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

Comparing ray/src/rt/source.c (file contents):
Revision 1.19 by greg, Thu Jan 11 11:06:22 1990 UTC vs.
Revision 2.64 by greg, Tue Feb 24 19:39:27 2015 UTC

# Line 1 | Line 1
1 /* Copyright (c) 1986 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 + #include  "pmap.h"
16 + #include  "pmapsrc.h"
17  
18 < #include  "otypes.h"
18 > #ifndef MAXSSAMP
19 > #define MAXSSAMP        16              /* maximum samples per ray */
20 > #endif
21  
22 < #include  "cone.h"
22 > /*
23 > * Structures used by direct()
24 > */
25  
26 < #include  "face.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 < #include  "random.h"
33 > typedef struct {
34 >        int  sndx;              /* source index (to CONTRIB array) */
35 >        float  brt;             /* brightness (for comparison) */
36 > }  CNTPTR;              /* contribution pointer */
37  
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 < extern double  dstrsrc;                 /* source distribution amount */
29 < extern double  shadthresh;              /* relative shadow threshold */
30 < extern double  shadcert;                /* shadow testing certainty */
42 > static int cntcmp(const void *p1, const void *p2);
43  
32 SRCREC  *source = NULL;                 /* our list of sources */
33 int  nsources = 0;                      /* the number of sources */
44  
45 <
46 < marksources()                   /* find and mark source objects */
45 > OBJREC *                        /* find an object's actual material */
46 > findmaterial(OBJREC *o)
47   {
48 <        register OBJREC  *o, *m;
49 <        register int  i;
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 <        for (i = 0; i < nobjects; i++) {
70 >
71 > void
72 > marksources(void)                       /* find and mark source objects */
73 > {
74 >        int  foundsource = 0;
75 >        int  i;
76 >        OBJREC  *o, *m;
77 >        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 <
50 <                if (m->otype != MAT_LIGHT &&
51 <                                m->otype != MAT_ILLUM &&
52 <                                m->otype != MAT_GLOW &&
53 <                                m->otype != MAT_SPOT)
87 >                                        /* find material */
88 >                m = findmaterial(objptr(o->omod));
89 >                if (m == NULL)
90                          continue;
91 +                if (m->otype == MAT_CLIP) {
92 +                        markclip(m);    /* special case for antimatter */
93 +                        continue;
94 +                }
95 +                if (!islight(m->otype))
96 +                        continue;       /* not source modifier */
97          
98                  if (m->oargs.nfargs != (m->otype == MAT_GLOW ? 4 :
99                                  m->otype == MAT_SPOT ? 7 : 3))
100                          objerror(m, USER, "bad # arguments");
101  
102 +                if (m->oargs.farg[0] <= FTINY && m->oargs.farg[1] <= FTINY &&
103 +                                m->oargs.farg[2] <= FTINY)
104 +                        continue;                       /* don't bother */
105                  if (m->otype == MAT_GLOW &&
106                                  o->otype != OBJ_SOURCE &&
107 <                                m->oargs.farg[3] <= FTINY)
108 <                        continue;                       /* don't bother */
107 >                                m->oargs.farg[3] <= FTINY) {
108 >                        foundsource += (ambounce > 0);
109 >                        continue;                       /* don't track these */
110 >                }
111 >                if (sfun[o->otype].of == NULL ||
112 >                                sfun[o->otype].of->setsrc == NULL)
113 >                        objerror(o, USER, "illegal material");
114  
115 <                if (source == NULL)
116 <                        source = (SRCREC *)malloc(sizeof(SRCREC));
67 <                else
68 <                        source = (SRCREC *)realloc((char *)source,
69 <                                        (unsigned)(nsources+1)*sizeof(SRCREC));
70 <                if (source == NULL)
71 <                        error(SYSTEM, "out of memory in marksources");
115 >                if ((ns = newsource()) < 0)
116 >                        goto memerr;
117  
118 <                newsource(&source[nsources], o);
118 >                setsource(&source[ns], o);
119  
120                  if (m->otype == MAT_GLOW) {
121 <                        source[nsources].sflags |= SPROX;
122 <                        source[nsources].sl.prox = m->oargs.farg[3];
123 <                        if (o->otype == OBJ_SOURCE)
124 <                                source[nsources].sflags |= SSKIP;
121 >                        source[ns].sflags |= SPROX;
122 >                        source[ns].sl.prox = m->oargs.farg[3];
123 >                        if (source[ns].sflags & SDISTANT) {
124 >                                source[ns].sflags |= SSKIP;
125 >                                foundsource += (ambounce > 0);
126 >                        }
127                  } else if (m->otype == MAT_SPOT) {
128 <                        source[nsources].sflags |= SSPOT;
129 <                        source[nsources].sl.s = makespot(m);
128 >                        source[ns].sflags |= SSPOT;
129 >                        if ((source[ns].sl.s = makespot(m)) == NULL)
130 >                                goto memerr;
131 >                        if (source[ns].sflags & SFLAT &&
132 >                                !checkspot(source[ns].sl.s,source[ns].snorm)) {
133 >                                objerror(o, WARNING,
134 >                                        "invalid spotlight direction");
135 >                                source[ns].sflags |= SSKIP;
136 >                        }
137                  }
138 <                nsources++;
138 > #if  SHADCACHE
139 >                initobscache(ns);
140 > #endif
141 >                foundsource += !(source[ns].sflags & SSKIP);
142          }
143 +        if (!foundsource) {
144 +                error(WARNING, "no light sources found");
145 +                return;
146 +        }
147 +        
148 +        /* PMAP: disable virtual sources */
149 +        if (!photonMapping)
150 +                markvirtuals();                 /* find and add virtual sources */
151 +                
152 +                                /* allocate our contribution arrays */
