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

Comparing ray/src/rt/source.c (file contents):
Revision 2.60 by greg, Mon Feb 14 20:13:38 2011 UTC vs.
Revision 2.76 by greg, Mon Feb 1 16:19:49 2021 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"
16 + #include  "pmapsrc.h"
17 + #include  "pmapmat.h"
18  
16 – extern double  ssampdist;               /* scatter sampling distance */
17 –
19   #ifndef MAXSSAMP
20   #define MAXSSAMP        16              /* maximum samples per ray */
21   #endif
# Line 42 | Line 43 | static int  maxcntr = 0;               /* size of contribution arra
43   static int cntcmp(const void *p1, const void *p2);
44  
45  
46 < 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
46 > void
47   marksources(void)                       /* find and mark source objects */
48   {
49          int  foundsource = 0;
50          int  i;
51 <        register OBJREC  *o, *m;
52 <        register int  ns;
51 >        OBJREC  *o, *m;
52 >        int  ns;
53                                          /* initialize dispatch table */
54          initstypes();
55                                          /* find direct sources */
# Line 85 | Line 60 | marksources(void)                      /* find and mark source objects */
60                  if (!issurface(o->otype) || o->omod == OVOID)
61                          continue;
62                                          /* find material */
63 <                m = findmaterial(objptr(o->omod));
63 >                m = findmaterial(o);
64                  if (m == NULL)
65                          continue;
66                  if (m->otype == MAT_CLIP) {
# Line 99 | Line 74 | marksources(void)                      /* find and mark source objects */
74                                  m->otype == MAT_SPOT ? 7 : 3))
75                          objerror(m, USER, "bad # arguments");
76  
77 +                if (m->oargs.farg[0] <= FTINY && (m->oargs.farg[1] <= FTINY) &
78 +                                (m->oargs.farg[2] <= FTINY))
79 +                        continue;                       /* don't bother */
80                  if (m->otype == MAT_GLOW &&
81                                  o->otype != OBJ_SOURCE &&
82 <                                m->oargs.farg[3] <= FTINY)
83 <                        continue;                       /* don't bother */
84 <                if (m->oargs.farg[0] <= FTINY && m->oargs.farg[1] <= FTINY &&
85 <                                m->oargs.farg[2] <= FTINY)
108 <                        continue;                       /* don't bother */
109 <
82 >                                m->oargs.farg[3] <= FTINY) {
83 >                        foundsource += (ambounce > 0);
84 >                        continue;                       /* don't track these */
85 >                }
86                  if (sfun[o->otype].of == NULL ||
87                                  sfun[o->otype].of->setsrc == NULL)
88                          objerror(o, USER, "illegal material");
# Line 119 | Line 95 | marksources(void)                      /* find and mark source objects */
95                  if (m->otype == MAT_GLOW) {
96                          source[ns].sflags |= SPROX;
97                          source[ns].sl.prox = m->oargs.farg[3];
98 <                        if (source[ns].sflags & SDISTANT)
98 >                        if (source[ns].sflags & SDISTANT) {
99                                  source[ns].sflags |= SSKIP;
100 +                                foundsource += (ambounce > 0);
101 +                        }
102                  } else if (m->otype == MAT_SPOT) {
103 +                        if (source[ns].sflags & SDISTANT)
104 +                                objerror(o, WARNING,
105 +                                        "distant source is a spotlight");
106                          source[ns].sflags |= SSPOT;
107                          if ((source[ns].sl.s = makespot(m)) == NULL)
108                                  goto memerr;
# Line 132 | Line 113 | marksources(void)                      /* find and mark source objects */
113                                  source[ns].sflags |= SSKIP;
114                          }
115                  }
116 < #if  SHADCACHE
136 <                initobscache(ns);
137 < #endif
138 <                if (!(source[ns].sflags & SSKIP))
139 <                        foundsource++;
116 >                foundsource += !(source[ns].sflags & SSKIP);
117          }
118          if (!foundsource) {
119                  error(WARNING, "no light sources found");
120                  return;
121          }
122 <        markvirtuals();                 /* find and add virtual sources */
122 > #if  SHADCACHE
123 >        for (ns = 0; ns < nsources; ns++)       /* initialize obstructor cache */
124 >                initobscache(ns);
125 > #endif
126 >        /* PMAP: disable virtual sources */
127 >        if (!photonMapping)
128 >                markvirtuals();                 /* find and add virtual sources */
129 >                
130                                  /* allocate our contribution arrays */
131          maxcntr = nsources + MAXSPART;  /* start with this many */
132          srccnt = (CONTRIB *)malloc(maxcntr*sizeof(CONTRIB));
133          cntord = (CNTPTR *)malloc(maxcntr*sizeof(CNTPTR));
