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

Comparing ray/src/rt/srcsamp.c (file contents):
Revision 2.2 by greg, Mon Nov 25 09:52:49 1991 UTC vs.
Revision 2.23 by greg, Fri Dec 13 00:50:55 2024 UTC

# Line 1 | Line 1
1 – /* Copyright (c) 1991 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 sampling routines
6 + *
7 + *  External symbols declared in source.h
8   */
9  
10 + #include "copyright.h"
11 +
12   #include  "ray.h"
13  
14   #include  "source.h"
15  
16   #include  "random.h"
17  
18 + #ifdef SSKIPOPT
19 + /* The following table is used for skipping sources */
20 + static uby8     *srcskipflags = NULL;           /* source inclusion lookup */
21 + static int      ssf_count = 0;                  /* number of flag entries */
22 + static int      ssf_max = 0;                    /* current array size */
23 + static uby8     *ssf_noskip = NULL;             /* set of zero flags */
24  
25 + uby8            *ssf_select = NULL;             /* sources we may skip */
26 +
27 + /* Find/allocate source skip flag entry (free all if NULL) */
28 + int
29 + sskip_rsi(uby8 *flags)
30 + {
31 +        uby8    *flp;
32 +        int     i;
33 +
34 +        if (flags == NULL) {            /* means clear all */
35 +                efree(srcskipflags); srcskipflags = NULL;
36 +                ssf_count = ssf_max = 0;
37 +                sskip_free(ssf_noskip);
38 +                sskip_free(ssf_select);
39 +                return(0);
40 +        }
41 +        if (ssf_noskip == NULL)         /* first call? */
42 +                ssf_noskip = sskip_new();
43 +
44 +        if (sskip_eq(flags, ssf_noskip))
45 +                return(-1);             /* nothing to skip */
46 +                                        /* search recent entries */
47 +        flp = srcskipflags + ssf_count*SSKIPFLSIZ;
48 +        for (i = ssf_count; i-- > 0; )
49 +                if (sskip_eq(flp -= SSKIPFLSIZ, flags))
50 +                        return(-2-i);   /* found it! */
51 +                                        /* else tack on new entry */
52 +        if (ssf_count >= ssf_max) {     /* need more space? */
53 +                ssf_max = ssf_count + (ssf_count>>2) + 64;
54 +                if (ssf_max <= ssf_count &&
55 +                                (ssf_max = ssf_count+1024) <= ssf_count)
56 +                        error(SYSTEM, "out of space in sskip_rsi()");
57 +
58 +                srcskipflags = (uby8 *)erealloc(srcskipflags,
59 +                                                ssf_max*SSKIPFLSIZ);
60 +        }
61 +        sskip_cpy(srcskipflags + ssf_count*SSKIPFLSIZ, flags);
62 +
63 +        return(-2 - ssf_count++);       /* return index (< -1) */
64 + }
65 +
66 + /* Get skip flags associated with RAY rsrc index (or NULL) */
67 + uby8 *
68 + sskip_flags(int rsi)
69 + {
70 +        if (rsi >= -1)
71 +                return(ssf_noskip);
72 +
73 +        if ((rsi = -2 - rsi) >= ssf_count)
74 +                error(CONSISTENCY, "bad index to sskip_flags()");
75 +
76 +        return(srcskipflags + rsi*SSKIPFLSIZ);
77 + }
78 +
79 + /* OR in a second set of flags into a first */
80 + void
81 + sskip_addflags(uby8 *dfl, const uby8 *sfl)
82 + {
83 +        int     nb = SSKIPFLSIZ;
84 +
85 +        while (nb--)
86 +                *dfl++ |= *sfl++;
87 + }
88 + #endif
89 +
90 + int
91 + srcskip(                        /* pre-emptive test for source to skip */
92 +        int  sn,
93 +        RAY  *r
94 + )
95 + {
96 +        SRCREC  *sp = source + sn;
97 +
98 +        if (sp->sflags & SSKIP)
99 +                return(1);
100 + #ifdef SSKIPOPT
101 +        if (r->rsrc < -1 &&     /* ray has custom skip flags? */
102 +                        sskip_chk(sskip_flags(r->rsrc), sn))
103 +                return(1);
104 + #endif
105 +        if ((sp->sflags & (SPROX|SDISTANT)) != SPROX)
