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

Comparing ray/src/rt/source.c (file contents):
Revision 1.34 by greg, Thu Jun 20 09:03:57 1991 UTC vs.
Revision 2.54 by greg, Wed Jul 12 05:47:05 2006 UTC

# Line 1 | Line 1
1 /* Copyright (c) 1990 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"
11 <
12 < #include  "octree.h"
16 <
11 > #include  "otypes.h"
12 > #include  "rtotypes.h"
13   #include  "source.h"
14 + #include  "random.h"
15  
16 < #include  "otypes.h"
16 > extern double  ssampdist;               /* scatter sampling distance */
17  
18 < #include  "cone.h"
18 > #ifndef MAXSSAMP
19 > #define MAXSSAMP        16              /* maximum samples per ray */
20 > #endif
21  
22 < #include  "face.h"
22 > /*
23 > * Structures used by direct()
24 > */
25  
26 < #include  "random.h"
26 > typedef struct {
27 >        int  sno;               /* source number */
28 >        FVECT  dir;             /* source direction */
29 >        COLOR  coef;            /* material coefficient */
30 >        COLOR  val;             /* contribution */
31 > }  CONTRIB;             /* direct contribution */
32  
33 + typedef struct {
34 +        int  sndx;              /* source index (to CONTRIB array) */
35 +        float  brt;             /* brightness (for comparison) */
36 + }  CNTPTR;              /* contribution pointer */
37  
28 extern double  dstrsrc;                 /* source distribution amount */
29 extern double  shadthresh;              /* relative shadow threshold */
30 extern double  shadcert;                /* shadow testing certainty */
31
32 SRCREC  *source = NULL;                 /* our list of sources */
33 int  nsources = 0;                      /* the number of sources */
34
38   static CONTRIB  *srccnt;                /* source contributions in direct() */
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;
77 <        register SRCREC  *ns;
78 <
79 <        for (i = 0; i < nobjects; i++) {
77 >        register int  ns;
78 >                                        /* initialize dispatch table */
79 >        initstypes();
80 >                                        /* find direct sources */
81 >        for (i = 0; i < nsceneobjs; i++) {
82          
83                  o = objptr(i);
84  
85 <                if (o->omod == OVOID)
85 >                if (!issurface(o->otype) || o->omod == OVOID)
86                          continue;
87 <
88 <                m = objptr(o->omod);
89 <
90 <                if (!islight(m->otype))
55 <                        continue;
87 >                                        /* find material */
88 >                m = findmaterial(objptr(o->omod));
89 >                if (m == NULL || !islight(m->otype))
90 >                        continue;       /* not source modifier */
91          
92                  if (m->oargs.nfargs != (m->otype == MAT_GLOW ? 4 :
93                                  m->otype == MAT_SPOT ? 7 : 3))
# Line 62 | Line 97 | marksources()                  /* find and mark source objects */
97                                  o->otype != OBJ_SOURCE &&
98                                  m->oargs.farg[3] <= FTINY)
99                          continue;                       /* don't bother */
100 +                if (m->oargs.farg[0] <= FTINY && m->oargs.farg[1] <= FTINY &&
101 +                                m->oargs.farg[2] <= FTINY)
102 +                        continue;                       /* don't bother */
103  
104 <                if ((ns = newsource()) == NULL)
104 >                if (sfun[o->otype].of == NULL ||
105 >                                sfun[o->otype].of->setsrc == NULL)
106 >                        objerror(o, USER, "illegal material");
107 >
108 >                if ((ns = newsource()) < 0)
109                          goto memerr;
110  
111 <                setsource(ns, o);
111 >                setsource(&source[ns], o);
112  
113                  if (m->otype == MAT_GLOW) {
114 <                        ns->sflags |= SPROX;
115 <                        ns->sl.prox = m->oargs.farg[3];
116 <                        if (o->otype == OBJ_SOURCE)
117 <                                ns->sflags |= SSKIP;
114 >                        source[ns].sflags |= SPROX;
115 >                        source[ns].sl.prox = m->oargs.farg[3];
116 >                        if (source[ns].sflags & SDISTANT)
117 >                                source[ns].sflags |= SSKIP;
118                  } else if (m->otype == MAT_SPOT) {
119 <                        ns->sflags |= SSPOT;
120 <                        if ((ns->sl.s = makespot(m)) == NULL)
119 >                        source[ns].sflags |= SSPOT;
120 >                        if ((source[ns].sl.s = makespot(m)) == NULL)
121                                  goto memerr;
122 +                        if (source[ns].sflags & SFLAT &&
123 +                                !checkspot(source[ns].sl.s,source[ns].snorm)) {
124 +                                objerror(o, WARNING,
125 +                                        "invalid spotlight direction");
126 +                                source[ns].sflags |= SSKIP;
127 +                        }
128                  }
129 + #if  SHADCACHE
130 +                initobscache(ns);
131 + #endif
132 +                if (!(source[ns].sflags & SSKIP))
133 +                        foundsource++;
134          }
135 <        if (nsources <= 0) {
135 >        if (!foundsource) {
136                  error(WARNING, "no light sources found");
137                  return;
138          }