134 <        if ((srccnt == NULL) | (cntord == NULL))
135 <                goto memerr;
152 <        return;
134 >        if ((srccnt != NULL) & (cntord != NULL))
135 >                return;
136   memerr:
137          error(SYSTEM, "out of memory in marksources");
138   }
139  
140  
141 < extern void
141 > void
142 > distantsources(void)                    /* only mark distant sources */
143 > {
144 >        int  i;
145 >        OBJREC  *o, *m;
146 >        int  ns;
147 >                                        /* initialize dispatch table */
148 >        initstypes();
149 >                                        /* sources needed for sourcehit() */
150 >        for (i = 0; i < nsceneobjs; i++) {
151 >        
152 >                o = objptr(i);
153 >
154 >                if ((o->otype != OBJ_SOURCE) | (o->omod == OVOID))
155 >                        continue;
156 >                                        /* find material */
157 >                m = findmaterial(o);
158 >                if (m == NULL)
159 >                        continue;
160 >                if (!islight(m->otype))
161 >                        continue;       /* not source modifier */
162 >        
163 >                if (m->oargs.nfargs != (m->otype == MAT_GLOW ? 4 :
164 >                                m->otype == MAT_SPOT ? 7 : 3))
165 >                        objerror(m, USER, "bad # arguments");
166 >
167 >                if (m->oargs.farg[0] <= FTINY && (m->oargs.farg[1] <= FTINY) &
168 >                                (m->oargs.farg[2] <= FTINY))
169 >                        continue;                       /* don't bother */
170 >                if (sfun[o->otype].of == NULL ||
171 >                                sfun[o->otype].of->setsrc == NULL)
172 >                        objerror(o, USER, "illegal material");
173 >
174 >                if ((ns = newsource()) < 0)
175 >                        error(SYSTEM, "out of memory in distantsources");
176 >
177 >                setsource(&source[ns], o);
178 >
179 >                if (m->otype == MAT_GLOW) {
180 >                        source[ns].sflags |= SPROX|SSKIP;
181 >                        source[ns].sl.prox = m->oargs.farg[3];
182 >                } else if (m->otype == MAT_SPOT)
183 >                        objerror(o, WARNING, "distant source is a spotlight");
184 >        }
185 > }
186 >
187 >
188 > void
189   freesources(void)                       /* free all source structures */
190   {
191          if (nsources > 0) {
# Line 178 | Line 208 | freesources(void)                      /* free all source structures */
208   }
209  
210  
211 < extern int
211 > int
212   srcray(                         /* send a ray to a source, return domega */
213 <        register RAY  *sr,              /* returned source ray */
213 >        RAY  *sr,               /* returned source ray */
214          RAY  *r,                        /* ray which hit object */
215          SRCINDEX  *si                   /* source sample index */
216   )
217   {
218          double  d;                              /* distance to source */
219 <        register SRCREC  *srcp;
219 >        SRCREC  *srcp;
220  
221          rayorigin(sr, SHADOW, r, NULL);         /* ignore limits */
222  
# Line 220 | Line 250 | srcray(                                /* send a ray to a source, return domega */
250   }
251  
252  
253 < extern void
253 > void
254   srcvalue(                       /* punch ray to source and compute value */
255 <        register RAY  *r
255 >        RAY  *r
256   )
257   {
258 <        register SRCREC  *sp;
258 >        SRCREC  *sp;
259  
260          sp = &source[r->rsrc];
261          if (sp->sflags & SVIRTUAL) {    /* virtual source */
# Line 264 | Line 294 | nomat:
294  
295   static int
296   transillum(                     /* check if material is transparent illum */
297 <        OBJECT  obj
297 >        OBJREC *m
298   )
299   {
300 <        OBJREC *m = findmaterial(objptr(obj));
271 <        
300 >        m = findmaterial(m);
301          if (m == NULL)
302                  return(1);
303          if (m->otype != MAT_ILLUM)
# Line 277 | Line 306 | transillum(                    /* check if material is transparent illu
306   }
307  
308  
309 < extern int
309 > int
310   sourcehit(                      /* check to see if ray hit distant source */
311 <        register RAY  *r
311 >        RAY  *r
312   )
313   {
314          int  glowsrc = -1;
315          int  transrc = -1;
316          int  first, last;
317 <        register int  i;
317 >        int  i;
318  
319          if (r->rsrc >= 0) {             /* check only one if aimed */
320                  first = last = r->rsrc;
# Line 314 | Line 343 | sourcehit(                     /* check to see if ray hit distant source
343                                  glowsrc = i;
344                          continue;
345                  }
346 <                if (transillum(source[i].so->omod)) {
346 >                if (transillum(source[i].so)) {
347                          if (transrc < 0)
348                                  transrc = i;
349                          continue;
# Line 334 | Line 363 | sourcehit(                     /* check to see if ray hit distant source
363                          return(0);      /* nothing usable */
364          }
365          /*
366 <         * Make assignments.
