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root/radiance/ray/src/hd/rhd_qtree.c
(Generate patch)

Comparing ray/src/hd/rhd_qtree.c (file contents):
Revision 3.7 by gregl, Tue Nov 25 11:15:20 1997 UTC vs.
Revision 3.26 by greg, Fri Jan 7 20:33:02 2005 UTC

# Line 1 | Line 1
1 /* Copyright (c) 1997 Silicon Graphics, Inc. */
2
1   #ifndef lint
2 < static char SCCSid[] = "$SunId$ SGI";
2 > static const char       RCSid[] = "$Id$";
3   #endif
6
4   /*
5   * Quadtree driver support routines.
6   */
7  
8 + #include <string.h>
9 +
10   #include "standard.h"
11   #include "rhd_qtree.h"
12                                  /* quantity of leaves to free at a time */
13   #ifndef LFREEPCT
14   #define LFREEPCT        25
15   #endif
16 +                                /* maximum allowed angle difference (deg.) */
17 + #ifndef MAXANG
18 + #define MAXANG          20
19 + #endif
20 + #if MAXANG>0
21 + #define MAXDIFF2        ( MAXANG*MAXANG * (PI*PI/180./180.))
22 + #endif
23  
24 + #define abs(i)          ((i) < 0 ? -(i) : (i))
25 +
26   RTREE   qtrunk;                 /* our quadtree trunk */
27 < double  qtDepthEps = .02;       /* epsilon to compare depths (z fraction) */
27 > double  qtDepthEps = .05;       /* epsilon to compare depths (z fraction) */
28   int     qtMinNodesiz = 2;       /* minimum node dimension (pixels) */
29   struct rleaves  qtL;            /* our pile of leaves */
30  
31 + int     rayqleft = 0;           /* rays left to queue before flush */
32 +
33 + static int32    falleaves;      /* our list of fallen leaves */
34 +
35 + #define composted(li)   (qtL.bl <= qtL.tl ? \
36 +                                        ((li) < qtL.bl || (li) >= qtL.tl) : \
37 +                                        ((li) < qtL.bl && (li) >= qtL.tl))
38 +
39   #define TBUNDLESIZ      409     /* number of twigs in a bundle */
40  
41   static RTREE    **twigbundle;   /* free twig blocks (NULL term.) */
42   static int      nexttwig;       /* next free twig */
43  
44 < #define is_stump(t)     (!((t)->flgs & (BR_ANY|LF_ANY)))
44 > static RTREE *newtwig(void);
45 > static void qtFreeTree(int really);
46 > static void shaketree(RTREE *tp);
47 > static int putleaf(int li, int drop);
48  
49  
50   static RTREE *
51 < newtwig()                       /* allocate a twig */
51 > newtwig(void)                   /* allocate a twig */
52   {
53          register int    bi;
54  
# Line 41 | Line 60 | newtwig()                      /* allocate a twig */
60          }
61          bi = nexttwig / TBUNDLESIZ;
62          if (twigbundle[bi] == NULL) {   /* new block */
63 <                twigbundle = (RTREE **)realloc((char *)twigbundle,
63 >                twigbundle = (RTREE **)realloc((void *)twigbundle,
64                                          (bi+2)*sizeof(RTREE *));
65                  if (twigbundle == NULL)
66                          goto memerr;
# Line 54 | Line 73 | newtwig()                      /* allocate a twig */
73          return(twigbundle[bi] + (nexttwig++ - bi*TBUNDLESIZ));
74   memerr:
75          error(SYSTEM, "out of memory in newtwig");
76 +        return NULL; /* pro forma return */
77   }
78  
79  
80 < qtFreeTree(really)              /* free allocated twigs */
81 < int     really;
80 > static void
81 > qtFreeTree(             /* free allocated twigs */