139          markvirtuals();                 /* find and add virtual sources */
140 <        srccnt = (CONTRIB *)malloc(nsources*sizeof(CONTRIB));
141 <        cntord = (CNTPTR *)malloc(nsources*sizeof(CNTPTR));
142 <        if (srccnt != NULL && cntord != NULL)
140 >                                /* allocate our contribution arrays */
141 >        maxcntr = nsources + MAXSPART;  /* start with this many */
142 >        srccnt = (CONTRIB *)malloc(maxcntr*sizeof(CONTRIB));
143 >        cntord = (CNTPTR *)malloc(maxcntr*sizeof(CNTPTR));
144 >        if ((srccnt == NULL) | (cntord == NULL))
145                  goto memerr;
146          return;
147   memerr:
# Line 94 | Line 149 | memerr:
149   }
150  
151  
152 < SRCREC *
153 < newsource()                     /* allocate new source in our array */
152 > extern void
153 > freesources(void)                       /* free all source structures */
154   {
155 <        if (nsources == 0)
156 <                source = (SRCREC *)malloc(sizeof(SRCREC));
157 <        else
158 <                source = (SRCREC *)realloc((char *)source,
159 <                                (unsigned)(nsources+1)*sizeof(SRCREC));
160 <        if (source == NULL)
161 <                return(NULL);
162 <        source[nsources].sflags = 0;
163 <        source[nsources].nhits = 1;
164 <        source[nsources].ntests = 2;    /* initial hit probability = 1/2 */
165 <        return(&source[nsources++]);
155 >        if (nsources > 0) {
156 > #if SHADCACHE
157 >                while (nsources--)
158 >                        freeobscache(&source[nsources]);
159 > #endif
160 >                free((void *)source);
161 >                source = NULL;
162 >                nsources = 0;
163 >        }
164 >        if (maxcntr <= 0)
165 >                return;
166 >        free((void *)srccnt);
167 >        srccnt = NULL;
168 >        free((void *)cntord);
169 >        cntord = NULL;
170 >        maxcntr = 0;
171   }
172  
173  
174 < setsource(src, so)                      /* add a source to the array */
175 < register SRCREC  *src;
176 < register OBJREC  *so;
174 > extern int
175 > srcray(                         /* send a ray to a source, return domega */
176 >        register RAY  *sr,              /* returned source ray */
177 >        RAY  *r,                        /* ray which hit object */
178 >        SRCINDEX  *si                   /* source sample index */
179 > )
180   {
181 <        double  cos(), tan(), sqrt();
182 <        double  theta;
120 <        FACE  *f;
121 <        CONE  *co;
122 <        int  j;
123 <        register int  i;
124 <        
125 <        src->sa.success = 2*AIMREQT-1;          /* bitch on second failure */
126 <        src->so = so;
181 >    double  d;                          /* distance to source */
182 >    register SRCREC  *srcp;
183  
184 <        switch (so->otype) {
185 <        case OBJ_SOURCE:
186 <                if (so->oargs.nfargs != 4)
187 <                        objerror(so, USER, "bad arguments");
188 <                src->sflags |= SDISTANT;
189 <                VCOPY(src->sloc, so->oargs.farg);
190 <                if (normalize(src->sloc) == 0.0)
191 <                        objerror(so, USER, "zero direction");
192 <                theta = PI/180.0/2.0 * so->oargs.farg[3];
137 <                if (theta <= FTINY)
138 <                        objerror(so, USER, "zero size");
139 <                src->ss = theta >= PI/4 ? 1.0 : tan(theta);
140 <                src->ss2 = 2.0*PI * (1.0 - cos(theta));
141 <                break;
142 <        case OBJ_SPHERE:
143 <                VCOPY(src->sloc, so->oargs.farg);
144 <                src->ss = so->oargs.farg[3];
145 <                src->ss2 = PI * src->ss * src->ss;
146 <                break;
147 <        case OBJ_FACE:
148 <                                                /* get the face */
149 <                f = getface(so);
150 <                                                /* find the center */
151 <                for (j = 0; j < 3; j++) {
152 <                        src->sloc[j] = 0.0;
153 <                        for (i = 0; i < f->nv; i++)
154 <                                src->sloc[j] += VERTEX(f,i)[j];
155 <                        src->sloc[j] /= (double)f->nv;
156 <                }
157 <                if (!inface(src->sloc, f))
158 <                        objerror(so, USER, "cannot hit center");
159 <                src->sflags |= SFLAT;
160 <                VCOPY(src->snorm, f->norm);
161 <                src->ss = sqrt(f->area / PI);
162 <                src->ss2 = f->area;
163 <                break;
164 <        case OBJ_RING:
165 <                                                /* get the ring */
166 <                co = getcone(so, 0);
167 <                VCOPY(src->sloc, CO_P0(co));
168 <                if (CO_R0(co) > 0.0)
169 <                        objerror(so, USER, "cannot hit center");
170 <                src->sflags |= SFLAT;
171 <                VCOPY(src->snorm, co->ad);
172 <                src->ss = CO_R1(co);
173 <                src->ss2 = PI * src->ss * src->ss;
174 <                break;
175 <        default:
176 <                objerror(so, USER, "illegal material");
184 >    rayorigin(sr, SHADOW, r, NULL);             /* ignore limits */
185 >
186 >    while ((d = nextssamp(sr, si)) != 0.0) {
187 >        sr->rsrc = si->sn;                      /* remember source */
188 >        srcp = source + si->sn;
189 >        if (srcp->sflags & SDISTANT) {
