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

Comparing ray/src/rt/ambcomp.c (file contents):
Revision 2.3 by greg, Wed Mar 4 16:28:25 1992 UTC vs.
Revision 2.73 by greg, Fri Oct 14 00:54:21 2016 UTC

# Line 1 | Line 1
1 – /* Copyright (c) 1991 Regents of the University of California */
2 –
1   #ifndef lint
2 < static char SCCSid[] = "$SunId$ LBL";
2 > static const char       RCSid[] = "$Id$";
3   #endif
6 –
4   /*
5   * Routines 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  
18 < #include  "ray.h"
18 > #include "copyright.h"
19  
20 + #include  "ray.h"
21   #include  "ambient.h"
14 –
22   #include  "random.h"
23  
24 + #ifndef OLDAMB
25 +
26 + extern void             SDsquare2disk(double ds[2], double seedx, double seedy);
27 +
28   typedef struct {
29 <        short  t, p;            /* theta, phi indices */
30 <        COLOR  v;               /* value sum */
31 <        float  r;               /* 1/distance sum */
32 <        float  k;               /* variance for this division */
22 <        int  n;                 /* number of subsamples */
23 < }  AMBSAMP;             /* ambient sample division */
29 >        COLOR   v;              /* hemisphere sample value */
30 >        float   d;              /* reciprocal distance (1/rt) */
31 >        FVECT   p;              /* intersection point */
32 > } AMBSAMP;              /* sample value */
33  
34   typedef struct {
35 <        FVECT  ux, uy, uz;      /* x, y and z axis directions */
36 <        short  nt, np;          /* number of theta and phi directions */
35 >        RAY     *rp;            /* originating ray sample */
36 >        int     ns;             /* number of samples per axis */
37 >        int     sampOK;         /* acquired full sample set? */
38 >        COLOR   acoef;          /* division contribution coefficient */
39 >        double  acol[3];        /* accumulated color */
40 >        FVECT   ux, uy;         /* tangent axis unit vectors */
41 >        AMBSAMP sa[1];          /* sample array (extends struct) */
42   }  AMBHEMI;             /* ambient sample hemisphere */
43  
44 < extern double  sin(), cos(), sqrt();
44 > #define AI(h,i,j)       ((i)*(h)->ns + (j))
45 > #define ambsam(h,i,j)   (h)->sa[AI(h,i,j)]
46  
47 + typedef struct {
48 +        FVECT   r_i, r_i1, e_i, rcp, rI2_eJ2;
49 +        double  I1, I2;
50 + } FFTRI;                /* vectors and coefficients for Hessian calculation */
51  
52 +
53   static int
54 < ambcmp(d1, d2)                          /* decreasing order */
55 < AMBSAMP  *d1, *d2;
54 > ambcollision(                           /* proposed direciton collides? */
55 >        AMBHEMI *hp,
56 >        int     i,
57 >        int     j,
58 >        FVECT   dv
59 > )
60   {
61 <        if (d1->k < d2->k)
62 <                return(1);
63 <        if (d1->k > d2->k)
64 <                return(-1);
61 >        const double    cos_thresh = 0.9999995; /* about 3.44 arcminutes */
62 >        int             ii, jj;
63 >
64 >        for (ii = i-1; ii <= i+1; ii++) {
65 >                if (ii < 0) continue;
66 >                if (ii >= hp->ns) break;
67 >                for (jj = j-1; jj <= j+1; jj++) {
68 >                        AMBSAMP *ap;
69 >                        FVECT   avec;
70 >                        double  dprod;
71 >                        if (jj < 0) continue;
72 >                        if (jj >= hp->ns) break;
73 >                        if ((ii==i) & (jj==j)) continue;
74 >                        ap = &ambsam(hp,ii,jj);
75 >                        if (ap->d <= .5/FHUGE) continue;
76 >                        VSUB(avec, ap->p, hp->rp->rop);
77 >                        dprod = DOT(avec, dv);
78 >                        if (dprod >= cos_thresh*VLEN(avec))
79 >                                return(1);      /* collision */
80 >                }
81 >        }
82          return(0);
83   }
84  
85  
86   static int
87 < ambnorm(d1, d2)                         /* standard order */
88 < AMBSAMP  *d1, *d2;
87 > ambsample(                              /* initial ambient division sample */
88 >        AMBHEMI *hp,
89 >        int     i,
90 >        int     j,
91 >        int     n
92 > )
93   {
94 <        register int  c;
94 >        AMBSAMP *ap = &ambsam(hp,i,j);
95 >        RAY     ar;
96 >        int     hlist[3], ii;
97 >        double  spt[2], zd;
98 >                                        /* generate hemispherical sample */
99 >                                        /* ambient coefficient for weight */
100 >        if (ambacc > FTINY)
101 >                setcolor(ar.rcoef, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
102 >        else
103 >                copycolor(ar.rcoef, hp->acoef);
104 >        if (rayorigin(&ar, AMBIENT, hp->rp, ar.rcoef) < 0)
105 >                return(0);
106 >        if (ambacc > FTINY) {
107 >                multcolor(ar.rcoef, hp->acoef);
108 >                scalecolor(ar.rcoef, 1./AVGREFL);
109 >        }
110 >        hlist[0] = hp->rp->rno;
111 >        hlist[1] = j;
112 >        hlist[2] = i;
113 >        multisamp(spt, 2, urand(ilhash(hlist,3)+n));
114 > resample:
115 >        SDsquare2disk(spt, (j+spt[1])/hp->ns, (i+spt[0])/hp->ns);
116 >        zd = sqrt(1. - spt[0]*spt[0] - spt[1]*spt[1]);
117 >        for (ii = 3; ii--; )
118 >                ar.rdir[ii] =   spt[0]*hp->ux[ii] +
119 >                                spt[1]*hp->uy[ii] +
120 >                                zd*hp->rp->ron[ii];
121 >        checknorm(ar.rdir);
122 >                                        /* avoid coincident samples */
123 >        if (!n && ambcollision(hp, i, j, ar.rdir)) {
124 >                spt[0] = frandom(); spt[1] = frandom();
125 >                goto resample;
126 >        }
127 >        dimlist[ndims++] = AI(hp,i,j) + 90171;
128 >        rayvalue(&ar);                  /* evaluate ray */
129 >        ndims--;
130 >        if (ar.rt <= FTINY)
131 >                return(0);              /* should never happen */
132 >        multcolor(ar.rcol, ar.rcoef);   /* apply coefficient */
133 >        if (ar.rt*ap->d < 1.0)          /* new/closer distance? */
134 >                ap->d = 1.0/ar.rt;
135 >        if (!n) {                       /* record first vertex & value */
136 >                if (ar.rt > 10.0*thescene.cusize)
137 >                        ar.rt = 10.0*thescene.cusize;
138 >                VSUM(ap->p, ar.rorg, ar.rdir, ar.rt);
139 >                copycolor(ap->v, ar.rcol);
140 >        } else {                        /* else update recorded value */
