ViewVC Help
View File | Revision Log | Show Annotations | Download File | Root Listing
root/radiance/ray/src/rt/ambcomp.c
(Generate patch)

Comparing ray/src/rt/ambcomp.c (file contents):
Revision 2.82 by greg, Thu Apr 12 20:07:09 2018 UTC vs.
Revision 2.93 by greg, Tue Apr 16 23:32:20 2024 UTC

# Line 21 | Line 21 | static const char      RCSid[] = "$Id$";
21   #include  "ambient.h"
22   #include  "random.h"
23  
24 < #ifndef OLDAMB
24 > #ifndef MINADIV
25 > #define MINADIV         7       /* minimum # divisions in each dimension */
26 > #endif
27  
26 – extern void             SDsquare2disk(double ds[2], double seedx, double seedy);
27 –
28   typedef struct {
29 –        COLOR   v;              /* hemisphere sample value */
30 –        float   d;              /* reciprocal distance (1/rt) */
29          FVECT   p;              /* intersection point */
30 +        float   d;              /* reciprocal distance */
31 +        SCOLOR  v;              /* hemisphere sample value */
32   } AMBSAMP;              /* sample value */
33  
34   typedef struct {
35          RAY     *rp;            /* originating ray sample */
36          int     ns;             /* number of samples per axis */
37          int     sampOK;         /* acquired full sample set? */
38 <        COLOR   acoef;          /* division contribution coefficient */
39 <        double  acol[3];        /* accumulated color */
38 >        int     atyp;           /* RAMBIENT or TAMBIENT */
39 >        SCOLOR  acoef;          /* division contribution coefficient */
40 >        SCOLOR  acol;           /* accumulated color */
41 >        FVECT   onrm;           /* oriented unperturbed surface normal */
42          FVECT   ux, uy;         /* tangent axis unit vectors */
43          AMBSAMP sa[1];          /* sample array (extends struct) */
44   }  AMBHEMI;             /* ambient sample hemisphere */
# Line 98 | Line 100 | ambsample(                             /* initial ambient division sample */
100          AMBSAMP *ap = &ambsam(hp,i,j);
101          RAY     ar;
102          int     hlist[3], ii;
103 <        double  spt[2], zd;
103 >        RREAL   spt[2];
104 >        double  zd;
105                                          /* generate hemispherical sample */
106                                          /* ambient coefficient for weight */
107          if (ambacc > FTINY)
108 <                setcolor(ar.rcoef, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
108 >                setscolor(ar.rcoef, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
109          else
110 <                copycolor(ar.rcoef, hp->acoef);
111 <        if (rayorigin(&ar, AMBIENT, hp->rp, ar.rcoef) < 0)
110 >                copyscolor(ar.rcoef, hp->acoef);
111 >        if (rayorigin(&ar, hp->atyp, hp->rp, ar.rcoef) < 0)
112                  return(0);
113          if (ambacc > FTINY) {
114 <                multcolor(ar.rcoef, hp->acoef);
115 <                scalecolor(ar.rcoef, 1./AVGREFL);
114 >                smultscolor(ar.rcoef, hp->acoef);
115 >                scalescolor(ar.rcoef, 1./AVGREFL);
116          }
117          hlist[0] = hp->rp->rno;
118          hlist[1] = j;
119          hlist[2] = i;
120          multisamp(spt, 2, urand(ilhash(hlist,3)+n));
121   resample:
122 <        SDsquare2disk(spt, (j+spt[1])/hp->ns, (i+spt[0])/hp->ns);
122 >        square2disk(spt, (j+spt[1])/hp->ns, (i+spt[0])/hp->ns);
123          zd = sqrt(1. - spt[0]*spt[0] - spt[1]*spt[1]);
124          for (ii = 3; ii--; )
125                  ar.rdir[ii] =   spt[0]*hp->ux[ii] +
126                                  spt[1]*hp->uy[ii] +
127 <                                zd*hp->rp->ron[ii];
127 >                                zd*hp->onrm[ii];
128          checknorm(ar.rdir);
129                                          /* avoid coincident samples */
130          if (!n && ambcollision(hp, i, j, ar.rdir)) {
# Line 131 | Line 134 | resample:
134          dimlist[ndims++] = AI(hp,i,j) + 90171;
135          rayvalue(&ar);                  /* evaluate ray */
136          ndims--;
137 <        if (ar.rt <= FTINY)
137 >        zd = raydistance(&ar);
138 >        if (zd <= FTINY)
139                  return(0);              /* should never happen */
140 <        multcolor(ar.rcol, ar.rcoef);   /* apply coefficient */
141 <        if (ar.rt*ap->d < 1.0)          /* new/closer distance? */
142 <                ap->d = 1.0/ar.rt;
140 >        smultscolor(ar.rcol, ar.rcoef); /* apply coefficient */
141 >        if (zd*ap->d < 1.0)             /* new/closer distance? */
142 >                ap->d = 1.0/zd;
143          if (!n) {                       /* record first vertex & value */
144 <                if (ar.rt > 10.0*thescene.cusize + 1000.)
145 <                        ar.rt = 10.0*thescene.cusize + 1000.;
146 <                VSUM(ap->p, ar.rorg, ar.rdir, ar.rt);
147 <                copycolor(ap->v, ar.rcol);
144 >                if (zd > 10.0*thescene.cusize + 1000.)