153 +        maxcntr = nsources + MAXSPART;  /* start with this many */
154 +        srccnt = (CONTRIB *)malloc(maxcntr*sizeof(CONTRIB));
155 +        cntord = (CNTPTR *)malloc(maxcntr*sizeof(CNTPTR));
156 +        if ((srccnt == NULL) | (cntord == NULL))
157 +                goto memerr;
158 +        return;
159 + memerr:
160 +        error(SYSTEM, "out of memory in marksources");
161   }
162  
163  
164 < newsource(src, so)                      /* add a source to the array */
165 < register SRCREC  *src;
91 < register OBJREC  *so;
164 > void
165 > freesources(void)                       /* free all source structures */
166   {
167 <        double  cos(), tan(), sqrt();
168 <        double  theta;
169 <        FACE  *f;
170 <        CONE  *co;
171 <        int  j;
172 <        register int  i;
173 <        
174 <        src->sflags = 0;
101 <        src->nhits = 1; src->ntests = 2;        /* start probability = 1/2 */
102 <        src->so = so;
103 <
104 <        switch (so->otype) {
105 <        case OBJ_SOURCE:
106 <                if (so->oargs.nfargs != 4)
107 <                        objerror(so, USER, "bad arguments");
108 <                src->sflags |= SDISTANT;
109 <                VCOPY(src->sloc, so->oargs.farg);
110 <                if (normalize(src->sloc) == 0.0)
111 <                        objerror(so, USER, "zero direction");
112 <                theta = PI/180.0/2.0 * so->oargs.farg[3];
113 <                if (theta <= FTINY)
114 <                        objerror(so, USER, "zero size");
115 <                src->ss = theta >= PI/4 ? 1.0 : tan(theta);
116 <                src->ss2 = 2.0*PI * (1.0 - cos(theta));
117 <                break;
118 <        case OBJ_SPHERE:
119 <                VCOPY(src->sloc, so->oargs.farg);
120 <                src->ss = so->oargs.farg[3];
121 <                src->ss2 = PI * src->ss * src->ss;
122 <                break;
123 <        case OBJ_FACE:
124 <                                                /* get the face */
125 <                f = getface(so);
126 <                                                /* find the center */
127 <                for (j = 0; j < 3; j++) {
128 <                        src->sloc[j] = 0.0;
129 <                        for (i = 0; i < f->nv; i++)
130 <                                src->sloc[j] += VERTEX(f,i)[j];
131 <                        src->sloc[j] /= f->nv;
132 <                }
133 <                if (!inface(src->sloc, f))
134 <                        objerror(so, USER, "cannot hit center");
135 <                src->ss = sqrt(f->area / PI);
136 <                src->ss2 = f->area;
137 <                break;
138 <        case OBJ_RING:
139 <                                                /* get the ring */
140 <                co = getcone(so, 0);
141 <                VCOPY(src->sloc, CO_P0(co));
142 <                if (CO_R0(co) > 0.0)
143 <                        objerror(so, USER, "cannot hit center");
144 <                src->ss = CO_R1(co);
145 <                src->ss2 = PI * src->ss * src->ss;
146 <                break;
147 <        default:
148 <                objerror(so, USER, "illegal material");
167 >        if (nsources > 0) {
168 > #if SHADCACHE
169 >                while (nsources--)
170 >                        freeobscache(&source[nsources]);
171 > #endif
172 >                free((void *)source);
173 >                source = NULL;
174 >                nsources = 0;
175          }
176 +        markclip(NULL);
177 +        if (maxcntr <= 0)
178 +                return;
179 +        free((void *)srccnt);
180 +        srccnt = NULL;
181 +        free((void *)cntord);
182 +        cntord = NULL;
183 +        maxcntr = 0;
184   }
185  
186  
187 < SPOT *
188 < makespot(m)                     /* make a spotlight */
189 < register OBJREC  *m;
187 > int
188 > srcray(                         /* send a ray to a source, return domega */
189 >        RAY  *sr,               /* returned source ray */
190 >        RAY  *r,                        /* ray which hit object */
191 >        SRCINDEX  *si                   /* source sample index */
192 > )
193   {
194 <        extern double  cos();
195 <        register SPOT  *ns;
194 >        double  d;                              /* distance to source */
195 >        SRCREC  *srcp;
196  
197 <        if ((ns = (SPOT *)malloc(sizeof(SPOT))) == NULL)
198 <                error(SYSTEM, "out of memory in makespot");
199 <        ns->siz = 2.0*PI * (1.0 - cos(PI/180.0/2.0 * m->oargs.farg[3]));
200 <        VCOPY(ns->aim, m->oargs.farg+4);
201 <        if ((ns->flen = normalize(ns->aim)) == 0.0)
202 <                objerror(m, USER, "zero focus vector");
203 <        return(ns);
197 >        rayorigin(sr, SHADOW, r, NULL);         /* ignore limits */
198 >
199 >        if (r == NULL)
200 >                sr->rmax = 0.0;
201 >
202 >        while ((d = nextssamp(sr, si)) != 0.0) {
203 >                sr->rsrc = si->sn;                      /* remember source */
204 >                srcp = source + si->sn;
205 >                if (srcp->sflags & SDISTANT) {
206 >                        if (srcp->sflags & SSPOT && spotout(sr, srcp->sl.s))
207 >                                continue;
208 >                        return(1);              /* sample OK */
209 >                }
210 >                                /* local source */
211 >                                                /* check proximity */
212 >                if (srcp->sflags & SPROX && d > srcp->sl.prox)
213 >                        continue;
214 >                                                /* check angle */
215 >                if (srcp->sflags & SSPOT) {
216 >                        if (spotout(sr, srcp->sl.s))
217 >                                continue;
218 >                                        /* adjust solid angle */
219 >                        si->dom *= d*d;
220 >                        d += srcp->sl.s->flen;
221 >                        si->dom /= d*d;
222 >                }
223 >                return(1);                      /* sample OK */
224 >        }
225 >        return(0);                      /* no more samples */
226   }
227  
228  
229 < double
230 < srcray(sr, r, sn)               /* send a ray to a source, return domega */
231 < register RAY  *sr;              /* returned source ray */
232 < RAY  *r;                        /* ray which hit object */
174 < register int  sn;               /* source number */
229 > void
