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

Comparing ray/src/rt/source.c (file contents):
Revision 2.23 by greg, Thu Mar 21 15:33:09 1996 UTC vs.
Revision 2.48 by greg, Thu Apr 14 17:43:43 2005 UTC

# Line 1 | Line 1
1 – /* Copyright (c) 1995 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  "rtotypes.h"
13   #include  "source.h"
20 –
14   #include  "random.h"
15  
16   extern double  ssampdist;               /* scatter sampling distance */
# Line 46 | Line 39 | static CONTRIB  *srccnt;               /* source contributions in d
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  
44 < marksources()                   /* find and mark source objects */
44 >
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 +                }
59 +                if (o->omod == OVOID)
60 +                        return(NULL);
61 +                o = objptr(o->omod);
62 +        }
63 +        return(o);              /* mixtures will return NULL */
64 + }
65 +
66 +
67 + extern void
68 + marksources(void)                       /* find and mark source objects */
69 + {
70          int  foundsource = 0;
71          int  i;
72          register OBJREC  *o, *m;
# Line 56 | Line 74 | marksources()                  /* find and mark source objects */
74                                          /* initialize dispatch table */
75          initstypes();
76                                          /* find direct sources */
77 <        for (i = 0; i < nobjects; i++) {
77 >        for (i = 0; i < nsceneobjs; i++) {
78          
79                  o = objptr(i);
80  
81                  if (!issurface(o->otype) || o->omod == OVOID)
82                          continue;
83 <
84 <                m = objptr(o->omod);
85 <
86 <                if (!islight(m->otype))
69 <                        continue;
83 >                                        /* find material */
84 >                m = findmaterial(objptr(o->omod));
85 >                if (m == NULL || !islight(m->otype))
86 >                        continue;       /* not source modifier */
87          
88                  if (m->oargs.nfargs != (m->otype == MAT_GLOW ? 4 :
89                                  m->otype == MAT_SPOT ? 7 : 3))
# Line 105 | Line 122 | marksources()                  /* find and mark source objects */
122                                  source[ns].sflags |= SSKIP;
123                          }
124                  }
125 + #if  SHADCACHE
126 +                initobscache(ns);
127 + #endif
128                  if (!(source[ns].sflags & SSKIP))
129                          foundsource++;
130          }
# Line 117 | Line 137 | marksources()                  /* find and mark source objects */
137          maxcntr = nsources + MAXSPART;  /* start with this many */
138          srccnt = (CONTRIB *)malloc(maxcntr*sizeof(CONTRIB));
139          cntord = (CNTPTR *)malloc(maxcntr*sizeof(CNTPTR));
140 <        if (srccnt == NULL | cntord == NULL)
140 >        if ((srccnt == NULL) | (cntord == NULL))
141                  goto memerr;
142          return;
143   memerr:
# Line 125 | Line 145 | memerr:
145   }
146  
147  
148 < srcray(sr, r, si)               /* send a ray to a source, return domega */
149 < register RAY  *sr;              /* returned source ray */
130 < RAY  *r;                        /* ray which hit object */
131 < SRCINDEX  *si;                  /* source sample index */
148 > extern void
149 > freesources(void)                       /* free all source structures */
150   {
151 +        if (nsources > 0) {
152 + #if SHADCACHE
153 +                while (nsources--)
154 +                        freeobscache(&source[nsources]);
155 + #endif
156 +                free((void *)source);
157 +                source = NULL;
158 +                nsources = 0;
159 +        }
160 +        if (maxcntr <= 0)
161 +                return;
162 +        free((void *)srccnt);
163 +        srccnt = NULL;
164 +        free((void *)cntord);
165 +        cntord = NULL;
166 +        maxcntr = 0;
167 + }
168 +
169 +
170 + extern int
171 + srcray(                         /* send a ray to a source, return domega */
172 +        register RAY  *sr,              /* returned source ray */
173 +        RAY  *r,                        /* ray which hit object */
