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

Comparing ray/src/rt/virtuals.c (file contents):
Revision 1.21 by greg, Mon Aug 5 09:02:42 1991 UTC vs.
Revision 2.22 by greg, Fri May 22 11:20:43 2015 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   * Routines for simulating virtual light sources
6   *      Thus far, we only support planar mirrors.
7 + *
8 + *  External symbols declared in source.h
9   */
10  
11 + #include "copyright.h"
12 +
13   #include  "ray.h"
14  
14 – #include  "octree.h"
15 –
15   #include  "otypes.h"
16  
17   #include  "source.h"
18  
19   #include  "random.h"
20  
21 < #define  MINSAMPLES     5               /* minimum number of pretest samples */
22 < #define  STESTMAX       30              /* maximum seeks per sample */
21 > #define  MINSAMPLES     16              /* minimum number of pretest samples */
22 > #define  STESTMAX       32              /* maximum seeks per sample */
23  
24 + #define FEQ(a,b)        ((a)-(b)+FTINY >= 0 && (b)-(a)+FTINY >= 0)
25  
26 – double  getdisk();
26  
27   static OBJECT  *vobject;                /* virtual source objects */
28   static int  nvobjects = 0;              /* number of virtual source objects */
29  
30  
31 < markvirtuals()                  /* find and mark virtual sources */
31 > static int
32 > isident4(MAT4 m)
33   {
34 <        register OBJREC  *o;
35 <        register int  i;
34 >        int     i, j;
35 >
36 >        for (i = 4; i--; )
37 >                for (j = 4; j--; )
38 >                        if (!FEQ(m[i][j], i==j))
39 >                                return(0);
40 >        return(1);
41 > }
42 >
43 >
44 > void
45 > markvirtuals(void)                      /* find and mark virtual sources */
46 > {
47 >        OBJREC  *o;
48 >        int  i;
49                                          /* check number of direct relays */
50          if (directrelay <= 0)
51                  return;
52                                          /* find virtual source objects */
53 <        for (i = 0; i < nobjects; i++) {
53 >        for (i = 0; i < nsceneobjs; i++) {
54                  o = objptr(i);
55                  if (!issurface(o->otype) || o->omod == OVOID)
56                          continue;
57 <                if (!isvlight(objptr(o->omod)->otype))
57 >                if (!isvlight(vsmaterial(o)->otype))
58                          continue;
59                  if (sfun[o->otype].of == NULL ||
60                                  sfun[o->otype].of->getpleq == NULL) {
# Line 51 | Line 64 | markvirtuals()                 /* find and mark virtual sources */
64                  if (nvobjects == 0)
65                          vobject = (OBJECT *)malloc(sizeof(OBJECT));
66                  else
67 <                        vobject = (OBJECT *)realloc((char *)vobject,
67 >                        vobject = (OBJECT *)realloc((void *)vobject,
68                                  (unsigned)(nvobjects+1)*sizeof(OBJECT));
69                  if (vobject == NULL)
70                          error(SYSTEM, "out of memory in addvirtuals");
# Line 66 | Line 79 | markvirtuals()                 /* find and mark virtual sources */
79          for (i = nsources; i-- > 0; )
80                  addvirtuals(i, directrelay);
81                                          /* done with our object list */
82 <        free((char *)vobject);
82 >        free((void *)vobject);
83          nvobjects = 0;
84   }
85  
86  
87 < addvirtuals(sn, nr)             /* add virtuals associated with source */
88 < int  sn;
89 < int  nr;
87 > void
88 > addvirtuals(            /* add virtuals associated with source */
89 >        int  sn,
90 >        int  nr
91 > )
92   {
93 <        register int  i;
93 >        int  i;
94                                  /* check relay limit first */
95          if (nr <= 0)
96                  return;
# Line 88 | Line 103 | int  nr;
103   }
104  
105  
106 < vproject(o, sn, n)              /* create projected source(s) if they exist */
107 < OBJREC  *o;
108 < int  sn;
109 < int  n;
106 > void
107 > vproject(               /* create projected source(s) if they exist */
108 >        OBJREC  *o,
109 >        int  sn,
110 >        int  n
111 > )
112   {
113 <        register int  i;
114 <        register VSMATERIAL  *vsmat;
113 >        int  i;
114 >        VSMATERIAL  *vsmat;
115          MAT4  proj;
116          int  ns;
117  