230 > srcvalue(                       /* punch ray to source and compute value */
231 >        RAY  *r
232 > )
233   {
234 <        register double  *norm = NULL;  /* plane normal */
177 <        double  ddot;                   /* (distance times) cosine */
178 <        FVECT  vd;
179 <        double  d;
180 <        register int  i;
234 >        SRCREC  *sp;
235  
236 <        if (source[sn].sflags & SSKIP)
237 <                return(0.0);                    /* skip this source */
238 <
239 <        rayorigin(sr, r, SHADOW, 1.0);          /* ignore limits */
240 <
241 <        sr->rsrc = sn;                          /* remember source */
242 <                                                /* get source direction */
243 <        if (source[sn].sflags & SDISTANT)
244 <                                                /* constant direction */
191 <                VCOPY(sr->rdir, source[sn].sloc);
192 <        else {                                  /* compute direction */
193 <                for (i = 0; i < 3; i++)
194 <                        sr->rdir[i] = source[sn].sloc[i] - sr->rorg[i];
195 <
196 <                if (source[sn].so->otype == OBJ_FACE)
197 <                        norm = getface(source[sn].so)->norm;
198 <                else if (source[sn].so->otype == OBJ_RING)
199 <                        norm = getcone(source[sn].so,0)->ad;
200 <
201 <                if (norm != NULL && (ddot = -DOT(sr->rdir, norm)) <= FTINY)
202 <                        return(0.0);            /* behind surface! */
236 >        sp = &source[r->rsrc];
237 >        if (sp->sflags & SVIRTUAL) {    /* virtual source */
238 >                                        /* check intersection */
239 >                if (!(*ofun[sp->so->otype].funp)(sp->so, r))
240 >                        return;
241 >                if (!rayshade(r, r->ro->omod))  /* compute contribution */
242 >                        goto nomat;
243 >                rayparticipate(r);
244 >                return;
245          }
246 <        if (dstrsrc > FTINY) {
247 <                                        /* distribute source direction */
248 <                for (i = 0; i < 3; i++)
249 <                        vd[i] = dstrsrc * source[sn].ss * (1.0 - 2.0*frandom());
246 >                                        /* compute intersection */
247 >        if (sp->sflags & SDISTANT ? sourcehit(r) :
248 >                        (*ofun[sp->so->otype].funp)(sp->so, r)) {
249 >                if (sp->sa.success >= 0)
250 >                        sp->sa.success++;
251 >                if (!rayshade(r, r->ro->omod))  /* compute contribution */
252 >                        goto nomat;
253 >                rayparticipate(r);
254 >                return;
255 >        }
256 >                                        /* we missed our mark! */
257 >        if (sp->sa.success < 0)
258 >                return;                 /* bitched already */
259 >        sp->sa.success -= AIMREQT;
260 >        if (sp->sa.success >= 0)
261 >                return;                 /* leniency */
262 >        sprintf(errmsg, "aiming failure for light source \"%s\"",
263 >                        sp->so->oname);
264 >        error(WARNING, errmsg);         /* issue warning */
265 >        return;
266 > nomat:
267 >        objerror(r->ro, USER, "material not found");
268 > }
269  
209                if (norm != NULL) {             /* project offset */
210                        d = DOT(vd, norm);
211                        for (i = 0; i < 3; i++)
212                                vd[i] -= d * norm[i];
213                }
214                for (i = 0; i < 3; i++)         /* offset source direction */
215                        sr->rdir[i] += vd[i];
270  
271 <        } else if (source[sn].sflags & SDISTANT)
272 <                                                /* already normalized */
273 <                return(source[sn].ss2);
274 <
275 <        if ((d = normalize(sr->rdir)) == 0.0)
276 <                                                /* at source! */
223 <                return(0.0);
271 > static int
272 > transillum(                     /* check if material is transparent illum */
273 >        OBJECT  obj
274 > )
275 > {
276 >        OBJREC *m = findmaterial(objptr(obj));
277          
278 <        if (source[sn].sflags & SDISTANT)
279 <                                                /* domega constant */
280 <                return(source[sn].ss2);
281 <
282 <        else {
230 <                                                /* check proximity */
231 <                if (source[sn].sflags & SPROX &&
232 <                                d > source[sn].sl.prox)
233 <                        return(0.0);
234 <
235 <                if (norm != NULL)
236 <                        ddot /= d;
237 <                else
238 <                        ddot = 1.0;
239 <                                                /* check angle */
240 <                if (source[sn].sflags & SSPOT) {
241 <                        if (source[sn].sl.s->siz < 2.0*PI *
242 <                                (1.0 + DOT(source[sn].sl.s->aim,sr->rdir)))
243 <                                return(0.0);
244 <                        d += source[sn].sl.s->flen;
245 <                }
246 <                                                /* return domega */
247 <                return(ddot*source[sn].ss2/(d*d));
248 <        }
278 >        if (m == NULL)
279 >                return(1);
280 >        if (m->otype != MAT_ILLUM)
281 >                return(0);
282 >        return(!m->oargs.nsargs || !strcmp(m->oargs.sarg[0], VOIDID));
283   }
284  
285  
286 < sourcehit(r)                    /* check to see if ray hit distant source */
287 < register RAY  *r;
286 > int
287 > sourcehit(                      /* check to see if ray hit distant source */
288 >        RAY  *r
289 > )
290   {
291 +        int  glowsrc = -1;
292 +        int  transrc = -1;
293          int  first, last;
294 <        register int  i;
294 >        int  i;
295  
296          if (r->rsrc >= 0) {             /* check only one if aimed */
297                  first = last = r->rsrc;
298          } else {                        /* otherwise check all */
299                  first = 0; last = nsources-1;
300          }
301 <        for (i = first; i <= last; i++)
302 <                if (source[i].sflags & SDISTANT)
303 <                        /*
304 <                         * Check to see if ray is within
305 <                         * solid angle of source.
