 >                sn = 0;
421 >                while ((m = (sn + ncnts) >> 1) != l) {
422 >                        if (cntord[m].brt > 0.0)
423 >                                sn = m;
424 >                        else
425 >                                ncnts = m;
426 >                        l = m;
427 >                }
428 >        }
429 >        if (ncnts == 0)
430 >                return;         /* no contributions! */
431 >                                                /* accumulate tail */
432 >        for (sn = ncnts-1; sn > 0; sn--)
433 >                cntord[sn-1].brt += cntord[sn].brt;
434 >                                                /* compute number to check */
435 >        nshadcheck = pow((double)ncnts, shadcert) + .5;
436 >                                                /* modify threshold */
437 >        ourthresh = shadthresh / r->rweight;
438                                                  /* test for shadows */
439 <        for (sn = 0; sn < nsources; sn++) {
439 >        for (nhits = 0, hwt = 0.0, sn = 0; sn < ncnts;
440 >                        hwt += (double)source[scp->sno].nhits /
441 >                                (double)source[scp->sno].ntests,
442 >                        sn++) {
443                                                  /* check threshold */
444 <                if (srccnt[sn].brt <= shadthresh*bright(r->rcol)/r->rweight)
444 >                if ((sn+nshadcheck>=ncnts ? cntord[sn].brt :
445 >                                cntord[sn].brt-cntord[sn+nshadcheck].brt)
446 >                                < ourthresh*bright(r->rcol))
447                          break;
448 <                                                /* get statistics */
345 <                hwt = (double)source[srccnt[sn].sno].nhits /
346 <                                (double)source[srccnt[sn].sno].ntests;
347 <                test2 += hwt;
348 <                source[srccnt[sn].sno].ntests++;
448 >                scp = srccnt + cntord[sn].sndx;
449                                                  /* test for hit */
450 <                rayorigin(&sr, r, SHADOW, 1.0);
451 <                VCOPY(sr.rdir, srccnt[sn].dir);
450 >                rayorigin(&sr, SHADOW, r, NULL);
451 >                copycolor(sr.rcoef, scp->coef);
452 >                VCOPY(sr.rdir, scp->dir);
453 >                sr.rsrc = scp->sno;
454 >                                                /* keep statistics */
455 >                if (source[scp->sno].ntests++ > 0xfffffff0) {
456 >                        source[scp->sno].ntests >>= 1;
457 >                        source[scp->sno].nhits >>= 1;
458 >                }
459                  if (localhit(&sr, &thescene) &&
460 <                                sr.ro != source[srccnt[sn].sno].so) {
461 <                                                /* check for transmission */
462 <                        if (sr.clipset != NULL && inset(sr.clipset,sr.ro->omod))
463 <                                raytrans(&sr);          /* object is clipped */
464 <                        else
465 <                                rayshade(&sr, sr.ro->omod);
466 <                        if (bright(sr.rcol) <= FTINY)
460 >                                ( sr.ro != source[scp->sno].so ||
461 >                                source[scp->sno].sflags & SFOLLOW )) {
462 >                                                /* follow entire path */
463 >                        raycont(&sr);
464 >                        if (trace != NULL)
465 >                                (*trace)(&sr);  /* trace execution */
466 >                        if (bright(sr.rcol) <= FTINY) {
467 > #if SHADCACHE
468 >                                if ((scp <= srccnt || scp[-1].sno != scp->sno)
469 >                                                && (scp >= srccnt+ncnts-1 ||
470 >                                                    scp[1].sno != scp->sno))
471 >                                        srcblocker(&sr);
472 > #endif
473                                  continue;       /* missed! */
474 <                        (*f)(srccnt[sn].val, p, srccnt[sn].dir, srccnt[sn].dom);
475 <                        multcolor(srccnt[sn].val, sr.rcol);
474 >                        }
475 >                        rayparticipate(&sr);
476 >                        multcolor(sr.rcol, sr.rcoef);