174 +        SRCINDEX  *si                   /* source sample index */
175 + )
176 + {
177      double  d;                          /* distance to source */
178      register SRCREC  *srcp;
179  
# Line 162 | Line 206 | SRCINDEX  *si;                 /* source sample index */
206   }
207  
208  
209 < srcvalue(r)                     /* punch ray to source and compute value */
210 < register RAY  *r;
209 > extern void
210 > srcvalue(                       /* punch ray to source and compute value */
211 >        register RAY  *r
212 > )
213   {
214          register SRCREC  *sp;
215  
# Line 202 | Line 248 | nomat:
248   }
249  
250  
251 < sourcehit(r)                    /* check to see if ray hit distant source */
252 < register RAY  *r;
251 > static int
252 > transillum(                     /* check if material is transparent illum */
253 >        OBJECT  obj
254 > )
255   {
256 +        OBJREC *m = findmaterial(objptr(obj));
257 +        
258 +        if (m == NULL)
259 +                return(1);
260 +        if (m->otype != MAT_ILLUM)
261 +                return(0);
262 +        return(!m->oargs.nsargs || !strcmp(m->oargs.sarg[0], VOIDID));
263 + }
264 +
265 +
266 + extern int
267 + sourcehit(                      /* check to see if ray hit distant source */
268 +        register RAY  *r
269 + )
270 + {
271 +        int  glowsrc = -1;
272 +        int  transrc = -1;
273          int  first, last;
274          register int  i;
275  
# Line 213 | Line 278 | register RAY  *r;
278          } else {                        /* otherwise check all */
279                  first = 0; last = nsources-1;
280          }
281 <        for (i = first; i <= last; i++)
282 <                if ((source[i].sflags & (SDISTANT|SVIRTUAL)) == SDISTANT)
283 <                        /*
284 <                         * Check to see if ray is within
285 <                         * solid angle of source.
286 <                         */
287 <                        if (2.0*PI * (1.0 - DOT(source[i].sloc,r->rdir))
288 <                                        <= source[i].ss2) {
289 <                                r->ro = source[i].so;
290 <                                if (!(source[i].sflags & SSKIP))
291 <                                        break;
292 <                        }
293 <
294 <        if (r->ro != NULL) {
295 <                for (i = 0; i < 3; i++)
296 <                        r->ron[i] = -r->rdir[i];
297 <                r->rod = 1.0;
298 <                r->rox = NULL;
299 <                return(1);
281 >        for (i = first; i <= last; i++) {
282 >                if ((source[i].sflags & (SDISTANT|SVIRTUAL)) != SDISTANT)
283 >                        continue;
284 >                /*
285 >                 * Check to see if ray is within
286 >                 * solid angle of source.
287 >                 */
288 >                if (2.*PI*(1. - DOT(source[i].sloc,r->rdir)) > source[i].ss2)
289 >                        continue;
290 >                                        /* is it the only possibility? */
291 >                if (first == last) {
292 >                        r->ro = source[i].so;
293 >                        break;
294 >                }
295 >                /*
296 >                 * If it's a glow or transparent illum, just remember it.
297 >                 */
298 >                if (source[i].sflags & SSKIP) {
299 >                        glowsrc = i;
300 >                        continue;
301 >                }
302 >                if (transillum(source[i].so->omod)) {
303 >                        transrc = i;
304 >                        continue;
305 >                }
306 >                r->ro = source[i].so;   /* otherwise, use first hit */
307 >                break;
308          }
309 <        return(0);
309 >        /*
310 >         * Do we need fallback?
311 >         */
312 >        if (r->ro == NULL) {
313 >                if (transrc >= 0 && r->crtype & (AMBIENT|SPECULAR))
314 >                        return(0);      /* avoid overcounting */
315 >                if (glowsrc >= 0)
316 >                        r->ro = source[glowsrc].so;
317 >                else
318 >                        return(0);      /* nothing usable */
319 >        }
320 >        /*
321 >         * Make assignments.