190 >                if (srcp->sflags & SSPOT && spotout(sr, srcp->sl.s))
191 >                        continue;
192 >                return(1);              /* sample OK */
193          }
194 +                                /* local source */
195 +                                                /* check proximity */
196 +        if (srcp->sflags & SPROX && d > srcp->sl.prox)
197 +                continue;
198 +                                                /* check angle */
199 +        if (srcp->sflags & SSPOT) {
200 +                if (spotout(sr, srcp->sl.s))
201 +                        continue;
202 +                                        /* adjust solid angle */
203 +                si->dom *= d*d;
204 +                d += srcp->sl.s->flen;
205 +                si->dom /= d*d;
206 +        }
207 +        return(1);                      /* sample OK */
208 +    }
209 +    return(0);                  /* no more samples */
210   }
211  
212  
213 < SPOT *
214 < makespot(m)                     /* make a spotlight */
215 < register OBJREC  *m;
213 > extern void
214 > srcvalue(                       /* punch ray to source and compute value */
215 >        register RAY  *r
216 > )
217   {
218 <        extern double  cos();
186 <        register SPOT  *ns;
218 >        register SRCREC  *sp;
219  
220 <        if ((ns = (SPOT *)malloc(sizeof(SPOT))) == NULL)
221 <                return(NULL);
222 <        ns->siz = 2.0*PI * (1.0 - cos(PI/180.0/2.0 * m->oargs.farg[3]));
223 <        VCOPY(ns->aim, m->oargs.farg+4);
224 <        if ((ns->flen = normalize(ns->aim)) == 0.0)
225 <                objerror(m, USER, "zero focus vector");
226 <        return(ns);
220 >        sp = &source[r->rsrc];
221 >        if (sp->sflags & SVIRTUAL) {    /* virtual source */
222 >                                        /* check intersection */
223 >                if (!(*ofun[sp->so->otype].funp)(sp->so, r))
224 >                        return;
225 >                if (!rayshade(r, r->ro->omod))  /* compute contribution */
226 >                        goto nomat;
227 >                rayparticipate(r);
228 >                return;
229 >        }
230 >                                        /* compute intersection */
231 >        if (sp->sflags & SDISTANT ? sourcehit(r) :
232 >                        (*ofun[sp->so->otype].funp)(sp->so, r)) {
233 >                if (sp->sa.success >= 0)
234 >                        sp->sa.success++;
235 >                if (!rayshade(r, r->ro->omod))  /* compute contribution */
236 >                        goto nomat;
237 >                rayparticipate(r);
238 >                return;
239 >        }
240 >                                        /* we missed our mark! */
241 >        if (sp->sa.success < 0)
242 >                return;                 /* bitched already */
243 >        sp->sa.success -= AIMREQT;
244 >        if (sp->sa.success >= 0)
245 >                return;                 /* leniency */
246 >        sprintf(errmsg, "aiming failure for light source \"%s\"",
247 >                        sp->so->oname);
248 >        error(WARNING, errmsg);         /* issue warning */
249 >        return;
250 > nomat:
251 >        objerror(r->ro, USER, "material not found");
252   }
253  
254  
255 < double
256 < srcray(sr, r, sn)               /* send a ray to a source, return domega */
257 < register RAY  *sr;              /* returned source ray */
258 < RAY  *r;                        /* ray which hit object */
202 < register int  sn;               /* source number */
255 > static int
256 > transillum(                     /* check if material is transparent illum */
257 >        OBJECT  obj
258 > )
259   {
260 <        double  ddot;                   /* (distance times) cosine */
205 <        FVECT  vd;
206 <        double  d;
207 <        register int  i;
208 <
209 <        if (source[sn].sflags & SSKIP)
210 <                return(0.0);                    /* skip this source */
211 <
212 <        rayorigin(sr, r, SHADOW, 1.0);          /* ignore limits */
213 <
214 <        sr->rsrc = sn;                          /* remember source */
215 <                                                /* get source direction */
216 <        if (source[sn].sflags & SDISTANT) {
217 <                if (source[sn].sflags & SSPOT) {        /* check location */
218 <                        for (i = 0; i < 3; i++)
219 <                                vd[i] = sr->rorg[i] - source[sn].sl.s->aim[i];
220 <                        d = DOT(source[sn].sloc,vd);
221 <                        d = DOT(vd,vd) - d*d;
222 <                        if (PI*d > source[sn].sl.s->siz)
223 <                                return(0.0);
224 <                }
225 <                                                /* constant direction */
226 <                VCOPY(sr->rdir, source[sn].sloc);
227 <        } else {                                /* compute direction */
228 <                for (i = 0; i < 3; i++)
229 <                        sr->rdir[i] = source[sn].sloc[i] - sr->rorg[i];
230 <
231 <                if (source[sn].sflags & SFLAT &&
232 <                        (ddot = -DOT(sr->rdir, source[sn].snorm)) <= FTINY)
233 <                        return(0.0);            /* behind surface! */
234 <        }
235 <        if (dstrsrc > FTINY) {
236 <                                        /* distribute source direction */
237 <                dimlist[ndims++] = sn;
238 <                for (i = 0; i < 3; i++) {
239 <                        dimlist[ndims] = i + 8831;