141 >                hp->acol[RED] -= colval(ap->v,RED);
142 >                hp->acol[GRN] -= colval(ap->v,GRN);
143 >                hp->acol[BLU] -= colval(ap->v,BLU);
144 >                zd = 1.0/(double)(n+1);
145 >                scalecolor(ar.rcol, zd);
146 >                zd *= (double)n;
147 >                scalecolor(ap->v, zd);
148 >                addcolor(ap->v, ar.rcol);
149 >        }
150 >        addcolor(hp->acol, ap->v);      /* add to our sum */
151 >        return(1);
152 > }
153  
154 <        if (c = d1->t - d2->t)
155 <                return(c);
156 <        return(d1->p - d2->p);
154 >
155 > /* Estimate errors based on ambient division differences */
156 > static float *
157 > getambdiffs(AMBHEMI *hp)
158 > {
159 >        float   *earr = (float *)calloc(hp->ns*hp->ns, sizeof(float));
160 >        float   *ep;
161 >        AMBSAMP *ap;
162 >        double  b, d2;
163 >        int     i, j;
164 >
165 >        if (earr == NULL)               /* out of memory? */
166 >                return(NULL);
167 >                                        /* compute squared neighbor diffs */
168 >        for (ap = hp->sa, ep = earr, i = 0; i < hp->ns; i++)
169 >            for (j = 0; j < hp->ns; j++, ap++, ep++) {
170 >                b = bright(ap[0].v);
171 >                if (i) {                /* from above */
172 >                        d2 = b - bright(ap[-hp->ns].v);
173 >                        d2 *= d2;
174 >                        ep[0] += d2;
175 >                        ep[-hp->ns] += d2;
176 >                }
177 >                if (!j) continue;
178 >                                        /* from behind */
179 >                d2 = b - bright(ap[-1].v);
180 >                d2 *= d2;
181 >                ep[0] += d2;
182 >                ep[-1] += d2;
183 >                if (!i) continue;
184 >                                        /* diagonal */
185 >                d2 = b - bright(ap[-hp->ns-1].v);
186 >                d2 *= d2;
187 >                ep[0] += d2;
188 >                ep[-hp->ns-1] += d2;
189 >            }
190 >                                        /* correct for number of neighbors */
191 >        earr[0] *= 8./3.;
192 >        earr[hp->ns-1] *= 8./3.;
193 >        earr[(hp->ns-1)*hp->ns] *= 8./3.;
194 >        earr[(hp->ns-1)*hp->ns + hp->ns-1] *= 8./3.;
195 >        for (i = 1; i < hp->ns-1; i++) {
196 >                earr[i*hp->ns] *= 8./5.;
197 >                earr[i*hp->ns + hp->ns-1] *= 8./5.;
198 >        }
199 >        for (j = 1; j < hp->ns-1; j++) {
200 >                earr[j] *= 8./5.;
201 >                earr[(hp->ns-1)*hp->ns + j] *= 8./5.;
202 >        }
203 >        return(earr);
204   }
205  
206  
207 < divsample(dp, h, r)                     /* sample a division */
208 < register AMBSAMP  *dp;
209 < AMBHEMI  *h;
60 < RAY  *r;
207 > /* Perform super-sampling on hemisphere (introduces bias) */
208 > static void
209 > ambsupersamp(AMBHEMI *hp, int cnt)
210   {
211 +        float   *earr = getambdiffs(hp);
212 +        double  e2rem = 0;
213 +        AMBSAMP *ap;
214 +        float   *ep;
215 +        int     i, j, n, nss;
216 +
217 +        if (earr == NULL)               /* just skip calc. if no memory */
218 +                return;
219 +                                        /* accumulate estimated variances */
220 +        for (ep = earr + hp->ns*hp->ns; ep > earr; )
221 +                e2rem += *--ep;
222 +        ep = earr;                      /* perform super-sampling */
223 +        for (ap = hp->sa, i = 0; i < hp->ns; i++)
224 +            for (j = 0; j < hp->ns; j++, ap++) {
225 +                if (e2rem <= FTINY)
226 +                        goto done;      /* nothing left to do */
227 +                nss = *ep/e2rem*cnt + frandom();
228 +                for (n = 1; n <= nss && ambsample(hp,i,j,n); n++)
229 +                        --cnt;
230 +                e2rem -= *ep++;         /* update remainder */
231 +        }
232 + done:
233 +        free(earr);
234 + }
235 +
236 +
237 + static AMBHEMI *
238 + samp_hemi(                              /* sample indirect hemisphere */
239 +        COLOR   rcol,
240 +        RAY     *r,
241 +        double  wt
242 + )
243 + {
244 +        AMBHEMI *hp;
245 +        double  d;
246 +        int     n, i, j;
247 +                                        /* set number of divisions */
248 +        if (ambacc <= FTINY &&
249 +                        wt > (d = 0.8*intens(rcol)*r->rweight/(ambdiv*minweight)))
250 +                wt = d;                 /* avoid ray termination */
251 +        n = sqrt(ambdiv * wt) + 0.5;
252 +        i = 1 + 5*(ambacc > FTINY);     /* minimum number of samples */
253 +        if (n < i)
254 +                n = i;
255 +                                        /* allocate sampling array */
256 +        hp = (AMBHEMI *)malloc(sizeof(AMBHEMI) + sizeof(AMBSAMP)*(n*n - 1));
257 +        if (hp == NULL)
258 +                error(SYSTEM, "out of memory in samp_hemi");
259 +        hp->rp = r;
260 +        hp->ns = n;
261 +        hp->acol[RED] = hp->acol[GRN] = hp->acol[BLU] = 0.0;
262 +        memset(hp->sa, 0, sizeof(AMBSAMP)*n*n);
263 +        hp->sampOK = 0;
264 +                                        /* assign coefficient */
265 +        copycolor(hp->acoef, rcol);
266 +        d = 1.0/(n*n);
267 +        scalecolor(hp->acoef, d);
268 +                                        /* make tangent plane axes */
269 +        if (!getperpendicular(hp->ux, r->ron, 1))
270 +                error(CONSISTENCY, "bad ray direction in samp_hemi");
271 +        VCROSS(hp->uy, r->ron, hp->ux);
272 +                                        /* sample divisions */
273 +        for (i = hp->ns; i--; )
274 +            for (j = hp->ns; j--; )
275 +                hp->sampOK += ambsample(hp, i, j, 0);
276 +        copycolor(rcol, hp->acol);
277 +        if (!hp->sampOK) {              /* utter failure? */
278 +                free(hp);
279 +                return(NULL);
280 +        }
281 +        if (hp->sampOK < hp->ns*hp->ns) {
282 +                hp->sampOK *= -1;       /* soft failure */
283 +                return(hp);
284 +        }
285 +        n = ambssamp*wt + 0.5;
286 +        if (n > 8) {                    /* perform super-sampling? */
287 +                ambsupersamp(hp, n);
288 +                copycolor(rcol, hp->acol);
289 +        }
290 +        return(hp);                     /* all is well */
291 + }
292 +
293 +
294 + /* Return brightness of farthest ambient sample */
