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

Comparing ray/src/rt/source.c (file contents):
Revision 2.4 by greg, Fri Aug 28 14:07:41 1992 UTC vs.
Revision 2.26 by gregl, Fri May 30 19:04:51 1997 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  
205 + sourcehit(r)                    /* check to see if ray hit distant source */
206 + register RAY  *r;
207 + {
208 +        int  first, last;
209 +        register int  i;
210 +
211 +        if (r->rsrc >= 0) {             /* check only one if aimed */
212 +                first = last = r->rsrc;
213 +        } else {                        /* otherwise check all */
214 +                first = 0; last = nsources-1;
215 +        }
216 +        for (i = first; i <= last; i++)
217 +                if ((source[i].sflags & (SDISTANT|SVIRTUAL)) == SDISTANT)
218 +                        /*
219 +                         * Check to see if ray is within
220 +                         * solid angle of source.
221 +                         */
222 +                        if (2.0*PI * (1.0 - DOT(source[i].sloc,r->rdir))
223 +                                        <= source[i].ss2) {
224 +                                r->ro = source[i].so;
225 +                                if (!(source[i].sflags & SSKIP))
226 +                                        break;
227 +                        }
228 +
229 +        if (r->ro != NULL) {
230 +                for (i = 0; i < 3; i++)
231 +                        r->ron[i] = -r->rdir[i];
232 +                r->rod = 1.0;
233 +                r->rox = NULL;
234 +                return(1);
235 +        }
236 +        return(0);
237 + }
238 +
239 +
240   static int
241   cntcmp(sc1, sc2)                        /* contribution compare (descending) */
242   register CNTPTR  *sc1, *sc2;
# Line 201 | Line 255 | int  (*f)();                   /* direct component coefficient functio
255   char  *p;                       /* data for f */
256   {
257          extern int  (*trace)();
204 –        extern double  pow();
258          register int  sn;
259 +        register CONTRIB  *scp;
260          SRCINDEX  si;
261          int  nshadcheck, ncnts;
262          int  nhits;
# Line 224 | 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 263 | 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,
289 <                                        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, d;
385 +        double  re, ge, be;
386 +        COLOR  cvext;
387 +        int  i, j;
388 +
389 +        if (r->slights == NULL || r->slights[0] == 0
390 +                        || r->gecc >= 1.-FTINY || r->rot >= FHUGE)
391 +                return;
392 +        if (ssampdist <= FTINY || (nsamps = r->rot/ssampdist + .5) < 1)
393 +                nsamps = 1;
394 + #if MAXSSAMP
395 +        else if (nsamps > MAXSSAMP)
396 +                nsamps = MAXSSAMP;
397 + #endif
398 +        oldsampndx = samplendx;
399 +        samplendx = random()&0x7fff;            /* randomize */
400 +        for (i = r->slights[0]; i > 0; i--) {   /* for each source */
401 +                for (j = 0; j < nsamps; j++) {  /* for each sample position */
402 +                        samplendx++;
403 +                        t = r->rot * (j+frandom())/nsamps;
404 +                                                        /* extinction */
405 +                        re = t*colval(r->cext,RED);
406 +                        ge = t*colval(r->cext,GRN);
407 +                        be = t*colval(r->cext,BLU);
408 +                        setcolor(cvext, re > 92. ? 0. : exp(-re),
409 +                                        ge > 92. ? 0. : exp(-ge),
410 +                                        be > 92. ? 0. : exp(-be));
411 +                        if (intens(cvext) <= FTINY)
412 +                                break;                  /* too far away */
413 +                        sr.rorg[0] = r->rorg[0] + r->rdir[0]*t;
414 +                        sr.rorg[1] = r->rorg[1] + r->rdir[1]*t;
415 +                        sr.rorg[2] = r->rorg[2] + r->rdir[2]*t;
416 +                        sr.rmax = 0.;
417 +                        initsrcindex(&si);      /* sample ray to this source */
418 +                        si.sn = r->slights[i];
419 +                        nopart(&si, &sr);
420 +                        if (!srcray(&sr, NULL, &si) ||
421 +                                        sr.rsrc != r->slights[i])
422 +                                continue;               /* no path */
423 +                        copycolor(sr.cext, r->cext);
424 +                        copycolor(sr.albedo, r->albedo);
425 +                        sr.gecc = r->gecc;
426 +                        sr.slights = r->slights;
427 +                        rayvalue(&sr);                  /* eval. source ray */
428 +                        if (bright(sr.rcol) <= FTINY)
429 +                                continue;
430 +                        if (r->gecc <= FTINY)           /* compute P(theta) */
431 +                                d = 1.;
432 +                        else {
433 +                                d = DOT(r->rdir, sr.rdir);
434 +                                d = 1. + r->gecc*r->gecc - 2.*r->gecc*d;
435 +                                d = (1. - r->gecc*r->gecc) / (d*sqrt(d));
436 +                        }
437 +                                                        /* other factors */
438 +                        d *= si.dom * r->rot / (4.*PI*nsamps);
439 +                        multcolor(sr.rcol, r->cext);
440 +                        multcolor(sr.rcol, r->albedo);
441 +                        scalecolor(sr.rcol, d);
442 +                        multcolor(sr.rcol, cvext);
443 +                        addcolor(r->rcol, sr.rcol);     /* add it in */
444 +                }
445 +        }
446 +        samplendx = oldsampndx;
447 + }
448 +
449 +
450   /****************************************************************
451   * The following macros were separated from the m_light() routine
452   * because they are very nasty and difficult to understand.