240 <                        vd[i] = dstrsrc * source[sn].ss *
241 <                (1.0 - 2.0*urand(ilhash(dimlist,ndims+1)+samplendx));
242 <                }
243 <                ndims--;
244 <                if (source[sn].sflags & SFLAT) {        /* project offset */
245 <                        d = DOT(vd, source[sn].snorm);
246 <                        for (i = 0; i < 3; i++)
247 <                                vd[i] -= d * source[sn].snorm[i];
248 <                }
249 <                for (i = 0; i < 3; i++)         /* offset source direction */
250 <                        sr->rdir[i] += vd[i];
251 <
252 <        } else if (source[sn].sflags & SDISTANT)
253 <                                                /* already normalized */
254 <                return(source[sn].ss2);
255 <
256 <        if ((d = normalize(sr->rdir)) == 0.0)
257 <                                                /* at source! */
258 <                return(0.0);
260 >        OBJREC *m = findmaterial(objptr(obj));
261          
262 <        if (source[sn].sflags & SDISTANT)
263 <                                                /* domega constant */
264 <                return(source[sn].ss2);
265 <
266 <                                                /* check proximity */
265 <        if (source[sn].sflags & SPROX &&
266 <                        d > source[sn].sl.prox)
267 <                return(0.0);
268 <                                                /* compute dot product */
269 <        if (source[sn].sflags & SFLAT)
270 <                ddot /= d;
271 <        else
272 <                ddot = 1.0;
273 <                                                /* check angle */
274 <        if (source[sn].sflags & SSPOT) {
275 <                if (source[sn].sl.s->siz < 2.0*PI *
276 <                                (1.0 + DOT(source[sn].sl.s->aim,sr->rdir)))
277 <                        return(0.0);
278 <                d += source[sn].sl.s->flen;     /* adjust length */
279 <        }
280 <                                                /* compute domega */
281 <        return(ddot*source[sn].ss2/(d*d));
262 >        if (m == NULL)
263 >                return(1);
264 >        if (m->otype != MAT_ILLUM)
265 >                return(0);
266 >        return(!m->oargs.nsargs || !strcmp(m->oargs.sarg[0], VOIDID));
267   }
268  
269  
270 < sourcehit(r)                    /* check to see if ray hit distant source */
271 < register RAY  *r;
270 > extern int
271 > sourcehit(                      /* check to see if ray hit distant source */
272 >        register RAY  *r
273 > )
274   {
275 +        int  glowsrc = -1;
276 +        int  transrc = -1;
277          int  first, last;
278          register int  i;
279  
# Line 293 | Line 282 | register RAY  *r;
282          } else {                        /* otherwise check all */
283                  first = 0; last = nsources-1;
284          }
285 <        for (i = first; i <= last; i++)
286 <                if (source[i].sflags & SDISTANT)
287 <                        /*
288 <                         * Check to see if ray is within
289 <                         * solid angle of source.
290 <                         */
291 <                        if (2.0*PI * (1.0 - DOT(source[i].sloc,r->rdir))
292 <                                        <= source[i].ss2) {
293 <                                r->ro = source[i].so;
294 <                                if (!(source[i].sflags & SSKIP))
295 <                                        break;
296 <                        }
297 <
298 <        if (r->ro != NULL) {
299 <                for (i = 0; i < 3; i++)
300 <                        r->ron[i] = -r->rdir[i];
301 <                r->rod = 1.0;
302 <                r->rox = NULL;
303 <                return(1);
285 >        for (i = first; i <= last; i++) {
286 >                if ((source[i].sflags & (SDISTANT|SVIRTUAL)) != SDISTANT)
287 >                        continue;
288 >                /*
289 >                 * Check to see if ray is within
290 >                 * solid angle of source.
291 >                 */
292 >                if (2.*PI*(1. - DOT(source[i].sloc,r->rdir)) > source[i].ss2)
293 >                        continue;
294 >                                        /* is it the only possibility? */
295 >                if (first == last) {
296 >                        r->ro = source[i].so;
297 >                        break;
298 >                }
299 >                /*
300 >                 * If it's a glow or transparent illum, just remember it.
301 >                 */
302 >                if (source[i].sflags & SSKIP) {
303 >                        glowsrc = i;
304 >                        continue;
305 >                }
306 >                if (transillum(source[i].so->omod)) {
307 >                        transrc = i;
308 >                        continue;
309 >                }
310 >                r->ro = source[i].so;   /* otherwise, use first hit */
311 >                break;
312          }
313 <        return(0);
313 >        /*
314 >         * Do we need fallback?
315 >         */
316 >        if (r->ro == NULL) {
317 >                if (transrc >= 0 && r->crtype & (AMBIENT|SPECULAR))
318 >                        return(0);      /* avoid overcounting */
319 >                if (glowsrc >= 0)
320 >                        r->ro = source[glowsrc].so;
321 >                else
322 >                        return(0);      /* nothing usable */
323 >        }
324 >        /*
325 >         * Make assignments.
