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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 2.61 by greg, Tue Aug 2 22:47:30 2011 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))
100                          objerror(m, USER, "bad # arguments");
101  
102 +                if (m->oargs.farg[0] <= FTINY && m->oargs.farg[1] <= FTINY &&
103 +                                m->oargs.farg[2] <= FTINY)
104 +                        continue;                       /* don't bother */
105                  if (m->otype == MAT_GLOW &&
106                                  o->otype != OBJ_SOURCE &&
107 <                                m->oargs.farg[3] <= FTINY)
108 <                        continue;                       /* don't bother */
107 >                                m->oargs.farg[3] <= FTINY) {
108 >                        foundsource += (ambounce > 0);
109 >                        continue;                       /* don't track these */
110 >                }
111 >                if (sfun[o->otype].of == NULL ||
112 >                                sfun[o->otype].of->setsrc == NULL)
113 >                        objerror(o, USER, "illegal material");
114  
115 <                if (nsources >= MAXSOURCE)
116 <                        error(INTERNAL, "too many sources in marksources");
115 >                if ((ns = newsource()) < 0)
116 >                        goto memerr;
117  
118 <                newsource(&srcval[nsources], o);
118 >                setsource(&source[ns], o);
119  
120                  if (m->otype == MAT_GLOW) {
121 <                        srcval[nsources].sflags |= SPROX;
122 <                        srcval[nsources].sl.prox = m->oargs.farg[3];
123 <                        if (o->otype == OBJ_SOURCE)
124 <                                srcval[nsources].sflags |= SSKIP;
121 >                        source[ns].sflags |= SPROX;
122 >                        source[ns].sl.prox = m->oargs.farg[3];
123 >                        if (source[ns].sflags & SDISTANT) {
124 >                                source[ns].sflags |= SSKIP;
125 >                                foundsource += (ambounce > 0);
126 >                        }
127                  } else if (m->otype == MAT_SPOT) {
128 <                        srcval[nsources].sflags |= SSPOT;
129 <                        srcval[nsources].sl.s = makespot(m);
128 >                        source[ns].sflags |= SSPOT;
129 >                        if ((source[ns].sl.s = makespot(m)) == NULL)
130 >                                goto memerr;
131 >                        if (source[ns].sflags & SFLAT &&
132 >                                !checkspot(source[ns].sl.s,source[ns].snorm)) {
133 >                                objerror(o, WARNING,
134 >                                        "invalid spotlight direction");
135 >                                source[ns].sflags |= SSKIP;
136 >                        }
137                  }
138 <                nsources++;
138 > #if  SHADCACHE
139 >                initobscache(ns);
140 > #endif
141 >                foundsource += !(source[ns].sflags & SSKIP);
142          }
143 +        if (!foundsource) {
144 +                error(WARNING, "no light sources found");
145 +                return;
146 +        }
147 +        markvirtuals();                 /* find and add virtual sources */
148 +                                /* allocate our contribution arrays */
149 +        maxcntr = nsources + MAXSPART;  /* start with this many */
150 +        srccnt = (CONTRIB *)malloc(maxcntr*sizeof(CONTRIB));
151 +        cntord = (CNTPTR *)malloc(maxcntr*sizeof(CNTPTR));
152 +        if ((srccnt == NULL) | (cntord == NULL))
153 +                goto memerr;
154 +        return;
155 + memerr:
156 +        error(SYSTEM, "out of memory in marksources");
157   }
158  
159  
160 < newsource(src, so)                      /* add a source to the array */
161 < register SOURCE  *src;
82 < register OBJREC  *so;
160 > extern void
161 > freesources(void)                       /* free all source structures */
162   {
163 <        double  cos(), tan(), sqrt();
164 <        double  theta;
165 <        FACE  *f;
166 <        CONE  *co;
167 <        int  j;
168 <        register int  i;
169 <        
170 <        src->sflags = 0;
171 <        src->so = so;
163 >        if (nsources > 0) {
164 > #if SHADCACHE
165 >                while (nsources--)
166 >                        freeobscache(&source[nsources]);
167 > #endif
168 >                free((void *)source);
169 >                source = NULL;
170 >                nsources = 0;
171 >        }
172 >        markclip(NULL);
173 >        if (maxcntr <= 0)
174 >                return;
175 >        free((void *)srccnt);
176 >        srccnt = NULL;
177 >        free((void *)cntord);
178 >        cntord = NULL;