106 +                return(0);
107 +
108 +        return(dist2(r->rorg, sp->sloc) >
109 +                        (sp->sl.prox + sp->srad)*(sp->sl.prox + sp->srad));
110 + }
111 +
112   double
113 < nextssamp(r, si)                /* compute sample for source, rtn. distance */
114 < register RAY  *r;               /* origin is read, direction is set */
115 < register SRCINDEX  *si;         /* source index (modified to current) */
113 > nextssamp(                      /* compute sample for source, rtn. distance */
114 >        RAY  *r,                /* origin is read, direction is set */
115 >        SRCINDEX  *si           /* source index (modified to current) */
116 > )
117   {
118          int  cent[3], size[3], parr[2];
119 <        FVECT  vpos;
119 >        SRCREC  *srcp;
120 >        double  vpos[3];
121          double  d;
122 <        register int  i;
122 >        int  i;
123   nextsample:
124          while (++si->sp >= si->np) {    /* get next sample */
125                  if (++si->sn >= nsources)
126                          return(0.0);    /* no more */
127 <                if (source[si->sn].sflags & SSKIP)
127 >                if (srcskip(si->sn, r))
128                          si->np = 0;
129                  else if (srcsizerat <= FTINY)
130                          nopart(si, r);
# Line 47 | Line 143 | nextsample:
143          if (!skipparts(cent, size, parr, si->spt))
144                  error(CONSISTENCY, "bad source partition in nextssamp");
145                                          /* compute sample */
146 +        srcp = source + si->sn;
147          if (dstrsrc > FTINY) {                  /* jitter sample */
148                  dimlist[ndims] = si->sn + 8831;
149                  dimlist[ndims+1] = si->sp + 3109;
150                  d = urand(ilhash(dimlist,ndims+2)+samplendx);
151 <                if (source[si->sn].sflags & SFLAT) {
151 >                if (srcp->sflags & SFLAT) {
152                          multisamp(vpos, 2, d);
153 <                        vpos[2] = 0.5;
153 >                        vpos[SW] = 0.5;
154                  } else
155                          multisamp(vpos, 3, d);
156                  for (i = 0; i < 3; i++)
157                          vpos[i] = dstrsrc * (1. - 2.*vpos[i]) *
158 <                                        (double)size[i]/MAXSPART;
158 >                                        (double)size[i]*(1.0/MAXSPART);
159          } else
160                  vpos[0] = vpos[1] = vpos[2] = 0.0;
161  
162 <        for (i = 0; i < 3; i++)
163 <                vpos[i] += (double)cent[i]/MAXSPART;
162 >        VSUM(vpos, vpos, cent, 1.0/MAXSPART);
163 >                                        /* avoid circular aiming failures */
164 >        if ((srcp->sflags & SCIR) && (si->np > 1) | (dstrsrc > 0.7)) {
165 >                FVECT   trim;
166 >                if (srcp->sflags & (SFLAT|SDISTANT)) {
167 >                        d = 1.12837917;         /* correct setflatss() */
168 >                        trim[SU] = d*sqrt(1.0 - 0.5*vpos[SV]*vpos[SV]);
169 >                        trim[SV] = d*sqrt(1.0 - 0.5*vpos[SU]*vpos[SU]);
170 >                        trim[SW] = 0.0;
171 >                } else {
172 >                        trim[SW] = trim[SU] = vpos[SU]*vpos[SU];
173 >                        d = vpos[SV]*vpos[SV];
174 >                        if (d > trim[SW]) trim[SW] = d;
175 >                        trim[SU] += d;
176 >                        d = vpos[SW]*vpos[SW];
177 >                        if (d > trim[SW]) trim[SW] = d;
178 >                        trim[SU] += d;
179 >                        if (trim[SU] > FTINY*FTINY) {
180 >                                d = 1.0/0.7236; /* correct sphsetsrc() */
181 >                                trim[SW] = trim[SV] = trim[SU] =
182 >                                                d*sqrt(trim[SW]/trim[SU]);