326 >         */
327 >        r->robj = objndx(r->ro);
328 >        for (i = 0; i < 3; i++)
329 >                r->ron[i] = -r->rdir[i];
330 >        r->rod = 1.0;
331 >        r->pert[0] = r->pert[1] = r->pert[2] = 0.0;
332 >        r->uv[0] = r->uv[1] = 0.0;
333 >        r->rox = NULL;
334 >        return(1);
335   }
336  
337  
338   static int
339 < cntcmp(sc1, sc2)                        /* contribution compare (descending) */
340 < register CNTPTR  *sc1, *sc2;
339 > cntcmp(                         /* contribution compare (descending) */
340 >        const void *p1,
341 >        const void *p2
342 > )
343   {
344 +        register const CNTPTR  *sc1 = (const CNTPTR *)p1;
345 +        register const CNTPTR  *sc2 = (const CNTPTR *)p2;
346 +
347          if (sc1->brt > sc2->brt)
348                  return(-1);
349          if (sc1->brt < sc2->brt)
# Line 329 | Line 352 | register CNTPTR  *sc1, *sc2;
352   }
353  
354  
355 < direct(r, f, p)                         /* add direct component */
356 < RAY  *r;                        /* ray that hit surface */
357 < int  (*f)();                    /* direct component coefficient function */
358 < char  *p;                       /* data for f */
355 > extern void
356 > direct(                                 /* add direct component */
357 >        RAY  *r,                        /* ray that hit surface */
358 >        srcdirf_t *f,                   /* direct component coefficient function */
359 >        void  *p                        /* data for f */
360 > )
361   {
337        extern double  pow();
362          register int  sn;
363 +        register CONTRIB  *scp;
364 +        SRCINDEX  si;
365          int  nshadcheck, ncnts;
366          int  nhits;
367 <        double  dom, prob, ourthresh, hwt;
367 >        double  prob, ourthresh, hwt;
368          RAY  sr;
369                          /* NOTE: srccnt and cntord global so no recursion */
370          if (nsources <= 0)
371                  return;         /* no sources?! */
346                                                /* compute number to check */
347        nshadcheck = pow((double)nsources, shadcert) + .5;
348                                                /* modify threshold */
349        ourthresh = shadthresh / r->rweight;
372                                                  /* potential contributions */
373 <        for (sn = 0; sn < nsources; sn++) {
374 <                cntord[sn].sno = sn;
375 <                cntord[sn].brt = 0.0;
376 <                                                /* get source ray */
377 <                if ((dom = srcray(&sr, r, sn)) == 0.0)
378 <                        continue;
379 <                VCOPY(srccnt[sn].dir, sr.rdir);
373 >        initsrcindex(&si);
374 >        for (sn = 0; srcray(&sr, r, &si); sn++) {
375 >                if (sn >= maxcntr) {
376 >                        maxcntr = sn + MAXSPART;
377 >                        srccnt = (CONTRIB *)realloc((void *)srccnt,
378 >                                        maxcntr*sizeof(CONTRIB));
379 >                        cntord = (CNTPTR *)realloc((void *)cntord,
380 >                                        maxcntr*sizeof(CNTPTR));
381 >                        if ((srccnt == NULL) | (cntord == NULL))
382 >                                error(SYSTEM, "out of memory in direct");
383 >                }
384 >                cntord[sn].sndx = sn;
385 >                scp = srccnt + sn;
386 >                scp->sno = sr.rsrc;
387                                                  /* compute coefficient */
388 <                (*f)(srccnt[sn].coef, p, srccnt[sn].dir, dom);
389 <                cntord[sn].brt = bright(srccnt[sn].coef);
388 >                (*f)(scp->coef, p, sr.rdir, si.dom);
389 >                cntord[sn].brt = intens(scp->coef);
390                  if (cntord[sn].brt <= 0.0)
391                          continue;
392 <                                                /* compute contribution */
393 <                srcvalue(&sr);
394 <                copycolor(srccnt[sn].val, sr.rcol);
395 <                multcolor(srccnt[sn].val, srccnt[sn].coef);
396 <                cntord[sn].brt = bright(srccnt[sn].val);
392 > #if SHADCACHE
393 >                                                /* check shadow cache */
394 >                if (si.np == 1 && srcblocked(&sr)) {
395 >                        cntord[sn].brt = 0.0;
396 >                        continue;
397 >                }
398 > #endif
399 >                VCOPY(scp->dir, sr.rdir);
400 >                copycolor(sr.rcoef, scp->coef);
401 >                                                /* compute potential */
402 >                sr.revf = srcvalue;
403 >                rayvalue(&sr);
404 >                multcolor(sr.rcol, sr.rcoef);
405 >                copycolor(scp->val, sr.rcol);
406 >                cntord[sn].brt = intens(sr.rcol);
407          }
408                                                  /* sort contributions */
409 <        qsort(cntord, nsources, sizeof(CNTPTR), cntcmp);
409 >        qsort(cntord, sn, sizeof(CNTPTR), cntcmp);
410          {                                       /* find last */
411                  register int  l, m;
412  
413 <                sn = 0; ncnts = l = nsources;
413 >                ncnts = l = sn;
414 >                sn = 0;
415                  while ((m = (sn + ncnts) >> 1) != l) {
416                          if (cntord[m].brt > 0.0)
417                                  sn = m;
# Line 380 | Line 420 | char  *p;                      /* data for f */
420                          l = m;
421                  }
422          }
423 +        if (ncnts == 0)
424 +                return;         /* no contributions! */
425                                                  /* accumulate tail */
426          for (sn = ncnts-1; sn > 0; sn--)
427                  cntord[sn-1].brt += cntord[sn].brt;
428 +                                                /* compute number to check */
