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

Comparing ray/src/rt/source.c (file contents):
Revision 2.64 by greg, Tue Feb 24 19:39:27 2015 UTC vs.
Revision 2.79 by greg, Wed Jun 8 17:18:41 2022 UTC

# Line 9 | Line 9 | static const char RCSid[] = "$Id$";
9  
10   #include  "ray.h"
11   #include  "otypes.h"
12 + #include  "otspecial.h"
13   #include  "rtotypes.h"
14   #include  "source.h"
15   #include  "random.h"
15 – #include  "pmap.h"
16   #include  "pmapsrc.h"
17 + #include  "pmapmat.h"
18  
19   #ifndef MAXSSAMP
20   #define MAXSSAMP        16              /* maximum samples per ray */
# Line 35 | Line 36 | typedef struct {
36          float  brt;             /* brightness (for comparison) */
37   }  CNTPTR;              /* contribution pointer */
38  
39 < static CONTRIB  *srccnt;                /* source contributions in direct() */
40 < static CNTPTR  *cntord;                 /* source ordering in direct() */
39 > static CONTRIB  *srccnt = NULL;         /* source contributions in direct() */
40 > static CNTPTR  *cntord = NULL;          /* source ordering in direct() */
41   static int  maxcntr = 0;                /* size of contribution arrays */
42  
43   static int cntcmp(const void *p1, const void *p2);
44  
45  
45 – OBJREC *                        /* find an object's actual material */
46 – findmaterial(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 –
46   void
47   marksources(void)                       /* find and mark source objects */
48   {
49 <        int  foundsource = 0;
49 >        int  indirect = 0;
50          int  i;
51          OBJREC  *o, *m;
52          int  ns;
53 +                                        /* call us only once! */
54 +        if (nsources)
55 +                error(CONSISTENCY, "Multiple calls to marksources!");
56                                          /* initialize dispatch table */
57          initstypes();
58                                          /* find direct sources */
# Line 85 | Line 63 | marksources(void)                      /* find and mark source objects */
63                  if (!issurface(o->otype) || o->omod == OVOID)
64                          continue;
65                                          /* find material */
66 <                m = findmaterial(objptr(o->omod));
66 >                m = findmaterial(o);
67                  if (m == NULL)
68                          continue;
69                  if (m->otype == MAT_CLIP) {
# Line 99 | Line 77 | marksources(void)                      /* find and mark source objects */
77                                  m->otype == MAT_SPOT ? 7 : 3))
78                          objerror(m, USER, "bad # arguments");
79  
80 <                if (m->oargs.farg[0] <= FTINY && m->oargs.farg[1] <= FTINY &&
81 <                                m->oargs.farg[2] <= FTINY)
80 >                if (m->oargs.farg[0] <= FTINY && (m->oargs.farg[1] <= FTINY) &
81 >                                (m->oargs.farg[2] <= FTINY))
82                          continue;                       /* don't bother */
83                  if (m->otype == MAT_GLOW &&
84                                  o->otype != OBJ_SOURCE &&
85                                  m->oargs.farg[3] <= FTINY) {
86 <                        foundsource += (ambounce > 0);
86 >                        indirect += (ambounce > 0);
87                          continue;                       /* don't track these */
88                  }
89                  if (sfun[o->otype].of == NULL ||
# Line 122 | Line 100 | marksources(void)                      /* find and mark source objects */
100                          source[ns].sl.prox = m->oargs.farg[3];
101                          if (source[ns].sflags & SDISTANT) {
102                                  source[ns].sflags |= SSKIP;
103 <                                foundsource += (ambounce > 0);
103 >                                indirect += (ambounce > 0);
104                          }
105                  } else if (m->otype == MAT_SPOT) {
106 +                        if (source[ns].sflags & SDISTANT)
107 +                                objerror(o, WARNING,
108 +                                        "distant source is a spotlight");
109                          source[ns].sflags |= SSPOT;
110                          if ((source[ns].sl.s = makespot(m)) == NULL)
111                                  goto memerr;
# Line 135 | Line 116 | marksources(void)                      /* find and mark source objects */
116                                  source[ns].sflags |= SSKIP;
117                          }
118                  }
119 +                maxcntr += !(source[ns].sflags & SSKIP);
120 +        }
121 +        if (!maxcntr) {
122 +                if (!indirect)
123 +                        error(WARNING, "no light sources found");
124 +                return;         /* no direct calculation, it seems */
125 +        }
126   #if  SHADCACHE
127 +        for (ns = 0; ns < nsources; ns++)       /* initialize obstructor cache */
128                  initobscache(ns);
129   #endif