183 >                        } else
184 >                                trim[SW] = trim[SV] = trim[SU] = 0.0;
185 >                }
186 >                for (i = 0; i < 3; i++)
187 >                        vpos[i] *= trim[i];
188 >        }
189                                          /* compute direction */
190          for (i = 0; i < 3; i++)
191 <                r->rdir[i] = source[si->sn].sloc[i] +
192 <                                vpos[SU]*source[si->sn].ss[SU][i] +
193 <                                vpos[SV]*source[si->sn].ss[SV][i] +
194 <                                vpos[SW]*source[si->sn].ss[SW][i];
191 >                r->rdir[i] = srcp->sloc[i] +
192 >                                vpos[SU]*srcp->ss[SU][i] +
193 >                                vpos[SV]*srcp->ss[SV][i] +
194 >                                vpos[SW]*srcp->ss[SW][i];
195  
196 <        if (!(source[si->sn].sflags & SDISTANT))
197 <                for (i = 0; i < 3; i++)
76 <                        r->rdir[i] -= r->rorg[i];
196 >        if (!(srcp->sflags & SDISTANT))
197 >                VSUB(r->rdir, r->rdir, r->rorg);
198                                          /* compute distance */
199          if ((d = normalize(r->rdir)) == 0.0)
200                  goto nextsample;                /* at source! */
201  
202                                          /* compute sample size */
203 <        si->dom  = source[si->sn].ss2;
204 <        if (source[si->sn].sflags & SFLAT) {
205 <                si->dom *= sflatform(si->sn, r->rdir);
206 <                si->dom *= (double)(size[SU]*size[SV])/(MAXSPART*MAXSPART);
207 <        } else if (source[si->sn].sflags & SCYL) {
208 <                si->dom *= scylform(si->sn, r->rdir);
88 <                si->dom *= (double)size[SU]/MAXSPART;
203 >        if (srcp->sflags & SFLAT) {
204 >                si->dom = sflatform(si->sn, r->rdir);
205 >                si->dom *= size[SU]*size[SV]*(1.0/MAXSPART/MAXSPART);
206 >        } else if (srcp->sflags & SCYL) {
207 >                si->dom = scylform(si->sn, r->rdir);
208 >                si->dom *= size[SU]*(1.0/MAXSPART);
209          } else {
210 <                si->dom *= (double)(size[SU]*size[SV]*size[SW]) /
211 <                                (MAXSPART*MAXSPART*MAXSPART) ;
210 >                si->dom = size[SU]*size[SV]*(double)size[SW] *
211 >                                (1.0/MAXSPART/MAXSPART/MAXSPART) ;
212          }
213 <        if (source[si->sn].sflags & SDISTANT)
213 >        if (srcp->sflags & SDISTANT) {
214 >                si->dom *= srcp->ss2;
215                  return(FHUGE);
216 <        if (si->dom <= FTINY)
216 >        }
217 >        if (si->dom <= 1e-4)
218                  goto nextsample;                /* behind source? */
219 <        si->dom /= d*d;
219 >        si->dom *= srcp->ss2/(d*d);
220          return(d);              /* sample OK, return distance */
221   }
222  
223  
224 < skipparts(ct, sz, pp, pt)               /* skip to requested partition */
225 < int  ct[3], sz[3];              /* center and size of partition (returned) */
226 < register int  pp[2];            /* current index, number to skip (modified) */
227 < unsigned char  *pt;             /* partition array */
224 > int
225 > skipparts(                      /* skip to requested partition */
226 >        int  ct[3],
227 >        int  sz[3],             /* center and size of partition (returned) */
228 >        int  pp[2],             /* current index, number to skip (modified) */
229 >        unsigned char  *pt      /* partition array */
230 > )
231   {
232 <        register int  p;
232 >        int  p;
233                                          /* check this partition */
234          p = spart(pt, pp[0]);
235          pp[0]++;
