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 2.50 by greg, Wed May 7 16:02:26 2014 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 < #ifdef NEWAMB
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 –                                /* vertex direction bit positions */
29 – #define VDB_xy  0
30 – #define VDB_y   01
31 – #define VDB_x   02
32 – #define VDB_Xy  03
33 – #define VDB_xY  04
34 – #define VDB_X   05
35 – #define VDB_Y   06
36 – #define VDB_XY  07
37 –                                /* get opposite vertex direction bit */
38 – #define VDB_OPP(f)      (~(f) & 07)
39 –                                /* adjacent triangle vertex flags */
40 – static const int  adjacent_trifl[8] = {
41 –                        0,                      /* forbidden diagonal */
42 –                        1<<VDB_x|1<<VDB_y|1<<VDB_Xy,
43 –                        1<<VDB_y|1<<VDB_x|1<<VDB_xY,
44 –                        1<<VDB_y|1<<VDB_Xy|1<<VDB_X,
45 –                        1<<VDB_x|1<<VDB_xY|1<<VDB_Y,
46 –                        1<<VDB_Xy|1<<VDB_X|1<<VDB_Y,
47 –                        1<<VDB_xY|1<<VDB_Y|1<<VDB_X,
48 –                        0,                      /* forbidden diagonal */
49 –                };
50 –
28   typedef struct {
52 –        COLOR   v;              /* hemisphere sample value */
53 –        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 */
59 –        FVECT   ux, uy;         /* tangent axis unit vectors */
36          int     ns;             /* number of samples per axis */
37 <        COLOR   acoef;          /* division contribution coefficient */
37 >        int     sampOK;         /* acquired full sample set? */
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 */
45  
46 < #define ambndx(h,i,j)   ((i)*(h)->ns + (j))
47 < #define ambsam(h,i,j)   (h)->sa[ambndx(h,i,j)]
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;
71 –        int     valid;
52   } FFTRI;                /* vectors and coefficients for Hessian calculation */
53  
54  
75 – /* Get index for adjacent vertex */
55   static int
56 < adjacent_verti(AMBHEMI *hp, int i, int j, int dbit)
56 > ambcollision(                           /* proposed direciton collides? */
57 >        AMBHEMI *hp,
58 >        int     i,
59 >        int     j,
60 >        FVECT   dv
61 > )
62   {
63 <        int     i0 = i*hp->ns + j;
64 <
65 <        switch (dbit) {
66 <        case VDB_y:     return(i0 - hp->ns);
67 <        case VDB_x:     return(i0 - 1);
68 <        case VDB_Xy:    return(i0 - hp->ns + 1);
69 <        case VDB_xY:    return(i0 + hp->ns - 1);
70 <        case VDB_X:     return(i0 + 1);
71 <        case VDB_Y:     return(i0 + hp->ns);
72 <                                /* the following should never occur */
73 <        case VDB_xy:    return(i0 - hp->ns - 1);
74 <        case VDB_XY:    return(i0 + hp->ns + 1);
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(-1);
88 >        return(0);                      /* nothing to worry about */
89   }
90  
91  
96 – /* Get vertex direction bit for the opposite edge to complete triangle */
92   static int
93 < vdb_edge(int db1, int db2)
94 < {
95 <        switch (db1) {
96 <        case VDB_x:     return(db2==VDB_y ? VDB_Xy : VDB_Y);
97 <        case VDB_y:     return(db2==VDB_x ? VDB_xY : VDB_X);
103 <        case VDB_X:     return(db2==VDB_Xy ? VDB_y : VDB_xY);
104 <        case VDB_Y:     return(db2==VDB_xY ? VDB_x : VDB_Xy);
105 <        case VDB_xY:    return(db2==VDB_x ? VDB_y : VDB_X);
106 <        case VDB_Xy:    return(db2==VDB_y ? VDB_x : VDB_Y);
107 <        }
108 <        error(INTERNAL, "forbidden diagonal in vdb_edge()");
109 <        return(-1);
110 < }
111 <
112 <
113 < static AMBHEMI *
114 < inithemi(                       /* initialize sampling hemisphere */
115 <        COLOR   ac,
116 <        RAY     *r,
117 <        double  wt
93 > ambsample(                              /* initial ambient division sample */
94 >        AMBHEMI *hp,
95 >        int     i,
96 >        int     j,
97 >        int     n
98   )
99   {
100 <        AMBHEMI *hp;
101 <        double  d;
122 <        int     n, i;
123 <                                        /* set number of divisions */
124 <        if (ambacc <= FTINY &&
125 <                        wt > (d = 0.8*intens(ac)*r->rweight/(ambdiv*minweight)))
126 <                wt = d;                 /* avoid ray termination */
127 <        n = sqrt(ambdiv * wt) + 0.5;
128 <        i = 1 + 5*(ambacc > FTINY);     /* minimum number of samples */
129 <        if (n < i)
130 <                n = i;
131 <                                        /* allocate sampling array */
132 <        hp = (AMBHEMI *)malloc(sizeof(AMBHEMI) + sizeof(AMBSAMP)*(n*n - 1));
133 <        if (hp == NULL)
134 <                return(NULL);
135 <        hp->rp = r;
136 <        hp->ns = n;
137 <                                        /* assign coefficient */
138 <        copycolor(hp->acoef, ac);
139 <        d = 1.0/(n*n);
140 <        scalecolor(hp->acoef, d);
141 <                                        /* make tangent plane axes */
142 <        hp->uy[0] = 0.5 - frandom();
143 <        hp->uy[1] = 0.5 - frandom();
144 <        hp->uy[2] = 0.5 - frandom();
145 <        for (i = 3; i--; )
146 <                if ((-0.6 < r->ron[i]) & (r->ron[i] < 0.6))
147 <                        break;
148 <        if (i < 0)
149 <                error(CONSISTENCY, "bad ray direction in inithemi");
150 <        hp->uy[i] = 1.0;
151 <        VCROSS(hp->ux, hp->uy, r->ron);
152 <        normalize(hp->ux);
153 <        VCROSS(hp->uy, r->ron, hp->ux);
154 <                                        /* we're ready to sample */
155 <        return(hp);
156 < }
157 <
158 <
159 < /* Sample ambient division and apply weighting coefficient */
160 < static int
161 < getambsamp(RAY *arp, AMBHEMI *hp, int i, int j, int n)
162 < {
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(arp->rcoef, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
108 >                setscolor(ar.rcoef, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
109          else
110 <                copycolor(arp->rcoef, hp->acoef);