145 >                        zd = 10.0*thescene.cusize + 1000.;
146 >                VSUM(ap->p, ar.rorg, ar.rdir, zd);
147 >                copyscolor(ap->v, ar.rcol);
148          } else {                        /* else update recorded value */
149 <                hp->acol[RED] -= colval(ap->v,RED);
146 <                hp->acol[GRN] -= colval(ap->v,GRN);
147 <                hp->acol[BLU] -= colval(ap->v,BLU);
149 >                sopscolor(hp->acol, -=, ap->v);
150                  zd = 1.0/(double)(n+1);
151 <                scalecolor(ar.rcol, zd);
151 >                scalescolor(ar.rcol, zd);
152                  zd *= (double)n;
153 <                scalecolor(ap->v, zd);
154 <                addcolor(ap->v, ar.rcol);
153 >                scalescolor(ap->v, zd);
154 >                saddscolor(ap->v, ar.rcol);
155          }
156 <        addcolor(hp->acol, ap->v);      /* add to our sum */
156 >        saddscolor(hp->acol, ap->v);    /* add to our sum */
157          return(1);
158   }
159  
# Line 160 | Line 162 | resample:
162   static float *
163   getambdiffs(AMBHEMI *hp)
164   {
165 <        const double    normf = 1./bright(hp->acoef);
165 >        const double    normf = 1./(pbright(hp->acoef) + FTINY);
166          float   *earr = (float *)calloc(hp->ns*hp->ns, sizeof(float));
167 <        float   *ep;
167 >        float   *ep, *earr2;
168          AMBSAMP *ap;
169          double  b, b1, d2;
170          int     i, j;
# Line 172 | Line 174 | getambdiffs(AMBHEMI *hp)
174                                          /* sum squared neighbor diffs */
175          for (ap = hp->sa, ep = earr, i = 0; i < hp->ns; i++)
176              for (j = 0; j < hp->ns; j++, ap++, ep++) {
177 <                b = bright(ap[0].v);
177 >                b = pbright(ap[0].v);
178                  if (i) {                /* from above */
179 <                        b1 = bright(ap[-hp->ns].v);
179 >                        b1 = pbright(ap[-hp->ns].v);
180                          d2 = b - b1;
181 <                        d2 *= d2*normf/(b + b1);
181 >                        d2 *= d2*normf/(b + b1 + FTINY);
182                          ep[0] += d2;
183                          ep[-hp->ns] += d2;
184                  }
185                  if (!j) continue;
186                                          /* from behind */
187 <                b1 = bright(ap[-1].v);
187 >                b1 = pbright(ap[-1].v);
188                  d2 = b - b1;
189 <                d2 *= d2*normf/(b + b1);
189 >                d2 *= d2*normf/(b + b1 + FTINY);
190                  ep[0] += d2;
191                  ep[-1] += d2;
192                  if (!i) continue;
193                                          /* diagonal */
194 <                b1 = bright(ap[-hp->ns-1].v);
194 >                b1 = pbright(ap[-hp->ns-1].v);
195                  d2 = b - b1;
196 <                d2 *= d2*normf/(b + b1);
196 >                d2 *= d2*normf/(b + b1 + FTINY);
197                  ep[0] += d2;
198                  ep[-hp->ns-1] += d2;
199              }
200                                          /* correct for number of neighbors */
201 <        earr[0] *= 8./3.;
202 <        earr[hp->ns-1] *= 8./3.;
203 <        earr[(hp->ns-1)*hp->ns] *= 8./3.;
204 <        earr[(hp->ns-1)*hp->ns + hp->ns-1] *= 8./3.;
201 >        earr[0] *= 6./3.;
202 >        earr[hp->ns-1] *= 6./3.;
203 >        earr[(hp->ns-1)*hp->ns] *= 6./3.;
204 >        earr[(hp->ns-1)*hp->ns + hp->ns-1] *= 6./3.;
205          for (i = 1; i < hp->ns-1; i++) {
206 <                earr[i*hp->ns] *= 8./5.;
207 <                earr[i*hp->ns + hp->ns-1] *= 8./5.;
206 >                earr[i*hp->ns] *= 6./5.;
207 >                earr[i*hp->ns + hp->ns-1] *= 6./5.;
208          }
209          for (j = 1; j < hp->ns-1; j++) {
210 <                earr[j] *= 8./5.;
211 <                earr[(hp->ns-1)*hp->ns + j] *= 8./5.;
210 >                earr[j] *= 6./5.;
211 >                earr[(hp->ns-1)*hp->ns + j] *= 6./5.;
212          }
213 +                                        /* preen map to avoid cliffs */
214 +        earr2 = (float *)malloc(hp->ns*hp->ns*sizeof(float));
215 +        if (earr2 == NULL)
216 +                return(earr);
217 +        memcpy(earr2, earr, hp->ns*hp->ns*sizeof(float));
218 +        for (i = 0; i < hp->ns-1; i++) {
219 +            float  *ep2 = earr2 + i*hp->ns;
220 +            ep = earr + i*hp->ns;
221 +            for (j = 0; j < hp->ns-1; j++, ep2++, ep++) {
222 +                if (ep2[1] < .5*ep2[0]) {
223 +                        ep[0] -= .125*ep2[0];
224 +                        ep[1] += .125*ep2[0];
225 +                } else if (ep2[1] > 2.*ep2[0]) {
226 +                        ep[1] -= .125*ep2[1];
227 +                        ep[0] += .125*ep2[1];
228 +                }
229 +                if (ep2[hp->ns] < .5*ep2[0]) {
230 +                        ep[0] -= .125*ep2[0];
231 +                        ep[hp->ns] += .125*ep2[0];
232 +                } else if (ep2[hp->ns] > 2.*ep2[0]) {
233 +                        ep[hp->ns] -= .125*ep2[hp->ns];