236 <        if (p == S0)                    /* leaf partition */
236 >        if (p == S0) {                  /* leaf partition */
237                  if (pp[1]) {
238                          pp[1]--;
239                          return(0);      /* not there yet */
240                  } else
241                          return(1);      /* we've arrived */
242 +        }
243                                  /* else check lower */
244          sz[p] >>= 1;
245          ct[p] -= sz[p];
# Line 130 | Line 256 | unsigned char  *pt;            /* partition array */
256   }
257  
258  
259 < nopart(si, r)                   /* single source partition */
260 < register SRCINDEX  *si;
261 < RAY  *r;
259 > void
260 > nopart(                         /* single source partition */
261 >        SRCINDEX  *si,
262 >        RAY  *r
263 > )
264   {
265          clrpart(si->spt);
266          setpart(si->spt, 0, S0);
# Line 140 | Line 268 | RAY  *r;
268   }
269  
270  
143 – cylpart(si, r)                  /* partition a cylinder */
144 – SRCINDEX  *si;
145 – register RAY  *r;
146 – {
147 –        double  dist2, safedist2, dist2cent, rad2;
148 –        FVECT  v;
149 –        register SRCREC  *sp;
150 –        int  pi;
151 –                                        /* first check point location */
152 –        clrpart(si->spt);
153 –        sp = source + si->sn;
154 –        rad2 = 1.365 * DOT(sp->ss[SV],sp->ss[SV]);
155 –        v[0] = r->rorg[0] - sp->sloc[0];
156 –        v[1] = r->rorg[1] - sp->sloc[1];
157 –        v[2] = r->rorg[2] - sp->sloc[2];
158 –        dist2 = DOT(v,sp->ss[SU]);
159 –        safedist2 = DOT(sp->ss[SU],sp->ss[SU]);
160 –        dist2 *= dist2 / safedist2;
161 –        dist2cent = DOT(v,v);
162 –        dist2 = dist2cent - dist2;
163 –        if (dist2 <= rad2) {            /* point inside extended cylinder */
164 –                si->np = 0;
165 –                return;
166 –        }
167 –        safedist2 *= 4.*r->rweight*r->rweight/(srcsizerat*srcsizerat);
168 –        if (dist2 <= 4.*rad2 ||         /* point too close to subdivide */
169 –                        dist2cent >= safedist2) {       /* or too far */
170 –                setpart(si->spt, 0, S0);
171 –                si->np = 1;
172 –                return;
173 –        }
174 –        pi = 0;
175 –        si->np = cyl_partit(r->rorg, si->spt, &pi, MAXSPART,
176 –                        sp->sloc, sp->ss[SU], safedist2);
177 – }
178 –
179 –
271   static int
272 < cyl_partit(ro, pt, pi, mp, cent, axis, d2)      /* slice a cylinder */
273 < FVECT  ro;
274 < unsigned char  *pt;
275 < register int  *pi;
276 < int  mp;
277 < FVECT  cent, axis;
278 < double  d2;
272 > cyl_partit(                             /* slice a cylinder */
273 >        FVECT  ro,
274 >        unsigned char  *pt,
275 >        int  *pi,
276 >        int  mp,
277 >        FVECT  cent,
278 >        FVECT  axis,
279 >        double  d2
280 > )
281   {
282          FVECT  newct, newax;
283          int  npl, npu;
# Line 216 | Line 309 | double  d2;
309   }
310  
311  
312 < flatpart(si, r)                         /* partition a flat source */
313 < register SRCINDEX  *si;
314 < register RAY  *r;
312 > void
313 > cylpart(                        /* partition a cylinder */
314 >        SRCINDEX  *si,
315 >        RAY  *r
316 > )
317   {
318 <        register FLOAT  *vp;
318 >        double  dist2, safedist2, dist2cent, rad2;
319          FVECT  v;
320 <        double  du2, dv2;
320 >        SRCREC  *sp;
321          int  pi;
322 <
322 >                                        /* first check point location */
323          clrpart(si->spt);
324 <        vp = source[si->sn].sloc;
325 <        v[0] = r->rorg[0] - vp[0];
326 <        v[1] = r->rorg[1] - vp[1];
327 <        v[2] = r->rorg[2] - vp[2];
328 <        vp = source[si->sn].snorm;
329 <        if (DOT(v,vp) <= FTINY) {       /* behind source */
