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

Comparing ray/src/rt/source.c (file contents):
Revision 1.1 by greg, Thu Feb 2 10:41:41 1989 UTC vs.
Revision 2.59 by greg, Thu Oct 28 09:38:46 2010 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 <
11 > #include  "otypes.h"
12 > #include  "rtotypes.h"
13   #include  "source.h"
14 + #include  "random.h"
15  
16 < #include  "otypes.h"
16 > extern double  ssampdist;               /* scatter sampling distance */
17  
18 < #include  "cone.h"
18 > #ifndef MAXSSAMP
19 > #define MAXSSAMP        16              /* maximum samples per ray */
20 > #endif
21  
22 < #include  "face.h"
22 > /*
23 > * Structures used by direct()
24 > */
25  
26 < #include  "random.h"
26 > typedef struct {
27 >        int  sno;               /* source number */
28 >        FVECT  dir;             /* source direction */
29 >        COLOR  coef;            /* material coefficient */
30 >        COLOR  val;             /* contribution */
31 > }  CONTRIB;             /* direct contribution */
32  
33 + typedef struct {
34 +        int  sndx;              /* source index (to CONTRIB array) */
35 +        float  brt;             /* brightness (for comparison) */
36 + }  CNTPTR;              /* contribution pointer */
37  
38 < extern double  dstrsrc;                 /* source distribution amount */
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 < SOURCE  srcval[MAXSOURCE];              /* our array of sources */
29 < int  nsources = 0;                      /* the number of sources */
42 > static int cntcmp(const void *p1, const void *p2);
43  
44  
45 < marksources()                   /* find and mark source objects */
45 > extern OBJREC *                 /* find an object's actual material */
46 > findmaterial(register 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 > extern void
72 > marksources(void)                       /* find and mark source objects */
73 > {
74 >        int  foundsource = 0;
75 >        int  i;
76 >        register OBJREC  *o, *m;
77 >        register 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 <
46 <                if (m->otype != MAT_LIGHT &&
47 <                                m->otype != MAT_ILLUM &&
48 <                                m->otype != MAT_GLOW &&
49 <                                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))
# Line 57 | Line 103 | marksources()                  /* find and mark source objects */
103                                  o->otype != OBJ_SOURCE &&
104                                  m->oargs.farg[3] <= FTINY)
105                          continue;                       /* don't bother */
106 +                if (m->oargs.farg[0] <= FTINY && m->oargs.farg[1] <= FTINY &&
107 +                                m->oargs.farg[2] <= FTINY)
108 +                        continue;                       /* don't bother */
109  
110 <                if (nsources >= MAXSOURCE)
111 <                        error(INTERNAL, "too many sources in marksources");
110 >                if (sfun[o->otype].of == NULL ||
111 >                                sfun[o->otype].of->setsrc == NULL)
112 >                        objerror(o, USER, "illegal material");
113  
114 <                newsource(&srcval[nsources], o);
114 >                if ((ns = newsource()) < 0)
115 >                        goto memerr;
116  
117 +                setsource(&source[ns], o);
118 +
119                  if (m->otype == MAT_GLOW) {
120 <                        srcval[nsources].sflags |= SPROX;
121 <                        srcval[nsources].sl.prox = m->oargs.farg[3];
122 <                        if (o->otype == OBJ_SOURCE)
123 <                                srcval[nsources].sflags |= SSKIP;
120 >                        source[ns].sflags |= SPROX;
121 >                        source[ns].sl.prox = m->oargs.farg[3];
122 >                        if (source[ns].sflags & SDISTANT)
123 >                                source[ns].sflags |= SSKIP;
124                  } else if (m->otype == MAT_SPOT) {
125 <                        srcval[nsources].sflags |= SSPOT;
126 <                        srcval[nsources].sl.s = makespot(m);
125 >                        source[ns].sflags |= SSPOT;
126 >                        if ((source[ns].sl.s = makespot(m)) == NULL)
127 >                                goto memerr;
128 >                        if (source[ns].sflags & SFLAT &&
129 >                                !checkspot(source[ns].sl.s,source[ns].snorm)) {
130 >                                objerror(o, WARNING,
131 >                                        "invalid spotlight direction");
132 >                                source[ns].sflags |= SSKIP;
133 >                        }
134                  }
135 <                nsources++;
135 > #if  SHADCACHE
136 >                initobscache(ns);
137 > #endif
138 >                if (!(source[ns].sflags & SSKIP))
139 >                        foundsource++;
140          }
