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

Comparing ray/src/rt/source.c (file contents):
Revision 2.38 by greg, Wed Dec 31 01:50:02 2003 UTC vs.
Revision 2.51 by greg, Thu May 26 06:55:22 2005 UTC

# 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 <
16 < #include  "otspecial.h"
17 <
12 > #include  "rtotypes.h"
13   #include  "source.h"
19 –
14   #include  "random.h"
15  
16   extern double  ssampdist;               /* scatter sampling distance */
# Line 45 | 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 < OBJREC *                        /* find an object's actual material */
44 >
45 > extern OBJREC *                 /* find an object's actual material */
46   findmaterial(register OBJREC *o)
47   {
48          while (!ismaterial(o->otype)) {
53 –                if (ismixture(o->otype))
54 –                        return(NULL);   /* reject mixed materials */
49                  if (o->otype == MOD_ALIAS && o->oargs.nsargs) {
50                          OBJECT  aobj;
51                          OBJREC  *ao;
# Line 66 | Line 60 | findmaterial(register OBJREC *o)
60                          return(NULL);
61                  o = objptr(o->omod);
62          }
63 <        return(o);
63 >        return(o);              /* mixtures will return NULL */
64   }
65  
66  
67 < void
68 < marksources()                   /* find and mark source objects */
67 > extern void
68 > marksources(void)                       /* find and mark source objects */
69   {
70          int  foundsource = 0;
71          int  i;
# Line 87 | Line 81 | marksources()                  /* find and mark source objects */
81                  if (!issurface(o->otype) || o->omod == OVOID)
82                          continue;
83                                          /* find material */
84 <                m = findmaterial(o);
84 >                m = findmaterial(objptr(o->omod));
85                  if (m == NULL || !islight(m->otype))
86                          continue;       /* not source modifier */
87          
# Line 129 | Line 123 | marksources()                  /* find and mark source objects */
123                          }
124                  }
125   #if  SHADCACHE
126 <                source[ns].obscache = NULL;
126 >                initobscache(ns);
127   #endif
128                  if (!(source[ns].sflags & SSKIP))
129                          foundsource++;
# Line 151 | 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
# Line 173 | Line 167 | freesources()                  /* free all source structures */
167   }
168  
169  
170 < int
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 */
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 212 | Line 206 | SRCINDEX  *si                  /* source sample index */
206   }
207  
208  
209 < void
209 > extern void
210   srcvalue(                       /* punch ray to source and compute value */
211 < register RAY  *r
211 >        register RAY  *r
212   )
213   {
214          register SRCREC  *sp;
# Line 254 | Line 248 | nomat:
248   }
249  
250  
251 < int
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
268 >        register RAY  *r
269   )
270   {
271 +        int  glowsrc = -1;
272 +        int  transrc = -1;
273          int  first, last;
274          register int  i;
275  
# Line 267 | 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->pert[0] = r->pert[1] = r->pert[2] = 0.0;
300 <                r->uv[0] = r->uv[1] = 0.0;
301 <                r->rox = NULL;
302 <                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);
310 < }
311 <
312 <
313 < #if  SHADCACHE                  /* preemptive shadow checking */
314 < #define ABS(x)  ((x)>0 ? (x) : -(x))
315 <
316 < static void                             /* find closest blockers to source */
317 < initobscache(SRCREC *srcp)
318 < {
303 <        int     i;
304 <        int     cachelen;
305 <
306 <        if (srcp->sflags & SDISTANT)
307 <                cachelen = 4*SHADCACHE*SHADCACHE;
308 <        else if (srcp->sflags & SFLAT)
309 <                cachelen = SHADCACHE*SHADCACHE*3 + (SHADCACHE&1)*SHADCACHE*4;