295 + static double
296 + back_ambval(AMBHEMI *hp, const int n1, const int n2, const int n3)
297 + {
298 +        if (hp->sa[n1].d <= hp->sa[n2].d) {
299 +                if (hp->sa[n1].d <= hp->sa[n3].d)
300 +                        return(colval(hp->sa[n1].v,CIEY));
301 +                return(colval(hp->sa[n3].v,CIEY));
302 +        }
303 +        if (hp->sa[n2].d <= hp->sa[n3].d)
304 +                return(colval(hp->sa[n2].v,CIEY));
305 +        return(colval(hp->sa[n3].v,CIEY));
306 + }
307 +
308 +
309 + /* Compute vectors and coefficients for Hessian/gradient calcs */
310 + static void
311 + comp_fftri(FFTRI *ftp, AMBHEMI *hp, const int n0, const int n1)
312 + {
313 +        double  rdot_cp, dot_e, dot_er, rdot_r, rdot_r1, J2;
314 +        int     ii;
315 +
316 +        VSUB(ftp->r_i, hp->sa[n0].p, hp->rp->rop);
317 +        VSUB(ftp->r_i1, hp->sa[n1].p, hp->rp->rop);
318 +        VSUB(ftp->e_i, hp->sa[n1].p, hp->sa[n0].p);
319 +        VCROSS(ftp->rcp, ftp->r_i, ftp->r_i1);
320 +        rdot_cp = 1.0/DOT(ftp->rcp,ftp->rcp);
321 +        dot_e = DOT(ftp->e_i,ftp->e_i);
322 +        dot_er = DOT(ftp->e_i, ftp->r_i);
323 +        rdot_r = 1.0/DOT(ftp->r_i,ftp->r_i);
324 +        rdot_r1 = 1.0/DOT(ftp->r_i1,ftp->r_i1);
325 +        ftp->I1 = acos( DOT(ftp->r_i, ftp->r_i1) * sqrt(rdot_r*rdot_r1) ) *
326 +                        sqrt( rdot_cp );
327 +        ftp->I2 = ( DOT(ftp->e_i, ftp->r_i1)*rdot_r1 - dot_er*rdot_r +
328 +                        dot_e*ftp->I1 )*0.5*rdot_cp;
329 +        J2 =  ( 0.5*(rdot_r - rdot_r1) - dot_er*ftp->I2 ) / dot_e;
330 +        for (ii = 3; ii--; )
331 +                ftp->rI2_eJ2[ii] = ftp->I2*ftp->r_i[ii] + J2*ftp->e_i[ii];
332 + }
333 +
334 +
335 + /* Compose 3x3 matrix from two vectors */
336 + static void
337 + compose_matrix(FVECT mat[3], FVECT va, FVECT vb)
338 + {
339 +        mat[0][0] = 2.0*va[0]*vb[0];
340 +        mat[1][1] = 2.0*va[1]*vb[1];
341 +        mat[2][2] = 2.0*va[2]*vb[2];
342 +        mat[0][1] = mat[1][0] = va[0]*vb[1] + va[1]*vb[0];
343 +        mat[0][2] = mat[2][0] = va[0]*vb[2] + va[2]*vb[0];
344 +        mat[1][2] = mat[2][1] = va[1]*vb[2] + va[2]*vb[1];
345 + }
346 +
347 +
348 + /* Compute partial 3x3 Hessian matrix for edge */
349 + static void
350 + comp_hessian(FVECT hess[3], FFTRI *ftp, FVECT nrm)
351 + {
352 +        FVECT   ncp;
353 +        FVECT   m1[3], m2[3], m3[3], m4[3];
354 +        double  d1, d2, d3, d4;
355 +        double  I3, J3, K3;
356 +        int     i, j;
357 +                                        /* compute intermediate coefficients */
358 +        d1 = 1.0/DOT(ftp->r_i,ftp->r_i);
359 +        d2 = 1.0/DOT(ftp->r_i1,ftp->r_i1);
360 +        d3 = 1.0/DOT(ftp->e_i,ftp->e_i);
361 +        d4 = DOT(ftp->e_i, ftp->r_i);
362 +        I3 = ( DOT(ftp->e_i, ftp->r_i1)*d2*d2 - d4*d1*d1 + 3.0/d3*ftp->I2 )
363 +                        / ( 4.0*DOT(ftp->rcp,ftp->rcp) );
364 +        J3 = 0.25*d3*(d1*d1 - d2*d2) - d4*d3*I3;
365 +        K3 = d3*(ftp->I2 - I3/d1 - 2.0*d4*J3);
366 +                                        /* intermediate matrices */
367 +        VCROSS(ncp, nrm, ftp->e_i);
368 +        compose_matrix(m1, ncp, ftp->rI2_eJ2);
369 +        compose_matrix(m2, ftp->r_i, ftp->r_i);
370 +        compose_matrix(m3, ftp->e_i, ftp->e_i);
371 +        compose_matrix(m4, ftp->r_i, ftp->e_i);
372 +        d1 = DOT(nrm, ftp->rcp);
373 +        d2 = -d1*ftp->I2;
374 +        d1 *= 2.0;
375 +        for (i = 3; i--; )              /* final matrix sum */
376 +            for (j = 3; j--; ) {
377 +                hess[i][j] = m1[i][j] + d1*( I3*m2[i][j] + K3*m3[i][j] +
378 +                                                2.0*J3*m4[i][j] );
379 +                hess[i][j] += d2*(i==j);
380 +                hess[i][j] *= -1.0/PI;
381 +            }
382 + }
383 +
384 +
385 + /* Reverse hessian calculation result for edge in other direction */
386 + static void
387 + rev_hessian(FVECT hess[3])
388 + {
389 +        int     i;
390 +
391 +        for (i = 3; i--; ) {
392 +                hess[i][0] = -hess[i][0];
393 +                hess[i][1] = -hess[i][1];
394 +                hess[i][2] = -hess[i][2];
395 +        }
396 + }
397 +
398 +
399 + /* Add to radiometric Hessian from the given triangle */
400 + static void
401 + add2hessian(FVECT hess[3], FVECT ehess1[3],
402 +                FVECT ehess2[3], FVECT ehess3[3], double v)
403 + {
404 +        int     i, j;
405 +
406 +        for (i = 3; i--; )
407 +            for (j = 3; j--; )
408 +                hess[i][j] += v*( ehess1[i][j] + ehess2[i][j] + ehess3[i][j] );
409 + }
410 +
411 +
412 + /* Compute partial displacement form factor gradient for edge */
413 + static void
414 + comp_gradient(FVECT grad, FFTRI *ftp, FVECT nrm)
415 + {
416 +        FVECT   ncp;
417 +        double  f1;
418 +        int     i;
419 +
420 +        f1 = 2.0*DOT(nrm, ftp->rcp);
421 +        VCROSS(ncp, nrm, ftp->e_i);
422 +        for (i = 3; i--; )
423 +                grad[i] = (0.5/PI)*( ftp->I1*ncp[i] + f1*ftp->rI2_eJ2[i] );
424 + }
425 +
426 +
427 + /* Reverse gradient calculation result for edge in other direction */
428 + static void
429 + rev_gradient(FVECT grad)
430 + {
431 +        grad[0] = -grad[0];
432 +        grad[1] = -grad[1];
433 +        grad[2] = -grad[2];
434 + }
435 +
436 +
437 + /* Add to displacement gradient from the given triangle */
438 + static void
439 + add2gradient(FVECT grad, FVECT egrad1, FVECT egrad2, FVECT egrad3, double v)
440 + {
441 +        int     i;
442 +
443 +        for (i = 3; i--; )
444 +                grad[i] += v*( egrad1[i] + egrad2[i] + egrad3[i] );
445 + }
446 +
447 +
448 + /* Compute anisotropic radii and eigenvector directions */
449 + static void
450 + eigenvectors(FVECT uv[2], float ra[2], FVECT hessian[3])
451 + {
452 +        double  hess2[2][2];
453 +        FVECT   a, b;
454 +        double  evalue[2], slope1, xmag1;
455 +        int     i;
456 +                                        /* project Hessian to sample plane */
457 +        for (i = 3; i--; ) {
458 +                a[i] = DOT(hessian[i], uv[0]);
459 +                b[i] = DOT(hessian[i], uv[1]);
460 +        }
461 +        hess2[0][0] = DOT(uv[0], a);
462 +        hess2[0][1] = DOT(uv[0], b);
463 +        hess2[1][0] = DOT(uv[1], a);
464 +        hess2[1][1] = DOT(uv[1], b);
465 +                                        /* compute eigenvalue(s) */
466 +        i = quadratic(evalue, 1.0, -hess2[0][0]-hess2[1][1],
467 +                        hess2[0][0]*hess2[1][1]-hess2[0][1]*hess2[1][0]);
