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root/radiance/ray/src/cv/bsdfmesh.c
(Generate patch)

Comparing ray/src/cv/bsdfmesh.c (file contents):
Revision 2.2 by greg, Sat Oct 20 07:02:00 2012 UTC vs.
Revision 2.6 by greg, Fri Nov 9 02:16:29 2012 UTC

# Line 23 | Line 23 | int                    nprocs = 1;
23                                  /* number of children (-1 in child) */
24   static int              nchild = 0;
25  
26 + typedef struct {
27 +        int             nrows, ncols;   /* array size (matches migration) */
28 +        float           *price;         /* migration prices */
29 +        short           *sord;          /* sort for each row, low to high */
30 + } PRICEMAT;                     /* sorted pricing matrix */
31 +
32 + #define pricerow(p,i)   ((p)->price + (i)*(p)->ncols)
33 + #define psortrow(p,i)   ((p)->sord + (i)*(p)->ncols)
34 +
35   /* Create a new migration holder (sharing memory for multiprocessing) */
36   static MIGRATION *
37   new_migration(RBFNODE *from_rbf, RBFNODE *to_rbf)
# Line 110 | Line 119 | run_subprocess(void)
119                  if (pid < 0) {
120                          fprintf(stderr, "%s: cannot fork subprocess\n",
121                                          progname);
122 +                        await_children(nchild);
123                          exit(1);
124                  }
125                  ++nchild;                       /* subprocess started */
# Line 124 | Line 134 | run_subprocess(void)
134  
135   #endif  /* ! _WIN32 */
136  
137 + /* Comparison routine needed for sorting price row */
138 + static int
139 + msrt_cmp(void *b, const void *p1, const void *p2)
140 + {
141 +        PRICEMAT        *pm = (PRICEMAT *)b;
142 +        int             ri = ((const short *)p1 - pm->sord) / pm->ncols;
143 +        float           c1 = pricerow(pm,ri)[*(const short *)p1];
144 +        float           c2 = pricerow(pm,ri)[*(const short *)p2];
145 +
146 +        if (c1 > c2) return(1);
147 +        if (c1 < c2) return(-1);
148 +        return(0);
149 + }
150 +
151   /* Compute (and allocate) migration price matrix for optimization */
152 < static float *
153 < price_routes(const RBFNODE *from_rbf, const RBFNODE *to_rbf)
152 > static void
153 > price_routes(PRICEMAT *pm, const RBFNODE *from_rbf, const RBFNODE *to_rbf)
154   {
131        float   *pmtx = (float *)malloc(sizeof(float) *
132                                        from_rbf->nrbf * to_rbf->nrbf);
155          FVECT   *vto = (FVECT *)malloc(sizeof(FVECT) * to_rbf->nrbf);
156          int     i, j;
157  
158 <        if ((pmtx == NULL) | (vto == NULL)) {
158 >        pm->nrows = from_rbf->nrbf;
159 >        pm->ncols = to_rbf->nrbf;
160 >        pm->price = (float *)malloc(sizeof(float) * pm->nrows*pm->ncols);
161 >        pm->sord = (short *)malloc(sizeof(short) * pm->nrows*pm->ncols);
162 >        
163 >        if ((pm->price == NULL) | (pm->sord == NULL) | (vto == NULL)) {
164                  fprintf(stderr, "%s: Out of memory in migration_costs()\n",
165                                  progname);
166                  exit(1);
# Line 145 | Line 172 | price_routes(const RBFNODE *from_rbf, const RBFNODE *t
172              const double        from_ang = R2ANG(from_rbf->rbfa[i].crad);
173              FVECT               vfrom;
174              ovec_from_pos(vfrom, from_rbf->rbfa[i].gx, from_rbf->rbfa[i].gy);
175 <            for (j = to_rbf->nrbf; j--; )
176 <                pmtx[i*to_rbf->nrbf + j] = acos(DOT(vfrom, vto[j])) +
175 >            for (j = to_rbf->nrbf; j--; ) {
176 >                pricerow(pm,i)[j] = acos(DOT(vfrom, vto[j])) +
177                                  fabs(R2ANG(to_rbf->rbfa[j].crad) - from_ang);
178 +                psortrow(pm,i)[j] = j;
179 +            }
180 +            qsort_r(psortrow(pm,i), pm->ncols, sizeof(short), pm, &msrt_cmp);
181          }
182          free(vto);
153        return(pmtx);
183   }
184  
185 < /* Comparison routine needed for sorting price row */
186 < static const float      *price_arr;
