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root/radiance/ray/src/px/pcond4.c
(Generate patch)

Comparing ray/src/px/pcond4.c (file contents):
Revision 3.1 by greg, Thu Oct 3 16:52:51 1996 UTC vs.
Revision 3.16 by greg, Sat Feb 22 02:07:27 2003 UTC

# Line 1 | Line 1
1 – /* Copyright (c) 1996 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 veiling glare and loss of acuity.
6   */
7  
8   #include "pcond.h"
9  
10 + /************** VEILING STUFF *****************/
11  
12   #define VADAPT          0.08            /* fraction of adaptation from veil */
13  
14 < extern COLOR    *fovimg;                /* foveal (1 degree) averaged image */
17 < extern short    fvxr, fvyr;             /* foveal image resolution */
14 > static COLOR    *veilimg = NULL;        /* veiling image */
15  
19 – #define fovscan(y)      (fovimg+(y)*fvxr)
20 –
21 – static COLOR    *veilimg;               /* veiling image */
22 –
16   #define veilscan(y)     (veilimg+(y)*fvxr)
17  
18 < static FVECT    *raydir = NULL;         /* ray direction for each pixel */
18 > static float    (*raydir)[3] = NULL;    /* ray direction for each pixel */
19  
20   #define rdirscan(y)     (raydir+(y)*fvxr)
21  
22  
23   compraydir()                            /* compute ray directions */
24   {
25 <        FVECT   rorg;
25 >        FVECT   rorg, rdir;
26          double  h, v;
27          register int    x, y;
28  
29          if (raydir != NULL)             /* already done? */
30                  return;
31 <        raydir = (FVECT *)malloc(fvxr*fvyr*sizeof(FVECT));
31 >        raydir = (float (*)[3])malloc(fvxr*fvyr*3*sizeof(float));
32          if (raydir == NULL)
33                  syserror("malloc");
34  
35          for (y = 0; y < fvyr; y++) {
36 <                switch (inpres.or) {
36 >                switch (inpres.rt) {
37                  case YMAJOR: case YMAJOR|XDECR:
38                          v = (y+.5)/fvyr; break;
39                  case YMAJOR|YDECR: case YMAJOR|YDECR|XDECR:
# Line 51 | Line 44 | compraydir()                           /* compute ray directions */
44                          h = 1. - (y+.5)/fvyr; break;
45                  }
46                  for (x = 0; x < fvxr; x++) {
47 <                        switch (inpres.or) {
47 >                        switch (inpres.rt) {
48                          case YMAJOR: case YMAJOR|YDECR:
49                                  h = (x+.5)/fvxr; break;
50                          case YMAJOR|XDECR: case YMAJOR|XDECR|YDECR:
# Line 61 | Line 54 | compraydir()                           /* compute ray directions */
54                          case YDECR: case YDECR|XDECR:
55                                  v = 1. - (x+.5)/fvxr; break;
56                          }
57 <                        if (viewray(rorg, rdirscan(y)[x], &ourview, h, v)
58 <                                        < -FTINY) {
57 >                        if (viewray(rorg, rdir, &ourview, h, v)
58 >                                        >= -FTINY) {
59 >                                rdirscan(y)[x][0] = rdir[0];
60 >                                rdirscan(y)[x][1] = rdir[1];
61 >                                rdirscan(y)[x][2] = rdir[2];
62 >                        } else {
63                                  rdirscan(y)[x][0] =
64                                  rdirscan(y)[x][1] =
65                                  rdirscan(y)[x][2] = 0.0;
# Line 78 | Line 75 | compveil()                             /* compute veiling image */
75          COLOR   ctmp, vsum;
76          int     px, py;
77          register int    x, y;
78 +
79 +        if (veilimg != NULL)            /* already done? */
80 +                return;
81                                          /* compute ray directions */