310 <        else /* spherical distribution */
311 <                cachelen = SHADCACHE*SHADCACHE*6;
312 <                                        /* allocate cache */
313 <        DCHECK(srcp->obscache != NULL,
314 <                        CONSISTENCY, "initobscache() called twice");
315 <        srcp->obscache = (OBSCACHE *)malloc(sizeof(OBSCACHE) +
316 <                                                sizeof(OBJECT)*(cachelen-1));
317 <        if (srcp->obscache == NULL)
318 <                error(SYSTEM, "out of memory in initobscache()");
319 <                                        /* set parameters */
320 <        if (srcp->sflags & SDISTANT) {
321 <                int     ax, ax1, ax2;
322 <                RREAL   amax = 0;
323 <                for (ax1 = 3; ax1--; )
324 <                        if (ABS(srcp->sloc[ax1]) > amax) {
325 <                                amax = ABS(srcp->sloc[ax1]);
326 <                                ax = ax1;
327 <                        }
328 <                srcp->obscache->p.d.ax = ax;
329 <                ax1 = (ax+1)%3;
330 <                ax2 = (ax+2)%3;
331 <                VCOPY(srcp->obscache->p.d.o, thescene.cuorg);
332 <                if (srcp->sloc[ax] > 0)
333 <                        srcp->obscache->p.d.o[ax] += thescene.cusize;
334 <                if (srcp->sloc[ax1] < 0)
335 <                        srcp->obscache->p.d.o[ax1] += thescene.cusize *
336 <                                        srcp->sloc[ax1] / ABS(srcp->sloc[ax]);
337 <                if (srcp->sloc[ax2] < 0)
338 <                        srcp->obscache->p.d.o[ax2] += thescene.cusize *
339 <                                        srcp->sloc[ax2] / ABS(srcp->sloc[ax]);
340 <                srcp->obscache->p.d.e1 = (1.-FTINY) / (thescene.cusize*(1. +
341 <                                fabs(srcp->sloc[ax1]/srcp->sloc[ax])));
342 <                srcp->obscache->p.d.e2 = (1.-FTINY) / (thescene.cusize*(1. +
343 <                                fabs(srcp->sloc[ax2]/srcp->sloc[ax])));
344 <        } else if (srcp->sflags & SFLAT) {
345 <                VCOPY(srcp->obscache->p.f.u, srcp->ss[SU]);
346 <                normalize(srcp->obscache->p.f.u);
347 <                fcross(srcp->obscache->p.f.v,
348 <                                srcp->snorm, srcp->obscache->p.f.u);
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 <                                        /* XXX Should cast rays from source */
321 <        for (i = cachelen; i--; )
322 <                srcp->obscache->obs[i] = OVOID;
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  
356 – static OBJECT *                 /* return occluder cache entry */
357 – srcobstructp(register RAY *r)
358 – {
359 –        static OBJECT   noobs;
360 –        SRCREC          *srcp;
361 –        int             ondx;
362 –
363 –        DCHECK(r->rsrc < 0, CONSISTENCY,
364 –                        "srcobstructp() called with unaimed ray");
365 –        noobs = OVOID;
366 –        srcp = &source[r->rsrc];
367 –        if (srcp->obscache == NULL)     /* initialize cache */
368 –                initobscache(srcp);
369 –                                        /* compute cache index */
370 –        if (srcp->sflags & SDISTANT) {
371 –                int     ax, ax1, ax2;
372 –                double  t;
373 –                ax = srcp->obscache->p.d.ax;
374 –                if ((ax1 = ax+1) >= 3) ax1 -= 3;
375 –                if ((ax2 = ax+2) >= 3) ax2 -= 3;
376 –                t = (srcp->obscache->p.d.o[ax] - r->rorg[ax]) / srcp->sloc[ax];
377 –                if (t <= FTINY)
378 –                        return &noobs;  /* could happen if ray is outside */
379 –                ondx = 2*SHADCACHE*(int)(2*SHADCACHE*srcp->obscache->p.d.e1 *
380 –                                (r->rorg[ax1] + t*srcp->sloc[ax1] -
381 –                                        srcp->obscache->p.d.o[ax1]));
382 –                ondx += (int)(2*SHADCACHE*srcp->obscache->p.d.e2 *
383 –                                (r->rorg[ax2] + t*srcp->sloc[ax2] -
384 –                                        srcp->obscache->p.d.o[ax2]));