234 +                        ep[0] += .125*ep2[hp->ns];
235 +                }
236 +            }
237 +        }
238 +        free(earr2);
239          return(earr);
240   }
241  
# Line 243 | Line 271 | done:
271  
272   static AMBHEMI *
273   samp_hemi(                              /* sample indirect hemisphere */
274 <        COLOR   rcol,
274 >        SCOLOR  rcol,
275          RAY     *r,
276          double  wt
277   )
278   {
279 +        int     backside = (wt < 0);
280          AMBHEMI *hp;
281          double  d;
282          int     n, i, j;
283                                          /* insignificance check */
284 <        if (bright(rcol) <= FTINY)
284 >        d = sintens(rcol);
285 >        if (d <= FTINY)
286                  return(NULL);
287                                          /* set number of divisions */
288 +        if (backside) wt = -wt;
289          if (ambacc <= FTINY &&
290 <                        wt > (d = 0.8*intens(rcol)*r->rweight/(ambdiv*minweight)))
290 >                        wt > (d *= 0.8*r->rweight/(ambdiv*minweight)))
291                  wt = d;                 /* avoid ray termination */
292          n = sqrt(ambdiv * wt) + 0.5;
293 <        i = 1 + 5*(ambacc > FTINY);     /* minimum number of samples */
294 <        if (n < i)
293 >        i = 1 + (MINADIV-1)*(ambacc > FTINY);
294 >        if (n < i)                      /* use minimum number of samples? */
295                  n = i;
296                                          /* allocate sampling array */
297          hp = (AMBHEMI *)malloc(sizeof(AMBHEMI) + sizeof(AMBSAMP)*(n*n - 1));
298          if (hp == NULL)
299                  error(SYSTEM, "out of memory in samp_hemi");
300 +
301 +        if (backside) {
302 +                hp->atyp = TAMBIENT;
303 +                hp->onrm[0] = -r->ron[0];
304 +                hp->onrm[1] = -r->ron[1];
305 +                hp->onrm[2] = -r->ron[2];
306 +        } else {
307 +                hp->atyp = RAMBIENT;
308 +                VCOPY(hp->onrm, r->ron);
309 +        }
310          hp->rp = r;
311          hp->ns = n;
312 <        hp->acol[RED] = hp->acol[GRN] = hp->acol[BLU] = 0.0;
312 >        scolorblack(hp->acol);
313          memset(hp->sa, 0, sizeof(AMBSAMP)*n*n);
314          hp->sampOK = 0;
315                                          /* assign coefficient */
316 <        copycolor(hp->acoef, rcol);
316 >        copyscolor(hp->acoef, rcol);
317          d = 1.0/(n*n);
318 <        scalecolor(hp->acoef, d);
318 >        scalescolor(hp->acoef, d);
319                                          /* make tangent plane axes */
320 <        if (!getperpendicular(hp->ux, r->ron, 1))
320 >        if (!getperpendicular(hp->ux, hp->onrm, 1))
321                  error(CONSISTENCY, "bad ray direction in samp_hemi");
322 <        VCROSS(hp->uy, r->ron, hp->ux);
322 >        VCROSS(hp->uy, hp->onrm, hp->ux);
323                                          /* sample divisions */
324          for (i = hp->ns; i--; )
325              for (j = hp->ns; j--; )
326                  hp->sampOK += ambsample(hp, i, j, 0);
327 <        copycolor(rcol, hp->acol);
327 >        copyscolor(rcol, hp->acol);
328          if (!hp->sampOK) {              /* utter failure? */
329                  free(hp);
330                  return(NULL);
# Line 292 | Line 333 | samp_hemi(                             /* sample indirect hemisphere */
333                  hp->sampOK *= -1;       /* soft failure */
334                  return(hp);
335          }
336 +        if (hp->sampOK <= MINADIV*MINADIV)
337 +                return(hp);             /* don't bother super-sampling */
338          n = ambssamp*wt + 0.5;
339          if (n > 8) {                    /* perform super-sampling? */
340                  ambsupersamp(hp, n);
341 <                copycolor(rcol, hp->acol);
341 >                copyscolor(rcol, hp->acol);
342          }
343          return(hp);                     /* all is well */
344   }
# Line 307 | Line 350 | back_ambval(AMBHEMI *hp, const int n1, const int n2, c
350   {
351          if (hp->sa[n1].d <= hp->sa[n2].d) {
352                  if (hp->sa[n1].d <= hp->sa[n3].d)
353 <                        return(colval(hp->sa[n1].v,CIEY));
354 <                return(colval(hp->sa[n3].v,CIEY));
353 >                        return(hp->sa[n1].v[0]);
354 >                return(hp->sa[n3].v[0]);
355          }
356          if (hp->sa[n2].d <= hp->sa[n3].d)
357 <                return(colval(hp->sa[n2].v,CIEY));
358 <        return(colval(hp->sa[n3].v,CIEY));
357 >                return(hp->sa[n2].v[0]);
358 >        return(hp->sa[n3].v[0]);
359   }
360  
361  
# Line 541 | Line 584 | ambHessian(                            /* anisotropic radii & pos. gradient */
584          for (j = 0; j < hp->ns-1; j++) {
585                  comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,0,j), AI(hp,0,j+1));
586                  if (hessrow != NULL)
587 <                        comp_hessian(hessrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
