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root/radiance/ray/src/rt/ambcomp.c
(Generate patch)

Comparing ray/src/rt/ambcomp.c (file contents):
Revision 2.25 by greg, Fri Apr 11 20:31:37 2014 UTC vs.
Revision 2.87 by greg, Sun Dec 12 19:55:43 2021 UTC

# Line 4 | Line 4 | static const char      RCSid[] = "$Id$";
4   /*
5   * Routines to compute "ambient" values using Monte Carlo
6   *
7 + *  Hessian calculations based on "Practical Hessian-Based Error Control
8 + *      for Irradiance Caching" by Schwarzhaupt, Wann Jensen, & Jarosz
9 + *      from ACM SIGGRAPH Asia 2012 conference proceedings.
10 + *
11 + *  Added book-keeping optimization to avoid calculations that would
12 + *      cancel due to traversal both directions on edges that are adjacent
13 + *      to same-valued triangles.  This cuts about half of Hessian math.
14 + *
15   *  Declarations of external symbols in ambient.h
16   */
17  
# Line 13 | Line 21 | static const char      RCSid[] = "$Id$";
21   #include  "ambient.h"
22   #include  "random.h"
23  
24 < #ifdef NEWAMB
24 > #ifndef MINADIV
25 > #define MINADIV         7       /* minimum # divisions in each dimension */
26 > #endif
27  
28 < #else /* ! NEWAMB */
28 > extern void             SDsquare2disk(double ds[2], double seedx, double seedy);
29  
30 + typedef struct {
31 +        COLOR   v;              /* hemisphere sample value */
32 +        float   d;              /* reciprocal distance */
33 +        FVECT   p;              /* intersection point */
34 + } AMBSAMP;              /* sample value */
35  
36 < void
37 < inithemi(                       /* initialize sampling hemisphere */
38 <        AMBHEMI  *hp,
39 <        COLOR ac,
40 <        RAY  *r,
41 <        double  wt
36 > typedef struct {
37 >        RAY     *rp;            /* originating ray sample */
38 >        int     ns;             /* number of samples per axis */
39 >        int     sampOK;         /* acquired full sample set? */
40 >        COLOR   acoef;          /* division contribution coefficient */
41 >        double  acol[3];        /* accumulated color */
42 >        FVECT   ux, uy;         /* tangent axis unit vectors */
43 >        AMBSAMP sa[1];          /* sample array (extends struct) */
44 > }  AMBHEMI;             /* ambient sample hemisphere */
45 >
46 > #define AI(h,i,j)       ((i)*(h)->ns + (j))
47 > #define ambsam(h,i,j)   (h)->sa[AI(h,i,j)]
48 >
49 > typedef struct {
50 >        FVECT   r_i, r_i1, e_i, rcp, rI2_eJ2;
51 >        double  I1, I2;
52 > } FFTRI;                /* vectors and coefficients for Hessian calculation */
53 >
54 >
55 > static int
56 > ambcollision(                           /* proposed direciton collides? */
57 >        AMBHEMI *hp,
58 >        int     i,
59 >        int     j,
60 >        FVECT   dv
61   )
62   {
63 <        double  d;
64 <        int  i;
65 <                                        /* set number of divisions */
66 <        if (ambacc <= FTINY &&
67 <                        wt > (d = 0.8*intens(ac)*r->rweight/(ambdiv*minweight)))
68 <                wt = d;                 /* avoid ray termination */
69 <        hp->nt = sqrt(ambdiv * wt / PI) + 0.5;
70 <        i = ambacc > FTINY ? 3 : 1;     /* minimum number of samples */
71 <        if (hp->nt < i)
72 <                hp->nt = i;
73 <        hp->np = PI * hp->nt + 0.5;
74 <                                        /* set number of super-samples */
75 <        hp->ns = ambssamp * wt + 0.5;
76 <                                        /* assign coefficient */
77 <        copycolor(hp->acoef, ac);
78 <        d = 1.0/(hp->nt*hp->np);
79 <        scalecolor(hp->acoef, d);
80 <                                        /* make axes */
81 <        VCOPY(hp->uz, r->ron);
82 <        hp->uy[0] = hp->uy[1] = hp->uy[2] = 0.0;
83 <        for (i = 0; i < 3; i++)
84 <                if (hp->uz[i] < 0.6 && hp->uz[i] > -0.6)
85 <                        break;
86 <        if (i >= 3)
87 <                error(CONSISTENCY, "bad ray direction in inithemi");
88 <        hp->uy[i] = 1.0;
55 <        fcross(hp->ux, hp->uy, hp->uz);
56 <        normalize(hp->ux);
57 <        fcross(hp->uy, hp->uz, hp->ux);
63 >        double  cos_thresh;
64 >        int     ii, jj;
65 >                                        /* min. spacing = 1/4th division */
66 >        cos_thresh = (PI/4.)/(double)hp->ns;
67 >        cos_thresh = 1. - .5*cos_thresh*cos_thresh;
68 >                                        /* check existing neighbors */
69 >        for (ii = i-1; ii <= i+1; ii++) {
70 >                if (ii < 0) continue;
71 >                if (ii >= hp->ns) break;
72 >                for (jj = j-1; jj <= j+1; jj++) {
73 >                        AMBSAMP *ap;
74 >                        FVECT   avec;
75 >                        double  dprod;
76 >                        if (jj < 0) continue;
77 >                        if (jj >= hp->ns) break;
78 >                        if ((ii==i) & (jj==j)) continue;
79 >                        ap = &ambsam(hp,ii,jj);
80 >                        if (ap->d <= .5/FHUGE)
81 >                                continue;       /* no one home */
82 >                        VSUB(avec, ap->p, hp->rp->rop);
83 >                        dprod = DOT(avec, dv);
84 >                        if (dprod >= cos_thresh*VLEN(avec))
85 >                                return(1);      /* collision */
86 >                }
87 >        }
88 >        return(0);                      /* nothing to worry about */
89   }
90  
91  
92 < int
93 < divsample(                              /* sample a division */
94 <        AMBSAMP  *dp,
95 <        AMBHEMI  *h,
96 <        RAY  *r
92 > static int
93 > ambsample(                              /* initial ambient division sample */
94 >        AMBHEMI *hp,
95 >        int     i,
96 >        int     j,
97 >        int     n
98   )
99   {
100 <        RAY  ar;
101 <        int  hlist[3];
102 <        double  spt[2];
103 <        double  xd, yd, zd;
104 <        double  b2;
73 <        double  phi;
74 <        int  i;
100 >        AMBSAMP *ap = &ambsam(hp,i,j);
101 >        RAY     ar;
102 >        int     hlist[3], ii;
103 >        double  spt[2], zd;
104 >                                        /* generate hemispherical sample */
105                                          /* ambient coefficient for weight */
106          if (ambacc > FTINY)