468 +        if (i == 1)                     /* double-root (circle) */
469 +                evalue[1] = evalue[0];
470 +        if (!i || ((evalue[0] = fabs(evalue[0])) <= FTINY*FTINY) |
471 +                        ((evalue[1] = fabs(evalue[1])) <= FTINY*FTINY) ) {
472 +                ra[0] = ra[1] = maxarad;
473 +                return;
474 +        }
475 +        if (evalue[0] > evalue[1]) {
476 +                ra[0] = sqrt(sqrt(4.0/evalue[0]));
477 +                ra[1] = sqrt(sqrt(4.0/evalue[1]));
478 +                slope1 = evalue[1];
479 +        } else {
480 +                ra[0] = sqrt(sqrt(4.0/evalue[1]));
481 +                ra[1] = sqrt(sqrt(4.0/evalue[0]));
482 +                slope1 = evalue[0];
483 +        }
484 +                                        /* compute unit eigenvectors */
485 +        if (fabs(hess2[0][1]) <= FTINY)
486 +                return;                 /* uv OK as is */
487 +        slope1 = (slope1 - hess2[0][0]) / hess2[0][1];
488 +        xmag1 = sqrt(1.0/(1.0 + slope1*slope1));
489 +        for (i = 3; i--; ) {
490 +                b[i] = xmag1*uv[0][i] + slope1*xmag1*uv[1][i];
491 +                a[i] = slope1*xmag1*uv[0][i] - xmag1*uv[1][i];
492 +        }
493 +        VCOPY(uv[0], a);
494 +        VCOPY(uv[1], b);
495 + }
496 +
497 +
498 + static void
499 + ambHessian(                             /* anisotropic radii & pos. gradient */
500 +        AMBHEMI *hp,
501 +        FVECT   uv[2],                  /* returned */
502 +        float   ra[2],                  /* returned (optional) */
503 +        float   pg[2]                   /* returned (optional) */
504 + )
505 + {
506 +        static char     memerrmsg[] = "out of memory in ambHessian()";
507 +        FVECT           (*hessrow)[3] = NULL;
508 +        FVECT           *gradrow = NULL;
509 +        FVECT           hessian[3];
510 +        FVECT           gradient;
511 +        FFTRI           fftr;
512 +        int             i, j;
513 +                                        /* be sure to assign unit vectors */
514 +        VCOPY(uv[0], hp->ux);
515 +        VCOPY(uv[1], hp->uy);
516 +                        /* clock-wise vertex traversal from sample POV */
517 +        if (ra != NULL) {               /* initialize Hessian row buffer */
518 +                hessrow = (FVECT (*)[3])malloc(sizeof(FVECT)*3*(hp->ns-1));
519 +                if (hessrow == NULL)
520 +                        error(SYSTEM, memerrmsg);
521 +                memset(hessian, 0, sizeof(hessian));
522 +        } else if (pg == NULL)          /* bogus call? */
523 +                return;
524 +        if (pg != NULL) {               /* initialize form factor row buffer */
525 +                gradrow = (FVECT *)malloc(sizeof(FVECT)*(hp->ns-1));
526 +                if (gradrow == NULL)
527 +                        error(SYSTEM, memerrmsg);
528 +                memset(gradient, 0, sizeof(gradient));
529 +        }
530 +                                        /* compute first row of edges */
531 +        for (j = 0; j < hp->ns-1; j++) {
532 +                comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,0,j), AI(hp,0,j+1));
533 +                if (hessrow != NULL)
534 +                        comp_hessian(hessrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
535 +                if (gradrow != NULL)
536 +                        comp_gradient(gradrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
537 +        }
538 +                                        /* sum each row of triangles */
539 +        for (i = 0; i < hp->ns-1; i++) {
540 +            FVECT       hesscol[3];     /* compute first vertical edge */
541 +            FVECT       gradcol;
542 +            comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i,0), AI(hp,i+1,0));
543 +            if (hessrow != NULL)
544 +                comp_hessian(hesscol, &fftr, hp->rp->ron);
545 +            if (gradrow != NULL)
546 +                comp_gradient(gradcol, &fftr, hp->rp->ron);
547 +            for (j = 0; j < hp->ns-1; j++) {
548 +                FVECT   hessdia[3];     /* compute triangle contributions */
549 +                FVECT   graddia;
550 +                double  backg;
551 +                backg = back_ambval(hp, AI(hp,i,j),
552 +                                        AI(hp,i,j+1), AI(hp,i+1,j));
553 +                                        /* diagonal (inner) edge */
554 +                comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i,j+1), AI(hp,i+1,j));
555 +                if (hessrow != NULL) {
556 +                    comp_hessian(hessdia, &fftr, hp->rp->ron);
557 +                    rev_hessian(hesscol);
558 +                    add2hessian(hessian, hessrow[j], hessdia, hesscol, backg);
559 +                }
560 +                if (gradrow != NULL) {
561 +                    comp_gradient(graddia, &fftr, hp->rp->ron);
562 +                    rev_gradient(gradcol);
563 +                    add2gradient(gradient, gradrow[j], graddia, gradcol, backg);
564 +                }
565 +                                        /* initialize edge in next row */
566 +                comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i+1,j+1), AI(hp,i+1,j));
567 +                if (hessrow != NULL)
568 +                    comp_hessian(hessrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
569 +                if (gradrow != NULL)
570 +                    comp_gradient(gradrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
571 +                                        /* new column edge & paired triangle */
572 +                backg = back_ambval(hp, AI(hp,i+1,j+1),
573 +                                        AI(hp,i+1,j), AI(hp,i,j+1));
574 +                comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i,j+1), AI(hp,i+1,j+1));
575 +                if (hessrow != NULL) {
576 +                    comp_hessian(hesscol, &fftr, hp->rp->ron);
577 +                    rev_hessian(hessdia);
578 +                    add2hessian(hessian, hessrow[j], hessdia, hesscol, backg);
579 +                    if (i < hp->ns-2)
580 +                        rev_hessian(hessrow[j]);
581 +                }
582 +                if (gradrow != NULL) {
583 +                    comp_gradient(gradcol, &fftr, hp->rp->ron);
584 +                    rev_gradient(graddia);
585 +                    add2gradient(gradient, gradrow[j], graddia, gradcol, backg);
586 +                    if (i < hp->ns-2)
587 +                        rev_gradient(gradrow[j]);