82          compraydir();
83                                          /* compute veil image */
# Line 94 | Line 94 | compveil()                             /* compute veiling image */
94                                          t2 = DOT(rdirscan(py)[px],
95                                                          rdirscan(y)[x]);
96                                          if (t2 <= FTINY) continue;
97 <                                        t2 = acos(t2);
98 <                                        t2 = 1./(t2*t2);
97 >                                        /*      use approximation instead
98 >                                        t3 = acos(t2);
99 >                                        t2 = t2/(t3*t3);
100 >                                        */
101 >                                        t2 *= .5 / (1. - t2);
102                                          copycolor(ctmp, fovscan(y)[x]);
103                                          scalecolor(ctmp, t2);
104                                          addcolor(vsum, ctmp);
105                                          t2sum += t2;
106                                  }
107                          /* VADAPT of original is subtracted in addveil() */
108 <                        scalecolor(vsum, VADAPT/t2sum);
108 >                        if (t2sum > FTINY)
109 >                                scalecolor(vsum, VADAPT/t2sum);
110                          copycolor(veilscan(py)[px], vsum);
111                  }
112 +                                        /* modify FOV sample image */
113 +        for (y = 0; y < fvyr; y++)
114 +                for (x = 0; x < fvxr; x++) {
115 +                        scalecolor(fovscan(y)[x], 1.-VADAPT);
116 +                        addcolor(fovscan(y)[x], veilscan(y)[x]);
117 +                }
118 +        comphist();                     /* recompute histogram */
119   }
120  
121  
122 + #if ADJ_VEIL
123 + /*
124 + * The following veil adjustment was added to compensate for
125 + * the fact that contrast reduction gets confused with veil
126 + * in the human visual system.  Therefore, we reduce the
127 + * veil in portions of the image where our mapping has
128 + * already reduced contrast below the target value.
129 + * This gets called after the intial veil has been computed
130 + * and added to the foveal image, and the mapping has been
131 + * determined.
132 + */
133 + adjveil()                               /* adjust veil image */
134 + {
135 +        float   *crfptr = crfimg;
136 +        COLOR   *fovptr = fovimg;
137 +        COLOR   *veilptr = veilimg;
138 +        double  s2nits = 1./inpexp;
139 +        double  vl, vl2, fovl, vlsum;
140 +        double  deltavc[3];
141 +        int     i, j;
142 +
143 +        if (lumf == rgblum)
144 +                s2nits *= WHTEFFICACY;
145 +
146 +        for (i = fvxr*fvyr; i--; crfptr++, fovptr++, veilptr++) {
147 +                if (crfptr[0] >= 0.95)
148 +                        continue;
149 +                vl = plum(veilptr[0]);
150 +                fovl = (plum(fovptr[0]) - vl) * (1./(1.-VADAPT));
151 +                if (vl <= 0.05*fovl)
152 +                        continue;
153 +                vlsum = vl;
154 +                for (j = 2; j < 11; j++) {
155 +                        vlsum += crfptr[0]*vl - (1.0 - crfptr[0])*fovl;
156 +                        vl2 = vlsum / (double)j;
157 +                        if (vl2 < 0.0)
158 +                                vl2 = 0.0;
159 +                        crfptr[0] = crfactor(fovl + vl2);
160 +                }
161 +                /* desaturation code causes color fringes at this level */
162 +                for (j = 3; j--; ) {