141 –                foundsource += !(source[ns].sflags & SSKIP);
142 –        }
143 –        if (!foundsource) {
144 –                error(WARNING, "no light sources found");
145 –                return;
146 –        }
147 –        
130          /* PMAP: disable virtual sources */
131          if (!photonMapping)
132                  markvirtuals();                 /* find and add virtual sources */
133                  
134                                  /* allocate our contribution arrays */
135 <        maxcntr = nsources + MAXSPART;  /* start with this many */
135 >        maxcntr += MAXSPART;    /* start with this many */
136          srccnt = (CONTRIB *)malloc(maxcntr*sizeof(CONTRIB));
137          cntord = (CNTPTR *)malloc(maxcntr*sizeof(CNTPTR));
138 <        if ((srccnt == NULL) | (cntord == NULL))
139 <                goto memerr;
158 <        return;
138 >        if ((srccnt != NULL) & (cntord != NULL))
139 >                return;
140   memerr:
141          error(SYSTEM, "out of memory in marksources");
142   }
143  
144  
145   void
146 + distantsources(void)                    /* only mark distant sources */
147 + {
148 +        int  i;
149 +        OBJREC  *o, *m;
150 +        int  ns;
151 +                                        /* call us only once! */
152 +        if (nsources)
153 +                error(CONSISTENCY, "Multiple calls to distantsources!");
154 +                                        /* initialize dispatch table */
155 +        initstypes();
156 +                                        /* sources needed for sourcehit() */
157 +        for (i = 0; i < nsceneobjs; i++) {
158 +        
159 +                o = objptr(i);
160 +
161 +                if ((o->otype != OBJ_SOURCE) | (o->omod == OVOID))
162 +                        continue;
163 +                                        /* find material */
164 +                m = findmaterial(o);
165 +                if (m == NULL)
166 +                        continue;
167 +                if (!islight(m->otype))
168 +                        continue;       /* not source modifier */
169 +        
170 +                if (m->oargs.nfargs != (m->otype == MAT_GLOW ? 4 :
171 +                                m->otype == MAT_SPOT ? 7 : 3))
172 +                        objerror(m, USER, "bad # arguments");
173 +
174 +                if (m->oargs.farg[0] <= FTINY && (m->oargs.farg[1] <= FTINY) &
175 +                                (m->oargs.farg[2] <= FTINY))
176 +                        continue;                       /* don't bother */
177 +                if (sfun[o->otype].of == NULL ||
178 +                                sfun[o->otype].of->setsrc == NULL)
179 +                        objerror(o, USER, "illegal material");
180 +
181 +                if ((ns = newsource()) < 0)
182 +                        error(SYSTEM, "out of memory in distantsources");
183 +
184 +                setsource(&source[ns], o);
185 +
186 +                if (m->otype == MAT_GLOW) {
187 +                        source[ns].sflags |= SPROX|SSKIP;
188 +                        source[ns].sl.prox = m->oargs.farg[3];
189 +                } else if (m->otype == MAT_SPOT)
190 +                        objerror(o, WARNING, "distant source is a spotlight");
191 +        }
192 + }
193 +
194 +
195 + void
196   freesources(void)                       /* free all source structures */
197   {
198          if (nsources > 0) {
# Line 270 | Line 301 | nomat:
301  
302   static int
303   transillum(                     /* check if material is transparent illum */
304 <        OBJECT  obj
304 >        OBJREC *m
305   )
306   {
307 <        OBJREC *m = findmaterial(objptr(obj));
277 <        
307 >        m = findmaterial(m);
308          if (m == NULL)
309                  return(1);
310          if (m->otype != MAT_ILLUM)
# Line 307 | Line 337 | sourcehit(                     /* check to see if ray hit distant source
337                   */
338                  if (2.*PI*(1. - DOT(source[i].sloc,r->rdir)) > source[i].ss2)
339                          continue;
340 <                                        /* is it the only possibility? */
341 <                if (first == last) {
340 >                                        /* is it what we aimed for? */
341 >                if (i == r->rsrc) {
342                          r->ro = source[i].so;
343                          break;
344                  }
# Line 320 | Line 350 | sourcehit(                     /* check to see if ray hit distant source
350                                  glowsrc = i;
351                          continue;
352                  }
353 <                if (transillum(source[i].so->omod)) {
353 >                if (transillum(source[i].so)) {
354                          if (transrc < 0)
355                                  transrc = i;
356                          continue;
# Line 340 | Line 370 | sourcehit(                     /* check to see if ray hit distant source
370                          return(0);      /* nothing usable */
371          }
372          /*
373 <         * Make assignments.
