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root/radiance/src/gen/mkillum2.c
(Generate patch)

Comparing src/gen/mkillum2.c (file contents):
Revision 2.21 by greg, Fri Sep 21 05:53:21 2007 UTC vs.
Revision 2.29 by greg, Wed Mar 4 00:12:25 2009 UTC

# Line 10 | Line 10 | static const char      RCSid[] = "$Id$";
10   #include  "mkillum.h"
11   #include  "face.h"
12   #include  "cone.h"
13 < #include  "random.h"
13 > #include  "source.h"
14  
15  
16   COLORV *        distarr = NULL;         /* distribution array */
17   int             distsiz = 0;
18 + COLORV *        direct_discount = NULL; /* amount to take off direct */
19  
19 –
20   void
21   newdist(                        /* allocate & clear distribution array */
22          int siz
23   )
24   {
25 <        if (siz == 0) {
25 >        if (siz <= 0) {
26                  if (distsiz > 0)
27                          free((void *)distarr);
28                  distarr = NULL;
# Line 41 | Line 41 | newdist(                       /* allocate & clear distribution array */
41   }
42  
43  
44 + static void
45 + new_discount()                  /* allocate space for direct contrib. record */
46 + {
47 +        if (distsiz <= 0)
48 +                return;
49 +        direct_discount = (COLORV *)calloc(distsiz, sizeof(COLOR));
50 +        if (direct_discount == NULL)
51 +                error(SYSTEM, "out of memory in new_discount");
52 + }
53 +
54 +
55 + static void
56 + done_discount()                 /* clear off direct contrib. record */
57 + {
58 +        if (direct_discount == NULL)
59 +                return;
60 +        free((void *)direct_discount);
61 +        direct_discount = NULL;
62 + }
63 +
64 +
65   int
66 < process_ray(RAY *r, int rv)
66 > process_ray(                    /* process a ray result or report error */
67 >        RAY *r,
68 >        int rv
69 > )
70   {
71          COLORV  *colp;
72  
73 <        if (rv == 0)
73 >        if (rv == 0)                    /* no result ready */
74                  return(0);
75          if (rv < 0)
76                  error(USER, "ray tracing process died");
77          if (r->rno >= distsiz)
78                  error(INTERNAL, "bad returned index in process_ray");
79 +        multcolor(r->rcol, r->rcoef);   /* in case it's a source ray */
80          colp = &distarr[r->rno * 3];
81          addcolor(colp, r->rcol);
82 +        if (r->rsrc >= 0 &&             /* remember source contrib. */
83 +                        direct_discount != NULL) {
84 +                colp = &direct_discount[r->rno * 3];
85 +                addcolor(colp, r->rcol);
86 +        }
87          return(1);
88   }
89  
90  
91   void
92 < raysamp(        /* queue a ray sample */
92 > raysamp(                        /* queue a ray sample */
93          int  ndx,
94          FVECT  org,
95          FVECT  dir
# Line 81 | Line 111 | raysamp(       /* queue a ray sample */
111  
112  
113   void
114 + srcsamps(                       /* sample sources from this surface position */
115 +        struct illum_args *il,
116 +        FVECT org,
117 +        FVECT nrm,
118 +        MAT4 ixfm
119 + )
120 + {
121 +        int  nalt, nazi;
122 +        SRCINDEX  si;
123 +        RAY  sr;
124 +        FVECT   v;
125 +        double  d;
126 +        int  i, j;
127 +                                                /* get sampling density */
128 +        if (il->sampdens <= 0) {
129 +                nalt = nazi = 1;
130 +        } else {
131 +                i = PI * il->sampdens;
132 +                nalt = sqrt(i/PI) + .5;
133 +                nazi = PI*nalt + .5;
134 +        }
135 +        initsrcindex(&si);                      /* loop over (sub)sources */
136 +        for ( ; ; ) {
137 +                VCOPY(sr.rorg, org);            /* pick side to shoot from */
138 +                if (il->sd != NULL) {
139 +                        int  sn = si.sn;
140 +                        if (si.sp+1 >= si.np) ++sn;
141 +                        if (sn >= nsources) break;
142 +                        if (source[sn].sflags & SDISTANT)
143 +                                d = DOT(source[sn].sloc, nrm);
144 +                        else {
145 +                                VSUB(v, source[sn].sloc, org);
146 +                                d = DOT(v, nrm);
147 +                        }
148 +                } else