306 <                         */
307 <                        if (2.0*PI * (1.0 - DOT(source[i].sloc,r->rdir))
308 <                                        <= source[i].ss2) {
309 <                                r->ro = source[i].so;
310 <                                if (!(source[i].sflags & SSKIP))
311 <                                        break;
312 <                        }
313 <
314 <        if (r->ro != NULL) {
315 <                for (i = 0; i < 3; i++)
316 <                        r->ron[i] = -r->rdir[i];
317 <                r->rod = 1.0;
318 <                r->rofs = 1.0; setident4(r->rofx);
319 <                r->robs = 1.0; setident4(r->robx);
320 <                return(1);
301 >        for (i = first; i <= last; i++) {
302 >                if ((source[i].sflags & (SDISTANT|SVIRTUAL)) != SDISTANT)
303 >                        continue;
304 >                /*
305 >                 * Check to see if ray is within
306 >                 * solid angle of source.
307 >                 */
308 >                if (2.*PI*(1. - DOT(source[i].sloc,r->rdir)) > source[i].ss2)
309 >                        continue;
310 >                                        /* is it the only possibility? */
311 >                if (first == last) {
312 >                        r->ro = source[i].so;
313 >                        break;
314 >                }
315 >                /*
316 >                 * If it's a glow or transparent illum, just remember it.
317 >                 */
318 >                if (source[i].sflags & SSKIP) {
319 >                        if (glowsrc < 0)
320 >                                glowsrc = i;
321 >                        continue;
322 >                }
323 >                if (transillum(source[i].so->omod)) {
324 >                        if (transrc < 0)
325 >                                transrc = i;
326 >                        continue;
327 >                }
328 >                r->ro = source[i].so;   /* otherwise, use first hit */
329 >                break;
330          }
331 <        return(0);
331 >        /*
332 >         * Do we need fallback?
333 >         */
334 >        if (r->ro == NULL) {
335 >                if (transrc >= 0 && r->crtype & (AMBIENT|SPECULAR))
336 >                        return(0);      /* avoid overcounting */
337 >                if (glowsrc >= 0)
338 >                        r->ro = source[glowsrc].so;
339 >                else
340 >                        return(0);      /* nothing usable */
341 >        }
342 >        /*
343 >         * Make assignments.
344 >         */
345 >        r->robj = objndx(r->ro);
346 >        for (i = 0; i < 3; i++)
347 >                r->ron[i] = -r->rdir[i];
348 >        r->rod = 1.0;
349 >        r->pert[0] = r->pert[1] = r->pert[2] = 0.0;
350 >        r->uv[0] = r->uv[1] = 0.0;
351 >        r->rox = NULL;
352 >        return(1);
353   }
354  
355  
356   static int
357 < cntcmp(sc1, sc2)                        /* contribution compare (descending) */
358 < register CNTPTR  *sc1, *sc2;
357 > cntcmp(                         /* contribution compare (descending) */
358 >        const void *p1,
359 >        const void *p2
360 > )
361   {
362 +        const CNTPTR  *sc1 = (const CNTPTR *)p1;
363 +        const CNTPTR  *sc2 = (const CNTPTR *)p2;
364 +
365          if (sc1->brt > sc2->brt)
366                  return(-1);
367          if (sc1->brt < sc2->brt)
# Line 297 | Line 370 | register CNTPTR  *sc1, *sc2;
370   }
371  
372  
373 < direct(r, f, p)                         /* add direct component */
374 < RAY  *r;                        /* ray that hit surface */
375 < int  (*f)();                    /* direct component coefficient function */
376 < char  *p;                       /* data for f */
373 > void
374 > direct(                                 /* add direct component */
375 >        RAY  *r,                        /* ray that hit surface */
376 >        srcdirf_t *f,                   /* direct component coefficient function */
377 >        void  *p                        /* data for f */
378 > )
379   {
380 <        extern double  pow();
381 <        register int  sn;
382 <        register CONTRIB  *srccnt;
308 <        register CNTPTR  *cntord;
380 >        int  sn;
381 >        CONTRIB  *scp;
382 >        SRCINDEX  si;
383          int  nshadcheck, ncnts;
384 <        double  prob, ourthresh, hwt, test2, hit2;
384 >        int  nhits;
385 >        double  prob, ourthresh, hwt;
386          RAY  sr;
387 <
388 <        srccnt = (CONTRIB *)malloc(nsources*sizeof(CONTRIB));
389 <        cntord = (CNTPTR *)malloc(nsources*sizeof(CNTPTR));
390 <        if (srccnt == NULL || cntord == NULL)
391 <                error(SYSTEM, "out of memory in direct");
392 <                                                /* compute number to check */
393 <        nshadcheck = pow((double)nsources, shadcert) + .5;
394 <                                                /* modify threshold */
395 <        ourthresh = shadthresh / r->rweight;
387 >        
388 >        /* PMAP: Factor in direct photons (primarily for debugging/validation) */
389 >        if (directPhotonMapping) {
390 >                (*f)(r -> rcol, p, r -> ron, PI);              
391 >                multDirectPmap(r);
392 >                return;
393 >        }
394 >        
