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

Comparing ray/src/rt/source.c (file contents):
Revision 2.5 by greg, Fri Aug 28 15:10:50 1992 UTC vs.
Revision 2.23 by greg, Thu Mar 21 15:33:09 1996 UTC

# Line 1 | Line 1
1 < /* Copyright (c) 1992 Regents of the University of California */
1 > /* Copyright (c) 1995 Regents of the University of California */
2  
3   #ifndef lint
4   static char SCCSid[] = "$SunId$ LBL";
# Line 18 | Line 18 | static char SCCSid[] = "$SunId$ LBL";
18  
19   #include  "source.h"
20  
21 + #include  "random.h"
22 +
23 + extern double  ssampdist;               /* scatter sampling distance */
24 +
25 + #ifndef MAXSSAMP
26 + #define MAXSSAMP        16              /* maximum samples per ray */
27 + #endif
28 +
29   /*
30   * Structures used by direct()
31   */
# Line 68 | Line 76 | marksources()                  /* find and mark source objects */
76                                  o->otype != OBJ_SOURCE &&
77                                  m->oargs.farg[3] <= FTINY)
78                          continue;                       /* don't bother */
79 +                if (m->oargs.farg[0] <= FTINY && m->oargs.farg[1] <= FTINY &&
80 +                                m->oargs.farg[2] <= FTINY)
81 +                        continue;                       /* don't bother */
82  
83                  if (sfun[o->otype].of == NULL ||
84                                  sfun[o->otype].of->setsrc == NULL)
# Line 81 | Line 92 | marksources()                  /* find and mark source objects */
92                  if (m->otype == MAT_GLOW) {
93                          source[ns].sflags |= SPROX;
94                          source[ns].sl.prox = m->oargs.farg[3];
95 <                        if (o->otype == OBJ_SOURCE)
95 >                        if (source[ns].sflags & SDISTANT)
96                                  source[ns].sflags |= SSKIP;
97                  } else if (m->otype == MAT_SPOT) {
98                          source[ns].sflags |= SSPOT;
# Line 128 | Line 139 | SRCINDEX  *si;                 /* source sample index */
139          sr->rsrc = si->sn;                      /* remember source */
140          srcp = source + si->sn;
141          if (srcp->sflags & SDISTANT) {
142 <                if (srcp->sflags & SSPOT && spotout(sr, srcp->sl.s, 1))
142 >                if (srcp->sflags & SSPOT && spotout(sr, srcp->sl.s))
143                          continue;
144                  return(1);              /* sample OK */
145          }
# Line 138 | Line 149 | SRCINDEX  *si;                 /* source sample index */
149                  continue;
150                                                  /* check angle */
151          if (srcp->sflags & SSPOT) {
152 <                if (spotout(sr, srcp->sl.s, 0))
152 >                if (spotout(sr, srcp->sl.s))
153                          continue;
154                                          /* adjust solid angle */
155                  si->dom *= d*d;
# Line 152 | Line 163 | SRCINDEX  *si;                 /* source sample index */
163  
164  
165   srcvalue(r)                     /* punch ray to source and compute value */
166 < RAY  *r;
166 > register RAY  *r;
167   {
168          register SRCREC  *sp;
169  
# Line 161 | Line 172 | RAY  *r;
172                                          /* check intersection */
173                  if (!(*ofun[sp->so->otype].funp)(sp->so, r))
174                          return;
175 <                raycont(r);             /* compute contribution */
175 >                if (!rayshade(r, r->ro->omod))  /* compute contribution */
176 >                        goto nomat;
177 >                rayparticipate(r);
178                  return;
179          }
180                                          /* compute intersection */
# Line 169 | Line 182 | RAY  *r;
182                          (*ofun[sp->so->otype].funp)(sp->so, r)) {
183                  if (sp->sa.success >= 0)
184                          sp->sa.success++;
185 <                raycont(r);             /* compute contribution */
185 >                if (!rayshade(r, r->ro->omod))  /* compute contribution */
186 >                        goto nomat;
187 >                rayparticipate(r);
188                  return;
189          }
190 +                                        /* we missed our mark! */
191          if (sp->sa.success < 0)
192                  return;                 /* bitched already */
193          sp->sa.success -= AIMREQT;
# Line 180 | Line 196 | RAY  *r;
196          sprintf(errmsg, "aiming failure for light source \"%s\"",
197                          sp->so->oname);
198          error(WARNING, errmsg);         /* issue warning */
199 +        return;
200 + nomat:
201 +        objerror(r->ro, USER, "material not found");
202   }
203  
204  
# Line 236 | Line 255 | int  (*f)();                   /* direct component coefficient functio
255   char  *p;                       /* data for f */
256   {