588 +                }
589 +            }
590 +        }
591 +                                        /* release row buffers */
592 +        if (hessrow != NULL) free(hessrow);
593 +        if (gradrow != NULL) free(gradrow);
594 +        
595 +        if (ra != NULL)                 /* extract eigenvectors & radii */
596 +                eigenvectors(uv, ra, hessian);
597 +        if (pg != NULL) {               /* tangential position gradient */
598 +                pg[0] = DOT(gradient, uv[0]);
599 +                pg[1] = DOT(gradient, uv[1]);
600 +        }
601 + }
602 +
603 +
604 + /* Compute direction gradient from a hemispherical sampling */
605 + static void
606 + ambdirgrad(AMBHEMI *hp, FVECT uv[2], float dg[2])
607 + {
608 +        AMBSAMP *ap;
609 +        double  dgsum[2];
610 +        int     n;
611 +        FVECT   vd;
612 +        double  gfact;
613 +
614 +        dgsum[0] = dgsum[1] = 0.0;      /* sum values times -tan(theta) */
615 +        for (ap = hp->sa, n = hp->ns*hp->ns; n--; ap++) {
616 +                                        /* use vector for azimuth + 90deg */
617 +                VSUB(vd, ap->p, hp->rp->rop);
618 +                                        /* brightness over cosine factor */
619 +                gfact = colval(ap->v,CIEY) / DOT(hp->rp->ron, vd);
620 +                                        /* sine = proj_radius/vd_length */
621 +                dgsum[0] -= DOT(uv[1], vd) * gfact;
622 +                dgsum[1] += DOT(uv[0], vd) * gfact;
623 +        }
624 +        dg[0] = dgsum[0] / (hp->ns*hp->ns);
625 +        dg[1] = dgsum[1] / (hp->ns*hp->ns);
626 + }
627 +
628 +
629 + /* Compute potential light leak direction flags for cache value */
630 + static uint32
631 + ambcorral(AMBHEMI *hp, FVECT uv[2], const double r0, const double r1)
632 + {
633 +        const double    max_d = 1.0/(minarad*ambacc + 0.001);
634 +        const double    ang_res = 0.5*PI/hp->ns;
635 +        const double    ang_step = ang_res/((int)(16/PI*ang_res) + 1.01);
636 +        double          avg_d = 0;
637 +        uint32          flgs = 0;
638 +        FVECT           vec;
639 +        double          u, v;
640 +        double          ang, a1;
641 +        int             i, j;
642 +                                        /* don't bother for a few samples */
643 +        if (hp->ns < 8)
644 +                return(0);
645 +                                        /* check distances overhead */
646 +        for (i = hp->ns*3/4; i-- > hp->ns>>2; )
647 +            for (j = hp->ns*3/4; j-- > hp->ns>>2; )
648 +                avg_d += ambsam(hp,i,j).d;
649 +        avg_d *= 4.0/(hp->ns*hp->ns);
650 +        if (avg_d*r0 >= 1.0)            /* ceiling too low for corral? */
651 +                return(0);
652 +        if (avg_d >= max_d)             /* insurance */
653 +                return(0);
654 +                                        /* else circle around perimeter */
655 +        for (i = 0; i < hp->ns; i++)
656 +            for (j = 0; j < hp->ns; j += !i|(i==hp->ns-1) ? 1 : hp->ns-1) {
657 +                AMBSAMP *ap = &ambsam(hp,i,j);
658 +                if ((ap->d <= FTINY) | (ap->d >= max_d))
659 +                        continue;       /* too far or too near */
660 +                VSUB(vec, ap->p, hp->rp->rop);
661 +                u = DOT(vec, uv[0]);
662 +                v = DOT(vec, uv[1]);
663 +                if ((r0*r0*u*u + r1*r1*v*v) * ap->d*ap->d <= u*u + v*v)
664 +                        continue;       /* occluder outside ellipse */
665 +                ang = atan2a(v, u);     /* else set direction flags */
666 +                for (a1 = ang-ang_res; a1 <= ang+ang_res; a1 += ang_step)
667 +                        flgs |= 1L<<(int)(16/PI*(a1 + 2.*PI*(a1 < 0)));
668 +            }
669 +                                        /* add low-angle incident (< 20deg) */
670 +        if (fabs(hp->rp->rod) <= 0.342) {
671 +                u = -DOT(hp->rp->rdir, uv[0]);
672 +                v = -DOT(hp->rp->rdir, uv[1]);
673 +                if ((r0*r0*u*u + r1*r1*v*v) > hp->rp->rot*hp->rp->rot) {
674 +                        ang = atan2a(v, u);
675 +                        ang += 2.*PI*(ang < 0);
676 +                        ang *= 16/PI;
677 +                        if ((ang < .5) | (ang >= 31.5))
678 +                                flgs |= 0x80000001;
679 +                        else
680 +                                flgs |= 3L<<(int)(ang-.5);
681 +                }
682 +        }
683 +        return(flgs);
684 + }
685 +
686 +
687 + int
688 + doambient(                              /* compute ambient component */
689 +        COLOR   rcol,                   /* input/output color */
690 +        RAY     *r,
691 +        double  wt,
692 +        FVECT   uv[2],                  /* returned (optional) */
693 +        float   ra[2],                  /* returned (optional) */
694 +        float   pg[2],                  /* returned (optional) */
695 +        float   dg[2],                  /* returned (optional) */
696 +        uint32  *crlp                   /* returned (optional) */
697 + )
698 + {
699 +        AMBHEMI *hp = samp_hemi(rcol, r, wt);
700 +        FVECT   my_uv[2];
701 +        double  d, K;
702 +        AMBSAMP *ap;
703 +        int     i;
704 +                                        /* clear return values */
705 +        if (uv != NULL)
706 +                memset(uv, 0, sizeof(FVECT)*2);
707 +        if (ra != NULL)
708 +                ra[0] = ra[1] = 0.0;
709 +        if (pg != NULL)
710 +                pg[0] = pg[1] = 0.0;
711 +        if (dg != NULL)
712 +                dg[0] = dg[1] = 0.0;
713 +        if (crlp != NULL)
714 +                *crlp = 0;
715 +        if (hp == NULL)                 /* sampling falure? */
716 +                return(0);
717 +
718 +        if ((ra == NULL) & (pg == NULL) & (dg == NULL) ||
719 +                        (hp->sampOK < 0) | (hp->ns < 6)) {
720 +                free(hp);               /* Hessian not requested/possible */
721 +                return(-1);             /* value-only return value */
722 +        }
723 +        if ((d = bright(rcol)) > FTINY) {       /* normalize Y values */
724 +                d = 0.99*(hp->ns*hp->ns)/d;
725 +                K = 0.01;
726 +        } else {                        /* or fall back on geometric Hessian */
727 +                K = 1.0;
728 +                pg = NULL;
729 +                dg = NULL;
730 +                crlp = NULL;
731 +        }