141 +        if (!foundsource) {
142 +                error(WARNING, "no light sources found");
143 +                return;
144 +        }
145 +        markvirtuals();                 /* find and add virtual sources */
146 +                                /* allocate our contribution arrays */
147 +        maxcntr = nsources + MAXSPART;  /* start with this many */
148 +        srccnt = (CONTRIB *)malloc(maxcntr*sizeof(CONTRIB));
149 +        cntord = (CNTPTR *)malloc(maxcntr*sizeof(CNTPTR));
150 +        if ((srccnt == NULL) | (cntord == NULL))
151 +                goto memerr;
152 +        return;
153 + memerr:
154 +        error(SYSTEM, "out of memory in marksources");
155   }
156  
157  
158 < newsource(src, so)                      /* add a source to the array */
159 < register SOURCE  *src;
82 < register OBJREC  *so;
158 > extern void
159 > freesources(void)                       /* free all source structures */
160   {
161 <        double  cos(), tan(), sqrt();
162 <        double  theta;
163 <        FACE  *f;
164 <        CONE  *co;
165 <        int  j;
166 <        register int  i;
167 <        
168 <        src->sflags = 0;
169 <        src->so = so;
161 >        if (nsources > 0) {
162 > #if SHADCACHE
163 >                while (nsources--)
164 >                        freeobscache(&source[nsources]);
165 > #endif
166 >                free((void *)source);
167 >                source = NULL;
168 >                nsources = 0;
169 >        }
170 >        if (maxcntr <= 0)
171 >                return;
172 >        free((void *)srccnt);
173 >        srccnt = NULL;
174 >        free((void *)cntord);
175 >        cntord = NULL;
176 >        maxcntr = 0;
177 > }
178  
179 <        switch (so->otype) {
180 <        case OBJ_SOURCE:
181 <                if (so->oargs.nfargs != 4)
182 <                        objerror(so, USER, "bad arguments");
183 <                src->sflags |= SDISTANT;
184 <                VCOPY(src->sloc, so->oargs.farg);
185 <                if (normalize(src->sloc) == 0.0)
186 <                        objerror(so, USER, "zero direction");
187 <                theta = PI/180.0/2.0 * so->oargs.farg[3];
188 <                if (theta <= FTINY)
189 <                        objerror(so, USER, "zero size");
190 <                src->ss = theta >= PI/4 ? 1.0 : tan(theta);
191 <                src->ss2 = 2.0*PI * (1.0 - cos(theta));
192 <                break;
193 <        case OBJ_SPHERE:
194 <                VCOPY(src->sloc, so->oargs.farg);
195 <                src->ss = so->oargs.farg[3];
196 <                src->ss2 = PI * src->ss * src->ss;
197 <                break;
198 <        case OBJ_FACE:
199 <                                                /* get the face */
200 <                f = getface(so);
201 <                                                /* find the center */
117 <                for (j = 0; j < 3; j++) {
118 <                        src->sloc[j] = 0.0;
119 <                        for (i = 0; i < f->nv; i++)
120 <                                src->sloc[j] += VERTEX(f,i)[j];
121 <                        src->sloc[j] /= f->nv;
179 >
180 > extern int
181 > srcray(                         /* send a ray to a source, return domega */
182 >        register RAY  *sr,              /* returned source ray */
183 >        RAY  *r,                        /* ray which hit object */
184 >        SRCINDEX  *si                   /* source sample index */
185 > )
186 > {
187 >        double  d;                              /* distance to source */
188 >        register SRCREC  *srcp;
189 >
190 >        rayorigin(sr, SHADOW, r, NULL);         /* ignore limits */
191 >
192 >        if (r == NULL)
193 >                sr->rmax = 0.0;
194 >
195 >        while ((d = nextssamp(sr, si)) != 0.0) {
196 >                sr->rsrc = si->sn;                      /* remember source */
197 >                srcp = source + si->sn;
198 >                if (srcp->sflags & SDISTANT) {
199 >                        if (srcp->sflags & SSPOT && spotout(sr, srcp->sl.s))
200 >                                continue;
201 >                        return(1);              /* sample OK */
202                  }
203 <                if (!inface(src->sloc, f))
204 <                        objerror(so, USER, "cannot hit center");
205 <                src->ss = sqrt(f->area / PI);
206 <                src->ss2 = f->area;
207 <                break;
208 <        case OBJ_RING:
209 <                                                /* get the ring */
210 <                co = getcone(so, 0);
211 <                VCOPY(src->sloc, CO_P0(co));
212 <                if (CO_R0(co) > 0.0)
213 <                        objerror(so, USER, "cannot hit center");
214 <                src->ss = CO_R1(co);
215 <                src->ss2 = PI * src->ss * src->ss;
216 <                break;
137 <        default:
138 <                objerror(so, USER, "illegal material");
203 >                                /* local source */
