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

Comparing ray/src/rt/source.c (file contents):
Revision 2.27 by gregl, Fri Aug 15 10:24:24 1997 UTC vs.
Revision 2.58 by greg, Mon Aug 23 15:56:17 2010 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 +                        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 + extern void
72 + marksources(void)                       /* find and mark source objects */
73 + {
74          int  foundsource = 0;
75          int  i;
76          register OBJREC  *o, *m;
# Line 56 | Line 78 | marksources()                  /* find and mark source objects */
78                                          /* initialize dispatch table */
79          initstypes();
80                                          /* find direct sources */
81 <        for (i = 0; i < nobjects; i++) {
81 >        for (i = 0; i < nsceneobjs; i++) {
82          
83                  o = objptr(i);
84  
85                  if (!issurface(o->otype) || o->omod == OVOID)
86                          continue;
87 <
88 <                m = objptr(o->omod);
89 <
68 <                if (!islight(m->otype))
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 105 | Line 132 | marksources()                  /* find and mark source objects */
132                                  source[ns].sflags |= SSKIP;
133                          }
134                  }
135 + #if  SHADCACHE
136 +                initobscache(ns);
137 + #endif
138                  if (!(source[ns].sflags & SSKIP))
139                          foundsource++;
140          }
# Line 117 | Line 147 | marksources()                  /* find and mark source objects */
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)
150 >        if ((srccnt == NULL) | (cntord == NULL))
151                  goto memerr;
152          return;
153   memerr:
# Line 125 | Line 155 | memerr:
155   }
156  
157  
158 < srcray(sr, r, si)               /* send a ray to a source, return domega */
159 < register RAY  *sr;              /* returned source ray */
130 < RAY  *r;                        /* ray which hit object */
131 < SRCINDEX  *si;                  /* source sample index */
158 > extern void
159 > freesources(void)                       /* free all source structures */
160   {
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 + 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      double  d;                          /* distance to source */
188      register SRCREC  *srcp;
189  
190 <    rayorigin(sr, r, SHADOW, 1.0);              /* ignore limits */
190 >    rayorigin(sr, SHADOW, r, NULL);             /* ignore limits */
191  
192      while ((d = nextssamp(sr, si)) != 0.0) {
193          sr->rsrc = si->sn;                      /* remember source */
# Line 162 | Line 216 | SRCINDEX  *si;                 /* source sample index */
216   }
217  
218  
219 < srcvalue(r)                     /* punch ray to source and compute value */
220 < register RAY  *r;
219 > extern void
220 > srcvalue(                       /* punch ray to source and compute value */
221 >        register RAY  *r
222 > )
223   {
224          register SRCREC  *sp;
225  
# Line 202 | Line 258 | nomat:
258   }
259  
260  
261 < sourcehit(r)                    /* check to see if ray hit distant source */
262 < register RAY  *r;
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 (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 + 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 213 | 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|SVIRTUAL)) == 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 <                r->robj = objndx(r->ro);
306 <                for (i = 0; i < 3; i++)
307 <                        r->ron[i] = -r->rdir[i];
308 <                r->rod = 1.0;
309 <                r->rox = NULL;
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 >                        if (glowsrc < 0)
310 >                                glowsrc = i;
311 >                        continue;
312 >                }
313 >                if (transillum(source[i].so->omod)) {
314 >                        if (transrc < 0)
315 >                                transrc = i;
316 >                        continue;
317 >                }
318 >                r->ro = source[i].so;   /* otherwise, use first hit */
319 >                break;
320          }
321 <        return(0);
321 >        /*
322 >         * Do we need fallback?
323 >         */
324 >        if (r->ro == NULL) {
325 >                if (transrc >= 0 && r->crtype & (AMBIENT|SPECULAR))
326 >                        return(0);      /* avoid overcounting */
327 >                if (glowsrc >= 0)
328 >                        r->ro = source[glowsrc].so;
329 >                else
330 >                        return(0);      /* nothing usable */
331 >        }
332 >        /*
333 >         * Make assignments.
