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

Comparing ray/src/rt/virtuals.c (file contents):
Revision 1.7 by greg, Mon Jun 24 16:10:59 1991 UTC vs.
Revision 2.13 by greg, Tue Mar 2 01:13:45 2004 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     16              /* minimum number of pretest samples */
22 + #define  STESTMAX       32              /* maximum seeks per sample */
23  
23 – #define  DISKTFRAC      0.25            /* disk area pretest fraction */
24  
25 – double  getdisk();
26 –
25   static OBJECT  *vobject;                /* virtual source objects */
26   static int  nvobjects = 0;              /* number of virtual source objects */
27  
28  
29 + void
30   markvirtuals()                  /* find and mark virtual sources */
31   {
32          register OBJREC  *o;
# Line 36 | Line 35 | markvirtuals()                 /* find and mark virtual sources */
35          if (directrelay <= 0)
36                  return;
37                                          /* find virtual source objects */
38 <        for (i = 0; i < nobjects; i++) {
38 >        for (i = 0; i < nsceneobjs; i++) {
39                  o = objptr(i);
40                  if (!issurface(o->otype) || o->omod == OVOID)
41                          continue;
42 <                if (!isvlight(objptr(o->omod)->otype))
42 >                if (!isvlight(vsmaterial(o)->otype))
43                          continue;
44                  if (sfun[o->otype].of == NULL ||
45 <                                sfun[o->otype].of->getpleq == NULL)
46 <                        objerror(o, USER, "illegal material");
45 >                                sfun[o->otype].of->getpleq == NULL) {
46 >                        objerror(o,WARNING,"secondary sources not supported");
47 >                        continue;
48 >                }
49                  if (nvobjects == 0)
50                          vobject = (OBJECT *)malloc(sizeof(OBJECT));
51                  else
52 <                        vobject = (OBJECT *)realloc((char *)vobject,
52 >                        vobject = (OBJECT *)realloc((void *)vobject,
53                                  (unsigned)(nvobjects+1)*sizeof(OBJECT));
54                  if (vobject == NULL)
55                          error(SYSTEM, "out of memory in addvirtuals");
# Line 63 | Line 64 | markvirtuals()                 /* find and mark virtual sources */
64          for (i = nsources; i-- > 0; )
65                  addvirtuals(i, directrelay);
66                                          /* done with our object list */
67 <        free((char *)vobject);
67 >        free((void *)vobject);
68          nvobjects = 0;
69   }
70  
71  
72 + void
73   addvirtuals(sn, nr)             /* add virtuals associated with source */
74   int  sn;
75   int  nr;
# Line 85 | Line 87 | int  nr;
87   }
88  
89  
90 + void
91   vproject(o, sn, n)              /* create projected source(s) if they exist */
92   OBJREC  *o;
93   int  sn;
# Line 98 | Line 101 | int  n;
101          if (o == source[sn].so) /* objects cannot project themselves */
102                  return;
103                                  /* get virtual source material */
104 <        vsmat = sfun[objptr(o->omod)->otype].mf;
104 >        vsmat = sfun[vsmaterial(o)->otype].mf;
105                                  /* project virtual sources */
106          for (i = 0; i < vsmat->nproj; i++)
107                  if ((*vsmat->vproj)(proj, o, &source[sn], i))
108                          if ((ns = makevsrc(o, sn, proj)) >= 0) {
109 +                                source[ns].sa.sv.pn = i;
110   #ifdef DEBUG
111                                  virtverb(ns, stderr);
112   #endif
# Line 111 | Line 115 | int  n;
115   }
116  
117  
118 + OBJREC *
119 + vsmaterial(o)                   /* get virtual source material pointer */
120 + OBJREC  *o;
121 + {
122 +        register int  i;
123 +        register OBJREC  *m;
124 +
125 +        i = o->omod;
126 +        m = findmaterial(objptr(i));
127 +        if (m == NULL)
128 +                return(objptr(i));
129 +        if (m->otype != MAT_ILLUM || m->oargs.nsargs < 1 ||
130 +                        !strcmp(m->oargs.sarg[0], VOIDID) ||
131 +                        (i = lastmod(objndx(m), m->oargs.sarg[0])) == OVOID)
132 +                return(m);              /* direct modifier */
133 +        return(objptr(i));              /* illum alternate */
134 + }
135 +
136 +
137   int
138   makevsrc(op, sn, pm)            /* make virtual source if reasonable */
139   OBJREC  *op;
140   register int  sn;
141   MAT4  pm;
142   {
143 <        FVECT  nsloc, nsnorm, ocent;
144 <        double  maxrad2;
143 >        FVECT  nsloc, nsnorm, ocent, v;
144 >        double  maxrad2, d;
145          int  nsflags;
123 –        double  d1;
146          SPOT  theirspot, ourspot;
147          register int  i;
148  
# Line 134 | Line 156 | MAT4  pm;
156                  if (source[sn].sflags & SPROX)