187 < static int
159 < msrt_cmp(const void *p1, const void *p2)
185 > /* Free price matrix */
186 > static void
187 > free_routes(PRICEMAT *pm)
188   {
189 <        float   c1 = price_arr[*(const int *)p1];
190 <        float   c2 = price_arr[*(const int *)p2];
163 <
164 <        if (c1 > c2) return(1);
165 <        if (c1 < c2) return(-1);
166 <        return(0);
189 >        free(pm->price); pm->price = NULL;
190 >        free(pm->sord); pm->sord = NULL;
191   }
192  
193   /* Compute minimum (optimistic) cost for moving the given source material */
194   static double
195 < min_cost(double amt2move, const double *avail, const float *price, int n)
195 > min_cost(double amt2move, const double *avail, const PRICEMAT *pm, int s)
196   {
173        static int      *price_sort = NULL;
174        static int      n_alloc = 0;
197          double          total_cost = 0;
198 <        int             i;
198 >        int             j;
199  
200          if (amt2move <= FTINY)                  /* pre-emptive check */
201 <                return(0.);
180 <        if (n > n_alloc) {                      /* (re)allocate sort array */
181 <                if (n_alloc) free(price_sort);
182 <                price_sort = (int *)malloc(sizeof(int)*n);
183 <                if (price_sort == NULL) {
184 <                        fprintf(stderr, "%s: Out of memory in min_cost()\n",
185 <                                        progname);
186 <                        exit(1);
187 <                }
188 <                n_alloc = n;
189 <        }
190 <        for (i = n; i--; )
191 <                price_sort[i] = i;
192 <        price_arr = price;
193 <        qsort(price_sort, n, sizeof(int), &msrt_cmp);
201 >                return(.0);
202                                                  /* move cheapest first */
203 <        for (i = 0; i < n && amt2move > FTINY; i++) {
204 <                int     d = price_sort[i];
203 >        for (j = 0; j < pm->ncols && amt2move > FTINY; j++) {
204 >                int     d = psortrow(pm,s)[j];
205                  double  amt = (amt2move < avail[d]) ? amt2move : avail[d];
206  
207 <                total_cost += amt * price[d];
207 >                total_cost += amt * pricerow(pm,s)[d];
208                  amt2move -= amt;
209          }
210          return(total_cost);
# Line 204 | Line 212 | min_cost(double amt2move, const double *avail, const f
212  
213   /* Take a step in migration by choosing optimal bucket to transfer */
214   static double
215 < migration_step(MIGRATION *mig, double *src_rem, double *dst_rem, const float *pmtx)
215 > migration_step(MIGRATION *mig, double *src_rem, double *dst_rem, const PRICEMAT *pm)
216   {
217 <        const double    maxamt = .1;
217 >        const double    maxamt = 1./(double)pm->ncols;
218          const double    minamt = maxamt*5e-6;
219 <        static double   *src_cost = NULL;
212 <        static int      n_alloc = 0;
219 >        double          *src_cost;
220          struct {
221                  int     s, d;   /* source and destination */
222                  double  price;  /* price estimate per amount moved */
223                  double  amt;    /* amount we can move */
224          } cur, best;
225          int             i;
226 <
227 <        if (mtx_nrows(mig) > n_alloc) {         /* allocate cost array */
228 <                if (n_alloc)
229 <                        free(src_cost);
230 <                src_cost = (double *)malloc(sizeof(double)*mtx_nrows(mig));
231 <                if (src_cost == NULL) {
225 <                        fprintf(stderr, "%s: Out of memory in migration_step()\n",
226 <                                        progname);
227 <                        exit(1);
228 <                }
229 <                n_alloc = mtx_nrows(mig);
226 >                                                /* allocate cost array */
227 >        src_cost = (double *)malloc(sizeof(double)*pm->nrows);
228 >        if (src_cost == NULL) {