322 >         */
323 >        r->robj = objndx(r->ro);
324 >        for (i = 0; i < 3; i++)
325 >                r->ron[i] = -r->rdir[i];
326 >        r->rod = 1.0;
327 >        r->pert[0] = r->pert[1] = r->pert[2] = 0.0;
328 >        r->uv[0] = r->uv[1] = 0.0;
329 >        r->rox = NULL;
330 >        return(1);
331   }
332  
333  
334   static int
335 < cntcmp(sc1, sc2)                        /* contribution compare (descending) */
336 < register CNTPTR  *sc1, *sc2;
335 > cntcmp(                         /* contribution compare (descending) */
336 >        const void *p1,
337 >        const void *p2
338 > )
339   {
340 +        register const CNTPTR  *sc1 = (const CNTPTR *)p1;
341 +        register const CNTPTR  *sc2 = (const CNTPTR *)p2;
342 +
343          if (sc1->brt > sc2->brt)
344                  return(-1);
345          if (sc1->brt < sc2->brt)
# Line 249 | Line 348 | register CNTPTR  *sc1, *sc2;
348   }
349  
350  
351 < direct(r, f, p)                         /* add direct component */
352 < RAY  *r;                        /* ray that hit surface */
353 < int  (*f)();                    /* direct component coefficient function */
354 < char  *p;                       /* data for f */
351 > extern void
352 > direct(                                 /* add direct component */
353 >        RAY  *r,                        /* ray that hit surface */
354 >        srcdirf_t *f,                   /* direct component coefficient function */
355 >        void  *p                        /* data for f */
356 > )
357   {
257 –        extern int  (*trace)();
358          register int  sn;
359          register CONTRIB  *scp;
360          SRCINDEX  si;
# Line 270 | Line 370 | char  *p;                      /* data for f */
370          for (sn = 0; srcray(&sr, r, &si); sn++) {
371                  if (sn >= maxcntr) {
372                          maxcntr = sn + MAXSPART;
373 <                        srccnt = (CONTRIB *)realloc((char *)srccnt,
373 >                        srccnt = (CONTRIB *)realloc((void *)srccnt,
374                                          maxcntr*sizeof(CONTRIB));
375 <                        cntord = (CNTPTR *)realloc((char *)cntord,
375 >                        cntord = (CNTPTR *)realloc((void *)cntord,
376                                          maxcntr*sizeof(CNTPTR));
377 <                        if (srccnt == NULL | cntord == NULL)
377 >                        if ((srccnt == NULL) | (cntord == NULL))
378                                  error(SYSTEM, "out of memory in direct");
379                  }
380                  cntord[sn].sndx = sn;
# Line 285 | Line 385 | char  *p;                      /* data for f */
385                  cntord[sn].brt = bright(scp->coef);
386                  if (cntord[sn].brt <= 0.0)
387                          continue;
388 + #if SHADCACHE
389 +                                                /* check shadow cache */
390 +                if (si.np == 1 && srcblocked(&sr)) {
391 +                        cntord[sn].brt = 0.0;
392 +                        continue;
393 +                }
394 + #endif
395                  VCOPY(scp->dir, sr.rdir);
396                                                  /* compute potential */
397                  sr.revf = srcvalue;
# Line 332 | Line 439 | char  *p;                      /* data for f */
439                  rayorigin(&sr, r, SHADOW, 1.0);
440                  VCOPY(sr.rdir, scp->dir);
441                  sr.rsrc = scp->sno;
442 <                source[scp->sno].ntests++;      /* keep statistics */
442 >                                                /* keep statistics */
443 >                if (source[scp->sno].ntests++ > 0xfffffff0) {
444 >                        source[scp->sno].ntests >>= 1;
445 >                        source[scp->sno].nhits >>= 1;
446 >                }
447                  if (localhit(&sr, &thescene) &&
448                                  ( sr.ro != source[scp->sno].so ||
449                                  source[scp->sno].sflags & SFOLLOW )) {