157                          return(-1);             /* should never get here! */
158                  multv3(nsloc, source[sn].sloc, pm);
159 +                normalize(nsloc);
160                  VCOPY(ourspot.aim, ocent);
161                  ourspot.siz = PI*maxrad2;
162 <                ourspot.flen = 0.;
162 >                ourspot.flen = -1.;
163                  if (source[sn].sflags & SSPOT) {
141 –                        copystruct(&theirspot, source[sn].sl.s);
164                          multp3(theirspot.aim, source[sn].sl.s->aim, pm);
165 +                                                /* adjust for source size */
166 +                        d = sqrt(dist2(ourspot.aim, theirspot.aim));
167 +                        d = sqrt(source[sn].sl.s->siz/PI) + d*source[sn].srad;
168 +                        theirspot.siz = PI*d*d;
169 +                        ourspot.flen = theirspot.flen = source[sn].sl.s->flen;
170 +                        d = ourspot.siz;
171                          if (!commonbeam(&ourspot, &theirspot, nsloc))
172 <                                return(-1);             /* no overlap */
172 >                                return(-1);     /* no overlap */
173 >                        if (ourspot.siz < d-FTINY) {    /* it shrunk */
174 >                                d = beamdisk(v, op, &ourspot, nsloc);
175 >                                if (d <= FTINY)
176 >                                        return(-1);
177 >                                if (d < maxrad2) {
178 >                                        maxrad2 = d;
179 >                                        VCOPY(ocent, v);
180 >                                }
181 >                        }
182                  }
183          } else {                                /* local source */
184                  multp3(nsloc, source[sn].sloc, pm);
185                  for (i = 0; i < 3; i++)
186                          ourspot.aim[i] = ocent[i] - nsloc[i];
187 <                if ((d1 = normalize(ourspot.aim)) == 0.)
187 >                if ((d = normalize(ourspot.aim)) == 0.)
188                          return(-1);             /* at source!! */
189 <                if (source[sn].sflags & SPROX && d1 > source[sn].sl.prox)
189 >                if (source[sn].sflags & SPROX && d > source[sn].sl.prox)
190                          return(-1);             /* too far away */
154 –                ourspot.siz = 2.*PI*(1. - d1/sqrt(d1*d1+maxrad2));
191                  ourspot.flen = 0.;
192 +                                                /* adjust for source size */
193 +                d = (sqrt(maxrad2) + source[sn].srad) / d;
194 +                if (d < 1.-FTINY)
195 +                        ourspot.siz = 2.*PI*(1. - sqrt(1.-d*d));
196 +                else
197 +                        nsflags &= ~SSPOT;
198                  if (source[sn].sflags & SSPOT) {
199 <                        copystruct(&theirspot, source[sn].sl.s);
199 >                        theirspot = *(source[sn].sl.s);
200                          multv3(theirspot.aim, source[sn].sl.s->aim, pm);
201 <                        if (!commonspot(&ourspot, &theirspot, nsloc))
202 <                                return(-1);     /* no overlap */
203 <                        ourspot.flen = theirspot.flen;
201 >                        normalize(theirspot.aim);
202 >                        if (nsflags & SSPOT) {
203 >                                ourspot.flen = theirspot.flen;
204 >                                d = ourspot.siz;
205 >                                if (!commonspot(&ourspot, &theirspot, nsloc))
206 >                                        return(-1);     /* no overlap */
207 >                        } else {
208 >                                nsflags |= SSPOT;
209 >                                ourspot = theirspot;
210 >                                d = 2.*ourspot.siz;
211 >                        }
212 >                        if (ourspot.siz < d-FTINY) {    /* it shrunk */
213 >                                d = spotdisk(v, op, &ourspot, nsloc);
214 >                                if (d <= FTINY)
215 >                                        return(-1);
216 >                                if (d < maxrad2) {
217 >                                        maxrad2 = d;
218 >                                        VCOPY(ocent, v);
219 >                                }
220 >                        }
221                  }
222                  if (source[sn].sflags & SFLAT) {        /* behind source? */
223                          multv3(nsnorm, source[sn].snorm, pm);
224 <                        if (checkspot(&ourspot, nsnorm) < 0)
224 >                        normalize(nsnorm);
225 >                        if (nsflags & SSPOT && !checkspot(&ourspot, nsnorm))
226                                  return(-1);
227                  }
228          }
# Line 175 | Line 235 | MAT4  pm;
235                  goto memerr;