82 >        int     really
83 > )
84   {
85          register int    i;
86  
# Line 69 | Line 91 | int    really;
91          nexttwig = 0;
92          if (!really) {          /* just clear allocated blocks */
93                  while (i--)
94 <                        bzero((char *)twigbundle[i], TBUNDLESIZ*sizeof(RTREE));
94 >                        memset((char *)twigbundle[i], '\0', TBUNDLESIZ*sizeof(RTREE));
95                  return;
96          }
97                                  /* else "really" means free up memory */
98          for (i = 0; twigbundle[i] != NULL; i++)
99 <                free((char *)twigbundle[i]);
100 <        free((char *)twigbundle);
99 >                free((void *)twigbundle[i]);
100 >        free((void *)twigbundle);
101          twigbundle = NULL;
102   }
103  
104  
105 < static int
106 < newleaf()                       /* allocate a leaf from our pile */
85 < {
86 <        int     li;
87 <        
88 <        li = qtL.tl++;
89 <        if (qtL.tl >= qtL.nl)   /* get next leaf in ring */
90 <                qtL.tl = 0;
91 <        if (qtL.tl == qtL.bl)   /* need to shake some free */
92 <                qtCompost(LFREEPCT);
93 <        return(li);
94 < }
105 > #define LEAFSIZ         (3*sizeof(float)+sizeof(int32)+\
106 >                        sizeof(TMbright)+6*sizeof(BYTE))
107  
108 <
109 < #define LEAFSIZ         (3*sizeof(float)+sizeof(TMbright)+6*sizeof(BYTE))
110 <
111 < int
100 < qtAllocLeaves(n)                /* allocate space for n leaves */
101 < register int    n;
108 > extern int
109 > qtAllocLeaves(          /* allocate space for n leaves */
110 >        register int    n
111 > )
112   {
113          unsigned        nbytes;
114          register unsigned       i;
# Line 120 | Line 130 | register int   n;
130                  return(0);
131                                  /* assign larger alignment types earlier */
132          qtL.wp = (float (*)[3])qtL.base;
133 <        qtL.brt = (TMbright *)(qtL.wp + n);
133 >        qtL.wd = (int32 *)(qtL.wp + n);
134 >        qtL.brt = (TMbright *)(qtL.wd + n);
135          qtL.chr = (BYTE (*)[3])(qtL.brt + n);
136          qtL.rgb = (BYTE (*)[3])(qtL.chr + n);
137          qtL.nl = n;
138          qtL.tml = qtL.bl = qtL.tl = 0;
139 +        falleaves = -1;
140          return(n);
141   }
142  
143   #undef  LEAFSIZ
144  
145  
146 < qtFreeLeaves()                  /* free our allocated leaves and twigs */
146 > extern void
147 > qtFreeLeaves(void)                      /* free our allocated leaves and twigs */
148   {
149          qtFreeTree(1);          /* free tree also */
150          if (qtL.nl <= 0)
# Line 142 | Line 155 | qtFreeLeaves()                 /* free our allocated leaves and twig
155   }
156  
157  
158 < static
159 < shaketree(tp)                   /* shake dead leaves from tree */
160 < register RTREE  *tp;
158 > static void
159 > shaketree(                      /* shake dead leaves from tree */
160 >        register RTREE  *tp
161 > )
162   {
163          register int    i, li;
164  
# Line 155 | Line 169 | register RTREE *tp;
169                                  tp->flgs &= ~BRF(i);
170                  } else if (tp->flgs & LFF(i)) {
171                          li = tp->k[i].li;
172 <                        if (qtL.bl < qtL.tl ?