# Line 341 | Line 452 | char  *p;                      /* data for f */
452                          rayparticipate(&sr);
453                          if (trace != NULL)
454                                  (*trace)(&sr);  /* trace execution */
455 <                        if (bright(sr.rcol) <= FTINY)
455 >                        if (bright(sr.rcol) <= FTINY) {
456 > #if SHADCACHE
457 >                                if ((scp <= srccnt || scp[-1].sno != scp->sno)
458 >                                                && (scp >= srccnt+ncnts-1 ||
459 >                                                    scp[1].sno != scp->sno))
460 >                                        srcblocker(&sr);
461 > #endif
462                                  continue;       /* missed! */
463 +                        }
464                          copycolor(scp->val, sr.rcol);
465                          multcolor(scp->val, scp->coef);
466                  }
# Line 374 | Line 492 | char  *p;                      /* data for f */
492   }
493  
494  
495 < srcscatter(r)                   /* compute source scattering into ray */
496 < register RAY  *r;
495 > extern void
496 > srcscatter(                     /* compute source scattering into ray */
497 >        register RAY  *r
498 > )
499   {
500          int  oldsampndx;
501          int  nsamps;
502          RAY  sr;
503          SRCINDEX  si;
504 <        double  t, lastt, d;
505 <        COLOR  cumval, ctmp;
504 >        double  t, d;
505 >        double  re, ge, be;
506 >        COLOR  cvext;
507          int  i, j;
508  
509          if (r->slights == NULL || r->slights[0] == 0
# Line 397 | Line 518 | register RAY  *r;
518          oldsampndx = samplendx;
519          samplendx = random()&0x7fff;            /* randomize */
520          for (i = r->slights[0]; i > 0; i--) {   /* for each source */
521 <                setcolor(cumval, 0., 0., 0.);
401 <                lastt = r->rot;
402 <                for (j = nsamps; j-- > 0; ) {   /* for each sample position */
521 >                for (j = 0; j < nsamps; j++) {  /* for each sample position */
522                          samplendx++;
523                          t = r->rot * (j+frandom())/nsamps;
524 +                                                        /* extinction */
525 +                        re = t*colval(r->cext,RED);
526 +                        ge = t*colval(r->cext,GRN);
527 +                        be = t*colval(r->cext,BLU);
528 +                        setcolor(cvext, re > 92. ? 0. : exp(-re),
529 +                                        ge > 92. ? 0. : exp(-ge),
530 +                                        be > 92. ? 0. : exp(-be));
531 +                        if (intens(cvext) <= FTINY)
532 +                                break;                  /* too far away */
533                          sr.rorg[0] = r->rorg[0] + r->rdir[0]*t;
534                          sr.rorg[1] = r->rorg[1] + r->rdir[1]*t;
535                          sr.rorg[2] = r->rorg[2] + r->rdir[2]*t;
# Line 412 | Line 540 | register RAY  *r;
540                          if (!srcray(&sr, NULL, &si) ||
541                                          sr.rsrc != r->slights[i])
542                                  continue;               /* no path */
543 + #if SHADCACHE
544 +                        if (srcblocked(&sr))            /* check shadow cache */
545 +                                continue;
546 + #endif
547                          copycolor(sr.cext, r->cext);
548 <                        sr.albedo = r->albedo;
548 >                        copycolor(sr.albedo, r->albedo);
549                          sr.gecc = r->gecc;
550 +                        sr.slights = r->slights;
551                          rayvalue(&sr);                  /* eval. source ray */
552 <                        if (bright(sr.rcol) <= FTINY)
552 >                        if (bright(sr.rcol) <= FTINY) {
553 > #if SHADCACHE
554 >                                srcblocker(&sr);        /* add blocker to cache */
555 > #endif
556                                  continue;