107                  setcolor(ar.rcoef, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
108          else
109 <                copycolor(ar.rcoef, h->acoef);
110 <        if (rayorigin(&ar, AMBIENT, r, ar.rcoef) < 0)
111 <                return(-1);
109 >                copycolor(ar.rcoef, hp->acoef);
110 >        if (rayorigin(&ar, AMBIENT, hp->rp, ar.rcoef) < 0)
111 >                return(0);
112          if (ambacc > FTINY) {
113 <                multcolor(ar.rcoef, h->acoef);
113 >                multcolor(ar.rcoef, hp->acoef);
114                  scalecolor(ar.rcoef, 1./AVGREFL);
115          }
116 <        hlist[0] = r->rno;
117 <        hlist[1] = dp->t;
118 <        hlist[2] = dp->p;
119 <        multisamp(spt, 2, urand(ilhash(hlist,3)+dp->n));
120 <        zd = sqrt((dp->t + spt[0])/h->nt);
121 <        phi = 2.0*PI * (dp->p + spt[1])/h->np;
122 <        xd = tcos(phi) * zd;
123 <        yd = tsin(phi) * zd;
124 <        zd = sqrt(1.0 - zd*zd);
125 <        for (i = 0; i < 3; i++)
126 <                ar.rdir[i] =    xd*h->ux[i] +
97 <                                yd*h->uy[i] +
98 <                                zd*h->uz[i];
116 >        hlist[0] = hp->rp->rno;
117 >        hlist[1] = j;
118 >        hlist[2] = i;
119 >        multisamp(spt, 2, urand(ilhash(hlist,3)+n));
120 > resample:
121 >        SDsquare2disk(spt, (j+spt[1])/hp->ns, (i+spt[0])/hp->ns);
122 >        zd = sqrt(1. - spt[0]*spt[0] - spt[1]*spt[1]);
123 >        for (ii = 3; ii--; )
124 >                ar.rdir[ii] =   spt[0]*hp->ux[ii] +
125 >                                spt[1]*hp->uy[ii] +
126 >                                zd*hp->rp->ron[ii];
127          checknorm(ar.rdir);
128 <        dimlist[ndims++] = dp->t*h->np + dp->p + 90171;
129 <        rayvalue(&ar);
128 >                                        /* avoid coincident samples */
129 >        if (!n && ambcollision(hp, i, j, ar.rdir)) {
130 >                spt[0] = frandom(); spt[1] = frandom();
131 >                goto resample;          /* reject this sample */
132 >        }
133 >        dimlist[ndims++] = AI(hp,i,j) + 90171;
134 >        rayvalue(&ar);                  /* evaluate ray */
135          ndims--;
136 +        zd = raydistance(&ar);
137 +        if (zd <= FTINY)
138 +                return(0);              /* should never happen */
139          multcolor(ar.rcol, ar.rcoef);   /* apply coefficient */
140 <        addcolor(dp->v, ar.rcol);
141 <                                        /* use rt to improve gradient calc */
142 <        if (ar.rt > FTINY && ar.rt < FHUGE)
143 <                dp->r += 1.0/ar.rt;
144 <                                        /* (re)initialize error */
145 <        if (dp->n++) {
146 <                b2 = bright(dp->v)/dp->n - bright(ar.rcol);
147 <                b2 = b2*b2 + dp->k*((dp->n-1)*(dp->n-1));
148 <                dp->k = b2/(dp->n*dp->n);
149 <        } else
150 <                dp->k = 0.0;
151 <        return(0);
140 >        if (zd*ap->d < 1.0)             /* new/closer distance? */
141 >                ap->d = 1.0/zd;
142 >        if (!n) {                       /* record first vertex & value */
143 >                if (zd > 10.0*thescene.cusize + 1000.)
144 >                        zd = 10.0*thescene.cusize + 1000.;
145 >                VSUM(ap->p, ar.rorg, ar.rdir, zd);
146 >                copycolor(ap->v, ar.rcol);
147 >        } else {                        /* else update recorded value */
148 >                hp->acol[RED] -= colval(ap->v,RED);
149 >                hp->acol[GRN] -= colval(ap->v,GRN);
150 >                hp->acol[BLU] -= colval(ap->v,BLU);
151 >                zd = 1.0/(double)(n+1);
152 >                scalecolor(ar.rcol, zd);
153 >                zd *= (double)n;
154 >                scalecolor(ap->v, zd);
155 >                addcolor(ap->v, ar.rcol);
156 >        }
157 >        addcolor(hp->acol, ap->v);      /* add to our sum */
158 >        return(1);
159   }
160  
161  
162 < static int
163 < ambcmp(                                 /* decreasing order */
164 <        const void *p1,
122 <        const void *p2
123 < )
162 > /* Estimate variance based on ambient division differences */
163 > static float *
164 > getambdiffs(AMBHEMI *hp)
165   {
166 <        const AMBSAMP   *d1 = (const AMBSAMP *)p1;
167 <        const AMBSAMP   *d2 = (const AMBSAMP *)p2;
166 >        const double    normf = 1./bright(hp->acoef);
167 >        float   *earr = (float *)calloc(hp->ns*hp->ns, sizeof(float));
168 >        float   *ep;
169 >        AMBSAMP *ap;
170 >        double  b, b1, d2;
171 >        int     i, j;
172  
173 <        if (d1->k < d2->k)
174 <                return(1);
175 <        if (d1->k > d2->k)
176 <                return(-1);
177 <        return(0);
173 >        if (earr == NULL)               /* out of memory? */
174 >                return(NULL);
175 >                                        /* sum squared neighbor diffs */
176 >        for (ap = hp->sa, ep = earr, i = 0; i < hp->ns; i++)
177 >            for (j = 0; j < hp->ns; j++, ap++, ep++) {
178 >                b = bright(ap[0].v);
179 >                if (i) {                /* from above */
180 >                        b1 = bright(ap[-hp->ns].v);
181 >                        d2 = b - b1;
182 >                        d2 *= d2*normf/(b + b1);
183 >                        ep[0] += d2;
184 >                        ep[-hp->ns] += d2;
185 >                }
186 >                if (!j) continue;
187 >                                        /* from behind */
188 >                b1 = bright(ap[-1].v);
189 >                d2 = b - b1;
190 >                d2 *= d2*normf/(b + b1);
191 >                ep[0] += d2;
192 >                ep[-1] += d2;
193 >                if (!i) continue;
194 >                                        /* diagonal */
195 >                b1 = bright(ap[-hp->ns-1].v);
196 >                d2 = b - b1;
197 >                d2 *= d2*normf/(b + b1);
198 >                ep[0] += d2;
199 >                ep[-hp->ns-1] += d2;
200 >            }
201 >                                        /* correct for number of neighbors */
202 >        earr[0] *= 8./3.;
203 >        earr[hp->ns-1] *= 8./3.;
204 >        earr[(hp->ns-1)*hp->ns] *= 8./3.;
205 >        earr[(hp->ns-1)*hp->ns + hp->ns-1] *= 8./3.;
206 >        for (i = 1; i < hp->ns-1; i++) {