385 –        } else if (srcp->sflags & SFLAT) {
386 –                FVECT   sd;
387 –                RREAL   sd0m, sd1m;
388 –                sd[0] = -DOT(r->rdir, srcp->obscache->p.f.u);
389 –                sd[1] = -DOT(r->rdir, srcp->obscache->p.f.v);
390 –                sd[2] = -DOT(r->rdir, srcp->snorm);
391 –                if (sd[2] < 0)
392 –                        return &noobs;  /* shouldn't happen */
393 –                sd0m = ABS(sd[0]);
394 –                sd1m = ABS(sd[1]);
395 –                if (sd[2] >= sd0m && sd[2] >= sd1m) {
396 –                        ondx = SHADCACHE*(int)(SHADCACHE*(.5-FTINY) *
397 –                                        (1. + sd[0]/sd[2]));
398 –                        ondx += (int)(SHADCACHE*(.5-FTINY) *
399 –                                        (1. + sd[1]/sd[2]));
400 –                } else if (sd0m >= sd1m) {
401 –                        ondx = SHADCACHE*SHADCACHE;
402 –                        if (sd[0] < 0)
403 –                                ondx += ((SHADCACHE+1)>>1)*SHADCACHE;
404 –                        ondx += SHADCACHE*(int)(SHADCACHE*(.5-FTINY) *
405 –                                        sd[2]/sd0m);
406 –                        ondx += (int)(SHADCACHE*(.5-FTINY) *
407 –                                        (1. + sd[1]/sd0m));
408 –                } else /* sd1m > sd0m */ {
409 –                        ondx = SHADCACHE*SHADCACHE +
410 –                                        ((SHADCACHE+1)>>1)*SHADCACHE*2;
411 –                        if (sd[1] < 0)
412 –                                ondx += ((SHADCACHE+1)>>1)*SHADCACHE;
413 –                        ondx += SHADCACHE*(int)(SHADCACHE*(.5-FTINY) *
414 –                                        sd[2]/sd1m);
415 –                        ondx += (int)(SHADCACHE*(.5-FTINY) *
416 –                                        (1. + sd[0]/sd1m));
417 –                }
418 –        } else /* spherical distribution */ {
419 –                int     ax, ax1, ax2;
420 –                RREAL   amax = 0;
421 –                for (ax1 = 3; ax1--; )
422 –                        if (ABS(r->rdir[ax1]) > amax) {
423 –                                amax = ABS(r->rdir[ax1]);
424 –                                ax = ax1;
425 –                        }
426 –                if ((ax1 = ax+1) >= 3) ax1 -= 3;
427 –                if ((ax2 = ax+2) >= 3) ax2 -= 3;
428 –                ondx = 2*SHADCACHE*SHADCACHE * ax;
429 –                if (r->rdir[ax] < 0)
430 –                        ondx += SHADCACHE*SHADCACHE;
431 –                ondx += SHADCACHE*(int)(SHADCACHE*(.5-FTINY) *
432 –                                        (1. + r->rdir[ax1]/amax));
433 –                ondx += (int)(SHADCACHE*(.5-FTINY) *
434 –                                (1. + r->rdir[ax2]/amax));
435 –        }
436 –                                        /* return cache pointer */
437 –        return(&srcp->obscache->obs[ondx]);
438 – }
439 –
440 –
441 – void                            /* free obstruction cache */
442 – freeobscache(SRCREC *srcp)
443 – {
444 –        if (srcp->obscache == NULL)
445 –                return;
446 –        free((void *)srcp->obscache);
447 –        srcp->obscache = NULL;
448 – }
449 –
450 –        
451 – void                            /* record a source blocker */
452 – srcblocker(register RAY *r)
453 – {
454 –        OBJREC  *m;
455 –
456 –        if (r->robj == OVOID || objptr(r->robj) != r->ro ||
457 –                        isvolume(r->ro->otype))
458 –                return;                 /* don't record complex blockers */
459 –        m = findmaterial(r->ro);
460 –        if (m == NULL)
461 –                return;                 /* no material?! */
462 –        if (!(ofun[m->otype].flags & T_OPAQUE))
463 –                return;                 /* material not a reliable blocker */
464 –
465 –        *srcobstructp(r) = r->robj;     /* else record obstructor */
466 – }
467 –
468 –
469 – int                             /* check ray against cached blocker */
470 – srcblocked(RAY *r)
471 – {
472 –        OBJECT  obs = *srcobstructp(r);
473 –        OBJREC  *op;
474 –
