ViewVC Help
View File | Revision Log | Show Annotations | Download File | Root Listing
root/radiance/ray/src/rt/srcsupp.c
(Generate patch)

Comparing ray/src/rt/srcsupp.c (file contents):
Revision 1.3 by greg, Fri Jun 21 13:23:05 1991 UTC vs.
Revision 2.14 by greg, Wed Dec 31 19:38:27 2003 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   *  Support routines for source objects and materials
6 + *
7 + *  External symbols declared in source.h
8   */
9  
10 + #include "copyright.h"
11 +
12   #include  "ray.h"
13  
14   #include  "otypes.h"
# Line 18 | Line 19 | static char SCCSid[] = "$SunId$ LBL";
19  
20   #include  "face.h"
21  
22 + #define SRCINC          8               /* realloc increment for array */
23  
24   SRCREC  *source = NULL;                 /* our list of sources */
25   int  nsources = 0;                      /* the number of sources */
# Line 25 | Line 27 | int  nsources = 0;                     /* the number of sources */
27   SRCFUNC  sfun[NUMOTYPE];                /* source dispatch table */
28  
29  
30 + void
31   initstypes()                    /* initialize source dispatch table */
32   {
33 <        extern VSMATERIAL  mirror_vs;
34 <        extern int  fsetsrc(), ssetsrc(), sphsetsrc(), rsetsrc();
35 <        extern double  fgetplaneq(), rgetplaneq();
36 <        extern double  fgetmaxdisk(), rgetmaxdisk();
37 <        static SOBJECT  fsobj = {fsetsrc, fgetplaneq, fgetmaxdisk};
38 <        static SOBJECT  ssobj = {ssetsrc};
36 <        static SOBJECT  sphsobj = {sphsetsrc};
37 <        static SOBJECT  rsobj = {rsetsrc, rgetplaneq, rgetmaxdisk};
33 >        extern VSMATERIAL  mirror_vs, direct1_vs, direct2_vs;
34 >        static SOBJECT  fsobj = {fsetsrc, flatpart, fgetplaneq, fgetmaxdisk};
35 >        static SOBJECT  ssobj = {ssetsrc, nopart};
36 >        static SOBJECT  sphsobj = {sphsetsrc, nopart};
37 >        static SOBJECT  cylsobj = {cylsetsrc, cylpart};
38 >        static SOBJECT  rsobj = {rsetsrc, flatpart, rgetplaneq, rgetmaxdisk};
39  
40          sfun[MAT_MIRROR].mf = &mirror_vs;
41 +        sfun[MAT_DIRECT1].mf = &direct1_vs;
42 +        sfun[MAT_DIRECT2].mf = &direct2_vs;
43          sfun[OBJ_FACE].of = &fsobj;
44          sfun[OBJ_SOURCE].of = &ssobj;
45          sfun[OBJ_SPHERE].of = &sphsobj;
46 +        sfun[OBJ_CYLINDER].of = &cylsobj;
47          sfun[OBJ_RING].of = &rsobj;
48   }
49  
# Line 48 | Line 52 | int
52   newsource()                     /* allocate new source in our array */
53   {
54          if (nsources == 0)
55 <                source = (SRCREC *)malloc(sizeof(SRCREC));
56 <        else
57 <                source = (SRCREC *)realloc((char *)source,
58 <                                (unsigned)(nsources+1)*sizeof(SRCREC));
55 >                source = (SRCREC *)malloc(SRCINC*sizeof(SRCREC));
56 >        else if (nsources%SRCINC == 0)
57 >                source = (SRCREC *)realloc((void *)source,
58 >                                (unsigned)(nsources+SRCINC)*sizeof(SRCREC));
59          if (source == NULL)
60                  return(-1);
61          source[nsources].sflags = 0;
62          source[nsources].nhits = 1;
63 <        source[nsources].ntests = 2;    /* initial hit probability = 1/2 */
63 >        source[nsources].ntests = 2;    /* initial hit probability = 50% */
64 > #if SHADCACHE
65 >        source[nsources].obscache = NULL;
66 > #endif
67          return(nsources++);
68   }
69  
70  
71 + void
72 + setflatss(src)                          /* set sampling for a flat source */
73 + register SRCREC  *src;
74 + {
75 +        double  mult;
76 +        register int  i;
77 +
78 +        src->ss[SV][0] = src->ss[SV][1] = src->ss[SV][2] = 0.0;
79 +        for (i = 0; i < 3; i++)
80 +                if (src->snorm[i] < 0.6 && src->snorm[i] > -0.6)
81 +                        break;
82 +        src->ss[SV][i] = 1.0;
83 +        fcross(src->ss[SU], src->ss[SV], src->snorm);