732 +        ap = hp->sa;                    /* relative Y channel from here on... */
733 +        for (i = hp->ns*hp->ns; i--; ap++)
734 +                colval(ap->v,CIEY) = bright(ap->v)*d + K;
735 +
736 +        if (uv == NULL)                 /* make sure we have axis pointers */
737 +                uv = my_uv;
738 +                                        /* compute radii & pos. gradient */
739 +        ambHessian(hp, uv, ra, pg);
740 +
741 +        if (dg != NULL)                 /* compute direction gradient */
742 +                ambdirgrad(hp, uv, dg);
743 +
744 +        if (ra != NULL) {               /* scale/clamp radii */
745 +                if (pg != NULL) {
746 +                        if (ra[0]*(d = fabs(pg[0])) > 1.0)
747 +                                ra[0] = 1.0/d;
748 +                        if (ra[1]*(d = fabs(pg[1])) > 1.0)
749 +                                ra[1] = 1.0/d;
750 +                        if (ra[0] > ra[1])
751 +                                ra[0] = ra[1];
752 +                }
753 +                if (ra[0] < minarad) {
754 +                        ra[0] = minarad;
755 +                        if (ra[1] < minarad)
756 +                                ra[1] = minarad;
757 +                }
758 +                ra[0] *= d = 1.0/sqrt(wt);
759 +                if ((ra[1] *= d) > 2.0*ra[0])
760 +                        ra[1] = 2.0*ra[0];
761 +                if (ra[1] > maxarad) {
762 +                        ra[1] = maxarad;
763 +                        if (ra[0] > maxarad)
764 +                                ra[0] = maxarad;
765 +                }
766 +                                        /* flag encroached directions */
767 +                if (crlp != NULL)
768 +                        *crlp = ambcorral(hp, uv, ra[0]*ambacc, ra[1]*ambacc);
769 +                if (pg != NULL) {       /* cap gradient if necessary */
770 +                        d = pg[0]*pg[0]*ra[0]*ra[0] + pg[1]*pg[1]*ra[1]*ra[1];
771 +                        if (d > 1.0) {
772 +                                d = 1.0/sqrt(d);
773 +                                pg[0] *= d;
774 +                                pg[1] *= d;
775 +                        }
776 +                }
777 +        }
778 +        free(hp);                       /* clean up and return */
779 +        return(1);
780 + }
781 +
782 +
783 + #else /* ! NEWAMB */
784 +
785 +
786 + void
787 + inithemi(                       /* initialize sampling hemisphere */
788 +        AMBHEMI  *hp,
789 +        COLOR ac,
790 +        RAY  *r,
791 +        double  wt
792 + )
793 + {
794 +        double  d;
795 +        int  i;
796 +                                        /* set number of divisions */
797 +        if (ambacc <= FTINY &&
798 +                        wt > (d = 0.8*intens(ac)*r->rweight/(ambdiv*minweight)))
799 +                wt = d;                 /* avoid ray termination */
800 +        hp->nt = sqrt(ambdiv * wt / PI) + 0.5;
801 +        i = ambacc > FTINY ? 3 : 1;     /* minimum number of samples */
802 +        if (hp->nt < i)
803 +                hp->nt = i;
804 +        hp->np = PI * hp->nt + 0.5;
805 +                                        /* set number of super-samples */
806 +        hp->ns = ambssamp * wt + 0.5;
807 +                                        /* assign coefficient */
808 +        copycolor(hp->acoef, ac);
809 +        d = 1.0/(hp->nt*hp->np);
810 +        scalecolor(hp->acoef, d);
811 +                                        /* make axes */
812 +        VCOPY(hp->uz, r->ron);
813 +        hp->uy[0] = hp->uy[1] = hp->uy[2] = 0.0;
814 +        for (i = 0; i < 3; i++)
815 +                if (hp->uz[i] < 0.6 && hp->uz[i] > -0.6)
816 +                        break;
817 +        if (i >= 3)
818 +                error(CONSISTENCY, "bad ray direction in inithemi");
819 +        hp->uy[i] = 1.0;
820 +        fcross(hp->ux, hp->uy, hp->uz);
821 +        normalize(hp->ux);
822 +        fcross(hp->uy, hp->uz, hp->ux);
823 + }
824 +
825 +
826 + int
827 + divsample(                              /* sample a division */
828 +        AMBSAMP  *dp,
829 +        AMBHEMI  *h,
830 +        RAY  *r
831 + )
832 + {
833          RAY  ar;
834          int  hlist[3];
835          double  spt[2];
836          double  xd, yd, zd;
837          double  b2;
838          double  phi;
839 <        register int  i;
840 <
841 <        if (rayorigin(&ar, r, AMBIENT, AVGREFL) < 0)
839 >        int  i;
840 >                                        /* ambient coefficient for weight */
841 >        if (ambacc > FTINY)
842 >                setcolor(ar.rcoef, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
843 >        else
844 >                copycolor(ar.rcoef, h->acoef);
845 >        if (rayorigin(&ar, AMBIENT, r, ar.rcoef) < 0)
846                  return(-1);
847 +        if (ambacc > FTINY) {
848 +                multcolor(ar.rcoef, h->acoef);
849 +                scalecolor(ar.rcoef, 1./AVGREFL);
850 +        }
851          hlist[0] = r->rno;
852          hlist[1] = dp->t;
853          hlist[2] = dp->p;
854          multisamp(spt, 2, urand(ilhash(hlist,3)+dp->n));
855          zd = sqrt((dp->t + spt[0])/h->nt);
856          phi = 2.0*PI * (dp->p + spt[1])/h->np;
857 <        xd = cos(phi) * zd;
858 <        yd = sin(phi) * zd;
857 >        xd = tcos(phi) * zd;
858 >        yd = tsin(phi) * zd;
859          zd = sqrt(1.0 - zd*zd);
860          for (i = 0; i < 3; i++)
861                  ar.rdir[i] =    xd*h->ux[i] +
862                                  yd*h->uy[i] +
863                                  zd*h->uz[i];
864 +        checknorm(ar.rdir);
865          dimlist[ndims++] = dp->t*h->np + dp->p + 90171;
866          rayvalue(&ar);
867          ndims--;
868 +        multcolor(ar.rcol, ar.rcoef);   /* apply coefficient */
869          addcolor(dp->v, ar.rcol);
870 +                                        /* use rt to improve gradient calc */
871          if (ar.rt > FTINY && ar.rt < FHUGE)
872                  dp->r += 1.0/ar.rt;
873                                          /* (re)initialize error */
# Line 99 | Line 881 | RAY  *r;
881   }
882  
883  
884 + static int
885 + ambcmp(                                 /* decreasing order */
886 +        const void *p1,
887 +        const void *p2
888 + )
889 + {
890 +        const AMBSAMP   *d1 = (const AMBSAMP *)p1;
891 +        const AMBSAMP   *d2 = (const AMBSAMP *)p2;
892 +
893 +        if (d1->k < d2->k)
894 +                return(1);
895 +        if (d1->k > d2->k)
896 +                return(-1);