477 >                        copycolor(scp->val, sr.rcol);
478 >                } else if (trace != NULL &&
479 >                        (source[scp->sno].sflags & (SDISTANT|SVIRTUAL|SFOLLOW))
480 >                                                == (SDISTANT|SFOLLOW) &&
481 >                                sourcehit(&sr) && rayshade(&sr, sr.ro->omod)) {
482 >                        (*trace)(&sr);          /* trace execution */
483 >                        /* skip call to rayparticipate() & scp->val update */
484                  }
485                                                  /* add contribution if hit */
486 <                addcolor(r->rcol, srccnt[sn].val);
487 <                hit2 += hwt;
488 <                source[srccnt[sn].sno].nhits++;
486 >                addcolor(r->rcol, scp->val);
487 >                nhits++;
488 >                source[scp->sno].nhits++;
489          }
490 <        if (test2 > FTINY)              /* weighted hit rate */
491 <                hwt = hit2 / test2;
490 >                                        /* source hit rate */
491 >        if (hwt > FTINY)
492 >                hwt = (double)nhits / hwt;
493          else
494 <                hwt = 0.0;
494 >                hwt = 0.5;
495   #ifdef DEBUG
496 <        fprintf(stderr, "%d tested, %f hit rate\n", sn, hwt);
496 >        sprintf(errmsg, "%d tested, %d untested, %f conditional hit rate\n",
497 >                        sn, ncnts-sn, hwt);
498 >        eputs(errmsg);
499   #endif
500                                          /* add in untested sources */
501 <        for ( ; sn < nsources; sn++) {
502 <                if (srccnt[sn].brt <= 0.0)
503 <                        break;
504 <                dtmp = hwt * (double)source[srccnt[sn].sno].nhits /
505 <                                (double)source[srccnt[sn].sno].ntests;
506 <                scalecolor(srccnt[sn].val, dtmp);
507 <                addcolor(r->rcol, srccnt[sn].val);
501 >        for ( ; sn < ncnts; sn++) {
502 >                scp = srccnt + cntord[sn].sndx;
503 >                prob = hwt * (double)source[scp->sno].nhits /
504 >                                (double)source[scp->sno].ntests;
505 >                if (prob < 1.0)
506 >                        scalecolor(scp->val, prob);
507 >                addcolor(r->rcol, scp->val);
508          }
385                
386        free(srccnt);
509   }
510  
511  
512 < #define  wrongsource(m, r)      (m->otype!=MAT_ILLUM && \
513 <                                r->rsrc>=0 && \
514 <                                source[r->rsrc].so!=r->ro)
512 > extern void
513 > srcscatter(                     /* compute source scattering into ray */
514 >        register RAY  *r
515 > )
516 > {
517 >        int  oldsampndx;
518 >        int  nsamps;
519 >        RAY  sr;
520 >        SRCINDEX  si;
521 >        double  t, d;
522 >        double  re, ge, be;
523 >        COLOR  cvext;
524 >        int  i, j;
525  
526 < #define  badambient(m, r)       ((r->crtype&(AMBIENT|SHADOW))==AMBIENT && \
527 <                                !(r->rtype&REFLECTED) &&        /* hack! */\
528 <                                !(m->otype==MAT_GLOW&&r->rot>m->oargs.farg[3]))
526 >        if (r->slights == NULL || r->slights[0] == 0
527 >                        || r->gecc >= 1.-FTINY || r->rot >= FHUGE)
528 >                return;
529 >        if (ssampdist <= FTINY || (nsamps = r->rot/ssampdist + .5) < 1)
530 >                nsamps = 1;
531 > #if MAXSSAMP
532 >        else if (nsamps > MAXSSAMP)
533 >                nsamps = MAXSSAMP;
534 > #endif
535 >        oldsampndx = samplendx;
536 >        samplendx = random()&0x7fff;            /* randomize */
537 >        for (i = r->slights[0]; i > 0; i--) {   /* for each source */
538 >                for (j = 0; j < nsamps; j++) {  /* for each sample position */
539 >                        samplendx++;
540 >                        t = r->rot * (j+frandom())/nsamps;
541 >                                                        /* extinction */
542 >                        re = t*colval(r->cext,RED);
543 >                        ge = t*colval(r->cext,GRN);
544 >                        be = t*colval(r->cext,BLU);
545 >                        setcolor(cvext, re > 92. ? 0. : exp(-re),
546 >                                        ge > 92. ? 0. : exp(-ge),
547 >                                        be > 92. ? 0. : exp(-be));