163 +                        double  vc = colval(veilptr[0],j);
164 +                        double  fovc = (colval(fovptr[0],j) - vc) *
165 +                                                (1./(1.-VADAPT));
166 +                        deltavc[j] = (1.-crfptr[0])*(fovl/s2nits - fovc);
167 +                        if (vc + deltavc[j] < 0.0)
168 +                                break;
169 +                }
170 +                if (j < 0)
171 +                        addcolor(veilptr[0], deltavc);
172 +                else
173 +                        scalecolor(veilptr[0], vl2/vl);
174 +        }
175 +        smoothveil();                   /* smooth our result */
176 + }
177 +
178 +
179 + smoothveil()                            /* smooth veil image */
180 + {
181 +        COLOR   *nveilimg;
182 +        COLOR   *ovptr, *nvptr;
183 +        int     x, y, i;
184 +
185 +        nveilimg = (COLOR *)malloc(fvxr*fvyr*sizeof(COLOR));
186 +        if (nveilimg == NULL)
187 +                return;
188 +        for (y = 1; y < fvyr-1; y++) {
189 +                ovptr = veilimg + y*fvxr + 1;
190 +                nvptr = nveilimg + y*fvxr + 1;
191 +                for (x = 1; x < fvxr-1; x++, ovptr++, nvptr++)
192 +                        for (i = 3; i--; )
193 +                                nvptr[0][i] = 0.5 * ovptr[0][i]
194 +                                        + (1./12.) *
195 +                                (ovptr[-1][i] + ovptr[-fvxr][i] +
196 +                                        ovptr[1][i] + ovptr[fvxr][i])
197 +                                        + (1./24.) *
198 +                                (ovptr[-fvxr-1][i] + ovptr[-fvxr+1][i] +
199 +                                        ovptr[fvxr-1][i] + ovptr[fvxr+1][i]);
200 +        }
201 +        ovptr = veilimg + 1;
202 +        nvptr = nveilimg + 1;
203 +        for (x = 1; x < fvxr-1; x++, ovptr++, nvptr++)
204 +                for (i = 3; i--; )
205 +                        nvptr[0][i] = 0.5 * ovptr[0][i]
206 +                                + (1./9.) *
207 +                        (ovptr[-1][i] + ovptr[1][i] + ovptr[fvxr][i])
208 +                                + (1./12.) *
209 +                        (ovptr[fvxr-1][i] + ovptr[fvxr+1][i]);
210 +        ovptr = veilimg + (fvyr-1)*fvxr + 1;
211 +        nvptr = nveilimg + (fvyr-1)*fvxr + 1;
212 +        for (x = 1; x < fvxr-1; x++, ovptr++, nvptr++)
213 +                for (i = 3; i--; )
214 +                        nvptr[0][i] = 0.5 * ovptr[0][i]
215 +                                + (1./9.) *
216 +                        (ovptr[-1][i] + ovptr[1][i] + ovptr[-fvxr][i])
217 +                                + (1./12.) *
218 +                        (ovptr[-fvxr-1][i] + ovptr[-fvxr+1][i]);
219 +        ovptr = veilimg + fvxr;
220 +        nvptr = nveilimg + fvxr;
221 +        for (y = 1; y < fvyr-1; y++, ovptr += fvxr, nvptr += fvxr)
222 +                for (i = 3; i--; )
223 +                        nvptr[0][i] = 0.5 * ovptr[0][i]
224 +                                + (1./9.) *
225 +                        (ovptr[-fvxr][i] + ovptr[1][i] + ovptr[fvxr][i])
226 +                                + (1./12.) *
227 +                        (ovptr[-fvxr+1][i] + ovptr[fvxr+1][i]);
228 +        ovptr = veilimg + fvxr - 1;
229 +        nvptr = nveilimg + fvxr - 1;
230 +        for (y = 1; y < fvyr-1; y++, ovptr += fvxr, nvptr += fvxr)
231 +                for (i = 3; i--; )
232 +                        nvptr[0][i] = 0.5 * ovptr[0][i]
233 +                                + (1./9.) *
234 +                        (ovptr[-fvxr][i] + ovptr[-1][i] + ovptr[fvxr][i])
235 +                                + (1./12.) *
236 +                        (ovptr[-fvxr-1][i] + ovptr[fvxr-1][i]);