257          extern int  (*trace)();
239 –        extern double  pow();
258          register int  sn;
259 +        register CONTRIB  *scp;
260          SRCINDEX  si;
261          int  nshadcheck, ncnts;
262          int  nhits;
# Line 259 | Line 278 | char  *p;                      /* data for f */
278                                  error(SYSTEM, "out of memory in direct");
279                  }
280                  cntord[sn].sndx = sn;
281 <                srccnt[sn].sno = sr.rsrc;
281 >                scp = srccnt + sn;
282 >                scp->sno = sr.rsrc;
283                                                  /* compute coefficient */
284 <                (*f)(srccnt[sn].coef, p, sr.rdir, si.dom);
285 <                cntord[sn].brt = bright(srccnt[sn].coef);
284 >                (*f)(scp->coef, p, sr.rdir, si.dom);
285 >                cntord[sn].brt = bright(scp->coef);
286                  if (cntord[sn].brt <= 0.0)
287                          continue;
288 <                VCOPY(srccnt[sn].dir, sr.rdir);
288 >                VCOPY(scp->dir, sr.rdir);
289                                                  /* compute potential */
290                  sr.revf = srcvalue;
291                  rayvalue(&sr);
292 <                copycolor(srccnt[sn].val, sr.rcol);
293 <                multcolor(srccnt[sn].val, srccnt[sn].coef);
294 <                cntord[sn].brt = bright(srccnt[sn].val);
292 >                copycolor(scp->val, sr.rcol);
293 >                multcolor(scp->val, scp->coef);
294 >                cntord[sn].brt = bright(scp->val);
295          }
296                                                  /* sort contributions */
297          qsort(cntord, sn, sizeof(CNTPTR), cntcmp);
# Line 298 | Line 318 | char  *p;                      /* data for f */
318                                                  /* modify threshold */
319          ourthresh = shadthresh / r->rweight;
320                                                  /* test for shadows */
321 <        nhits = 0;
322 <        for (sn = 0; sn < ncnts; sn++) {
321 >        for (nhits = 0, hwt = 0.0, sn = 0; sn < ncnts;
322 >                        hwt += (double)source[scp->sno].nhits /
323 >                                (double)source[scp->sno].ntests,
324 >                        sn++) {
325                                                  /* check threshold */
326                  if ((sn+nshadcheck>=ncnts ? cntord[sn].brt :
327                                  cntord[sn].brt-cntord[sn+nshadcheck].brt)
328                                  < ourthresh*bright(r->rcol))
329                          break;
330 +                scp = srccnt + cntord[sn].sndx;
331                                                  /* test for hit */
332                  rayorigin(&sr, r, SHADOW, 1.0);
333 <                VCOPY(sr.rdir, srccnt[cntord[sn].sndx].dir);
334 <                sr.rsrc = srccnt[cntord[sn].sndx].sno;
335 <                source[sr.rsrc].ntests++;       /* keep statistics */
333 >                VCOPY(sr.rdir, scp->dir);
334 >                sr.rsrc = scp->sno;
335 >                source[scp->sno].ntests++;      /* keep statistics */
336                  if (localhit(&sr, &thescene) &&
337 <                                ( sr.ro != source[sr.rsrc].so ||
338 <                                source[sr.rsrc].sflags & SFOLLOW )) {
337 >                                ( sr.ro != source[scp->sno].so ||
338 >                                source[scp->sno].sflags & SFOLLOW )) {
339                                                  /* follow entire path */
340                          raycont(&sr);
341 +                        rayparticipate(&sr);
342                          if (trace != NULL)
343                                  (*trace)(&sr);  /* trace execution */
344                          if (bright(sr.rcol) <= FTINY)
345                                  continue;       /* missed! */
346 <                        copycolor(srccnt[cntord[sn].sndx].val, sr.rcol);
347 <                        multcolor(srccnt[cntord[sn].sndx].val,
324 <                                        srccnt[cntord[sn].sndx].coef);
346 >                        copycolor(scp->val, sr.rcol);
347 >                        multcolor(scp->val, scp->coef);
348                  }
349                                                  /* add contribution if hit */
350 <                addcolor(r->rcol, srccnt[cntord[sn].sndx].val);
350 >                addcolor(r->rcol, scp->val);
351                  nhits++;
352 <                source[sr.rsrc].nhits++;
352 >                source[scp->sno].nhits++;
353          }
354 <                                        /* surface hit rate */
355 <        if (sn > 0)
356 <                hwt = (double)nhits / (double)sn;
354 >                                        /* source hit rate */
355 >        if (hwt > FTINY)
356 >                hwt = (double)nhits / hwt;
357          else
358                  hwt = 0.5;
359   #ifdef DEBUG