334 >         */
335 >        r->robj = objndx(r->ro);
336 >        for (i = 0; i < 3; i++)
337 >                r->ron[i] = -r->rdir[i];
338 >        r->rod = 1.0;
339 >        r->pert[0] = r->pert[1] = r->pert[2] = 0.0;
340 >        r->uv[0] = r->uv[1] = 0.0;
341 >        r->rox = NULL;
342 >        return(1);
343   }
344  
345  
346   static int
347 < cntcmp(sc1, sc2)                        /* contribution compare (descending) */
348 < register CNTPTR  *sc1, *sc2;
347 > cntcmp(                         /* contribution compare (descending) */
348 >        const void *p1,
349 >        const void *p2
350 > )
351   {
352 +        register const CNTPTR  *sc1 = (const CNTPTR *)p1;
353 +        register const CNTPTR  *sc2 = (const CNTPTR *)p2;
354 +
355          if (sc1->brt > sc2->brt)
356                  return(-1);
357          if (sc1->brt < sc2->brt)
# Line 250 | Line 360 | register CNTPTR  *sc1, *sc2;
360   }
361  
362  
363 < direct(r, f, p)                         /* add direct component */
364 < RAY  *r;                        /* ray that hit surface */
365 < int  (*f)();                    /* direct component coefficient function */
366 < char  *p;                       /* data for f */
363 > extern void
364 > direct(                                 /* add direct component */
365 >        RAY  *r,                        /* ray that hit surface */
366 >        srcdirf_t *f,                   /* direct component coefficient function */
367 >        void  *p                        /* data for f */
368 > )
369   {
258 –        extern int  (*trace)();
370          register int  sn;
371          register CONTRIB  *scp;
372          SRCINDEX  si;
# Line 271 | Line 382 | char  *p;                      /* data for f */
382          for (sn = 0; srcray(&sr, r, &si); sn++) {
383                  if (sn >= maxcntr) {
384                          maxcntr = sn + MAXSPART;
385 <                        srccnt = (CONTRIB *)realloc((char *)srccnt,
385 >                        srccnt = (CONTRIB *)realloc((void *)srccnt,
386                                          maxcntr*sizeof(CONTRIB));
387 <                        cntord = (CNTPTR *)realloc((char *)cntord,
387 >                        cntord = (CNTPTR *)realloc((void *)cntord,
388                                          maxcntr*sizeof(CNTPTR));
389 <                        if (srccnt == NULL | cntord == NULL)
389 >                        if ((srccnt == NULL) | (cntord == NULL))
390                                  error(SYSTEM, "out of memory in direct");
391                  }
392                  cntord[sn].sndx = sn;
# Line 283 | Line 394 | char  *p;                      /* data for f */
394                  scp->sno = sr.rsrc;
395                                                  /* compute coefficient */
396                  (*f)(scp->coef, p, sr.rdir, si.dom);
397 <                cntord[sn].brt = bright(scp->coef);
397 >                cntord[sn].brt = intens(scp->coef);
398                  if (cntord[sn].brt <= 0.0)
399                          continue;
400 + #if SHADCACHE
401 +                                                /* check shadow cache */
402 +                if (si.np == 1 && srcblocked(&sr)) {
403 +                        cntord[sn].brt = 0.0;
404 +                        continue;
405 +                }
406 + #endif
407                  VCOPY(scp->dir, sr.rdir);
408 +                copycolor(sr.rcoef, scp->coef);
409                                                  /* compute potential */
410                  sr.revf = srcvalue;
411                  rayvalue(&sr);
412 +                multcolor(sr.rcol, sr.rcoef);
413                  copycolor(scp->val, sr.rcol);
414 <                multcolor(scp->val, scp->coef);
295 <                cntord[sn].brt = bright(scp->val);
414 >                cntord[sn].brt = bright(sr.rcol);
415          }
416                                                  /* sort contributions */
417          qsort(cntord, sn, sizeof(CNTPTR), cntcmp);
# Line 330 | Line 449 | char  *p;                      /* data for f */
449                          break;
450                  scp = srccnt + cntord[sn].sndx;
451                                                  /* test for hit */
452 <                rayorigin(&sr, r, SHADOW, 1.0);
452 >                rayorigin(&sr, SHADOW, r, NULL);
453 >                copycolor(sr.rcoef, scp->coef);
454                  VCOPY(sr.rdir, scp->dir);
455                  sr.rsrc = scp->sno;
456 <                source[scp->sno].ntests++;      /* keep statistics */
456 >                                                /* keep statistics */
457 >                if (source[scp->sno].ntests++ > 0xfffffff0) {
458 >                        source[scp->sno].ntests >>= 1;
459 >                        source[scp->sno].nhits >>= 1;
460 >                }
461                  if (localhit(&sr, &thescene) &&
462                                  ( sr.ro != source[scp->sno].so ||
463                                  source[scp->sno].sflags & SFOLLOW )) {
464                                                  /* follow entire path */
465                          raycont(&sr);
342 –                        rayparticipate(&sr);
466                          if (trace != NULL)
467                                  (*trace)(&sr);  /* trace execution */
468 <                        if (bright(sr.rcol) <= FTINY)
468 >                        if (bright(sr.rcol) <= FTINY) {
469 > #if SHADCACHE
470 >                                if ((scp <= srccnt || scp[-1].sno != scp->sno)
471 >                                                && (scp >= srccnt+ncnts-1 ||
472 >                                                    scp[1].sno != scp->sno))
473 >                                        srcblocker(&sr);
474 > #endif
475                                  continue;       /* missed! */
476 +                        }
