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 2.42 by greg, Wed Apr 30 23:44:06 2014 UTC vs.
Revision 2.95 by greg, Fri Apr 19 01:52:50 2024 UTC

# Line 8 | Line 8 | static const char      RCSid[] = "$Id$";
8   *      for Irradiance Caching" by Schwarzhaupt, Wann Jensen, & Jarosz
9   *      from ACM SIGGRAPH Asia 2012 conference proceedings.
10   *
11 + *  Added book-keeping optimization to avoid calculations that would
12 + *      cancel due to traversal both directions on edges that are adjacent
13 + *      to same-valued triangles.  This cuts about half of Hessian math.
14 + *
15   *  Declarations of external symbols in ambient.h
16   */
17  
# Line 17 | Line 21 | static const char      RCSid[] = "$Id$";
21   #include  "ambient.h"
22   #include  "random.h"
23  
24 < #ifdef NEWAMB
24 > #ifndef MINADIV
25 > #define MINADIV         7       /* minimum # divisions in each dimension */
26 > #endif
27  
28 < extern void             SDsquare2disk(double ds[2], double seedx, double seedy);
28 > typedef struct {
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 */
26 –        FVECT   ux, uy;         /* tangent axis unit vectors */
36          int     ns;             /* number of samples per axis */
37 <        COLOR   acoef;          /* division contribution coefficient */
38 <        struct s_ambsamp {
39 <                COLOR   v;              /* hemisphere sample value */
40 <                FVECT   p;              /* intersection point */
41 <        } sa[1];                /* sample array (extends struct) */
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 < typedef struct s_ambsamp        AMBSAMP;
46 > #define AI(h,i,j)       ((i)*(h)->ns + (j))
47 > #define ambsam(h,i,j)   (h)->sa[AI(h,i,j)]
48  
37 – #define ambsamp(h,i,j)  (h)->sa[(i)*(h)->ns + (j)]
38 –
49   typedef struct {
50          FVECT   r_i, r_i1, e_i, rcp, rI2_eJ2;
51          double  I1, I2;
52   } FFTRI;                /* vectors and coefficients for Hessian calculation */
53  
54  
55 < static AMBHEMI *
56 < inithemi(                       /* initialize sampling hemisphere */
57 <        COLOR   ac,
58 <        RAY     *r,
59 <        double  wt
55 > static int
56 > ambcollision(                           /* proposed direciton collides? */
57 >        AMBHEMI *hp,
58 >        int     i,
59 >        int     j,
60 >        FVECT   dv
61   )
62   {
63 <        AMBHEMI *hp;
64 <        double  d;
65 <        int     n, i;
66 <                                        /* set number of divisions */
67 <        if (ambacc <= FTINY &&
68 <                        wt > (d = 0.8*intens(ac)*r->rweight/(ambdiv*minweight)))
69 <                wt = d;                 /* avoid ray termination */
70 <        n = sqrt(ambdiv * wt) + 0.5;
71 <        i = 1 + 5*(ambacc > FTINY);     /* minimum number of samples */
72 <        if (n < i)
73 <                n = i;
74 <                                        /* allocate sampling array */
75 <        hp = (AMBHEMI *)malloc(sizeof(AMBHEMI) + sizeof(AMBSAMP)*(n*n - 1));
76 <        if (hp == NULL)
77 <                return(NULL);
78 <        hp->rp = r;
79 <        hp->ns = n;
80 <                                        /* assign coefficient */
81 <        copycolor(hp->acoef, ac);
82 <        d = 1.0/(n*n);
83 <        scalecolor(hp->acoef, d);
84 <                                        /* make tangent plane axes */
85 <        hp->uy[0] = 0.5 - frandom();
86 <        hp->uy[1] = 0.5 - frandom();
87 <        hp->uy[2] = 0.5 - frandom();
88 <        for (i = 3; i--; )
78 <                if ((-0.6 < r->ron[i]) & (r->ron[i] < 0.6))
79 <                        break;
80 <        if (i < 0)
81 <                error(CONSISTENCY, "bad ray direction in inithemi");
82 <        hp->uy[i] = 1.0;
83 <        VCROSS(hp->ux, hp->uy, r->ron);
84 <        normalize(hp->ux);
85 <        VCROSS(hp->uy, r->ron, hp->ux);
86 <                                        /* we're ready to sample */
87 <        return(hp);
63 >        double  cos_thresh;
64 >        int     ii, jj;
65 >                                        /* min. spacing = 1/4th division */
66 >        cos_thresh = (PI/4.)/(double)hp->ns;
67 >        cos_thresh = 1. - .5*cos_thresh*cos_thresh;
68 >                                        /* check existing neighbors */
69 >        for (ii = i-1; ii <= i+1; ii++) {
70 >                if (ii < 0) continue;
71 >                if (ii >= hp->ns) break;
72 >                for (jj = j-1; jj <= j+1; jj++) {
73 >                        AMBSAMP *ap;
74 >                        FVECT   avec;
75 >                        double  dprod;
76 >                        if (jj < 0) continue;
77 >                        if (jj >= hp->ns) break;
78 >                        if ((ii==i) & (jj==j)) continue;
79 >                        ap = &ambsam(hp,ii,jj);
80 >                        if (ap->d <= .5/FHUGE)
81 >                                continue;       /* no one home */
82 >                        VSUB(avec, ap->p, hp->rp->rop);
83 >                        dprod = DOT(avec, dv);
84 >                        if (dprod >= cos_thresh*VLEN(avec))
85 >                                return(1);      /* collision */
86 >                }
87 >        }
88 >        return(0);                      /* nothing to worry about */
89   }
90  
91  
91 – /* Prepare ambient division sample */
92   static int
93 < prepambsamp(RAY *arp, AMBHEMI *hp, int i, int j, int n)
93 > ambsample(                              /* initial ambient division sample */
94 >        AMBHEMI *hp,
95 >        int     i,
96 >        int     j,
97 >        int     n
98 > )
99   {
100 +        AMBSAMP *ap = &ambsam(hp,i,j);
101 +        RAY     ar;
102          int     hlist[3], ii;
103 <        double  spt[2], zd;
103 >        double  ss[2];
104 >        RREAL   spt[2];
105 >        double  zd;
106 >                                        /* generate hemispherical sample */
107                                          /* ambient coefficient for weight */
108          if (ambacc > FTINY)
109 <                setcolor(arp->rcoef, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
109 >                setscolor(ar.rcoef, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
110          else
111 <                copycolor(arp->rcoef, hp->acoef);
112 <        if (rayorigin(arp, AMBIENT, hp->rp, arp->rcoef) < 0)
111 >                copyscolor(ar.rcoef, hp->acoef);
112 >        if (rayorigin(&ar, hp->atyp, hp->rp, ar.rcoef) < 0)
113                  return(0);
114          if (ambacc > FTINY) {
115 <                multcolor(arp->rcoef, hp->acoef);
116 <                scalecolor(arp->rcoef, 1./AVGREFL);
115 >                smultscolor(ar.rcoef, hp->acoef);
116 >                scalescolor(ar.rcoef, 1./AVGREFL);
117          }
118          hlist[0] = hp->rp->rno;
119 <        hlist[1] = i;
120 <        hlist[2] = j;
121 <        multisamp(spt, 2, urand(ilhash(hlist,3)+n));
122 <        if (!n) {                       /* avoid border samples for n==0 */
123 <                if ((spt[0] < 0.1) | (spt[0] > 0.9))
114 <                        spt[0] = 0.1 + 0.8*frandom();