207 >                earr[i*hp->ns] *= 8./5.;
208 >                earr[i*hp->ns + hp->ns-1] *= 8./5.;
209 >        }
210 >        for (j = 1; j < hp->ns-1; j++) {
211 >                earr[j] *= 8./5.;
212 >                earr[(hp->ns-1)*hp->ns + j] *= 8./5.;
213 >        }
214 >        return(earr);
215   }
216  
217  
218 < static int
219 < ambnorm(                                /* standard order */
220 <        const void *p1,
139 <        const void *p2
140 < )
218 > /* Perform super-sampling on hemisphere (introduces bias) */
219 > static void
220 > ambsupersamp(AMBHEMI *hp, int cnt)
221   {
222 <        const AMBSAMP   *d1 = (const AMBSAMP *)p1;
223 <        const AMBSAMP   *d2 = (const AMBSAMP *)p2;
224 <        int     c;
222 >        float   *earr = getambdiffs(hp);
223 >        double  e2rem = 0;
224 >        float   *ep;
225 >        int     i, j, n, nss;
226  
227 <        if ( (c = d1->t - d2->t) )
228 <                return(c);
229 <        return(d1->p - d2->p);
227 >        if (earr == NULL)               /* just skip calc. if no memory */
228 >                return;
229 >                                        /* accumulate estimated variances */
230 >        for (ep = earr + hp->ns*hp->ns; ep > earr; )
231 >                e2rem += *--ep;
232 >        ep = earr;                      /* perform super-sampling */
233 >        for (i = 0; i < hp->ns; i++)
234 >            for (j = 0; j < hp->ns; j++) {
235 >                if (e2rem <= FTINY)
236 >                        goto done;      /* nothing left to do */
237 >                nss = *ep/e2rem*cnt + frandom();
238 >                for (n = 1; n <= nss && ambsample(hp,i,j,n); n++)
239 >                        if (!--cnt) goto done;
240 >                e2rem -= *ep++;         /* update remainder */
241 >        }
242 > done:
243 >        free(earr);
244   }
245  
246  
247 < double
248 < doambient(                              /* compute ambient component */
249 <        COLOR  rcol,
250 <        RAY  *r,
251 <        double  wt,
157 <        FVECT  pg,
158 <        FVECT  dg
247 > static AMBHEMI *
248 > samp_hemi(                              /* sample indirect hemisphere */
249 >        COLOR   rcol,
250 >        RAY     *r,
251 >        double  wt
252   )
253   {
254 <        double  b, d=0;
255 <        AMBHEMI  hemi;
256 <        AMBSAMP  *div;
257 <        AMBSAMP  dnew;
258 <        double  acol[3];
259 <        AMBSAMP  *dp;
260 <        double  arad;
261 <        int  divcnt;
262 <        int  i, j;
263 <                                        /* initialize hemisphere */
264 <        inithemi(&hemi, rcol, r, wt);
265 <        divcnt = hemi.nt * hemi.np;
266 <                                        /* initialize */
267 <        if (pg != NULL)
268 <                pg[0] = pg[1] = pg[2] = 0.0;
269 <        if (dg != NULL)
270 <                dg[0] = dg[1] = dg[2] = 0.0;
271 <        setcolor(rcol, 0.0, 0.0, 0.0);
272 <        if (divcnt == 0)
273 <                return(0.0);
274 <                                        /* allocate super-samples */
275 <        if (hemi.ns > 0 || pg != NULL || dg != NULL) {
276 <                div = (AMBSAMP *)malloc(divcnt*sizeof(AMBSAMP));
277 <                if (div == NULL)
278 <                        error(SYSTEM, "out of memory in doambient");
279 <        } else
280 <                div = NULL;
281 <                                        /* sample the divisions */
282 <        arad = 0.0;
283 <        acol[0] = acol[1] = acol[2] = 0.0;
284 <        if ((dp = div) == NULL)
285 <                dp = &dnew;
286 <        divcnt = 0;
287 <        for (i = 0; i < hemi.nt; i++)
288 <                for (j = 0; j < hemi.np; j++) {
289 <                        dp->t = i; dp->p = j;
290 <                        setcolor(dp->v, 0.0, 0.0, 0.0);
291 <                        dp->r = 0.0;
292 <                        dp->n = 0;
200 <                        if (divsample(dp, &hemi, r) < 0) {
201 <                                if (div != NULL)
202 <                                        dp++;
203 <                                continue;
204 <                        }
205 <                        arad += dp->r;
206 <                        divcnt++;
207 <                        if (div != NULL)
208 <                                dp++;
209 <                        else
210 <                                addcolor(acol, dp->v);
211 <                }
212 <        if (!divcnt) {
213 <                if (div != NULL)
214 <                        free((void *)div);
215 <                return(0.0);            /* no samples taken */
254 >        AMBHEMI *hp;
255 >        double  d;
256 >        int     n, i, j;
257 >                                        /* insignificance check */
258 >        if (bright(rcol) <= FTINY)
259 >                return(NULL);
260 >                                        /* set number of divisions */
261 >        if (ambacc <= FTINY &&
262 >                        wt > (d = 0.8*intens(rcol)*r->rweight/(ambdiv*minweight)))
263 >                wt = d;                 /* avoid ray termination */
264 >        n = sqrt(ambdiv * wt) + 0.5;
265 >        i = 1 + (MINADIV-1)*(ambacc > FTINY);
266 >        if (n < i)                      /* use minimum number of samples? */
267 >                n = i;
268 >                                        /* allocate sampling array */
269 >        hp = (AMBHEMI *)malloc(sizeof(AMBHEMI) + sizeof(AMBSAMP)*(n*n - 1));
270 >        if (hp == NULL)
271 >                error(SYSTEM, "out of memory in samp_hemi");
272 >        hp->rp = r;
273 >        hp->ns = n;
274 >        hp->acol[RED] = hp->acol[GRN] = hp->acol[BLU] = 0.0;
275 >        memset(hp->sa, 0, sizeof(AMBSAMP)*n*n);
276 >        hp->sampOK = 0;
277 >                                        /* assign coefficient */
278 >        copycolor(hp->acoef, rcol);
279 >        d = 1.0/(n*n);
280 >        scalecolor(hp->acoef, d);
281 >                                        /* make tangent plane axes */
282 >        if (!getperpendicular(hp->ux, r->ron, 1))
283 >                error(CONSISTENCY, "bad ray direction in samp_hemi");
284 >        VCROSS(hp->uy, r->ron, hp->ux);
285 >                                        /* sample divisions */
286 >        for (i = hp->ns; i--; )
287 >            for (j = hp->ns; j--; )