149 +                        d = 1.0;                /* only transmission */
150 +                if (d < 0.0)
151 +                        d = -1.0001*il->thick - 5.*FTINY;
152 +                else
153 +                        d = 5.*FTINY;
154 +                for (i = 3; i--; )
155 +                        sr.rorg[i] += d*nrm[i];
156 +                if (!srcray(&sr, NULL, &si))
157 +                        break;                  /* end of sources */
158 +                                                /* index direction */
159 +                if (ixfm != NULL)
160 +                        multv3(v, sr.rdir, ixfm);
161 +                else
162 +                        VCOPY(v, sr.rdir);
163 +                if (il->sd != NULL) {
164 +                        i = getBSDF_incndx(il->sd, v);
165 +                        if (i < 0)
166 +                                continue;       /* must not be important */
167 +                        sr.rno = i;
168 +                        d = 1.0/getBSDF_incohm(il->sd, i);
169 +                } else {
170 +                        if (v[2] >= -FTINY)
171 +                                continue;       /* only sample transmission */
172 +                        v[0] = -v[0]; v[1] = -v[1]; v[2] = -v[2];
173 +                        sr.rno = flatindex(v, nalt, nazi);
174 +                        d = nalt*nazi*(1./PI) * v[2];
175 +                }
176 +                d *= si.dom;                    /* solid angle correction */
177 +                scalecolor(sr.rcoef, d);
178 +                process_ray(&sr, ray_pqueue(&sr));
179 +        }
180 + }
181 +
182 +
183 + void
184   rayclean()                      /* finish all pending rays */
185   {
186          RAY     myRay;
# Line 127 | Line 227 | rounddir(              /* compute uniform spherical direction */
227   }
228  
229  
230 < static void
230 > void
231   flatdir(                /* compute uniform hemispherical direction */
232 <        register FVECT  dv,
232 >        FVECT  dv,
233          double  alt,
234          double  azi
235   )
# Line 143 | Line 243 | flatdir(               /* compute uniform hemispherical direction *
243          dv[2] = sqrt(1. - alt);
244   }
245  
246 + int
247 + flatindex(              /* compute index for hemispherical direction */
248 +        FVECT   dv,
249 +        int     nalt,
250 +        int     nazi
251 + )
252 + {
253 +        double  d;
254 +        int     i, j;
255 +        
256 +        d = 1.0 - dv[2]*dv[2];
257 +        i = d*nalt;
258 +        d = atan2(dv[1], dv[0]) * (0.5/PI);
259 +        if (d < 0.0) d += 1.0;
260 +        j = d*nazi + 0.5;
261 +        if (j >= nazi) j = 0;
262 +        return(i*nazi + j);
263 + }
264  
265 +
266   int
267   my_default(     /* default illum action */
268          OBJREC  *ob,
# Line 166 | Line 285 | my_face(               /* make an illum face */
285          char  *nm
286   )
287   {
169 – #define MAXMISS         (5*n*il->nsamps)
288          int  dim[2];
289 <        int  n, nalt, nazi, h, alti;
289 >        int  n, nalt, nazi, alti;
290          double  sp[2], r1, r2;
291 +        int  h;
292          FVECT  dn, org, dir;
293          FVECT  u, v;
294          double  ur[2], vr[2];
295          MAT4  xfm;
296 <        int  nmisses;
296 >        int  nallow;
297          FACE  *fa;
298 <        register int  i, j;
298 >        int  i, j;
299                                  /* get/check arguments */
300          fa = getface(ob);
301          if (fa->area == 0.0) {
# Line 184 | Line 303 | my_face(               /* make an illum face */
303                  return(my_default(ob, il, nm));
304          }
305                                  /* set up sampling */
187 –        if (il->sampdens <= 0) {
188 –                nalt = nazi = 1;        /* diffuse assumption */
189 –        } else {
190 –                n = PI * il->sampdens;
191 –                nalt = sqrt(n/PI) + .5;
192 –                nazi = PI*nalt + .5;
193 –        }
306          if (il->sd != NULL) {
307                  if (!getBSDF_xfm(xfm, fa->norm, il->udir)) {
308                          objerror(ob, WARNING, "illegal up direction");
# Line 198 | Line 310 | my_face(               /* make an illum face */
310                          return(my_default(ob, il, nm));
311                  }
312                  n = il->sd->ninc;
