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root/radiance/ray/src/hd/rhpict2.c
(Generate patch)

Comparing ray/src/hd/rhpict2.c (file contents):
Revision 3.1 by gwlarson, Thu Mar 4 10:30:04 1999 UTC vs.
Revision 3.15 by schorsch, Thu Jan 1 11:21:55 2004 UTC

# Line 1 | Line 1
1 – /* Copyright (c) 1999 Silicon Graphics, Inc. */
2 –
1   #ifndef lint
2 < static char SCCSid[] = "$SunId$ SGI";
2 > static const char       RCSid[] = "$Id$";
3   #endif
6 –
4   /*
5   * Rendering routines for rhpict.
6   */
7  
8 + #include <string.h>
9 +
10   #include "holo.h"
11   #include "view.h"
12 + #include "random.h"
13  
14 + #ifndef DEPS
15 + #define DEPS            0.02    /* depth epsilon */
16 + #endif
17 + #ifndef PEPS
18 + #define PEPS            0.04    /* pixel value epsilon */
19 + #endif
20 + #ifndef MAXRAD
21 + #define MAXRAD          64      /* maximum kernel radius */
22 + #endif
23 + #ifndef NNEIGH
24 + #define NNEIGH          5       /* find this many neighbors */
25 + #endif
26 +
27 + #define NINF            16382
28 +
29 + #define MAXRAD2         (MAXRAD*MAXRAD+1)
30 +
31 + #define G0NORM          0.286   /* ground zero normalization (1/x integral) */
32 +
33 + #ifndef FL4OP
34 + #define FL4OP(f,i,op)   ((f)[(i)>>5] op (1L<<((i)&0x1f)))
35 + #define CHK4(f,i)       FL4OP(f,i,&)
36 + #define SET4(f,i)       FL4OP(f,i,|=)
37 + #define CLR4(f,i)       FL4OP(f,i,&=~)
38 + #define TGL4(f,i)       FL4OP(f,i,^=)
39 + #define FL4NELS(n)      (((n)+0x1f)>>5)
40 + #define CLR4ALL(f,n)    memset((char *)(f),'\0',FL4NELS(n)*sizeof(int32))
41 + #endif
42 +
43 + static int32    *pixFlags;      /* pixel occupancy flags */
44 + static float    pixWeight[MAXRAD2];     /* pixel weighting function */
45 + static short    isqrttab[MAXRAD2];      /* integer square root table */
46 +
47 + #define isqrt(i2)       (isqrttab[i2])
48 +
49   extern VIEW     myview;         /* current output view */
50   extern COLOR    *mypixel;       /* pixels being rendered */
51   extern float    *myweight;      /* weights (used to compute final pixels) */
52 + extern float    *mydepth;       /* depth values (visibility culling) */
53   extern int      hres, vres;     /* current horizontal and vertical res. */
54  
55 + extern void pixFinish(double ransamp);
56 + extern void pixBeam(BEAM *bp, HDBEAMI *hb);
57  
58 < render_beam(bp, hb)             /* render a particular beam */
59 < BEAM    *bp;
60 < register HDBEAMI        *hb;
58 > typedef int (sampfunc)(int h, int v, short nl[NNEIGH][2], int nd[NNEIGH],
59 >                int n, double *rf);
60 > static sampfunc kill_occl;
61 > static sampfunc smooth_samp;
62 > static sampfunc random_samp;
63 > static void meet_neighbors(int occ, sampfunc *nf, double *dp);
64 > static void reset_flags(void);
65 > static void init_wfunc(void);
66 > static int findneigh(short nl[NNEIGH][2], int nd[NNEIGH], int h, int v,
67 >                register short (*rnl)[NNEIGH]);
68 >
69 >
70 > extern void
71 > pixBeam(                        /* render a particular beam */
72 >        BEAM    *bp,
73 >        register HDBEAMI        *hb
74 > )
75   {
76          GCOORD  gc[2];
77          register RAYVAL *rv;
78          FVECT   rorg, rdir, wp, ip;
79          double  d, prox;
80          COLOR   col;
81 <        int     n, p;
81 >        int     n;
82 >        register int32  p;
83  
84          if (!hdbcoord(gc, hb->h, hb->b))
85                  error(CONSISTENCY, "bad beam in render_beam");
# Line 38 | Line 91 | register HDBEAMI       *hb;
91                          VSUM(wp, rorg, rdir, d);
92                          VSUB(ip, wp, myview.vp);
93                          d = DOT(ip,rdir);
94 <                        prox = 1. - d*d/DOT(ip,ip);     /* sin(diff_angle)^2 */
94 >                        prox = d*d/DOT(ip,ip);  /* cos(diff_angle)^32 */
95 >                        prox *= prox; prox *= prox; prox *= prox; prox *= prox;
96                  } else {
97                          if (myview.type == VT_PAR || myview.vaft > FTINY)
98                                  continue;               /* inf. off view */
99                          VSUM(wp, myview.vp, rdir, FHUGE);
100 <                        prox = 0.;
100 >                        prox = 1.;
101                  }
102                  viewloc(ip, &myview, wp);       /* frustum clipping */
103                  if (ip[2] < 0.)