204 >                                                /* check proximity */
205 >                if (srcp->sflags & SPROX && d > srcp->sl.prox)
206 >                        continue;
207 >                                                /* check angle */
208 >                if (srcp->sflags & SSPOT) {
209 >                        if (spotout(sr, srcp->sl.s))
210 >                                continue;
211 >                                        /* adjust solid angle */
212 >                        si->dom *= d*d;
213 >                        d += srcp->sl.s->flen;
214 >                        si->dom /= d*d;
215 >                }
216 >                return(1);                      /* sample OK */
217          }
218 +        return(0);                      /* no more samples */
219   }
220  
221  
222 < SPOT *
223 < makespot(m)                     /* make a spotlight */
224 < register OBJREC  *m;
222 > extern void
223 > srcvalue(                       /* punch ray to source and compute value */
224 >        register RAY  *r
225 > )
226   {
227 <        extern double  cos();
148 <        register SPOT  *ns;
227 >        register SRCREC  *sp;
228  
229 <        if ((ns = (SPOT *)malloc(sizeof(SPOT))) == NULL)
230 <                error(SYSTEM, "out of memory in makespot");
231 <        ns->siz = 2.0*PI * (1.0 - cos(PI/180.0/2.0 * m->oargs.farg[3]));
232 <        VCOPY(ns->aim, m->oargs.farg+4);
233 <        if ((ns->flen = normalize(ns->aim)) == 0.0)
234 <                objerror(m, USER, "zero focus vector");
235 <        return(ns);
229 >        sp = &source[r->rsrc];
230 >        if (sp->sflags & SVIRTUAL) {    /* virtual source */
231 >                                        /* check intersection */
232 >                if (!(*ofun[sp->so->otype].funp)(sp->so, r))
233 >                        return;
234 >                if (!rayshade(r, r->ro->omod))  /* compute contribution */
235 >                        goto nomat;
236 >                rayparticipate(r);
237 >                return;
238 >        }
239 >                                        /* compute intersection */
240 >        if (sp->sflags & SDISTANT ? sourcehit(r) :
241 >                        (*ofun[sp->so->otype].funp)(sp->so, r)) {
242 >                if (sp->sa.success >= 0)
243 >                        sp->sa.success++;
244 >                if (!rayshade(r, r->ro->omod))  /* compute contribution */
245 >                        goto nomat;
246 >                rayparticipate(r);
247 >                return;
248 >        }
249 >                                        /* we missed our mark! */
250 >        if (sp->sa.success < 0)
251 >                return;                 /* bitched already */
252 >        sp->sa.success -= AIMREQT;
253 >        if (sp->sa.success >= 0)
254 >                return;                 /* leniency */
255 >        sprintf(errmsg, "aiming failure for light source \"%s\"",
256 >                        sp->so->oname);
257 >        error(WARNING, errmsg);         /* issue warning */
258 >        return;
259 > nomat:
260 >        objerror(r->ro, USER, "material not found");
261   }
262  
263  
264 < double
265 < srcray(sr, r, sn)               /* send a ray to a source, return domega */
266 < register RAY  *sr;              /* returned source ray */
267 < RAY  *r;                        /* ray which hit object */
164 < register int  sn;               /* source number */
264 > static int
265 > transillum(                     /* check if material is transparent illum */
266 >        OBJECT  obj
267 > )
268   {
269 <        register double  *norm = NULL;  /* plane normal */
270 <        double  ddot;                   /* (distance times) cosine */
271 <        FVECT  vd;
272 <        double  d;
269 >        OBJREC *m = findmaterial(objptr(obj));
270 >        
271 >        if (m == NULL)
272 >                return(1);
273 >        if (m->otype != MAT_ILLUM)
274 >                return(0);
275 >        return(!m->oargs.nsargs || !strcmp(m->oargs.sarg[0], VOIDID));
276 > }
277 >
278 >
279 > extern int
280 > sourcehit(                      /* check to see if ray hit distant source */
281 >        register RAY  *r
282 > )
283 > {
284 >        int  glowsrc = -1;
285 >        int  transrc = -1;
286 >        int  first, last;
287          register int  i;
288  
289 <        if (srcval[sn].sflags & SSKIP)
290 <                return(0.0);                    /* skip this source */
289 >        if (r->rsrc >= 0) {             /* check only one if aimed */
290 >                first = last = r->rsrc;
291 >        } else {                        /* otherwise check all */
292 >                first = 0; last = nsources-1;
293 >        }
294 >        for (i = first; i <= last; i++) {
295 >                if ((source[i].sflags & (SDISTANT|SVIRTUAL)) != SDISTANT)
296 >                        continue;
297 >                /*
298 >                 * Check to see if ray is within
299 >                 * solid angle of source.
