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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 1.17 by greg, Tue Jul 16 15:56:51 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 96 | Line 104 | int  n;
104          for (i = 0; i < vsmat->nproj; i++)
105                  if ((*vsmat->vproj)(proj, o, &source[sn], i))
106                          if ((ns = makevsrc(o, sn, proj)) >= 0) {
107 +                                source[ns].sa.sv.pn = i;
108   #ifdef DEBUG
109                                  virtverb(ns, stderr);
110   #endif
# Line 110 | Line 119 | OBJREC  *op;
119   register int  sn;
120   MAT4  pm;
121   {
122 <        FVECT  nsloc, nsnorm, ocent;
123 <        double  maxrad2;
122 >        FVECT  nsloc, nsnorm, ocent, v;
123 >        double  maxrad2, d;
124          int  nsflags;
116 –        double  d1;
125          SPOT  theirspot, ourspot;
126          register int  i;
127  
# Line 127 | Line 135 | MAT4  pm;
135                  if (source[sn].sflags & SPROX)
136                          return(-1);             /* should never get here! */
137                  multv3(nsloc, source[sn].sloc, pm);
138 +                normalize(nsloc);
139                  VCOPY(ourspot.aim, ocent);
140                  ourspot.siz = PI*maxrad2;
141                  ourspot.flen = 0.;
142                  if (source[sn].sflags & SSPOT) {
143                          copystruct(&theirspot, source[sn].sl.s);
144                          multp3(theirspot.aim, source[sn].sl.s->aim, pm);
145 +                        d = ourspot.siz;
146                          if (!commonbeam(&ourspot, &theirspot, nsloc))
147 <                                return(-1);             /* no overlap */
147 >                                return(-1);     /* no overlap */
148 >                        if (ourspot.siz < d-FTINY) {    /* it shrunk */
149 >                                d = beamdisk(v, op, &ourspot, nsloc);
150 >                                if (d <= FTINY)
151 >                                        return(-1);
152 >                                if (d < maxrad2) {
153 >                                        maxrad2 = d;
154 >                                        VCOPY(ocent, v);
155 >                                }
156 >                        }
157                  }
158          } else {                                /* local source */
159                  multp3(nsloc, source[sn].sloc, pm);
160                  for (i = 0; i < 3; i++)
161                          ourspot.aim[i] = ocent[i] - nsloc[i];
162 <                if ((d1 = normalize(ourspot.aim)) == 0.)
162 >                if ((d = normalize(ourspot.aim)) == 0.)
163                          return(-1);             /* at source!! */
164 <                if (source[sn].sflags & SPROX && d1 > source[sn].sl.prox)
164 >                if (source[sn].sflags & SPROX && d > source[sn].sl.prox)
165                          return(-1);             /* too far away */
147 –                ourspot.siz = 2.*PI*(1. - d1/sqrt(d1*d1+maxrad2));
166                  ourspot.flen = 0.;
167 +                if (d*d > maxrad2)
168 +                        ourspot.siz = 2.*PI*(1. - sqrt(1.-maxrad2/(d*d)));
169 +                else
170 +                        nsflags &= ~SSPOT;
171                  if (source[sn].sflags & SSPOT) {
172                          copystruct(&theirspot, source[sn].sl.s);
173                          multv3(theirspot.aim, source[sn].sl.s->aim, pm);
174 <                        if (!commonspot(&ourspot, &theirspot, nsloc))
175 <                                return(-1);     /* no overlap */
176 <                        ourspot.flen = theirspot.flen;
174 >                        normalize(theirspot.aim);
175 >                        if (nsflags & SSPOT) {
176 >                                ourspot.flen = theirspot.flen;
177 >                                d = ourspot.siz;
178 >                                if (!commonspot(&ourspot, &theirspot, nsloc))
179 >                                        return(-1);     /* no overlap */
180 >                        } else {
181 >                                nsflags |= SSPOT;
182 >                                copystruct(&ourspot, &theirspot);
183 >                                d = 2.*ourspot.siz;
184 >                        }
185 >                        if (ourspot.siz < d-FTINY) {    /* it shrunk */
186 >                                d = spotdisk(v, op, &ourspot, nsloc);
187 >                                if (d <= FTINY)
188 >                                        return(-1);
189 >                                if (d < maxrad2) {