159 <                                (li < qtL.bl || li >= qtL.tl) :
160 <                                (li < qtL.bl && li >= qtL.tl))
172 >                        if (composted(li))
173                                  tp->flgs &= ~LFF(i);
174                  }
175   }
176  
177  
178 < int
179 < qtCompost(pct)                  /* free up some leaves */
180 < int     pct;
178 > extern int
179 > qtCompost(                      /* free up some leaves */
180 >        int     pct
181 > )
182   {
183 +        register int32  *fl;
184          int     nused, nclear, nmapped;
171
185                                  /* figure out how many leaves to clear */
186          nclear = qtL.nl * pct / 100;
187          nused = qtL.tl - qtL.bl;
# Line 179 | Line 192 | int    pct;
192          if (nclear >= nused) {  /* clear them all */
193                  qtFreeTree(0);
194                  qtL.tml = qtL.bl = qtL.tl = 0;
195 +                falleaves = -1;
196                  return(nused);
197          }
198                                  /* else clear leaves from bottom */
# Line 187 | Line 201 | int    pct;
201          qtL.bl += nclear;
202          if (qtL.bl >= qtL.nl) qtL.bl -= qtL.nl;
203          if (nmapped <= nclear) qtL.tml = qtL.bl;
204 <        shaketree(&qtrunk);
204 >        shaketree(&qtrunk);     /* dereference composted leaves */
205 >        for (fl = &falleaves; *fl >= 0; fl = qtL.wd + *fl)
206 >                while (composted(*fl))
207 >                        if ((*fl = qtL.wd[*fl]) < 0)
208 >                                return(nclear);
209          return(nclear);
210   }
211  
212  
213 < int
214 < qtFindLeaf(x, y)                /* find closest leaf to (x,y) */
215 < int     x, y;
213 > extern int
214 > qtFindLeaf(             /* find closest leaf to (x,y) */
215 >        int     x,
216 >        int     y
217 > )
218   {
219          register RTREE  *tp = &qtrunk;
220          int     li = -1;
# Line 229 | Line 249 | int    x, y;
249   }
250  
251  
252 < static
253 < addleaf(li)                     /* add a leaf to our tree */
254 < int     li;
252 > static int
253 > putleaf(                /* put a leaf in our tree */
254 >        register int    li,
255 >        int     drop
256 > )
257   {
258          register RTREE  *tp = &qtrunk;
259          int     x0=0, y0=0, x1=odev.hres, y1=odev.vres;
260 <        int     lo = -1;
260 >        register int    lo = -1;
261 >        double  d2;
262          int     x, y, mx, my;
263          double  z;
264 <        FVECT   ip, wp;
264 >        FVECT   ip, wp, vd;
265          register int    q;
266 <                                        /* compute leaf location */
266 >                                        /* check for dead leaf */
267 >        if (!qtL.chr[li][1] && !(qtL.chr[li][0] | qtL.chr[li][2]))
268 >                return(0);
269 >                                        /* compute leaf location in view */
270          VCOPY(wp, qtL.wp[li]);
271          viewloc(ip, &odev.v, wp);
272          if (ip[2] <= 0. || ip[0] < 0. || ip[0] >= 1.
273                          || ip[1] < 0. || ip[1] >= 1.)