300 >                 */
301 >                if (2.*PI*(1. - DOT(source[i].sloc,r->rdir)) > source[i].ss2)
302 >                        continue;
303 >                                        /* is it the only possibility? */
304 >                if (first == last) {
305 >                        r->ro = source[i].so;
306 >                        break;
307 >                }
308 >                /*
309 >                 * If it's a glow or transparent illum, just remember it.
310 >                 */
311 >                if (source[i].sflags & SSKIP) {
312 >                        if (glowsrc < 0)
313 >                                glowsrc = i;
314 >                        continue;
315 >                }
316 >                if (transillum(source[i].so->omod)) {
317 >                        if (transrc < 0)
318 >                                transrc = i;
319 >                        continue;
320 >                }
321 >                r->ro = source[i].so;   /* otherwise, use first hit */
322 >                break;
323 >        }
324 >        /*
325 >         * Do we need fallback?
326 >         */
327 >        if (r->ro == NULL) {
328 >                if (transrc >= 0 && r->crtype & (AMBIENT|SPECULAR))
329 >                        return(0);      /* avoid overcounting */
330 >                if (glowsrc >= 0)
331 >                        r->ro = source[glowsrc].so;
332 >                else
333 >                        return(0);      /* nothing usable */
334 >        }
335 >        /*
336 >         * Make assignments.
337 >         */
338 >        r->robj = objndx(r->ro);
339 >        for (i = 0; i < 3; i++)
340 >                r->ron[i] = -r->rdir[i];
341 >        r->rod = 1.0;
342 >        r->pert[0] = r->pert[1] = r->pert[2] = 0.0;
343 >        r->uv[0] = r->uv[1] = 0.0;
344 >        r->rox = NULL;
345 >        return(1);
346 > }
347  
175        rayorigin(sr, r, SHADOW, 1.0);          /* ignore limits */
348  
349 <        sr->rsrc = sn;                          /* remember source */
350 <                                                /* get source direction */
351 <        if (srcval[sn].sflags & SDISTANT)
352 <                                                /* constant direction */
353 <                VCOPY(sr->rdir, srcval[sn].sloc);
354 <        else {                                  /* compute direction */
355 <                for (i = 0; i < 3; i++)
356 <                        sr->rdir[i] = srcval[sn].sloc[i] - sr->rorg[i];
349 > static int
350 > cntcmp(                         /* contribution compare (descending) */
351 >        const void *p1,
352 >        const void *p2
353 > )
354 > {
355 >        register const CNTPTR  *sc1 = (const CNTPTR *)p1;
356 >        register const CNTPTR  *sc2 = (const CNTPTR *)p2;
357  
358 <                if (srcval[sn].so->otype == OBJ_FACE)
359 <                        norm = getface(srcval[sn].so)->norm;
360 <                else if (srcval[sn].so->otype == OBJ_RING)
361 <                        norm = getcone(srcval[sn].so,0)->ad;
358 >        if (sc1->brt > sc2->brt)
359 >                return(-1);
360 >        if (sc1->brt < sc2->brt)
361 >                return(1);
362 >        return(0);
363 > }
364  
365 <                if (norm != NULL && (ddot = -DOT(sr->rdir, norm)) <= 0.0)
366 <                        return(0.0);            /* behind surface! */
365 >
366 > extern void
367 > direct(                                 /* add direct component */
368 >        RAY  *r,                        /* ray that hit surface */
369 >        srcdirf_t *f,                   /* direct component coefficient function */
370 >        void  *p                        /* data for f */
371 > )
372 > {
373 >        register int  sn;
374 >        register CONTRIB  *scp;
375 >        SRCINDEX  si;
376 >        int  nshadcheck, ncnts;
377 >        int  nhits;
378 >        double  prob, ourthresh, hwt;
379 >        RAY  sr;
380 >                        /* NOTE: srccnt and cntord global so no recursion */
381 >        if (nsources <= 0)
382 >                return;         /* no sources?! */
383 >                                                /* potential contributions */
384 >        initsrcindex(&si);
385 >        for (sn = 0; srcray(&sr, r, &si); sn++) {
386 >                if (sn >= maxcntr) {
387 >                        maxcntr = sn + MAXSPART;
388 >                        srccnt = (CONTRIB *)realloc((void *)srccnt,
389 >                                        maxcntr*sizeof(CONTRIB));
390 >                        cntord = (CNTPTR *)realloc((void *)cntord,
391 >                                        maxcntr*sizeof(CNTPTR));
392 >                        if ((srccnt == NULL) | (cntord == NULL))
393 >                                error(SYSTEM, "out of memory in direct");
394 >                }
395 >                cntord[sn].sndx = sn;
396 >                scp = srccnt + sn;
397 >                scp->sno = sr.rsrc;
398 >                                                /* compute coefficient */
399 >                (*f)(scp->coef, p, sr.rdir, si.dom);
400 >                cntord[sn].brt = intens(scp->coef);