190 >                                        maxrad2 = d;
191 >                                        VCOPY(ocent, v);
192 >                                }
193 >                        }
194                  }
195                  if (source[sn].sflags & SFLAT) {        /* behind source? */
196                          multv3(nsnorm, source[sn].snorm, pm);
197 <                        if (checkspot(&ourspot, nsnorm) < 0)
197 >                        normalize(nsnorm);
198 >                        if (!checkspot(&ourspot, nsnorm))
199                                  return(-1);
200                  }
201          }
202 <                                        /* everything is OK, make source */
202 >                                        /* pretest visibility */
203 >        nsflags = vstestvis(nsflags, op, ocent, maxrad2, sn);
204 >        if (nsflags & SSKIP)
205 >                return(-1);     /* obstructed */
206 >                                        /* it all checks out, so make it */
207          if ((i = newsource()) < 0)
208                  goto memerr;
209          source[i].sflags = nsflags;
# Line 167 | Line 211 | MAT4  pm;
211          if (nsflags & SFLAT)
212                  VCOPY(source[i].snorm, nsnorm);
213          source[i].ss = source[sn].ss; source[i].ss2 = source[sn].ss2;
214 <        if ((source[i].sl.s = (SPOT *)malloc(sizeof(SPOT))) == NULL)
215 <                goto memerr;
216 <        copystruct(source[i].sl.s, &ourspot);
214 >        if (nsflags & SSPOT) {
215 >                if ((source[i].sl.s = (SPOT *)malloc(sizeof(SPOT))) == NULL)
216 >                        goto memerr;
217 >                copystruct(source[i].sl.s, &ourspot);
218 >        }
219          if (nsflags & SPROX)
220                  source[i].sl.prox = source[sn].sl.prox;
221 <        source[i].sa.svnext = sn;
221 >        source[i].sa.sv.sn = sn;
222          source[i].so = op;
223          return(i);
224   memerr:
# Line 189 | Line 235 | register int  sn;
235          double  rad2, roffs, offs, d, rd, rdoto;
236          FVECT  rnrm, nrm;
237                                  /* first, use object getdisk function */
238 <        rad2 = (*sfun[op->otype].of->getdisk)(oc, op);
238 >        rad2 = getmaxdisk(oc, op);
239          if (!(source[sn].sflags & SVIRTUAL))
240                  return(rad2);           /* all done for normal source */
241                                  /* check for correct side of relay surface */
242 <        roffs = (*sfun[source[sn].so->otype].of->getpleq)(rnrm, source[sn].so);
242 >        roffs = getplaneq(rnrm, source[sn].so);
243          rd = DOT(rnrm, source[sn].sloc);        /* source projection */
244          if (!(source[sn].sflags & SDISTANT))
245                  rd -= roffs;
# Line 201 | Line 247 | register int  sn;
247          if ((d > 0.) ^ (rd > 0.))
248                  return(rad2);           /* OK if opposite sides */
249          if (d*d >= rad2)
250 <                return(.0);             /* no relay is possible */
250 >                return(0.);             /* no relay is possible */
251                                  /* we need a closer look */
252 <        offs = (*sfun[op->otype].of->getpleq)(nrm, op);
252 >        offs = getplaneq(nrm, op);
253          rdoto = DOT(rnrm, nrm);
254          if (d*d >= rad2*(1.-rdoto*rdoto))
255                  return(0.);             /* disk entirely on projection side */
# Line 212 | Line 258 | register int  sn;
258   }
259  
260  
261 < commonspot(sp1, sp2, org)       /* set sp1 to intersection of sp1 and sp2 */
262 < register SPOT  *sp1, *sp2;
263 < FVECT  org;
261 > int
262 > vstestvis(f, o, oc, or2, sn)            /* pretest source visibility */
263 > int  f;                 /* virtual source flags */
264 > OBJREC  *o;             /* relay object */
265 > FVECT  oc;              /* relay object center */
266 > double  or2;            /* relay object radius squared */
267 > register int  sn;       /* target source number */
268   {
269 <        FVECT  cent;
270 <        double  rad2, cos1, cos2;
271 <
272 <        cos1 = 1. - sp1->siz/(2.*PI);
273 <        cos2 = 1. - sp2->siz/(2.*PI);
274 <        if (sp2->siz >= 2.*PI-FTINY)            /* BIG, just check overlap */
275 <                return(DOT(sp1->aim,sp2->aim) >= cos1*cos2 -
276 <                                        sqrt((1.-cos1*cos1)*(1.-cos2*cos2)));
277 <                                /* compute and check disks */
278 <        rad2 = intercircle(cent, sp1->aim, sp2->aim,
279 <                        1./(cos1*cos1) - 1.,  1./(cos2*cos2) - 1.);
280 <        if (rad2 <= FTINY || normalize(cent) == 0.)