274 <                return;
274 >                goto dropit;                    /* behind or outside view */
275 > #ifdef DEBUG
276 >        if (odev.v.type == VT_PAR | odev.v.vfore > FTINY)
277 >                error(INTERNAL, "bad view assumption in putleaf");
278 > #endif
279 >        for (q = 0; q < 3; q++)
280 >                vd[q] = (wp[q] - odev.v.vp[q])/ip[2];
281 >        d2 = fdir2diff(qtL.wd[li], vd);
282 > #ifdef MAXDIFF2
283 >        if (d2 > MAXDIFF2)
284 >                goto dropit;                    /* leaf dir. too far off */
285 > #endif
286          x = ip[0] * odev.hres;
287          y = ip[1] * odev.vres;
288          z = ip[2];
# Line 266 | Line 303 | int    li;
303                  if (!(tp->flgs & LFF(q))) {     /* found stem for leaf */
304                          tp->k[q].li = li;
305                          tp->flgs |= CHLFF(q);
306 <                        break;
306 >                        return(1);
307                  }      
308 <                                                /* check existing leaf */
272 <                if (lo != tp->k[q].li) {
308 >                if (lo != tp->k[q].li) {        /* check old leaf */
309                          lo = tp->k[q].li;
310                          VCOPY(wp, qtL.wp[lo]);
311                          viewloc(ip, &odev.v, wp);
312                  }
313                                                  /* is node minimum size? */
314 <                if (x1-x0 <= qtMinNodesiz || y1-y0 <= qtMinNodesiz) {
315 <                        if (z > (1.-qtDepthEps)*ip[2])  /* who is closer? */
316 <                                return;                 /* old one is */
317 <                        tp->k[q].li = li;               /* new one is */
314 >                if (y1-y0 <= qtMinNodesiz || x1-x0 <= qtMinNodesiz) {
315 >                        if (z > (1.+qtDepthEps)*ip[2])
316 >                                break;                  /* old one closer */
317 >                        if (z >= (1.-qtDepthEps)*ip[2] &&
318 >                                        fdir2diff(qtL.wd[lo], vd) < d2)
319 >                                break;                  /* old one better */
320 >                        tp->k[q].li = li;               /* attach new */
321                          tp->flgs |= CHF(q);
322 +                        li = lo;                        /* drop old... */
323                          break;
324                  }
325                  tp->flgs &= ~LFF(q);            /* else grow tree */
# Line 290 | Line 330 | int    li;
330                  my = ip[1] * odev.vres;
331                  if (mx >= (x0 + x1) >> 1) q |= 01;
332                  if (my >= (y0 + y1) >> 1) q |= 02;
333 +                tp->flgs = CH_ANY|LFF(q);       /* all new */
334                  tp->k[q].li = lo;
294                tp->flgs |= LFF(q)|CH_ANY;      /* all new */
335          }
336 + dropit:
337 +        if (drop) {
338 +                if (li+1 == (qtL.tl ? qtL.tl : qtL.nl))
339 +                        qtL.tl = li;            /* special case */
340 +                else {
341 +                        qtL.chr[li][0] = qtL.chr[li][1] = qtL.chr[li][2] = 0;
342 +                        qtL.wd[li] = falleaves;
343 +                        falleaves = li;
344 +                }
345 +        }
346 +        return(li == lo);
347   }
348  
349  
350 < dev_value(c, p)                 /* add a pixel value to our output queue */
351 < COLR    c;
352 < FVECT   p;
350 > extern void
351 > dev_value(              /* add a pixel value to our quadtree */
352 >        COLR    c,
353 >        FVECT   d,
354 >        FVECT   p
355 > )
356   {
357          register int    li;
358 <
359 <        li = newleaf();
360 <        VCOPY(qtL.wp[li], p);
361 <        tmCvColrs(&qtL.brt[li], qtL.chr[li], c, 1);
362 <        addleaf(li);
358 >        int     mapit;
359 >                                /* grab a leaf */
360 >        if (!imm_mode && falleaves >= 0) {      /* check for fallen leaves */
361 >                li = falleaves;
362 >                falleaves = qtL.wd[li];
363 >                mapit = qtL.tml <= qtL.tl ?