897 +        return(0);
898 + }
899 +
900 +
901 + static int
902 + ambnorm(                                /* standard order */
903 +        const void *p1,
904 +        const void *p2
905 + )
906 + {
907 +        const AMBSAMP   *d1 = (const AMBSAMP *)p1;
908 +        const AMBSAMP   *d2 = (const AMBSAMP *)p2;
909 +        int     c;
910 +
911 +        if ( (c = d1->t - d2->t) )
912 +                return(c);
913 +        return(d1->p - d2->p);
914 + }
915 +
916 +
917   double
918 < doambient(acol, r, wt, pg, dg)          /* compute ambient component */
919 < COLOR  acol;
920 < RAY  *r;
921 < double  wt;
922 < FVECT  pg, dg;
918 > doambient(                              /* compute ambient component */
919 >        COLOR  rcol,
920 >        RAY  *r,
921 >        double  wt,
922 >        FVECT  pg,
923 >        FVECT  dg
924 > )
925   {
926 <        double  b, d;
926 >        double  b, d=0;
927          AMBHEMI  hemi;
928          AMBSAMP  *div;
929          AMBSAMP  dnew;
930 <        register AMBSAMP  *dp;
930 >        double  acol[3];
931 >        AMBSAMP  *dp;
932          double  arad;
933 <        int  ndivs, ns;
934 <        register int  i, j;
117 <                                        /* initialize color */
118 <        setcolor(acol, 0.0, 0.0, 0.0);
933 >        int  divcnt;
934 >        int  i, j;
935                                          /* initialize hemisphere */
936 <        inithemi(&hemi, r, wt);
937 <        ndivs = hemi.nt * hemi.np;
938 <        if (ndivs == 0)
936 >        inithemi(&hemi, rcol, r, wt);
937 >        divcnt = hemi.nt * hemi.np;
938 >                                        /* initialize */
939 >        if (pg != NULL)
940 >                pg[0] = pg[1] = pg[2] = 0.0;
941 >        if (dg != NULL)
942 >                dg[0] = dg[1] = dg[2] = 0.0;
943 >        setcolor(rcol, 0.0, 0.0, 0.0);
944 >        if (divcnt == 0)
945                  return(0.0);
946 <                                        /* set number of super-samples */
947 <        ns = ambssamp * wt + 0.5;
948 <        if (ns > 0 || pg != NULL || dg != NULL) {
127 <                div = (AMBSAMP *)malloc(ndivs*sizeof(AMBSAMP));
946 >                                        /* allocate super-samples */
947 >        if (hemi.ns > 0 || pg != NULL || dg != NULL) {
948 >                div = (AMBSAMP *)malloc(divcnt*sizeof(AMBSAMP));
949                  if (div == NULL)
950                          error(SYSTEM, "out of memory in doambient");
951          } else
952                  div = NULL;
953                                          /* sample the divisions */
954          arad = 0.0;
955 +        acol[0] = acol[1] = acol[2] = 0.0;
956          if ((dp = div) == NULL)
957                  dp = &dnew;
958 +        divcnt = 0;
959          for (i = 0; i < hemi.nt; i++)
960                  for (j = 0; j < hemi.np; j++) {
961                          dp->t = i; dp->p = j;
962                          setcolor(dp->v, 0.0, 0.0, 0.0);
963                          dp->r = 0.0;
964                          dp->n = 0;
965 <                        if (divsample(dp, &hemi, r) < 0)
966 <                                goto oopsy;
965 >                        if (divsample(dp, &hemi, r) < 0) {
966 >                                if (div != NULL)
967 >                                        dp++;
968 >                                continue;
969 >                        }
970 >                        arad += dp->r;
971 >                        divcnt++;
972                          if (div != NULL)
973                                  dp++;
974 <                        else {
974 >                        else
975                                  addcolor(acol, dp->v);
148 –                                arad += dp->r;
149 –                        }
976                  }
977 <        if (ns > 0) {                   /* perform super-sampling */
977 >        if (!divcnt) {
978 >                if (div != NULL)
979 >                        free((void *)div);
980 >                return(0.0);            /* no samples taken */
981 >        }
982 >        if (divcnt < hemi.nt*hemi.np) {
983 >                pg = dg = NULL;         /* incomplete sampling */
984 >                hemi.ns = 0;
985 >        } else if (arad > FTINY && divcnt/arad < minarad) {
986 >                hemi.ns = 0;            /* close enough */
987 >        } else if (hemi.ns > 0) {       /* else perform super-sampling? */
988                  comperrs(div, &hemi);                   /* compute errors */
989 <                qsort(div, ndivs, sizeof(AMBSAMP), ambcmp);     /* sort divs */
989 >                qsort(div, divcnt, sizeof(AMBSAMP), ambcmp);    /* sort divs */
990                                                  /* super-sample */
991 <                for (i = ns; i > 0; i--) {
992 <                        copystruct(&dnew, div);
993 <                        if (divsample(&dnew, &hemi, r) < 0)
994 <                                goto oopsy;
995 <                                                        /* reinsert */
996 <                        dp = div;
997 <                        j = ndivs < i ? ndivs : i;
991 >                for (i = hemi.ns; i > 0; i--) {
992 >                        dnew = *div;
993 >                        if (divsample(&dnew, &hemi, r) < 0) {
994 >                                dp++;
995 >                                continue;
996 >                        }
997 >                        dp = div;               /* reinsert */
998 >                        j = divcnt < i ? divcnt : i;
999                          while (--j > 0 && dnew.k < dp[1].k) {
1000 <                                copystruct(dp, dp+1);
1000 >                                *dp = *(dp+1);
1001                                  dp++;
1002                          }
1003 <                        copystruct(dp, &dnew);
1003 >                        *dp = dnew;
1004                  }
1005                  if (pg != NULL || dg != NULL)   /* restore order */
1006 <                        qsort(div, ndivs, sizeof(AMBSAMP), ambnorm);
1006 >                        qsort(div, divcnt, sizeof(AMBSAMP), ambnorm);
1007          }
1008                                          /* compute returned values */
1009          if (div != NULL) {
1010 <                for (i = ndivs, dp = div; i-- > 0; dp++) {
1010 >                arad = 0.0;             /* note: divcnt may be < nt*np */
1011 >                for (i = hemi.nt*hemi.np, dp = div; i-- > 0; dp++) {