401 >                if (cntord[sn].brt <= 0.0)
402 >                        continue;
403 > #if SHADCACHE
404 >                                                /* check shadow cache */
405 >                if (si.np == 1 && srcblocked(&sr)) {
406 >                        cntord[sn].brt = 0.0;
407 >                        continue;
408 >                }
409 > #endif
410 >                VCOPY(scp->dir, sr.rdir);
411 >                copycolor(sr.rcoef, scp->coef);
412 >                                                /* compute potential */
413 >                sr.revf = srcvalue;
414 >                rayvalue(&sr);
415 >                multcolor(sr.rcol, sr.rcoef);
416 >                copycolor(scp->val, sr.rcol);
417 >                cntord[sn].brt = bright(sr.rcol);
418          }
419 <        if (dstrsrc > FTINY) {
420 <                                        /* distribute source direction */
421 <                for (i = 0; i < 3; i++)
422 <                        vd[i] = dstrsrc * srcval[sn].ss * (1.0 - 2.0*frandom());
419 >                                                /* sort contributions */
420 >        qsort(cntord, sn, sizeof(CNTPTR), cntcmp);
421 >        {                                       /* find last */
422 >                register int  l, m;
423  
424 <                if (norm != NULL) {             /* project offset */
425 <                        d = DOT(vd, norm);
426 <                        for (i = 0; i < 3; i++)
427 <                                vd[i] -= d * norm[i];
424 >                ncnts = l = sn;
425 >                sn = 0;
426 >                while ((m = (sn + ncnts) >> 1) != l) {
427 >                        if (cntord[m].brt > 0.0)
428 >                                sn = m;
429 >                        else
430 >                                ncnts = m;
431 >                        l = m;
432                  }
433 <                for (i = 0; i < 3; i++)         /* offset source direction */
434 <                        sr->rdir[i] += vd[i];
433 >        }
434 >        if (ncnts == 0)
435 >                return;         /* no contributions! */
436 >                                                /* accumulate tail */
437 >        for (sn = ncnts-1; sn > 0; sn--)
438 >                cntord[sn-1].brt += cntord[sn].brt;
439 >                                                /* compute number to check */
440 >        nshadcheck = pow((double)ncnts, shadcert) + .5;
441 >                                                /* modify threshold */
442 >        ourthresh = shadthresh / r->rweight;
443 >                                                /* test for shadows */
444 >        for (nhits = 0, hwt = 0.0, sn = 0; sn < ncnts;
445 >                        hwt += (double)source[scp->sno].nhits /
446 >                                (double)source[scp->sno].ntests,
447 >                        sn++) {
448 >                                                /* check threshold */
449 >                if ((sn+nshadcheck>=ncnts ? cntord[sn].brt :
450 >                                cntord[sn].brt-cntord[sn+nshadcheck].brt)
451 >                                < ourthresh*bright(r->rcol))
452 >                        break;
453 >                scp = srccnt + cntord[sn].sndx;
454 >                                                /* test for hit */
455 >                rayorigin(&sr, SHADOW, r, NULL);
456 >                copycolor(sr.rcoef, scp->coef);
457 >                VCOPY(sr.rdir, scp->dir);
458 >                sr.rsrc = scp->sno;
459 >                                                /* keep statistics */
460 >                if (source[scp->sno].ntests++ > 0xfffffff0) {
461 >                        source[scp->sno].ntests >>= 1;
462 >                        source[scp->sno].nhits >>= 1;
463 >                }
464 >                if (localhit(&sr, &thescene) &&
465 >                                ( sr.ro != source[scp->sno].so ||
466 >                                source[scp->sno].sflags & SFOLLOW )) {
467 >                                                /* follow entire path */
468 >                        raycont(&sr);
469 >                        if (trace != NULL)
470 >                                (*trace)(&sr);  /* trace execution */
471 >                        if (bright(sr.rcol) <= FTINY) {
472 > #if SHADCACHE
473 >                                if ((scp <= srccnt || scp[-1].sno != scp->sno)
474 >                                                && (scp >= srccnt+ncnts-1 ||
475 >                                                    scp[1].sno != scp->sno))
476 >                                        srcblocker(&sr);
477 > #endif
478 >                                continue;       /* missed! */
479 >                        }
480 >                        rayparticipate(&sr);
481 >                        multcolor(sr.rcol, sr.rcoef);
482 >                        copycolor(scp->val, sr.rcol);
483 >                } else if (trace != NULL &&
484 >                        (source[scp->sno].sflags & (SDISTANT|SVIRTUAL|SFOLLOW))
485 >                                                == (SDISTANT|SFOLLOW) &&