395 >                        /* NOTE: srccnt and cntord global so no recursion */
396 >        if (nsources <= 0)
397 >                return;         /* no sources?! */
398                                                  /* potential contributions */
399 <        for (sn = 0; sn < nsources; sn++) {
400 <                cntord[sn].sno = sn;
401 <                cntord[sn].brt = 0.0;
402 <                                                /* get source ray */
403 <                if ((srccnt[sn].dom = srcray(&sr, r, sn)) == 0.0)
404 <                        continue;
405 <                VCOPY(srccnt[sn].dir, sr.rdir);
399 >        initsrcindex(&si);
400 >        for (sn = 0; srcray(&sr, r, &si); sn++) {
401 >                if (sn >= maxcntr) {
402 >                        maxcntr = sn + MAXSPART;
403 >                        srccnt = (CONTRIB *)realloc((void *)srccnt,
404 >                                        maxcntr*sizeof(CONTRIB));
405 >                        cntord = (CNTPTR *)realloc((void *)cntord,
406 >                                        maxcntr*sizeof(CNTPTR));
407 >                        if ((srccnt == NULL) | (cntord == NULL))
408 >                                error(SYSTEM, "out of memory in direct");
409 >                }
410 >                cntord[sn].sndx = sn;
411 >                scp = srccnt + sn;
412 >                scp->sno = sr.rsrc;
413                                                  /* compute coefficient */
414 <                (*f)(srccnt[sn].val, p, srccnt[sn].dir, srccnt[sn].dom);
415 <                cntord[sn].brt = bright(srccnt[sn].val);
414 >                (*f)(scp->coef, p, sr.rdir, si.dom);
415 >                cntord[sn].brt = intens(scp->coef);
416                  if (cntord[sn].brt <= 0.0)
417                          continue;
418 <                                                /* compute intersection */
419 <                if (!( source[sn].sflags & SDISTANT ?
420 <                                sourcehit(&sr) :
421 <                                (*ofun[source[sn].so->otype].funp)
338 <                                (source[sn].so, &sr) ))
418 > #if SHADCACHE
419 >                                                /* check shadow cache */
420 >                if (si.np == 1 && srcblocked(&sr)) {
421 >                        cntord[sn].brt = 0.0;
422                          continue;
423 <                                                /* compute contribution */
424 <                raycont(&sr);
425 <                multcolor(srccnt[sn].val, sr.rcol);
426 <                cntord[sn].brt = bright(srccnt[sn].val);
423 >                }
424 > #endif
425 >                VCOPY(scp->dir, sr.rdir);
426 >                copycolor(sr.rcoef, scp->coef);
427 >                                                /* compute potential */
428 >                sr.revf = srcvalue;
429 >                rayvalue(&sr);
430 >                multcolor(sr.rcol, sr.rcoef);
431 >                copycolor(scp->val, sr.rcol);
432 >                cntord[sn].brt = bright(sr.rcol);
433          }
434                                                  /* sort contributions */
435 <        qsort(cntord, nsources, sizeof(CNTPTR), cntcmp);
435 >        qsort(cntord, sn, sizeof(CNTPTR), cntcmp);
436          {                                       /* find last */
437 <                register int  l, m;
437 >                int  l, m;
438  
439 <                sn = 0; ncnts = l = nsources;
439 >                ncnts = l = sn;
440 >                sn = 0;
441                  while ((m = (sn + ncnts) >> 1) != l) {
442                          if (cntord[m].brt > 0.0)
443                                  sn = m;
# Line 356 | Line 446 | char  *p;                      /* data for f */
446                          l = m;
447                  }
448          }
449 +        if (ncnts == 0)
450 +                return;         /* no contributions! */
451                                                  /* accumulate tail */
452          for (sn = ncnts-1; sn > 0; sn--)
453                  cntord[sn-1].brt += cntord[sn].brt;
454 <                                                /* start with prob=.5 */
455 <        hit2 = 0.5; test2 = 1.0;
454 >                                                /* compute number to check */
455 >        nshadcheck = pow((double)ncnts, shadcert) + .5;
456 >                                                /* modify threshold */
457 >        if (ncnts > MINSHADCNT)
458 >                ourthresh = shadthresh / r->rweight;
459 >        else
460 >                ourthresh = 0;
461                                                  /* test for shadows */
462 <        for (sn = 0; sn < ncnts; sn++) {
462 >        for (nhits = 0, hwt = 0.0, sn = 0; sn < ncnts;
463 >                        hwt += (double)source[scp->sno].nhits /
464 >                                (double)source[scp->sno].ntests,
465 >                        sn++) {
466                                                  /* check threshold */
467                  if ((sn+nshadcheck>=ncnts ? cntord[sn].brt :
468 <                                cntord[sn].brt-cntord[sn+nshadcheck].brt) <
469 <                                ourthresh*bright(r->rcol))
468 >                                cntord[sn].brt-cntord[sn+nshadcheck].brt)
469 >                                < ourthresh*bright(r->rcol))
