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

Comparing ray/src/rt/virtuals.c (file contents):
Revision 1.6 by greg, Fri Jun 21 13:25:42 1991 UTC vs.
Revision 1.15 by greg, Wed Jun 26 14:26:52 1991 UTC

# Line 11 | Line 11 | static char SCCSid[] = "$SunId$ LBL";
11  
12   #include  "ray.h"
13  
14 + #include  "octree.h"
15 +
16   #include  "otypes.h"
17  
18   #include  "source.h"
19  
20 + #include  "random.h"
21  
22 < double  intercircle(), getdisk();
22 > #define  MINSAMPLES     5               /* minimum number of pretest samples */
23 > #define  STESTMAX       30              /* maximum seeks per sample */
24  
25 +
26 + double  getdisk();
27 +
28   static OBJECT  *vobject;                /* virtual source objects */
29   static int  nvobjects = 0;              /* number of virtual source objects */
30  
# Line 55 | Line 62 | markvirtuals()                 /* find and mark virtual sources */
62   #endif
63                                          /* append virtual sources */
64          for (i = nsources; i-- > 0; )
65 <                if (!(source[i].sflags & SSKIP))
59 <                        addvirtuals(i, directrelay);
65 >                addvirtuals(i, directrelay);
66                                          /* done with our object list */
67          free((char *)vobject);
68          nvobjects = 0;
# Line 71 | Line 77 | int  nr;
77                                  /* check relay limit first */
78          if (nr <= 0)
79                  return;
80 +        if (source[sn].sflags & SSKIP)
81 +                return;
82                                  /* check each virtual object for projection */
83          for (i = 0; i < nvobjects; i++)
84                                          /* vproject() calls us recursively */
# Line 110 | Line 118 | OBJREC  *op;
118   register int  sn;
119   MAT4  pm;
120   {
121 <        FVECT  nsloc, nsnorm, ocent;
122 <        double  maxrad2;
121 >        FVECT  nsloc, nsnorm, ocent, v;
122 >        double  maxrad2, d;
123          int  nsflags;
116        double  d1;
124          SPOT  theirspot, ourspot;
125          register int  i;
126  
# Line 133 | Line 140 | MAT4  pm;
140                  if (source[sn].sflags & SSPOT) {
141                          copystruct(&theirspot, source[sn].sl.s);
142                          multp3(theirspot.aim, source[sn].sl.s->aim, pm);
143 +                        d = ourspot.siz;
144                          if (!commonbeam(&ourspot, &theirspot, nsloc))
145 <                                return(-1);             /* no overlap */
145 >                                return(-1);     /* no overlap */
146 >                        if (ourspot.siz < d-FTINY) {    /* it shrunk */
147 >                                d = beamdisk(v, op, &ourspot, nsloc);
148 >                                if (d <= FTINY)
149 >                                        return(-1);
150 >                                if (d < maxrad2) {
151 >                                        maxrad2 = d;
152 >                                        VCOPY(ocent, v);
153 >                                }
154 >                        }
155                  }
156          } else {                                /* local source */
157                  multp3(nsloc, source[sn].sloc, pm);
158                  for (i = 0; i < 3; i++)
159                          ourspot.aim[i] = ocent[i] - nsloc[i];
160 <                if ((d1 = normalize(ourspot.aim)) == 0.)
160 >                if ((d = normalize(ourspot.aim)) == 0.)