1012                          arad += dp->r;
1013                          if (dp->n > 1) {
1014                                  b = 1.0/dp->n;
# Line 182 | Line 1020 | FVECT  pg, dg;
1020                  }
1021                  b = bright(acol);
1022                  if (b > FTINY) {
1023 <                        b = ndivs/b;
1023 >                        b = 1.0/b;      /* compute & normalize gradient(s) */
1024                          if (pg != NULL) {
1025                                  posgradient(pg, div, &hemi);
1026                                  for (i = 0; i < 3; i++)
# Line 193 | Line 1031 | FVECT  pg, dg;
1031                                  for (i = 0; i < 3; i++)
1032                                          dg[i] *= b;
1033                          }
196 –                } else {
197 –                        if (pg != NULL)
198 –                                for (i = 0; i < 3; i++)
199 –                                        pg[i] = 0.0;
200 –                        if (dg != NULL)
201 –                                for (i = 0; i < 3; i++)
202 –                                        dg[i] = 0.0;
1034                  }
1035 <                free((char *)div);
1035 >                free((void *)div);
1036          }
1037 <        b = 1.0/ndivs;
207 <        scalecolor(acol, b);
1037 >        copycolor(rcol, acol);
1038          if (arad <= FTINY)
1039                  arad = maxarad;
1040          else
1041 <                arad = (ndivs+ns)/arad;
1041 >                arad = (divcnt+hemi.ns)/arad;
1042          if (pg != NULL) {               /* reduce radius if gradient large */
1043                  d = DOT(pg,pg);
1044                  if (d*arad*arad > 1.0)
# Line 225 | Line 1055 | FVECT  pg, dg;
1055          if ((arad /= sqrt(wt)) > maxarad)
1056                  arad = maxarad;
1057          return(arad);
228 – oopsy:
229 –        if (div != NULL)
230 –                free((char *)div);
231 –        return(0.0);
1058   }
1059  
1060  
1061 < inithemi(hp, r, wt)             /* initialize sampling hemisphere */
1062 < register AMBHEMI  *hp;
1063 < RAY  *r;
1064 < double  wt;
1061 > void
1062 > comperrs(                       /* compute initial error estimates */
1063 >        AMBSAMP  *da,   /* assumes standard ordering */
1064 >        AMBHEMI  *hp
1065 > )
1066   {
240 –        register int  i;
241 –                                        /* set number of divisions */
242 –        if (wt < (.25*PI)/ambdiv+FTINY) {
243 –                hp->nt = hp->np = 0;
244 –                return;                 /* zero samples */
245 –        }
246 –        hp->nt = sqrt(ambdiv * wt / PI) + 0.5;
247 –        hp->np = PI * hp->nt + 0.5;
248 –                                        /* make axes */
249 –        VCOPY(hp->uz, r->ron);
250 –        hp->uy[0] = hp->uy[1] = hp->uy[2] = 0.0;
251 –        for (i = 0; i < 3; i++)
252 –                if (hp->uz[i] < 0.6 && hp->uz[i] > -0.6)
253 –                        break;
254 –        if (i >= 3)
255 –                error(CONSISTENCY, "bad ray direction in inithemi");
256 –        hp->uy[i] = 1.0;
257 –        fcross(hp->ux, hp->uy, hp->uz);
258 –        normalize(hp->ux);
259 –        fcross(hp->uy, hp->uz, hp->ux);
260 – }
261 –
262 –
263 – comperrs(da, hp)                /* compute initial error estimates */
264 – AMBSAMP  *da;           /* assumes standard ordering */
265 – register AMBHEMI  *hp;
266 – {
1067          double  b, b2;
1068          int  i, j;
1069 <        register AMBSAMP  *dp;
1069 >        AMBSAMP  *dp;
1070                                  /* sum differences from neighbors */
1071          dp = da;
1072          for (i = 0; i < hp->nt; i++)
# Line 310 | Line 1110 | register AMBHEMI  *hp;
1110   }
1111  
1112  
1113 < posgradient(gv, da, hp)                         /* compute position gradient */
1114 < FVECT  gv;
1115 < AMBSAMP  *da;                   /* assumes standard ordering */
1116 < register AMBHEMI  *hp;
1113 > void
1114 > posgradient(                                    /* compute position gradient */
1115 >        FVECT  gv,
1116 >        AMBSAMP  *da,                   /* assumes standard ordering */
1117 >        AMBHEMI  *hp
1118 > )
1119   {
1120 <        register int  i, j;
1120 >        int  i, j;
1121          double  nextsine, lastsine, b, d;
1122          double  mag0, mag1;
1123          double  phi, cosp, sinp, xd, yd;
1124 <        register AMBSAMP  *dp;
1124 >        AMBSAMP  *dp;
1125  
1126          xd = yd = 0.0;
1127          for (j = 0; j < hp->np; j++) {
# Line 357 | Line 1159 | register AMBHEMI  *hp;
1159                  }
1160                  mag0 *= 2.0*PI / hp->np;
1161                  phi = 2.0*PI * (double)j/hp->np;
1162 <                cosp = cos(phi); sinp = sin(phi);
1162 >                cosp = tcos(phi); sinp = tsin(phi);
1163                  xd += mag0*cosp - mag1*sinp;
1164                  yd += mag0*sinp + mag1*cosp;
1165          }
1166          for (i = 0; i < 3; i++)
1167 <                gv[i] = (xd*hp->ux[i] + yd*hp->uy[i])/PI;
1167 >                gv[i] = (xd*hp->ux[i] + yd*hp->uy[i])*(hp->nt*hp->np)/PI;
1168   }
1169  
1170  
1171 < dirgradient(gv, da, hp)                         /* compute direction gradient */
1172 < FVECT  gv;
1173 < AMBSAMP  *da;                   /* assumes standard ordering */
1174 < register AMBHEMI  *hp;
1171 > void
1172 > dirgradient(                                    /* compute direction gradient */
1173 >        FVECT  gv,
1174 >        AMBSAMP  *da,                   /* assumes standard ordering */
1175 >        AMBHEMI  *hp
1176 > )
1177   {
1178 <        register int  i, j;
1178 >        int  i, j;
1179          double  mag;
1180          double  phi, xd, yd;
1181 <        register AMBSAMP  *dp;
1181 >        AMBSAMP  *dp;
1182  
1183          xd = yd = 0.0;
1184          for (j = 0; j < hp->np; j++) {
# Line 391 | Line 1195 | register AMBHEMI  *hp;
1195                          dp += hp->np;
1196                  }
1197                  phi = 2.0*PI * (j+.5)/hp->np + PI/2.0;
1198 <                xd += mag * cos(phi);
1199 <                yd += mag * sin(phi);
1198 >                xd += mag * tcos(phi);
1199 >                yd += mag * tsin(phi);
1200          }
1201          for (i = 0; i < 3; i++)
1202 <                gv[i] = (xd*hp->ux[i] + yd*hp->uy[i])/(hp->nt*hp->np);
1202 >                gv[i] = xd*hp->ux[i] + yd*hp->uy[i];
1203   }
1204 +
1205 + #endif  /* ! NEWAMB */

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