366 >         * Assign object index
367           */
368          r->robj = objndx(r->ro);
340 –        for (i = 0; i < 3; i++)
341 –                r->ron[i] = -r->rdir[i];
342 –        r->rod = 1.0;
343 –        r->pert[0] = r->pert[1] = r->pert[2] = 0.0;
344 –        r->uv[0] = r->uv[1] = 0.0;
345 –        r->rox = NULL;
369          return(1);
370   }
371  
# Line 353 | Line 376 | cntcmp(                                /* contribution compare (descending) */
376          const void *p2
377   )
378   {
379 <        register const CNTPTR  *sc1 = (const CNTPTR *)p1;
380 <        register const CNTPTR  *sc2 = (const CNTPTR *)p2;
379 >        const CNTPTR  *sc1 = (const CNTPTR *)p1;
380 >        const CNTPTR  *sc2 = (const CNTPTR *)p2;
381  
382          if (sc1->brt > sc2->brt)
383                  return(-1);
# Line 364 | Line 387 | cntcmp(                                /* contribution compare (descending) */
387   }
388  
389  
390 < extern void
390 > void
391   direct(                                 /* add direct component */
392          RAY  *r,                        /* ray that hit surface */
393          srcdirf_t *f,                   /* direct component coefficient function */
394          void  *p                        /* data for f */
395   )
396   {
397 <        register int  sn;
398 <        register CONTRIB  *scp;
397 >        int  sn;
398 >        CONTRIB  *scp;
399          SRCINDEX  si;
400          int  nshadcheck, ncnts;
401          int  nhits;
402          double  prob, ourthresh, hwt;
403          RAY  sr;
404 +        
405 +        /* PMAP: Factor in direct photons (primarily for debugging/validation) */
406 +        if (directPhotonMapping) {
407 +                (*f)(r -> rcol, p, r -> ron, PI);              
408 +                multDirectPmap(r);
409 +                return;
410 +        }
411 +        
412                          /* NOTE: srccnt and cntord global so no recursion */
413          if (nsources <= 0)
414                  return;         /* no sources?! */
# Line 396 | Line 427 | direct(                                        /* add direct component */
427                  cntord[sn].sndx = sn;
428                  scp = srccnt + sn;
429                  scp->sno = sr.rsrc;
430 <                                                /* compute coefficient */
400 <                (*f)(scp->coef, p, sr.rdir, si.dom);
401 <                cntord[sn].brt = intens(scp->coef);
402 <                if (cntord[sn].brt <= 0.0)
403 <                        continue;
404 < #if SHADCACHE
405 <                                                /* check shadow cache */
430 > #if SHADCACHE                                   /* check shadow cache */
431                  if (si.np == 1 && srcblocked(&sr)) {
432                          cntord[sn].brt = 0.0;
433                          continue;
434                  }
435   #endif
436 +                                                /* compute coefficient */
437 +                (*f)(scp->coef, p, sr.rdir, si.dom);
438 +                cntord[sn].brt = intens(scp->coef);
439 +                if (cntord[sn].brt <= 0.0)
440 +                        continue;
441                  VCOPY(scp->dir, sr.rdir);
442                  copycolor(sr.rcoef, scp->coef);
443                                                  /* compute potential */
# Line 420 | Line 450 | direct(                                        /* add direct component */
450                                                  /* sort contributions */
451          qsort(cntord, sn, sizeof(CNTPTR), cntcmp);
452          {                                       /* find last */
453 <                register int  l, m;
453 >                int  l, m;
454  
455                  ncnts = l = sn;
456                  sn = 0;
# Line 447 | Line 477 | direct(                                        /* add direct component */
477                                  (double)source[scp->sno].ntests,
478                          sn++) {
479                                                  /* check threshold */
480 <                if ((sn+nshadcheck>=ncnts ? cntord[sn].brt :
480 >                if (sn >= MINSHADCNT &&
481 >                            (sn+nshadcheck>=ncnts ? cntord[sn].brt :
482                                  cntord[sn].brt-cntord[sn+nshadcheck].brt)
483 <                                < ourthresh*bright(r->rcol))
483 >                                        < ourthresh*bright(r->rcol))
484                          break;