111 <        if (rayorigin(arp, AMBIENT, hp->rp, arp->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(arp->rcoef, hp->acoef);
115 <                scalecolor(arp->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 <        if (!n) {                       /* avoid border samples for n==0 */
122 <                if ((spt[0] < 0.1) | (spt[0] >= 0.9))
182 <                        spt[0] = 0.1 + 0.8*frandom();
183 <                if ((spt[1] < 0.1) | (spt[1] >= 0.9))
184 <                        spt[1] = 0.1 + 0.8*frandom();
185 <        }
186 <        SDsquare2disk(spt, (j+spt[1])/hp->ns, (i+spt[0])/hp->ns);
121 > resample:
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 <                arp->rdir[ii] = spt[0]*hp->ux[ii] +
125 >                ar.rdir[ii] =   spt[0]*hp->ux[ii] +
126                                  spt[1]*hp->uy[ii] +
127 <                                zd*hp->rp->ron[ii];
128 <        checknorm(arp->rdir);
129 <        dimlist[ndims++] = ambndx(hp,i,j) + 90171;
130 <        rayvalue(arp);                  /* evaluate ray */
131 <        ndims--;                        /* apply coefficient */
132 <        multcolor(arp->rcol, arp->rcoef);
127 >                                zd*hp->onrm[ii];
128 >        checknorm(ar.rdir);
129 >                                        /* avoid coincident samples */
130 >        if (!n && ambcollision(hp, i, j, ar.rdir)) {
131 >                spt[0] = frandom(); spt[1] = frandom();
132 >                goto resample;          /* reject this sample */
133 >        }
134 >        dimlist[ndims++] = AI(hp,i,j) + 90171;
135 >        rayvalue(&ar);                  /* evaluate ray */
136 >        ndims--;
137 >        zd = raydistance(&ar);
138 >        if (zd <= FTINY)
139 >                return(0);              /* should never happen */
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 (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 >                sopscolor(hp->acol, -=, ap->v);
150 >                zd = 1.0/(double)(n+1);
151 >                scalescolor(ar.rcol, zd);
152 >                zd *= (double)n;
153 >                scalescolor(ap->v, zd);
154 >                saddscolor(ap->v, ar.rcol);
155 >        }
156 >        saddscolor(hp->acol, ap->v);    /* add to our sum */
157          return(1);
158   }
159  
160  
161 < static AMBSAMP *
202 < ambsample(                              /* initial ambient division sample */
203 <        AMBHEMI *hp,
204 <        int     i,
205 <        int     j
206 < )
207 < {
208 <        AMBSAMP *ap = &ambsam(hp,i,j);
209 <        RAY     ar;
210 <                                        /* generate hemispherical sample */
211 <        if (!getambsamp(&ar, hp, i, j, 0) || ar.rt <= FTINY) {
212 <                memset(ap, 0, sizeof(AMBSAMP));
213 <                return(NULL);
214 <        }
215 <        ap->d = 1.0/ar.rt;              /* limit vertex distance */
216 <        if (ar.rt > 10.0*thescene.cusize)
217 <                ar.rt = 10.0*thescene.cusize;
218 <        VSUM(ap->p, ar.rorg, ar.rdir, ar.rt);
219 <        copycolor(ap->v, ar.rcol);
220 <        return(ap);
221 < }
222 <
223 <
224 < /* Estimate errors based on ambient division differences */
161 > /* Estimate variance based on ambient division differences */
162   static float *
163   getambdiffs(AMBHEMI *hp)
164   {
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, d2;
169 >        double  b, b1, d2;
170          int     i, j;
171  
172          if (earr == NULL)               /* out of memory? */
173                  return(NULL);
174 <                                        /* compute squared neighbor diffs */
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 <                        d2 = b - bright(ap[-hp->ns].v);
180 <                        d2 *= d2;
179 >                        b1 = pbright(ap[-hp->ns].v);
180 >                        d2 = b - b1;
181 >                        d2 *= d2*normf/(b + b1 + FTINY);
182                          ep[0] += d2;
183                          ep[-hp->ns] += d2;
184                  }
185 <                if (j) {                /* from behind */
186 <                        d2 = b - bright(ap[-1].v);
187 <                        d2 *= d2;
188 <                        ep[0] += d2;
189 <                        ep[-1] += d2;
190 <                }
185 >                if (!j) continue;
186 >                                        /* from behind */
187 >                b1 = pbright(ap[-1].v);
188 >                d2 = 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 = pbright(ap[-hp->ns-1].v);
195 >                d2 = 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] *= 2.f;
202 <        earr[hp->ns-1] *= 2.f;
203 <        earr[(hp->ns-1)*hp->ns] *= 2.f;
204 <        earr[(hp->ns-1)*hp->ns + hp->ns-1] *= 2.f;
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] *= 4./3.;
207 <                earr[i*hp->ns + hp->ns-1] *= 4./3.;
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] *= 4./3.;
211 <                earr[(hp->ns-1)*hp->ns + j] *= 4./3.;
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  
242  
243   /* Perform super-sampling on hemisphere (introduces bias) */
244   static void
245 < ambsupersamp(double acol[3], AMBHEMI *hp, int cnt)
245 > ambsupersamp(AMBHEMI *hp, int cnt)
246   {
247          float   *earr = getambdiffs(hp);
248 <        double  e2sum = 0.0;
276 <        AMBSAMP *ap;
277 <        RAY     ar;
278 <        double  asum[3];
248 >        double  e2rem = 0;
249          float   *ep;
250 <        int     i, j, n;
250 >        int     i, j, n, nss;
251  
252          if (earr == NULL)               /* just skip calc. if no memory */
253                  return;
254 <                                        /* add up estimated variances */
255 <        for (ep = earr + hp->ns*hp->ns; ep-- > earr; )
256 <                e2sum += *ep;
254 >                                        /* accumulate estimated variances */
255 >        for (ep = earr + hp->ns*hp->ns; ep > earr; )
256 >                e2rem += *--ep;
257          ep = earr;                      /* perform super-sampling */