161                          return(-1);             /* at source!! */
162 <                if (source[sn].sflags & SPROX && d1 > source[sn].sl.prox)
162 >                if (source[sn].sflags & SPROX && d > source[sn].sl.prox)
163                          return(-1);             /* too far away */
147                ourspot.siz = 2.*PI*(1. - d1/sqrt(d1*d1+maxrad2));
164                  ourspot.flen = 0.;
165 +                if (d*d > maxrad2)
166 +                        ourspot.siz = 2.*PI*(1. - sqrt(1.-maxrad2/(d*d)));
167 +                else
168 +                        nsflags &= ~SSPOT;
169                  if (source[sn].sflags & SSPOT) {
170                          copystruct(&theirspot, source[sn].sl.s);
171                          multv3(theirspot.aim, source[sn].sl.s->aim, pm);
172 <                        if (!commonspot(&ourspot, &theirspot, nsloc))
173 <                                return(-1);     /* no overlap */
174 <                        ourspot.flen = theirspot.flen;
172 >                        if (nsflags & SSPOT) {
173 >                                ourspot.flen = theirspot.flen;
174 >                                d = ourspot.siz;
175 >                                if (!commonspot(&ourspot, &theirspot, nsloc))
176 >                                        return(-1);     /* no overlap */
177 >                        } else {
178 >                                nsflags |= SSPOT;
179 >                                copystruct(&ourspot, &theirspot);
180 >                                d = 2.*ourspot.siz;
181 >                        }
182 >                        if (ourspot.siz < d-FTINY) {    /* it shrunk */
183 >                                d = spotdisk(v, op, &ourspot, nsloc);
184 >                                if (d <= FTINY)
185 >                                        return(-1);
186 >                                if (d < maxrad2) {
187 >                                        maxrad2 = d;
188 >                                        VCOPY(ocent, v);
189 >                                }
190 >                        }
191                  }
192                  if (source[sn].sflags & SFLAT) {        /* behind source? */
193                          multv3(nsnorm, source[sn].snorm, pm);
194 <                        if (checkspot(&ourspot, nsnorm) < 0)
194 >                        if (!checkspot(&ourspot, nsnorm))
195                                  return(-1);
196                  }
197          }
198 <                                        /* everything is OK, make source */
198 >                                        /* pretest visibility */
199 >        nsflags = vstestvis(nsflags, op, ocent, maxrad2, sn);
200 >        if (nsflags & SSKIP)
201 >                return(-1);     /* obstructed */
202 >                                        /* it all checks out, so make it */
203          if ((i = newsource()) < 0)
204                  goto memerr;
205          source[i].sflags = nsflags;
# Line 167 | Line 207 | MAT4  pm;
207          if (nsflags & SFLAT)
208                  VCOPY(source[i].snorm, nsnorm);
209          source[i].ss = source[sn].ss; source[i].ss2 = source[sn].ss2;
210 <        if ((source[i].sl.s = (SPOT *)malloc(sizeof(SPOT))) == NULL)
211 <                goto memerr;
212 <        copystruct(source[i].sl.s, &ourspot);
210 >        if (nsflags & SSPOT) {
211 >                if ((source[i].sl.s = (SPOT *)malloc(sizeof(SPOT))) == NULL)
212 >                        goto memerr;
213 >                copystruct(source[i].sl.s, &ourspot);
214 >        }
215          if (nsflags & SPROX)
216                  source[i].sl.prox = source[sn].sl.prox;
217          source[i].sa.svnext = sn;
# Line 189 | Line 231 | register int  sn;
231          double  rad2, roffs, offs, d, rd, rdoto;
232          FVECT  rnrm, nrm;
233                                  /* first, use object getdisk function */
234 <        rad2 = (*sfun[op->otype].of->getdisk)(oc, op);
234 >        rad2 = getmaxdisk(oc, op);
235          if (!(source[sn].sflags & SVIRTUAL))
236                  return(rad2);           /* all done for normal source */
237                                  /* check for correct side of relay surface */
238 <        roffs = (*sfun[source[sn].so->otype].of->getpleq)(rnrm, source[sn].so);
238 >        roffs = getplaneq(rnrm, source[sn].so);
239          rd = DOT(rnrm, source[sn].sloc);        /* source projection */
240          if (!(source[sn].sflags & SDISTANT))
241                  rd -= roffs;
# Line 201 | Line 243 | register int  sn;
243          if ((d > 0.) ^ (rd > 0.))