179 >        maxcntr = 0;
180 > }
181  
182 <        switch (so->otype) {
183 <        case OBJ_SOURCE:
184 <                if (so->oargs.nfargs != 4)
185 <                        objerror(so, USER, "bad arguments");
186 <                src->sflags |= SDISTANT;
187 <                VCOPY(src->sloc, so->oargs.farg);
188 <                if (normalize(src->sloc) == 0.0)
189 <                        objerror(so, USER, "zero direction");
190 <                theta = PI/180.0/2.0 * so->oargs.farg[3];
191 <                if (theta <= FTINY)
192 <                        objerror(so, USER, "zero size");
193 <                src->ss = theta >= PI/4 ? 1.0 : tan(theta);
194 <                src->ss2 = 2.0*PI * (1.0 - cos(theta));
195 <                break;
196 <        case OBJ_SPHERE:
197 <                VCOPY(src->sloc, so->oargs.farg);
198 <                src->ss = so->oargs.farg[3];
199 <                src->ss2 = PI * src->ss * src->ss;
200 <                break;
201 <        case OBJ_FACE:
202 <                                                /* get the face */
203 <                f = getface(so);
204 <                                                /* 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;
182 >
183 > extern int
184 > srcray(                         /* send a ray to a source, return domega */
185 >        register RAY  *sr,              /* returned source ray */
186 >        RAY  *r,                        /* ray which hit object */
187 >        SRCINDEX  *si                   /* source sample index */
188 > )
189 > {
190 >        double  d;                              /* distance to source */
191 >        register SRCREC  *srcp;
192 >
193 >        rayorigin(sr, SHADOW, r, NULL);         /* ignore limits */
194 >
195 >        if (r == NULL)
196 >                sr->rmax = 0.0;
197 >
198 >        while ((d = nextssamp(sr, si)) != 0.0) {
199 >                sr->rsrc = si->sn;                      /* remember source */
200 >                srcp = source + si->sn;
201 >                if (srcp->sflags & SDISTANT) {
202 >                        if (srcp->sflags & SSPOT && spotout(sr, srcp->sl.s))
203 >                                continue;
204 >                        return(1);              /* sample OK */
205                  }
206 <                if (!inface(src->sloc, f))
207 <                        objerror(so, USER, "cannot hit center");
208 <                src->ss = sqrt(f->area / PI);
209 <                src->ss2 = f->area;
210 <                break;
211 <        case OBJ_RING:
212 <                                                /* get the ring */
213 <                co = getcone(so, 0);
214 <                VCOPY(src->sloc, CO_P0(co));
215 <                if (CO_R0(co) > 0.0)
216 <                        objerror(so, USER, "cannot hit center");
217 <                src->ss = CO_R1(co);
218 <                src->ss2 = PI * src->ss * src->ss;
219 <                break;
137 <        default:
138 <                objerror(so, USER, "illegal material");
206 >                                /* local source */
207 >                                                /* check proximity */
208 >                if (srcp->sflags & SPROX && d > srcp->sl.prox)
209 >                        continue;
210 >                                                /* check angle */
211 >                if (srcp->sflags & SSPOT) {
212 >                        if (spotout(sr, srcp->sl.s))
213 >                                continue;
214 >                                        /* adjust solid angle */
215 >                        si->dom *= d*d;
216 >                        d += srcp->sl.s->flen;
217 >                        si->dom /= d*d;
218 >                }
219 >                return(1);                      /* sample OK */
220          }
221 +        return(0);                      /* no more samples */
222   }
223  
224  
225 < SPOT *
226 < makespot(m)                     /* make a spotlight */
227 < register OBJREC  *m;
225 > extern void
226 > srcvalue(                       /* punch ray to source and compute value */
227 >        register RAY  *r
228 > )
229   {
230 <        extern double  cos();
148 <        register SPOT  *ns;
230 >        register SRCREC  *sp;
231  
232 <        if ((ns = (SPOT *)malloc(sizeof(SPOT))) == NULL)
233 <                error(SYSTEM, "out of memory in makespot");
234 <        ns->siz = 2.0*PI * (1.0 - cos(PI/180.0/2.0 * m->oargs.farg[3]));
235 <        VCOPY(ns->aim, m->oargs.farg+4);
236 <        if ((ns->flen = normalize(ns->aim)) == 0.0)
237 <                objerror(m, USER, "zero focus vector");
238 <        return(ns);
232 >        sp = &source[r->rsrc];
233 >        if (sp->sflags & SVIRTUAL) {    /* virtual source */
234 >                                        /* check intersection */