373 >         * Assign object index
374           */
375          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;
376          return(1);
377   }
378  
# Line 391 | Line 415 | direct(                                        /* add direct component */
415                  multDirectPmap(r);
416                  return;
417          }
394 –        
418                          /* NOTE: srccnt and cntord global so no recursion */
419 <        if (nsources <= 0)
420 <                return;         /* no sources?! */
421 <                                                /* potential contributions */
422 <        initsrcindex(&si);
419 >        if (maxcntr <= 0)
420 >                return;         /* no direct?! */
421 >
422 >        initsrcindex(&si);                      /* potential contributions */
423          for (sn = 0; srcray(&sr, r, &si); sn++) {
424                  if (sn >= maxcntr) {
425                          maxcntr = sn + MAXSPART;
# Line 410 | Line 433 | direct(                                        /* add direct component */
433                  cntord[sn].sndx = sn;
434                  scp = srccnt + sn;
435                  scp->sno = sr.rsrc;
436 <                                                /* compute coefficient */
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 < #if SHADCACHE
419 <                                                /* check shadow cache */
436 > #if SHADCACHE                                   /* check shadow cache */
437                  if (si.np == 1 && srcblocked(&sr)) {
438                          cntord[sn].brt = 0.0;
439                          continue;
440                  }
441   #endif
442 +                                                /* compute coefficient */
443 +                (*f)(scp->coef, p, sr.rdir, si.dom);
444 +                cntord[sn].brt = intens(scp->coef);
445 +                if (cntord[sn].brt <= 0.0)
446 +                        continue;
447                  VCOPY(scp->dir, sr.rdir);
448                  copycolor(sr.rcoef, scp->coef);
449                                                  /* compute potential */
# Line 454 | Line 476 | direct(                                        /* add direct component */
476                                                  /* compute number to check */
477          nshadcheck = pow((double)ncnts, shadcert) + .5;
478                                                  /* modify threshold */
479 <        if (ncnts > MINSHADCNT)
458 <                ourthresh = shadthresh / r->rweight;
459 <        else
460 <                ourthresh = 0;
479 >        ourthresh = shadthresh / r->rweight;
480                                                  /* test for shadows */
481          for (nhits = 0, hwt = 0.0, sn = 0; sn < ncnts;
482                          hwt += (double)source[scp->sno].nhits /
483                                  (double)source[scp->sno].ntests,
484                          sn++) {
485                                                  /* check threshold */
486 <                if ((sn+nshadcheck>=ncnts ? cntord[sn].brt :
486 >                if (sn >= MINSHADCNT &&
487 >                            (sn+nshadcheck>=ncnts ? cntord[sn].brt :
488                                  cntord[sn].brt-cntord[sn+nshadcheck].brt)
489 <                                < ourthresh*bright(r->rcol))
489 >                                        < ourthresh*bright(r->rcol))
490                          break;
491                  scp = srccnt + cntord[sn].sndx;
492                                                  /* test for hit */
# Line 543 | Line 563 | srcscatter(                    /* compute source scattering into ray */
563          SRCINDEX  si;
564          double  t, d;
565          double  re, ge, be;
566 <        COLOR  cvext, pmapInscatter;
566 >        COLOR  cvext;
567          int  i, j;
568  
569 <        /* PMAP: do unconditional inscattering for volume photons ? */
570 <        /* if (!volumePhotonMapping) */
571 <        if (r->slights == NULL || r->slights[0] == 0
572 <                        || r->gecc >= 1.-FTINY || r->rot >= FHUGE)
569 >        if (r->rot >= FHUGE*.99 || r->gecc >= 1.-FTINY)
570 >                return;         /* this can never work */
571 >        /* PMAP: do unconditional inscattering for volume photons */