115 <                if ((spt[1] < 0.1) | (spt[1] > 0.9))
116 <                        spt[1] = 0.1 + 0.8*frandom();
117 <        }
118 <        SDsquare2disk(spt, (i+spt[0])/hp->ns, (j+spt[1])/hp->ns);
119 >        hlist[1] = AI(hp,i,j);
120 >        hlist[2] = samplendx;
121 >        multisamp(ss, 2, urand(ilhash(hlist,3)+n));
122 > resample:
123 >        square2disk(spt, (j+ss[1])/hp->ns, (i+ss[0])/hp->ns);
124          zd = sqrt(1. - spt[0]*spt[0] - spt[1]*spt[1]);
125          for (ii = 3; ii--; )
126 <                arp->rdir[ii] = spt[0]*hp->ux[ii] +
126 >                ar.rdir[ii] =   spt[0]*hp->ux[ii] +
127                                  spt[1]*hp->uy[ii] +
128 <                                zd*hp->rp->ron[ii];
129 <        checknorm(arp->rdir);
130 <        return(1);
131 < }
132 <
133 <
134 < static AMBSAMP *
135 < ambsample(                              /* sample an ambient direction */
131 <        AMBHEMI *hp,
132 <        int     i,
133 <        int     j
134 < )
135 < {
136 <        AMBSAMP *ap = &ambsamp(hp,i,j);
137 <        RAY     ar;
138 <                                        /* generate hemispherical sample */
139 <        if (!prepambsamp(&ar, hp, i, j, 0))
140 <                goto badsample;
141 <        dimlist[ndims++] = i*hp->ns + j + 90171;
128 >                                zd*hp->onrm[ii];
129 >        checknorm(ar.rdir);
130 >                                        /* avoid coincident samples */
131 >        if (!n && hp->ns >= 4 && ambcollision(hp, i, j, ar.rdir)) {
132 >                ss[0] = frandom(); ss[1] = frandom();
133 >                goto resample;          /* reject this sample */
134 >        }
135 >        dimlist[ndims++] = AI(hp,i,j) + 90171;
136          rayvalue(&ar);                  /* evaluate ray */
137          ndims--;
138 <                                        /* limit vertex distance */
139 <        if (ar.rt > 10.0*thescene.cusize)
140 <                ar.rt = 10.0*thescene.cusize;
141 <        else if (ar.rt <= FTINY)        /* should never happen! */
142 <                goto badsample;
143 <        VSUM(ap->p, ar.rorg, ar.rdir, ar.rt);
144 <        multcolor(ar.rcol, ar.rcoef);   /* apply coefficient */
145 <        copycolor(ap->v, ar.rcol);
146 <        return(ap);
147 < badsample:
148 <        setcolor(ap->v, 0., 0., 0.);
149 <        VCOPY(ap->p, hp->rp->rop);
150 <        return(NULL);
138 >        zd = raydistance(&ar);
139 >        if (zd <= FTINY)
140 >                return(0);              /* should never happen */
141 >        smultscolor(ar.rcol, ar.rcoef); /* apply coefficient */
142 >        if (zd*ap->d < 1.0)             /* new/closer distance? */
143 >                ap->d = 1.0/zd;
144 >        if (!n) {                       /* record first vertex & value */
145 >                if (zd > 10.0*thescene.cusize + 1000.)
146 >                        zd = 10.0*thescene.cusize + 1000.;
147 >                VSUM(ap->p, ar.rorg, ar.rdir, zd);
148 >                copyscolor(ap->v, ar.rcol);
149 >        } else {                        /* else update recorded value */
150 >                sopscolor(hp->acol, -=, ap->v);
151 >                zd = 1.0/(double)(n+1);
152 >                scalescolor(ar.rcol, zd);
153 >                zd *= (double)n;
154 >                scalescolor(ap->v, zd);
155 >                saddscolor(ap->v, ar.rcol);
156 >        }
157 >        saddscolor(hp->acol, ap->v);    /* add to our sum */
158 >        return(1);
159   }
160  
161  
162 < /* Estimate errors based on ambient division differences */
162 > /* Estimate variance based on ambient division differences */
163   static float *
164   getambdiffs(AMBHEMI *hp)
165   {
166 <        float   *earr = calloc(hp->ns*hp->ns, sizeof(float));
166 >        const double    normf = 1./(pbright(hp->acoef) + FTINY);
167 >        float   *earr = (float *)calloc(2*hp->ns*hp->ns, sizeof(float));
168          float   *ep;
169          AMBSAMP *ap;
170 <        double  b, d2;
170 >        double  b, b1, d2;
171          int     i, j;
172  
173          if (earr == NULL)               /* out of memory? */
174                  return(NULL);
175 <                                        /* compute squared neighbor diffs */
176 <        for (ap = hp->sa, ep = earr, i = 0; i < hp->ns; i++)
175 >                                        /* sum squared neighbor diffs */
176 >        ap = hp->sa;
177 >        ep = earr + hp->ns*hp->ns;      /* original estimates to scratch */
178 >        for (i = 0; i < hp->ns; i++)
179              for (j = 0; j < hp->ns; j++, ap++, ep++) {
180 <                b = bright(ap[0].v);
180 >                b = pbright(ap[0].v);
181                  if (i) {                /* from above */
182 <                        d2 = b - bright(ap[-hp->ns].v);
183 <                        d2 *= d2;
182 >                        b1 = pbright(ap[-hp->ns].v);
183 >                        d2 = b - b1;
184 >                        d2 *= d2*normf/(b + b1 + FTINY);
185                          ep[0] += d2;
186                          ep[-hp->ns] += d2;
187                  }
188 <                if (j) {                /* from behind */
189 <                        d2 = b - bright(ap[-1].v);
190 <                        d2 *= d2;
191 <                        ep[0] += d2;
192 <                        ep[-1] += d2;
193 <                }
188 >                if (!j) continue;
189 >                                        /* from behind */
190 >                b1 = pbright(ap[-1].v);
191 >                d2 = b - b1;
192 >                d2 *= d2*normf/(b + b1 + FTINY);
193 >                ep[0] += d2;
194 >                ep[-1] += d2;
195 >                if (!i) continue;
196 >                                        /* diagonal */
197 >                b1 = pbright(ap[-hp->ns-1].v);
198 >                d2 = b - b1;
199 >                d2 *= d2*normf/(b + b1 + FTINY);
200 >                ep[0] += d2;
201 >                ep[-hp->ns-1] += d2;
202              }
203                                          /* correct for number of neighbors */
204 <        earr[0] *= 2.f;
205 <        earr[hp->ns-1] *= 2.f;
206 <        earr[(hp->ns-1)*hp->ns] *= 2.f;
207 <        earr[(hp->ns-1)*hp->ns + hp->ns-1] *= 2.f;
204 >        ep = earr + hp->ns*hp->ns;
205 >        ep[0] *= 6./3.;
206 >        ep[hp->ns-1] *= 6./3.;
207 >        ep[(hp->ns-1)*hp->ns] *= 6./3.;
208 >        ep[(hp->ns-1)*hp->ns + hp->ns-1] *= 6./3.;
209          for (i = 1; i < hp->ns-1; i++) {
210 <                earr[i*hp->ns] *= 4./3.;
211 <                earr[i*hp->ns + hp->ns-1] *= 4./3.;
210 >                ep[i*hp->ns] *= 6./5.;
211 >                ep[i*hp->ns + hp->ns-1] *= 6./5.;
212          }
213          for (j = 1; j < hp->ns-1; j++) {
214 <                earr[j] *= 4./3.;
215 <                earr[(hp->ns-1)*hp->ns + j] *= 4./3.;
214 >                ep[j] *= 6./5.;
215 >                ep[(hp->ns-1)*hp->ns + j] *= 6./5.;
216          }
217 +                                        /* blur final map to reduce bias */
218 +        for (i = 0; i < hp->ns-1; i++) {
219 +            float  *ep2;
220 +            ep = earr + i*hp->ns;