429 +        nshadcheck = pow((double)ncnts, shadcert) + .5;
430 +                                                /* modify threshold */
431 +        ourthresh = shadthresh / r->rweight;
432                                                  /* test for shadows */
433 <        nhits = 0;
434 <        for (sn = 0; sn < ncnts; sn++) {
433 >        for (nhits = 0, hwt = 0.0, sn = 0; sn < ncnts;
434 >                        hwt += (double)source[scp->sno].nhits /
435 >                                (double)source[scp->sno].ntests,
436 >                        sn++) {
437                                                  /* check threshold */
438                  if ((sn+nshadcheck>=ncnts ? cntord[sn].brt :
439                                  cntord[sn].brt-cntord[sn+nshadcheck].brt)
440                                  < ourthresh*bright(r->rcol))
441                          break;
442 <                                                /* get statistics */
395 <                source[cntord[sn].sno].ntests++;
442 >                scp = srccnt + cntord[sn].sndx;
443                                                  /* test for hit */
444 <                rayorigin(&sr, r, SHADOW, 1.0);
445 <                VCOPY(sr.rdir, srccnt[cntord[sn].sno].dir);
446 <                sr.rsrc = cntord[sn].sno;
444 >                rayorigin(&sr, SHADOW, r, NULL);
445 >                copycolor(sr.rcoef, scp->coef);
446 >                VCOPY(sr.rdir, scp->dir);
447 >                sr.rsrc = scp->sno;
448 >                                                /* keep statistics */
449 >                if (source[scp->sno].ntests++ > 0xfffffff0) {
450 >                        source[scp->sno].ntests >>= 1;
451 >                        source[scp->sno].nhits >>= 1;
452 >                }
453                  if (localhit(&sr, &thescene) &&
454 <                                ( sr.ro != source[cntord[sn].sno].so ||
455 <                                source[cntord[sn].sno].sflags & SFOLLOW )) {
454 >                                ( sr.ro != source[scp->sno].so ||
455 >                                source[scp->sno].sflags & SFOLLOW )) {
456                                                  /* follow entire path */
457                          raycont(&sr);
458 <                        if (bright(sr.rcol) <= FTINY)
458 >                        if (trace != NULL)
459 >                                (*trace)(&sr);  /* trace execution */
460 >                        rayparticipate(&sr);
461 >                        if (bright(sr.rcol) <= FTINY) {
462 > #if SHADCACHE
463 >                                if ((scp <= srccnt || scp[-1].sno != scp->sno)
464 >                                                && (scp >= srccnt+ncnts-1 ||
465 >                                                    scp[1].sno != scp->sno))
466 >                                        srcblocker(&sr);
467 > #endif
468                                  continue;       /* missed! */
469 <                        copycolor(srccnt[cntord[sn].sno].val, sr.rcol);
470 <                        multcolor(srccnt[cntord[sn].sno].val,
471 <                                        srccnt[cntord[sn].sno].coef);
469 >                        }
470 >                        multcolor(sr.rcol, sr.rcoef);
471 >                        copycolor(scp->val, sr.rcol);
472 >                } else if (trace != NULL &&
473 >                        (source[scp->sno].sflags & (SDISTANT|SVIRTUAL|SFOLLOW))
474 >                                                == (SDISTANT|SFOLLOW) &&
475 >                                sourcehit(&sr) && rayshade(&sr, sr.ro->omod)) {
476 >                        (*trace)(&sr);          /* trace execution */
477 >                        /* skip call to rayparticipate() & scp->val update */
478                  }
479                                                  /* add contribution if hit */
480 <                addcolor(r->rcol, srccnt[cntord[sn].sno].val);
480 >                addcolor(r->rcol, scp->val);
481                  nhits++;
482 <                source[cntord[sn].sno].nhits++;
482 >                source[scp->sno].nhits++;
483          }
484 <                                        /* surface hit rate */
485 <        if (sn > 0)
486 <                hwt = (double)nhits / (double)sn;
484 >                                        /* source hit rate */
485 >        if (hwt > FTINY)
486 >                hwt = (double)nhits / hwt;
487          else
488                  hwt = 0.5;
489   #ifdef DEBUG
490 <        sprintf(errmsg, "%d tested, %d untested, %f hit rate\n",
490 >        sprintf(errmsg, "%d tested, %d untested, %f conditional hit rate\n",
491                          sn, ncnts-sn, hwt);
492          eputs(errmsg);
493   #endif
494                                          /* add in untested sources */
495          for ( ; sn < ncnts; sn++) {
496 <                prob = hwt * (double)source[cntord[sn].sno].nhits /
497 <                                (double)source[cntord[sn].sno].ntests;
498 <                scalecolor(srccnt[cntord[sn].sno].val, prob);
499 <                addcolor(r->rcol, srccnt[cntord[sn].sno].val);
496 >                scp = srccnt + cntord[sn].sndx;
497 >                prob = hwt * (double)source[scp->sno].nhits /
498 >                                (double)source[scp->sno].ntests;
499 >                if (prob < 1.0)
500 >                        scalecolor(scp->val, prob);
501 >                addcolor(r->rcol, scp->val);
502          }
503   }
504  
505  
506 < srcvalue(r)                     /* punch ray to source and compute value */
507 < RAY  *r;
506 > extern void
507 > srcscatter(                     /* compute source scattering into ray */
508 >        register RAY  *r
509 > )
510   {
511 <        register SRCREC  *sp;
511 >        int  oldsampndx;
512 >        int  nsamps;
513 >        RAY  sr;
514 >        SRCINDEX  si;
515 >        double  t, d;
516 >        double  re, ge, be;
517 >        COLOR  cvext;
518 >        int  i, j;
519  