288 >                hp->sampOK += ambsample(hp, i, j, 0);
289 >        copycolor(rcol, hp->acol);
290 >        if (!hp->sampOK) {              /* utter failure? */
291 >                free(hp);
292 >                return(NULL);
293          }
294 <        if (divcnt < hemi.nt*hemi.np) {
295 <                pg = dg = NULL;         /* incomplete sampling */
296 <                hemi.ns = 0;
220 <        } else if (arad > FTINY && divcnt/arad < minarad) {
221 <                hemi.ns = 0;            /* close enough */
222 <        } else if (hemi.ns > 0) {       /* else perform super-sampling? */
223 <                comperrs(div, &hemi);                   /* compute errors */
224 <                qsort(div, divcnt, sizeof(AMBSAMP), ambcmp);    /* sort divs */
225 <                                                /* super-sample */
226 <                for (i = hemi.ns; i > 0; i--) {
227 <                        dnew = *div;
228 <                        if (divsample(&dnew, &hemi, r) < 0) {
229 <                                dp++;
230 <                                continue;
231 <                        }
232 <                        dp = div;               /* reinsert */
233 <                        j = divcnt < i ? divcnt : i;
234 <                        while (--j > 0 && dnew.k < dp[1].k) {
235 <                                *dp = *(dp+1);
236 <                                dp++;
237 <                        }
238 <                        *dp = dnew;
239 <                }
240 <                if (pg != NULL || dg != NULL)   /* restore order */
241 <                        qsort(div, divcnt, sizeof(AMBSAMP), ambnorm);
294 >        if (hp->sampOK < hp->ns*hp->ns) {
295 >                hp->sampOK *= -1;       /* soft failure */
296 >                return(hp);
297          }
298 <                                        /* compute returned values */
299 <        if (div != NULL) {
300 <                arad = 0.0;             /* note: divcnt may be < nt*np */
301 <                for (i = hemi.nt*hemi.np, dp = div; i-- > 0; dp++) {
302 <                        arad += dp->r;
303 <                        if (dp->n > 1) {
249 <                                b = 1.0/dp->n;
250 <                                scalecolor(dp->v, b);
251 <                                dp->r *= b;
252 <                                dp->n = 1;
253 <                        }
254 <                        addcolor(acol, dp->v);
255 <                }
256 <                b = bright(acol);
257 <                if (b > FTINY) {
258 <                        b = 1.0/b;      /* compute & normalize gradient(s) */
259 <                        if (pg != NULL) {
260 <                                posgradient(pg, div, &hemi);
261 <                                for (i = 0; i < 3; i++)
262 <                                        pg[i] *= b;
263 <                        }
264 <                        if (dg != NULL) {
265 <                                dirgradient(dg, div, &hemi);
266 <                                for (i = 0; i < 3; i++)
267 <                                        dg[i] *= b;
268 <                        }
269 <                }
270 <                free((void *)div);
298 >        if (hp->sampOK <= MINADIV*MINADIV)
299 >                return(hp);             /* don't bother super-sampling */
300 >        n = ambssamp*wt + 0.5;
301 >        if (n > 8) {                    /* perform super-sampling? */
302 >                ambsupersamp(hp, n);
303 >                copycolor(rcol, hp->acol);
304          }
305 <        copycolor(rcol, acol);
306 <        if (arad <= FTINY)
307 <                arad = maxarad;
308 <        else
309 <                arad = (divcnt+hemi.ns)/arad;
310 <        if (pg != NULL) {               /* reduce radius if gradient large */
311 <                d = DOT(pg,pg);
312 <                if (d*arad*arad > 1.0)
313 <                        arad = 1.0/sqrt(d);
305 >        return(hp);                     /* all is well */
306 > }
307 >
308 >
309 > /* Return brightness of farthest ambient sample */
310 > static double
311 > back_ambval(AMBHEMI *hp, const int n1, const int n2, const int n3)
312 > {
313 >        if (hp->sa[n1].d <= hp->sa[n2].d) {
314 >                if (hp->sa[n1].d <= hp->sa[n3].d)
315 >                        return(colval(hp->sa[n1].v,CIEY));
316 >                return(colval(hp->sa[n3].v,CIEY));
317          }
318 <        if (arad < minarad) {
319 <                arad = minarad;
320 <                if (pg != NULL && d*arad*arad > 1.0) {  /* cap gradient */
321 <                        d = 1.0/arad/sqrt(d);
322 <                        for (i = 0; i < 3; i++)
323 <                                pg[i] *= d;
324 <                }
318 >        if (hp->sa[n2].d <= hp->sa[n3].d)
319 >                return(colval(hp->sa[n2].v,CIEY));
320 >        return(colval(hp->sa[n3].v,CIEY));
321 > }
322 >
323 >
324 > /* Compute vectors and coefficients for Hessian/gradient calcs */
325 > static void
326 > comp_fftri(FFTRI *ftp, AMBHEMI *hp, const int n0, const int n1)
327 > {
328 >        double  rdot_cp, dot_e, dot_er, rdot_r, rdot_r1, J2;
329 >        int     ii;
330 >
331 >        VSUB(ftp->r_i, hp->sa[n0].p, hp->rp->rop);
332 >        VSUB(ftp->r_i1, hp->sa[n1].p, hp->rp->rop);
333 >        VSUB(ftp->e_i, hp->sa[n1].p, hp->sa[n0].p);
334 >        VCROSS(ftp->rcp, ftp->r_i, ftp->r_i1);
335 >        rdot_cp = 1.0/DOT(ftp->rcp,ftp->rcp);
336 >        dot_e = DOT(ftp->e_i,ftp->e_i);
337 >        dot_er = DOT(ftp->e_i, ftp->r_i);
338 >        rdot_r = 1.0/DOT(ftp->r_i,ftp->r_i);
339 >        rdot_r1 = 1.0/DOT(ftp->r_i1,ftp->r_i1);
340 >        ftp->I1 = acos( DOT(ftp->r_i, ftp->r_i1) * sqrt(rdot_r*rdot_r1) ) *
341 >                        sqrt( rdot_cp );
342 >        ftp->I2 = ( DOT(ftp->e_i, ftp->r_i1)*rdot_r1 - dot_er*rdot_r +
343 >                        dot_e*ftp->I1 )*0.5*rdot_cp;
344 >        J2 =  ( 0.5*(rdot_r - rdot_r1) - dot_er*ftp->I2 ) / dot_e;
345 >        for (ii = 3; ii--; )
346 >                ftp->rI2_eJ2[ii] = ftp->I2*ftp->r_i[ii] + J2*ftp->e_i[ii];
347 > }
348 >
349 >
350 > /* Compose 3x3 matrix from two vectors */
351 > static void
352 > compose_matrix(FVECT mat[3], FVECT va, FVECT vb)
353 > {
354 >        mat[0][0] = 2.0*va[0]*vb[0];
355 >        mat[1][1] = 2.0*va[1]*vb[1];
356 >        mat[2][2] = 2.0*va[2]*vb[2];