587 >                        comp_hessian(hessrow[j], &fftr, hp->onrm);
588                  if (gradrow != NULL)
589 <                        comp_gradient(gradrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
589 >                        comp_gradient(gradrow[j], &fftr, hp->onrm);
590          }
591                                          /* sum each row of triangles */
592          for (i = 0; i < hp->ns-1; i++) {
# Line 551 | Line 594 | ambHessian(                            /* anisotropic radii & pos. gradient */
594              FVECT       gradcol;
595              comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i,0), AI(hp,i+1,0));
596              if (hessrow != NULL)
597 <                comp_hessian(hesscol, &fftr, hp->rp->ron);
597 >                comp_hessian(hesscol, &fftr, hp->onrm);
598              if (gradrow != NULL)
599 <                comp_gradient(gradcol, &fftr, hp->rp->ron);
599 >                comp_gradient(gradcol, &fftr, hp->onrm);
600              for (j = 0; j < hp->ns-1; j++) {
601                  FVECT   hessdia[3];     /* compute triangle contributions */
602                  FVECT   graddia;
# Line 563 | Line 606 | ambHessian(                            /* anisotropic radii & pos. gradient */
606                                          /* diagonal (inner) edge */
607                  comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i,j+1), AI(hp,i+1,j));
608                  if (hessrow != NULL) {
609 <                    comp_hessian(hessdia, &fftr, hp->rp->ron);
609 >                    comp_hessian(hessdia, &fftr, hp->onrm);
610                      rev_hessian(hesscol);
611                      add2hessian(hessian, hessrow[j], hessdia, hesscol, backg);
612                  }
613                  if (gradrow != NULL) {
614 <                    comp_gradient(graddia, &fftr, hp->rp->ron);
614 >                    comp_gradient(graddia, &fftr, hp->onrm);
615                      rev_gradient(gradcol);
616                      add2gradient(gradient, gradrow[j], graddia, gradcol, backg);
617                  }
618                                          /* initialize edge in next row */
619                  comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i+1,j+1), AI(hp,i+1,j));
620                  if (hessrow != NULL)
621 <                    comp_hessian(hessrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
621 >                    comp_hessian(hessrow[j], &fftr, hp->onrm);
622                  if (gradrow != NULL)
623 <                    comp_gradient(gradrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
623 >                    comp_gradient(gradrow[j], &fftr, hp->onrm);
624                                          /* new column edge & paired triangle */
625                  backg = back_ambval(hp, AI(hp,i+1,j+1),
626                                          AI(hp,i+1,j), AI(hp,i,j+1));
627                  comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i,j+1), AI(hp,i+1,j+1));
628                  if (hessrow != NULL) {
629 <                    comp_hessian(hesscol, &fftr, hp->rp->ron);
629 >                    comp_hessian(hesscol, &fftr, hp->onrm);
630                      rev_hessian(hessdia);
631                      add2hessian(hessian, hessrow[j], hessdia, hesscol, backg);
632                      if (i < hp->ns-2)
633                          rev_hessian(hessrow[j]);
634                  }
635                  if (gradrow != NULL) {
636 <                    comp_gradient(gradcol, &fftr, hp->rp->ron);
636 >                    comp_gradient(gradcol, &fftr, hp->onrm);
637                      rev_gradient(graddia);
638                      add2gradient(gradient, gradrow[j], graddia, gradcol, backg);
639                      if (i < hp->ns-2)
# Line 626 | Line 669 | ambdirgrad(AMBHEMI *hp, FVECT uv[2], float dg[2])
669                                          /* use vector for azimuth + 90deg */
670                  VSUB(vd, ap->p, hp->rp->rop);
671                                          /* brightness over cosine factor */
672 <                gfact = colval(ap->v,CIEY) / DOT(hp->rp->ron, vd);
672 >                gfact = ap->v[0] / DOT(hp->onrm, vd);
673                                          /* sine = proj_radius/vd_length */
674                  dgsum[0] -= DOT(uv[1], vd) * gfact;
675                  dgsum[1] += DOT(uv[0], vd) * gfact;
# Line 682 | Line 725 | ambcorral(AMBHEMI *hp, FVECT uv[2], const double r0, c
725  
726   int
727   doambient(                              /* compute ambient component */
728 <        COLOR   rcol,                   /* input/output color */
728 >        SCOLOR  rcol,                   /* input/output color */
729          RAY     *r,
730 <        double  wt,
730 >        double  wt,                     /* negative for back side */
731          FVECT   uv[2],                  /* returned (optional) */
732          float   ra[2],                  /* returned (optional) */
733          float   pg[2],                  /* returned (optional) */