118          if (o == source[sn].so) /* objects cannot project themselves */
119                  return;
120                                  /* get virtual source material */
121 <        vsmat = sfun[objptr(o->omod)->otype].mf;
121 >        vsmat = sfun[vsmaterial(o)->otype].mf;
122                                  /* project virtual sources */
123          for (i = 0; i < vsmat->nproj; i++)
124                  if ((*vsmat->vproj)(proj, o, &source[sn], i))
# Line 115 | Line 132 | int  n;
132   }
133  
134  
135 + OBJREC *
136 + vsmaterial(                     /* get virtual source material pointer */
137 +        OBJREC  *o
138 + )
139 + {
140 +        int  i;
141 +        OBJREC  *m;
142 +
143 +        i = o->omod;
144 +        m = findmaterial(objptr(i));
145 +        if (m == NULL)
146 +                return(objptr(i));
147 +        if (m->otype != MAT_ILLUM || m->oargs.nsargs < 1 ||
148 +                        !strcmp(m->oargs.sarg[0], VOIDID) ||
149 +                        (i = lastmod(objndx(m), m->oargs.sarg[0])) == OVOID)
150 +                return(m);              /* direct modifier */
151 +        return(objptr(i));              /* illum alternate */
152 + }
153 +
154 +
155   int
156 < makevsrc(op, sn, pm)            /* make virtual source if reasonable */
157 < OBJREC  *op;
158 < register int  sn;
159 < MAT4  pm;
156 > makevsrc(               /* make virtual source if reasonable */
157 >        OBJREC  *op,
158 >        int  sn,
159 >        MAT4  pm
160 > )
161   {
162          FVECT  nsloc, nsnorm, ocent, v;
163          double  maxrad2, d;
164          int  nsflags;
165          SPOT  theirspot, ourspot;
166 <        register int  i;
167 <
166 >        int  i;
167 >                                        /* check for no-op */
168 >        if (isident4(pm))
169 >                return(0);
170          nsflags = source[sn].sflags | (SVIRTUAL|SSPOT|SFOLLOW);
171                                          /* get object center and max. radius */
172          maxrad2 = getdisk(ocent, op, sn);
# Line 140 | Line 180 | MAT4  pm;
180                  normalize(nsloc);
181                  VCOPY(ourspot.aim, ocent);
182                  ourspot.siz = PI*maxrad2;
183 <                ourspot.flen = 0.;
183 >                ourspot.flen = -1.;
184                  if (source[sn].sflags & SSPOT) {
185                          multp3(theirspot.aim, source[sn].sl.s->aim, pm);
186 +                                                /* adjust for source size */
187                          d = sqrt(dist2(ourspot.aim, theirspot.aim));
188 <                        d = sqrt(source[sn].sl.s->siz/PI) + d*source[sn].ss;
188 >                        d = sqrt(source[sn].sl.s->siz/PI) + d*source[sn].srad;
189                          theirspot.siz = PI*d*d;
190                          ourspot.flen = theirspot.flen = source[sn].sl.s->flen;
191                          d = ourspot.siz;
# Line 169 | Line 210 | MAT4  pm;
210                  if (source[sn].sflags & SPROX && d > source[sn].sl.prox)
211                          return(-1);             /* too far away */
212                  ourspot.flen = 0.;
213 <                d = (sqrt(maxrad2) + source[sn].ss) / d;
213 >                                                /* adjust for source size */
214 >                d = (sqrt(maxrad2) + source[sn].srad) / d;
215                  if (d < 1.-FTINY)
216                          ourspot.siz = 2.*PI*(1. - sqrt(1.-d*d));
217                  else
218                          nsflags &= ~SSPOT;
219                  if (source[sn].sflags & SSPOT) {
220 <                        copystruct(&theirspot, source[sn].sl.s);
220 >                        theirspot = *(source[sn].sl.s);
221                          multv3(theirspot.aim, source[sn].sl.s->aim, pm);
222                          normalize(theirspot.aim);
223                          if (nsflags & SSPOT) {
# Line 185 | Line 227 | MAT4  pm;
227                                          return(-1);     /* no overlap */
228                          } else {
229                                  nsflags |= SSPOT;
230 <                                copystruct(&ourspot, &theirspot);
230 >                                ourspot = theirspot;
231                                  d = 2.*ourspot.siz;
232                          }
233                          if (ourspot.siz < d-FTINY) {    /* it shrunk */