357 >        mat[0][1] = mat[1][0] = va[0]*vb[1] + va[1]*vb[0];
358 >        mat[0][2] = mat[2][0] = va[0]*vb[2] + va[2]*vb[0];
359 >        mat[1][2] = mat[2][1] = va[1]*vb[2] + va[2]*vb[1];
360 > }
361 >
362 >
363 > /* Compute partial 3x3 Hessian matrix for edge */
364 > static void
365 > comp_hessian(FVECT hess[3], FFTRI *ftp, FVECT nrm)
366 > {
367 >        FVECT   ncp;
368 >        FVECT   m1[3], m2[3], m3[3], m4[3];
369 >        double  d1, d2, d3, d4;
370 >        double  I3, J3, K3;
371 >        int     i, j;
372 >                                        /* compute intermediate coefficients */
373 >        d1 = 1.0/DOT(ftp->r_i,ftp->r_i);
374 >        d2 = 1.0/DOT(ftp->r_i1,ftp->r_i1);
375 >        d3 = 1.0/DOT(ftp->e_i,ftp->e_i);
376 >        d4 = DOT(ftp->e_i, ftp->r_i);
377 >        I3 = ( DOT(ftp->e_i, ftp->r_i1)*d2*d2 - d4*d1*d1 + 3.0/d3*ftp->I2 )
378 >                        / ( 4.0*DOT(ftp->rcp,ftp->rcp) );
379 >        J3 = 0.25*d3*(d1*d1 - d2*d2) - d4*d3*I3;
380 >        K3 = d3*(ftp->I2 - I3/d1 - 2.0*d4*J3);
381 >                                        /* intermediate matrices */
382 >        VCROSS(ncp, nrm, ftp->e_i);
383 >        compose_matrix(m1, ncp, ftp->rI2_eJ2);
384 >        compose_matrix(m2, ftp->r_i, ftp->r_i);
385 >        compose_matrix(m3, ftp->e_i, ftp->e_i);
386 >        compose_matrix(m4, ftp->r_i, ftp->e_i);
387 >        d1 = DOT(nrm, ftp->rcp);
388 >        d2 = -d1*ftp->I2;
389 >        d1 *= 2.0;
390 >        for (i = 3; i--; )              /* final matrix sum */
391 >            for (j = 3; j--; ) {
392 >                hess[i][j] = m1[i][j] + d1*( I3*m2[i][j] + K3*m3[i][j] +
393 >                                                2.0*J3*m4[i][j] );
394 >                hess[i][j] += d2*(i==j);
395 >                hess[i][j] *= -1.0/PI;
396 >            }
397 > }
398 >
399 >
400 > /* Reverse hessian calculation result for edge in other direction */
401 > static void
402 > rev_hessian(FVECT hess[3])
403 > {
404 >        int     i;
405 >
406 >        for (i = 3; i--; ) {
407 >                hess[i][0] = -hess[i][0];
408 >                hess[i][1] = -hess[i][1];
409 >                hess[i][2] = -hess[i][2];
410          }
290        if ((arad /= sqrt(wt)) > maxarad)
291                arad = maxarad;
292        return(arad);
411   }
412  
413  
414 < void
415 < comperrs(                       /* compute initial error estimates */
416 <        AMBSAMP  *da,   /* assumes standard ordering */
417 <        AMBHEMI  *hp
300 < )
414 > /* Add to radiometric Hessian from the given triangle */
415 > static void
416 > add2hessian(FVECT hess[3], FVECT ehess1[3],
417 >                FVECT ehess2[3], FVECT ehess3[3], double v)
418   {
419 <        double  b, b2;
420 <        int  i, j;
421 <        AMBSAMP  *dp;
422 <                                /* sum differences from neighbors */
423 <        dp = da;
424 <        for (i = 0; i < hp->nt; i++)
425 <                for (j = 0; j < hp->np; j++) {
426 < #ifdef  DEBUG
427 <                        if (dp->t != i || dp->p != j)
428 <                                error(CONSISTENCY,
429 <                                        "division order in comperrs");
430 < #endif
431 <                        b = bright(dp[0].v);
432 <                        if (i > 0) {            /* from above */
433 <                                b2 = bright(dp[-hp->np].v) - b;
434 <                                b2 *= b2 * 0.25;
435 <                                dp[0].k += b2;
436 <                                dp[-hp->np].k += b2;
437 <                        }
438 <                        if (j > 0) {            /* from behind */
439 <                                b2 = bright(dp[-1].v) - b;
440 <                                b2 *= b2 * 0.25;
441 <                                dp[0].k += b2;
442 <                                dp[-1].k += b2;
443 <                        } else {                /* around */
444 <                                b2 = bright(dp[hp->np-1].v) - b;
445 <                                b2 *= b2 * 0.25;
446 <                                dp[0].k += b2;
447 <                                dp[hp->np-1].k += b2;
448 <                        }
449 <                        dp++;
450 <                }
451 <                                /* divide by number of neighbors */
452 <        dp = da;
453 <        for (j = 0; j < hp->np; j++)            /* top row */
454 <                (dp++)->k *= 1.0/3.0;
455 <        if (hp->nt < 2)
419 >        int     i, j;
420 >
421 >        for (i = 3; i--; )
422 >            for (j = 3; j--; )
423 >                hess[i][j] += v*( ehess1[i][j] + ehess2[i][j] + ehess3[i][j] );
424 > }
425 >
426 >
427 > /* Compute partial displacement form factor gradient for edge */
428 > static void
429 > comp_gradient(FVECT grad, FFTRI *ftp, FVECT nrm)
430 > {
431 >        FVECT   ncp;
432 >        double  f1;
433 >        int     i;
434 >
435 >        f1 = 2.0*DOT(nrm, ftp->rcp);
436 >        VCROSS(ncp, nrm, ftp->e_i);
437 >        for (i = 3; i--; )
438 >                grad[i] = (0.5/PI)*( ftp->I1*ncp[i] + f1*ftp->rI2_eJ2[i] );
439 > }
440 >
441 >
442 > /* Reverse gradient calculation result for edge in other direction */
443 > static void
444 > rev_gradient(FVECT grad)
445 > {
446 >        grad[0] = -grad[0];
447 >        grad[1] = -grad[1];
448 >        grad[2] = -grad[2];
449 > }
450 >
451 >
452 > /* Add to displacement gradient from the given triangle */
453 > static void
454 > add2gradient(FVECT grad, FVECT egrad1, FVECT egrad2, FVECT egrad3, double v)
455 > {
456 >        int     i;
457 >
458 >        for (i = 3; i--; )
459 >                grad[i] += v*( egrad1[i] + egrad2[i] + egrad3[i] );
460 > }
461 >
462 >
463 > /* Compute anisotropic radii and eigenvector directions */
464 > static void
465 > eigenvectors(FVECT uv[2], float ra[2], FVECT hessian[3])
466 > {
467 >        double  hess2[2][2];
468 >        FVECT   a, b;
469 >        double  evalue[2], slope1, xmag1;
470 >        int     i;
471 >                                        /* project Hessian to sample plane */
472 >        for (i = 3; i--; ) {
473 >                a[i] = DOT(hessian[i], uv[0]);
474 >                b[i] = DOT(hessian[i], uv[1]);
475 >        }
476 >        hess2[0][0] = DOT(uv[0], a);
477 >        hess2[0][1] = DOT(uv[0], b);
478 >        hess2[1][0] = DOT(uv[1], a);