258 <        for (ap = hp->sa, i = 0; i < hp->ns; i++)
259 <            for (j = 0; j < hp->ns; j++, ap++) {
260 <                int     nss = *ep/e2sum*cnt + frandom();
261 <                asum[0] = asum[1] = asum[2] = 0.0;
262 <                for (n = 1; n <= nss; n++) {
263 <                        if (!getambsamp(&ar, hp, i, j, n)) {
264 <                                nss = n-1;
265 <                                break;
296 <                        }
297 <                        addcolor(asum, ar.rcol);
298 <                }
299 <                if (nss) {              /* update returned ambient value */
300 <                        const double    ssf = 1./(nss + 1);
301 <                        for (n = 3; n--; )
302 <                                acol[n] += ssf*asum[n] +
303 <                                                (ssf - 1.)*colval(ap->v,n);
304 <                }
305 <                e2sum -= *ep++;         /* update remainders */
306 <                cnt -= nss;
258 >        for (i = 0; i < hp->ns; i++)
259 >            for (j = 0; j < hp->ns; j++) {
260 >                if (e2rem <= FTINY)
261 >                        goto done;      /* nothing left to do */
262 >                nss = *ep/e2rem*cnt + frandom();
263 >                for (n = 1; n <= nss && ambsample(hp,i,j,n); n++)
264 >                        if (!--cnt) goto done;
265 >                e2rem -= *ep++;         /* update remainder */
266          }
267 + done:
268          free(earr);
269   }
270  
271  
272 < /* Compute vertex flags, indicating farthest in each direction */
273 < static uby8 *
274 < vertex_flags(AMBHEMI *hp)
272 > static AMBHEMI *
273 > samp_hemi(                              /* sample indirect hemisphere */
274 >        SCOLOR  rcol,
275 >        RAY     *r,
276 >        double  wt
277 > )
278   {
279 <        uby8    *vflags = (uby8 *)calloc(hp->ns*hp->ns, sizeof(uby8));
280 <        uby8    *vf;
281 <        AMBSAMP *ap;
282 <        int     i, j;
279 >        int     backside = (wt < 0);
280 >        AMBHEMI *hp;
281 >        double  d;
282 >        int     n, i, j;
283 >                                        /* insignificance check */
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*r->rweight/(ambdiv*minweight)))
291 >                wt = d;                 /* avoid ray termination */
292 >        n = sqrt(ambdiv * wt) + 0.5;
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 (vflags == NULL)
302 <                error(SYSTEM, "out of memory in vertex_flags()");
303 <        vf = vflags;
304 <        ap = hp->sa;            /* compute farthest along first row */
305 <        for (j = 0; j < hp->ns-1; j++, vf++, ap++)
306 <                if (ap[0].d <= ap[1].d)
307 <                        vf[0] |= 1<<VDB_X;
308 <                else
329 <                        vf[1] |= 1<<VDB_x;
330 <        ++vf; ++ap;
331 <                                /* flag subsequent rows */
332 <        for (i = 1; i < hp->ns; i++) {
333 <            for (j = 0; j < hp->ns-1; j++, vf++, ap++) {
334 <                if (ap[0].d <= ap[-hp->ns].d)   /* row before */
335 <                        vf[0] |= 1<<VDB_y;
336 <                else
337 <                        vf[-hp->ns] |= 1<<VDB_Y;
338 <                if (ap[0].d <= ap[1-hp->ns].d)  /* diagonal we care about */
339 <                        vf[0] |= 1<<VDB_Xy;
340 <                else
341 <                        vf[1-hp->ns] |= 1<<VDB_xY;
342 <                if (ap[0].d <= ap[1].d)         /* column after */
343 <                        vf[0] |= 1<<VDB_X;
344 <                else
345 <                        vf[1] |= 1<<VDB_x;
346 <            }
347 <            if (ap[0].d <= ap[-hp->ns].d)       /* final column edge */
348 <                vf[0] |= 1<<VDB_y;
349 <            else
350 <                vf[-hp->ns] |= 1<<VDB_Y;
351 <            ++vf; ++ap;
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 <        return(vflags);
310 >        hp->rp = r;
311 >        hp->ns = n;
312 >        scolorblack(hp->acol);
313 >        memset(hp->sa, 0, sizeof(AMBSAMP)*n*n);
314 >        hp->sampOK = 0;
315 >                                        /* assign coefficient */
316 >        copyscolor(hp->acoef, rcol);
317 >        d = 1.0/(n*n);
318 >        scalescolor(hp->acoef, d);
319 >                                        /* make tangent plane axes */
320 >        if (!getperpendicular(hp->ux, hp->onrm, 1))
321 >                error(CONSISTENCY, "bad ray direction in samp_hemi");
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 >        copyscolor(rcol, hp->acol);
328 >        if (!hp->sampOK) {              /* utter failure? */
329 >                free(hp);
330 >                return(NULL);
331 >        }
332 >        if (hp->sampOK < hp->ns*hp->ns) {
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 >                copyscolor(rcol, hp->acol);
342 >        }
343 >        return(hp);                     /* all is well */
344   }
345  
346  
347   /* Return brightness of farthest ambient sample */
348   static double
349 < back_ambval(AMBHEMI *hp, int i, int j, int dbit1, int dbit2, const uby8 *vflags)
349 > back_ambval(AMBHEMI *hp, const int n1, const int n2, const int n3)
350   {
351 <        const int       v0 = ambndx(hp,i,j);
352 <        const int       tflags = (1<<dbit1 | 1<<dbit2);
353 <        int             v1, v2;
354 <
355 <        if ((vflags[v0] & tflags) == tflags)    /* is v0 the farthest? */
356 <                return(colval(hp->sa[v0].v,CIEY));
357 <        v1 = adjacent_verti(hp, i, j, dbit1);
358 <        if (vflags[v0] & 1<<dbit2)              /* v1 farthest if v0>v2 */
369 <                return(colval(hp->sa[v1].v,CIEY));
370 <        v2 = adjacent_verti(hp, i, j, dbit2);
371 <        if (vflags[v0] & 1<<dbit1)              /* v2 farthest if v0>v1 */
372 <                return(colval(hp->sa[v2].v,CIEY));
373 <                                                /* else check if v1>v2 */
374 <        if (vflags[v1] & 1<<vdb_edge(dbit1,dbit2))
375 <                return(colval(hp->sa[v1].v,CIEY));
376 <        return(colval(hp->sa[v2].v,CIEY));