221 +            ep2 = ep + hp->ns*hp->ns;
222 +            for (j = 0; j < hp->ns-1; j++, ep++, ep2++) {
223 +                ep[0] += .5*ep2[0] + .125*(ep2[1] + ep2[hp->ns]);
224 +                ep[1] += .125*ep2[0];
225 +                ep[hp->ns] += .125*ep2[0];
226 +            }
227 +        }
228          return(earr);
229   }
230  
231  
232 < /* Perform super-sampling on hemisphere */
232 > /* Perform super-sampling on hemisphere (introduces bias) */
233   static void
234 < ambsupersamp(double acol[3], AMBHEMI *hp, int cnt)
234 > ambsupersamp(AMBHEMI *hp, int cnt)
235   {
236          float   *earr = getambdiffs(hp);
237 <        double  e2sum = 0;
212 <        AMBSAMP *ap;
213 <        RAY     ar;
214 <        COLOR   asum;
237 >        double  e2rem = 0;
238          float   *ep;
239 <        int     i, j, n;
239 >        int     i, j, n, nss;
240  
241          if (earr == NULL)               /* just skip calc. if no memory */
242                  return;
243 <                                        /* add up estimated variances */
244 <        for (ep = earr + hp->ns*hp->ns; ep-- > earr; )
245 <                e2sum += *ep;
243 >                                        /* accumulate estimated variances */
244 >        for (ep = earr + hp->ns*hp->ns; ep > earr; )
245 >                e2rem += *--ep;
246          ep = earr;                      /* perform super-sampling */
247 <        for (ap = hp->sa, i = 0; i < hp->ns; i++)
248 <            for (j = 0; j < hp->ns; j++, ap++) {
249 <                int     nss = *ep/e2sum*cnt + frandom();
250 <                setcolor(asum, 0., 0., 0.);
251 <                for (n = 1; n <= nss; n++) {
252 <                        if (!prepambsamp(&ar, hp, i, j, n)) {
253 <                                nss = n-1;
254 <                                break;
232 <                        }
233 <                        dimlist[ndims++] = i*hp->ns + j + 90171;
234 <                        rayvalue(&ar);  /* evaluate super-sample */
235 <                        ndims--;
236 <                        multcolor(ar.rcol, ar.rcoef);
237 <                        addcolor(asum, ar.rcol);
238 <                }
239 <                if (nss) {              /* update returned ambient value */
240 <                        const double    ssf = 1./(nss + 1);
241 <                        for (n = 3; n--; )
242 <                                acol[n] += ssf*colval(asum,n) +
243 <                                                (ssf - 1.)*colval(ap->v,n);
244 <                }
245 <                e2sum -= *ep++;         /* update remainders */
246 <                cnt -= nss;
247 >        for (i = 0; i < hp->ns; i++)
248 >            for (j = 0; j < hp->ns; j++) {
249 >                if (e2rem <= FTINY)
250 >                        goto done;      /* nothing left to do */
251 >                nss = *ep/e2rem*cnt + frandom();
252 >                for (n = 1; n <= nss && ambsample(hp,i,j,n); n++)
253 >                        if (!--cnt) goto done;
254 >                e2rem -= *ep++;         /* update remainder */
255          }
256 + done:
257          free(earr);
258   }
259  
260  
261 + static AMBHEMI *
262 + samp_hemi(                              /* sample indirect hemisphere */
263 +        SCOLOR  rcol,
264 +        RAY     *r,
265 +        double  wt
266 + )
267 + {
268 +        int     backside = (wt < 0);
269 +        AMBHEMI *hp;
270 +        double  d;
271 +        int     n, i, j;
272 +                                        /* insignificance check */
273 +        d = sintens(rcol);
274 +        if (d <= FTINY)
275 +                return(NULL);
276 +                                        /* set number of divisions */
277 +        if (backside) wt = -wt;
278 +        if (ambacc <= FTINY &&
279 +                        wt > (d *= 0.8*r->rweight/(ambdiv*minweight + 1e-20)))
280 +                wt = d;                 /* avoid ray termination */
281 +        n = sqrt(ambdiv * wt) + 0.5;
282 +        i = 1 + (MINADIV-1)*(ambacc > FTINY);
283 +        if (n < i)                      /* use minimum number of samples? */
284 +                n = i;
285 +                                        /* allocate sampling array */
286 +        hp = (AMBHEMI *)malloc(sizeof(AMBHEMI) + sizeof(AMBSAMP)*(n*n - 1));
287 +        if (hp == NULL)
288 +                error(SYSTEM, "out of memory in samp_hemi");
289 +
290 +        if (backside) {
291 +                hp->atyp = TAMBIENT;
292 +                hp->onrm[0] = -r->ron[0];
293 +                hp->onrm[1] = -r->ron[1];
294 +                hp->onrm[2] = -r->ron[2];
295 +        } else {
296 +                hp->atyp = RAMBIENT;
297 +                VCOPY(hp->onrm, r->ron);
298 +        }
299 +        hp->rp = r;
300 +        hp->ns = n;
301 +        scolorblack(hp->acol);
302 +        memset(hp->sa, 0, sizeof(AMBSAMP)*n*n);
303 +        hp->sampOK = 0;
304 +                                        /* assign coefficient */
305 +        copyscolor(hp->acoef, rcol);
306 +        d = 1.0/(n*n);
307 +        scalescolor(hp->acoef, d);
308 +                                        /* make tangent plane axes */
309 +        if (!getperpendicular(hp->ux, hp->onrm, 1))
310 +                error(CONSISTENCY, "bad ray direction in samp_hemi");
311 +        VCROSS(hp->uy, hp->onrm, hp->ux);
312 +                                        /* sample divisions */
313 +        for (i = hp->ns; i--; )
314 +            for (j = hp->ns; j--; )
315 +                hp->sampOK += ambsample(hp, i, j, 0);
316 +        copyscolor(rcol, hp->acol);
317 +        if (!hp->sampOK) {              /* utter failure? */
318 +                free(hp);
319 +                return(NULL);
320 +        }
321 +        if (hp->sampOK < hp->ns*hp->ns) {
322 +                hp->sampOK *= -1;       /* soft failure */
323 +                return(hp);
324 +        }
325 +        if (hp->sampOK <= MINADIV*MINADIV)
326 +                return(hp);             /* don't bother super-sampling */
327 +        n = ambssamp*wt + 0.5;
328 +        if (n >= 4*hp->ns) {            /* perform super-sampling? */
329 +                ambsupersamp(hp, n);
330 +                copyscolor(rcol, hp->acol);
331 +        }
332 +        return(hp);                     /* all is well */
333 + }
334 +
335 +
336 + /* Return brightness of farthest ambient sample */
337 + static double
338 + back_ambval(AMBHEMI *hp, const int n1, const int n2, const int n3)
339 + {
340 +        if (hp->sa[n1].d <= hp->sa[n2].d) {
341 +                if (hp->sa[n1].d <= hp->sa[n3].d)
342 +                        return(hp->sa[n1].v[0]);
343 +                return(hp->sa[n3].v[0]);
344 +        }
345 +        if (hp->sa[n2].d <= hp->sa[n3].d)
346 +                return(hp->sa[n2].v[0]);
347 +        return(hp->sa[n3].v[0]);
348 + }
349 +
350 +
351   /* Compute vectors and coefficients for Hessian/gradient calcs */
352   static void
353 < comp_fftri(FFTRI *ftp, FVECT ap0, FVECT ap1, FVECT rop)
353 > comp_fftri(FFTRI *ftp, AMBHEMI *hp, const int n0, const int n1)
354   {
355          double  rdot_cp, dot_e, dot_er, rdot_r, rdot_r1, J2;