470                          break;
471 <                                                /* get statistics */
372 <                hwt = (double)source[cntord[sn].sno].nhits /
373 <                                (double)source[cntord[sn].sno].ntests;
374 <                test2 += hwt;
375 <                source[cntord[sn].sno].ntests++;
471 >                scp = srccnt + cntord[sn].sndx;
472                                                  /* test for hit */
473 <                rayorigin(&sr, r, SHADOW, 1.0);
474 <                VCOPY(sr.rdir, srccnt[cntord[sn].sno].dir);
475 <                sr.rsrc = cntord[sn].sno;
473 >                rayorigin(&sr, SHADOW, r, NULL);
474 >                copycolor(sr.rcoef, scp->coef);
475 >                VCOPY(sr.rdir, scp->dir);
476 >                sr.rsrc = scp->sno;
477 >                                                /* keep statistics */
478 >                if (source[scp->sno].ntests++ > 0xfffffff0) {
479 >                        source[scp->sno].ntests >>= 1;
480 >                        source[scp->sno].nhits >>= 1;
481 >                }
482                  if (localhit(&sr, &thescene) &&
483 <                                sr.ro != source[cntord[sn].sno].so) {
484 <                                                /* check for transmission */
483 >                                ( sr.ro != source[scp->sno].so ||
484 >                                source[scp->sno].sflags & SFOLLOW )) {
485 >                                                /* follow entire path */
486                          raycont(&sr);
487 <                        if (bright(sr.rcol) <= FTINY)
487 >                        if (trace != NULL)
488 >                                (*trace)(&sr);  /* trace execution */
489 >                        if (bright(sr.rcol) <= FTINY) {
490 > #if SHADCACHE
491 >                                if ((scp <= srccnt || scp[-1].sno != scp->sno)
492 >                                                && (scp >= srccnt+ncnts-1 ||
493 >                                                    scp[1].sno != scp->sno))
494 >                                        srcblocker(&sr);
495 > #endif
496                                  continue;       /* missed! */
497 <                        (*f)(srccnt[cntord[sn].sno].val, p,
498 <                                        srccnt[cntord[sn].sno].dir,
499 <                                        srccnt[cntord[sn].sno].dom);
500 <                        multcolor(srccnt[cntord[sn].sno].val, sr.rcol);
497 >                        }
498 >                        rayparticipate(&sr);
499 >                        multcolor(sr.rcol, sr.rcoef);
500 >                        copycolor(scp->val, sr.rcol);
501 >                } else if (trace != NULL &&
502 >                        (source[scp->sno].sflags & (SDISTANT|SVIRTUAL|SFOLLOW))
503 >                                                == (SDISTANT|SFOLLOW) &&
504 >                                sourcehit(&sr) && rayshade(&sr, sr.ro->omod)) {
505 >                        (*trace)(&sr);          /* trace execution */
506 >                        /* skip call to rayparticipate() & scp->val update */
507                  }
508                                                  /* add contribution if hit */
509 <                addcolor(r->rcol, srccnt[cntord[sn].sno].val);
510 <                hit2 += hwt;
511 <                source[cntord[sn].sno].nhits++;
509 >                addcolor(r->rcol, scp->val);
510 >                nhits++;
511 >                source[scp->sno].nhits++;
512          }
513 <                                        /* weighted hit rate */
514 <        hwt = hit2 / test2;
515 < #ifdef notdef
516 <        sprintf(errmsg, "%d tested, %d untested, %f hit rate\n",
513 >                                        /* source hit rate */
514 >        if (hwt > FTINY)
515 >                hwt = (double)nhits / hwt;
516 >        else
517 >                hwt = 0.5;
518 > #ifdef DEBUG
519 >        sprintf(errmsg, "%d tested, %d untested, %f conditional hit rate\n",
520                          sn, ncnts-sn, hwt);
521          eputs(errmsg);
522   #endif
523                                          /* add in untested sources */
524          for ( ; sn < ncnts; sn++) {
525 <                prob = hwt * (double)source[cntord[sn].sno].nhits /
526 <                                (double)source[cntord[sn].sno].ntests;
527 <                scalecolor(srccnt[cntord[sn].sno].val, prob);
528 <                addcolor(r->rcol, srccnt[cntord[sn].sno].val);
525 >                scp = srccnt + cntord[sn].sndx;
526 >                prob = hwt * (double)source[scp->sno].nhits /
527 >                                (double)source[scp->sno].ntests;
528 >                if (prob < 1.0)
529 >                        scalecolor(scp->val, prob);
530 >                addcolor(r->rcol, scp->val);
531          }
532 + }
533 +
534 +
535 + void
536 + srcscatter(                     /* compute source scattering into ray */
537 +        RAY  *r
538 + )
539 + {
540 +        int  oldsampndx;
541 +        int  nsamps;
542 +        RAY  sr;
543 +        SRCINDEX  si;
544 +        double  t, d;
545 +        double  re, ge, be;
546 +        COLOR  cvext, pmapInscatter;
547 +        int  i, j;
548 +
549 +        /* PMAP: do unconditional inscattering for volume photons ? */