351 >        if (hp->sa[n1].d <= hp->sa[n2].d) {
352 >                if (hp->sa[n1].d <= hp->sa[n3].d)
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(hp->sa[n2].v[0]);
358 >        return(hp->sa[n3].v[0]);
359   }
360  
361  
362   /* Compute vectors and coefficients for Hessian/gradient calcs */
363   static void
364 < comp_fftri(FFTRI *ftp, AMBHEMI *hp, int i, int j, int dbit, const uby8 *vflags)
364 > comp_fftri(FFTRI *ftp, AMBHEMI *hp, const int n0, const int n1)
365   {
366 <        const int       i0 = ambndx(hp,i,j);
367 <        double          rdot_cp, dot_e, dot_er, rdot_r, rdot_r1, J2;
386 <        int             i1, ii;
366 >        double  rdot_cp, dot_e, dot_er, rdot_r, rdot_r1, J2;
367 >        int     ii;
368  
369 <        ftp->valid = 0;                 /* check if we can skip this edge */
370 <        ii = adjacent_trifl[dbit];
371 <        if ((vflags[i0] & ii) == ii)    /* cancels if vertex used as value */
391 <                return;
392 <        i1 = adjacent_verti(hp, i, j, dbit);
393 <        ii = adjacent_trifl[VDB_OPP(dbit)];
394 <        if ((vflags[i1] & ii) == ii)    /* on either end (for both triangles) */
395 <                return;
396 <                                        /* else go ahead with calculation */
397 <        VSUB(ftp->r_i, hp->sa[i0].p, hp->rp->rop);
398 <        VSUB(ftp->r_i1, hp->sa[i1].p, hp->rp->rop);
399 <        VSUB(ftp->e_i, hp->sa[i1].p, hp->sa[i0].p);
369 >        VSUB(ftp->r_i, hp->sa[n0].p, hp->rp->rop);
370 >        VSUB(ftp->r_i1, hp->sa[n1].p, hp->rp->rop);
371 >        VSUB(ftp->e_i, hp->sa[n1].p, hp->sa[n0].p);
372          VCROSS(ftp->rcp, ftp->r_i, ftp->r_i1);
373          rdot_cp = 1.0/DOT(ftp->rcp,ftp->rcp);
374          dot_e = DOT(ftp->e_i,ftp->e_i);
# Line 410 | Line 382 | comp_fftri(FFTRI *ftp, AMBHEMI *hp, int i, int j, int
382          J2 =  ( 0.5*(rdot_r - rdot_r1) - dot_er*ftp->I2 ) / dot_e;
383          for (ii = 3; ii--; )
384                  ftp->rI2_eJ2[ii] = ftp->I2*ftp->r_i[ii] + J2*ftp->e_i[ii];
413 –        ftp->valid++;
385   }
386  
387  
# Line 436 | Line 407 | comp_hessian(FVECT hess[3], FFTRI *ftp, FVECT nrm)
407          double  d1, d2, d3, d4;
408          double  I3, J3, K3;
409          int     i, j;
439 –
440 –        if (!ftp->valid) {              /* preemptive test */
441 –                memset(hess, 0, sizeof(FVECT)*3);
442 –                return;
443 –        }
410                                          /* compute intermediate coefficients */
411          d1 = 1.0/DOT(ftp->r_i,ftp->r_i);
412          d2 = 1.0/DOT(ftp->r_i1,ftp->r_i1);
# Line 504 | Line 470 | comp_gradient(FVECT grad, FFTRI *ftp, FVECT nrm)
470          double  f1;
471          int     i;
472  
507 –        if (!ftp->valid) {              /* preemptive test */
508 –                memset(grad, 0, sizeof(FVECT));
509 –                return;
510 –        }
473          f1 = 2.0*DOT(nrm, ftp->rcp);
474          VCROSS(ncp, nrm, ftp->e_i);
475          for (i = 3; i--; )
# Line 537 | Line 499 | add2gradient(FVECT grad, FVECT egrad1, FVECT egrad2, F
499  
500  
501   /* Compute anisotropic radii and eigenvector directions */
502 < static int
502 > static void
503   eigenvectors(FVECT uv[2], float ra[2], FVECT hessian[3])
504   {
505          double  hess2[2][2];
# Line 559 | Line 521 | eigenvectors(FVECT uv[2], float ra[2], FVECT hessian[3
521          if (i == 1)                     /* double-root (circle) */
522                  evalue[1] = evalue[0];
523          if (!i || ((evalue[0] = fabs(evalue[0])) <= FTINY*FTINY) |
524 <                        ((evalue[1] = fabs(evalue[1])) <= FTINY*FTINY) )
525 <                error(INTERNAL, "bad eigenvalue calculation");
526 <
524 >                        ((evalue[1] = fabs(evalue[1])) <= FTINY*FTINY) ) {
525 >                ra[0] = ra[1] = maxarad;
526 >                return;
527 >        }
528          if (evalue[0] > evalue[1]) {
529                  ra[0] = sqrt(sqrt(4.0/evalue[0]));
530                  ra[1] = sqrt(sqrt(4.0/evalue[1]));
# Line 596 | Line 559 | ambHessian(                            /* anisotropic radii & pos. gradient */
559          static char     memerrmsg[] = "out of memory in ambHessian()";
560          FVECT           (*hessrow)[3] = NULL;
561          FVECT           *gradrow = NULL;
599 –        uby8            *vflags;
562          FVECT           hessian[3];
563          FVECT           gradient;
564          FFTRI           fftr;
# Line 618 | Line 580 | ambHessian(                            /* anisotropic radii & pos. gradient */
580                          error(SYSTEM, memerrmsg);
581                  memset(gradient, 0, sizeof(gradient));
582          }
621 –                                        /* get vertex position flags */
622 –        vflags = vertex_flags(hp);
583                                          /* compute first row of edges */
584          for (j = 0; j < hp->ns-1; j++) {
585 <                comp_fftri(&fftr, hp, 0, j, VDB_X, vflags);
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++) {
593              FVECT       hesscol[3];     /* compute first vertical edge */
594              FVECT       gradcol;
595 <            comp_fftri(&fftr, hp, i, 0, VDB_Y, vflags);
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;
603                  double  backg;
604 <                backg = back_ambval(hp, i, j, VDB_X, VDB_Y, vflags);
604 >                backg = back_ambval(hp, AI(hp,i,j),
605 >                                        AI(hp,i,j+1), AI(hp,i+1,j));
606                                          /* diagonal (inner) edge */
607 <                comp_fftri(&fftr, hp, i, j+1, VDB_xY, vflags);
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, i+1, j+1, VDB_x, vflags);
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, i+1, j+1, VDB_x, VDB_y, vflags);
626 <                comp_fftri(&fftr, hp, i, j+1, VDB_Y, vflags);
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 682 | Line 644 | ambHessian(                            /* anisotropic radii & pos. gradient */
644                                          /* release row buffers */
