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

Comparing ray/src/rt/source.c (file contents):
Revision 2.30 by greg, Tue Feb 25 02:47:23 2003 UTC vs.
Revision 2.53 by greg, Fri Oct 28 16:16:33 2005 UTC

# Line 1 | Line 1
1   #ifndef lint
2 < static const char       RCSid[] = "$Id$";
2 > static const char RCSid[] = "$Id$";
3   #endif
4   /*
5   *  source.c - routines dealing with illumination sources.
# Line 7 | Line 7 | static const char      RCSid[] = "$Id$";
7   *  External symbols declared in source.h
8   */
9  
10 #include "copyright.h"
11
10   #include  "ray.h"
13
11   #include  "otypes.h"
12 <
12 > #include  "rtotypes.h"
13   #include  "source.h"
17
14   #include  "random.h"
15  
16   extern double  ssampdist;               /* scatter sampling distance */
# Line 43 | 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 < void
45 < 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 54 | 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))
67 <                        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 103 | 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 115 | 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 123 | Line 145 | memerr:
145   }
146  
147  
148 < void
149 < freesources()                   /* free all source structures */
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;
# Line 141 | Line 167 | freesources()                  /* free all source structures */
167   }
168  
169  
170 < int
171 < srcray(sr, r, si)               /* 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 */
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  
180 <    rayorigin(sr, r, SHADOW, 1.0);              /* ignore limits */
180 >    rayorigin(sr, SHADOW, r, NULL);             /* ignore limits */
181  
182      while ((d = nextssamp(sr, si)) != 0.0) {
183          sr->rsrc = si->sn;                      /* remember source */
# Line 179 | Line 206 | SRCINDEX  *si;                 /* source sample index */
206   }
207  
208  
209 < void
210 < srcvalue(r)                     /* punch ray to source and compute value */
211 < 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 220 | Line 248 | nomat:
248   }
249  
250  
251 < int
252 < sourcehit(r)                    /* check to see if ray hit distant source */
253 < 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 232 | 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 <                r->robj = objndx(r->ro);
296 <                for (i = 0; i < 3; i++)
297 <                        r->ron[i] = -r->rdir[i];
298 <                r->rod = 1.0;
299 <                r->rox = NULL;
300 <                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 269 | Line 348 | register CNTPTR  *sc1, *sc2;
348   }
349  
350  
351 < void
352 < direct(r, f, p)                         /* add direct component */
353 < RAY  *r;                        /* ray that hit surface */
354 < void  (*f)();                   /* direct component coefficient function */
355 < 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   {
278        extern void  (*trace)();
358          register int  sn;
359          register CONTRIB  *scp;
360          SRCINDEX  si;
# Line 291 | 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 303 | Line 382 | char  *p;                      /* data for f */
382                  scp->sno = sr.rsrc;
383                                                  /* compute coefficient */
384                  (*f)(scp->coef, p, sr.rdir, si.dom);
385 <                cntord[sn].brt = bright(scp->coef);
385 >                cntord[sn].brt = intens(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 +                copycolor(sr.rcoef, scp->coef);
397                                                  /* compute potential */
398                  sr.revf = srcvalue;
399                  rayvalue(&sr);
400 +                multcolor(sr.rcol, sr.rcoef);
401                  copycolor(scp->val, sr.rcol);
402 <                multcolor(scp->val, scp->coef);
315 <                cntord[sn].brt = bright(scp->val);
402 >                cntord[sn].brt = intens(sr.rcol);
403          }
404                                                  /* sort contributions */
405          qsort(cntord, sn, sizeof(CNTPTR), cntcmp);
# Line 350 | Line 437 | char  *p;                      /* data for f */
437                          break;
438                  scp = srccnt + cntord[sn].sndx;
439                                                  /* test for hit */
440 <                rayorigin(&sr, r, SHADOW, 1.0);
440 >                rayorigin(&sr, SHADOW, r, NULL);
441 >                copycolor(sr.rcoef, scp->coef);
442                  VCOPY(sr.rdir, scp->dir);
443                  sr.rsrc = scp->sno;
444 <                source[scp->sno].ntests++;      /* keep statistics */
444 >                                                /* keep statistics */
445 >                if (source[scp->sno].ntests++ > 0xfffffff0) {
446 >                        source[scp->sno].ntests >>= 1;
447 >                        source[scp->sno].nhits >>= 1;
448 >                }
449                  if (localhit(&sr, &thescene) &&
450                                  ( sr.ro != source[scp->sno].so ||
451                                  source[scp->sno].sflags & SFOLLOW )) {
452                                                  /* follow entire path */
453                          raycont(&sr);
362                        rayparticipate(&sr);
454                          if (trace != NULL)
455                                  (*trace)(&sr);  /* trace execution */
456 <                        if (bright(sr.rcol) <= FTINY)
456 >                        rayparticipate(&sr);
457 >                        if (bright(sr.rcol) <= FTINY) {
458 > #if SHADCACHE
459 >                                if ((scp <= srccnt || scp[-1].sno != scp->sno)
460 >                                                && (scp >= srccnt+ncnts-1 ||