# Line 53 | Line 107 | register HDBEAMI       *hb;
107                  if (ip[1] < 0. || ip[1] >= 1.)
108                          continue;
109                  if (myview.vaft > FTINY && ip[2] > myview.vaft - myview.vfore)
110 <                        continue;
57 <                                                /* we're in! */
110 >                        continue;               /* not exact for VT_PER */
111                  p = (int)(ip[1]*vres)*hres + (int)(ip[0]*hres);
112 +                if (mydepth[p] > FTINY) {       /* check depth */
113 +                        if (ip[2] > mydepth[p]*(1.+DEPS))
114 +                                continue;
115 +                        if (ip[2] < mydepth[p]*(1.-DEPS)) {
116 +                                setcolor(mypixel[p], 0., 0., 0.);
117 +                                myweight[p] = 0.;
118 +                        }
119 +                }
120                  colr_color(col, rv->v);
121 +                scalecolor(col, prox);
122                  addcolor(mypixel[p], col);
123 <                myweight[p] += 1.0;
123 >                myweight[p] += prox;
124 >                mydepth[p] = ip[2];
125          }
126 + }
127 +
128 +
129 + static int
130 + kill_occl(              /* check for occlusion errors */
131 +        int     h,
132 +        int     v,
133 +        register short  nl[NNEIGH][2],
134 +        int     nd[NNEIGH],
135 +        int     n,
136 +        double *rf
137 + )
138 + {
139 +        short   forequad[2][2];
140 +        int     d;
141 +        register int    i;
142 +        register int32  p;
143 +
144 +        if (n <= 0) {
145 + #ifdef DEBUG
146 +                error(WARNING, "neighborless sample in kill_occl");
147 + #endif
148 +                return(1);
149 +        }
150 +        p = v*hres + h;
151 +        forequad[0][0] = forequad[0][1] = forequad[1][0] = forequad[1][1] = 0;
152 +        for (i = n; i--; ) {
153 +                d = isqrt(nd[i]);
154 +                if (mydepth[nl[i][1]*hres+nl[i][0]]*(1.+DEPS*d) < mydepth[p])
155 +                        forequad[nl[i][0]<h][nl[i][1]<v] = 1;
156 +        }
157 +        if (forequad[0][0]+forequad[0][1]+forequad[1][0]+forequad[1][1] > 2) {
158 +                setcolor(mypixel[p], 0., 0., 0.);
159 +                myweight[p] = 0.;       /* occupancy reset afterwards */
160 +        }
161 +        return(1);
162 + }
163 +
164 +
165 + static int
166 + smooth_samp(    /* grow sample point smoothly */
167 +        int     h,
168 +        int     v,
169 +        register short  nl[NNEIGH][2],
170 +        int     nd[NNEIGH],
171 +        int     n,
172 +        double *rf
173 + )
174 + {
175 +        int     dis[NNEIGH], ndis;
176 +        COLOR   mykern[MAXRAD2];
177 +        int     maxr2;
178 +        double  d;
179 +        register int32  p;
180 +        register int    r2;
181 +        int     i, r, maxr, h2, v2;
182 +
183 +        if (n <= 0)
184 +                return(1);
185 +        p = v*hres + h;                         /* build kernel values */
186 +        maxr2 = nd[n-1];
187 +        DCHECK(maxr2>=MAXRAD2, CONSISTENCY, "out of range neighbor");
188 +        maxr = isqrt(maxr2);
189 +        for (v2 = 1; v2 <= maxr; v2++)
190 +                for (h2 = 0; h2 <= v2; h2++) {
191 +                        r2 = h2*h2 + v2*v2;
192 +                        if (r2 > maxr2) break;
193 +                        copycolor(mykern[r2], mypixel[p]);
194 +                        scalecolor(mykern[r2], pixWeight[r2]);
195 +                }
196 +        ndis = 0;                               /* find discontinuities */
197 +        for (i = n; i--; ) {
198 +                r = isqrt(nd[i]);
199 +                d = mydepth[nl[i][1]*hres+nl[i][0]] / mydepth[p];
200 +                d = d>=1. ? d-1. : 1.-d;
201 +                if (d > r*DEPS || bigdiff(mypixel[p],
202 +                                mypixel[nl[i][1]*hres+nl[i][0]], r*PEPS))
203 +                        dis[ndis++] = i;
204 +        }
205 +                                                /* stamp out that kernel */
206 +        for (v2 = v-maxr; v2 <= v+maxr; v2++) {
207 +                if (v2 < 0) v2 = 0;