84 +        mult = .5 * sqrt( src->ss2 / DOT(src->ss[SU],src->ss[SU]) );
85 +        for (i = 0; i < 3; i++)
86 +                src->ss[SU][i] *= mult;
87 +        fcross(src->ss[SV], src->snorm, src->ss[SU]);
88 + }
89 +
90 +
91 + void
92   fsetsrc(src, so)                        /* set a face as a source */
93   register SRCREC  *src;
94   OBJREC  *so;
95   {
96          register FACE  *f;
97          register int  i, j;
98 +        double  d;
99          
100          src->sa.success = 2*AIMREQT-1;          /* bitch on second failure */
101          src->so = so;
# Line 83 | Line 112 | OBJREC  *so;
112                  objerror(so, USER, "cannot hit center");
113          src->sflags |= SFLAT;
114          VCOPY(src->snorm, f->norm);
86 –        src->ss = sqrt(f->area / PI);
115          src->ss2 = f->area;
116 +                                                /* find maximum radius */
117 +        src->srad = 0.;
118 +        for (i = 0; i < f->nv; i++) {
119 +                d = dist2(VERTEX(f,i), src->sloc);
120 +                if (d > src->srad)
121 +                        src->srad = d;
122 +        }
123 +        src->srad = sqrt(src->srad);
124 +                                                /* compute size vectors */
125 +        if (f->nv == 4)                         /* parallelogram case */
126 +                for (j = 0; j < 3; j++) {
127 +                        src->ss[SU][j] = .5*(VERTEX(f,1)[j]-VERTEX(f,0)[j]);
128 +                        src->ss[SV][j] = .5*(VERTEX(f,3)[j]-VERTEX(f,0)[j]);
129 +                }
130 +        else
131 +                setflatss(src);
132   }
133  
134  
135 + void
136   ssetsrc(src, so)                        /* set a source as a source */
137   register SRCREC  *src;
138   register OBJREC  *so;
# Line 105 | Line 150 | register OBJREC  *so;
150          theta = PI/180.0/2.0 * so->oargs.farg[3];
151          if (theta <= FTINY)
152                  objerror(so, USER, "zero size");
108 –        src->ss = theta >= PI/4 ? 1.0 : tan(theta);
153          src->ss2 = 2.0*PI * (1.0 - cos(theta));
154 +                                        /* the following is approximate */
155 +        src->srad = sqrt(src->ss2/PI);
156 +        VCOPY(src->snorm, src->sloc);
157 +        setflatss(src);                 /* hey, whatever works */
158 +        src->ss[SW][0] = src->ss[SW][1] = src->ss[SW][2] = 0.0;
159   }
160  
161  
162 + void
163   sphsetsrc(src, so)                      /* set a sphere as a source */
164   register SRCREC  *src;
165   register OBJREC  *so;
166   {
167 +        register int  i;
168 +
169          src->sa.success = 2*AIMREQT-1;          /* bitch on second failure */
170          src->so = so;
171          if (so->oargs.nfargs != 4)
# Line 121 | Line 173 | register OBJREC  *so;
173          if (so->oargs.farg[3] <= FTINY)
174                  objerror(so, USER, "illegal radius");
175          VCOPY(src->sloc, so->oargs.farg);
176 <        src->ss = so->oargs.farg[3];
177 <        src->ss2 = PI * src->ss * src->ss;
176 >        src->srad = so->oargs.farg[3];
177 >        src->ss2 = PI * src->srad * src->srad;
178 >        for (i = 0; i < 3; i++)
179 >                src->ss[SU][i] = src->ss[SV][i] = src->ss[SW][i] = 0.0;
180 >        for (i = 0; i < 3; i++)
181 >                src->ss[i][i] = .7236 * so->oargs.farg[3];
182   }
183  
184  
185 + void
186   rsetsrc(src, so)                        /* set a ring (disk) as a source */
187   register SRCREC  *src;
188   OBJREC  *so;
# Line 141 | Line 198 | OBJREC  *so;
198                  objerror(so, USER, "cannot hit center");
199          src->sflags |= SFLAT;
200          VCOPY(src->snorm, co->ad);
201 <        src->ss = CO_R1(co);
202 <        src->ss2 = PI * src->ss * src->ss;
201 >        src->srad = CO_R1(co);
202 >        src->ss2 = PI * src->srad * src->srad;
203 >        setflatss(src);
204   }
205  
206  
207 + void