364 >                                (li < qtL.tml || li >= qtL.tl) :
365 >                                (li < qtL.tml && li >= qtL.tl) ;
366 >        } else {                                /* else allocate new one */
367 >                li = qtL.tl++;
368 >                if (qtL.tl >= qtL.nl)           /* next leaf in ring */
369 >                        qtL.tl = 0;
370 >                if (qtL.tl == qtL.bl)           /* need to shake some free */
371 >                        qtCompost(LFREEPCT);
372 >                mapit = 0;                      /* we'll map it later */
373 >        }
374 >        if (p == NULL)
375 >                VSUM(qtL.wp[li], odev.v.vp, d, FHUGE);
376 >        else
377 >                VCOPY(qtL.wp[li], p);
378 >        qtL.wd[li] = encodedir(d);
379 >        tmCvColrs(tmGlobal, &qtL.brt[li], qtL.chr[li], (COLR *)c, 1);
380 >        if (putleaf(li, 1)) {
381 >                if (mapit)
382 >                        tmMapPixels(tmGlobal, (BYTE *)(qtL.rgb+li), qtL.brt+li,
383 >                                        (BYTE *)(qtL.chr+li), 1);
384 >                if (--rayqleft == 0)
385 >                        dev_flush();            /* flush output */
386 >        }
387   }
388  
389  
390 < qtReplant()                     /* replant our tree using new view */
390 > extern void
391 > qtReplant(void)                 /* replant our tree using new view */
392   {
393          register int    i;
394                                          /* anything to replant? */
# Line 318 | Line 397 | qtReplant()                    /* replant our tree using new view */
397          qtFreeTree(0);                  /* blow the old tree away */
398                                          /* regrow it in new place */
399          for (i = qtL.bl; i != qtL.tl; ) {
400 <                addleaf(i);
400 >                putleaf(i, 0);
401                  if (++i >= qtL.nl) i = 0;
402          }
403   }
404  
405  
406 < qtMapLeaves(redo)               /* map our leaves to RGB */
407 < int     redo;
406 > extern int
407 > qtMapLeaves(            /* map our leaves to RGB */
408 >        int     redo
409 > )
410   {
411          int     aorg, alen, borg, blen;
412                                          /* recompute mapping? */
# Line 346 | Line 427 | int    redo;
427          }
428                                          /* (re)compute tone mapping? */
429          if (qtL.tml == qtL.bl) {
430 <                tmClearHisto();
431 <                tmAddHisto(qtL.brt+aorg, alen, 1);
430 >                tmClearHisto(tmGlobal);
431 >                tmAddHisto(tmGlobal, qtL.brt+aorg, alen, 1);
432                  if (blen > 0)
433 <                        tmAddHisto(qtL.brt+borg, blen, 1);
434 <                if (tmComputeMapping(0., 0., 0.) != TM_E_OK)
433 >                        tmAddHisto(tmGlobal, qtL.brt+borg, blen, 1);
434 >                if (tmComputeMapping(tmGlobal, 0., 0., 0.) != TM_E_OK)
435                          return(0);
436          }
437 <        if (tmMapPixels(qtL.rgb+aorg, qtL.brt+aorg,
438 <                        qtL.chr+aorg, alen) != TM_E_OK)
437 >        if (tmMapPixels(tmGlobal, (BYTE *)(qtL.rgb+aorg), qtL.brt+aorg,
438 >                        (BYTE *)(qtL.chr+aorg), alen) != TM_E_OK)
439                  return(0);
440          if (blen > 0)
441 <                tmMapPixels(qtL.rgb+borg, qtL.brt+borg,
442 <                                qtL.chr+borg, blen);
441 >                tmMapPixels(tmGlobal, (BYTE *)(qtL.rgb+borg), qtL.brt+borg,
442 >                                (BYTE *)(qtL.chr+borg), blen);
443          qtL.tml = qtL.tl;
444          return(1);
364 }
365
366
367 static
368 redraw(tp, x0, y0, x1, y1, l)   /* mark portion of a tree for redraw */
369 register RTREE  *tp;
370 int     x0, y0, x1, y1;
371 int     l[2][2];
372 {
373        int     quads = CH_ANY;
374        int     mx, my;
375        register int    i;