235 >                if (!(*ofun[sp->so->otype].funp)(sp->so, r))
236 >                        return;
237 >                if (!rayshade(r, r->ro->omod))  /* compute contribution */
238 >                        goto nomat;
239 >                rayparticipate(r);
240 >                return;
241 >        }
242 >                                        /* compute intersection */
243 >        if (sp->sflags & SDISTANT ? sourcehit(r) :
244 >                        (*ofun[sp->so->otype].funp)(sp->so, r)) {
245 >                if (sp->sa.success >= 0)
246 >                        sp->sa.success++;
247 >                if (!rayshade(r, r->ro->omod))  /* compute contribution */
248 >                        goto nomat;
249 >                rayparticipate(r);
250 >                return;
251 >        }
252 >                                        /* we missed our mark! */
253 >        if (sp->sa.success < 0)
254 >                return;                 /* bitched already */
255 >        sp->sa.success -= AIMREQT;
256 >        if (sp->sa.success >= 0)
257 >                return;                 /* leniency */
258 >        sprintf(errmsg, "aiming failure for light source \"%s\"",
259 >                        sp->so->oname);
260 >        error(WARNING, errmsg);         /* issue warning */
261 >        return;
262 > nomat:
263 >        objerror(r->ro, USER, "material not found");
264   }
265  
266  
267 < double
268 < srcray(sr, r, sn)               /* send a ray to a source, return domega */
269 < register RAY  *sr;              /* returned source ray */
270 < RAY  *r;                        /* ray which hit object */
164 < register int  sn;               /* source number */
267 > static int
268 > transillum(                     /* check if material is transparent illum */
269 >        OBJECT  obj
270 > )
271   {
272 <        register double  *norm = NULL;  /* plane normal */
273 <        double  ddot;                   /* (distance times) cosine */
274 <        FVECT  vd;
275 <        double  d;
272 >        OBJREC *m = findmaterial(objptr(obj));
273 >        
274 >        if (m == NULL)
275 >                return(1);
276 >        if (m->otype != MAT_ILLUM)
277 >                return(0);
278 >        return(!m->oargs.nsargs || !strcmp(m->oargs.sarg[0], VOIDID));
279 > }
280 >
281 >
282 > extern int
283 > sourcehit(                      /* check to see if ray hit distant source */
284 >        register RAY  *r
285 > )
286 > {
287 >        int  glowsrc = -1;
288 >        int  transrc = -1;
289 >        int  first, last;
290          register int  i;
291  
292 <        if (srcval[sn].sflags & SSKIP)
293 <                return(0.0);                    /* skip this source */
292 >        if (r->rsrc >= 0) {             /* check only one if aimed */
293 >                first = last = r->rsrc;
294 >        } else {                        /* otherwise check all */
295 >                first = 0; last = nsources-1;
296 >        }
297 >        for (i = first; i <= last; i++) {
298 >                if ((source[i].sflags & (SDISTANT|SVIRTUAL)) != SDISTANT)
299 >                        continue;
300 >                /*
301 >                 * Check to see if ray is within
302 >                 * solid angle of source.
303 >                 */
304 >                if (2.*PI*(1. - DOT(source[i].sloc,r->rdir)) > source[i].ss2)
305 >                        continue;
306 >                                        /* is it the only possibility? */
307 >                if (first == last) {
308 >                        r->ro = source[i].so;
309 >                        break;
310 >                }
311 >                /*
312 >                 * If it's a glow or transparent illum, just remember it.
313 >                 */
314 >                if (source[i].sflags & SSKIP) {
315 >                        if (glowsrc < 0)
316 >                                glowsrc = i;
317 >                        continue;
318 >                }
319 >                if (transillum(source[i].so->omod)) {
320 >                        if (transrc < 0)
321 >                                transrc = i;
322 >                        continue;
323 >                }
324 >                r->ro = source[i].so;   /* otherwise, use first hit */
325 >                break;
326 >        }
327 >        /*
328 >         * Do we need fallback?
329 >         */
330 >        if (r->ro == NULL) {
331 >                if (transrc >= 0 && r->crtype & (AMBIENT|SPECULAR))
332 >                        return(0);      /* avoid overcounting */
333 >                if (glowsrc >= 0)
334 >                        r->ro = source[glowsrc].so;
335 >                else
336 >                        return(0);      /* nothing usable */
337 >        }
338 >        /*
339 >         * Make assignments.