479 >        hess2[1][1] = DOT(uv[1], b);
480 >                                        /* compute eigenvalue(s) */
481 >        i = quadratic(evalue, 1.0, -hess2[0][0]-hess2[1][1],
482 >                        hess2[0][0]*hess2[1][1]-hess2[0][1]*hess2[1][0]);
483 >        if (i == 1)                     /* double-root (circle) */
484 >                evalue[1] = evalue[0];
485 >        if (!i || ((evalue[0] = fabs(evalue[0])) <= FTINY*FTINY) |
486 >                        ((evalue[1] = fabs(evalue[1])) <= FTINY*FTINY) ) {
487 >                ra[0] = ra[1] = maxarad;
488                  return;
489 <        for (i = 1; i < hp->nt-1; i++)          /* central region */
490 <                for (j = 0; j < hp->np; j++)
491 <                        (dp++)->k *= 0.25;
492 <        for (j = 0; j < hp->np; j++)            /* bottom row */
493 <                (dp++)->k *= 1.0/3.0;
489 >        }
490 >        if (evalue[0] > evalue[1]) {
491 >                ra[0] = sqrt(sqrt(4.0/evalue[0]));
492 >                ra[1] = sqrt(sqrt(4.0/evalue[1]));
493 >                slope1 = evalue[1];
494 >        } else {
495 >                ra[0] = sqrt(sqrt(4.0/evalue[1]));
496 >                ra[1] = sqrt(sqrt(4.0/evalue[0]));
497 >                slope1 = evalue[0];
498 >        }
499 >                                        /* compute unit eigenvectors */
500 >        if (fabs(hess2[0][1]) <= FTINY)
501 >                return;                 /* uv OK as is */
502 >        slope1 = (slope1 - hess2[0][0]) / hess2[0][1];
503 >        xmag1 = sqrt(1.0/(1.0 + slope1*slope1));
504 >        for (i = 3; i--; ) {
505 >                b[i] = xmag1*uv[0][i] + slope1*xmag1*uv[1][i];
506 >                a[i] = slope1*xmag1*uv[0][i] - xmag1*uv[1][i];
507 >        }
508 >        VCOPY(uv[0], a);
509 >        VCOPY(uv[1], b);
510   }
511  
512  
513 < void
514 < posgradient(                                    /* compute position gradient */
515 <        FVECT  gv,
516 <        AMBSAMP  *da,                   /* assumes standard ordering */
517 <        AMBHEMI  *hp
513 > static void
514 > ambHessian(                             /* anisotropic radii & pos. gradient */
515 >        AMBHEMI *hp,
516 >        FVECT   uv[2],                  /* returned */
517 >        float   ra[2],                  /* returned (optional) */
518 >        float   pg[2]                   /* returned (optional) */
519   )
520   {
521 <        int  i, j;
522 <        double  nextsine, lastsine, b, d;
523 <        double  mag0, mag1;
524 <        double  phi, cosp, sinp, xd, yd;
525 <        AMBSAMP  *dp;
526 <
527 <        xd = yd = 0.0;
528 <        for (j = 0; j < hp->np; j++) {
529 <                dp = da + j;
530 <                mag0 = mag1 = 0.0;
531 <                lastsine = 0.0;
532 <                for (i = 0; i < hp->nt; i++) {
533 < #ifdef  DEBUG
534 <                        if (dp->t != i || dp->p != j)
535 <                                error(CONSISTENCY,
536 <                                        "division order in posgradient");
537 < #endif
538 <                        b = bright(dp->v);
539 <                        if (i > 0) {
540 <                                d = dp[-hp->np].r;
541 <                                if (dp[0].r > d) d = dp[0].r;
542 <                                                        /* sin(t)*cos(t)^2 */
543 <                                d *= lastsine * (1.0 - (double)i/hp->nt);
544 <                                mag0 += d*(b - bright(dp[-hp->np].v));
545 <                        }
546 <                        nextsine = sqrt((double)(i+1)/hp->nt);
547 <                        if (j > 0) {
548 <                                d = dp[-1].r;
549 <                                if (dp[0].r > d) d = dp[0].r;
550 <                                mag1 += d * (nextsine - lastsine) *
551 <                                                (b - bright(dp[-1].v));
552 <                        } else {
553 <                                d = dp[hp->np-1].r;
554 <                                if (dp[0].r > d) d = dp[0].r;
555 <                                mag1 += d * (nextsine - lastsine) *
556 <                                                (b - bright(dp[hp->np-1].v));
557 <                        }
558 <                        dp += hp->np;
559 <                        lastsine = nextsine;
521 >        static char     memerrmsg[] = "out of memory in ambHessian()";
522 >        FVECT           (*hessrow)[3] = NULL;
523 >        FVECT           *gradrow = NULL;
524 >        FVECT           hessian[3];
525 >        FVECT           gradient;
526 >        FFTRI           fftr;
527 >        int             i, j;
528 >                                        /* be sure to assign unit vectors */
529 >        VCOPY(uv[0], hp->ux);
530 >        VCOPY(uv[1], hp->uy);
531 >                        /* clock-wise vertex traversal from sample POV */
532 >        if (ra != NULL) {               /* initialize Hessian row buffer */
533 >                hessrow = (FVECT (*)[3])malloc(sizeof(FVECT)*3*(hp->ns-1));
534 >                if (hessrow == NULL)
535 >                        error(SYSTEM, memerrmsg);
536 >                memset(hessian, 0, sizeof(hessian));
537 >        } else if (pg == NULL)          /* bogus call? */
538 >                return;
539 >        if (pg != NULL) {               /* initialize form factor row buffer */
540 >                gradrow = (FVECT *)malloc(sizeof(FVECT)*(hp->ns-1));
541 >                if (gradrow == NULL)
542 >                        error(SYSTEM, memerrmsg);
543 >                memset(gradient, 0, sizeof(gradient));
544 >        }
545 >                                        /* compute first row of edges */
546 >        for (j = 0; j < hp->ns-1; j++) {
547 >                comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,0,j), AI(hp,0,j+1));
548 >                if (hessrow != NULL)
549 >                        comp_hessian(hessrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
550 >                if (gradrow != NULL)
551 >                        comp_gradient(gradrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
552 >        }
553 >                                        /* sum each row of triangles */
554 >        for (i = 0; i < hp->ns-1; i++) {
555 >            FVECT       hesscol[3];     /* compute first vertical edge */