244                  return(rad2);           /* OK if opposite sides */
245          if (d*d >= rad2)
246 <                return(.0);             /* no relay is possible */
246 >                return(0.);             /* no relay is possible */
247                                  /* we need a closer look */
248 <        offs = (*sfun[op->otype].of->getpleq)(nrm, op);
248 >        offs = getplaneq(nrm, op);
249          rdoto = DOT(rnrm, nrm);
250          if (d*d >= rad2*(1.-rdoto*rdoto))
251                  return(0.);             /* disk entirely on projection side */
# Line 212 | Line 254 | register int  sn;
254   }
255  
256  
257 < commonspot(sp1, sp2, org)       /* set sp1 to intersection of sp1 and sp2 */
258 < register SPOT  *sp1, *sp2;
259 < FVECT  org;
257 > int
258 > vstestvis(f, o, oc, or2, sn)            /* pretest source visibility */
259 > int  f;                 /* virtual source flags */
260 > OBJREC  *o;             /* relay object */
261 > FVECT  oc;              /* relay object center */
262 > double  or2;            /* relay object radius squared */
263 > register int  sn;       /* target source number */
264   {
265 <        FVECT  cent;
266 <        double  rad2, cos1, cos2;
267 <
268 <        cos1 = 1. - sp1->siz/(2.*PI);
269 <        cos2 = 1. - sp2->siz/(2.*PI);
270 <        if (sp2->siz >= 2.*PI-FTINY)            /* BIG, just check overlap */
271 <                return(DOT(sp1->aim,sp2->aim) >= cos1*cos2 -
272 <                                        sqrt((1.-cos1*cos1)*(1.-cos2*cos2)));
273 <                                /* compute and check disks */
274 <        rad2 = intercircle(cent, sp1->aim, sp2->aim,
275 <                        1./(cos1*cos1) - 1.,  1./(cos2*cos2) - 1.);
276 <        if (rad2 <= FTINY || normalize(cent) == 0.)
277 <                return(0);
278 <        VCOPY(sp1->aim, cent);
279 <        sp1->siz = 2.*PI*(1. - 1./sqrt(1.+rad2));
280 <        return(1);
281 < }
282 <
237 <
238 < commonbeam(sp1, sp2, dir)       /* set sp1 to intersection of sp1 and sp2 */
239 < register SPOT  *sp1, *sp2;
240 < FVECT  dir;
241 < {
242 <        FVECT  cent, c1, c2;
243 <        double  rad2, d;
244 <        register int  i;
245 <                                        /* move centers to common plane */
246 <        d = DOT(sp1->aim, dir);
247 <        for (i = 0; i < 3; i++)
248 <                c1[i] = sp1->aim[i] - d*dir[i];
249 <        d = DOT(sp2->aim, dir);
250 <        for (i = 0; i < 3; i++)
251 <                c2[i] = sp2->aim[i] - d*dir[i];
252 <                                        /* compute overlap */
253 <        rad2 = intercircle(cent, c1, c2, sp1->siz/PI, sp2->siz/PI);
254 <        if (rad2 <= FTINY)
255 <                return(0);
256 <        VCOPY(sp1->aim, cent);
257 <        sp1->siz = PI*rad2;
258 <        return(1);
259 < }
260 <
261 <
262 < checkspot(sp, nrm)              /* check spotlight for behind source */
263 < register SPOT  *sp;
264 < FVECT  nrm;
265 < {
266 <        double  d, d1;
267 <
268 <        d = DOT(sp->aim, nrm);
269 <        if (d > FTINY)                  /* center in front? */
270 <                return(0);
271 <                                        /* else check horizon */
272 <        d1 = 1. - sp->siz/(2.*PI);
273 <        return(1.-FTINY-d*d > d1*d1);
274 < }
275 <
276 <
277 < double
278 < intercircle(cc, c1, c2, r1s, r2s)       /* intersect two circles */
279 < FVECT  cc;                      /* midpoint (return value) */
280 < FVECT  c1, c2;                  /* circle centers */
281 < double  r1s, r2s;               /* radii squared */
282 < {
283 <        double  a2, d2, l;
284 <        FVECT  disp;
285 <        register int  i;
286 <
287 <        for (i = 0; i < 3; i++)
288 <                disp[i] = c2[i] - c1[i];
289 <        d2 = DOT(disp,disp);
290 <                                        /* circle within overlap? */
291 <        if (r1s < r2s) {
292 <                if (r2s >= r1s + d2) {
293 <                        VCOPY(cc, c1);
294 <                        return(r1s);
295 <                }
265 >        RAY  sr;
266 >        FVECT  onorm;
267 >        FVECT  offsdir;
268 >        double  or, d;
269 >        int  infront;
270 >        int  ssn;
271 >        int  nhit, nok;
272 >        register int  i, n;
273 >                                /* return if pretesting disabled */
274 >        if (vspretest <= 0)
275 >                return(f);
276 >                                /* get surface normal */