550 +        /* if (!volumePhotonMapping) */
551 +        if (r->slights == NULL || r->slights[0] == 0
552 +                        || r->gecc >= 1.-FTINY || r->rot >= FHUGE)
553 +                return;
554                  
555 <        free(srccnt);
556 <        free(cntord);
555 >        if (ssampdist <= FTINY || (nsamps = r->rot/ssampdist + .5) < 1)
556 >                nsamps = 1;
557 > #if MAXSSAMP
558 >        else if (nsamps > MAXSSAMP)
559 >                nsamps = MAXSSAMP;
560 > #endif
561 >        oldsampndx = samplendx;
562 >        samplendx = random()&0x7fff;            /* randomize */
563 >        for (i = r->slights[0]; i > 0; i--) {   /* for each source */
564 >                for (j = 0; j < nsamps; j++) {  /* for each sample position */
565 >                        samplendx++;
566 >                        t = r->rot * (j+frandom())/nsamps;
567 >                                                        /* extinction */
568 >                        re = t*colval(r->cext,RED);
569 >                        ge = t*colval(r->cext,GRN);
570 >                        be = t*colval(r->cext,BLU);
571 >                        setcolor(cvext, re > 92. ? 0. : exp(-re),
572 >                                        ge > 92. ? 0. : exp(-ge),
573 >                                        be > 92. ? 0. : exp(-be));
574 >                        if (intens(cvext) <= FTINY)
575 >                                break;                  /* too far away */
576 >                        sr.rorg[0] = r->rorg[0] + r->rdir[0]*t;
577 >                        sr.rorg[1] = r->rorg[1] + r->rdir[1]*t;
578 >                        sr.rorg[2] = r->rorg[2] + r->rdir[2]*t;
579 >                        initsrcindex(&si);      /* sample ray to this source */
580 >                        si.sn = r->slights[i];
581 >                        nopart(&si, &sr);
582 >                        if (!srcray(&sr, NULL, &si) ||
583 >                                        sr.rsrc != r->slights[i])
584 >                                continue;               /* no path */
585 > #if SHADCACHE
586 >                        if (srcblocked(&sr))            /* check shadow cache */
587 >                                continue;
588 > #endif
589 >                        copycolor(sr.cext, r->cext);
590 >                        copycolor(sr.albedo, r->albedo);
591 >                        sr.gecc = r->gecc;
592 >                        sr.slights = r->slights;
593 >                        rayvalue(&sr);                  /* eval. source ray */
594 >                        if (bright(sr.rcol) <= FTINY) {
595 > #if SHADCACHE
596 >                                srcblocker(&sr);        /* add blocker to cache */
597 > #endif
598 >                                continue;
599 >                        }
600 >                        if (r->gecc <= FTINY)           /* compute P(theta) */
601 >                                d = 1.;
602 >                        else {
603 >                                d = DOT(r->rdir, sr.rdir);
604 >                                d = 1. + r->gecc*r->gecc - 2.*r->gecc*d;
605 >                                d = (1. - r->gecc*r->gecc) / (d*sqrt(d));
606 >                        }
607 >                                                        /* other factors */
608 >                        d *= si.dom * r->rot / (4.*PI*nsamps);
609 >                        scalecolor(sr.rcol, d);
610 >                        
611 >                        /* PMAP: Add ambient inscattering from volume photons once only */
612 >                        if (volumePhotonMapping && i == 1) {
613 >                           inscatterVolumePmap(&sr, pmapInscatter);
614 >            scalecolor(pmapInscatter, r -> rot / nsamps);
615 >            addcolor(sr.rcol, pmapInscatter);
616 >         }
617 >                        
618 >                        multcolor(sr.rcol, r->cext);
619 >                        multcolor(sr.rcol, r->albedo);
620 >                        multcolor(sr.rcol, cvext);
621 >                        addcolor(r->rcol, sr.rcol);     /* add it in */
622 >                }
623 >        }
624 >        samplendx = oldsampndx;
625   }
626  
627  
628 < #define  wrongsource(m, r)      (m->otype!=MAT_ILLUM && \
629 <                                r->rsrc>=0 && \
630 <                                source[r->rsrc].so!=r->ro)
628 > /****************************************************************
629 > * The following macros were separated from the m_light() routine
630 > * because they are very nasty and difficult to understand.
631 > */
632  
633 < #define  badambient(m, r)       ((r->crtype&(AMBIENT|SHADOW))==AMBIENT && \
634 <                                !(r->rtype&REFLECTED) &&        /* hack! */\
635 <                                !(m->otype==MAT_GLOW&&r->rot>m->oargs.farg[3]))
633 > /* illumblock *
634 > *
635 > * We cannot allow an illum to pass to another illum, because that
636 > * would almost certainly constitute overcounting.
637 > * However, we do allow an illum to pass to another illum
638 > * that is actually going to relay to a virtual light source.
639 > * We also prevent an illum from passing to a glow; this provides a
640 > * convenient mechanism for defining detailed light source
641 > * geometry behind (or inside) an effective radiator.