645          if (hessrow != NULL) free(hessrow);
646          if (gradrow != NULL) free(gradrow);
685 –        free(vflags);
647          
648          if (ra != NULL)                 /* extract eigenvectors & radii */
649                  eigenvectors(uv, ra, hessian);
# Line 708 | 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 723 | Line 684 | static uint32
684   ambcorral(AMBHEMI *hp, FVECT uv[2], const double r0, const double r1)
685   {
686          const double    max_d = 1.0/(minarad*ambacc + 0.001);
687 <        const double    ang_res = 0.5*PI/(hp->ns-1);
688 <        const double    ang_step = ang_res/((int)(16/PI*ang_res) + (1+FTINY));
687 >        const double    ang_res = 0.5*PI/hp->ns;
688 >        const double    ang_step = ang_res/((int)(16/PI*ang_res) + 1.01);
689 >        double          avg_d = 0;
690          uint32          flgs = 0;
691 +        FVECT           vec;
692 +        double          u, v;
693 +        double          ang, a1;
694          int             i, j;
695 <                                        /* circle around perimeter */
695 >                                        /* don't bother for a few samples */
696 >        if (hp->ns < 8)
697 >                return(0);
698 >                                        /* check distances overhead */
699 >        for (i = hp->ns*3/4; i-- > hp->ns>>2; )
700 >            for (j = hp->ns*3/4; j-- > hp->ns>>2; )
701 >                avg_d += ambsam(hp,i,j).d;
702 >        avg_d *= 4.0/(hp->ns*hp->ns);
703 >        if (avg_d*r0 >= 1.0)            /* ceiling too low for corral? */
704 >                return(0);
705 >        if (avg_d >= max_d)             /* insurance */
706 >                return(0);
707 >                                        /* else circle around perimeter */
708          for (i = 0; i < hp->ns; i++)
709              for (j = 0; j < hp->ns; j += !i|(i==hp->ns-1) ? 1 : hp->ns-1) {
710                  AMBSAMP *ap = &ambsam(hp,i,j);
734 –                FVECT   vec;
735 –                double  u, v;
736 –                double  ang, a1;
737 –                int     abp;
711                  if ((ap->d <= FTINY) | (ap->d >= max_d))
712                          continue;       /* too far or too near */
713                  VSUB(vec, ap->p, hp->rp->rop);
714 <                u = DOT(vec, uv[0]) * ap->d;
715 <                v = DOT(vec, uv[1]) * ap->d;
716 <                if ((r0*r0*u*u + r1*r1*v*v) * ap->d*ap->d <= 1.0)
714 >                u = DOT(vec, uv[0]);
715 >                v = DOT(vec, uv[1]);
716 >                if ((r0*r0*u*u + r1*r1*v*v) * ap->d*ap->d <= u*u + v*v)
717                          continue;       /* occluder outside ellipse */
718                  ang = atan2a(v, u);     /* else set direction flags */
719 <                for (a1 = ang-.5*ang_res; a1 <= ang+.5*ang_res; a1 += ang_step)
719 >                for (a1 = ang-ang_res; a1 <= ang+ang_res; a1 += ang_step)
720                          flgs |= 1L<<(int)(16/PI*(a1 + 2.*PI*(a1 < 0)));
721              }
722          return(flgs);
# Line 752 | 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 762 | Line 735 | doambient(                             /* compute ambient component */
735          uint32  *crlp                   /* returned (optional) */
736   )
737   {
738 <        AMBHEMI *hp = inithemi(rcol, r, wt);
766 <        int     cnt;
738 >        AMBHEMI *hp = samp_hemi(rcol, r, wt);
739          FVECT   my_uv[2];
740 <        double  d, K, acol[3];
740 >        double  d, K;
741          AMBSAMP *ap;
742 <        int     i, j;
743 <                                        /* check/initialize */
772 <        if (hp == NULL)
773 <                return(0);
742 >        int     i;
743 >                                        /* clear return values */
744          if (uv != NULL)
745                  memset(uv, 0, sizeof(FVECT)*2);
746          if (ra != NULL)
# Line 781 | Line 751 | doambient(                             /* compute ambient component */
751                  dg[0] = dg[1] = 0.0;
752          if (crlp != NULL)
753                  *crlp = 0;
754 <                                        /* sample the hemisphere */
755 <        acol[0] = acol[1] = acol[2] = 0.0;
756 <        cnt = 0;
757 <        for (i = hp->ns; i--; )
758 <                for (j = hp->ns; j--; )
759 <                        if ((ap = ambsample(hp, i, j)) != NULL) {
760 <                                addcolor(acol, ap->v);
791 <                                ++cnt;
792 <                        }
793 <        if (!cnt) {
794 <                setcolor(rcol, 0.0, 0.0, 0.0);
795 <                free(hp);
796 <                return(0);              /* no valid samples */
754 >        if (hp == NULL)                 /* sampling falure? */
755 >                return(0);
756 >
757 >        if ((ra == NULL) & (pg == NULL) & (dg == NULL) ||
758 >                        (hp->sampOK < 0) | (hp->ns < MINADIV)) {
759 >                free(hp);               /* Hessian not requested/possible */
760 >                return(-1);             /* value-only return value */
761          }
762 <        if (cnt < hp->ns*hp->ns) {      /* incomplete sampling? */
763 <                copycolor(rcol, acol);
800 <                free(hp);
801 <                return(-1);             /* return value w/o Hessian */
802 <        }
803 <        cnt = ambssamp*wt + 0.5;        /* perform super-sampling? */
804 <        if (cnt > 8)
805 <                ambsupersamp(acol, hp, cnt);
806 <        copycolor(rcol, acol);          /* final indirect irradiance/PI */
807 <        if ((ra == NULL) & (pg == NULL) & (dg == NULL)) {
808 <                free(hp);
809 <                return(-1);             /* no radius or gradient calc. */
810 <        }
811 <        if ((d = bright(acol)) > FTINY) {       /* normalize Y values */
812 <                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;
767                  pg = NULL;
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 842 | Line 794 | doambient(                             /* compute ambient component */
794                          if (ra[1] < minarad)