453   */
454  
455 < /* wrongillum *
455 > /* illumblock *
456   *
457   * We cannot allow an illum to pass to another illum, because that
458   * would almost certainly constitute overcounting.
459   * However, we do allow an illum to pass to another illum
460   * that is actually going to relay to a virtual light source.
461 + * We also prevent an illum from passing to a glow; this provides a
462 + * convenient mechanism for defining detailed light source
463 + * geometry behind (or inside) an effective radiator.
464   */
465  
466 < #define  wrongillum(m, r)       (!(source[r->rsrc].sflags&SVIRTUAL) && \
467 <                        objptr(source[r->rsrc].so->omod)->otype==MAT_ILLUM)
466 > static int weaksrcmod(obj) int obj;     /* efficiency booster function */
467 > {register OBJREC *o = objptr(obj);
468 > return(o->otype==MAT_ILLUM|o->otype==MAT_GLOW);}
469  
470 + #define  illumblock(m, r)       (!(source[r->rsrc].sflags&SVIRTUAL) && \
471 +                                r->rod > 0.0 && \
472 +                                weaksrcmod(source[r->rsrc].so->omod))
473 +
474   /* wrongsource *
475   *
476   * This source is the wrong source (ie. overcounted) if we are
477   * aimed to a different source than the one we hit and the one
478 < * we hit is not an illum which should be passed.
478 > * we hit is not an illum that should be passed.
479   */
480  
481   #define  wrongsource(m, r)      (r->rsrc>=0 && source[r->rsrc].so!=r->ro && \
482 <                                (m->otype!=MAT_ILLUM || wrongillum(m,r)))
482 >                                (m->otype!=MAT_ILLUM || illumblock(m,r)))
483  
484   /* distglow *
485   *
486   * A distant glow is an object that sometimes acts as a light source,
487   * but is too far away from the test point to be one in this case.
488 + * (Glows with negative radii should NEVER participate in illumination.)
489   */
490  
491 < #define  distglow(m, r)         (m->otype==MAT_GLOW && \
492 <                                r->rot > m->oargs.farg[3])
491 > #define  distglow(m, r, d)      (m->otype==MAT_GLOW && \
492 >                                m->oargs.farg[3] >= -FTINY && \
493 >                                d > m->oargs.farg[3])
494  
495   /* badcomponent *
496   *
# Line 360 | Line 503 | char  *p;                      /* data for f */
503  
504   #define  badcomponent(m, r)     (r->crtype&(AMBIENT|SPECULAR) && \
505                                  !(r->crtype&SHADOW || r->rod < 0.0 || \
506 <                                        distglow(m, r)))
506 >                /* not 100% correct */  distglow(m, r, r->rot)))
507  
365 – /* overcount *
366 – *
367 – * All overcounting possibilities are contained here.
368 – */
369 –
370 – #define  overcount(m, r)        (badcomponent(m,r) || wrongsource(m,r))
371 –
508   /* passillum *
509   *
510   * An illum passes to another material type when we didn't hit it
# Line 382 | Line 518 | char  *p;                      /* data for f */
518  
519   /* srcignore *
520   *
521 < * The -di flag renders light sources invisible, and here is the test.
521 > * The -dv flag is normally on for sources to be visible.
522   */
523  
524 < #define  srcignore(m, r)        (directinvis && !(r->crtype&SHADOW) && \
525 <                                !distglow(m, r))
524 > #define  srcignore(m, r)        !(directvis || r->crtype&SHADOW || \
525 >                                distglow(m, r, raydist(r,PRIMARY)))
526  
527  
528   m_light(m, r)                   /* ray hit a light source */
# Line 394 | Line 530 | register OBJREC  *m;
530   register RAY  *r;
531   {
532                                                  /* check for over-counting */
533 <        if (overcount(m, r))
534 <                return;
533 >        if (badcomponent(m, r))
534 >                return(1);
535 >        if (wrongsource(m, r))
536 >                return(1);
537                                                  /* check for passed illum */
538          if (passillum(m, r)) {
539 <                if (m->oargs.nsargs < 1 || !strcmp(m->oargs.sarg[0], VOIDID))
540 <                        raytrans(r);
541 <                else
542 <                        rayshade(r, modifier(m->oargs.sarg[0]));
405 <                return;
539 >                if (m->oargs.nsargs && strcmp(m->oargs.sarg[0], VOIDID))
540 >                        return(rayshade(r, modifier(m->oargs.sarg[0])));
541 >                raytrans(r);
542 >                return(1);
543          }
544                                          /* otherwise treat as source */
545                                                  /* check for behind */
546          if (r->rod < 0.0)
547 <                return;
547 >                return(1);
548                                                  /* check for invisibility */
549          if (srcignore(m, r))
550 <                return;
550 >                return(1);
551                                                  /* check for outside spot */
552 <        if (m->otype==MAT_SPOT && spotout(r, (SPOT *)m->os, r->rot>=FHUGE))
553 <                return;
552 >        if (m->otype==MAT_SPOT && spotout(r, makespot(m)))
553 >                return(1);
554                                                  /* get distribution pattern */
555          raytexture(r, m->omod);
556                                                  /* get source color */
# Line 422 | Line 559 | register RAY  *r;
559                            m->oargs.farg[2]);
560                                                  /* modify value */
561          multcolor(r->rcol, r->pcol);
562 +        return(1);
563   }

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> Changed lines