486 >                                sourcehit(&sr) && rayshade(&sr, sr.ro->omod)) {
487 >                        (*trace)(&sr);          /* trace execution */
488 >                        /* skip call to rayparticipate() & scp->val update */
489 >                }
490 >                                                /* add contribution if hit */
491 >                addcolor(r->rcol, scp->val);
492 >                nhits++;
493 >                source[scp->sno].nhits++;
494 >        }
495 >                                        /* source hit rate */
496 >        if (hwt > FTINY)
497 >                hwt = (double)nhits / hwt;
498 >        else
499 >                hwt = 0.5;
500 > #ifdef DEBUG
501 >        sprintf(errmsg, "%d tested, %d untested, %f conditional hit rate\n",
502 >                        sn, ncnts-sn, hwt);
503 >        eputs(errmsg);
504 > #endif
505 >                                        /* add in untested sources */
506 >        for ( ; sn < ncnts; sn++) {
507 >                scp = srccnt + cntord[sn].sndx;
508 >                prob = hwt * (double)source[scp->sno].nhits /
509 >                                (double)source[scp->sno].ntests;
510 >                if (prob < 1.0)
511 >                        scalecolor(scp->val, prob);
512 >                addcolor(r->rcol, scp->val);
513 >        }
514 > }
515  
207        } else if (srcval[sn].sflags & SDISTANT)
208                                                /* already normalized */
209                return(srcval[sn].ss2);
516  
517 <        if ((d = normalize(sr->rdir)) == 0.0)
518 <                                                /* at source! */
519 <                return(0.0);
520 <        
521 <        if (srcval[sn].sflags & SDISTANT)
522 <                                                /* domega constant */
523 <                return(srcval[sn].ss2);
517 > extern void
518 > srcscatter(                     /* compute source scattering into ray */
519 >        register RAY  *r
520 > )
521 > {
522 >        int  oldsampndx;
523 >        int  nsamps;
524 >        RAY  sr;
525 >        SRCINDEX  si;
526 >        double  t, d;
527 >        double  re, ge, be;
528 >        COLOR  cvext;
529 >        int  i, j;
530  
531 <        else {
532 <                                                /* check proximity */
533 <                if (srcval[sn].sflags & SPROX &&
534 <                                d > srcval[sn].sl.prox)
535 <                        return(0.0);
536 <
537 <                if (norm != NULL)
538 <                        ddot /= d;
539 <                else
540 <                        ddot = 1.0;
541 <                                                /* check angle */
542 <                if (srcval[sn].sflags & SSPOT) {
543 <                        if (srcval[sn].sl.s->siz < 2.0*PI *
544 <                                (1.0 + DOT(srcval[sn].sl.s->aim,sr->rdir)))
545 <                                return(0.0);
546 <                        d += srcval[sn].sl.s->flen;
531 >        if (r->slights == NULL || r->slights[0] == 0
532 >                        || r->gecc >= 1.-FTINY || r->rot >= FHUGE)
533 >                return;
534 >        if (ssampdist <= FTINY || (nsamps = r->rot/ssampdist + .5) < 1)
535 >                nsamps = 1;
536 > #if MAXSSAMP
537 >        else if (nsamps > MAXSSAMP)
538 >                nsamps = MAXSSAMP;
539 > #endif
540 >        oldsampndx = samplendx;
541 >        samplendx = random()&0x7fff;            /* randomize */
542 >        for (i = r->slights[0]; i > 0; i--) {   /* for each source */
543 >                for (j = 0; j < nsamps; j++) {  /* for each sample position */
544 >                        samplendx++;
545 >                        t = r->rot * (j+frandom())/nsamps;
546 >                                                        /* extinction */
547 >                        re = t*colval(r->cext,RED);
548 >                        ge = t*colval(r->cext,GRN);
549 >                        be = t*colval(r->cext,BLU);
550 >                        setcolor(cvext, re > 92. ? 0. : exp(-re),
551 >                                        ge > 92. ? 0. : exp(-ge),
552 >                                        be > 92. ? 0. : exp(-be));
553 >                        if (intens(cvext) <= FTINY)
554 >                                break;                  /* too far away */
555 >                        sr.rorg[0] = r->rorg[0] + r->rdir[0]*t;
556 >                        sr.rorg[1] = r->rorg[1] + r->rdir[1]*t;
557 >                        sr.rorg[2] = r->rorg[2] + r->rdir[2]*t;
558 >                        initsrcindex(&si);      /* sample ray to this source */
559 >                        si.sn = r->slights[i];
560 >                        nopart(&si, &sr);
561 >                        if (!srcray(&sr, NULL, &si) ||
562 >                                        sr.rsrc != r->slights[i])
563 >                                continue;               /* no path */
564 > #if SHADCACHE
565 >                        if (srcblocked(&sr))            /* check shadow cache */
566 >                                continue;
567 > #endif
568 >                        copycolor(sr.cext, r->cext);