795                                  ra[1] = minarad;
796                  }
797 <                ra[0] *= d = 1.0/sqrt(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 850 | Line 802 | doambient(                             /* compute ambient component */
802                          if (ra[0] > maxarad)
803                                  ra[0] = maxarad;
804                  }
805 <                if (crlp != NULL)       /* flag encroached directions */
805 >                                        /* flag encroached directions */
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 864 | Line 817 | doambient(                             /* compute ambient component */
817          free(hp);                       /* clean up and return */
818          return(1);
819   }
867 –
868 –
869 – #else /* ! NEWAMB */
870 –
871 –
872 – void
873 – inithemi(                       /* initialize sampling hemisphere */
874 –        AMBHEMI  *hp,
875 –        COLOR ac,
876 –        RAY  *r,
877 –        double  wt
878 – )
879 – {
880 –        double  d;
881 –        int  i;
882 –                                        /* set number of divisions */
883 –        if (ambacc <= FTINY &&
884 –                        wt > (d = 0.8*intens(ac)*r->rweight/(ambdiv*minweight)))
885 –                wt = d;                 /* avoid ray termination */
886 –        hp->nt = sqrt(ambdiv * wt / PI) + 0.5;
887 –        i = ambacc > FTINY ? 3 : 1;     /* minimum number of samples */
888 –        if (hp->nt < i)
889 –                hp->nt = i;
890 –        hp->np = PI * hp->nt + 0.5;
891 –                                        /* set number of super-samples */
892 –        hp->ns = ambssamp * wt + 0.5;
893 –                                        /* assign coefficient */
894 –        copycolor(hp->acoef, ac);
895 –        d = 1.0/(hp->nt*hp->np);
896 –        scalecolor(hp->acoef, d);
897 –                                        /* make axes */
898 –        VCOPY(hp->uz, r->ron);
899 –        hp->uy[0] = hp->uy[1] = hp->uy[2] = 0.0;
900 –        for (i = 0; i < 3; i++)
901 –                if (hp->uz[i] < 0.6 && hp->uz[i] > -0.6)
902 –                        break;
903 –        if (i >= 3)
904 –                error(CONSISTENCY, "bad ray direction in inithemi");
905 –        hp->uy[i] = 1.0;
906 –        fcross(hp->ux, hp->uy, hp->uz);
907 –        normalize(hp->ux);
908 –        fcross(hp->uy, hp->uz, hp->ux);
909 – }
910 –
911 –
912 – int
913 – divsample(                              /* sample a division */
914 –        AMBSAMP  *dp,
915 –        AMBHEMI  *h,
916 –        RAY  *r
917 – )
918 – {
919 –        RAY  ar;
920 –        int  hlist[3];
921 –        double  spt[2];
922 –        double  xd, yd, zd;
923 –        double  b2;
924 –        double  phi;
925 –        int  i;
926 –                                        /* ambient coefficient for weight */
927 –        if (ambacc > FTINY)
928 –                setcolor(ar.rcoef, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
929 –        else
930 –                copycolor(ar.rcoef, h->acoef);
931 –        if (rayorigin(&ar, AMBIENT, r, ar.rcoef) < 0)
932 –                return(-1);
933 –        if (ambacc > FTINY) {
934 –                multcolor(ar.rcoef, h->acoef);
935 –                scalecolor(ar.rcoef, 1./AVGREFL);
936 –        }
937 –        hlist[0] = r->rno;
938 –        hlist[1] = dp->t;
939 –        hlist[2] = dp->p;
940 –        multisamp(spt, 2, urand(ilhash(hlist,3)+dp->n));
941 –        zd = sqrt((dp->t + spt[0])/h->nt);
942 –        phi = 2.0*PI * (dp->p + spt[1])/h->np;
943 –        xd = tcos(phi) * zd;
944 –        yd = tsin(phi) * zd;
945 –        zd = sqrt(1.0 - zd*zd);
946 –        for (i = 0; i < 3; i++)
947 –                ar.rdir[i] =    xd*h->ux[i] +
948 –                                yd*h->uy[i] +
949 –                                zd*h->uz[i];
950 –        checknorm(ar.rdir);
951 –        dimlist[ndims++] = dp->t*h->np + dp->p + 90171;
952 –        rayvalue(&ar);
953 –        ndims--;
954 –        multcolor(ar.rcol, ar.rcoef);   /* apply coefficient */
955 –        addcolor(dp->v, ar.rcol);
956 –                                        /* use rt to improve gradient calc */
957 –        if (ar.rt > FTINY && ar.rt < FHUGE)
958 –                dp->r += 1.0/ar.rt;
959 –                                        /* (re)initialize error */
960 –        if (dp->n++) {
961 –                b2 = bright(dp->v)/dp->n - bright(ar.rcol);
962 –                b2 = b2*b2 + dp->k*((dp->n-1)*(dp->n-1));
963 –                dp->k = b2/(dp->n*dp->n);
964 –        } else
965 –                dp->k = 0.0;
966 –        return(0);
967 – }
968 –
969 –
970 – static int
971 – ambcmp(                                 /* decreasing order */
972 –        const void *p1,
973 –        const void *p2
974 – )
975 – {
976 –        const AMBSAMP   *d1 = (const AMBSAMP *)p1;
977 –        const AMBSAMP   *d2 = (const AMBSAMP *)p2;
978 –
979 –        if (d1->k < d2->k)
980 –                return(1);
981 –        if (d1->k > d2->k)
982 –                return(-1);
983 –        return(0);
984 – }
985 –
986 –
987 – static int
988 – ambnorm(                                /* standard order */
989 –        const void *p1,
990 –        const void *p2
991 – )
992 – {
993 –        const AMBSAMP   *d1 = (const AMBSAMP *)p1;
994 –        const AMBSAMP   *d2 = (const AMBSAMP *)p2;
995 –        int     c;
996 –
997 –        if ( (c = d1->t - d2->t) )
998 –                return(c);
999 –        return(d1->p - d2->p);
1000 – }
1001 –
1002 –
1003 – double
1004 – doambient(                              /* compute ambient component */
1005 –        COLOR  rcol,
1006 –        RAY  *r,
1007 –        double  wt,
1008 –        FVECT  pg,
1009 –        FVECT  dg
1010 – )
1011 – {
1012 –        double  b, d=0;
1013 –        AMBHEMI  hemi;
1014 –        AMBSAMP  *div;
1015 –        AMBSAMP  dnew;
1016 –        double  acol[3];
1017 –        AMBSAMP  *dp;
1018 –        double  arad;
1019 –        int  divcnt;
1020 –        int  i, j;
1021 –                                        /* initialize hemisphere */
1022 –        inithemi(&hemi, rcol, r, wt);