475 –        if (obs == OVOID)
476 –                return(0);
477 –        op = objptr(obs);               /* check for intersection */
478 –        return ((*ofun[op->otype].funp)(op, r));
479 – }
480 –
481 – #endif
482 –
483 –
334   static int
335   cntcmp(                         /* contribution compare (descending) */
336 < const void *p1,
337 < const void *p2
336 >        const void *p1,
337 >        const void *p2
338   )
339   {
340          register const CNTPTR  *sc1 = (const CNTPTR *)p1;
# Line 498 | Line 348 | const void *p2
348   }
349  
350  
351 < void
351 > extern void
352   direct(                                 /* add direct component */
353 < RAY  *r,                        /* ray that hit surface */
354 < void  (*f)(),                   /* direct component coefficient function */
355 < char  *p                        /* data for f */
353 >        RAY  *r,                        /* ray that hit surface */
354 >        srcdirf_t *f,                   /* direct component coefficient function */
355 >        void  *p                        /* data for f */
356   )
357   {
508 –        extern void  (*trace)();
358          register int  sn;
359          register CONTRIB  *scp;
360          SRCINDEX  si;
# Line 544 | Line 393 | char  *p                       /* data for f */
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);
551 –                multcolor(scp->val, scp->coef);
402                  cntord[sn].brt = bright(scp->val);
403          }
404                                                  /* sort contributions */
# Line 587 | 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, scp->coef);
441                  VCOPY(sr.rdir, scp->dir);
442                  sr.rsrc = scp->sno;
443                                                  /* keep statistics */
# Line 600 | Line 450 | char  *p                       /* data for f */
450                                  source[scp->sno].sflags & SFOLLOW )) {
451                                                  /* follow entire path */
452                          raycont(&sr);
603 –                        rayparticipate(&sr);
453                          if (trace != NULL)
454                                  (*trace)(&sr);  /* trace execution */
455 +                        rayparticipate(&sr);
456                          if (bright(sr.rcol) <= FTINY) {
457   #if SHADCACHE
458                                  if ((scp <= srccnt || scp[-1].sno != scp->sno)
459 <                                                && (scp >= srccnt+ncnts ||
459 >                                                && (scp >= srccnt+ncnts-1 ||
460                                                      scp[1].sno != scp->sno))
461                                          srcblocker(&sr);
462   #endif
463                                  continue;       /* missed! */
464                          }
465 +                        multcolor(sr.rcol, sr.rcoef);
466                          copycolor(scp->val, sr.rcol);
467 <                        multcolor(scp->val, scp->coef);
467 >                } else if (trace != NULL &&
468 >                        (source[scp->sno].sflags & (SDISTANT|SVIRTUAL|SFOLLOW))
469 >                                                == (SDISTANT|SFOLLOW) &&
470 >                                sourcehit(&sr) && rayshade(&sr, sr.ro->omod)) {
471 >                        (*trace)(&sr);          /* trace execution */
472 >                        /* skip call to rayparticipate() & scp->val update */
473                  }
474                                                  /* add contribution if hit */
475                  addcolor(r->rcol, scp->val);
# Line 635 | Line 491 | char  *p                       /* data for f */
491                  scp = srccnt + cntord[sn].sndx;
492                  prob = hwt * (double)source[scp->sno].nhits /
493                                  (double)source[scp->sno].ntests;
494 <                if (prob > 1.0)
495 <                        prob = 1.0;
640 <                scalecolor(scp->val, prob);
494 >                if (prob < 1.0)
495 >                        scalecolor(scp->val, prob);