569 >                        copycolor(sr.albedo, r->albedo);
570 >                        sr.gecc = r->gecc;
571 >                        sr.slights = r->slights;
572 >                        rayvalue(&sr);                  /* eval. source ray */
573 >                        if (bright(sr.rcol) <= FTINY) {
574 > #if SHADCACHE
575 >                                srcblocker(&sr);        /* add blocker to cache */
576 > #endif
577 >                                continue;
578 >                        }
579 >                        if (r->gecc <= FTINY)           /* compute P(theta) */
580 >                                d = 1.;
581 >                        else {
582 >                                d = DOT(r->rdir, sr.rdir);
583 >                                d = 1. + r->gecc*r->gecc - 2.*r->gecc*d;
584 >                                d = (1. - r->gecc*r->gecc) / (d*sqrt(d));
585 >                        }
586 >                                                        /* other factors */
587 >                        d *= si.dom * r->rot / (4.*PI*nsamps);
588 >                        multcolor(sr.rcol, r->cext);
589 >                        multcolor(sr.rcol, r->albedo);
590 >                        scalecolor(sr.rcol, d);
591 >                        multcolor(sr.rcol, cvext);
592 >                        addcolor(r->rcol, sr.rcol);     /* add it in */
593                  }
236                                                /* return domega */
237                return(ddot*srcval[sn].ss2/(d*d));
594          }
595 +        samplendx = oldsampndx;
596   }
597  
598  
599 < sourcehit(r)                    /* check to see if ray hit distant source */
600 < register RAY  *r;
601 < {
602 <        int  first, last;
246 <        register int  i;
599 > /****************************************************************
600 > * The following macros were separated from the m_light() routine
601 > * because they are very nasty and difficult to understand.
602 > */
603  
604 <        if (r->rsrc >= 0) {             /* check only one if aimed */
605 <                first = last = r->rsrc;
606 <        } else {                        /* otherwise check all */
607 <                first = 0; last = nsources-1;
608 <        }
609 <        for (i = first; i <= last; i++)
610 <                if (srcval[i].sflags & SDISTANT)
611 <                        /*
612 <                         * Check to see if ray is within
613 <                         * solid angle of source.
258 <                         */
259 <                        if (2.0*PI * (1.0 - DOT(srcval[i].sloc,r->rdir))
260 <                                        <= srcval[i].ss2) {
261 <                                r->ro = srcval[i].so;
262 <                                if (!(srcval[i].sflags & SSKIP))
263 <                                        break;
264 <                        }
604 > /* illumblock *
605 > *
606 > * We cannot allow an illum to pass to another illum, because that
607 > * would almost certainly constitute overcounting.
608 > * However, we do allow an illum to pass to another illum
609 > * that is actually going to relay to a virtual light source.
610 > * We also prevent an illum from passing to a glow; this provides a
611 > * convenient mechanism for defining detailed light source
612 > * geometry behind (or inside) an effective radiator.
613 > */
614  
615 <        if (r->ro != NULL) {
616 <                for (i = 0; i < 3; i++)
617 <                        r->ron[i] = -r->rdir[i];
618 <                r->rod = 1.0;
619 <                return(1);
620 <        }
621 <        return(0);
615 > static int
616 > weaksrcmat(OBJECT obj)          /* identify material */
617 > {
618 >        OBJREC *m = findmaterial(objptr(obj));
619 >        
620 >        if (m == NULL) return(0);
621 >        return((m->otype==MAT_ILLUM) | (m->otype==MAT_GLOW));
622   }
623  
624 + #define  illumblock(m, r)       (!(source[r->rsrc].sflags&SVIRTUAL) && \
625 +                                r->rod > 0.0 && \
626 +                                weaksrcmat(source[r->rsrc].so->omod))
627  
628 < #define  wrongsource(m, r)      (m->otype!=MAT_ILLUM && \
629 <                                r->rsrc>=0 && \
630 <                                srcval[r->rsrc].so!=r->ro)
628 > /* wrongsource *
629 > *
630 > * This source is the wrong source (ie. overcounted) if we are
631 > * aimed to a different source than the one we hit and the one
632 > * we hit is not an illum that should be passed.
633 > */
634  
635 < #define  badambient(m, r)       ((r->crtype&(AMBIENT|SHADOW))==AMBIENT && \
636 <                                !(r->rtype&REFLECTED) &&        /* hack! */\
282 <                                !(m->otype==MAT_GLOW&&r->rot>m->oargs.farg[3]))
635 > #define  wrongsource(m, r)      (r->rsrc>=0 && source[r->rsrc].so!=r->ro && \
636 >                                (m->otype!=MAT_ILLUM || illumblock(m,r)))
637  
638 + /* distglow *
639 + *
640 + * A distant glow is an object that sometimes acts as a light source,
641 + * but is too far away from the test point to be one in this case.