556 >            FVECT       gradcol;
557 >            comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i,0), AI(hp,i+1,0));
558 >            if (hessrow != NULL)
559 >                comp_hessian(hesscol, &fftr, hp->rp->ron);
560 >            if (gradrow != NULL)
561 >                comp_gradient(gradcol, &fftr, hp->rp->ron);
562 >            for (j = 0; j < hp->ns-1; j++) {
563 >                FVECT   hessdia[3];     /* compute triangle contributions */
564 >                FVECT   graddia;
565 >                double  backg;
566 >                backg = back_ambval(hp, AI(hp,i,j),
567 >                                        AI(hp,i,j+1), AI(hp,i+1,j));
568 >                                        /* diagonal (inner) edge */
569 >                comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i,j+1), AI(hp,i+1,j));
570 >                if (hessrow != NULL) {
571 >                    comp_hessian(hessdia, &fftr, hp->rp->ron);
572 >                    rev_hessian(hesscol);
573 >                    add2hessian(hessian, hessrow[j], hessdia, hesscol, backg);
574                  }
575 <                mag0 *= 2.0*PI / hp->np;
576 <                phi = 2.0*PI * (double)j/hp->np;
577 <                cosp = tcos(phi); sinp = tsin(phi);
578 <                xd += mag0*cosp - mag1*sinp;
579 <                yd += mag0*sinp + mag1*cosp;
575 >                if (gradrow != NULL) {
576 >                    comp_gradient(graddia, &fftr, hp->rp->ron);
577 >                    rev_gradient(gradcol);
578 >                    add2gradient(gradient, gradrow[j], graddia, gradcol, backg);
579 >                }
580 >                                        /* initialize edge in next row */
581 >                comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i+1,j+1), AI(hp,i+1,j));
582 >                if (hessrow != NULL)
583 >                    comp_hessian(hessrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
584 >                if (gradrow != NULL)
585 >                    comp_gradient(gradrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
586 >                                        /* new column edge & paired triangle */
587 >                backg = back_ambval(hp, AI(hp,i+1,j+1),
588 >                                        AI(hp,i+1,j), AI(hp,i,j+1));
589 >                comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i,j+1), AI(hp,i+1,j+1));
590 >                if (hessrow != NULL) {
591 >                    comp_hessian(hesscol, &fftr, hp->rp->ron);
592 >                    rev_hessian(hessdia);
593 >                    add2hessian(hessian, hessrow[j], hessdia, hesscol, backg);
594 >                    if (i < hp->ns-2)
595 >                        rev_hessian(hessrow[j]);
596 >                }
597 >                if (gradrow != NULL) {
598 >                    comp_gradient(gradcol, &fftr, hp->rp->ron);
599 >                    rev_gradient(graddia);
600 >                    add2gradient(gradient, gradrow[j], graddia, gradcol, backg);
601 >                    if (i < hp->ns-2)
602 >                        rev_gradient(gradrow[j]);
603 >                }
604 >            }
605          }
606 <        for (i = 0; i < 3; i++)
607 <                gv[i] = (xd*hp->ux[i] + yd*hp->uy[i])*(hp->nt*hp->np)/PI;
606 >                                        /* release row buffers */
607 >        if (hessrow != NULL) free(hessrow);
608 >        if (gradrow != NULL) free(gradrow);
609 >        
610 >        if (ra != NULL)                 /* extract eigenvectors & radii */
611 >                eigenvectors(uv, ra, hessian);
612 >        if (pg != NULL) {               /* tangential position gradient */
613 >                pg[0] = DOT(gradient, uv[0]);
614 >                pg[1] = DOT(gradient, uv[1]);
615 >        }
616   }
617  
618  
619 < void
620 < dirgradient(                                    /* compute direction gradient */
621 <        FVECT  gv,
622 <        AMBSAMP  *da,                   /* assumes standard ordering */
623 <        AMBHEMI  *hp
619 > /* Compute direction gradient from a hemispherical sampling */
620 > static void
621 > ambdirgrad(AMBHEMI *hp, FVECT uv[2], float dg[2])
622 > {
623 >        AMBSAMP *ap;
624 >        double  dgsum[2];
625 >        int     n;
626 >        FVECT   vd;
627 >        double  gfact;
628 >
629 >        dgsum[0] = dgsum[1] = 0.0;      /* sum values times -tan(theta) */
630 >        for (ap = hp->sa, n = hp->ns*hp->ns; n--; ap++) {
631 >                                        /* use vector for azimuth + 90deg */
632 >                VSUB(vd, ap->p, hp->rp->rop);
633 >                                        /* brightness over cosine factor */
634 >                gfact = colval(ap->v,CIEY) / DOT(hp->rp->ron, vd);
635 >                                        /* sine = proj_radius/vd_length */
636 >                dgsum[0] -= DOT(uv[1], vd) * gfact;
637 >                dgsum[1] += DOT(uv[0], vd) * gfact;
638 >        }
639 >        dg[0] = dgsum[0] / (hp->ns*hp->ns);
640 >        dg[1] = dgsum[1] / (hp->ns*hp->ns);
641 > }
642 >
643 >
644 > /* Compute potential light leak direction flags for cache value */
645 > static uint32
646 > ambcorral(AMBHEMI *hp, FVECT uv[2], const double r0, const double r1)
647 > {
648 >        const double    max_d = 1.0/(minarad*ambacc + 0.001);
649 >        const double    ang_res = 0.5*PI/hp->ns;
650 >        const double    ang_step = ang_res/((int)(16/PI*ang_res) + 1.01);
651 >        double          avg_d = 0;
652 >        uint32          flgs = 0;
653 >        FVECT           vec;
654 >        double          u, v;
655 >        double          ang, a1;
656 >        int             i, j;
657 >                                        /* don't bother for a few samples */
658 >        if (hp->ns < 8)
659 >                return(0);
660 >                                        /* check distances overhead */
661 >        for (i = hp->ns*3/4; i-- > hp->ns>>2; )
662 >            for (j = hp->ns*3/4; j-- > hp->ns>>2; )
663 >                avg_d += ambsam(hp,i,j).d;
664 >        avg_d *= 4.0/(hp->ns*hp->ns);
665 >        if (avg_d*r0 >= 1.0)            /* ceiling too low for corral? */
666 >                return(0);
667 >        if (avg_d >= max_d)             /* insurance */
668 >                return(0);