340 >         */
341 >        r->robj = objndx(r->ro);
342 >        for (i = 0; i < 3; i++)
343 >                r->ron[i] = -r->rdir[i];
344 >        r->rod = 1.0;
345 >        r->pert[0] = r->pert[1] = r->pert[2] = 0.0;
346 >        r->uv[0] = r->uv[1] = 0.0;
347 >        r->rox = NULL;
348 >        return(1);
349 > }
350  
175        rayorigin(sr, r, SHADOW, 1.0);          /* ignore limits */
351  
352 <        sr->rsrc = sn;                          /* remember source */
353 <                                                /* get source direction */
354 <        if (srcval[sn].sflags & SDISTANT)
355 <                                                /* constant direction */
356 <                VCOPY(sr->rdir, srcval[sn].sloc);
357 <        else {                                  /* compute direction */
358 <                for (i = 0; i < 3; i++)
359 <                        sr->rdir[i] = srcval[sn].sloc[i] - sr->rorg[i];
352 > static int
353 > cntcmp(                         /* contribution compare (descending) */
354 >        const void *p1,
355 >        const void *p2
356 > )
357 > {
358 >        register const CNTPTR  *sc1 = (const CNTPTR *)p1;
359 >        register const CNTPTR  *sc2 = (const CNTPTR *)p2;
360  
361 <                if (srcval[sn].so->otype == OBJ_FACE)
362 <                        norm = getface(srcval[sn].so)->norm;
363 <                else if (srcval[sn].so->otype == OBJ_RING)
364 <                        norm = getcone(srcval[sn].so,0)->ad;
361 >        if (sc1->brt > sc2->brt)
362 >                return(-1);
363 >        if (sc1->brt < sc2->brt)
364 >                return(1);
365 >        return(0);
366 > }
367  
368 <                if (norm != NULL && (ddot = -DOT(sr->rdir, norm)) <= 0.0)
369 <                        return(0.0);            /* behind surface! */
368 >
369 > extern void
370 > direct(                                 /* add direct component */
371 >        RAY  *r,                        /* ray that hit surface */
372 >        srcdirf_t *f,                   /* direct component coefficient function */
373 >        void  *p                        /* data for f */
374 > )
375 > {
376 >        register int  sn;
377 >        register CONTRIB  *scp;
378 >        SRCINDEX  si;
379 >        int  nshadcheck, ncnts;
380 >        int  nhits;
381 >        double  prob, ourthresh, hwt;
382 >        RAY  sr;
383 >                        /* NOTE: srccnt and cntord global so no recursion */
384 >        if (nsources <= 0)
385 >                return;         /* no sources?! */
386 >                                                /* potential contributions */
387 >        initsrcindex(&si);
388 >        for (sn = 0; srcray(&sr, r, &si); sn++) {
389 >                if (sn >= maxcntr) {
390 >                        maxcntr = sn + MAXSPART;
391 >                        srccnt = (CONTRIB *)realloc((void *)srccnt,
392 >                                        maxcntr*sizeof(CONTRIB));
393 >                        cntord = (CNTPTR *)realloc((void *)cntord,
394 >                                        maxcntr*sizeof(CNTPTR));
395 >                        if ((srccnt == NULL) | (cntord == NULL))
396 >                                error(SYSTEM, "out of memory in direct");
397 >                }
398 >                cntord[sn].sndx = sn;
399 >                scp = srccnt + sn;
400 >                scp->sno = sr.rsrc;
401 >                                                /* compute coefficient */
402 >                (*f)(scp->coef, p, sr.rdir, si.dom);
403 >                cntord[sn].brt = intens(scp->coef);
404 >                if (cntord[sn].brt <= 0.0)
405 >                        continue;
406 > #if SHADCACHE
407 >                                                /* check shadow cache */
408 >                if (si.np == 1 && srcblocked(&sr)) {
409 >                        cntord[sn].brt = 0.0;
410 >                        continue;
411 >                }
412 > #endif
413 >                VCOPY(scp->dir, sr.rdir);
414 >                copycolor(sr.rcoef, scp->coef);
415 >                                                /* compute potential */
416 >                sr.revf = srcvalue;
417 >                rayvalue(&sr);
418 >                multcolor(sr.rcol, sr.rcoef);
419 >                copycolor(scp->val, sr.rcol);
420 >                cntord[sn].brt = bright(sr.rcol);
421          }
422 <        if (dstrsrc > FTINY) {
423 <                                        /* distribute source direction */
424 <                for (i = 0; i < 3; i++)
425 <                        vd[i] = dstrsrc * srcval[sn].ss * (1.0 - 2.0*frandom());
422 >                                                /* sort contributions */