324 >        sp = source + si->sn;
325 >        rad2 = 1.365 * DOT(sp->ss[SV],sp->ss[SV]);
326 >        v[0] = r->rorg[0] - sp->sloc[0];
327 >        v[1] = r->rorg[1] - sp->sloc[1];
328 >        v[2] = r->rorg[2] - sp->sloc[2];
329 >        dist2 = DOT(v,sp->ss[SU]);
330 >        safedist2 = DOT(sp->ss[SU],sp->ss[SU]);
331 >        dist2 *= dist2 / safedist2;
332 >        dist2cent = DOT(v,v);
333 >        dist2 = dist2cent - dist2;
334 >        if (dist2 <= rad2) {            /* point inside extended cylinder */
335                  si->np = 0;
336                  return;
337          }
338 <        dv2 = 2.*r->rweight/srcsizerat;
339 <        dv2 *= dv2;
340 <        vp = source[si->sn].ss[SU];
341 <        du2 = dv2 * DOT(vp,vp);
342 <        vp = source[si->sn].ss[SV];
343 <        dv2 *= DOT(vp,vp);
338 >        safedist2 *= 4.*r->rweight*r->rweight/(srcsizerat*srcsizerat);
339 >        if (dist2 <= 4.*rad2 ||         /* point too close to subdivide */
340 >                        dist2cent >= safedist2) {       /* or too far */
341 >                setpart(si->spt, 0, S0);
342 >                si->np = 1;
343 >                return;
344 >        }
345          pi = 0;
346 <        si->np = flt_partit(r->rorg, si->spt, &pi, MAXSPART,
347 <                source[si->sn].sloc,
247 <                source[si->sn].ss[SU], source[si->sn].ss[SV], du2, dv2);
346 >        si->np = cyl_partit(r->rorg, si->spt, &pi, MAXSPART,
347 >                        sp->sloc, sp->ss[SU], safedist2);
348   }
349  
350  
351   static int
352 < flt_partit(ro, pt, pi, mp, cent, u, v, du2, dv2)        /* partition flatty */
353 < FVECT  ro;
354 < unsigned char  *pt;
355 < register int  *pi;
356 < int  mp;
357 < FVECT  cent, u, v;
358 < double  du2, dv2;
352 > flt_partit(                             /* partition flatty */
353 >        FVECT  ro,
354 >        unsigned char  *pt,
355 >        int  *pi,
356 >        int  mp,
357 >        FVECT  cent,
358 >        FVECT  u,
359 >        FVECT  v,
360 >        double  du2,
361 >        double  dv2
362 > )
363   {
364          double  d2;
365          FVECT  newct, newax;
# Line 299 | Line 403 | double  du2, dv2;
403   }
404  
405  
406 + void
407 + flatpart(                               /* partition a flat source */
408 +        SRCINDEX  *si,
409 +        RAY  *r
410 + )
411 + {
412 +        RREAL  *vp;
413 +        FVECT  v;
414 +        double  du2, dv2;
415 +        int  pi;
416 +
417 +        clrpart(si->spt);
418 +        vp = source[si->sn].sloc;
419 +        v[0] = r->rorg[0] - vp[0];
420 +        v[1] = r->rorg[1] - vp[1];
421 +        v[2] = r->rorg[2] - vp[2];
422 +        vp = source[si->sn].snorm;
423 +        if (DOT(v,vp) <= 0.) {          /* behind source */
424 +                si->np = 0;
425 +                return;
426 +        }
427 +        dv2 = 2.*r->rweight/srcsizerat;
428 +        dv2 *= dv2;
429 +        vp = source[si->sn].ss[SU];
430 +        du2 = dv2 * DOT(vp,vp);
431 +        vp = source[si->sn].ss[SV];
432 +        dv2 *= DOT(vp,vp);
433 +        pi = 0;
434 +        si->np = flt_partit(r->rorg, si->spt, &pi, MAXSPART,
435 +                source[si->sn].sloc,
436 +                source[si->sn].ss[SU], source[si->sn].ss[SV], du2, dv2);
437 + }
438 +
439 +
440   double
441 < scylform(sn, dir)               /* compute cosine for cylinder's projection */
442 < int  sn;
443 < register FVECT  dir;            /* assume normalized */
441 > scylform(                       /* compute cosine for cylinder's projection */
442 >        int  sn,
443 >        FVECT  dir              /* assume normalized */
444 > )
445   {
446 <        register FLOAT  *dv;
446 >        RREAL  *dv;
447          double  d;
448  
449          dv = source[sn].ss[SU];

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