313 <        } else
313 >        } else {
314 >                if (il->sampdens <= 0) {
315 >                        nalt = nazi = 1;        /* diffuse assumption */
316 >                } else {
317 >                        n = PI * il->sampdens;
318 >                        nalt = sqrt(n/PI) + .5;
319 >                        nazi = PI*nalt + .5;
320 >                }
321                  n = nazi*nalt;
322 +        }
323          newdist(n);
324                                  /* take first edge >= sqrt(area) */
325          for (j = fa->nv-1, i = 0; i < fa->nv; j = i++) {
# Line 228 | Line 348 | my_face(               /* make an illum face */
348          }
349          dim[0] = random();
350                                  /* sample polygon */
351 <        nmisses = 0;
351 >        nallow = 5*n*il->nsamps;
352          for (dim[1] = 0; dim[1] < n; dim[1]++)
353                  for (i = 0; i < il->nsamps; i++) {
354 <                                        /* random direction */
354 >                                        /* randomize direction */
355                      h = ilhash(dim, 2) + i;
356                      if (il->sd != NULL) {
357                          r_BSDF_incvec(dir, il->sd, dim[1], urand(h), xfm);
# Line 245 | Line 365 | my_face(               /* make an illum face */
365                              dir[j] = -dn[0]*u[j] - dn[1]*v[j] -
366                                                  dn[2]*fa->norm[j];
367                      }
368 <                                        /* random location */
368 >                                        /* randomize location */
369                      do {
370 <                        multisamp(sp, 2, urand(h+4862+nmisses));
370 >                        multisamp(sp, 2, urand(h+4862+nallow));
371                          r1 = ur[0] + (ur[1]-ur[0]) * sp[0];
372                          r2 = vr[0] + (vr[1]-vr[0]) * sp[1];
373                          for (j = 0; j < 3; j++)
374                              org[j] = r1*u[j] + r2*v[j]
375                                          + fa->offset*fa->norm[j];
376 <                    } while (!inface(org, fa) && nmisses++ < MAXMISS);
377 <                    if (nmisses > MAXMISS) {
376 >                    } while (!inface(org, fa) && nallow-- > 0);
377 >                    if (nallow < 0) {
378                          objerror(ob, WARNING, "bad aspect");
379                          rayclean();
380                          freeface(ob);
381                          return(my_default(ob, il, nm));
382                      }
383                      if (il->sd != NULL && DOT(dir, fa->norm) < -FTINY)
384 <                        r1 = -1.0001*il->thick - .0001;
384 >                        r1 = -1.0001*il->thick - 5.*FTINY;
385                      else
386 <                        r1 = .0001;
386 >                        r1 = 5.*FTINY;
387                      for (j = 0; j < 3; j++)
388                          org[j] += r1*fa->norm[j];
389                                          /* send sample */
390                      raysamp(dim[1], org, dir);
391                  }
392 +                                /* add in direct component? */
393 +        if (!directvis && (il->flags & IL_LIGHT || il->sd != NULL)) {
394 +                MAT4    ixfm;
395 +                if (il->sd == NULL) {
396 +                        for (i = 3; i--; ) {
397 +                                ixfm[i][0] = u[i];
398 +                                ixfm[i][1] = v[i];
399 +                                ixfm[i][2] = fa->norm[i];
400 +                                ixfm[i][3] = 0.;
401 +                        }
402 +                        ixfm[3][0] = ixfm[3][1] = ixfm[3][2] = 0.;
403 +                        ixfm[3][3] = 1.;
404 +                } else {
405 +                        if (!invmat4(ixfm, xfm))
406 +                                objerror(ob, INTERNAL,
407 +                                        "cannot invert BSDF transform");
408 +                        if (!(il->flags & IL_LIGHT))
409 +                                new_discount();
410 +                }
411 +                dim[0] = random();
412 +                nallow = 10*il->nsamps;
413 +                for (i = 0; i < il->nsamps; i++) {
414 +                                        /* randomize location */