208 +                else if (v2 >= vres) break;
209 +                for (h2 = h-maxr; h2 <= h+maxr; h2++) {
210 +                        if (h2 < 0) h2 = 0;
211 +                        else if (h2 >= hres) break;
212 +                        r2 = (h2-h)*(h2-h) + (v2-v)*(v2-v);
213 +                        if (r2 > maxr2) continue;
214 +                        if (CHK4(pixFlags, v2*hres+h2))
215 +                                continue;       /* occupied */
216 +                        for (i = ndis; i--; ) {
217 +                                r = (h2-nl[dis[i]][0])*(h2-nl[dis[i]][0]) +
218 +                                        (v2-nl[dis[i]][1])*(v2-nl[dis[i]][1]);
219 +                                if (r < r2) break;
220 +                        }
221 +                        if (i >= 0) continue;   /* outside edge */
222 +                        addcolor(mypixel[v2*hres+h2], mykern[r2]);
223 +                        myweight[v2*hres+h2] += pixWeight[r2] * myweight[p];
224 +                }
225 +        }
226 +        return(1);
227 + }
228 +
229 +
230 + static int
231 + random_samp(    /* gather samples randomly */
232 +        int     h,
233 +        int     v,
234 +        register short  nl[NNEIGH][2],
235 +        int     nd[NNEIGH],
236 +        int     n,
237 +        double  *rf
238 + )
239 + {
240 +        float   rnt[NNEIGH];
241 +        double  rvar;
242 +        register int32  p, pn;
243 +        register int    ni;
244 +
245 +        if (n <= 0)
246 +                return(1);
247 +        p = v*hres + h;
248 +        if (*rf <= FTINY)               /* straight Voronoi regions */
249 +                ni = 0;
250 +        else {                          /* weighted choice */
251 +                DCHECK(nd[n-1]>=MAXRAD2, CONSISTENCY, "out of range neighbor");
252 +                rnt[0] = pixWeight[nd[0]];
253 +                for (ni = 1; ni < n; ni++)
254 +                        rnt[ni] = rnt[ni-1] + pixWeight[nd[ni]];
255 +                rvar = rnt[n-1]*pow(frandom(), 1. / *rf);
256 +                for (ni = 0; rvar > rnt[ni]+FTINY; ni++)
257 +                        ;
258 +        }
259 +        pn = nl[ni][1]*hres + nl[ni][0];
260 +        addcolor(mypixel[p], mypixel[pn]);
261 +        myweight[p] += myweight[pn];
262 +        return(1);
263 + }
264 +
265 +
266 + extern void
267 + pixFinish(              /* done with beams -- compute pixel values */
268 +        double  ransamp
269 + )
270 + {
271 +        if (pixWeight[0] <= FTINY)
272 +                init_wfunc();           /* initialize weighting function */
273 +        reset_flags();                  /* set occupancy flags */
274 +        meet_neighbors(1,kill_occl,NULL); /* identify occlusion errors */
275 +        reset_flags();                  /* reset occupancy flags */
276 +        if (ransamp >= 0.)              /* spread samples over image */
277 +                meet_neighbors(0,random_samp,&ransamp);
278 +        else
279 +                meet_neighbors(1,smooth_samp,NULL);
280 +        free((void *)pixFlags);         /* free pixel flags */
281 +        pixFlags = NULL;
282 + }
283 +
284 +
285 + static void
286 + reset_flags(void)                       /* allocate/set/reset occupancy flags */
287 + {
288 +        register int32  p;
289 +
290 +        if (pixFlags == NULL) {
291 +                pixFlags = (int32 *)calloc(FL4NELS(hres*vres), sizeof(int32));
292 +                CHECK(pixFlags==NULL, SYSTEM, "out of memory in reset_flags");
293 +        } else
294 +                CLR4ALL(pixFlags, hres*vres);
295 +        for (p = hres*vres; p--; )
296 +                if (myweight[p] > FTINY)
297 +                        SET4(pixFlags, p);
298 + }
299 +
300 +
301 + static void
302 + init_wfunc(void)                        /* initialize weighting function */
303 + {
304 +        register int    r2;
305 +        register double d;
306 +
307 +        for (r2 = MAXRAD2; --r2; ) {
308 +                d = sqrt((double)r2);
309 +                pixWeight[r2] = G0NORM/d;
310 +                isqrttab[r2] = d + 0.99;
311 +        }
312 +        pixWeight[0] = 1.;
313 +        isqrttab[0] = 0;
314 + }
315 +
316 +
317 + static int