1023 –        divcnt = hemi.nt * hemi.np;
1024 –                                        /* initialize */
1025 –        if (pg != NULL)
1026 –                pg[0] = pg[1] = pg[2] = 0.0;
1027 –        if (dg != NULL)
1028 –                dg[0] = dg[1] = dg[2] = 0.0;
1029 –        setcolor(rcol, 0.0, 0.0, 0.0);
1030 –        if (divcnt == 0)
1031 –                return(0.0);
1032 –                                        /* allocate super-samples */
1033 –        if (hemi.ns > 0 || pg != NULL || dg != NULL) {
1034 –                div = (AMBSAMP *)malloc(divcnt*sizeof(AMBSAMP));
1035 –                if (div == NULL)
1036 –                        error(SYSTEM, "out of memory in doambient");
1037 –        } else
1038 –                div = NULL;
1039 –                                        /* sample the divisions */
1040 –        arad = 0.0;
1041 –        acol[0] = acol[1] = acol[2] = 0.0;
1042 –        if ((dp = div) == NULL)
1043 –                dp = &dnew;
1044 –        divcnt = 0;
1045 –        for (i = 0; i < hemi.nt; i++)
1046 –                for (j = 0; j < hemi.np; j++) {
1047 –                        dp->t = i; dp->p = j;
1048 –                        setcolor(dp->v, 0.0, 0.0, 0.0);
1049 –                        dp->r = 0.0;
1050 –                        dp->n = 0;
1051 –                        if (divsample(dp, &hemi, r) < 0) {
1052 –                                if (div != NULL)
1053 –                                        dp++;
1054 –                                continue;
1055 –                        }
1056 –                        arad += dp->r;
1057 –                        divcnt++;
1058 –                        if (div != NULL)
1059 –                                dp++;
1060 –                        else
1061 –                                addcolor(acol, dp->v);
1062 –                }
1063 –        if (!divcnt) {
1064 –                if (div != NULL)
1065 –                        free((void *)div);
1066 –                return(0.0);            /* no samples taken */
1067 –        }
1068 –        if (divcnt < hemi.nt*hemi.np) {
1069 –                pg = dg = NULL;         /* incomplete sampling */
1070 –                hemi.ns = 0;
1071 –        } else if (arad > FTINY && divcnt/arad < minarad) {
1072 –                hemi.ns = 0;            /* close enough */
1073 –        } else if (hemi.ns > 0) {       /* else perform super-sampling? */
1074 –                comperrs(div, &hemi);                   /* compute errors */
1075 –                qsort(div, divcnt, sizeof(AMBSAMP), ambcmp);    /* sort divs */
1076 –                                                /* super-sample */
1077 –                for (i = hemi.ns; i > 0; i--) {
1078 –                        dnew = *div;
1079 –                        if (divsample(&dnew, &hemi, r) < 0) {
1080 –                                dp++;
1081 –                                continue;
1082 –                        }
1083 –                        dp = div;               /* reinsert */
1084 –                        j = divcnt < i ? divcnt : i;
1085 –                        while (--j > 0 && dnew.k < dp[1].k) {
1086 –                                *dp = *(dp+1);
1087 –                                dp++;
1088 –                        }
1089 –                        *dp = dnew;
1090 –                }
1091 –                if (pg != NULL || dg != NULL)   /* restore order */
1092 –                        qsort(div, divcnt, sizeof(AMBSAMP), ambnorm);
1093 –        }
1094 –                                        /* compute returned values */
1095 –        if (div != NULL) {
1096 –                arad = 0.0;             /* note: divcnt may be < nt*np */
1097 –                for (i = hemi.nt*hemi.np, dp = div; i-- > 0; dp++) {
1098 –                        arad += dp->r;
1099 –                        if (dp->n > 1) {
1100 –                                b = 1.0/dp->n;
1101 –                                scalecolor(dp->v, b);
1102 –                                dp->r *= b;
1103 –                                dp->n = 1;
1104 –                        }
1105 –                        addcolor(acol, dp->v);
1106 –                }
1107 –                b = bright(acol);
1108 –                if (b > FTINY) {
1109 –                        b = 1.0/b;      /* compute & normalize gradient(s) */
1110 –                        if (pg != NULL) {
1111 –                                posgradient(pg, div, &hemi);
1112 –                                for (i = 0; i < 3; i++)
1113 –                                        pg[i] *= b;
1114 –                        }
1115 –                        if (dg != NULL) {
1116 –                                dirgradient(dg, div, &hemi);
1117 –                                for (i = 0; i < 3; i++)
1118 –                                        dg[i] *= b;
1119 –                        }
1120 –                }
1121 –                free((void *)div);
1122 –        }
1123 –        copycolor(rcol, acol);
1124 –        if (arad <= FTINY)
1125 –                arad = maxarad;
1126 –        else
1127 –                arad = (divcnt+hemi.ns)/arad;
1128 –        if (pg != NULL) {               /* reduce radius if gradient large */
1129 –                d = DOT(pg,pg);
1130 –                if (d*arad*arad > 1.0)
1131 –                        arad = 1.0/sqrt(d);
1132 –        }
1133 –        if (arad < minarad) {
1134 –                arad = minarad;
1135 –                if (pg != NULL && d*arad*arad > 1.0) {  /* cap gradient */
1136 –                        d = 1.0/arad/sqrt(d);
1137 –                        for (i = 0; i < 3; i++)
1138 –                                pg[i] *= d;
1139 –                }
1140 –        }
1141 –        if ((arad /= sqrt(wt)) > maxarad)
1142 –                arad = maxarad;
1143 –        return(arad);
1144 – }
1145 –
1146 –
1147 – void
1148 – comperrs(                       /* compute initial error estimates */
1149 –        AMBSAMP  *da,   /* assumes standard ordering */
1150 –        AMBHEMI  *hp
1151 – )
1152 – {
1153 –        double  b, b2;
1154 –        int  i, j;
1155 –        AMBSAMP  *dp;