520 <        sp = &source[r->rsrc];
521 <        if (sp->sflags & SVIRTUAL) {            /* virtual source */
443 <                RAY  nr;
444 <                                        /* check intersection */
445 <                if (!(*ofun[sp->so->otype].funp)(sp->so, r))
446 <                        return;
447 <                                        /* relay ray to source */
448 <                vsrcrelay(&nr, r);
449 <                srcvalue(&nr);
520 >        if (r->slights == NULL || r->slights[0] == 0
521 >                        || r->gecc >= 1.-FTINY || r->rot >= FHUGE)
522                  return;
523 +        if (ssampdist <= FTINY || (nsamps = r->rot/ssampdist + .5) < 1)
524 +                nsamps = 1;
525 + #if MAXSSAMP
526 +        else if (nsamps > MAXSSAMP)
527 +                nsamps = MAXSSAMP;
528 + #endif
529 +        oldsampndx = samplendx;
530 +        samplendx = random()&0x7fff;            /* randomize */
531 +        for (i = r->slights[0]; i > 0; i--) {   /* for each source */
532 +                for (j = 0; j < nsamps; j++) {  /* for each sample position */
533 +                        samplendx++;
534 +                        t = r->rot * (j+frandom())/nsamps;
535 +                                                        /* extinction */
536 +                        re = t*colval(r->cext,RED);
537 +                        ge = t*colval(r->cext,GRN);
538 +                        be = t*colval(r->cext,BLU);
539 +                        setcolor(cvext, re > 92. ? 0. : exp(-re),
540 +                                        ge > 92. ? 0. : exp(-ge),
541 +                                        be > 92. ? 0. : exp(-be));
542 +                        if (intens(cvext) <= FTINY)
543 +                                break;                  /* too far away */
544 +                        sr.rorg[0] = r->rorg[0] + r->rdir[0]*t;
545 +                        sr.rorg[1] = r->rorg[1] + r->rdir[1]*t;
546 +                        sr.rorg[2] = r->rorg[2] + r->rdir[2]*t;
547 +                        sr.rmax = 0.;
548 +                        initsrcindex(&si);      /* sample ray to this source */
549 +                        si.sn = r->slights[i];
550 +                        nopart(&si, &sr);
551 +                        if (!srcray(&sr, NULL, &si) ||
552 +                                        sr.rsrc != r->slights[i])
553 +                                continue;               /* no path */
554 + #if SHADCACHE
555 +                        if (srcblocked(&sr))            /* check shadow cache */
556 +                                continue;
557 + #endif
558 +                        copycolor(sr.cext, r->cext);
559 +                        copycolor(sr.albedo, r->albedo);
560 +                        sr.gecc = r->gecc;
561 +                        sr.slights = r->slights;
562 +                        rayvalue(&sr);                  /* eval. source ray */
563 +                        if (bright(sr.rcol) <= FTINY) {
564 + #if SHADCACHE
565 +                                srcblocker(&sr);        /* add blocker to cache */
566 + #endif
567 +                                continue;
568 +                        }
569 +                        if (r->gecc <= FTINY)           /* compute P(theta) */
570 +                                d = 1.;
571 +                        else {
572 +                                d = DOT(r->rdir, sr.rdir);
573 +                                d = 1. + r->gecc*r->gecc - 2.*r->gecc*d;
574 +                                d = (1. - r->gecc*r->gecc) / (d*sqrt(d));
575 +                        }
576 +                                                        /* other factors */
577 +                        d *= si.dom * r->rot / (4.*PI*nsamps);
578 +                        multcolor(sr.rcol, r->cext);
579 +                        multcolor(sr.rcol, r->albedo);
580 +                        scalecolor(sr.rcol, d);
581 +                        multcolor(sr.rcol, cvext);
582 +                        addcolor(r->rcol, sr.rcol);     /* add it in */
583 +                }
584          }
585 <                                        /* compute intersection */
453 <        if (sp->sflags & SDISTANT ? sourcehit(r) :
454 <                        (*ofun[sp->so->otype].funp)(sp->so, r)) {
455 <                if (sp->sa.success >= 0)
456 <                        sp->sa.success++;
457 <                raycont(r);             /* compute contribution */
458 <                return;
459 <        }
460 <        if (sp->sa.success < 0)
461 <                return;                 /* bitched already */
462 <        sp->sa.success -= AIMREQT;
463 <        if (sp->sa.success >= 0)
464 <                return;                 /* leniency */
465 <        sprintf(errmsg, "aiming failure for light source \"%s\"",
466 <                        sp->so->oname);
467 <        error(WARNING, errmsg);         /* issue warning */
585 >        samplendx = oldsampndx;
586   }
587  
588  
589 < #define  wrongsource(m, r)      (m->otype!=MAT_ILLUM && \
590 <                                r->rsrc>=0 && \
591 <                                source[r->rsrc].so!=r->ro)
589 > /****************************************************************
590 > * The following macros were separated from the m_light() routine
591 > * because they are very nasty and difficult to understand.
592 > */
593  
594 < #define  badambient(m, r)       ((r->crtype&(AMBIENT|SHADOW))==AMBIENT && \
595 <                                !(m->otype==MAT_GLOW&&r->rot>m->oargs.farg[3]))
594 > /* illumblock *
595 > *
596 > * We cannot allow an illum to pass to another illum, because that
597 > * would almost certainly constitute overcounting.
598 > * However, we do allow an illum to pass to another illum
599 > * that is actually going to relay to a virtual light source.
600 > * We also prevent an illum from passing to a glow; this provides a
601 > * convenient mechanism for defining detailed light source
602 > * geometry behind (or inside) an effective radiator.