356 <        int     i;
356 >        int     ii;
357  
358 <        VSUB(ftp->r_i, ap0, rop);
359 <        VSUB(ftp->r_i1, ap1, rop);
360 <        VSUB(ftp->e_i, ap1, ap0);
358 >        VSUB(ftp->r_i, hp->sa[n0].p, hp->rp->rop);
359 >        VSUB(ftp->r_i1, hp->sa[n1].p, hp->rp->rop);
360 >        VSUB(ftp->e_i, hp->sa[n1].p, hp->sa[n0].p);
361          VCROSS(ftp->rcp, ftp->r_i, ftp->r_i1);
362          rdot_cp = 1.0/DOT(ftp->rcp,ftp->rcp);
363          dot_e = DOT(ftp->e_i,ftp->e_i);
# Line 270 | Line 369 | comp_fftri(FFTRI *ftp, FVECT ap0, FVECT ap1, FVECT rop
369          ftp->I2 = ( DOT(ftp->e_i, ftp->r_i1)*rdot_r1 - dot_er*rdot_r +
370                          dot_e*ftp->I1 )*0.5*rdot_cp;
371          J2 =  ( 0.5*(rdot_r - rdot_r1) - dot_er*ftp->I2 ) / dot_e;
372 <        for (i = 3; i--; )
373 <                ftp->rI2_eJ2[i] = ftp->I2*ftp->r_i[i] + J2*ftp->e_i[i];
372 >        for (ii = 3; ii--; )
373 >                ftp->rI2_eJ2[ii] = ftp->I2*ftp->r_i[ii] + J2*ftp->e_i[ii];
374   }
375  
376  
# Line 320 | Line 419 | comp_hessian(FVECT hess[3], FFTRI *ftp, FVECT nrm)
419                  hess[i][j] = m1[i][j] + d1*( I3*m2[i][j] + K3*m3[i][j] +
420                                                  2.0*J3*m4[i][j] );
421                  hess[i][j] += d2*(i==j);
422 <                hess[i][j] *= 1.0/PI;
422 >                hess[i][j] *= -1.0/PI;
423              }
424   }
425  
# Line 342 | Line 441 | rev_hessian(FVECT hess[3])
441   /* Add to radiometric Hessian from the given triangle */
442   static void
443   add2hessian(FVECT hess[3], FVECT ehess1[3],
444 <                FVECT ehess2[3], FVECT ehess3[3], COLORV v)
444 >                FVECT ehess2[3], FVECT ehess3[3], double v)
445   {
446          int     i, j;
447  
# Line 363 | Line 462 | comp_gradient(FVECT grad, FFTRI *ftp, FVECT nrm)
462          f1 = 2.0*DOT(nrm, ftp->rcp);
463          VCROSS(ncp, nrm, ftp->e_i);
464          for (i = 3; i--; )
465 <                grad[i] = (-0.5/PI)*( ftp->I1*ncp[i] + f1*ftp->rI2_eJ2[i] );
465 >                grad[i] = (0.5/PI)*( ftp->I1*ncp[i] + f1*ftp->rI2_eJ2[i] );
466   }
467  
468  
# Line 379 | Line 478 | rev_gradient(FVECT grad)
478  
479   /* Add to displacement gradient from the given triangle */
480   static void
481 < add2gradient(FVECT grad, FVECT egrad1, FVECT egrad2, FVECT egrad3, COLORV v)
481 > add2gradient(FVECT grad, FVECT egrad1, FVECT egrad2, FVECT egrad3, double v)
482   {
483          int     i;
484  
# Line 388 | Line 487 | add2gradient(FVECT grad, FVECT egrad1, FVECT egrad2, F
487   }
488  
489  
391 – /* Return brightness of furthest ambient sample */
392 – static COLORV
393 – back_ambval(AMBSAMP *ap1, AMBSAMP *ap2, AMBSAMP *ap3, FVECT orig)
394 – {
395 –        COLORV  vback;
396 –        FVECT   vec;
397 –        double  d2, d2best;
398 –
399 –        VSUB(vec, ap1->p, orig);
400 –        d2best = DOT(vec,vec);
401 –        vback = colval(ap1->v,CIEY);
402 –        VSUB(vec, ap2->p, orig);
403 –        d2 = DOT(vec,vec);
404 –        if (d2 > d2best) {
405 –                d2best = d2;
406 –                vback = colval(ap2->v,CIEY);
407 –        }
408 –        VSUB(vec, ap3->p, orig);
409 –        d2 = DOT(vec,vec);
410 –        if (d2 > d2best)
411 –                return(colval(ap3->v,CIEY));
412 –        return(vback);
413 – }
414 –
415 –
490   /* Compute anisotropic radii and eigenvector directions */
491 < static int
491 > static void
492   eigenvectors(FVECT uv[2], float ra[2], FVECT hessian[3])
493   {
494          double  hess2[2][2];
# Line 436 | Line 510 | eigenvectors(FVECT uv[2], float ra[2], FVECT hessian[3
510          if (i == 1)                     /* double-root (circle) */
511                  evalue[1] = evalue[0];
512          if (!i || ((evalue[0] = fabs(evalue[0])) <= FTINY*FTINY) |
513 <                        ((evalue[1] = fabs(evalue[1])) <= FTINY*FTINY) )
514 <                error(INTERNAL, "bad eigenvalue calculation");
515 <
513 >                        ((evalue[1] = fabs(evalue[1])) <= FTINY*FTINY) ) {
514 >                ra[0] = ra[1] = maxarad;
515 >                return;
516 >        }
517          if (evalue[0] > evalue[1]) {
518                  ra[0] = sqrt(sqrt(4.0/evalue[0]));
519                  ra[1] = sqrt(sqrt(4.0/evalue[1]));
# Line 496 | Line 571 | ambHessian(                            /* anisotropic radii & pos. gradient */
571          }
572                                          /* compute first row of edges */
573          for (j = 0; j < hp->ns-1; j++) {
574 <                comp_fftri(&fftr, ambsamp(hp,0,j).p,
500 <                                ambsamp(hp,0,j+1).p, hp->rp->rop);
574 >                comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,0,j), AI(hp,0,j+1));
575                  if (hessrow != NULL)
576 <                        comp_hessian(hessrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
576 >                        comp_hessian(hessrow[j], &fftr, hp->onrm);
577                  if (gradrow != NULL)
578 <                        comp_gradient(gradrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
578 >                        comp_gradient(gradrow[j], &fftr, hp->onrm);
579          }
580                                          /* sum each row of triangles */
581          for (i = 0; i < hp->ns-1; i++) {
582              FVECT       hesscol[3];     /* compute first vertical edge */
583              FVECT       gradcol;
584 <            comp_fftri(&fftr, ambsamp(hp,i,0).p,
511 <                        ambsamp(hp,i+1,0).p, hp->rp->rop);
584 >            comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i,0), AI(hp,i+1,0));
585              if (hessrow != NULL)
586 <                comp_hessian(hesscol, &fftr, hp->rp->ron);
586 >                comp_hessian(hesscol, &fftr, hp->onrm);
587              if (gradrow != NULL)
588 <                comp_gradient(gradcol, &fftr, hp->rp->ron);
588 >                comp_gradient(gradcol, &fftr, hp->onrm);
589              for (j = 0; j < hp->ns-1; j++) {
590                  FVECT   hessdia[3];     /* compute triangle contributions */
591                  FVECT   graddia;
592 <                COLORV  backg;
593 <                backg = back_ambval(&ambsamp(hp,i,j), &ambsamp(hp,i,j+1),
594 <                                        &ambsamp(hp,i+1,j), hp->rp->rop);
592 >                double  backg;
593 >                backg = back_ambval(hp, AI(hp,i,j),
594 >                                        AI(hp,i,j+1), AI(hp,i+1,j));
595                                          /* diagonal (inner) edge */
596 <                comp_fftri(&fftr, ambsamp(hp,i,j+1).p,
524 <                                ambsamp(hp,i+1,j).p, hp->rp->rop);
596 >                comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i,j+1), AI(hp,i+1,j));
597                  if (hessrow != NULL) {
598 <                    comp_hessian(hessdia, &fftr, hp->rp->ron);
598 >                    comp_hessian(hessdia, &fftr, hp->onrm);
599                      rev_hessian(hesscol);
600                      add2hessian(hessian, hessrow[j], hessdia, hesscol, backg);
601                  }