# Line 214 | Line 256 | MAT4  pm;
256                  goto memerr;
257          source[i].sflags = nsflags;
258          VCOPY(source[i].sloc, nsloc);
259 +        multv3(source[i].ss[SU], source[sn].ss[SU], pm);
260 +        multv3(source[i].ss[SV], source[sn].ss[SV], pm);
261          if (nsflags & SFLAT)
262                  VCOPY(source[i].snorm, nsnorm);
263 <        source[i].ss = source[sn].ss; source[i].ss2 = source[sn].ss2;
263 >        else
264 >                multv3(source[i].ss[SW], source[sn].ss[SW], pm);
265 >        source[i].srad = source[sn].srad;
266 >        source[i].ss2 = source[sn].ss2;
267          if (nsflags & SSPOT) {
268                  if ((source[i].sl.s = (SPOT *)malloc(sizeof(SPOT))) == NULL)
269                          goto memerr;
270 <                copystruct(source[i].sl.s, &ourspot);
270 >                *(source[i].sl.s) = ourspot;
271          }
272          if (nsflags & SPROX)
273                  source[i].sl.prox = source[sn].sl.prox;
# Line 229 | Line 276 | MAT4  pm;
276          return(i);
277   memerr:
278          error(SYSTEM, "out of memory in makevsrc");
279 +        return -1; /* pro forma return */
280   }
281  
282  
283   double
284 < getdisk(oc, op, sn)             /* get visible object disk */
285 < FVECT  oc;
286 < OBJREC  *op;
287 < register int  sn;
284 > getdisk(                /* get visible object disk */
285 >        FVECT  oc,
286 >        OBJREC  *op,
287 >        int  sn
288 > )
289   {
290          double  rad2, roffs, offs, d, rd, rdoto;
291          FVECT  rnrm, nrm;
# Line 265 | Line 314 | register int  sn;
314  
315  
316   int
317 < vstestvis(f, o, oc, or2, sn)            /* pretest source visibility */
318 < int  f;                 /* virtual source flags */
319 < OBJREC  *o;             /* relay object */
320 < FVECT  oc;              /* relay object center */
321 < double  or2;            /* relay object radius squared */
322 < register int  sn;       /* target source number */
317 > vstestvis(              /* pretest source visibility */
318 >        int  f,                 /* virtual source flags */
319 >        OBJREC  *o,             /* relay object */
320 >        FVECT  oc,              /* relay object center */
321 >        double  or2,            /* relay object radius squared */
322 >        int  sn /* target source number */
323 > )
324   {
325          RAY  sr;
326          FVECT  onorm;
327 <        FVECT  offsdir;
328 <        double  or, d;
329 <        int  infront;
327 >        double  offsdir[3];
328 >        SRCINDEX  si;
329 >        double  or, d, d1;
330          int  stestlim, ssn;
331          int  nhit, nok;
332 <        register int  i, n;
332 >        int  i, n;
333                                  /* return if pretesting disabled */
334          if (vspretest <= 0)
335                  return(f);
# Line 287 | Line 337 | register int  sn;      /* target source number */
337          getplaneq(onorm, o);
338                                  /* set number of rays to sample */
339          if (source[sn].sflags & SDISTANT) {
340 <                n = (2./3.*PI*PI)*or2/(thescene.cusize*thescene.cusize)*
341 <                                vspretest + .5;
292 <                infront = DOT(onorm, source[sn].sloc) > 0.;
340 >                                        /* 32. == heuristic constant */
341 >                n = 32.*or2/(thescene.cusize*thescene.cusize)*vspretest + .5;
342          } else {
343 <                for (i = 0; i < 3; i++)
295 <                        offsdir[i] = source[sn].sloc[i] - oc[i];
343 >                VSUB(offsdir, source[sn].sloc, oc);
344                  d = DOT(offsdir,offsdir);
345                  if (d <= FTINY)
346                          n = 2.*PI * vspretest + .5;
347                  else
348                          n = 2.*PI * (1.-sqrt(1./(1.+or2/d)))*vspretest + .5;
301 –                infront = DOT(onorm, offsdir) > 0.;
349          }
350          if (n < MINSAMPLES) n = MINSAMPLES;
351   #ifdef DEBUG
# Line 310 | Line 357 | register int  sn;      /* target source number */
357          stestlim = n*STESTMAX;
358          ssn = 0;
359          nhit = nok = 0;
360 +        initsrcindex(&si);
361          while (n-- > 0) {
362                                          /* get sample point */
363                  do {
# Line 319 | Line 367 | register int  sn;      /* target source number */
367   #endif