461 >                                                    scp[1].sno != scp->sno))
462 >                                        srcblocker(&sr);
463 > #endif
464                                  continue;       /* missed! */
465 +                        }
466 +                        multcolor(sr.rcol, sr.rcoef);
467                          copycolor(scp->val, sr.rcol);
468 <                        multcolor(scp->val, scp->coef);
468 >                } else if (trace != NULL &&
469 >                        (source[scp->sno].sflags & (SDISTANT|SVIRTUAL|SFOLLOW))
470 >                                                == (SDISTANT|SFOLLOW) &&
471 >                                sourcehit(&sr) && rayshade(&sr, sr.ro->omod)) {
472 >                        (*trace)(&sr);          /* trace execution */
473 >                        /* skip call to rayparticipate() & scp->val update */
474                  }
475                                                  /* add contribution if hit */
476                  addcolor(r->rcol, scp->val);
# Line 387 | Line 492 | char  *p;                      /* data for f */
492                  scp = srccnt + cntord[sn].sndx;
493                  prob = hwt * (double)source[scp->sno].nhits /
494                                  (double)source[scp->sno].ntests;
495 <                if (prob > 1.0)
496 <                        prob = 1.0;
392 <                scalecolor(scp->val, prob);
495 >                if (prob < 1.0)
496 >                        scalecolor(scp->val, prob);
497                  addcolor(r->rcol, scp->val);
498          }
499   }
500  
501  
502 < void
503 < srcscatter(r)                   /* compute source scattering into ray */
504 < register RAY  *r;
502 > extern void
503 > srcscatter(                     /* compute source scattering into ray */
504 >        register RAY  *r
505 > )
506   {
507          int  oldsampndx;
508          int  nsamps;
# Line 442 | Line 547 | register RAY  *r;
547                          if (!srcray(&sr, NULL, &si) ||
548                                          sr.rsrc != r->slights[i])
549                                  continue;               /* no path */
550 + #if SHADCACHE
551 +                        if (srcblocked(&sr))            /* check shadow cache */
552 +                                continue;
553 + #endif
554                          copycolor(sr.cext, r->cext);
555                          copycolor(sr.albedo, r->albedo);
556                          sr.gecc = r->gecc;
557                          sr.slights = r->slights;
558                          rayvalue(&sr);                  /* eval. source ray */
559 <                        if (bright(sr.rcol) <= FTINY)
559 >                        if (bright(sr.rcol) <= FTINY) {
560 > #if SHADCACHE
561 >                                srcblocker(&sr);        /* add blocker to cache */
562 > #endif
563                                  continue;
564 +                        }
565                          if (r->gecc <= FTINY)           /* compute P(theta) */
566                                  d = 1.;
567                          else {
# Line 485 | Line 598 | register RAY  *r;
598   * geometry behind (or inside) an effective radiator.
599   */
600  
601 < static int weaksrcmod(obj) int obj;     /* efficiency booster function */
602 < {register OBJREC *o = objptr(obj);
603 < return(o->otype==MAT_ILLUM|o->otype==MAT_GLOW);}
601 > static int
602 > weaksrcmat(OBJECT obj)          /* identify material */
603 > {
604 >        OBJREC *m = findmaterial(objptr(obj));
605 >        
606 >        if (m == NULL) return(0);
607 >        return((m->otype==MAT_ILLUM) | (m->otype==MAT_GLOW));
608 > }
609  
610   #define  illumblock(m, r)       (!(source[r->rsrc].sflags&SVIRTUAL) && \
611                                  r->rod > 0.0 && \
612 <                                weaksrcmod(source[r->rsrc].so->omod))
612 >                                weaksrcmat(source[r->rsrc].so->omod))
613  
614   /* wrongsource *
615   *
# Line 547 | Line 665 | return(o->otype==MAT_ILLUM|o->otype==MAT_GLOW);}
665                                  distglow(m, r, raydist(r,PRIMARY)))
666  
667  
668 < int
669 < m_light(m, r)                   /* ray hit a light source */
670 < register OBJREC  *m;
671 < register RAY  *r;
668 > extern int
669 > m_light(                                /* ray hit a light source */
670 >        register OBJREC  *m,
671 >        register RAY  *r
672 > )
673   {
674                                                  /* check for over-counting */
675 <        if (badcomponent(m, r))
675 >        if (badcomponent(m, r)) {
676 >                setcolor(r->rcoef, 0.0, 0.0, 0.0);
677                  return(1);
678 <        if (wrongsource(m, r))
678 >        }
679 >        if (wrongsource(m, r)) {
680 >                setcolor(r->rcoef, 0.0, 0.0, 0.0);
681                  return(1);
682 +        }
683                                                  /* check for passed illum */
684          if (passillum(m, r)) {
685                  if (m->oargs.nsargs && strcmp(m->oargs.sarg[0], VOIDID))
# Line 564 | Line 687 | register RAY  *r;
687                  raytrans(r);
688                  return(1);
689          }
690 +                                                /* check for invisibility */
691 +        if (srcignore(m, r)) {
692 +                setcolor(r->rcoef, 0.0, 0.0, 0.0);
693 +                return(1);
694 +        }
695                                          /* otherwise treat as source */
696                                                  /* check for behind */
697          if (r->rod < 0.0)
570                return(1);
571                                                /* check for invisibility */
572        if (srcignore(m, r))
698                  return(1);
699                                                  /* check for outside spot */
700          if (m->otype==MAT_SPOT && spotout(r, makespot(m)))

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