602                  if (gradrow != NULL) {
603 <                    comp_gradient(graddia, &fftr, hp->rp->ron);
603 >                    comp_gradient(graddia, &fftr, hp->onrm);
604                      rev_gradient(gradcol);
605                      add2gradient(gradient, gradrow[j], graddia, gradcol, backg);
606                  }
607                                          /* initialize edge in next row */
608 <                comp_fftri(&fftr, ambsamp(hp,i+1,j+1).p,
537 <                                ambsamp(hp,i+1,j).p, hp->rp->rop);
608 >                comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i+1,j+1), AI(hp,i+1,j));
609                  if (hessrow != NULL)
610 <                    comp_hessian(hessrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
610 >                    comp_hessian(hessrow[j], &fftr, hp->onrm);
611                  if (gradrow != NULL)
612 <                    comp_gradient(gradrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
612 >                    comp_gradient(gradrow[j], &fftr, hp->onrm);
613                                          /* new column edge & paired triangle */
614 <                backg = back_ambval(&ambsamp(hp,i,j+1), &ambsamp(hp,i+1,j+1),
615 <                                        &ambsamp(hp,i+1,j), hp->rp->rop);
616 <                comp_fftri(&fftr, ambsamp(hp,i,j+1).p, ambsamp(hp,i+1,j+1).p,
546 <                                hp->rp->rop);
614 >                backg = back_ambval(hp, AI(hp,i+1,j+1),
615 >                                        AI(hp,i+1,j), AI(hp,i,j+1));
616 >                comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i,j+1), AI(hp,i+1,j+1));
617                  if (hessrow != NULL) {
618 <                    comp_hessian(hesscol, &fftr, hp->rp->ron);
618 >                    comp_hessian(hesscol, &fftr, hp->onrm);
619                      rev_hessian(hessdia);
620                      add2hessian(hessian, hessrow[j], hessdia, hesscol, backg);
621                      if (i < hp->ns-2)
622                          rev_hessian(hessrow[j]);
623                  }
624                  if (gradrow != NULL) {
625 <                    comp_gradient(gradcol, &fftr, hp->rp->ron);
625 >                    comp_gradient(gradcol, &fftr, hp->onrm);
626                      rev_gradient(graddia);
627                      add2gradient(gradient, gradrow[j], graddia, gradcol, backg);
628                      if (i < hp->ns-2)
# Line 588 | Line 658 | ambdirgrad(AMBHEMI *hp, FVECT uv[2], float dg[2])
658                                          /* use vector for azimuth + 90deg */
659                  VSUB(vd, ap->p, hp->rp->rop);
660                                          /* brightness over cosine factor */
661 <                gfact = colval(ap->v,CIEY) / DOT(hp->rp->ron, vd);
661 >                gfact = ap->v[0] / DOT(hp->onrm, vd);
662                                          /* sine = proj_radius/vd_length */
663                  dgsum[0] -= DOT(uv[1], vd) * gfact;
664                  dgsum[1] += DOT(uv[0], vd) * gfact;
# Line 598 | Line 668 | ambdirgrad(AMBHEMI *hp, FVECT uv[2], float dg[2])
668   }
669  
670  
671 + /* Compute potential light leak direction flags for cache value */
672 + static uint32
673 + ambcorral(AMBHEMI *hp, FVECT uv[2], const double r0, const double r1)
674 + {
675 +        const double    max_d = 1.0/(minarad*ambacc + 0.001);
676 +        const double    ang_res = 0.5*PI/hp->ns;
677 +        const double    ang_step = ang_res/((int)(16/PI*ang_res) + 1.01);
678 +        double          avg_d = 0;
679 +        uint32          flgs = 0;
680 +        FVECT           vec;
681 +        double          u, v;
682 +        double          ang, a1;
683 +        int             i, j;
684 +                                        /* don't bother for a few samples */
685 +        if (hp->ns < 8)
686 +                return(0);
687 +                                        /* check distances overhead */
688 +        for (i = hp->ns*3/4; i-- > hp->ns>>2; )
689 +            for (j = hp->ns*3/4; j-- > hp->ns>>2; )
690 +                avg_d += ambsam(hp,i,j).d;
691 +        avg_d *= 4.0/(hp->ns*hp->ns);
692 +        if (avg_d*r0 >= 1.0)            /* ceiling too low for corral? */
693 +                return(0);
694 +        if (avg_d >= max_d)             /* insurance */
695 +                return(0);
696 +                                        /* else circle around perimeter */
697 +        for (i = 0; i < hp->ns; i++)
698 +            for (j = 0; j < hp->ns; j += !i|(i==hp->ns-1) ? 1 : hp->ns-1) {
699 +                AMBSAMP *ap = &ambsam(hp,i,j);
700 +                if ((ap->d <= FTINY) | (ap->d >= max_d))
701 +                        continue;       /* too far or too near */
702 +                VSUB(vec, ap->p, hp->rp->rop);
703 +                u = DOT(vec, uv[0]);
704 +                v = DOT(vec, uv[1]);
705 +                if ((r0*r0*u*u + r1*r1*v*v) * ap->d*ap->d <= u*u + v*v)
706 +                        continue;       /* occluder outside ellipse */
707 +                ang = atan2a(v, u);     /* else set direction flags */
708 +                for (a1 = ang-ang_res; a1 <= ang+ang_res; a1 += ang_step)
709 +                        flgs |= 1L<<(int)(16/PI*(a1 + 2.*PI*(a1 < 0)));
710 +            }
711 +        return(flgs);
712 + }
713 +
714 +
715   int
716   doambient(                              /* compute ambient component */
717 <        COLOR   rcol,                   /* input/output color */
717 >        SCOLOR  rcol,                   /* input/output color */
718          RAY     *r,
719 <        double  wt,
719 >        double  wt,                     /* negative for back side */
720          FVECT   uv[2],                  /* returned (optional) */
721          float   ra[2],                  /* returned (optional) */
722          float   pg[2],                  /* returned (optional) */
723 <        float   dg[2]                   /* returned (optional) */
723 >        float   dg[2],                  /* returned (optional) */
724 >        uint32  *crlp                   /* returned (optional) */
725   )
726   {
727 <        AMBHEMI *hp = inithemi(rcol, r, wt);
613 <        int     cnt = 0;
727 >        AMBHEMI *hp = samp_hemi(rcol, r, wt);
728          FVECT   my_uv[2];
729 <        double  d, K, acol[3];
729 >        double  d, K;
730          AMBSAMP *ap;
731 <        int     i, j;
732 <                                        /* check/initialize */
619 <        if (hp == NULL)
620 <                return(0);
731 >        int     i;
732 >                                        /* clear return values */
733          if (uv != NULL)
734                  memset(uv, 0, sizeof(FVECT)*2);
735          if (ra != NULL)
# Line 626 | Line 738 | doambient(                             /* compute ambient component */
738                  pg[0] = pg[1] = 0.0;
739          if (dg != NULL)
740                  dg[0] = dg[1] = 0.0;
741 <                                        /* sample the hemisphere */
742 <        acol[0] = acol[1] = acol[2] = 0.0;
743 <        for (i = hp->ns; i--; )