603 > */
604  
605 + static int
606 + weaksrcmat(OBJECT obj)          /* identify material */
607 + {
608 +        OBJREC *m = findmaterial(objptr(obj));
609 +        
610 +        if (m == NULL) return(0);
611 +        return((m->otype==MAT_ILLUM) | (m->otype==MAT_GLOW));
612 + }
613 +
614 + #define  illumblock(m, r)       (!(source[r->rsrc].sflags&SVIRTUAL) && \
615 +                                r->rod > 0.0 && \
616 +                                weaksrcmat(source[r->rsrc].so->omod))
617 +
618 + /* wrongsource *
619 + *
620 + * This source is the wrong source (ie. overcounted) if we are
621 + * aimed to a different source than the one we hit and the one
622 + * we hit is not an illum that should be passed.
623 + */
624 +
625 + #define  wrongsource(m, r)      (r->rsrc>=0 && source[r->rsrc].so!=r->ro && \
626 +                                (m->otype!=MAT_ILLUM || illumblock(m,r)))
627 +
628 + /* distglow *
629 + *
630 + * A distant glow is an object that sometimes acts as a light source,
631 + * but is too far away from the test point to be one in this case.
632 + * (Glows with negative radii should NEVER participate in illumination.)
633 + */
634 +
635 + #define  distglow(m, r, d)      (m->otype==MAT_GLOW && \
636 +                                m->oargs.farg[3] >= -FTINY && \
637 +                                d > m->oargs.farg[3])
638 +
639 + /* badcomponent *
640 + *
641 + * We must avoid counting light sources in the ambient calculation,
642 + * since the direct component is handled separately.  Therefore, any
643 + * ambient ray which hits an active light source must be discarded.
644 + * The same is true for stray specular samples, since the specular
645 + * contribution from light sources is calculated separately.
646 + */
647 +
648 + #define  badcomponent(m, r)     (r->crtype&(AMBIENT|SPECULAR) && \
649 +                                !(r->crtype&SHADOW || r->rod < 0.0 || \
650 +                /* not 100% correct */  distglow(m, r, r->rot)))
651 +
652 + /* passillum *
653 + *
654 + * An illum passes to another material type when we didn't hit it
655 + * on purpose (as part of a direct calculation), or it is relaying
656 + * a virtual light source.
657 + */
658 +
659   #define  passillum(m, r)        (m->otype==MAT_ILLUM && \
660 <                                !(r->rsrc>=0&&source[r->rsrc].so==r->ro))
660 >                                (r->rsrc<0 || source[r->rsrc].so!=r->ro || \
661 >                                source[r->rsrc].sflags&SVIRTUAL))
662  
663 + /* srcignore *
664 + *
665 + * The -dv flag is normally on for sources to be visible.
666 + */
667  
668 < m_light(m, r)                   /* ray hit a light source */
669 < register OBJREC  *m;
670 < register RAY  *r;
668 > #define  srcignore(m, r)        !(directvis || r->crtype&SHADOW || \
669 >                                distglow(m, r, raydist(r,PRIMARY)))
670 >
671 >
672 > extern int
673 > m_light(                                /* ray hit a light source */
674 >        register OBJREC  *m,
675 >        register RAY  *r
676 > )
677   {
678                                                  /* check for over-counting */
679 <        if (wrongsource(m, r) || badambient(m, r))
680 <                return;
679 >        if (badcomponent(m, r)) {
680 >                setcolor(r->rcoef, 0.0, 0.0, 0.0);
681 >                return(1);
682 >        }
683 >        if (wrongsource(m, r)) {
684 >                setcolor(r->rcoef, 0.0, 0.0, 0.0);
685 >                return(1);
686 >        }
687                                                  /* check for passed illum */
688          if (passillum(m, r)) {
689 <
690 <                if (m->oargs.nsargs < 1 || !strcmp(m->oargs.sarg[0], VOIDID))
691 <                        raytrans(r);
692 <                else
693 <                        rayshade(r, modifier(m->oargs.sarg[0]));
694 <
695 <                                                /* otherwise treat as source */
696 <        } else {
689 >                if (m->oargs.nsargs && strcmp(m->oargs.sarg[0], VOIDID))
690 >                        return(rayshade(r,lastmod(objndx(m),m->oargs.sarg[0])));
691 >                raytrans(r);
692 >                return(1);
693 >        }
694 >                                                /* check for invisibility */
695 >        if (srcignore(m, r)) {
696 >                setcolor(r->rcoef, 0.0, 0.0, 0.0);
697 >                return(1);
698 >        }
699 >                                        /* otherwise treat as source */
700                                                  /* check for behind */
701 <                if (r->rod < 0.0)
702 <                        return;
701 >        if (r->rod < 0.0)
702 >                return(1);
703 >                                                /* check for outside spot */
704 >        if (m->otype==MAT_SPOT && spotout(r, makespot(m)))
705 >                return(1);
706                                                  /* get distribution pattern */
707 <                raytexture(r, m->omod);
707 >        raytexture(r, m->omod);
708                                                  /* get source color */
709 <                setcolor(r->rcol, m->oargs.farg[0],
710 <                                  m->oargs.farg[1],
711 <                                  m->oargs.farg[2]);
709 >        setcolor(r->rcol, m->oargs.farg[0],
710 >                          m->oargs.farg[1],
711 >                          m->oargs.farg[2]);
712                                                  /* modify value */
713 <                multcolor(r->rcol, r->pcol);
714 <        }
713 >        multcolor(r->rcol, r->pcol);
714 >        return(1);
715   }

Diff Legend

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+ Added lines
< Changed lines
> Changed lines