237 +        for (i = 3; i--; ) {
238 +                nveilimg[0][i] = veilimg[0][i];
239 +                nveilimg[fvxr-1][i] = veilimg[fvxr-1][i];
240 +                nveilimg[(fvyr-1)*fvxr][i] = veilimg[(fvyr-1)*fvxr][i];
241 +                nveilimg[fvyr*fvxr-1][i] = veilimg[fvyr*fvxr-1][i];
242 +        }
243 +        free((void *)veilimg);
244 +        veilimg = nveilimg;
245 + }
246 + #endif
247 +
248   addveil(sl, y)                          /* add veil to scanline */
249   COLOR   *sl;
250   int     y;
# Line 118 | Line 255 | int    y;
255          register int    x, i;
256  
257          vy = dy = (y+.5)/numscans(&inpres)*fvyr - .5;
258 <        if (vy >= fvyr-1) vy--;
258 >        while (vy >= fvyr-1) vy--;
259          dy -= (double)vy;
260          for (x = 0; x < scanlen(&inpres); x++) {
261                  vx = dx = (x+.5)/scanlen(&inpres)*fvxr - .5;
262 <                if (vx >= fvxr-1) vx--;
262 >                while (vx >= fvxr-1) vx--;
263                  dx -= (double)vx;
264                  for (i = 0; i < 3; i++) {
265                          lv = (1.-dy)*colval(veilscan(vy)[vx],i) +
# Line 133 | Line 270 | int    y;
270                                          (1.-dx)*lv + dx*uv;
271                  }
272          }
273 + }
274 +
275 +
276 + /****************** ACUITY STUFF *******************/
277 +
278 + typedef struct {
279 +        short   sampe;          /* sample area size (exponent of 2) */
280 +        short   nscans;         /* number of scanlines in this bar */
281 +        int     len;            /* individual scanline length */
282 +        int     nread;          /* number of scanlines loaded */
283 +        COLOR   *sdata;         /* scanbar data */
284 + } SCANBAR;
285 +
286 + #define bscan(sb,y)     ((COLOR *)(sb)->sdata+((y)%(sb)->nscans)*(sb)->len)
287 +
288 + SCANBAR *rootbar;               /* root scan bar (lowest resolution) */
289 +
290 + float   *inpacuD;               /* input acuity data (cycles/degree) */
291 +
292 + #define tsampr(x,y)     inpacuD[(y)*fvxr+(x)]
293 +
294 +
295 + double
296 + hacuity(La)                     /* return visual acuity in cycles/degree */
297 + double  La;
298 + {
299 +                                        /* functional fit */
300 +        return(17.25*atan(1.4*log10(La) + 0.35) + 25.72);
301 + }
302 +
303 +
304 + COLOR *
305 + getascan(sb, y)                 /* find/read scanline y for scanbar sb */
306 + register SCANBAR        *sb;
307 + int     y;
308 + {
309 +        register COLOR  *sl0, *sl1, *mysl;
310 +        register int    i;
311 +
312 +        if (y < sb->nread - sb->nscans)                 /* too far back? */
313 +                return(NULL);
314 +        for ( ; y >= sb->nread; sb->nread++) {          /* read as necessary */
315 +                mysl = bscan(sb, sb->nread);
316 +                if (sb->sampe == 0) {
317 +                        if (freadscan(mysl, sb->len, infp) < 0) {
318 +                                fprintf(stderr, "%s: %s: scanline read error\n",
319 +                                                progname, infn);
320 +                                exit(1);
321 +                        }
322 +                } else {
323 +                        sl0 = getascan(sb+1, 2*y);
324 +                        if (sl0 == NULL)
325 +                                return(NULL);
326 +                        sl1 = getascan(sb+1, 2*y+1);
327 +                        for (i = 0; i < sb->len; i++) {
328 +                                copycolor(mysl[i], sl0[2*i]);
329 +                                addcolor(mysl[i], sl0[2*i+1]);
330 +                                addcolor(mysl[i], sl1[2*i]);
331 +                                addcolor(mysl[i], sl1[2*i+1]);