281 <                return(0);
282 <        VCOPY(sp1->aim, cent);
283 <        sp1->siz = 2.*PI*(1. - 1./sqrt(1.+rad2));
284 <        return(1);
285 < }
286 <
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 <                }
269 >        RAY  sr;
270 >        FVECT  onorm;
271 >        FVECT  offsdir;
272 >        double  or, d;
273 >        int  infront;
274 >        int  stestlim, ssn;
275 >        int  nhit, nok;
276 >        register int  i, n;
277 >                                /* return if pretesting disabled */
278 >        if (vspretest <= 0)
279 >                return(f);
280 >                                /* get surface normal */
281 >        getplaneq(onorm, o);
282 >                                /* set number of rays to sample */
283 >        if (source[sn].sflags & SDISTANT) {
284 >                n = (2./3.*PI*PI)*or2/(thescene.cusize*thescene.cusize)*
285 >                                vspretest + .5;
286 >                infront = DOT(onorm, source[sn].sloc) > 0.;
287          } else {
288 <                if (r1s >= r2s + d2) {
289 <                        VCOPY(cc, c2);
290 <                        return(r2s);
288 >                for (i = 0; i < 3; i++)
289 >                        offsdir[i] = source[sn].sloc[i] - oc[i];
290 >                n = or2/DOT(offsdir,offsdir)*vspretest + .5;
291 >                infront = DOT(onorm, offsdir) > 0.;
292 >        }
293 >        if (n < MINSAMPLES) n = MINSAMPLES;
294 > #ifdef DEBUG
295 >        fprintf(stderr, "pretesting source %d in object %s with %d rays\n",
296 >                        sn, o->oname, n);
297 > #endif
298 >                                /* sample */
299 >        or = sqrt(or2);
300 >        stestlim = n*STESTMAX;
301 >        ssn = 0;
302 >        nhit = nok = 0;
303 >        while (n-- > 0) {
304 >                                        /* get sample point */
305 >                do {
306 >                        if (ssn >= stestlim) {
307 > #ifdef DEBUG
308 >                                fprintf(stderr, "\ttoo hard to hit\n");
309 > #endif
310 >                                return(f);      /* too small a target! */
311 >                        }
312 >                        for (i = 0; i < 3; i++)
313 >                                offsdir[i] = or*(1. -
314 >                                        2.*urand(urind(931*i+5827,ssn)));
315 >                        ssn++;
316 >                        for (i = 0; i < 3; i++)
317 >                                sr.rorg[i] = oc[i] + offsdir[i];
318 >                        d = DOT(offsdir,onorm);
319 >                        if (infront)
320 >                                for (i = 0; i < 3; i++) {
321 >                                        sr.rorg[i] -= (d-.0001)*onorm[i];
322 >                                        sr.rdir[i] = -onorm[i];
323 >                                }
324 >                        else
325 >                                for (i = 0; i < 3; i++) {
326 >                                        sr.rorg[i] -= (d+.0001)*onorm[i];
327 >                                        sr.rdir[i] = onorm[i];
328 >                                }
329 >                        rayorigin(&sr, NULL, PRIMARY, 1.0);
330 >                } while (!(*ofun[o->otype].funp)(o, &sr));
331 >                                        /* check against source */
332 >                samplendx++;
333 >                if (srcray(&sr, NULL, sn) == 0.)
334 >                        continue;
335 >                sr.revf = srcvalue;
336 >                rayvalue(&sr);
337 >                if (bright(sr.rcol) <= FTINY)
338 >                        continue;
339 >                nok++;
340 >                                        /* check against obstructions */
341 >                srcray(&sr, NULL, sn);
342 >                rayvalue(&sr);
343 >                if (bright(sr.rcol) > FTINY)
344 >                        nhit++;
345 >                if (nhit > 0 && nhit < nok) {
346 > #ifdef DEBUG
347 >                        fprintf(stderr, "\tpartially occluded\n");
348 > #endif
349 >                        return(f);              /* need to shadow test */
350                  }
351          }
352 <        a2 = .25*(2.*(r1s+r2s) - d2 - (r2s-r1s)*(r2s-r1s)/d2);
353 <                                        /* no overlap? */
354 <        if (a2 <= 0.)
355 <                return(0.);
356 <                                        /* overlap, compute center */
357 <        l = sqrt((r1s - a2)/d2);
358 <        for (i = 0; i < 3; i++)
359 <                cc[i] = c1[i] + l*disp[i];
360 <        return(a2);
352 >        if (nhit == 0) {
353 > #ifdef DEBUG
354 >                fprintf(stderr, "\t0%% hit rate\n");
355 > #endif
356 >                return(f | SSKIP);      /* 0% hit rate:  totally occluded */
357 >        }
358 > #ifdef DEBUG
359 >        fprintf(stderr, "\t100%% hit rate\n");
360 > #endif
361 >        return(f & ~SFOLLOW);           /* 100% hit rate:  no occlusion */
362   }
363 +        
364  
313 –
365   #ifdef DEBUG
366   virtverb(sn, fp)        /* print verbose description of virtual source */
367   register int  sn;
# Line 325 | Line 376 | FILE  *fp;
376          fprintf(fp, "\tat (%f,%f,%f)\n",
377                  source[sn].sloc[0], source[sn].sloc[1], source[sn].sloc[2]);
378          fprintf(fp, "\tlinked to source %d (%s)\n",
379 <                source[sn].sa.svnext, source[source[sn].sa.svnext].so->oname);
379 >                source[sn].sa.sv.sn, source[source[sn].sa.sv.sn].so->oname);
380          if (source[sn].sflags & SFOLLOW)
381                  fprintf(fp, "\talways followed\n");
382          else

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