744 <                for (j = hp->ns; j--; )
745 <                        if ((ap = ambsample(hp, i, j)) != NULL) {
746 <                                addcolor(acol, ap->v);
747 <                                ++cnt;
748 <                        }
749 <        if (!cnt) {
638 <                setcolor(rcol, 0.0, 0.0, 0.0);
639 <                free(hp);
640 <                return(0);              /* no valid samples */
741 >        if (crlp != NULL)
742 >                *crlp = 0;
743 >        if (hp == NULL)                 /* sampling falure? */
744 >                return(0);
745 >
746 >        if ((ra == NULL) & (pg == NULL) & (dg == NULL) ||
747 >                        (hp->sampOK < 0) | (hp->ns < MINADIV)) {
748 >                free(hp);               /* Hessian not requested/possible */
749 >                return(-1);             /* value-only return value */
750          }
751 <        if (cnt < hp->ns*hp->ns) {      /* incomplete sampling? */
752 <                copycolor(rcol, acol);
644 <                free(hp);
645 <                return(-1);             /* return value w/o Hessian */
646 <        }
647 <        cnt = ambssamp*wt + 0.5;        /* perform super-sampling? */
648 <        if (cnt > 0)
649 <                ambsupersamp(acol, hp, cnt);
650 <        copycolor(rcol, acol);          /* final indirect irradiance/PI */
651 <        if ((ra == NULL) & (pg == NULL) & (dg == NULL)) {
652 <                free(hp);
653 <                return(-1);             /* no radius or gradient calc. */
654 <        }
655 <        if (bright(acol) > FTINY) {     /* normalize Y values */
656 <                d = 0.99*cnt/bright(acol);
751 >        if ((d = scolor_mean(rcol)) > FTINY) {
752 >                d = 0.99*(hp->ns*hp->ns)/d;     /* normalize avg. values */
753                  K = 0.01;
754 <        } else {                        /* geometric Hessian fall-back */
659 <                d = 0.0;
754 >        } else {                        /* or fall back on geometric Hessian */
755                  K = 1.0;
756                  pg = NULL;
757                  dg = NULL;
758 +                crlp = NULL;
759          }
760 <        ap = hp->sa;                    /* relative Y channel from here on... */
760 >        ap = hp->sa;                    /* single channel from here on... */
761          for (i = hp->ns*hp->ns; i--; ap++)
762 <                colval(ap->v,CIEY) = bright(ap->v)*d + K;
762 >                ap->v[0] = scolor_mean(ap->v)*d + K;
763  
764          if (uv == NULL)                 /* make sure we have axis pointers */
765                  uv = my_uv;
# Line 687 | Line 783 | doambient(                             /* compute ambient component */
783                          if (ra[1] < minarad)
784                                  ra[1] = minarad;
785                  }
786 <                ra[0] *= d = 1.0/sqrt(sqrt(wt));
786 >                ra[0] *= d = 1.0/sqrt(fabs(wt));
787                  if ((ra[1] *= d) > 2.0*ra[0])
788                          ra[1] = 2.0*ra[0];
789                  if (ra[1] > maxarad) {
# Line 695 | Line 791 | doambient(                             /* compute ambient component */
791                          if (ra[0] > maxarad)
792                                  ra[0] = maxarad;
793                  }
794 +                                        /* flag encroached directions */
795 +                if (crlp != NULL)       /* XXX doesn't update with changes to ambacc */
796 +                        *crlp = ambcorral(hp, uv, ra[0]*ambacc, ra[1]*ambacc);
797                  if (pg != NULL) {       /* cap gradient if necessary */
798                          d = pg[0]*pg[0]*ra[0]*ra[0] + pg[1]*pg[1]*ra[1]*ra[1];
799                          if (d > 1.0) {
# Line 707 | Line 806 | doambient(                             /* compute ambient component */
806          free(hp);                       /* clean up and return */
807          return(1);
808   }
710 –
711 –
712 – #else /* ! NEWAMB */
713 –
714 –
715 – void
716 – inithemi(                       /* initialize sampling hemisphere */
717 –        AMBHEMI  *hp,
718 –        COLOR ac,
719 –        RAY  *r,
720 –        double  wt
721 – )
722 – {
723 –        double  d;
724 –        int  i;
725 –                                        /* set number of divisions */
726 –        if (ambacc <= FTINY &&
727 –                        wt > (d = 0.8*intens(ac)*r->rweight/(ambdiv*minweight)))
728 –                wt = d;                 /* avoid ray termination */
729 –        hp->nt = sqrt(ambdiv * wt / PI) + 0.5;
730 –        i = ambacc > FTINY ? 3 : 1;     /* minimum number of samples */
731 –        if (hp->nt < i)
732 –                hp->nt = i;
733 –        hp->np = PI * hp->nt + 0.5;
734 –                                        /* set number of super-samples */
735 –        hp->ns = ambssamp * wt + 0.5;
736 –                                        /* assign coefficient */
737 –        copycolor(hp->acoef, ac);
738 –        d = 1.0/(hp->nt*hp->np);
739 –        scalecolor(hp->acoef, d);
740 –                                        /* make axes */
741 –        VCOPY(hp->uz, r->ron);
742 –        hp->uy[0] = hp->uy[1] = hp->uy[2] = 0.0;
743 –        for (i = 0; i < 3; i++)
744 –                if (hp->uz[i] < 0.6 && hp->uz[i] > -0.6)
745 –                        break;
746 –        if (i >= 3)
747 –                error(CONSISTENCY, "bad ray direction in inithemi");
748 –        hp->uy[i] = 1.0;
749 –        fcross(hp->ux, hp->uy, hp->uz);
750 –        normalize(hp->ux);
751 –        fcross(hp->uy, hp->uz, hp->ux);
752 – }
753 –
754 –
755 – int
756 – divsample(                              /* sample a division */
757 –        AMBSAMP  *dp,
758 –        AMBHEMI  *h,
759 –        RAY  *r
760 – )
761 – {
762 –        RAY  ar;
763 –        int  hlist[3];
764 –        double  spt[2];
765 –        double  xd, yd, zd;
766 –        double  b2;
767 –        double  phi;
768 –        int  i;
769 –                                        /* ambient coefficient for weight */
770 –        if (ambacc > FTINY)
771 –                setcolor(ar.rcoef, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
772 –        else
773 –                copycolor(ar.rcoef, h->acoef);
774 –        if (rayorigin(&ar, AMBIENT, r, ar.rcoef) < 0)
775 –                return(-1);
776 –        if (ambacc > FTINY) {
777 –                multcolor(ar.rcoef, h->acoef);
778 –                scalecolor(ar.rcoef, 1./AVGREFL);
779 –        }
780 –        hlist[0] = r->rno;
781 –        hlist[1] = dp->t;
782 –        hlist[2] = dp->p;
783 –        multisamp(spt, 2, urand(ilhash(hlist,3)+dp->n));
784 –        zd = sqrt((dp->t + spt[0])/h->nt);
785 –        phi = 2.0*PI * (dp->p + spt[1])/h->np;
786 –        xd = tcos(phi) * zd;
787 –        yd = tsin(phi) * zd;
788 –        zd = sqrt(1.0 - zd*zd);
789 –        for (i = 0; i < 3; i++)
790 –                ar.rdir[i] =    xd*h->ux[i] +
791 –                                yd*h->uy[i] +
792 –                                zd*h->uz[i];
793 –        checknorm(ar.rdir);
794 –        dimlist[ndims++] = dp->t*h->np + dp->p + 90171;