360 <        sprintf(errmsg, "%d tested, %d untested, %f hit rate\n",
360 >        sprintf(errmsg, "%d tested, %d untested, %f conditional hit rate\n",
361                          sn, ncnts-sn, hwt);
362          eputs(errmsg);
363   #endif
364                                          /* add in untested sources */
365          for ( ; sn < ncnts; sn++) {
366 <                sr.rsrc = srccnt[cntord[sn].sndx].sno;
367 <                prob = hwt * (double)source[sr.rsrc].nhits /
368 <                                (double)source[sr.rsrc].ntests;
369 <                scalecolor(srccnt[cntord[sn].sndx].val, prob);
370 <                addcolor(r->rcol, srccnt[cntord[sn].sndx].val);
366 >                scp = srccnt + cntord[sn].sndx;
367 >                prob = hwt * (double)source[scp->sno].nhits /
368 >                                (double)source[scp->sno].ntests;
369 >                if (prob > 1.0)
370 >                        prob = 1.0;
371 >                scalecolor(scp->val, prob);
372 >                addcolor(r->rcol, scp->val);
373          }
374   }
375  
376  
377 + srcscatter(r)                   /* compute source scattering into ray */
378 + register RAY  *r;
379 + {
380 +        int  oldsampndx;
381 +        int  nsamps;
382 +        RAY  sr;
383 +        SRCINDEX  si;
384 +        double  t, lastt, d;
385 +        COLOR  cumval, ctmp;
386 +        int  i, j;
387 +
388 +        if (r->slights == NULL || r->slights[0] == 0
389 +                        || r->gecc >= 1.-FTINY || r->rot >= FHUGE)
390 +                return;
391 +        if (ssampdist <= FTINY || (nsamps = r->rot/ssampdist + .5) < 1)
392 +                nsamps = 1;
393 + #if MAXSSAMP
394 +        else if (nsamps > MAXSSAMP)
395 +                nsamps = MAXSSAMP;
396 + #endif
397 +        oldsampndx = samplendx;
398 +        samplendx = random()&0x7fff;            /* randomize */
399 +        for (i = r->slights[0]; i > 0; i--) {   /* for each source */
400 +                setcolor(cumval, 0., 0., 0.);
401 +                lastt = r->rot;
402 +                for (j = nsamps; j-- > 0; ) {   /* for each sample position */
403 +                        samplendx++;
404 +                        t = r->rot * (j+frandom())/nsamps;
405 +                        sr.rorg[0] = r->rorg[0] + r->rdir[0]*t;
406 +                        sr.rorg[1] = r->rorg[1] + r->rdir[1]*t;
407 +                        sr.rorg[2] = r->rorg[2] + r->rdir[2]*t;
408 +                        sr.rmax = 0.;
409 +                        initsrcindex(&si);      /* sample ray to this source */
410 +                        si.sn = r->slights[i];
411 +                        nopart(&si, &sr);
412 +                        if (!srcray(&sr, NULL, &si) ||
413 +                                        sr.rsrc != r->slights[i])
414 +                                continue;               /* no path */
415 +                        copycolor(sr.cext, r->cext);
416 +                        sr.albedo = r->albedo;
417 +                        sr.gecc = r->gecc;
418 +                        rayvalue(&sr);                  /* eval. source ray */
419 +                        if (bright(sr.rcol) <= FTINY)
420 +                                continue;
421 +                                                        /* 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;
428 +                        if (r->gecc <= FTINY)           /* compute P(theta) */
429 +                                d = 1.;
430 +                        else {
431 +                                d = DOT(r->rdir, sr.rdir);
432 +                                d = sqrt(1. + r->gecc*r->gecc - 2.*r->gecc*d);
433 +                                d = (1. - r->gecc*r->gecc) / (d*d*d);
434 +                        }
435 +                                                        /* other factors */
436 +                        d *= si.dom * r->albedo * r->rot / (4.*PI*nsamps);
437 +                        multcolor(sr.rcol, r->cext);
438 +                        scalecolor(sr.rcol, d);
439 +                        addcolor(cumval, sr.rcol);
440 +                }
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 */
447 +        }
448 +        samplendx = oldsampndx;
449 + }
450 +
451 +
452   /****************************************************************
453   * The following macros were separated from the m_light() routine
454   * because they are very nasty and difficult to understand.
455   */
456  
457 < /* wrongillum *
457 > /* illumblock *
458   *
459   * We cannot allow an illum to pass to another illum, because that
460   * would almost certainly constitute overcounting.
461   * However, we do allow an illum to pass to another illum
462   * that is actually going to relay to a virtual light source.
463 + * We also prevent an illum from passing to a glow; this provides a
464 + * convenient mechanism for defining detailed light source
465 + * geometry behind (or inside) an effective radiator.