642 + * (Glows with negative radii should NEVER participate in illumination.)
643 + */
644 +
645 + #define  distglow(m, r, d)      (m->otype==MAT_GLOW && \
646 +                                m->oargs.farg[3] >= -FTINY && \
647 +                                d > m->oargs.farg[3])
648 +
649 + /* badcomponent *
650 + *
651 + * We must avoid counting light sources in the ambient calculation,
652 + * since the direct component is handled separately.  Therefore, any
653 + * ambient ray which hits an active light source must be discarded.
654 + * The same is true for stray specular samples, since the specular
655 + * contribution from light sources is calculated separately.
656 + */
657 +
658 + #define  badcomponent(m, r)     (r->crtype&(AMBIENT|SPECULAR) && \
659 +                                !(r->crtype&SHADOW || r->rod < 0.0 || \
660 +                /* not 100% correct */  distglow(m, r, r->rot)))
661 +
662 + /* passillum *
663 + *
664 + * An illum passes to another material type when we didn't hit it
665 + * on purpose (as part of a direct calculation), or it is relaying
666 + * a virtual light source.
667 + */
668 +
669   #define  passillum(m, r)        (m->otype==MAT_ILLUM && \
670 <                                !(r->rsrc>=0&&srcval[r->rsrc].so==r->ro))
670 >                                (r->rsrc<0 || source[r->rsrc].so!=r->ro || \
671 >                                source[r->rsrc].sflags&SVIRTUAL))
672  
673 + /* srcignore *
674 + *
675 + * The -dv flag is normally on for sources to be visible.
676 + */
677  
678 < m_light(m, r)                   /* ray hit a light source */
679 < register OBJREC  *m;
680 < register RAY  *r;
678 > #define  srcignore(m, r)        !(directvis || r->crtype&SHADOW || \
679 >                                distglow(m, r, raydist(r,PRIMARY)))
680 >
681 >
682 > extern int
683 > m_light(                                /* ray hit a light source */
684 >        register OBJREC  *m,
685 >        register RAY  *r
686 > )
687   {
292                                                /* check for behind */
293        if (r->rod < 0.0)
294                return;
688                                                  /* check for over-counting */
689 <        if (wrongsource(m, r) || badambient(m, r))
690 <                return;
689 >        if (badcomponent(m, r)) {
690 >                setcolor(r->rcoef, 0.0, 0.0, 0.0);
691 >                return(1);
692 >        }
693 >        if (wrongsource(m, r)) {
694 >                setcolor(r->rcoef, 0.0, 0.0, 0.0);
695 >                return(1);
696 >        }
697                                                  /* check for passed illum */
698          if (passillum(m, r)) {
699 <
700 <                if (m->oargs.nsargs < 1 || !strcmp(m->oargs.sarg[0], VOIDID))
701 <                        raytrans(r);
702 <                else
703 <                        rayshade(r, modifier(m->oargs.sarg[0]));
704 <
705 <                                                /* otherwise treat as source */
706 <        } else {
699 >                if (m->oargs.nsargs && strcmp(m->oargs.sarg[0], VOIDID))
700 >                        return(rayshade(r,lastmod(objndx(m),m->oargs.sarg[0])));
701 >                raytrans(r);
702 >                return(1);
703 >        }
704 >                                                /* check for invisibility */
705 >        if (srcignore(m, r)) {
706 >                setcolor(r->rcoef, 0.0, 0.0, 0.0);
707 >                return(1);
708 >        }
709 >                                        /* otherwise treat as source */
710 >                                                /* check for behind */
711 >        if (r->rod < 0.0)
712 >                return(1);
713 >                                                /* check for outside spot */
714 >        if (m->otype==MAT_SPOT && spotout(r, makespot(m)))
715 >                return(1);
716                                                  /* get distribution pattern */
717 <                raytexture(r, m->omod);
717 >        raytexture(r, m->omod);
718                                                  /* get source color */
719 <                setcolor(r->rcol, m->oargs.farg[0],
720 <                                  m->oargs.farg[1],
721 <                                  m->oargs.farg[2]);
719 >        setcolor(r->rcol, m->oargs.farg[0],
720 >                          m->oargs.farg[1],
721 >                          m->oargs.farg[2]);
722                                                  /* modify value */
723 <                multcolor(r->rcol, r->pcol);
724 <        }
723 >        multcolor(r->rcol, r->pcol);
724 >        return(1);
725   }
318
319
320 o_source() {}           /* intersection with a source is done elsewhere */

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