236          source[i].sflags = nsflags;
237          VCOPY(source[i].sloc, nsloc);
238 +        multv3(source[i].ss[SU], source[sn].ss[SU], pm);
239 +        multv3(source[i].ss[SV], source[sn].ss[SV], pm);
240          if (nsflags & SFLAT)
241                  VCOPY(source[i].snorm, nsnorm);
242 <        source[i].ss = source[sn].ss; source[i].ss2 = source[sn].ss2;
243 <        if ((source[i].sl.s = (SPOT *)malloc(sizeof(SPOT))) == NULL)
244 <                goto memerr;
245 <        copystruct(source[i].sl.s, &ourspot);
242 >        else
243 >                multv3(source[i].ss[SW], source[sn].ss[SW], pm);
244 >        source[i].srad = source[sn].srad;
245 >        source[i].ss2 = source[sn].ss2;
246 >        if (nsflags & SSPOT) {
247 >                if ((source[i].sl.s = (SPOT *)malloc(sizeof(SPOT))) == NULL)
248 >                        goto memerr;
249 >                *(source[i].sl.s) = ourspot;
250 >        }
251          if (nsflags & SPROX)
252                  source[i].sl.prox = source[sn].sl.prox;
253 <        source[i].sa.svnext = sn;
253 >        source[i].sa.sv.sn = sn;
254          source[i].so = op;
255          return(i);
256   memerr:
# Line 200 | Line 267 | register int  sn;
267          double  rad2, roffs, offs, d, rd, rdoto;
268          FVECT  rnrm, nrm;
269                                  /* first, use object getdisk function */
270 <        rad2 = (*sfun[op->otype].of->getdisk)(oc, op);
270 >        rad2 = getmaxdisk(oc, op);
271          if (!(source[sn].sflags & SVIRTUAL))
272                  return(rad2);           /* all done for normal source */
273                                  /* check for correct side of relay surface */
274 <        roffs = (*sfun[source[sn].so->otype].of->getpleq)(rnrm, source[sn].so);
274 >        roffs = getplaneq(rnrm, source[sn].so);
275          rd = DOT(rnrm, source[sn].sloc);        /* source projection */
276          if (!(source[sn].sflags & SDISTANT))
277                  rd -= roffs;
# Line 212 | Line 279 | register int  sn;
279          if ((d > 0.) ^ (rd > 0.))
280                  return(rad2);           /* OK if opposite sides */
281          if (d*d >= rad2)
282 <                return(.0);             /* no relay is possible */
282 >                return(0.);             /* no relay is possible */
283                                  /* we need a closer look */
284 <        offs = (*sfun[op->otype].of->getpleq)(nrm, op);
284 >        offs = getplaneq(nrm, op);
285          rdoto = DOT(rnrm, nrm);
286          if (d*d >= rad2*(1.-rdoto*rdoto))
287                  return(0.);             /* disk entirely on projection side */
# Line 234 | Line 301 | register int  sn;      /* target source number */
301          RAY  sr;
302          FVECT  onorm;
303          FVECT  offsdir;
304 +        SRCINDEX  si;
305          double  or, d;
306 <        int  nok, nhit;
306 >        int  stestlim, ssn;
307 >        int  nhit, nok;
308          register int  i, n;
309                                  /* return if pretesting disabled */
310          if (vspretest <= 0)
311                  return(f);
312                                  /* get surface normal */
313 <        (*sfun[o->otype].of->getpleq)(onorm, o);
313 >        getplaneq(onorm, o);
314                                  /* set number of rays to sample */
315 <        if (source[sn].sflags & SDISTANT)
316 <                n = (2./3.*PI*PI)*or2/(thescene.cusize*thescene.cusize)*
317 <                                vspretest + .5;
318 <        else
319 <                n = or2/dist2(oc,source[sn].sloc)*vspretest + .5;
320 <        if (n < 1) n = 1;
321 <                                /* limit tests to central region */
322 <        or = DISKTFRAC*sqrt(or2);
315 >        if (source[sn].sflags & SDISTANT) {
316 >                                        /* 32. == heuristic constant */
317 >                n = 32.*or2/(thescene.cusize*thescene.cusize)*vspretest + .5;
318 >        } else {
319 >                for (i = 0; i < 3; i++)
320 >                        offsdir[i] = source[sn].sloc[i] - oc[i];
321 >                d = DOT(offsdir,offsdir);
322 >                if (d <= FTINY)
323 >                        n = 2.*PI * vspretest + .5;
324 >                else
325 >                        n = 2.*PI * (1.-sqrt(1./(1.+or2/d)))*vspretest + .5;
326 >        }
327 >        if (n < MINSAMPLES) n = MINSAMPLES;
328 > #ifdef DEBUG
329 >        fprintf(stderr, "pretesting source %d in object %s with %d rays\n",
330 >                        sn, o->oname, n);
331 > #endif
332                                  /* sample */
333 +        or = sqrt(or2);
334 +        stestlim = n*STESTMAX;
335 +        ssn = 0;
336          nhit = nok = 0;
337 +        initsrcindex(&si);
338          while (n-- > 0) {
339 <                samplendx++;
340 <                /*
341 <                 * We're being real sloppy with our sample locations here.