368                                  return(f);      /* too small a target! */
369                          }
370 +                        multisamp(offsdir, 3, urand(sn*931+5827+ssn));
371                          for (i = 0; i < 3; i++)
372 <                                offsdir[i] = or*(1. -
324 <                                        2.*urand(urind(931*i+5827,ssn)));
372 >                                offsdir[i] = or*(1. - 2.*offsdir[i]);
373                          ssn++;
374 <                        for (i = 0; i < 3; i++)
375 <                                sr.rorg[i] = oc[i] + offsdir[i];
376 <                        d = DOT(offsdir,onorm);
377 <                        if (infront)
378 <                                for (i = 0; i < 3; i++) {
379 <                                        sr.rorg[i] -= (d-.0001)*onorm[i];
380 <                                        sr.rdir[i] = -onorm[i];
333 <                                }
334 <                        else
335 <                                for (i = 0; i < 3; i++) {
336 <                                        sr.rorg[i] -= (d+.0001)*onorm[i];
337 <                                        sr.rdir[i] = onorm[i];
338 <                                }
339 <                        rayorigin(&sr, NULL, PRIMARY, 1.0);
374 >                        d = 1. - DOT(offsdir, onorm);
375 >                        for (i = 0; i < 3; i++) {
376 >                                sr.rorg[i] = oc[i] + offsdir[i] + d*onorm[i];
377 >                                sr.rdir[i] = -onorm[i];
378 >                        }
379 >                        sr.rmax = 0.0;
380 >                        rayorigin(&sr, PRIMARY, NULL, NULL);
381                  } while (!(*ofun[o->otype].funp)(o, &sr));
382                                          /* check against source */
383 +                VCOPY(sr.rorg, sr.rop); /* starting from intersection */
384                  samplendx++;
385 <                if (srcray(&sr, NULL, sn) == 0.)
386 <                        continue;
385 >                if (si.sp >= si.np-1 ||
386 >                                !srcray(&sr, NULL, &si) || sr.rsrc != sn) {
387 >                        si.sn = sn-1;           /* reset index to our source */
388 >                        si.np = 0;
389 >                        if (!srcray(&sr, NULL, &si) || sr.rsrc != sn)
390 >                                continue;       /* can't get there from here */
391 >                }
392                  sr.revf = srcvalue;
393 <                rayvalue(&sr);
394 <                if (bright(sr.rcol) <= FTINY)
393 >                rayvalue(&sr);                  /* check sample validity */
394 >                if ((d = bright(sr.rcol)) <= FTINY)
395                          continue;
396 <                nok++;
350 <                                        /* check against obstructions */
396 >                nok++;                  /* got sample; check obstructions */
397                  rayclear(&sr);
398                  sr.revf = raytrace;
399                  rayvalue(&sr);
400 <                if (bright(sr.rcol) > FTINY)
400 >                if ((d1 = bright(sr.rcol)) > FTINY) {
401 >                        if (d - d1 > FTINY) {
402 > #ifdef DEBUG
403 >                                fprintf(stderr, "\tpartially shadowed\n");
404 > #endif
405 >                                return(f);      /* intervening transmitter */
406 >                        }
407                          nhit++;
408 +                }
409                  if (nhit > 0 && nhit < nok) {
410   #ifdef DEBUG
411                          fprintf(stderr, "\tpartially occluded\n");
# Line 374 | Line 427 | register int  sn;      /* target source number */
427          
428  
429   #ifdef DEBUG
430 < virtverb(sn, fp)        /* print verbose description of virtual source */
431 < register int  sn;
432 < FILE  *fp;
430 > void
431 > virtverb(       /* print verbose description of virtual source */
432 >        int  sn,
433 >        FILE  *fp
434 > )
435   {
381 –        register int  i;
382 –
436          fprintf(fp, "%s virtual source %d in %s %s\n",
437                          source[sn].sflags & SDISTANT ? "distant" : "local",
438                          sn, ofun[source[sn].so->otype].funame,

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> Changed lines