208 + cylsetsrc(src, so)                      /* set a cylinder as a source */
209 + register SRCREC  *src;
210 + OBJREC  *so;
211 + {
212 +        register CONE  *co;
213 +        register int  i;
214 +        
215 +        src->sa.success = 4*AIMREQT-1;          /* bitch on fourth failure */
216 +        src->so = so;
217 +                                                /* get the cylinder */
218 +        co = getcone(so, 0);
219 +        if (CO_R0(co) > .2*co->al)              /* heuristic constraint */
220 +                objerror(so, WARNING, "source aspect too small");
221 +        src->sflags |= SCYL;
222 +        for (i = 0; i < 3; i++)
223 +                src->sloc[i] = .5 * (CO_P1(co)[i] + CO_P0(co)[i]);
224 +        src->srad = .5*co->al;
225 +        src->ss2 = 2.*CO_R0(co)*co->al;
226 +                                                /* set sampling vectors */
227 +        for (i = 0; i < 3; i++)
228 +                src->ss[SU][i] = .5 * co->al * co->ad[i];
229 +        src->ss[SV][0] = src->ss[SV][1] = src->ss[SV][2] = 0.0;
230 +        for (i = 0; i < 3; i++)
231 +                if (co->ad[i] < 0.6 && co->ad[i] > -0.6)
232 +                        break;
233 +        src->ss[SV][i] = 1.0;
234 +        fcross(src->ss[SW], src->ss[SV], co->ad);
235 +        normalize(src->ss[SW]);
236 +        for (i = 0; i < 3; i++)
237 +                src->ss[SW][i] *= .8559 * CO_R0(co);
238 +        fcross(src->ss[SV], src->ss[SW], co->ad);
239 + }
240 +
241 +
242   SPOT *
243   makespot(m)                     /* make a spotlight */
244   register OBJREC  *m;
245   {
153 –        extern double  cos();
246          register SPOT  *ns;
247  
248 +        if ((ns = (SPOT *)m->os) != NULL)
249 +                return(ns);
250          if ((ns = (SPOT *)malloc(sizeof(SPOT))) == NULL)
251                  return(NULL);
252          ns->siz = 2.0*PI * (1.0 - cos(PI/180.0/2.0 * m->oargs.farg[3]));
253          VCOPY(ns->aim, m->oargs.farg+4);
254          if ((ns->flen = normalize(ns->aim)) == 0.0)
255                  objerror(m, USER, "zero focus vector");
256 +        m->os = (char *)ns;
257          return(ns);
258   }
259  
260  
261 + int
262 + spotout(r, s)                   /* check if we're outside spot region */
263 + register RAY  *r;
264 + register SPOT  *s;
265 + {
266 +        double  d;
267 +        FVECT  vd;
268 +        
269 +        if (s == NULL)
270 +                return(0);
271 +        if (s->flen < -FTINY) {         /* distant source */
272 +                vd[0] = s->aim[0] - r->rorg[0];
273 +                vd[1] = s->aim[1] - r->rorg[1];
274 +                vd[2] = s->aim[2] - r->rorg[2];
275 +                d = DOT(r->rdir,vd);
276 +                /*                      wrong side?
277 +                if (d <= FTINY)
278 +                        return(1);      */
279 +                d = DOT(vd,vd) - d*d;
280 +                if (PI*d > s->siz)
281 +                        return(1);      /* out */
282 +                return(0);      /* OK */
283 +        }
284 +                                        /* local source */
285 +        if (s->siz < 2.0*PI * (1.0 + DOT(s->aim,r->rdir)))
286 +                return(1);      /* out */
287 +        return(0);      /* OK */
288 + }
289 +
290 +
291   double
292   fgetmaxdisk(ocent, op)          /* get center and squared radius of face */
293   FVECT  ocent;
294   OBJREC  *op;
295   {
296          double  maxrad2;
297 <        double  d2;
297 >        double  d;
298          register int  i, j;
299          register FACE  *f;
300          
301          f = getface(op);
302 +        if (f->area == 0.)
303 +                return(0.);
304          for (i = 0; i < 3; i++) {
305                  ocent[i] = 0.;
306                  for (j = 0; j < f->nv; j++)
307                          ocent[i] += VERTEX(f,j)[i];
308                  ocent[i] /= (double)f->nv;
309          }
310 <        if (f->area == 0.)