548 >                        if (intens(cvext) <= FTINY)
549 >                                break;                  /* too far away */
550 >                        sr.rorg[0] = r->rorg[0] + r->rdir[0]*t;
551 >                        sr.rorg[1] = r->rorg[1] + r->rdir[1]*t;
552 >                        sr.rorg[2] = r->rorg[2] + r->rdir[2]*t;
553 >                        sr.rmax = 0.;
554 >                        initsrcindex(&si);      /* sample ray to this source */
555 >                        si.sn = r->slights[i];
556 >                        nopart(&si, &sr);
557 >                        if (!srcray(&sr, NULL, &si) ||
558 >                                        sr.rsrc != r->slights[i])
559 >                                continue;               /* no path */
560 > #if SHADCACHE
561 >                        if (srcblocked(&sr))            /* check shadow cache */
562 >                                continue;
563 > #endif
564 >                        copycolor(sr.cext, r->cext);
565 >                        copycolor(sr.albedo, r->albedo);
566 >                        sr.gecc = r->gecc;
567 >                        sr.slights = r->slights;
568 >                        rayvalue(&sr);                  /* eval. source ray */
569 >                        if (bright(sr.rcol) <= FTINY) {
570 > #if SHADCACHE
571 >                                srcblocker(&sr);        /* add blocker to cache */
572 > #endif
573 >                                continue;
574 >                        }
575 >                        if (r->gecc <= FTINY)           /* compute P(theta) */
576 >                                d = 1.;
577 >                        else {
578 >                                d = DOT(r->rdir, sr.rdir);
579 >                                d = 1. + r->gecc*r->gecc - 2.*r->gecc*d;
580 >                                d = (1. - r->gecc*r->gecc) / (d*sqrt(d));
581 >                        }
582 >                                                        /* other factors */
583 >                        d *= si.dom * r->rot / (4.*PI*nsamps);
584 >                        multcolor(sr.rcol, r->cext);
585 >                        multcolor(sr.rcol, r->albedo);
586 >                        scalecolor(sr.rcol, d);
587 >                        multcolor(sr.rcol, cvext);
588 >                        addcolor(r->rcol, sr.rcol);     /* add it in */
589 >                }
590 >        }
591 >        samplendx = oldsampndx;
592 > }
593  
594 +
595 + /****************************************************************
596 + * The following macros were separated from the m_light() routine
597 + * because they are very nasty and difficult to understand.
598 + */
599 +
600 + /* illumblock *
601 + *
602 + * We cannot allow an illum to pass to another illum, because that
603 + * would almost certainly constitute overcounting.
604 + * However, we do allow an illum to pass to another illum
605 + * that is actually going to relay to a virtual light source.
606 + * We also prevent an illum from passing to a glow; this provides a
607 + * convenient mechanism for defining detailed light source
608 + * geometry behind (or inside) an effective radiator.
609 + */
610 +
611 + static int
612 + weaksrcmat(OBJECT obj)          /* identify material */
613 + {
614 +        OBJREC *m = findmaterial(objptr(obj));
615 +        
616 +        if (m == NULL) return(0);
617 +        return((m->otype==MAT_ILLUM) | (m->otype==MAT_GLOW));
618 + }
619 +
620 + #define  illumblock(m, r)       (!(source[r->rsrc].sflags&SVIRTUAL) && \
621 +                                r->rod > 0.0 && \
622 +                                weaksrcmat(source[r->rsrc].so->omod))
623 +
624 + /* wrongsource *
625 + *
626 + * This source is the wrong source (ie. overcounted) if we are
627 + * aimed to a different source than the one we hit and the one
628 + * we hit is not an illum that should be passed.
629 + */
630 +
631 + #define  wrongsource(m, r)      (r->rsrc>=0 && source[r->rsrc].so!=r->ro && \
632 +                                (m->otype!=MAT_ILLUM || illumblock(m,r)))
633 +
634 + /* distglow *
635 + *
636 + * A distant glow is an object that sometimes acts as a light source,
637 + * but is too far away from the test point to be one in this case.
638 + * (Glows with negative radii should NEVER participate in illumination.)