795 –        rayvalue(&ar);
796 –        ndims--;
797 –        multcolor(ar.rcol, ar.rcoef);   /* apply coefficient */
798 –        addcolor(dp->v, ar.rcol);
799 –                                        /* use rt to improve gradient calc */
800 –        if (ar.rt > FTINY && ar.rt < FHUGE)
801 –                dp->r += 1.0/ar.rt;
802 –                                        /* (re)initialize error */
803 –        if (dp->n++) {
804 –                b2 = bright(dp->v)/dp->n - bright(ar.rcol);
805 –                b2 = b2*b2 + dp->k*((dp->n-1)*(dp->n-1));
806 –                dp->k = b2/(dp->n*dp->n);
807 –        } else
808 –                dp->k = 0.0;
809 –        return(0);
810 – }
811 –
812 –
813 – static int
814 – ambcmp(                                 /* decreasing order */
815 –        const void *p1,
816 –        const void *p2
817 – )
818 – {
819 –        const AMBSAMP   *d1 = (const AMBSAMP *)p1;
820 –        const AMBSAMP   *d2 = (const AMBSAMP *)p2;
821 –
822 –        if (d1->k < d2->k)
823 –                return(1);
824 –        if (d1->k > d2->k)
825 –                return(-1);
826 –        return(0);
827 – }
828 –
829 –
830 – static int
831 – ambnorm(                                /* standard order */
832 –        const void *p1,
833 –        const void *p2
834 – )
835 – {
836 –        const AMBSAMP   *d1 = (const AMBSAMP *)p1;
837 –        const AMBSAMP   *d2 = (const AMBSAMP *)p2;
838 –        int     c;
839 –
840 –        if ( (c = d1->t - d2->t) )
841 –                return(c);
842 –        return(d1->p - d2->p);
843 – }
844 –
845 –
846 – double
847 – doambient(                              /* compute ambient component */
848 –        COLOR  rcol,
849 –        RAY  *r,
850 –        double  wt,
851 –        FVECT  pg,
852 –        FVECT  dg
853 – )
854 – {
855 –        double  b, d=0;
856 –        AMBHEMI  hemi;
857 –        AMBSAMP  *div;
858 –        AMBSAMP  dnew;
859 –        double  acol[3];
860 –        AMBSAMP  *dp;
861 –        double  arad;
862 –        int  divcnt;
863 –        int  i, j;
864 –                                        /* initialize hemisphere */
865 –        inithemi(&hemi, rcol, r, wt);
866 –        divcnt = hemi.nt * hemi.np;
867 –                                        /* initialize */
868 –        if (pg != NULL)
869 –                pg[0] = pg[1] = pg[2] = 0.0;
870 –        if (dg != NULL)
871 –                dg[0] = dg[1] = dg[2] = 0.0;
872 –        setcolor(rcol, 0.0, 0.0, 0.0);
873 –        if (divcnt == 0)
874 –                return(0.0);
875 –                                        /* allocate super-samples */
876 –        if (hemi.ns > 0 || pg != NULL || dg != NULL) {
877 –                div = (AMBSAMP *)malloc(divcnt*sizeof(AMBSAMP));
878 –                if (div == NULL)
879 –                        error(SYSTEM, "out of memory in doambient");
880 –        } else
881 –                div = NULL;
882 –                                        /* sample the divisions */
883 –        arad = 0.0;
884 –        acol[0] = acol[1] = acol[2] = 0.0;
885 –        if ((dp = div) == NULL)
886 –                dp = &dnew;
887 –        divcnt = 0;
888 –        for (i = 0; i < hemi.nt; i++)
889 –                for (j = 0; j < hemi.np; j++) {
890 –                        dp->t = i; dp->p = j;
891 –                        setcolor(dp->v, 0.0, 0.0, 0.0);
892 –                        dp->r = 0.0;
893 –                        dp->n = 0;
894 –                        if (divsample(dp, &hemi, r) < 0) {
895 –                                if (div != NULL)
896 –                                        dp++;
897 –                                continue;
898 –                        }
899 –                        arad += dp->r;
900 –                        divcnt++;
901 –                        if (div != NULL)
902 –                                dp++;
903 –                        else
904 –                                addcolor(acol, dp->v);
905 –                }
906 –        if (!divcnt) {
907 –                if (div != NULL)
908 –                        free((void *)div);
909 –                return(0.0);            /* no samples taken */
910 –        }
911 –        if (divcnt < hemi.nt*hemi.np) {
912 –                pg = dg = NULL;         /* incomplete sampling */
913 –                hemi.ns = 0;
914 –        } else if (arad > FTINY && divcnt/arad < minarad) {
915 –                hemi.ns = 0;            /* close enough */
916 –        } else if (hemi.ns > 0) {       /* else perform super-sampling? */
917 –                comperrs(div, &hemi);                   /* compute errors */
918 –                qsort(div, divcnt, sizeof(AMBSAMP), ambcmp);    /* sort divs */
919 –                                                /* super-sample */
920 –                for (i = hemi.ns; i > 0; i--) {
921 –                        dnew = *div;
922 –                        if (divsample(&dnew, &hemi, r) < 0) {
923 –                                dp++;
924 –                                continue;
925 –                        }
926 –                        dp = div;               /* reinsert */
927 –                        j = divcnt < i ? divcnt : i;
928 –                        while (--j > 0 && dnew.k < dp[1].k) {
929 –                                *dp = *(dp+1);
930 –                                dp++;
931 –                        }
932 –                        *dp = dnew;
933 –                }
934 –                if (pg != NULL || dg != NULL)   /* restore order */
935 –                        qsort(div, divcnt, sizeof(AMBSAMP), ambnorm);
936 –        }
937 –                                        /* compute returned values */
938 –        if (div != NULL) {
939 –                arad = 0.0;             /* note: divcnt may be < nt*np */
940 –                for (i = hemi.nt*hemi.np, dp = div; i-- > 0; dp++) {
941 –                        arad += dp->r;
942 –                        if (dp->n > 1) {
943 –                                b = 1.0/dp->n;
944 –                                scalecolor(dp->v, b);
945 –                                dp->r *= b;
946 –                                dp->n = 1;
947 –                        }
948 –                        addcolor(acol, dp->v);
949 –                }
950 –                b = bright(acol);
951 –                if (b > FTINY) {
952 –                        b = 1.0/b;      /* compute & normalize gradient(s) */
953 –                        if (pg != NULL) {
954 –                                posgradient(pg, div, &hemi);
955 –                                for (i = 0; i < 3; i++)
956 –                                        pg[i] *= b;
957 –                        }
958 –                        if (dg != NULL) {
959 –                                dirgradient(dg, div, &hemi);
960 –                                for (i = 0; i < 3; i++)
961 –                                        dg[i] *= b;
962 –                        }
963 –                }
964 –                free((void *)div);
965 –        }
966 –        copycolor(rcol, acol);
967 –        if (arad <= FTINY)
968 –                arad = maxarad;
969 –        else