669 >                                        /* else circle around perimeter */
670 >        for (i = 0; i < hp->ns; i++)
671 >            for (j = 0; j < hp->ns; j += !i|(i==hp->ns-1) ? 1 : hp->ns-1) {
672 >                AMBSAMP *ap = &ambsam(hp,i,j);
673 >                if ((ap->d <= FTINY) | (ap->d >= max_d))
674 >                        continue;       /* too far or too near */
675 >                VSUB(vec, ap->p, hp->rp->rop);
676 >                u = DOT(vec, uv[0]);
677 >                v = DOT(vec, uv[1]);
678 >                if ((r0*r0*u*u + r1*r1*v*v) * ap->d*ap->d <= u*u + v*v)
679 >                        continue;       /* occluder outside ellipse */
680 >                ang = atan2a(v, u);     /* else set direction flags */
681 >                for (a1 = ang-ang_res; a1 <= ang+ang_res; a1 += ang_step)
682 >                        flgs |= 1L<<(int)(16/PI*(a1 + 2.*PI*(a1 < 0)));
683 >            }
684 >        return(flgs);
685 > }
686 >
687 >
688 > int
689 > doambient(                              /* compute ambient component */
690 >        COLOR   rcol,                   /* input/output color */
691 >        RAY     *r,
692 >        double  wt,
693 >        FVECT   uv[2],                  /* returned (optional) */
694 >        float   ra[2],                  /* returned (optional) */
695 >        float   pg[2],                  /* returned (optional) */
696 >        float   dg[2],                  /* returned (optional) */
697 >        uint32  *crlp                   /* returned (optional) */
698   )
699   {
700 <        int  i, j;
701 <        double  mag;
702 <        double  phi, xd, yd;
703 <        AMBSAMP  *dp;
700 >        AMBHEMI *hp = samp_hemi(rcol, r, wt);
701 >        FVECT   my_uv[2];
702 >        double  d, K;
703 >        AMBSAMP *ap;
704 >        int     i;
705 >                                        /* clear return values */
706 >        if (uv != NULL)
707 >                memset(uv, 0, sizeof(FVECT)*2);
708 >        if (ra != NULL)
709 >                ra[0] = ra[1] = 0.0;
710 >        if (pg != NULL)
711 >                pg[0] = pg[1] = 0.0;
712 >        if (dg != NULL)
713 >                dg[0] = dg[1] = 0.0;
714 >        if (crlp != NULL)
715 >                *crlp = 0;
716 >        if (hp == NULL)                 /* sampling falure? */
717 >                return(0);
718  
719 <        xd = yd = 0.0;
720 <        for (j = 0; j < hp->np; j++) {
721 <                dp = da + j;
722 <                mag = 0.0;
723 <                for (i = 0; i < hp->nt; i++) {
724 < #ifdef  DEBUG
725 <                        if (dp->t != i || dp->p != j)
726 <                                error(CONSISTENCY,
727 <                                        "division order in dirgradient");
728 < #endif
729 <                                                        /* tan(t) */
730 <                        mag += bright(dp->v)/sqrt(hp->nt/(i+.5) - 1.0);
731 <                        dp += hp->np;
719 >        if ((ra == NULL) & (pg == NULL) & (dg == NULL) ||
720 >                        (hp->sampOK < 0) | (hp->ns < MINADIV)) {
721 >                free(hp);               /* Hessian not requested/possible */
722 >                return(-1);             /* value-only return value */
723 >        }
724 >        if ((d = bright(rcol)) > FTINY) {       /* normalize Y values */
725 >                d = 0.99*(hp->ns*hp->ns)/d;
726 >                K = 0.01;
727 >        } else {                        /* or fall back on geometric Hessian */
728 >                K = 1.0;
729 >                pg = NULL;
730 >                dg = NULL;
731 >                crlp = NULL;
732 >        }
733 >        ap = hp->sa;                    /* relative Y channel from here on... */
734 >        for (i = hp->ns*hp->ns; i--; ap++)
735 >                colval(ap->v,CIEY) = bright(ap->v)*d + K;
736 >
737 >        if (uv == NULL)                 /* make sure we have axis pointers */
738 >                uv = my_uv;
739 >                                        /* compute radii & pos. gradient */
740 >        ambHessian(hp, uv, ra, pg);
741 >
742 >        if (dg != NULL)                 /* compute direction gradient */
743 >                ambdirgrad(hp, uv, dg);
744 >
745 >        if (ra != NULL) {               /* scale/clamp radii */
746 >                if (pg != NULL) {
747 >                        if (ra[0]*(d = fabs(pg[0])) > 1.0)
748 >                                ra[0] = 1.0/d;
749 >                        if (ra[1]*(d = fabs(pg[1])) > 1.0)
750 >                                ra[1] = 1.0/d;
751 >                        if (ra[0] > ra[1])
752 >                                ra[0] = ra[1];
753                  }
754 <                phi = 2.0*PI * (j+.5)/hp->np + PI/2.0;
755 <                xd += mag * tcos(phi);
756 <                yd += mag * tsin(phi);
754 >                if (ra[0] < minarad) {
755 >                        ra[0] = minarad;
756 >                        if (ra[1] < minarad)
757 >                                ra[1] = minarad;
758 >                }
759 >                ra[0] *= d = 1.0/sqrt(wt);
760 >                if ((ra[1] *= d) > 2.0*ra[0])
761 >                        ra[1] = 2.0*ra[0];
762 >                if (ra[1] > maxarad) {
763 >                        ra[1] = maxarad;
764 >                        if (ra[0] > maxarad)
765 >                                ra[0] = maxarad;
766 >                }
767 >                                        /* flag encroached directions */
768 >                if (crlp != NULL)       /* XXX doesn't update with changes to ambacc */
769 >                        *crlp = ambcorral(hp, uv, ra[0]*ambacc, ra[1]*ambacc);
770 >                if (pg != NULL) {       /* cap gradient if necessary */
771 >                        d = pg[0]*pg[0]*ra[0]*ra[0] + pg[1]*pg[1]*ra[1]*ra[1];
772 >                        if (d > 1.0) {
773 >                                d = 1.0/sqrt(d);
774 >                                pg[0] *= d;
775 >                                pg[1] *= d;
776 >                        }
777 >                }
778          }
779 <        for (i = 0; i < 3; i++)
780 <                gv[i] = xd*hp->ux[i] + yd*hp->uy[i];
779 >        free(hp);                       /* clean up and return */
780 >        return(1);
781   }
439
440 #endif  /* ! NEWAMB */

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> Changed lines