1156 –                                /* sum differences from neighbors */
1157 –        dp = da;
1158 –        for (i = 0; i < hp->nt; i++)
1159 –                for (j = 0; j < hp->np; j++) {
1160 – #ifdef  DEBUG
1161 –                        if (dp->t != i || dp->p != j)
1162 –                                error(CONSISTENCY,
1163 –                                        "division order in comperrs");
1164 – #endif
1165 –                        b = bright(dp[0].v);
1166 –                        if (i > 0) {            /* from above */
1167 –                                b2 = bright(dp[-hp->np].v) - b;
1168 –                                b2 *= b2 * 0.25;
1169 –                                dp[0].k += b2;
1170 –                                dp[-hp->np].k += b2;
1171 –                        }
1172 –                        if (j > 0) {            /* from behind */
1173 –                                b2 = bright(dp[-1].v) - b;
1174 –                                b2 *= b2 * 0.25;
1175 –                                dp[0].k += b2;
1176 –                                dp[-1].k += b2;
1177 –                        } else {                /* around */
1178 –                                b2 = bright(dp[hp->np-1].v) - b;
1179 –                                b2 *= b2 * 0.25;
1180 –                                dp[0].k += b2;
1181 –                                dp[hp->np-1].k += b2;
1182 –                        }
1183 –                        dp++;
1184 –                }
1185 –                                /* divide by number of neighbors */
1186 –        dp = da;
1187 –        for (j = 0; j < hp->np; j++)            /* top row */
1188 –                (dp++)->k *= 1.0/3.0;
1189 –        if (hp->nt < 2)
1190 –                return;
1191 –        for (i = 1; i < hp->nt-1; i++)          /* central region */
1192 –                for (j = 0; j < hp->np; j++)
1193 –                        (dp++)->k *= 0.25;
1194 –        for (j = 0; j < hp->np; j++)            /* bottom row */
1195 –                (dp++)->k *= 1.0/3.0;
1196 – }
1197 –
1198 –
1199 – void
1200 – posgradient(                                    /* compute position gradient */
1201 –        FVECT  gv,
1202 –        AMBSAMP  *da,                   /* assumes standard ordering */
1203 –        AMBHEMI  *hp
1204 – )
1205 – {
1206 –        int  i, j;
1207 –        double  nextsine, lastsine, b, d;
1208 –        double  mag0, mag1;
1209 –        double  phi, cosp, sinp, xd, yd;
1210 –        AMBSAMP  *dp;
1211 –
1212 –        xd = yd = 0.0;
1213 –        for (j = 0; j < hp->np; j++) {
1214 –                dp = da + j;
1215 –                mag0 = mag1 = 0.0;
1216 –                lastsine = 0.0;
1217 –                for (i = 0; i < hp->nt; i++) {
1218 – #ifdef  DEBUG
1219 –                        if (dp->t != i || dp->p != j)
1220 –                                error(CONSISTENCY,
1221 –                                        "division order in posgradient");
1222 – #endif
1223 –                        b = bright(dp->v);
1224 –                        if (i > 0) {
1225 –                                d = dp[-hp->np].r;
1226 –                                if (dp[0].r > d) d = dp[0].r;
1227 –                                                        /* sin(t)*cos(t)^2 */
1228 –                                d *= lastsine * (1.0 - (double)i/hp->nt);
1229 –                                mag0 += d*(b - bright(dp[-hp->np].v));
1230 –                        }
1231 –                        nextsine = sqrt((double)(i+1)/hp->nt);
1232 –                        if (j > 0) {
1233 –                                d = dp[-1].r;
1234 –                                if (dp[0].r > d) d = dp[0].r;
1235 –                                mag1 += d * (nextsine - lastsine) *
1236 –                                                (b - bright(dp[-1].v));
1237 –                        } else {
1238 –                                d = dp[hp->np-1].r;
1239 –                                if (dp[0].r > d) d = dp[0].r;
1240 –                                mag1 += d * (nextsine - lastsine) *
1241 –                                                (b - bright(dp[hp->np-1].v));
1242 –                        }
1243 –                        dp += hp->np;
1244 –                        lastsine = nextsine;
1245 –                }
1246 –                mag0 *= 2.0*PI / hp->np;
1247 –                phi = 2.0*PI * (double)j/hp->np;
1248 –                cosp = tcos(phi); sinp = tsin(phi);
1249 –                xd += mag0*cosp - mag1*sinp;
1250 –                yd += mag0*sinp + mag1*cosp;
1251 –        }
1252 –        for (i = 0; i < 3; i++)
1253 –                gv[i] = (xd*hp->ux[i] + yd*hp->uy[i])*(hp->nt*hp->np)/PI;
1254 – }
1255 –
1256 –
1257 – void
1258 – dirgradient(                                    /* compute direction gradient */
1259 –        FVECT  gv,
1260 –        AMBSAMP  *da,                   /* assumes standard ordering */
1261 –        AMBHEMI  *hp
1262 – )
1263 – {
1264 –        int  i, j;
1265 –        double  mag;
1266 –        double  phi, xd, yd;
1267 –        AMBSAMP  *dp;
1268 –
1269 –        xd = yd = 0.0;
1270 –        for (j = 0; j < hp->np; j++) {
1271 –                dp = da + j;
1272 –                mag = 0.0;
1273 –                for (i = 0; i < hp->nt; i++) {
1274 – #ifdef  DEBUG
1275 –                        if (dp->t != i || dp->p != j)
1276 –                                error(CONSISTENCY,
1277 –                                        "division order in dirgradient");
1278 – #endif
1279 –                                                        /* tan(t) */
1280 –                        mag += bright(dp->v)/sqrt(hp->nt/(i+.5) - 1.0);
1281 –                        dp += hp->np;
1282 –                }
1283 –                phi = 2.0*PI * (j+.5)/hp->np + PI/2.0;
1284 –                xd += mag * tcos(phi);
1285 –                yd += mag * tsin(phi);
1286 –        }
1287 –        for (i = 0; i < 3; i++)
1288 –                gv[i] = xd*hp->ux[i] + yd*hp->uy[i];
1289 – }
1290 –
1291 – #endif  /* ! NEWAMB */

Diff Legend

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