415 +                    h = dim[0] + samplendx++;
416 +                    do {
417 +                        multisamp(sp, 2, urand(h+nallow));
418 +                        r1 = ur[0] + (ur[1]-ur[0]) * sp[0];
419 +                        r2 = vr[0] + (vr[1]-vr[0]) * sp[1];
420 +                        for (j = 0; j < 3; j++)
421 +                            org[j] = r1*u[j] + r2*v[j]
422 +                                        + fa->offset*fa->norm[j];
423 +                    } while (!inface(org, fa) && nallow-- > 0);
424 +                    if (nallow < 0) {
425 +                        objerror(ob, WARNING, "bad aspect");
426 +                        rayclean();
427 +                        freeface(ob);
428 +                        return(my_default(ob, il, nm));
429 +                    }
430 +                                        /* sample source rays */
431 +                    srcsamps(il, org, fa->norm, ixfm);
432 +                }
433 +        }
434 +                                /* wait for all rays to finish */
435          rayclean();
436 <        if (il->sd != NULL)     /* run distribution through BSDF */
436 >        if (il->sd != NULL) {   /* run distribution through BSDF */
437 >                nalt = sqrt(il->sd->nout/PI) + .5;
438 >                nazi = PI*nalt + .5;
439                  redistribute(il->sd, nalt, nazi, u, v, fa->norm, xfm);
440 +                done_discount();
441 +                if (!il->sampdens)
442 +                        il->sampdens = nalt*nazi/PI + .999;
443 +        }
444                                  /* write out the face and its distribution */
445          if (average(il, distarr, n)) {
446                  if (il->sampdens > 0)
# Line 282 | Line 451 | my_face(               /* make an illum face */
451                                  /* clean up */
452          freeface(ob);
453          return(0);
285 – #undef MAXMISS
454   }
455  
456  
# Line 340 | Line 508 | my_sphere(     /* make an illum sphere */
508                                          /* send sample */
509                      raysamp(dim[1]*nazi+dim[2], org, dir);
510                  }
511 +                                /* wait for all rays to finish */
512          rayclean();
513                                  /* write out the sphere and its distribution */
514          if (average(il, distarr, n)) {
# Line 370 | Line 539 | my_ring(               /* make an illum ring */
539          FVECT  u, v;
540          MAT4  xfm;
541          CONE  *co;
542 <        register int  i, j;
542 >        int  i, j;
543                                  /* get/check arguments */
544          co = getcone(ob, 0);
545                                  /* set up sampling */
377 –        if (il->sampdens <= 0)
378 –                nalt = nazi = 1;
379 –        else {
380 –                n = PI * il->sampdens;
381 –                nalt = sqrt(n/PI) + .5;
382 –                nazi = PI*nalt + .5;
383 –        }
546          if (il->sd != NULL) {
547                  if (!getBSDF_xfm(xfm, co->ad, il->udir)) {
548                          objerror(ob, WARNING, "illegal up direction");
# Line 388 | Line 550 | my_ring(               /* make an illum ring */
550                          return(my_default(ob, il, nm));
551                  }
552                  n = il->sd->ninc;
553 <        } else
553 >        } else {
554 >                if (il->sampdens <= 0) {
555 >                        nalt = nazi = 1;        /* diffuse assumption */
556 >                } else {
557 >                        n = PI * il->sampdens;
558 >                        nalt = sqrt(n/PI) + .5;
559 >                        nazi = PI*nalt + .5;
560 >                }
561                  n = nazi*nalt;
562 +        }
563          newdist(n);
564          mkaxes(u, v, co->ad);
565          dim[0] = random();
# Line 398 | Line 568 | my_ring(               /* make an illum ring */
568                  for (i = 0; i < il->nsamps; i++) {
569                                          /* next sample point */
570                      h = ilhash(dim,2) + i;
571 <                                        /* random direction */
571 >                                        /* randomize direction */
572                      if (il->sd != NULL) {
573                          r_BSDF_incvec(dir, il->sd, dim[1], urand(h), xfm);