332 +                                scalecolor(mysl[i], 0.25);
333 +                        }
334 +                }
335 +        }
336 +        return(bscan(sb, y));
337 + }
338 +
339 +
340 + acuscan(scln, y)                /* get acuity-sampled scanline */
341 + COLOR   *scln;
342 + int     y;
343 + {
344 +        double  sr;
345 +        double  dx, dy;
346 +        int     ix, iy;
347 +        register int    x;
348 +                                        /* compute foveal y position */
349 +        iy = dy = (y+.5)/numscans(&inpres)*fvyr - .5;
350 +        while (iy >= fvyr-1) iy--;
351 +        dy -= (double)iy;
352 +        for (x = 0; x < scanlen(&inpres); x++) {
353 +                                        /* compute foveal x position */
354 +                ix = dx = (x+.5)/scanlen(&inpres)*fvxr - .5;
355 +                while (ix >= fvxr-1) ix--;
356 +                dx -= (double)ix;
357 +                                        /* interpolate sample rate */
358 +                sr = (1.-dy)*((1.-dx)*tsampr(ix,iy) + dx*tsampr(ix+1,iy)) +
359 +                        dy*((1.-dx)*tsampr(ix,iy+1) + dx*tsampr(ix+1,iy+1));
360 +
361 +                acusample(scln[x], x, y, sr);   /* compute sample */
362 +        }
363 + }
364 +
365 +
366 + acusample(col, x, y, sr)        /* interpolate sample at (x,y) using rate sr */
367 + COLOR   col;
368 + int     x, y;
369 + double  sr;
370 + {
371 +        COLOR   c1;
372 +        double  d;
373 +        register SCANBAR        *sb0;
374 +
375 +        for (sb0 = rootbar; sb0->sampe != 0 && 1<<sb0[1].sampe > sr; sb0++)
376 +                ;
377 +        ascanval(col, x, y, sb0);
378 +        if (sb0->sampe == 0)            /* don't extrapolate highest */
379 +                return;
380 +        ascanval(c1, x, y, sb0+1);
381 +        d = ((1<<sb0->sampe) - sr)/(1<<sb0[1].sampe);
382 +        scalecolor(col, 1.-d);
383 +        scalecolor(c1, d);
384 +        addcolor(col, c1);
385 + }
386 +
387 +
388 + ascanval(col, x, y, sb)         /* interpolate scanbar at orig. coords (x,y) */
389 + COLOR   col;
390 + int     x, y;
391 + SCANBAR *sb;
392 + {
393 +        COLOR   *sl0, *sl1, c1, c1y;
394 +        double  dx, dy;
395 +        int     ix, iy;
396 +
397 +        if (sb->sampe == 0) {           /* no need to interpolate */
398 +                sl0 = getascan(sb, y);
399 +                copycolor(col, sl0[x]);
400 +                return;
401 +        }
402 +                                        /* compute coordinates for sb */
403 +        ix = dx = (x+.5)/(1<<sb->sampe) - .5;
404 +        while (ix >= sb->len-1) ix--;
405 +        dx -= (double)ix;
406 +        iy = dy = (y+.5)/(1<<sb->sampe) - .5;
407 +        while (iy >= (numscans(&inpres)>>sb->sampe)-1) iy--;
408 +        dy -= (double)iy;
409 +                                        /* get scanlines */
410 +        sl0 = getascan(sb, iy);
411 + #ifdef DEBUG
412 +        if (sl0 == NULL)
413 +                error(INTERNAL, "cannot backspace in ascanval");
414 + #endif
415 +        sl1 = getascan(sb, iy+1);
416 +                                        /* 2D linear interpolation */
417 +        copycolor(col, sl0[ix]);
418 +        scalecolor(col, 1.-dx);
419 +        copycolor(c1, sl0[ix+1]);
420 +        scalecolor(c1, dx);
421 +        addcolor(col, c1);
422 +        copycolor(c1y, sl1[ix]);
423 +        scalecolor(c1y, 1.-dx);
424 +        copycolor(c1, sl1[ix+1]);
425 +        scalecolor(c1, dx);
426 +        addcolor(c1y, c1);
427 +        scalecolor(col, 1.-dy);
428 +        scalecolor(c1y, dy);
429 +        addcolor(col, c1y);
430 +        for (ix = 0; ix < 3; ix++)      /* make sure no negative */
431 +                if (colval(col,ix) < 0.)