229 >                fprintf(stderr, "%s: Out of memory in migration_step()\n",
230 >                                progname);
231 >                exit(1);
232          }
233 <        for (i = mtx_nrows(mig); i--; )         /* starting costs for diff. */
234 <                src_cost[i] = min_cost(src_rem[i], dst_rem,
233 <                                        pmtx+i*mtx_ncols(mig), mtx_ncols(mig));
233 >        for (i = pm->nrows; i--; )              /* starting costs for diff. */
234 >                src_cost[i] = min_cost(src_rem[i], dst_rem, pm, i);
235  
236                                                  /* find best source & dest. */
237          best.s = best.d = -1; best.price = FHUGE; best.amt = 0;
238 <        for (cur.s = mtx_nrows(mig); cur.s--; ) {
238 <            const float *price = pmtx + cur.s*mtx_ncols(mig);
238 >        for (cur.s = pm->nrows; cur.s--; ) {
239              double      cost_others = 0;
240 +
241              if (src_rem[cur.s] <= minamt)
242                      continue;
243 <            cur.d = -1;                         /* examine cheapest dest. */
244 <            for (i = mtx_ncols(mig); i--; )
245 <                if (dst_rem[i] > minamt &&
246 <                                (cur.d < 0 || price[i] < price[cur.d]))
247 <                        cur.d = i;
248 <            if (cur.d < 0)
249 <                    return(.0);
250 <            if ((cur.price = price[cur.d]) >= best.price)
250 <                    continue;                   /* no point checking further */
243 >                                                /* examine cheapest dest. */
244 >            for (i = 0; i < pm->ncols; i++)
245 >                if (dst_rem[ cur.d = psortrow(pm,cur.s)[i] ] > minamt)
246 >                        break;
247 >            if (i >= pm->ncols)
248 >                break;
249 >            if ((cur.price = pricerow(pm,cur.s)[cur.d]) >= best.price)
250 >                continue;                       /* no point checking further */
251              cur.amt = (src_rem[cur.s] < dst_rem[cur.d]) ?
252                                  src_rem[cur.s] : dst_rem[cur.d];
253              if (cur.amt > maxamt) cur.amt = maxamt;
254              dst_rem[cur.d] -= cur.amt;          /* add up differential costs */
255 <            for (i = mtx_nrows(mig); i--; )
255 >            for (i = pm->nrows; i--; )
256                  if (i != cur.s)
257 <                        cost_others += min_cost(src_rem[i], dst_rem,
258 <                                                price, mtx_ncols(mig))
257 >                        cost_others += min_cost(src_rem[i], dst_rem, pm, i)
258                                          - src_cost[i];
259              dst_rem[cur.d] += cur.amt;          /* undo trial move */
260              cur.price += cost_others/cur.amt;   /* adjust effective price */
261              if (cur.price < best.price)         /* are we better than best? */
262                      best = cur;
263          }
264 <        if ((best.s < 0) | (best.d < 0))
264 >        free(src_cost);                         /* finish up */
265 >
266 >        if ((best.s < 0) | (best.d < 0))        /* nothing left to move? */
267                  return(.0);
268 <                                                /* make the actual move */
268 >                                                /* else make the actual move */
269          mtx_coef(mig,best.s,best.d) += best.amt;
270          src_rem[best.s] -= best.amt;
271          dst_rem[best.d] -= best.amt;
272          return(best.amt);
273   }
274  
274 #ifdef DEBUG
275 static char *
276 thetaphi(const FVECT v)
277 {
278        static char     buf[128];
279        double          theta, phi;
280
281        theta = 180./M_PI*acos(v[2]);
282        phi = 180./M_PI*atan2(v[1],v[0]);
283        sprintf(buf, "(%.0f,%.0f)", theta, phi);
284
285        return(buf);
286 }
287 #endif
288
275   /* Compute and insert migration along directed edge (may fork child) */
276   static MIGRATION *