642 > */
643  
644 + static int
645 + weaksrcmat(OBJECT obj)          /* identify material */
646 + {
647 +        OBJREC *m = findmaterial(objptr(obj));
648 +        
649 +        if (m == NULL) return(0);
650 +        return((m->otype==MAT_ILLUM) | (m->otype==MAT_GLOW));
651 + }
652 +
653 + #define  illumblock(m, r)       (!(source[r->rsrc].sflags&SVIRTUAL) && \
654 +                                r->rod > 0.0 && \
655 +                                weaksrcmat(source[r->rsrc].so->omod))
656 +
657 + /* wrongsource *
658 + *
659 + * This source is the wrong source (ie. overcounted) if we are
660 + * aimed to a different source than the one we hit and the one
661 + * we hit is not an illum that should be passed.
662 + */
663 +
664 + #define  wrongsource(m, r)      (r->rsrc>=0 && source[r->rsrc].so!=r->ro && \
665 +                                (m->otype!=MAT_ILLUM || illumblock(m,r)))
666 +
667 + /* distglow *
668 + *
669 + * A distant glow is an object that sometimes acts as a light source,
670 + * but is too far away from the test point to be one in this case.
671 + * (Glows with negative radii should NEVER participate in illumination.)
672 + */
673 +
674 + #define  distglow(m, r, d)      (m->otype==MAT_GLOW && \
675 +                                m->oargs.farg[3] >= -FTINY && \
676 +                                d > m->oargs.farg[3])
677 +
678 + /* badcomponent *
679 + *
680 + * We must avoid counting light sources in the ambient calculation,
681 + * since the direct component is handled separately.  Therefore, any
682 + * ambient ray which hits an active light source must be discarded.
683 + * The same is true for stray specular samples, since the specular
684 + * contribution from light sources is calculated separately.
685 + */
686 +
687 + #define  badcomponent(m, r)     (r->crtype&(AMBIENT|SPECULAR) && \
688 +                                !(r->crtype&SHADOW || r->rod < 0.0 || \
689 +                /* not 100% correct */  distglow(m, r, r->rot)))
690 +
691 + /* passillum *
692 + *
693 + * An illum passes to another material type when we didn't hit it
694 + * on purpose (as part of a direct calculation), or it is relaying
695 + * a virtual light source.
696 + */
697 +
698   #define  passillum(m, r)        (m->otype==MAT_ILLUM && \
699 <                                !(r->rsrc>=0&&source[r->rsrc].so==r->ro))
699 >                                (r->rsrc<0 || source[r->rsrc].so!=r->ro || \
700 >                                source[r->rsrc].sflags&SVIRTUAL))
701  
702 + /* srcignore *
703 + *
704 + * The -dv flag is normally on for sources to be visible.
705 + */
706  
707 < m_light(m, r)                   /* ray hit a light source */
708 < register OBJREC  *m;
709 < register RAY  *r;
707 > #define  srcignore(m, r)        !(directvis || r->crtype&SHADOW || \
708 >                                distglow(m, r, raydist(r,PRIMARY)))
709 >
710 >
711 > int
712 > m_light(                                /* ray hit a light source */
713 >        OBJREC  *m,
714 >        RAY  *r
715 > )
716   {
717                                                  /* check for over-counting */
718 <        if (wrongsource(m, r) || badambient(m, r))
719 <                return;
718 >        if (badcomponent(m, r)) {
719 >                setcolor(r->rcoef, 0.0, 0.0, 0.0);
720 >                return(1);
721 >        }
722 >        if (wrongsource(m, r)) {
723 >                setcolor(r->rcoef, 0.0, 0.0, 0.0);
724 >                return(1);
725 >        }
726                                                  /* check for passed illum */
727          if (passillum(m, r)) {
728 <
729 <                if (m->oargs.nsargs < 1 || !strcmp(m->oargs.sarg[0], VOIDID))
730 <                        raytrans(r);
731 <                else
732 <                        rayshade(r, modifier(m->oargs.sarg[0]));
733 <
734 <                                                /* otherwise treat as source */
735 <        } else {
728 >                if (m->oargs.nsargs && strcmp(m->oargs.sarg[0], VOIDID))
729 >                        return(rayshade(r,lastmod(objndx(m),m->oargs.sarg[0])));
730 >                raytrans(r);
731 >                return(1);
732 >        }
733 >                                                /* check for invisibility */
734 >        if (srcignore(m, r)) {
735 >                setcolor(r->rcoef, 0.0, 0.0, 0.0);
736 >                return(1);
737 >        }
738 >                                        /* otherwise treat as source */
739                                                  /* check for behind */
740 <                if (r->rod < 0.0)
741 <                        return;
740 >        if (r->rod < 0.0)
741 >                return(1);
742 >                                                /* check for outside spot */
743 >        if (m->otype==MAT_SPOT && spotout(r, makespot(m)))
744 >                return(1);
745                                                  /* get distribution pattern */
746 <                raytexture(r, m->omod);
746 >        raytexture(r, m->omod);
747                                                  /* get source color */
748 <                setcolor(r->rcol, m->oargs.farg[0],
749 <                                  m->oargs.farg[1],
750 <                                  m->oargs.farg[2]);
748 >        setcolor(r->rcol, m->oargs.farg[0],
749 >                          m->oargs.farg[1],
750 >                          m->oargs.farg[2]);
751                                                  /* modify value */
752 <                multcolor(r->rcol, r->pcol);
753 <        }
752 >        multcolor(r->rcol, r->pcol);
753 >        return(1);
754   }
458
459
460 o_source() {}           /* intersection with a source is done elsewhere */

Diff Legend

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+ Added lines
< Changed lines
> Changed lines