639 + */
640 +
641 + #define  distglow(m, r, d)      (m->otype==MAT_GLOW && \
642 +                                m->oargs.farg[3] >= -FTINY && \
643 +                                d > m->oargs.farg[3])
644 +
645 + /* badcomponent *
646 + *
647 + * We must avoid counting light sources in the ambient calculation,
648 + * since the direct component is handled separately.  Therefore, any
649 + * ambient ray which hits an active light source must be discarded.
650 + * The same is true for stray specular samples, since the specular
651 + * contribution from light sources is calculated separately.
652 + */
653 +
654 + #define  badcomponent(m, r)     (r->crtype&(AMBIENT|SPECULAR) && \
655 +                                !(r->crtype&SHADOW || r->rod < 0.0 || \
656 +                /* not 100% correct */  distglow(m, r, r->rot)))
657 +
658 + /* passillum *
659 + *
660 + * An illum passes to another material type when we didn't hit it
661 + * on purpose (as part of a direct calculation), or it is relaying
662 + * a virtual light source.
663 + */
664 +
665   #define  passillum(m, r)        (m->otype==MAT_ILLUM && \
666 <                                !(r->rsrc>=0&&source[r->rsrc].so==r->ro))
666 >                                (r->rsrc<0 || source[r->rsrc].so!=r->ro || \
667 >                                source[r->rsrc].sflags&SVIRTUAL))
668  
669 + /* srcignore *
670 + *
671 + * The -dv flag is normally on for sources to be visible.
672 + */
673  
674 < m_light(m, r)                   /* ray hit a light source */
675 < register OBJREC  *m;
676 < register RAY  *r;
674 > #define  srcignore(m, r)        !(directvis || r->crtype&SHADOW || \
675 >                                distglow(m, r, raydist(r,PRIMARY)))
676 >
677 >
678 > extern int
679 > m_light(                                /* ray hit a light source */
680 >        register OBJREC  *m,
681 >        register RAY  *r
682 > )
683   {
406                                                /* check for behind */
407        if (r->rod < 0.0)
408                return;
684                                                  /* check for over-counting */
685 <        if (wrongsource(m, r) || badambient(m, r))
686 <                return;
685 >        if (badcomponent(m, r)) {
686 >                setcolor(r->rcoef, 0.0, 0.0, 0.0);
687 >                return(1);
688 >        }
689 >        if (wrongsource(m, r)) {
690 >                setcolor(r->rcoef, 0.0, 0.0, 0.0);
691 >                return(1);
692 >        }
693                                                  /* check for passed illum */
694          if (passillum(m, r)) {
695 <
696 <                if (m->oargs.nsargs < 1 || !strcmp(m->oargs.sarg[0], VOIDID))
697 <                        raytrans(r);
698 <                else
699 <                        rayshade(r, modifier(m->oargs.sarg[0]));
700 <
701 <                                                /* otherwise treat as source */
702 <        } else {
695 >                if (m->oargs.nsargs && strcmp(m->oargs.sarg[0], VOIDID))
696 >                        return(rayshade(r,lastmod(objndx(m),m->oargs.sarg[0])));
697 >                raytrans(r);
698 >                return(1);
699 >        }
700 >                                                /* check for invisibility */
701 >        if (srcignore(m, r)) {
702 >                setcolor(r->rcoef, 0.0, 0.0, 0.0);
703 >                return(1);
704 >        }
705 >                                        /* otherwise treat as source */
706 >                                                /* check for behind */
707 >        if (r->rod < 0.0)
708 >                return(1);
709 >                                                /* check for outside spot */
710 >        if (m->otype==MAT_SPOT && spotout(r, makespot(m)))
711 >                return(1);
712                                                  /* get distribution pattern */
713 <                raytexture(r, m->omod);
713 >        raytexture(r, m->omod);
714                                                  /* get source color */
715 <                setcolor(r->rcol, m->oargs.farg[0],
716 <                                  m->oargs.farg[1],
717 <                                  m->oargs.farg[2]);
715 >        setcolor(r->rcol, m->oargs.farg[0],
716 >                          m->oargs.farg[1],
717 >                          m->oargs.farg[2]);
718                                                  /* modify value */
719 <                multcolor(r->rcol, r->pcol);
720 <        }
719 >        multcolor(r->rcol, r->pcol);
720 >        return(1);
721   }
432
433
434 o_source() {}           /* intersection with a source is done elsewhere */

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