# Line 712 | Line 755 | doambient(                             /* compute ambient component */
755                  return(0);
756  
757          if ((ra == NULL) & (pg == NULL) & (dg == NULL) ||
758 <                        (hp->sampOK < 0) | (hp->ns < 6)) {
758 >                        (hp->sampOK < 0) | (hp->ns < MINADIV)) {
759                  free(hp);               /* Hessian not requested/possible */
760                  return(-1);             /* value-only return value */
761          }
762 <        if ((d = bright(rcol)) > FTINY) {       /* normalize Y values */
763 <                d = 0.99*(hp->ns*hp->ns)/d;
762 >        if ((d = scolor_mean(rcol)) > FTINY) {
763 >                d = 0.99*(hp->ns*hp->ns)/d;     /* normalize avg. values */
764                  K = 0.01;
765          } else {                        /* or fall back on geometric Hessian */
766                  K = 1.0;
# Line 725 | Line 768 | doambient(                             /* compute ambient component */
768                  dg = NULL;
769                  crlp = NULL;
770          }
771 <        ap = hp->sa;                    /* relative Y channel from here on... */
771 >        ap = hp->sa;                    /* single channel from here on... */
772          for (i = hp->ns*hp->ns; i--; ap++)
773 <                colval(ap->v,CIEY) = bright(ap->v)*d + K;
773 >                ap->v[0] = scolor_mean(ap->v)*d + K;
774  
775          if (uv == NULL)                 /* make sure we have axis pointers */
776                  uv = my_uv;
# Line 751 | Line 794 | doambient(                             /* compute ambient component */
794                          if (ra[1] < minarad)
795                                  ra[1] = minarad;
796                  }
797 <                ra[0] *= d = 1.0/sqrt(wt);
797 >                ra[0] *= d = 1.0/sqrt(fabs(wt));
798                  if ((ra[1] *= d) > 2.0*ra[0])
799                          ra[1] = 2.0*ra[0];
800                  if (ra[1] > maxarad) {
# Line 760 | Line 803 | doambient(                             /* compute ambient component */
803                                  ra[0] = maxarad;
804                  }
805                                          /* flag encroached directions */
806 <                if (crlp != NULL)
806 >                if (crlp != NULL)       /* XXX doesn't update with changes to ambacc */
807                          *crlp = ambcorral(hp, uv, ra[0]*ambacc, ra[1]*ambacc);
808                  if (pg != NULL) {       /* cap gradient if necessary */
809                          d = pg[0]*pg[0]*ra[0]*ra[0] + pg[1]*pg[1]*ra[1]*ra[1];
# Line 774 | Line 817 | doambient(                             /* compute ambient component */
817          free(hp);                       /* clean up and return */
818          return(1);
819   }
777 –
778 –
779 – #else /* ! NEWAMB */
780 –
781 –
782 – void
783 – inithemi(                       /* initialize sampling hemisphere */
784 –        AMBHEMI  *hp,
785 –        COLOR ac,
786 –        RAY  *r,
787 –        double  wt
788 – )
789 – {
790 –        double  d;
791 –        int  i;
792 –                                        /* set number of divisions */
793 –        if (ambacc <= FTINY &&
794 –                        wt > (d = 0.8*intens(ac)*r->rweight/(ambdiv*minweight)))
795 –                wt = d;                 /* avoid ray termination */
796 –        hp->nt = sqrt(ambdiv * wt / PI) + 0.5;
797 –        i = ambacc > FTINY ? 3 : 1;     /* minimum number of samples */
798 –        if (hp->nt < i)
799 –                hp->nt = i;
800 –        hp->np = PI * hp->nt + 0.5;
801 –                                        /* set number of super-samples */
802 –        hp->ns = ambssamp * wt + 0.5;
803 –                                        /* assign coefficient */
804 –        copycolor(hp->acoef, ac);
805 –        d = 1.0/(hp->nt*hp->np);
806 –        scalecolor(hp->acoef, d);
807 –                                        /* make axes */
808 –        VCOPY(hp->uz, r->ron);
809 –        hp->uy[0] = hp->uy[1] = hp->uy[2] = 0.0;
810 –        for (i = 0; i < 3; i++)
811 –                if (hp->uz[i] < 0.6 && hp->uz[i] > -0.6)
812 –                        break;
813 –        if (i >= 3)
814 –                error(CONSISTENCY, "bad ray direction in inithemi");
815 –        hp->uy[i] = 1.0;
816 –        fcross(hp->ux, hp->uy, hp->uz);
817 –        normalize(hp->ux);
818 –        fcross(hp->uy, hp->uz, hp->ux);
819 – }
820 –
821 –
822 – int
823 – divsample(                              /* sample a division */
824 –        AMBSAMP  *dp,
825 –        AMBHEMI  *h,
826 –        RAY  *r
827 – )
828 – {
829 –        RAY  ar;
830 –        int  hlist[3];
831 –        double  spt[2];
832 –        double  xd, yd, zd;
833 –        double  b2;
834 –        double  phi;
835 –        int  i;
836 –                                        /* ambient coefficient for weight */
837 –        if (ambacc > FTINY)
838 –                setcolor(ar.rcoef, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
839 –        else
840 –                copycolor(ar.rcoef, h->acoef);