572 >        if (!volumePhotonMapping && (r->slights == NULL || r->slights[0] == 0))
573                  return;
574                  
575          if (ssampdist <= FTINY || (nsamps = r->rot/ssampdist + .5) < 1)
# Line 560 | Line 580 | srcscatter(                    /* compute source scattering into ray */
580   #endif
581          oldsampndx = samplendx;
582          samplendx = random()&0x7fff;            /* randomize */
583 <        for (i = r->slights[0]; i > 0; i--) {   /* for each source */
583 >        for (i = volumePhotonMapping ? 1 : r->slights[0]; i > 0; i--) {
584 >                /* for each source OR once if volume photon map enabled */
585                  for (j = 0; j < nsamps; j++) {  /* for each sample position */
586                          samplendx++;
587                          t = r->rot * (j+frandom())/nsamps;
# Line 576 | Line 597 | srcscatter(                    /* compute source scattering into ray */
597                          sr.rorg[0] = r->rorg[0] + r->rdir[0]*t;
598                          sr.rorg[1] = r->rorg[1] + r->rdir[1]*t;
599                          sr.rorg[2] = r->rorg[2] + r->rdir[2]*t;
600 <                        initsrcindex(&si);      /* sample ray to this source */
601 <                        si.sn = r->slights[i];
602 <                        nopart(&si, &sr);
603 <                        if (!srcray(&sr, NULL, &si) ||
604 <                                        sr.rsrc != r->slights[i])
605 <                                continue;               /* no path */
600 >                        
601 >                        if (!volumePhotonMapping) {
602 >                                initsrcindex(&si);      /* sample ray to this source */
603 >                                si.sn = r->slights[i];
604 >                                nopart(&si, &sr);
605 >                                if (!srcray(&sr, NULL, &si) ||
606 >                                                sr.rsrc != r->slights[i])
607 >                                        continue;       /* no path */
608   #if SHADCACHE
609 <                        if (srcblocked(&sr))            /* check shadow cache */
610 <                                continue;
609 >                                if (srcblocked(&sr))    /* check shadow cache */
610 >                                        continue;
611   #endif
612 <                        copycolor(sr.cext, r->cext);
613 <                        copycolor(sr.albedo, r->albedo);
614 <                        sr.gecc = r->gecc;
615 <                        sr.slights = r->slights;
616 <                        rayvalue(&sr);                  /* eval. source ray */
617 <                        if (bright(sr.rcol) <= FTINY) {
612 >                                copycolor(sr.cext, r->cext);
613 >                                copycolor(sr.albedo, r->albedo);
614 >                                sr.gecc = r->gecc;
615 >                                sr.slights = r->slights;
616 >                                rayvalue(&sr);          /* eval. source ray */
617 >                                if (bright(sr.rcol) <= FTINY) {
618   #if SHADCACHE
619 <                                srcblocker(&sr);        /* add blocker to cache */
619 >                                        srcblocker(&sr); /* add blocker to cache */
620   #endif
621 <                                continue;
622 <                        }
623 <                        if (r->gecc <= FTINY)           /* compute P(theta) */
624 <                                d = 1.;
625 <                        else {
626 <                                d = DOT(r->rdir, sr.rdir);
627 <                                d = 1. + r->gecc*r->gecc - 2.*r->gecc*d;
628 <                                d = (1. - r->gecc*r->gecc) / (d*sqrt(d));
629 <                        }
621 >                                        continue;
622 >                                }
623 >                                if (r->gecc <= FTINY)   /* compute P(theta) */
624 >                                        d = 1.;
625 >                                else {
626 >                                        d = DOT(r->rdir, sr.rdir);
627 >                                        d = 1. + r->gecc*r->gecc - 2.*r->gecc*d;