485                  scp = srccnt + cntord[sn].sndx;
486                                                  /* test for hit */
# Line 515 | Line 546 | direct(                                        /* add direct component */
546   }
547  
548  
549 < extern void
549 > void
550   srcscatter(                     /* compute source scattering into ray */
551 <        register RAY  *r
551 >        RAY  *r
552   )
553   {
554          int  oldsampndx;
# Line 529 | Line 560 | srcscatter(                    /* compute source scattering into ray */
560          COLOR  cvext;
561          int  i, j;
562  
563 <        if (r->slights == NULL || r->slights[0] == 0
564 <                        || r->gecc >= 1.-FTINY || r->rot >= FHUGE)
563 >        if (r->rot >= FHUGE*.99 || r->gecc >= 1.-FTINY)
564 >                return;         /* this can never work */
565 >        /* PMAP: do unconditional inscattering for volume photons */
566 >        if (!volumePhotonMapping && (r->slights == NULL || r->slights[0] == 0))
567                  return;
568 +                
569          if (ssampdist <= FTINY || (nsamps = r->rot/ssampdist + .5) < 1)
570                  nsamps = 1;
571   #if MAXSSAMP
# Line 540 | Line 574 | srcscatter(                    /* compute source scattering into ray */
574   #endif
575          oldsampndx = samplendx;
576          samplendx = random()&0x7fff;            /* randomize */
577 <        for (i = r->slights[0]; i > 0; i--) {   /* for each source */
577 >        for (i = volumePhotonMapping ? 1 : r->slights[0]; i > 0; i--) {
578 >                /* for each source OR once if volume photon map enabled */
579                  for (j = 0; j < nsamps; j++) {  /* for each sample position */
580                          samplendx++;
581                          t = r->rot * (j+frandom())/nsamps;
# Line 556 | Line 591 | srcscatter(                    /* compute source scattering into ray */
591                          sr.rorg[0] = r->rorg[0] + r->rdir[0]*t;
592                          sr.rorg[1] = r->rorg[1] + r->rdir[1]*t;
593                          sr.rorg[2] = r->rorg[2] + r->rdir[2]*t;
594 <                        initsrcindex(&si);      /* sample ray to this source */
595 <                        si.sn = r->slights[i];
596 <                        nopart(&si, &sr);
597 <                        if (!srcray(&sr, NULL, &si) ||
598 <                                        sr.rsrc != r->slights[i])
599 <                                continue;               /* no path */
594 >                        
595 >                        if (!volumePhotonMapping) {
596 >                                initsrcindex(&si);      /* sample ray to this source */
597 >                                si.sn = r->slights[i];
598 >                                nopart(&si, &sr);
599 >                                if (!srcray(&sr, NULL, &si) ||
600 >                                                sr.rsrc != r->slights[i])
601 >                                        continue;       /* no path */
602   #if SHADCACHE
603 <                        if (srcblocked(&sr))            /* check shadow cache */
604 <                                continue;
603 >                                if (srcblocked(&sr))    /* check shadow cache */
604 >                                        continue;
605   #endif
606 <                        copycolor(sr.cext, r->cext);
607 <                        copycolor(sr.albedo, r->albedo);
608 <                        sr.gecc = r->gecc;
609 <                        sr.slights = r->slights;
610 <                        rayvalue(&sr);                  /* eval. source ray */
611 <                        if (bright(sr.rcol) <= FTINY) {
606 >                                copycolor(sr.cext, r->cext);
607 >                                copycolor(sr.albedo, r->albedo);
608 >                                sr.gecc = r->gecc;
609 >                                sr.slights = r->slights;
610 >                                rayvalue(&sr);          /* eval. source ray */
611 >                                if (bright(sr.rcol) <= FTINY) {
612   #if SHADCACHE
613 <                                srcblocker(&sr);        /* add blocker to cache */
613 >                                        srcblocker(&sr); /* add blocker to cache */
614   #endif
615 <                                continue;
616 <                        }
617 <                        if (r->gecc <= FTINY)           /* compute P(theta) */