970 –                arad = (divcnt+hemi.ns)/arad;
971 –        if (pg != NULL) {               /* reduce radius if gradient large */
972 –                d = DOT(pg,pg);
973 –                if (d*arad*arad > 1.0)
974 –                        arad = 1.0/sqrt(d);
975 –        }
976 –        if (arad < minarad) {
977 –                arad = minarad;
978 –                if (pg != NULL && d*arad*arad > 1.0) {  /* cap gradient */
979 –                        d = 1.0/arad/sqrt(d);
980 –                        for (i = 0; i < 3; i++)
981 –                                pg[i] *= d;
982 –                }
983 –        }
984 –        if ((arad /= sqrt(wt)) > maxarad)
985 –                arad = maxarad;
986 –        return(arad);
987 – }
988 –
989 –
990 – void
991 – comperrs(                       /* compute initial error estimates */
992 –        AMBSAMP  *da,   /* assumes standard ordering */
993 –        AMBHEMI  *hp
994 – )
995 – {
996 –        double  b, b2;
997 –        int  i, j;
998 –        AMBSAMP  *dp;
999 –                                /* sum differences from neighbors */
1000 –        dp = da;
1001 –        for (i = 0; i < hp->nt; i++)
1002 –                for (j = 0; j < hp->np; j++) {
1003 – #ifdef  DEBUG
1004 –                        if (dp->t != i || dp->p != j)
1005 –                                error(CONSISTENCY,
1006 –                                        "division order in comperrs");
1007 – #endif
1008 –                        b = bright(dp[0].v);
1009 –                        if (i > 0) {            /* from above */
1010 –                                b2 = bright(dp[-hp->np].v) - b;
1011 –                                b2 *= b2 * 0.25;
1012 –                                dp[0].k += b2;
1013 –                                dp[-hp->np].k += b2;
1014 –                        }
1015 –                        if (j > 0) {            /* from behind */
1016 –                                b2 = bright(dp[-1].v) - b;
1017 –                                b2 *= b2 * 0.25;
1018 –                                dp[0].k += b2;
1019 –                                dp[-1].k += b2;
1020 –                        } else {                /* around */
1021 –                                b2 = bright(dp[hp->np-1].v) - b;
1022 –                                b2 *= b2 * 0.25;
1023 –                                dp[0].k += b2;
1024 –                                dp[hp->np-1].k += b2;
1025 –                        }
1026 –                        dp++;
1027 –                }
1028 –                                /* divide by number of neighbors */
1029 –        dp = da;
1030 –        for (j = 0; j < hp->np; j++)            /* top row */
1031 –                (dp++)->k *= 1.0/3.0;
1032 –        if (hp->nt < 2)
1033 –                return;
1034 –        for (i = 1; i < hp->nt-1; i++)          /* central region */
1035 –                for (j = 0; j < hp->np; j++)
1036 –                        (dp++)->k *= 0.25;
1037 –        for (j = 0; j < hp->np; j++)            /* bottom row */
1038 –                (dp++)->k *= 1.0/3.0;
1039 – }
1040 –
1041 –
1042 – void
1043 – posgradient(                                    /* compute position gradient */
1044 –        FVECT  gv,
1045 –        AMBSAMP  *da,                   /* assumes standard ordering */
1046 –        AMBHEMI  *hp
1047 – )
1048 – {
1049 –        int  i, j;
1050 –        double  nextsine, lastsine, b, d;
1051 –        double  mag0, mag1;
1052 –        double  phi, cosp, sinp, xd, yd;
1053 –        AMBSAMP  *dp;
1054 –
1055 –        xd = yd = 0.0;
1056 –        for (j = 0; j < hp->np; j++) {
1057 –                dp = da + j;
1058 –                mag0 = mag1 = 0.0;
1059 –                lastsine = 0.0;
1060 –                for (i = 0; i < hp->nt; i++) {
1061 – #ifdef  DEBUG
1062 –                        if (dp->t != i || dp->p != j)
1063 –                                error(CONSISTENCY,
1064 –                                        "division order in posgradient");
1065 – #endif
1066 –                        b = bright(dp->v);
1067 –                        if (i > 0) {
1068 –                                d = dp[-hp->np].r;
1069 –                                if (dp[0].r > d) d = dp[0].r;
1070 –                                                        /* sin(t)*cos(t)^2 */
1071 –                                d *= lastsine * (1.0 - (double)i/hp->nt);
1072 –                                mag0 += d*(b - bright(dp[-hp->np].v));
1073 –                        }
1074 –                        nextsine = sqrt((double)(i+1)/hp->nt);
1075 –                        if (j > 0) {
1076 –                                d = dp[-1].r;
1077 –                                if (dp[0].r > d) d = dp[0].r;
1078 –                                mag1 += d * (nextsine - lastsine) *
1079 –                                                (b - bright(dp[-1].v));
1080 –                        } else {
1081 –                                d = dp[hp->np-1].r;
1082 –                                if (dp[0].r > d) d = dp[0].r;
1083 –                                mag1 += d * (nextsine - lastsine) *
1084 –                                                (b - bright(dp[hp->np-1].v));
1085 –                        }
1086 –                        dp += hp->np;
1087 –                        lastsine = nextsine;
1088 –                }
1089 –                mag0 *= 2.0*PI / hp->np;
1090 –                phi = 2.0*PI * (double)j/hp->np;
1091 –                cosp = tcos(phi); sinp = tsin(phi);
1092 –                xd += mag0*cosp - mag1*sinp;
1093 –                yd += mag0*sinp + mag1*cosp;
1094 –        }
1095 –        for (i = 0; i < 3; i++)
1096 –                gv[i] = (xd*hp->ux[i] + yd*hp->uy[i])*(hp->nt*hp->np)/PI;
1097 – }
1098 –
1099 –
1100 – void
1101 – dirgradient(                                    /* compute direction gradient */
1102 –        FVECT  gv,
1103 –        AMBSAMP  *da,                   /* assumes standard ordering */
1104 –        AMBHEMI  *hp
1105 – )
1106 – {
1107 –        int  i, j;
1108 –        double  mag;
1109 –        double  phi, xd, yd;
1110 –        AMBSAMP  *dp;
1111 –
1112 –        xd = yd = 0.0;
1113 –        for (j = 0; j < hp->np; j++) {
1114 –                dp = da + j;
1115 –                mag = 0.0;
1116 –                for (i = 0; i < hp->nt; i++) {
1117 – #ifdef  DEBUG
1118 –                        if (dp->t != i || dp->p != j)
1119 –                                error(CONSISTENCY,
1120 –                                        "division order in dirgradient");
1121 – #endif
1122 –                                                        /* tan(t) */
1123 –                        mag += bright(dp->v)/sqrt(hp->nt/(i+.5) - 1.0);
1124 –                        dp += hp->np;
1125 –                }
1126 –                phi = 2.0*PI * (j+.5)/hp->np + PI/2.0;
1127 –                xd += mag * tcos(phi);
1128 –                yd += mag * tsin(phi);
1129 –        }
1130 –        for (i = 0; i < 3; i++)
1131 –                gv[i] = xd*hp->ux[i] + yd*hp->uy[i];
1132 – }
1133 –
1134 – #endif  /* ! NEWAMB */

Diff Legend

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