423 >        qsort(cntord, sn, sizeof(CNTPTR), cntcmp);
424 >        {                                       /* find last */
425 >                register int  l, m;
426  
427 <                if (norm != NULL) {             /* project offset */
428 <                        d = DOT(vd, norm);
429 <                        for (i = 0; i < 3; i++)
430 <                                vd[i] -= d * norm[i];
427 >                ncnts = l = sn;
428 >                sn = 0;
429 >                while ((m = (sn + ncnts) >> 1) != l) {
430 >                        if (cntord[m].brt > 0.0)
431 >                                sn = m;
432 >                        else
433 >                                ncnts = m;
434 >                        l = m;
435                  }
436 <                for (i = 0; i < 3; i++)         /* offset source direction */
437 <                        sr->rdir[i] += vd[i];
436 >        }
437 >        if (ncnts == 0)
438 >                return;         /* no contributions! */
439 >                                                /* accumulate tail */
440 >        for (sn = ncnts-1; sn > 0; sn--)
441 >                cntord[sn-1].brt += cntord[sn].brt;
442 >                                                /* compute number to check */
443 >        nshadcheck = pow((double)ncnts, shadcert) + .5;
444 >                                                /* modify threshold */
445 >        ourthresh = shadthresh / r->rweight;
446 >                                                /* test for shadows */
447 >        for (nhits = 0, hwt = 0.0, sn = 0; sn < ncnts;
448 >                        hwt += (double)source[scp->sno].nhits /
449 >                                (double)source[scp->sno].ntests,
450 >                        sn++) {
451 >                                                /* check threshold */
452 >                if ((sn+nshadcheck>=ncnts ? cntord[sn].brt :
453 >                                cntord[sn].brt-cntord[sn+nshadcheck].brt)
454 >                                < ourthresh*bright(r->rcol))
455 >                        break;
456 >                scp = srccnt + cntord[sn].sndx;
457 >                                                /* test for hit */
458 >                rayorigin(&sr, SHADOW, r, NULL);
459 >                copycolor(sr.rcoef, scp->coef);
460 >                VCOPY(sr.rdir, scp->dir);
461 >                sr.rsrc = scp->sno;
462 >                                                /* keep statistics */
463 >                if (source[scp->sno].ntests++ > 0xfffffff0) {
464 >                        source[scp->sno].ntests >>= 1;
465 >                        source[scp->sno].nhits >>= 1;
466 >                }
467 >                if (localhit(&sr, &thescene) &&
468 >                                ( sr.ro != source[scp->sno].so ||
469 >                                source[scp->sno].sflags & SFOLLOW )) {
470 >                                                /* follow entire path */
471 >                        raycont(&sr);
472 >                        if (trace != NULL)
473 >                                (*trace)(&sr);  /* trace execution */
474 >                        if (bright(sr.rcol) <= FTINY) {
475 > #if SHADCACHE
476 >                                if ((scp <= srccnt || scp[-1].sno != scp->sno)
477 >                                                && (scp >= srccnt+ncnts-1 ||
478 >                                                    scp[1].sno != scp->sno))
479 >                                        srcblocker(&sr);
480 > #endif
481 >                                continue;       /* missed! */
482 >                        }
483 >                        rayparticipate(&sr);
484 >                        multcolor(sr.rcol, sr.rcoef);
485 >                        copycolor(scp->val, sr.rcol);
486 >                } else if (trace != NULL &&
487 >                        (source[scp->sno].sflags & (SDISTANT|SVIRTUAL|SFOLLOW))
488 >                                                == (SDISTANT|SFOLLOW) &&
489 >                                sourcehit(&sr) && rayshade(&sr, sr.ro->omod)) {
490 >                        (*trace)(&sr);          /* trace execution */
491 >                        /* skip call to rayparticipate() & scp->val update */
492 >                }
493 >                                                /* add contribution if hit */
494 >                addcolor(r->rcol, scp->val);
495 >                nhits++;
496 >                source[scp->sno].nhits++;
497 >        }
498 >                                        /* source hit rate */
499 >        if (hwt > FTINY)
500 >                hwt = (double)nhits / hwt;
501 >        else