466   */
467  
468 < #define  wrongillum(m, r)       (!(source[r->rsrc].sflags&SVIRTUAL) && \
469 <                        objptr(source[r->rsrc].so->omod)->otype==MAT_ILLUM)
468 > static int weaksrcmod(obj) int obj;     /* efficiency booster function */
469 > {register OBJREC *o = objptr(obj);
470 > return(o->otype==MAT_ILLUM|o->otype==MAT_GLOW);}
471  
472 + #define  illumblock(m, r)       (!(source[r->rsrc].sflags&SVIRTUAL) && \
473 +                                r->rod > 0.0 && \
474 +                                weaksrcmod(source[r->rsrc].so->omod))
475 +
476   /* wrongsource *
477   *
478   * This source is the wrong source (ie. overcounted) if we are
479   * aimed to a different source than the one we hit and the one
480 < * we hit is not an illum which should be passed.
480 > * we hit is not an illum that should be passed.
481   */
482  
483   #define  wrongsource(m, r)      (r->rsrc>=0 && source[r->rsrc].so!=r->ro && \
484 <                                (m->otype!=MAT_ILLUM || wrongillum(m,r)))
484 >                                (m->otype!=MAT_ILLUM || illumblock(m,r)))
485  
486   /* distglow *
487   *
488   * A distant glow is an object that sometimes acts as a light source,
489   * but is too far away from the test point to be one in this case.
490 + * (Glows with negative radii should NEVER participate in illumination.)
491   */
492  
493 < #define  distglow(m, r)         (m->otype==MAT_GLOW && \
494 <                                r->rot > m->oargs.farg[3])
493 > #define  distglow(m, r, d)      (m->otype==MAT_GLOW && \
494 >                                m->oargs.farg[3] >= -FTINY && \
495 >                                d > m->oargs.farg[3])
496  
497   /* badcomponent *
498   *
# Line 395 | Line 505 | char  *p;                      /* data for f */
505  
506   #define  badcomponent(m, r)     (r->crtype&(AMBIENT|SPECULAR) && \
507                                  !(r->crtype&SHADOW || r->rod < 0.0 || \
508 <                                        distglow(m, r)))
508 >                /* not 100% correct */  distglow(m, r, r->rot)))
509  
400 – /* overcount *
401 – *
402 – * All overcounting possibilities are contained here.
403 – */
404 –
405 – #define  overcount(m, r)        (badcomponent(m,r) || wrongsource(m,r))
406 –
510   /* passillum *
511   *
512   * An illum passes to another material type when we didn't hit it
# Line 417 | Line 520 | char  *p;                      /* data for f */
520  
521   /* srcignore *
522   *
523 < * The -di flag renders light sources invisible, and here is the test.
523 > * The -dv flag is normally on for sources to be visible.
524   */
525  
526 < #define  srcignore(m, r)        (directinvis && !(r->crtype&SHADOW) && \
527 <                                !distglow(m, r))
526 > #define  srcignore(m, r)        !(directvis || r->crtype&SHADOW || \
527 >                                distglow(m, r, raydist(r,PRIMARY)))
528  
529  
530   m_light(m, r)                   /* ray hit a light source */
# Line 429 | Line 532 | register OBJREC  *m;
532   register RAY  *r;
533   {
534                                                  /* check for over-counting */
535 <        if (overcount(m, r))
536 <                return;
535 >        if (badcomponent(m, r))
536 >                return(1);
537 >        if (wrongsource(m, r))
538 >                return(1);
539                                                  /* check for passed illum */
540          if (passillum(m, r)) {
541 <                if (m->oargs.nsargs < 1 || !strcmp(m->oargs.sarg[0], VOIDID))
542 <                        raytrans(r);
543 <                else
544 <                        rayshade(r, modifier(m->oargs.sarg[0]));
440 <                return;
541 >                if (m->oargs.nsargs && strcmp(m->oargs.sarg[0], VOIDID))
542 >                        return(rayshade(r, modifier(m->oargs.sarg[0])));
543 >                raytrans(r);
544 >                return(1);
545          }
546                                          /* otherwise treat as source */
547                                                  /* check for behind */
548          if (r->rod < 0.0)
549 <                return;
549 >                return(1);
550                                                  /* check for invisibility */
551          if (srcignore(m, r))
552 <                return;
552 >                return(1);
553                                                  /* check for outside spot */
554 <        if (m->otype==MAT_SPOT && spotout(r, (SPOT *)m->os, r->rot>=FHUGE))
555 <                return;
554 >        if (m->otype==MAT_SPOT && spotout(r, makespot(m)))
555 >                return(1);
556                                                  /* get distribution pattern */
557          raytexture(r, m->omod);
558                                                  /* get source color */
# Line 457 | Line 561 | register RAY  *r;
561                            m->oargs.farg[2]);
562                                                  /* modify value */
563          multcolor(r->rcol, r->pcol);
564 +        return(1);
565   }

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