376                                        /* compute midpoint */
377        mx = (x0 + x1) >> 1;
378        my = (y0 + y1) >> 1;
379                                        /* see what to do */
380        if (l[0][0] >= mx)
381                quads &= ~(CHF(2)|CHF(0));
382        else if (l[0][1] < mx)
383                quads &= ~(CHF(3)|CHF(1));
384        if (l[1][0] >= my)
385                quads &= ~(CHF(1)|CHF(0));
386        else if (l[1][1] < my)
387                quads &= ~(CHF(3)|CHF(2));
388        tp->flgs |= quads;              /* mark quadrants for update */
389                                        /* climb the branches */
390        for (i = 0; i < 4; i++)
391                if (tp->flgs & BRF(i) && quads & CHF(i))
392                        redraw(tp->k[i].b, i&01 ? mx : x0, i&02 ? my : y0,
393                                        i&01 ? x1 : mx, i&02 ? y1 : my, l);
394 }
395
396
397 static
398 update(ca, tp, x0, y0, x1, y1)  /* update tree display as needed */
399 BYTE    ca[3];          /* returned average color */
400 register RTREE  *tp;
401 int     x0, y0, x1, y1;
402 {
403        int     csm[3], nc;
404        register BYTE   *cp;
405        BYTE    rgb[3];
406        int     gaps = 0;
407        int     mx, my;
408        register int    i;
409                                        /* compute midpoint */
410        mx = (x0 + x1) >> 1;
411        my = (y0 + y1) >> 1;
412        csm[0] = csm[1] = csm[2] = nc = 0;
413                                        /* do leaves first */
414        for (i = 0; i < 4; i++) {
415                if (!(tp->flgs & CHF(i)))
416                        continue;
417                if (tp->flgs & LFF(i)) {
418                        dev_paintr(cp=qtL.rgb[tp->k[i].li],
419                                        i&01 ? mx : x0, i&02 ? my : y0,
420                                        i&01 ? x1 : mx, i&02 ? y1 : my);
421                        csm[0] += cp[0]; csm[1] += cp[1]; csm[2] += cp[2];
422                        nc++;
423                } else if (!(tp->flgs & BRF(i)))
424                        gaps |= 1<<i;   /* empty stem */
425        }
426                                        /* now do branches */
427        for (i = 0; i < 4; i++)
428                if ((tp->flgs & CHBRF(i)) == CHBRF(i)) {
429                        update(rgb, tp->k[i].b, i&01 ? mx : x0, i&02 ? my : y0,
430                                        i&01 ? x1 : mx, i&02 ? y1 : my);
431                        csm[0] += rgb[0]; csm[1] += rgb[1]; csm[2] += rgb[2];
432                        nc++;
433                }
434        if (nc > 1) {
435                ca[0] = csm[0]/nc; ca[1] = csm[1]/nc; ca[2] = csm[2]/nc;
436        } else {
437                ca[0] = csm[0]; ca[1] = csm[1]; ca[2] = csm[2];
438        }
439                                        /* fill in gaps with average */
440        for (i = 0; gaps && i < 4; gaps >>= 1, i++)
441                if (gaps & 01)
442                        dev_paintr(ca, i&01 ? mx : x0, i&02 ? my : y0,
443                                        i&01 ? x1 : mx, i&02 ? y1 : my);
444        tp->flgs &= ~CH_ANY;            /* all done */
445 }
446
447
448 qtRedraw(x0, y0, x1, y1)        /* redraw part or all of our screen */
449 int     x0, y0, x1, y1;
450 {
451        int     lim[2][2];
452
453        if (is_stump(&qtrunk))
454                return;
455        if (!qtMapLeaves((lim[0][0]=x0) <= 0 & (lim[1][0]=y0) <= 0 &
456                (lim[0][1]=x1) >= odev.hres-1 & (lim[1][1]=y1) >= odev.vres-1))
457                return;
458        redraw(&qtrunk, 0, 0, odev.hres, odev.vres, lim);
459 }
460
461
462 qtUpdate()                      /* update our tree display */
463 {
464        BYTE    ca[3];
465
466        if (is_stump(&qtrunk))
467                return;
468        if (!qtMapLeaves(0))
469                return;
470        update(ca, &qtrunk, 0, 0, odev.hres, odev.vres);
445   }

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