477 +                        rayparticipate(&sr);
478 +                        multcolor(sr.rcol, sr.rcoef);
479                          copycolor(scp->val, sr.rcol);
480 <                        multcolor(scp->val, scp->coef);
480 >                } else if (trace != NULL &&
481 >                        (source[scp->sno].sflags & (SDISTANT|SVIRTUAL|SFOLLOW))
482 >                                                == (SDISTANT|SFOLLOW) &&
483 >                                sourcehit(&sr) && rayshade(&sr, sr.ro->omod)) {
484 >                        (*trace)(&sr);          /* trace execution */
485 >                        /* skip call to rayparticipate() & scp->val update */
486                  }
487                                                  /* add contribution if hit */
488                  addcolor(r->rcol, scp->val);
# Line 367 | Line 504 | char  *p;                      /* data for f */
504                  scp = srccnt + cntord[sn].sndx;
505                  prob = hwt * (double)source[scp->sno].nhits /
506                                  (double)source[scp->sno].ntests;
507 <                if (prob > 1.0)
508 <                        prob = 1.0;
372 <                scalecolor(scp->val, prob);
507 >                if (prob < 1.0)
508 >                        scalecolor(scp->val, prob);
509                  addcolor(r->rcol, scp->val);
510          }
511   }
512  
513  
514 < srcscatter(r)                   /* compute source scattering into ray */
515 < register RAY  *r;
514 > extern void
515 > srcscatter(                     /* compute source scattering into ray */
516 >        register RAY  *r
517 > )
518   {
519          int  oldsampndx;
520          int  nsamps;
# Line 421 | Line 559 | register RAY  *r;
559                          if (!srcray(&sr, NULL, &si) ||
560                                          sr.rsrc != r->slights[i])
561                                  continue;               /* no path */
562 + #if SHADCACHE
563 +                        if (srcblocked(&sr))            /* check shadow cache */
564 +                                continue;
565 + #endif
566                          copycolor(sr.cext, r->cext);
567                          copycolor(sr.albedo, r->albedo);
568                          sr.gecc = r->gecc;
569                          sr.slights = r->slights;
570                          rayvalue(&sr);                  /* eval. source ray */
571 <                        if (bright(sr.rcol) <= FTINY)
571 >                        if (bright(sr.rcol) <= FTINY) {
572 > #if SHADCACHE
573 >                                srcblocker(&sr);        /* add blocker to cache */
574 > #endif
575                                  continue;
576 +                        }
577                          if (r->gecc <= FTINY)           /* compute P(theta) */
578                                  d = 1.;
579                          else {
# Line 464 | Line 610 | register RAY  *r;
610   * geometry behind (or inside) an effective radiator.
611   */
612  
613 < static int weaksrcmod(obj) int obj;     /* efficiency booster function */
614 < {register OBJREC *o = objptr(obj);
615 < return(o->otype==MAT_ILLUM|o->otype==MAT_GLOW);}
613 > static int
614 > weaksrcmat(OBJECT obj)          /* identify material */
615 > {
616 >        OBJREC *m = findmaterial(objptr(obj));
617 >        
618 >        if (m == NULL) return(0);
619 >        return((m->otype==MAT_ILLUM) | (m->otype==MAT_GLOW));
620 > }
621  
622   #define  illumblock(m, r)       (!(source[r->rsrc].sflags&SVIRTUAL) && \
623                                  r->rod > 0.0 && \
624 <                                weaksrcmod(source[r->rsrc].so->omod))
624 >                                weaksrcmat(source[r->rsrc].so->omod))
625  
626   /* wrongsource *
627   *
# Line 526 | Line 677 | return(o->otype==MAT_ILLUM|o->otype==MAT_GLOW);}
677                                  distglow(m, r, raydist(r,PRIMARY)))
678  
679  
680 < m_light(m, r)                   /* ray hit a light source */
681 < register OBJREC  *m;
682 < register RAY  *r;
680 > extern int
681 > m_light(                                /* ray hit a light source */
682 >        register OBJREC  *m,
683 >        register RAY  *r
684 > )
685   {
686                                                  /* check for over-counting */
687 <        if (badcomponent(m, r))
687 >        if (badcomponent(m, r)) {
688 >                setcolor(r->rcoef, 0.0, 0.0, 0.0);
689                  return(1);
690 <        if (wrongsource(m, r))
690 >        }
691 >        if (wrongsource(m, r)) {
692 >                setcolor(r->rcoef, 0.0, 0.0, 0.0);
693                  return(1);
694 +        }
695                                                  /* check for passed illum */
696          if (passillum(m, r)) {
697                  if (m->oargs.nsargs && strcmp(m->oargs.sarg[0], VOIDID))
698 <                        return(rayshade(r, modifier(m->oargs.sarg[0])));
698 >                        return(rayshade(r,lastmod(objndx(m),m->oargs.sarg[0])));
699                  raytrans(r);
700                  return(1);
701          }
702 +                                                /* check for invisibility */
703 +        if (srcignore(m, r)) {
704 +                setcolor(r->rcoef, 0.0, 0.0, 0.0);
705 +                return(1);
706 +        }
707                                          /* otherwise treat as source */
708                                                  /* check for behind */
709          if (r->rod < 0.0)
548 –                return(1);
549 –                                                /* check for invisibility */
550 –        if (srcignore(m, r))
710                  return(1);
711                                                  /* check for outside spot */
712          if (m->otype==MAT_SPOT && spotout(r, makespot(m)))

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