342 <                 */
343 <                for (i = 0; i < 3; i++)
344 <                        offsdir[i] = or*(1. - 2.*urand(931*i+5821+n));
345 <                d = DOT(offsdir,onorm);
346 <                for (i = 0; i < 3; i++)
347 <                        sr.rorg[i] = oc[i] + (1.-d)*offsdir[i];
339 >                                        /* get sample point */
340 >                do {
341 >                        if (ssn >= stestlim) {
342 > #ifdef DEBUG
343 >                                fprintf(stderr, "\ttoo hard to hit\n");
344 > #endif
345 >                                return(f);      /* too small a target! */
346 >                        }
347 >                        multisamp(offsdir, 3, urand(sn*931+5827+ssn));
348 >                        for (i = 0; i < 3; i++)
349 >                                offsdir[i] = or*(1. - 2.*offsdir[i]);
350 >                        ssn++;
351 >                        d = 1. - DOT(offsdir, onorm);
352 >                        for (i = 0; i < 3; i++) {
353 >                                sr.rorg[i] = oc[i] + offsdir[i] + d*onorm[i];
354 >                                sr.rdir[i] = -onorm[i];
355 >                        }
356 >                        sr.rmax = 0.0;
357 >                        rayorigin(&sr, NULL, PRIMARY, 1.0);
358 >                } while (!(*ofun[o->otype].funp)(o, &sr));
359                                          /* check against source */
360 <                if (srcray(&sr, NULL, sn) == 0.0)
361 <                        continue;
360 >                VCOPY(sr.rorg, sr.rop); /* starting from intersection */
361 >                samplendx++;
362 >                if (si.sp >= si.np-1 ||
363 >                                !srcray(&sr, NULL, &si) || sr.rsrc != sn) {
364 >                        si.sn = sn-1;           /* reset index to our source */
365 >                        si.np = 0;
366 >                        if (!srcray(&sr, NULL, &si) || sr.rsrc != sn)
367 >                                continue;       /* can't get there from here */
368 >                }
369                  sr.revf = srcvalue;
370 <                rayvalue(&sr);
370 >                rayvalue(&sr);                  /* check sample validity */
371                  if (bright(sr.rcol) <= FTINY)
372                          continue;
373 <                nok++;
374 <                                        /* check against obstructions */
375 <                srcray(&sr, NULL, sn);
373 >                nok++;                  /* got sample; check obstructions */
374 >                rayclear(&sr);
375 >                sr.revf = raytrace;
376                  rayvalue(&sr);
377 <                if (bright(sr.rcol) <= FTINY)
378 <                        continue;
379 <                nhit++;
377 >                if (bright(sr.rcol) > FTINY)
378 >                        nhit++;
379 >                if (nhit > 0 && nhit < nok) {
380 > #ifdef DEBUG
381 >                        fprintf(stderr, "\tpartially occluded\n");
382 > #endif
383 >                        return(f);              /* need to shadow test */
384 >                }
385          }
386 <                                /* interpret results */
387 <        if (nhit == 0)
386 >        if (nhit == 0) {
387 > #ifdef DEBUG
388 >                fprintf(stderr, "\t0%% hit rate\n");
389 > #endif
390                  return(f | SSKIP);      /* 0% hit rate:  totally occluded */
391 <        if (nhit == nok)
392 <                return(f & ~SFOLLOW);   /* 100% hit rate:  no occlusion */
393 <        return(f);              /* no comment */
391 >        }
392 > #ifdef DEBUG
393 >        fprintf(stderr, "\t100%% hit rate\n");
394 > #endif
395 >        return(f & ~SFOLLOW);           /* 100% hit rate:  no occlusion */
396   }
397          
398  
399   #ifdef DEBUG
400 + void
401   virtverb(sn, fp)        /* print verbose description of virtual source */
402   register int  sn;
403   FILE  *fp;
# Line 301 | Line 411 | FILE  *fp;
411          fprintf(fp, "\tat (%f,%f,%f)\n",
412                  source[sn].sloc[0], source[sn].sloc[1], source[sn].sloc[2]);
413          fprintf(fp, "\tlinked to source %d (%s)\n",
414 <                source[sn].sa.svnext, source[source[sn].sa.svnext].so->oname);
414 >                source[sn].sa.sv.sn, source[source[sn].sa.sv.sn].so->oname);
415          if (source[sn].sflags & SFOLLOW)
416                  fprintf(fp, "\talways followed\n");
417          else

Diff Legend

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