841 –        if (rayorigin(&ar, AMBIENT, r, ar.rcoef) < 0)
842 –                return(-1);
843 –        if (ambacc > FTINY) {
844 –                multcolor(ar.rcoef, h->acoef);
845 –                scalecolor(ar.rcoef, 1./AVGREFL);
846 –        }
847 –        hlist[0] = r->rno;
848 –        hlist[1] = dp->t;
849 –        hlist[2] = dp->p;
850 –        multisamp(spt, 2, urand(ilhash(hlist,3)+dp->n));
851 –        zd = sqrt((dp->t + spt[0])/h->nt);
852 –        phi = 2.0*PI * (dp->p + spt[1])/h->np;
853 –        xd = tcos(phi) * zd;
854 –        yd = tsin(phi) * zd;
855 –        zd = sqrt(1.0 - zd*zd);
856 –        for (i = 0; i < 3; i++)
857 –                ar.rdir[i] =    xd*h->ux[i] +
858 –                                yd*h->uy[i] +
859 –                                zd*h->uz[i];
860 –        checknorm(ar.rdir);
861 –        dimlist[ndims++] = dp->t*h->np + dp->p + 90171;
862 –        rayvalue(&ar);
863 –        ndims--;
864 –        multcolor(ar.rcol, ar.rcoef);   /* apply coefficient */
865 –        addcolor(dp->v, ar.rcol);
866 –                                        /* use rt to improve gradient calc */
867 –        if (ar.rt > FTINY && ar.rt < FHUGE)
868 –                dp->r += 1.0/ar.rt;
869 –                                        /* (re)initialize error */
870 –        if (dp->n++) {
871 –                b2 = bright(dp->v)/dp->n - bright(ar.rcol);
872 –                b2 = b2*b2 + dp->k*((dp->n-1)*(dp->n-1));
873 –                dp->k = b2/(dp->n*dp->n);
874 –        } else
875 –                dp->k = 0.0;
876 –        return(0);
877 – }
878 –
879 –
880 – static int
881 – ambcmp(                                 /* decreasing order */
882 –        const void *p1,
883 –        const void *p2
884 – )
885 – {
886 –        const AMBSAMP   *d1 = (const AMBSAMP *)p1;
887 –        const AMBSAMP   *d2 = (const AMBSAMP *)p2;
888 –
889 –        if (d1->k < d2->k)
890 –                return(1);
891 –        if (d1->k > d2->k)
892 –                return(-1);
893 –        return(0);
894 – }
895 –
896 –
897 – static int
898 – ambnorm(                                /* standard order */
899 –        const void *p1,
900 –        const void *p2
901 – )
902 – {
903 –        const AMBSAMP   *d1 = (const AMBSAMP *)p1;
904 –        const AMBSAMP   *d2 = (const AMBSAMP *)p2;
905 –        int     c;
906 –
907 –        if ( (c = d1->t - d2->t) )
908 –                return(c);
909 –        return(d1->p - d2->p);
910 – }
911 –
912 –
913 – double
914 – doambient(                              /* compute ambient component */
915 –        COLOR  rcol,
916 –        RAY  *r,
917 –        double  wt,
918 –        FVECT  pg,
919 –        FVECT  dg
920 – )
921 – {
922 –        double  b, d=0;
923 –        AMBHEMI  hemi;
924 –        AMBSAMP  *div;
925 –        AMBSAMP  dnew;
926 –        double  acol[3];
927 –        AMBSAMP  *dp;
928 –        double  arad;
929 –        int  divcnt;
930 –        int  i, j;
931 –                                        /* initialize hemisphere */
932 –        inithemi(&hemi, rcol, r, wt);
933 –        divcnt = hemi.nt * hemi.np;
934 –                                        /* initialize */
935 –        if (pg != NULL)
936 –                pg[0] = pg[1] = pg[2] = 0.0;
937 –        if (dg != NULL)
938 –                dg[0] = dg[1] = dg[2] = 0.0;
939 –        setcolor(rcol, 0.0, 0.0, 0.0);
940 –        if (divcnt == 0)
941 –                return(0.0);
942 –                                        /* allocate super-samples */
943 –        if (hemi.ns > 0 || pg != NULL || dg != NULL) {
944 –                div = (AMBSAMP *)malloc(divcnt*sizeof(AMBSAMP));
945 –                if (div == NULL)
946 –                        error(SYSTEM, "out of memory in doambient");
947 –        } else
948 –                div = NULL;
949 –                                        /* sample the divisions */
950 –        arad = 0.0;
951 –        acol[0] = acol[1] = acol[2] = 0.0;
952 –        if ((dp = div) == NULL)
953 –                dp = &dnew;
954 –        divcnt = 0;
955 –        for (i = 0; i < hemi.nt; i++)
956 –                for (j = 0; j < hemi.np; j++) {
957 –                        dp->t = i; dp->p = j;
958 –                        setcolor(dp->v, 0.0, 0.0, 0.0);
959 –                        dp->r = 0.0;
960 –                        dp->n = 0;
961 –                        if (divsample(dp, &hemi, r) < 0) {
962 –                                if (div != NULL)
963 –                                        dp++;
964 –                                continue;
965 –                        }
966 –                        arad += dp->r;
967 –                        divcnt++;
968 –                        if (div != NULL)
969 –                                dp++;
970 –                        else
971 –                                addcolor(acol, dp->v);
972 –                }
973 –        if (!divcnt) {
974 –                if (div != NULL)
975 –                        free((void *)div);
976 –                return(0.0);            /* no samples taken */
977 –        }
978 –        if (divcnt < hemi.nt*hemi.np) {