502 >                hwt = 0.5;
503 > #ifdef DEBUG
504 >        sprintf(errmsg, "%d tested, %d untested, %f conditional hit rate\n",
505 >                        sn, ncnts-sn, hwt);
506 >        eputs(errmsg);
507 > #endif
508 >                                        /* add in untested sources */
509 >        for ( ; sn < ncnts; sn++) {
510 >                scp = srccnt + cntord[sn].sndx;
511 >                prob = hwt * (double)source[scp->sno].nhits /
512 >                                (double)source[scp->sno].ntests;
513 >                if (prob < 1.0)
514 >                        scalecolor(scp->val, prob);
515 >                addcolor(r->rcol, scp->val);
516 >        }
517 > }
518  
207        } else if (srcval[sn].sflags & SDISTANT)
208                                                /* already normalized */
209                return(srcval[sn].ss2);
519  
520 <        if ((d = normalize(sr->rdir)) == 0.0)
521 <                                                /* at source! */
522 <                return(0.0);
523 <        
524 <        if (srcval[sn].sflags & SDISTANT)
525 <                                                /* domega constant */
526 <                return(srcval[sn].ss2);
520 > extern void
521 > srcscatter(                     /* compute source scattering into ray */
522 >        register RAY  *r
523 > )
524 > {
525 >        int  oldsampndx;
526 >        int  nsamps;
527 >        RAY  sr;
528 >        SRCINDEX  si;
529 >        double  t, d;
530 >        double  re, ge, be;
531 >        COLOR  cvext;
532 >        int  i, j;
533  
534 <        else {
535 <                                                /* check proximity */
536 <                if (srcval[sn].sflags & SPROX &&
537 <                                d > srcval[sn].sl.prox)
538 <                        return(0.0);
539 <
540 <                if (norm != NULL)
541 <                        ddot /= d;
542 <                else
543 <                        ddot = 1.0;
544 <                                                /* check angle */
545 <                if (srcval[sn].sflags & SSPOT) {
546 <                        if (srcval[sn].sl.s->siz < 2.0*PI *
547 <                                (1.0 + DOT(srcval[sn].sl.s->aim,sr->rdir)))
548 <                                return(0.0);
549 <                        d += srcval[sn].sl.s->flen;
534 >        if (r->slights == NULL || r->slights[0] == 0
535 >                        || r->gecc >= 1.-FTINY || r->rot >= FHUGE)
536 >                return;
537 >        if (ssampdist <= FTINY || (nsamps = r->rot/ssampdist + .5) < 1)
538 >                nsamps = 1;
539 > #if MAXSSAMP
540 >        else if (nsamps > MAXSSAMP)
541 >                nsamps = MAXSSAMP;
542 > #endif
543 >        oldsampndx = samplendx;
544 >        samplendx = random()&0x7fff;            /* randomize */
545 >        for (i = r->slights[0]; i > 0; i--) {   /* for each source */
546 >                for (j = 0; j < nsamps; j++) {  /* for each sample position */
547 >                        samplendx++;
548 >                        t = r->rot * (j+frandom())/nsamps;
549 >                                                        /* extinction */
550 >                        re = t*colval(r->cext,RED);
551 >                        ge = t*colval(r->cext,GRN);
552 >                        be = t*colval(r->cext,BLU);
553 >                        setcolor(cvext, re > 92. ? 0. : exp(-re),
554 >                                        ge > 92. ? 0. : exp(-ge),
555 >                                        be > 92. ? 0. : exp(-be));
556 >                        if (intens(cvext) <= FTINY)
557 >                                break;                  /* too far away */
558 >                        sr.rorg[0] = r->rorg[0] + r->rdir[0]*t;
559 >                        sr.rorg[1] = r->rorg[1] + r->rdir[1]*t;
560 >                        sr.rorg[2] = r->rorg[2] + r->rdir[2]*t;
561 >                        initsrcindex(&si);      /* sample ray to this source */
562 >                        si.sn = r->slights[i];
563 >                        nopart(&si, &sr);
564 >                        if (!srcray(&sr, NULL, &si) ||
565 >                                        sr.rsrc != r->slights[i])
566 >                                continue;               /* no path */
567 > #if SHADCACHE
568 >                        if (srcblocked(&sr))            /* check shadow cache */
569 >                                continue;
570 > #endif
571 >                        copycolor(sr.cext, r->cext);
572 >                        copycolor(sr.albedo, r->albedo);
573 >                        sr.gecc = r->gecc;
574 >                        sr.slights = r->slights;