277 >        getplaneq(onorm, o);
278 >                                /* set number of rays to sample */
279 >        if (source[sn].sflags & SDISTANT) {
280 >                n = (2./3.*PI*PI)*or2/(thescene.cusize*thescene.cusize)*
281 >                                vspretest + .5;
282 >                infront = DOT(onorm, source[sn].sloc) > 0.;
283          } else {
284 <                if (r1s >= r2s + d2) {
285 <                        VCOPY(cc, c2);
286 <                        return(r2s);
284 >                for (i = 0; i < 3; i++)
285 >                        offsdir[i] = source[sn].sloc[i] - oc[i];
286 >                n = or2/DOT(offsdir,offsdir)*vspretest + .5;
287 >                infront = DOT(onorm, offsdir) > 0.;
288 >        }
289 >        if (n < MINSAMPLES) n = MINSAMPLES;
290 > #ifdef DEBUG
291 >        fprintf(stderr, "pretesting source %d in object %s with %d rays\n",
292 >                        sn, o->oname, n);
293 > #endif
294 >                                /* sample */
295 >        or = sqrt(or2);
296 >        ssn = STESTMAX*n;
297 >        nhit = nok = 0;
298 >        while (n-- > 0) {
299 >                                        /* get sample point */
300 >                do {
301 >                        if (--ssn < 0) {
302 > #ifdef DEBUG
303 >                                fprintf(stderr, "\ttoo hard to hit\n");
304 > #endif
305 >                                return(f);      /* too small a target! */
306 >                        }
307 >                        for (i = 0; i < 3; i++)
308 >                                offsdir[i] = or*(1. -
309 >                                                2.*urand(931*i+5827+ssn));
310 >                        for (i = 0; i < 3; i++)
311 >                                sr.rorg[i] = oc[i] + offsdir[i];
312 >                        d = DOT(offsdir,onorm);
313 >                        if (infront)
314 >                                for (i = 0; i < 3; i++) {
315 >                                        sr.rorg[i] -= (d-.0001)*onorm[i];
316 >                                        sr.rdir[i] = -onorm[i];
317 >                                }
318 >                        else
319 >                                for (i = 0; i < 3; i++) {
320 >                                        sr.rorg[i] -= (d+.0001)*onorm[i];
321 >                                        sr.rdir[i] = onorm[i];
322 >                                }
323 >                        rayorigin(&sr, NULL, PRIMARY, 1.0);
324 >                } while (!(*ofun[o->otype].funp)(o, &sr));
325 >                                        /* check against source */
326 >                samplendx++;
327 >                if (srcray(&sr, NULL, sn) == 0.)
328 >                        continue;
329 >                sr.revf = srcvalue;
330 >                rayvalue(&sr);
331 >                if (bright(sr.rcol) <= FTINY)
332 >                        continue;
333 >                nok++;
334 >                                        /* check against obstructions */
335 >                srcray(&sr, NULL, sn);
336 >                rayvalue(&sr);
337 >                if (bright(sr.rcol) > FTINY)
338 >                        nhit++;
339 >                if (nhit > 0 && nhit < nok) {
340 > #ifdef DEBUG
341 >                        fprintf(stderr, "\tpartially occluded\n");
342 > #endif
343 >                        return(f);              /* need to shadow test */
344                  }
345          }
346 <        a2 = .25*(2.*(r1s+r2s) - d2 - (r2s-r1s)*(r2s-r1s)/d2);
347 <                                        /* no overlap? */
348 <        if (a2 <= 0.)
349 <                return(0.);
350 <                                        /* overlap, compute center */
351 <        l = sqrt((r1s - a2)/d2);
352 <        for (i = 0; i < 3; i++)
353 <                cc[i] = c1[i] + l*disp[i];
354 <        return(a2);
346 >        if (nhit == 0) {
347 > #ifdef DEBUG
348 >                fprintf(stderr, "\t0%% hit rate\n");
349 > #endif
350 >                return(f | SSKIP);      /* 0% hit rate:  totally occluded */
351 >        }
352 > #ifdef DEBUG
353 >        fprintf(stderr, "\t100%% hit rate\n");
354 > #endif
355 >        return(f & ~SFOLLOW);           /* 100% hit rate:  no occlusion */
356   }
357 <
357 >        
358  
359   #ifdef DEBUG
360   virtverb(sn, fp)        /* print verbose description of virtual source */

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