432 +                        colval(col,ix) = 0.;
433 + }
434 +
435 +
436 + SCANBAR *
437 + sballoc(se, ns, sl)             /* allocate scanbar */
438 + int     se;             /* sampling rate exponent */
439 + int     ns;             /* number of scanlines */
440 + int     sl;             /* original scanline length */
441 + {
442 +        SCANBAR *sbarr;
443 +        register SCANBAR        *sb;
444 +
445 +        sbarr = sb = (SCANBAR *)malloc((se+1)*sizeof(SCANBAR));
446 +        if (sb == NULL)
447 +                syserror("malloc");
448 +        do {
449 +                sb->len = sl>>se;
450 +                if (sb->len <= 0)
451 +                        continue;
452 +                sb->sampe = se;
453 +                sb->nscans = ns;
454 +                sb->sdata = (COLOR *)malloc(sb->len*ns*sizeof(COLOR));
455 +                if (sb->sdata == NULL)
456 +                        syserror("malloc");
457 +                sb->nread = 0;
458 +                ns <<= 1;
459 +                sb++;
460 +        } while (--se >= 0);
461 +        return(sbarr);
462 + }
463 +
464 +
465 + initacuity()                    /* initialize variable acuity sampling */
466 + {
467 +        FVECT   diffx, diffy, cp;
468 +        double  omega, maxsr;
469 +        register int    x, y, i;
470 +
471 +        compraydir();                   /* compute ray directions */
472 +
473 +        inpacuD = (float *)malloc(fvxr*fvyr*sizeof(float));
474 +        if (inpacuD == NULL)
475 +                syserror("malloc");
476 +        maxsr = 1.;                     /* compute internal sample rates */
477 +        for (y = 1; y < fvyr-1; y++)
478 +                for (x = 1; x < fvxr-1; x++) {
479 +                        for (i = 0; i < 3; i++) {
480 +                                diffx[i] = 0.5*fvxr/scanlen(&inpres) *
481 +                                                (rdirscan(y)[x+1][i] -
482 +                                                rdirscan(y)[x-1][i]);
483 +                                diffy[i] = 0.5*fvyr/numscans(&inpres) *
484 +                                                (rdirscan(y+1)[x][i] -
485 +                                                rdirscan(y-1)[x][i]);
486 +                        }
487 +                        fcross(cp, diffx, diffy);
488 +                        omega = 0.5 * sqrt(DOT(cp,cp));
489 +                        if (omega <= FTINY*FTINY)
490 +                                tsampr(x,y) = 1.;
491 +                        else if ((tsampr(x,y) = PI/180. / sqrt(omega) /
492 +                                        hacuity(plum(fovscan(y)[x]))) > maxsr)
493 +                                maxsr = tsampr(x,y);
494 +                }
495 +                                        /* copy perimeter (easier) */
496 +        for (x = 1; x < fvxr-1; x++) {
497 +                tsampr(x,0) = tsampr(x,1);
498 +                tsampr(x,fvyr-1) = tsampr(x,fvyr-2);
499 +        }
500 +        for (y = 0; y < fvyr; y++) {
501 +                tsampr(0,y) = tsampr(1,y);
502 +                tsampr(fvxr-1,y) = tsampr(fvxr-2,y);
503 +        }
504 +                                        /* initialize with next power of two */
505 +        rootbar = sballoc((int)(log(maxsr)/log(2.))+1, 2, scanlen(&inpres));
506   }

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