575 >                        rayvalue(&sr);                  /* eval. source ray */
576 >                        if (bright(sr.rcol) <= FTINY) {
577 > #if SHADCACHE
578 >                                srcblocker(&sr);        /* add blocker to cache */
579 > #endif
580 >                                continue;
581 >                        }
582 >                        if (r->gecc <= FTINY)           /* compute P(theta) */
583 >                                d = 1.;
584 >                        else {
585 >                                d = DOT(r->rdir, sr.rdir);
586 >                                d = 1. + r->gecc*r->gecc - 2.*r->gecc*d;
587 >                                d = (1. - r->gecc*r->gecc) / (d*sqrt(d));
588 >                        }
589 >                                                        /* other factors */
590 >                        d *= si.dom * r->rot / (4.*PI*nsamps);
591 >                        multcolor(sr.rcol, r->cext);
592 >                        multcolor(sr.rcol, r->albedo);
593 >                        scalecolor(sr.rcol, d);
594 >                        multcolor(sr.rcol, cvext);
595 >                        addcolor(r->rcol, sr.rcol);     /* add it in */
596                  }
236                                                /* return domega */
237                return(ddot*srcval[sn].ss2/(d*d));
597          }
598 +        samplendx = oldsampndx;
599   }
600  
601  
602 < sourcehit(r)                    /* check to see if ray hit distant source */
603 < register RAY  *r;
604 < {
605 <        int  first, last;
246 <        register int  i;
602 > /****************************************************************
603 > * The following macros were separated from the m_light() routine
604 > * because they are very nasty and difficult to understand.
605 > */
606  
607 <        if (r->rsrc >= 0) {             /* check only one if aimed */
608 <                first = last = r->rsrc;
609 <        } else {                        /* otherwise check all */
610 <                first = 0; last = nsources-1;
611 <        }
612 <        for (i = first; i <= last; i++)
613 <                if (srcval[i].sflags & SDISTANT)
614 <                        /*
615 <                         * Check to see if ray is within
616 <                         * 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 <                        }
607 > /* illumblock *
608 > *
609 > * We cannot allow an illum to pass to another illum, because that
610 > * would almost certainly constitute overcounting.
611 > * However, we do allow an illum to pass to another illum
612 > * that is actually going to relay to a virtual light source.
613 > * We also prevent an illum from passing to a glow; this provides a
614 > * convenient mechanism for defining detailed light source
615 > * geometry behind (or inside) an effective radiator.
616 > */
617  
618 <        if (r->ro != NULL) {
619 <                for (i = 0; i < 3; i++)
620 <                        r->ron[i] = -r->rdir[i];
621 <                r->rod = 1.0;
622 <                return(1);
623 <        }
624 <        return(0);
618 > static int
619 > weaksrcmat(OBJECT obj)          /* identify material */
620 > {
621 >        OBJREC *m = findmaterial(objptr(obj));
622 >        
623 >        if (m == NULL) return(0);
624 >        return((m->otype==MAT_ILLUM) | (m->otype==MAT_GLOW));
625   }
626  
627 + #define  illumblock(m, r)       (!(source[r->rsrc].sflags&SVIRTUAL) && \
628 +                                r->rod > 0.0 && \
629 +                                weaksrcmat(source[r->rsrc].so->omod))
630  
631 < #define  wrongsource(m, r)      (m->otype!=MAT_ILLUM && \
632 <                                r->rsrc>=0 && \
633 <                                srcval[r->rsrc].so!=r->ro)
631 > /* wrongsource *
632 > *
633 > * This source is the wrong source (ie. overcounted) if we are
634 > * aimed to a different source than the one we hit and the one
635 > * we hit is not an illum that should be passed.
636 > */
637  
638 < #define  badambient(m, r)       ((r->crtype&(AMBIENT|SHADOW))==AMBIENT && \
639 <                                !(r->rtype&REFLECTED) &&        /* hack! */\
282 <                                !(m->otype==MAT_GLOW&&r->rot>m->oargs.farg[3]))
638 > #define  wrongsource(m, r)      (r->rsrc>=0 && source[r->rsrc].so!=r->ro && \
639 >                                (m->otype!=MAT_ILLUM || illumblock(m,r)))
640  
641 + /* distglow *
642 + *
643 + * A distant glow is an object that sometimes acts as a light source,
644 + * but is too far away from the test point to be one in this case.
645 + * (Glows with negative radii should NEVER participate in illumination.)