979 –                pg = dg = NULL;         /* incomplete sampling */
980 –                hemi.ns = 0;
981 –        } else if (arad > FTINY && divcnt/arad < minarad) {
982 –                hemi.ns = 0;            /* close enough */
983 –        } else if (hemi.ns > 0) {       /* else perform super-sampling? */
984 –                comperrs(div, &hemi);                   /* compute errors */
985 –                qsort(div, divcnt, sizeof(AMBSAMP), ambcmp);    /* sort divs */
986 –                                                /* super-sample */
987 –                for (i = hemi.ns; i > 0; i--) {
988 –                        dnew = *div;
989 –                        if (divsample(&dnew, &hemi, r) < 0) {
990 –                                dp++;
991 –                                continue;
992 –                        }
993 –                        dp = div;               /* reinsert */
994 –                        j = divcnt < i ? divcnt : i;
995 –                        while (--j > 0 && dnew.k < dp[1].k) {
996 –                                *dp = *(dp+1);
997 –                                dp++;
998 –                        }
999 –                        *dp = dnew;
1000 –                }
1001 –                if (pg != NULL || dg != NULL)   /* restore order */
1002 –                        qsort(div, divcnt, sizeof(AMBSAMP), ambnorm);
1003 –        }
1004 –                                        /* compute returned values */
1005 –        if (div != NULL) {
1006 –                arad = 0.0;             /* note: divcnt may be < nt*np */
1007 –                for (i = hemi.nt*hemi.np, dp = div; i-- > 0; dp++) {
1008 –                        arad += dp->r;
1009 –                        if (dp->n > 1) {
1010 –                                b = 1.0/dp->n;
1011 –                                scalecolor(dp->v, b);
1012 –                                dp->r *= b;
1013 –                                dp->n = 1;
1014 –                        }
1015 –                        addcolor(acol, dp->v);
1016 –                }
1017 –                b = bright(acol);
1018 –                if (b > FTINY) {
1019 –                        b = 1.0/b;      /* compute & normalize gradient(s) */
1020 –                        if (pg != NULL) {
1021 –                                posgradient(pg, div, &hemi);
1022 –                                for (i = 0; i < 3; i++)
1023 –                                        pg[i] *= b;
1024 –                        }
1025 –                        if (dg != NULL) {
1026 –                                dirgradient(dg, div, &hemi);
1027 –                                for (i = 0; i < 3; i++)
1028 –                                        dg[i] *= b;
1029 –                        }
1030 –                }
1031 –                free((void *)div);
1032 –        }
1033 –        copycolor(rcol, acol);
1034 –        if (arad <= FTINY)
1035 –                arad = maxarad;
1036 –        else
1037 –                arad = (divcnt+hemi.ns)/arad;
1038 –        if (pg != NULL) {               /* reduce radius if gradient large */
1039 –                d = DOT(pg,pg);
1040 –                if (d*arad*arad > 1.0)
1041 –                        arad = 1.0/sqrt(d);
1042 –        }
1043 –        if (arad < minarad) {
1044 –                arad = minarad;
1045 –                if (pg != NULL && d*arad*arad > 1.0) {  /* cap gradient */
1046 –                        d = 1.0/arad/sqrt(d);
1047 –                        for (i = 0; i < 3; i++)
1048 –                                pg[i] *= d;
1049 –                }
1050 –        }
1051 –        if ((arad /= sqrt(wt)) > maxarad)
1052 –                arad = maxarad;
1053 –        return(arad);
1054 – }
1055 –
1056 –
1057 – void
1058 – comperrs(                       /* compute initial error estimates */
1059 –        AMBSAMP  *da,   /* assumes standard ordering */
1060 –        AMBHEMI  *hp
1061 – )
1062 – {
1063 –        double  b, b2;
1064 –        int  i, j;
1065 –        AMBSAMP  *dp;
1066 –                                /* sum differences from neighbors */
1067 –        dp = da;
1068 –        for (i = 0; i < hp->nt; i++)
1069 –                for (j = 0; j < hp->np; j++) {
1070 – #ifdef  DEBUG
1071 –                        if (dp->t != i || dp->p != j)
1072 –                                error(CONSISTENCY,
1073 –                                        "division order in comperrs");
1074 – #endif
1075 –                        b = bright(dp[0].v);
1076 –                        if (i > 0) {            /* from above */
1077 –                                b2 = bright(dp[-hp->np].v) - b;
1078 –                                b2 *= b2 * 0.25;
1079 –                                dp[0].k += b2;
1080 –                                dp[-hp->np].k += b2;
1081 –                        }
1082 –                        if (j > 0) {            /* from behind */
1083 –                                b2 = bright(dp[-1].v) - b;
1084 –                                b2 *= b2 * 0.25;
1085 –                                dp[0].k += b2;