496                  addcolor(r->rcol, scp->val);
497          }
498   }
499  
500  
501 < void
501 > extern void
502   srcscatter(                     /* compute source scattering into ray */
503 < register RAY  *r
503 >        register RAY  *r
504   )
505   {
506          int  oldsampndx;
# Line 691 | Line 546 | register RAY  *r
546                          if (!srcray(&sr, NULL, &si) ||
547                                          sr.rsrc != r->slights[i])
548                                  continue;               /* no path */
549 + #if SHADCACHE
550 +                        if (srcblocked(&sr))            /* check shadow cache */
551 +                                continue;
552 + #endif
553                          copycolor(sr.cext, r->cext);
554                          copycolor(sr.albedo, r->albedo);
555                          sr.gecc = r->gecc;
556                          sr.slights = r->slights;
557                          rayvalue(&sr);                  /* eval. source ray */
558 <                        if (bright(sr.rcol) <= FTINY)
558 >                        if (bright(sr.rcol) <= FTINY) {
559 > #if SHADCACHE
560 >                                srcblocker(&sr);        /* add blocker to cache */
561 > #endif
562                                  continue;
563 +                        }
564                          if (r->gecc <= FTINY)           /* compute P(theta) */
565                                  d = 1.;
566                          else {
# Line 735 | Line 598 | register RAY  *r
598   */
599  
600   static int
601 < weaksrcmat(int obj)             /* identify material */
601 > weaksrcmat(OBJECT obj)          /* identify material */
602   {
603 <        register OBJREC *o = objptr(obj);
603 >        OBJREC *m = findmaterial(objptr(obj));
604          
605 <        while (!ismaterial(o->otype))   /* find material */
606 <                o = objptr(o->omod);
744 <        return((o->otype==MAT_ILLUM)|(o->otype==MAT_GLOW));
605 >        if (m == NULL) return(0);
606 >        return((m->otype==MAT_ILLUM) | (m->otype==MAT_GLOW));
607   }
608  
609   #define  illumblock(m, r)       (!(source[r->rsrc].sflags&SVIRTUAL) && \
# Line 802 | Line 664 | weaksrcmat(int obj)            /* identify material */
664                                  distglow(m, r, raydist(r,PRIMARY)))
665  
666  
667 < int
667 > extern int
668   m_light(                                /* ray hit a light source */
669 < register OBJREC  *m,
670 < register RAY  *r
669 >        register OBJREC  *m,
670 >        register RAY  *r
671   )
672   {
673                                                  /* check for over-counting */
674 <        if (badcomponent(m, r))
674 >        if (badcomponent(m, r)) {
675 >                setcolor(r->rcoef, 0.0, 0.0, 0.0);
676                  return(1);
677 <        if (wrongsource(m, r))
677 >        }
678 >        if (wrongsource(m, r)) {
679 >                setcolor(r->rcoef, 0.0, 0.0, 0.0);
680                  return(1);
681 +        }
682                                                  /* check for passed illum */
683          if (passillum(m, r)) {
684                  if (m->oargs.nsargs && strcmp(m->oargs.sarg[0], VOIDID))
# Line 820 | Line 686 | register RAY  *r
686                  raytrans(r);
687                  return(1);
688          }
689 +                                                /* check for invisibility */
690 +        if (srcignore(m, r)) {
691 +                setcolor(r->rcoef, 0.0, 0.0, 0.0);
692 +                return(1);
693 +        }
694                                          /* otherwise treat as source */
695                                                  /* check for behind */
696          if (r->rod < 0.0)
826 –                return(1);
827 –                                                /* check for invisibility */
828 –        if (srcignore(m, r))
697                  return(1);
698                                                  /* check for outside spot */
699          if (m->otype==MAT_SPOT && spotout(r, makespot(m)))

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