277   create_migration(RBFNODE *from_rbf, RBFNODE *to_rbf)
278   {
279          const double    end_thresh = 5e-6;
280 <        float           *pmtx;
280 >        PRICEMAT        pmtx;
281          MIGRATION       *newmig;
282          double          *src_rem, *dst_rem;
283          double          total_rem = 1., move_amt;
284 <        int             i;
284 >        int             i, j;
285                                                  /* check if exists already */
286          for (newmig = from_rbf->ejl; newmig != NULL;
287                          newmig = nextedge(from_rbf,newmig))
# Line 305 | Line 291 | create_migration(RBFNODE *from_rbf, RBFNODE *to_rbf)
291          newmig = new_migration(from_rbf, to_rbf);
292          if (run_subprocess())
293                  return(newmig);                 /* child continues */
294 <        pmtx = price_routes(from_rbf, to_rbf);
294 >        price_routes(&pmtx, from_rbf, to_rbf);
295          src_rem = (double *)malloc(sizeof(double)*from_rbf->nrbf);
296          dst_rem = (double *)malloc(sizeof(double)*to_rbf->nrbf);
297          if ((src_rem == NULL) | (dst_rem == NULL)) {
# Line 314 | Line 300 | create_migration(RBFNODE *from_rbf, RBFNODE *to_rbf)
300                  exit(1);
301          }
302   #ifdef DEBUG
303 <        fprintf(stderr, "Building path from (theta,phi) %s ",
304 <                        thetaphi(from_rbf->invec));
305 <        fprintf(stderr, "to %s with %d x %d matrix\n",
306 <                        thetaphi(to_rbf->invec),
303 >        fprintf(stderr, "Building path from (theta,phi) (%.0f,%.0f) ",
304 >                        get_theta180(from_rbf->invec),
305 >                        get_phi360(from_rbf->invec));
306 >        fprintf(stderr, "to (%.0f,%.0f) with %d x %d matrix\n",
307 >                        get_theta180(to_rbf->invec),
308 >                        get_phi360(to_rbf->invec),
309                          from_rbf->nrbf, to_rbf->nrbf);
310   #endif
311                                                  /* starting quantities */
312          memset(newmig->mtx, 0, sizeof(float)*from_rbf->nrbf*to_rbf->nrbf);
313          for (i = from_rbf->nrbf; i--; )
314                  src_rem[i] = rbf_volume(&from_rbf->rbfa[i]) / from_rbf->vtotal;
315 <        for (i = to_rbf->nrbf; i--; )
316 <                dst_rem[i] = rbf_volume(&to_rbf->rbfa[i]) / to_rbf->vtotal;
315 >        for (j = to_rbf->nrbf; j--; )
316 >                dst_rem[j] = rbf_volume(&to_rbf->rbfa[j]) / to_rbf->vtotal;
317 >
318          do {                                    /* move a bit at a time */
319 <                move_amt = migration_step(newmig, src_rem, dst_rem, pmtx);
319 >                move_amt = migration_step(newmig, src_rem, dst_rem, &pmtx);
320                  total_rem -= move_amt;
332 #ifdef DEBUG
333                if (!nchild)
334                        fprintf(stderr, "\r%.9f remaining...", total_rem);
335 #endif
321          } while ((total_rem > end_thresh) & (move_amt > 0));
322 < #ifdef DEBUG
338 <        if (!nchild) fputs("done.\n", stderr);
339 <        else fprintf(stderr, "finished with %.9f remaining\n", total_rem);
340 < #endif
322 >
323          for (i = from_rbf->nrbf; i--; ) {       /* normalize final matrix */
324 <            float       nf = rbf_volume(&from_rbf->rbfa[i]);
343 <            int         j;
324 >            double      nf = rbf_volume(&from_rbf->rbfa[i]);
325              if (nf <= FTINY) continue;
326              nf = from_rbf->vtotal / nf;
327              for (j = to_rbf->nrbf; j--; )
328 <                mtx_coef(newmig,i,j) *= nf;
328 >                mtx_coef(newmig,i,j) *= nf;     /* row now sums to 1.0 */
329          }
330          end_subprocess();                       /* exit here if subprocess */
331 <        free(pmtx);                             /* free working arrays */
331 >        free_routes(&pmtx);                     /* free working arrays */
332          free(src_rem);
333          free(dst_rem);
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