1086 –                                dp[-1].k += b2;
1087 –                        } else {                /* around */
1088 –                                b2 = bright(dp[hp->np-1].v) - b;
1089 –                                b2 *= b2 * 0.25;
1090 –                                dp[0].k += b2;
1091 –                                dp[hp->np-1].k += b2;
1092 –                        }
1093 –                        dp++;
1094 –                }
1095 –                                /* divide by number of neighbors */
1096 –        dp = da;
1097 –        for (j = 0; j < hp->np; j++)            /* top row */
1098 –                (dp++)->k *= 1.0/3.0;
1099 –        if (hp->nt < 2)
1100 –                return;
1101 –        for (i = 1; i < hp->nt-1; i++)          /* central region */
1102 –                for (j = 0; j < hp->np; j++)
1103 –                        (dp++)->k *= 0.25;
1104 –        for (j = 0; j < hp->np; j++)            /* bottom row */
1105 –                (dp++)->k *= 1.0/3.0;
1106 – }
1107 –
1108 –
1109 – void
1110 – posgradient(                                    /* compute position gradient */
1111 –        FVECT  gv,
1112 –        AMBSAMP  *da,                   /* assumes standard ordering */
1113 –        AMBHEMI  *hp
1114 – )
1115 – {
1116 –        int  i, j;
1117 –        double  nextsine, lastsine, b, d;
1118 –        double  mag0, mag1;
1119 –        double  phi, cosp, sinp, xd, yd;
1120 –        AMBSAMP  *dp;
1121 –
1122 –        xd = yd = 0.0;
1123 –        for (j = 0; j < hp->np; j++) {
1124 –                dp = da + j;
1125 –                mag0 = mag1 = 0.0;
1126 –                lastsine = 0.0;
1127 –                for (i = 0; i < hp->nt; i++) {
1128 – #ifdef  DEBUG
1129 –                        if (dp->t != i || dp->p != j)
1130 –                                error(CONSISTENCY,
1131 –                                        "division order in posgradient");
1132 – #endif
1133 –                        b = bright(dp->v);
1134 –                        if (i > 0) {
1135 –                                d = dp[-hp->np].r;
1136 –                                if (dp[0].r > d) d = dp[0].r;
1137 –                                                        /* sin(t)*cos(t)^2 */
1138 –                                d *= lastsine * (1.0 - (double)i/hp->nt);
1139 –                                mag0 += d*(b - bright(dp[-hp->np].v));
1140 –                        }
1141 –                        nextsine = sqrt((double)(i+1)/hp->nt);
1142 –                        if (j > 0) {
1143 –                                d = dp[-1].r;
1144 –                                if (dp[0].r > d) d = dp[0].r;
1145 –                                mag1 += d * (nextsine - lastsine) *
1146 –                                                (b - bright(dp[-1].v));
1147 –                        } else {
1148 –                                d = dp[hp->np-1].r;
1149 –                                if (dp[0].r > d) d = dp[0].r;
1150 –                                mag1 += d * (nextsine - lastsine) *
1151 –                                                (b - bright(dp[hp->np-1].v));
1152 –                        }
1153 –                        dp += hp->np;
1154 –                        lastsine = nextsine;
1155 –                }
1156 –                mag0 *= 2.0*PI / hp->np;
1157 –                phi = 2.0*PI * (double)j/hp->np;
1158 –                cosp = tcos(phi); sinp = tsin(phi);
1159 –                xd += mag0*cosp - mag1*sinp;
1160 –                yd += mag0*sinp + mag1*cosp;
1161 –        }
1162 –        for (i = 0; i < 3; i++)
1163 –                gv[i] = (xd*hp->ux[i] + yd*hp->uy[i])*(hp->nt*hp->np)/PI;
1164 – }
1165 –
1166 –
1167 – void
1168 – dirgradient(                                    /* compute direction gradient */
1169 –        FVECT  gv,
1170 –        AMBSAMP  *da,                   /* assumes standard ordering */
1171 –        AMBHEMI  *hp
1172 – )
1173 – {
1174 –        int  i, j;
1175 –        double  mag;
1176 –        double  phi, xd, yd;
1177 –        AMBSAMP  *dp;
1178 –
1179 –        xd = yd = 0.0;
1180 –        for (j = 0; j < hp->np; j++) {
1181 –                dp = da + j;
1182 –                mag = 0.0;
1183 –                for (i = 0; i < hp->nt; i++) {
1184 – #ifdef  DEBUG
1185 –                        if (dp->t != i || dp->p != j)
1186 –                                error(CONSISTENCY,
1187 –                                        "division order in dirgradient");
1188 – #endif
1189 –                                                        /* tan(t) */
1190 –                        mag += bright(dp->v)/sqrt(hp->nt/(i+.5) - 1.0);
1191 –                        dp += hp->np;
1192 –                }
1193 –                phi = 2.0*PI * (j+.5)/hp->np + PI/2.0;
1194 –                xd += mag * tcos(phi);
1195 –                yd += mag * tsin(phi);
1196 –        }
1197 –        for (i = 0; i < 3; i++)
1198 –                gv[i] = xd*hp->ux[i] + yd*hp->uy[i];
1199 – }
1200 –
1201 – #endif  /* ! NEWAMB */

Diff Legend

– Removed lines
+ Added lines
< Changed lines
> Changed lines