618 <                                d = 1.;
619 <                        else {
620 <                                d = DOT(r->rdir, sr.rdir);
621 <                                d = 1. + r->gecc*r->gecc - 2.*r->gecc*d;
622 <                                d = (1. - r->gecc*r->gecc) / (d*sqrt(d));
623 <                        }
615 >                                        continue;
616 >                                }
617 >                                if (r->gecc <= FTINY)   /* compute P(theta) */
618 >                                        d = 1.;
619 >                                else {
620 >                                        d = DOT(r->rdir, sr.rdir);
621 >                                        d = 1. + r->gecc*r->gecc - 2.*r->gecc*d;
622 >                                        d = (1. - r->gecc*r->gecc) / (d*sqrt(d));
623 >                                }
624                                                          /* other factors */
625 <                        d *= si.dom * r->rot / (4.*PI*nsamps);
625 >                                d *= si.dom * r->rot / (4.*PI*nsamps);
626 >                                scalecolor(sr.rcol, d);
627 >                        } else {
628 >                                /* PMAP: Add ambient inscattering from
629 >                                 * volume photons; note we reverse the
630 >                                 * incident ray direction since we're
631 >                                 * now in *backward* raytracing mode! */
632 >                                sr.rdir [0] = -r -> rdir [0];
633 >                                sr.rdir [1] = -r -> rdir [1];
634 >                                sr.rdir [2] = -r -> rdir [2];
635 >                                sr.gecc = r -> gecc;
636 >                                inscatterVolumePmap(&sr, sr.rcol);
637 >                                scalecolor(sr.rcol, r -> rot / nsamps);
638 >                        }
639                          multcolor(sr.rcol, r->cext);
640                          multcolor(sr.rcol, r->albedo);
591 –                        scalecolor(sr.rcol, d);
641                          multcolor(sr.rcol, cvext);
642                          addcolor(r->rcol, sr.rcol);     /* add it in */
643                  }
# Line 614 | Line 663 | srcscatter(                    /* compute source scattering into ray */
663   */
664  
665   static int
666 < weaksrcmat(OBJECT obj)          /* identify material */
666 > weaksrcmat(OBJREC *m)           /* identify material */
667   {
668 <        OBJREC *m = findmaterial(objptr(obj));
620 <        
668 >        m = findmaterial(m);
669          if (m == NULL) return(0);
670          return((m->otype==MAT_ILLUM) | (m->otype==MAT_GLOW));
671   }
672  
673   #define  illumblock(m, r)       (!(source[r->rsrc].sflags&SVIRTUAL) && \
674                                  r->rod > 0.0 && \
675 <                                weaksrcmat(source[r->rsrc].so->omod))
675 >                                weaksrcmat(source[r->rsrc].so))
676  
677   /* wrongsource *
678   *
# Line 655 | Line 703 | weaksrcmat(OBJECT obj)         /* identify material */
703   * The same is true for stray specular samples, since the specular
704   * contribution from light sources is calculated separately.
705   */
706 <
707 < #define  badcomponent(m, r)     (r->crtype&(AMBIENT|SPECULAR) && \
706 > /* PMAP: Also avoid counting sources via transferred ambient rays (e.g.
707 > * through glass) when photon mapping is enabled, as these indirect
708 > * components are already accounted for.
709 > */
710 > #define  badcomponent(m, r)   (srcRayInPmap(r) || \
711 >                                (r->crtype&(AMBIENT|SPECULAR) && \
712                                  !(r->crtype&SHADOW || r->rod < 0.0 || \
713 <                /* not 100% correct */  distglow(m, r, r->rot)))
713 >                /* not 100% correct */  distglow(m, r, r->rot))))
714  
715   /* passillum *
716   *
# Line 680 | Line 732 | weaksrcmat(OBJECT obj)         /* identify material */
732                                  distglow(m, r, raydist(r,PRIMARY)))
733  
734  
735 < extern int
735 > int
736   m_light(                                /* ray hit a light source */
737 <        register OBJREC  *m,
738 <        register RAY  *r
737 >        OBJREC  *m,
738 >        RAY  *r
739   )
740   {
741                                                  /* check for over-counting */

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