311 <                return(0.);
310 >        d = DOT(ocent,f->norm);
311 >        for (i = 0; i < 3; i++)
312 >                ocent[i] += (f->offset - d)*f->norm[i];
313          maxrad2 = 0.;
314          for (j = 0; j < f->nv; j++) {
315 <                d2 = dist2(VERTEX(f,j), ocent);
316 <                if (d2 > maxrad2)
317 <                        maxrad2 = d2;
315 >                d = dist2(VERTEX(f,j), ocent);
316 >                if (d > maxrad2)
317 >                        maxrad2 = d;
318          }
319          return(maxrad2);
320   }
# Line 231 | Line 359 | OBJREC  *op;
359   }
360  
361  
362 < sourcehit(r)                    /* check to see if ray hit distant source */
363 < register RAY  *r;
362 > int
363 > commonspot(sp1, sp2, org)       /* set sp1 to intersection of sp1 and sp2 */
364 > register SPOT  *sp1, *sp2;
365 > FVECT  org;
366   {
367 <        int  first, last;
367 >        FVECT  cent;
368 >        double  rad2, cos1, cos2;
369 >
370 >        cos1 = 1. - sp1->siz/(2.*PI);
371 >        cos2 = 1. - sp2->siz/(2.*PI);
372 >        if (sp2->siz >= 2.*PI-FTINY)            /* BIG, just check overlap */
373 >                return(DOT(sp1->aim,sp2->aim) >= cos1*cos2 -
374 >                                        sqrt((1.-cos1*cos1)*(1.-cos2*cos2)));
375 >                                /* compute and check disks */
376 >        rad2 = intercircle(cent, sp1->aim, sp2->aim,
377 >                        1./(cos1*cos1) - 1.,  1./(cos2*cos2) - 1.);
378 >        if (rad2 <= FTINY || normalize(cent) == 0.)
379 >                return(0);
380 >        VCOPY(sp1->aim, cent);
381 >        sp1->siz = 2.*PI*(1. - 1./sqrt(1.+rad2));
382 >        return(1);
383 > }
384 >
385 >
386 > int
387 > commonbeam(sp1, sp2, dir)       /* set sp1 to intersection of sp1 and sp2 */
388 > register SPOT  *sp1, *sp2;
389 > FVECT  dir;
390 > {
391 >        FVECT  cent, c1, c2;
392 >        double  rad2, d;
393          register int  i;
394 +                                        /* move centers to common plane */
395 +        d = DOT(sp1->aim, dir);
396 +        for (i = 0; i < 3; i++)
397 +                c1[i] = sp1->aim[i] - d*dir[i];
398 +        d = DOT(sp2->aim, dir);
399 +        for (i = 0; i < 3; i++)
400 +                c2[i] = sp2->aim[i] - d*dir[i];
401 +                                        /* compute overlap */
402 +        rad2 = intercircle(cent, c1, c2, sp1->siz/PI, sp2->siz/PI);
403 +        if (rad2 <= FTINY)
404 +                return(0);
405 +        VCOPY(sp1->aim, cent);
406 +        sp1->siz = PI*rad2;
407 +        return(1);
408 + }
409  
240 –        if (r->rsrc >= 0) {             /* check only one if aimed */
241 –                first = last = r->rsrc;
242 –        } else {                        /* otherwise check all */
243 –                first = 0; last = nsources-1;
244 –        }
245 –        for (i = first; i <= last; i++)
246 –                if (source[i].sflags & SDISTANT)
247 –                        /*
248 –                         * Check to see if ray is within
249 –                         * solid angle of source.
250 –                         */
251 –                        if (2.0*PI * (1.0 - DOT(source[i].sloc,r->rdir))
252 –                                        <= source[i].ss2) {
253 –                                r->ro = source[i].so;
254 –                                if (!(source[i].sflags & SSKIP))
255 –                                        break;
256 –                        }
410  
411 <        if (r->ro != NULL) {
412 <                for (i = 0; i < 3; i++)
413 <                        r->ron[i] = -r->rdir[i];
414 <                r->rod = 1.0;
415 <                r->rox = NULL;
411 > int
412 > checkspot(sp, nrm)              /* check spotlight for behind source */
413 > register SPOT  *sp;     /* spotlight */
414 > FVECT  nrm;             /* source surface normal */
415 > {
416 >        double  d, d1;
417 >
418 >        d = DOT(sp->aim, nrm);
419 >        if (d > FTINY)                  /* center in front? */
420                  return(1);
421 <        }
422 <        return(0);
421 >                                        /* else check horizon */
422 >        d1 = 1. - sp->siz/(2.*PI);
423 >        return(1.-FTINY-d*d < d1*d1);
424   }
425  
426  
427 < #define  wrongsource(m, r)      (m->otype!=MAT_ILLUM && \
428 <                                r->rsrc>=0 && \
429 <                                source[r->rsrc].so!=r->ro)
427 > double
428 > spotdisk(oc, op, sp, pos)       /* intersect spot with object op */
429 > FVECT  oc;
430 > OBJREC  *op;
431 > register SPOT  *sp;
432 > FVECT  pos;
433 > {
434 >        FVECT  onorm;
435 >        double  offs, d, dist;
436 >        register int  i;
437  
438 < #define  badambient(m, r)       ((r->crtype&(AMBIENT|SHADOW))==AMBIENT && \
439 <                                !(m->otype==MAT_GLOW&&r->rot>m->oargs.farg[3]))
438 >        offs = getplaneq(onorm, op);
439 >        d = -DOT(onorm, sp->aim);
440 >        if (d >= -FTINY && d <= FTINY)
441 >                return(0.);
442 >        dist = (DOT(pos, onorm) - offs)/d;
443 >        if (dist < 0.)