318 + findneigh(      /* find NNEIGH neighbors for pixel */
319 +        short   nl[NNEIGH][2],
320 +        int     nd[NNEIGH],
321 +        int     h,
322 +        int     v,
323 +        register short  (*rnl)[NNEIGH]
324 + )
325 + {
326 +        int     nn = 0;
327 +        int     d, n, hoff;
328 +        register int    h2, n2;
329 +
330 +        nd[NNEIGH-1] = MAXRAD2;
331 +        for (hoff = 0; hoff < hres; hoff = (hoff<=0) - hoff) {
332 +                h2 = h + hoff;
333 +                if ((h2 < 0) | (h2 >= hres))
334 +                        continue;
335 +                if ((h2-h)*(h2-h) >= nd[NNEIGH-1])
336 +                        break;
337 +                for (n = 0; n < NNEIGH && rnl[h2][n] < NINF; n++) {
338 +                        d = (h2-h)*(h2-h) + (v-rnl[h2][n])*(v-rnl[h2][n]);
339 +                        if ((d == 0) | (d >= nd[NNEIGH-1]))
340 +                                continue;
341 +                        if (nn < NNEIGH)        /* insert neighbor */
342 +                                nn++;
343 +                        for (n2 = nn; n2--; )   {
344 +                                if (!n2 || d >= nd[n2-1]) {
345 +                                        nd[n2] = d;
346 +                                        nl[n2][0] = h2;
347 +                                        nl[n2][1] = rnl[h2][n];
348 +                                        break;
349 +                                }
350 +                                nd[n2] = nd[n2-1];
351 +                                nl[n2][0] = nl[n2-1][0];
352 +                                nl[n2][1] = nl[n2-1][1];
353 +                        }
354 +                }
355 +        }
356 +        return(nn);
357 + }
358 +
359 +
360 + static void
361 + meet_neighbors( /* run through samples and their neighbors */
362 +        int     occ,
363 +        sampfunc *nf,
364 +        double  *dp
365 + )
366 + {
367 +        short   ln[NNEIGH][2];
368 +        int     nd[NNEIGH];
369 +        int     h, v, n, v2;
370 +        register short  (*rnl)[NNEIGH];
371 +                                        /* initialize bottom row list */
372 +        rnl = (short (*)[NNEIGH])malloc(NNEIGH*sizeof(short)*hres);
373 +        CHECK(rnl==NULL, SYSTEM, "out of memory in meet_neighbors");
374 +        for (h = 0; h < hres; h++) {
375 +                for (n = v = 0; v < vres; v++)
376 +                        if (CHK4(pixFlags, v*hres+h)) {
377 +                                rnl[h][n++] = v;
378 +                                if (n >= NNEIGH)
379 +                                        break;
380 +                        }
381 +                while (n < NNEIGH)
382 +                        rnl[h][n++] = NINF;
383 +        }
384 +        v = 0;                          /* do each row */
385 +        for ( ; ; ) {
386 +                for (h = 0; h < hres; h++) {
387 +                        if (!CHK4(pixFlags, v*hres+h) != !occ)
388 +                                continue;       /* occupancy mismatch */
389 +                                                /* find neighbors */
390 +                        n = findneigh(ln, nd, h, v, rnl);
391 +                                                /* call on neighbors */
392 +                        (*nf)(h, v, ln, nd, n, dp);
393 +                }
394 +                if (++v >= vres)                /* reinitialize row list */
395 +                        break;
396 +                for (h = 0; h < hres; h++)
397 +                        for (v2 = rnl[h][NNEIGH-1]+1; v2 < vres; v2++) {
398 +                                if (v2 - v > v - rnl[h][0])
399 +                                        break;          /* not close enough */
400 +                                if (CHK4(pixFlags, v2*hres+h)) {
401 +                                        for (n = 0; n < NNEIGH-1; n++)
402 +                                                rnl[h][n] = rnl[h][n+1];
403 +                                        rnl[h][NNEIGH-1] = v2;
404 +                                }
405 +                        }
406 +        }
407 +        free((void *)rnl);              /* free row list */
408   }

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