646 + */
647 +
648 + #define  distglow(m, r, d)      (m->otype==MAT_GLOW && \
649 +                                m->oargs.farg[3] >= -FTINY && \
650 +                                d > m->oargs.farg[3])
651 +
652 + /* badcomponent *
653 + *
654 + * We must avoid counting light sources in the ambient calculation,
655 + * since the direct component is handled separately.  Therefore, any
656 + * ambient ray which hits an active light source must be discarded.
657 + * The same is true for stray specular samples, since the specular
658 + * contribution from light sources is calculated separately.
659 + */
660 +
661 + #define  badcomponent(m, r)     (r->crtype&(AMBIENT|SPECULAR) && \
662 +                                !(r->crtype&SHADOW || r->rod < 0.0 || \
663 +                /* not 100% correct */  distglow(m, r, r->rot)))
664 +
665 + /* passillum *
666 + *
667 + * An illum passes to another material type when we didn't hit it
668 + * on purpose (as part of a direct calculation), or it is relaying
669 + * a virtual light source.
670 + */
671 +
672   #define  passillum(m, r)        (m->otype==MAT_ILLUM && \
673 <                                !(r->rsrc>=0&&srcval[r->rsrc].so==r->ro))
673 >                                (r->rsrc<0 || source[r->rsrc].so!=r->ro || \
674 >                                source[r->rsrc].sflags&SVIRTUAL))
675  
676 + /* srcignore *
677 + *
678 + * The -dv flag is normally on for sources to be visible.
679 + */
680  
681 < m_light(m, r)                   /* ray hit a light source */
682 < register OBJREC  *m;
683 < register RAY  *r;
681 > #define  srcignore(m, r)        !(directvis || r->crtype&SHADOW || \
682 >                                distglow(m, r, raydist(r,PRIMARY)))
683 >
684 >
685 > extern int
686 > m_light(                                /* ray hit a light source */
687 >        register OBJREC  *m,
688 >        register RAY  *r
689 > )
690   {
292                                                /* check for behind */
293        if (r->rod < 0.0)
294                return;
691                                                  /* check for over-counting */
692 <        if (wrongsource(m, r) || badambient(m, r))
693 <                return;
692 >        if (badcomponent(m, r)) {
693 >                setcolor(r->rcoef, 0.0, 0.0, 0.0);
694 >                return(1);
695 >        }
696 >        if (wrongsource(m, r)) {
697 >                setcolor(r->rcoef, 0.0, 0.0, 0.0);
698 >                return(1);
699 >        }
700                                                  /* check for passed illum */
701          if (passillum(m, r)) {
702 <
703 <                if (m->oargs.nsargs < 1 || !strcmp(m->oargs.sarg[0], VOIDID))
704 <                        raytrans(r);
705 <                else
706 <                        rayshade(r, modifier(m->oargs.sarg[0]));
707 <
708 <                                                /* otherwise treat as source */
709 <        } else {
702 >                if (m->oargs.nsargs && strcmp(m->oargs.sarg[0], VOIDID))
703 >                        return(rayshade(r,lastmod(objndx(m),m->oargs.sarg[0])));
704 >                raytrans(r);
705 >                return(1);
706 >        }
707 >                                                /* check for invisibility */
708 >        if (srcignore(m, r)) {
709 >                setcolor(r->rcoef, 0.0, 0.0, 0.0);
710 >                return(1);
711 >        }
712 >                                        /* otherwise treat as source */
713 >                                                /* check for behind */
714 >        if (r->rod < 0.0)
715 >                return(1);
716 >                                                /* check for outside spot */
717 >        if (m->otype==MAT_SPOT && spotout(r, makespot(m)))
718 >                return(1);
719                                                  /* get distribution pattern */
720 <                raytexture(r, m->omod);
720 >        raytexture(r, m->omod);
721                                                  /* get source color */
722 <                setcolor(r->rcol, m->oargs.farg[0],
723 <                                  m->oargs.farg[1],
724 <                                  m->oargs.farg[2]);
722 >        setcolor(r->rcol, m->oargs.farg[0],
723 >                          m->oargs.farg[1],
724 >                          m->oargs.farg[2]);
725                                                  /* modify value */
726 <                multcolor(r->rcol, r->pcol);
727 <        }
726 >        multcolor(r->rcol, r->pcol);
727 >        return(1);
728   }
318
319
320 o_source() {}           /* intersection with a source is done elsewhere */

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