444 >                return(0.);
445 >        for (i = 0; i < 3; i++)
446 >                oc[i] = pos[i] + dist*sp->aim[i];
447 >        return(sp->siz*dist*dist/PI/(d*d));
448 > }
449  
276 – #define  passillum(m, r)        (m->otype==MAT_ILLUM && \
277 –                                !(r->rsrc>=0&&source[r->rsrc].so==r->ro))
450  
451 <
452 < m_light(m, r)                   /* ray hit a light source */
453 < register OBJREC  *m;
454 < register RAY  *r;
451 > double
452 > beamdisk(oc, op, sp, dir)       /* intersect beam with object op */
453 > FVECT  oc;
454 > OBJREC  *op;
455 > register SPOT  *sp;
456 > FVECT  dir;
457   {
458 <                                                /* check for over-counting */
459 <        if (wrongsource(m, r) || badambient(m, r))
460 <                return;
287 <                                                /* check for passed illum */
288 <        if (passillum(m, r)) {
458 >        FVECT  onorm;
459 >        double  offs, d, dist;
460 >        register int  i;
461  
462 <                if (m->oargs.nsargs < 1 || !strcmp(m->oargs.sarg[0], VOIDID))
463 <                        raytrans(r);
464 <                else
465 <                        rayshade(r, modifier(m->oargs.sarg[0]));
462 >        offs = getplaneq(onorm, op);
463 >        d = -DOT(onorm, dir);
464 >        if (d >= -FTINY && d <= FTINY)
465 >                return(0.);
466 >        dist = (DOT(sp->aim, onorm) - offs)/d;
467 >        for (i = 0; i < 3; i++)
468 >                oc[i] = sp->aim[i] + dist*dir[i];
469 >        return(sp->siz/PI/(d*d));
470 > }
471  
472 <                                                /* otherwise treat as source */
472 >
473 > double
474 > intercircle(cc, c1, c2, r1s, r2s)       /* intersect two circles */
475 > FVECT  cc;                      /* midpoint (return value) */
476 > FVECT  c1, c2;                  /* circle centers */
477 > double  r1s, r2s;               /* radii squared */
478 > {
479 >        double  a2, d2, l;
480 >        FVECT  disp;
481 >        register int  i;
482 >
483 >        for (i = 0; i < 3; i++)
484 >                disp[i] = c2[i] - c1[i];
485 >        d2 = DOT(disp,disp);
486 >                                        /* circle within overlap? */
487 >        if (r1s < r2s) {
488 >                if (r2s >= r1s + d2) {
489 >                        VCOPY(cc, c1);
490 >                        return(r1s);
491 >                }
492          } else {
493 <                                                /* check for behind */
494 <                if (r->rod < 0.0)
495 <                        return;
496 <                                                /* get distribution pattern */
301 <                raytexture(r, m->omod);
302 <                                                /* get source color */
303 <                setcolor(r->rcol, m->oargs.farg[0],
304 <                                  m->oargs.farg[1],
305 <                                  m->oargs.farg[2]);
306 <                                                /* modify value */
307 <                multcolor(r->rcol, r->pcol);
493 >                if (r1s >= r2s + d2) {
494 >                        VCOPY(cc, c2);
495 >                        return(r2s);
496 >                }
497          }
498 +        a2 = .25*(2.*(r1s+r2s) - d2 - (r2s-r1s)*(r2s-r1s)/d2);
499 +                                        /* no overlap? */
500 +        if (a2 <= 0.)
501 +                return(0.);
502 +                                        /* overlap, compute center */
503 +        l = sqrt((r1s - a2)/d2);
504 +        for (i = 0; i < 3; i++)
505 +                cc[i] = c1[i] + l*disp[i];
506 +        return(a2);
507   }

Diff Legend

– Removed lines
+ Added lines
< Changed lines
> Changed lines