557 <                                                        /* compute fall-off */
422 <                        d = lastt - t;
423 <                        setcolor(ctmp,  1.-d*colval(r->cext,RED),
424 <                                        1.-d*colval(r->cext,GRN),
425 <                                        1.-d*colval(r->cext,BLU));
426 <                        multcolor(cumval, ctmp);
427 <                        lastt = t;
557 >                        }
558                          if (r->gecc <= FTINY)           /* compute P(theta) */
559                                  d = 1.;
560                          else {
561                                  d = DOT(r->rdir, sr.rdir);
562 <                                d = sqrt(1. + r->gecc*r->gecc - 2.*r->gecc*d);
563 <                                d = (1. - r->gecc*r->gecc) / (d*d*d);
562 >                                d = 1. + r->gecc*r->gecc - 2.*r->gecc*d;
563 >                                d = (1. - r->gecc*r->gecc) / (d*sqrt(d));
564                          }
565                                                          /* other factors */
566 <                        d *= si.dom * r->albedo * r->rot / (4.*PI*nsamps);
566 >                        d *= si.dom * r->rot / (4.*PI*nsamps);
567                          multcolor(sr.rcol, r->cext);
568 +                        multcolor(sr.rcol, r->albedo);
569                          scalecolor(sr.rcol, d);
570 <                        addcolor(cumval, sr.rcol);
570 >                        multcolor(sr.rcol, cvext);
571 >                        addcolor(r->rcol, sr.rcol);     /* add it in */
572                  }
441 –                                                /* final fall-off */
442 –                setcolor(ctmp,  1.-lastt*colval(r->cext,RED),
443 –                                1.-lastt*colval(r->cext,GRN),
444 –                                1.-lastt*colval(r->cext,BLU));
445 –                multcolor(cumval, ctmp);
446 –                addcolor(r->rcol, cumval);      /* sum into ray result */
573          }
574          samplendx = oldsampndx;
575   }
# Line 465 | Line 591 | register RAY  *r;
591   * geometry behind (or inside) an effective radiator.
592   */
593  
594 < static int weaksrcmod(obj) int obj;     /* efficiency booster function */
595 < {register OBJREC *o = objptr(obj);
596 < return(o->otype==MAT_ILLUM|o->otype==MAT_GLOW);}
594 > static int
595 > weaksrcmat(OBJECT obj)          /* identify material */
596 > {
597 >        OBJREC *m = findmaterial(objptr(obj));
598 >        
599 >        if (m == NULL) return(0);
600 >        return((m->otype==MAT_ILLUM) | (m->otype==MAT_GLOW));
601 > }
602  
603   #define  illumblock(m, r)       (!(source[r->rsrc].sflags&SVIRTUAL) && \
604                                  r->rod > 0.0 && \
605 <                                weaksrcmod(source[r->rsrc].so->omod))
605 >                                weaksrcmat(source[r->rsrc].so->omod))
606  
607   /* wrongsource *
608   *
# Line 527 | Line 658 | return(o->otype==MAT_ILLUM|o->otype==MAT_GLOW);}
658                                  distglow(m, r, raydist(r,PRIMARY)))
659  
660  
661 < m_light(m, r)                   /* ray hit a light source */
662 < register OBJREC  *m;
663 < register RAY  *r;
661 > extern int
662 > m_light(                                /* ray hit a light source */
663 >        register OBJREC  *m,
664 >        register RAY  *r
665 > )
666   {
667                                                  /* check for over-counting */
668          if (badcomponent(m, r))
# Line 539 | Line 672 | register RAY  *r;
672                                                  /* check for passed illum */
673          if (passillum(m, r)) {
674                  if (m->oargs.nsargs && strcmp(m->oargs.sarg[0], VOIDID))
675 <                        return(rayshade(r, modifier(m->oargs.sarg[0])));
675 >                        return(rayshade(r,lastmod(objndx(m),m->oargs.sarg[0])));
676                  raytrans(r);
677                  return(1);
678          }

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