574                      } else {
# Line 408 | Line 578 | my_ring(               /* make an illum ring */
578                          r2 = (dim[1] - alti*nazi + sp[1] - .5)/nazi;
579                          flatdir(dn, r1, r2);
580                          for (j = 0; j < 3; j++)
581 <                        dir[j] = -dn[0]*u[j] - dn[1]*v[j] - dn[2]*co->ad[j];
581 >                                dir[j] = -dn[0]*u[j] - dn[1]*v[j] - dn[2]*co->ad[j];
582                      }
583 <                                        /* random location */
583 >                                        /* randomize location */
584                      multisamp(sp, 2, urand(h+8371));
585                      r3 = sqrt(CO_R0(co)*CO_R0(co) +
586                              sp[0]*(CO_R1(co)*CO_R1(co) - CO_R0(co)*CO_R0(co)));
# Line 418 | Line 588 | my_ring(               /* make an illum ring */
588                      r1 = r3*cos(r2);
589                      r2 = r3*sin(r2);
590                      if (il->sd != NULL && DOT(dir, co->ad) < -FTINY)
591 <                        r3 = -1.0001*il->thick - .0001;
591 >                        r3 = -1.0001*il->thick - 5.*FTINY;
592                      else
593 <                        r3 = .0001;
593 >                        r3 = 5.*FTINY;
594                      for (j = 0; j < 3; j++)
595                          org[j] = CO_P0(co)[j] + r1*u[j] + r2*v[j] +
596                                                  r3*co->ad[j];
597                                          /* send sample */
598                      raysamp(dim[1], org, dir);
599                  }
600 +                                /* add in direct component? */
601 +        if (!directvis && (il->flags & IL_LIGHT || il->sd != NULL)) {
602 +                MAT4    ixfm;
603 +                if (il->sd == NULL) {
604 +                        for (i = 3; i--; ) {
605 +                                ixfm[i][0] = u[i];
606 +                                ixfm[i][1] = v[i];
607 +                                ixfm[i][2] = co->ad[i];
608 +                                ixfm[i][3] = 0.;
609 +                        }
610 +                        ixfm[3][0] = ixfm[3][1] = ixfm[3][2] = 0.;
611 +                        ixfm[3][3] = 1.;
612 +                } else {
613 +                        if (!invmat4(ixfm, xfm))
614 +                                objerror(ob, INTERNAL,
615 +                                        "cannot invert BSDF transform");
616 +                        if (!(il->flags & IL_LIGHT))
617 +                                new_discount();
618 +                }
619 +                dim[0] = random();
620 +                for (i = 0; i < il->nsamps; i++) {
621 +                                        /* randomize location */
622 +                    h = dim[0] + samplendx++;
623 +                    multisamp(sp, 2, urand(h));
624 +                    r3 = sqrt(CO_R0(co)*CO_R0(co) +
625 +                            sp[0]*(CO_R1(co)*CO_R1(co) - CO_R0(co)*CO_R0(co)));
626 +                    r2 = 2.*PI*sp[1];
627 +                    r1 = r3*cos(r2);
628 +                    r2 = r3*sin(r2);
629 +                    for (j = 0; j < 3; j++)
630 +                        org[j] = CO_P0(co)[j] + r1*u[j] + r2*v[j];
631 +                                        /* sample source rays */
632 +                    srcsamps(il, org, co->ad, ixfm);
633 +                }
634 +        }
635 +                                /* wait for all rays to finish */
636          rayclean();
637 <        if (il->sd != NULL)     /* run distribution through BSDF */
637 >        if (il->sd != NULL) {   /* run distribution through BSDF */
638 >                nalt = sqrt(il->sd->nout/PI) + .5;
639 >                nazi = PI*nalt + .5;
640                  redistribute(il->sd, nalt, nazi, u, v, co->ad, xfm);
641 +                done_discount();
642 +                if (!il->sampdens)
643 +                        il->sampdens = nalt*nazi/PI + .999;
644 +        }
645                                  /* write out the ring and its distribution */
646          if (average(il, distarr, n)) {
647                  if (il->sampdens > 0)

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– Removed lines
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> Changed lines