628 >                                        d = (1. - r->gecc*r->gecc) / (d*sqrt(d));
629 >                                }
630                                                          /* other factors */
631 <                        d *= si.dom * r->rot / (4.*PI*nsamps);
632 <                        scalecolor(sr.rcol, d);
633 <                        
634 <                        /* PMAP: Add ambient inscattering from volume photons once only */
635 <                        if (volumePhotonMapping && i == 1) {
636 <                           inscatterVolumePmap(&sr, pmapInscatter);
637 <            scalecolor(pmapInscatter, r -> rot / nsamps);
638 <            addcolor(sr.rcol, pmapInscatter);
639 <         }
640 <                        
631 >                                d *= si.dom * r->rot / (4.*PI*nsamps);
632 >                                scalecolor(sr.rcol, d);
633 >                        } else {
634 >                                /* PMAP: Add ambient inscattering from
635 >                                 * volume photons; note we reverse the
636 >                                 * incident ray direction since we're
637 >                                 * now in *backward* raytracing mode! */
638 >                                sr.rdir [0] = -r -> rdir [0];
639 >                                sr.rdir [1] = -r -> rdir [1];
640 >                                sr.rdir [2] = -r -> rdir [2];
641 >                                sr.gecc = r -> gecc;
642 >                                inscatterVolumePmap(&sr, sr.rcol);
643 >                                scalecolor(sr.rcol, r -> rot / nsamps);
644 >                        }
645                          multcolor(sr.rcol, r->cext);
646                          multcolor(sr.rcol, r->albedo);
647                          multcolor(sr.rcol, cvext);
# Line 642 | Line 669 | srcscatter(                    /* compute source scattering into ray */
669   */
670  
671   static int
672 < weaksrcmat(OBJECT obj)          /* identify material */
672 > weaksrcmat(OBJREC *m)           /* identify material */
673   {
674 <        OBJREC *m = findmaterial(objptr(obj));
648 <        
674 >        m = findmaterial(m);
675          if (m == NULL) return(0);
676          return((m->otype==MAT_ILLUM) | (m->otype==MAT_GLOW));
677   }
678  
679   #define  illumblock(m, r)       (!(source[r->rsrc].sflags&SVIRTUAL) && \
680                                  r->rod > 0.0 && \
681 <                                weaksrcmat(source[r->rsrc].so->omod))
681 >                                weaksrcmat(source[r->rsrc].so))
682  
683   /* wrongsource *
684   *
# Line 683 | Line 709 | weaksrcmat(OBJECT obj)         /* identify material */
709   * The same is true for stray specular samples, since the specular
710   * contribution from light sources is calculated separately.
711   */
712 <
713 < #define  badcomponent(m, r)     (r->crtype&(AMBIENT|SPECULAR) && \
712 > /* PMAP: Also avoid counting sources via transferred ambient rays (e.g.
713 > * through glass) when photon mapping is enabled, as these indirect
714 > * components are already accounted for.
715 > */
716 > #define  badcomponent(m, r)   (srcRayInPmap(r) || \
717 >                                (r->crtype&(AMBIENT|SPECULAR) && \
718                                  !(r->crtype&SHADOW || r->rod < 0.0 || \
719 <                /* not 100% correct */  distglow(m, r, r->rot)))
719 >                /* not 100% correct */  distglow(m, r, r->rot))))
720  
721   /* passillum *
722   *
# Line 736 | Line 766 | m_light(                               /* ray hit a light source */
766                  return(1);
767          }
768                                          /* otherwise treat as source */
769 <                                                /* check for behind */
770 <        if (r->rod < 0.0)
769 >        if (r->rod < 0.0) {                     /* check for behind */
770 >                if (!backvis)
771 >                        raytrans(r);            /* used to return black */
772                  return(1);
773 +        }
774                                                  /* check for outside spot */
775          if (m->otype==MAT_SPOT && spotout(r, makespot(m)))
776                  return(1);

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