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 2.46 by greg, Fri May 2 21:58:50 2014 UTC vs.
Revision 2.95 by greg, Fri Apr 19 01:52:50 2024 UTC

# Line 21 | Line 21 | static const char      RCSid[] = "$Id$";
21   #include  "ambient.h"
22   #include  "random.h"
23  
24 < #ifdef NEWAMB
24 > #ifndef MINADIV
25 > #define MINADIV         7       /* minimum # divisions in each dimension */
26 > #endif
27  
26 – extern void             SDsquare2disk(double ds[2], double seedx, double seedy);
27 –
28 –                                /* vertex direction bit positions */
29 – #define VDB_xy  0
30 – #define VDB_y   01
31 – #define VDB_x   02
32 – #define VDB_Xy  03
33 – #define VDB_xY  04
34 – #define VDB_X   05
35 – #define VDB_Y   06
36 – #define VDB_XY  07
37 –                                /* get opposite vertex direction bit */
38 – #define VDB_OPP(f)      (~(f) & 07)
39 –                                /* adjacent triangle vertex flags */
40 – static const int  adjacent_trifl[8] = {
41 –                        0,                      /* forbidden diagonal */
42 –                        1<<VDB_x|1<<VDB_y|1<<VDB_Xy,
43 –                        1<<VDB_y|1<<VDB_x|1<<VDB_xY,
44 –                        1<<VDB_y|1<<VDB_Xy|1<<VDB_X,
45 –                        1<<VDB_x|1<<VDB_xY|1<<VDB_Y,
46 –                        1<<VDB_Xy|1<<VDB_X|1<<VDB_Y,
47 –                        1<<VDB_xY|1<<VDB_Y|1<<VDB_X,
48 –                        0,                      /* forbidden diagonal */
49 –                };
50 –
28   typedef struct {
52 –        COLOR   v;              /* hemisphere sample value */
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 */
58 –        FVECT   ux, uy;         /* tangent axis unit vectors */
36          int     ns;             /* number of samples per axis */
37 <        COLOR   acoef;          /* division contribution coefficient */
37 >        int     sampOK;         /* acquired full sample set? */
38 >        int     atyp;           /* RAMBIENT or TAMBIENT */
39 >        SCOLOR  acoef;          /* division contribution coefficient */
40 >        SCOLOR  acol;           /* accumulated color */
41 >        FVECT   onrm;           /* oriented unperturbed surface normal */
42 >        FVECT   ux, uy;         /* tangent axis unit vectors */
43          AMBSAMP sa[1];          /* sample array (extends struct) */
44   }  AMBHEMI;             /* ambient sample hemisphere */
45  
46 < #define ambndx(h,i,j)   ((i)*(h)->ns + (j))
47 < #define ambsam(h,i,j)   (h)->sa[ambndx(h,i,j)]
46 > #define AI(h,i,j)       ((i)*(h)->ns + (j))
47 > #define ambsam(h,i,j)   (h)->sa[AI(h,i,j)]
48  
49   typedef struct {
50          FVECT   r_i, r_i1, e_i, rcp, rI2_eJ2;
51          double  I1, I2;
70 –        int     valid;
52   } FFTRI;                /* vectors and coefficients for Hessian calculation */
53  
54  
74 – /* Get index for adjacent vertex */
55   static int
56 < adjacent_verti(AMBHEMI *hp, int i, int j, int dbit)
56 > ambcollision(                           /* proposed direciton collides? */
57 >        AMBHEMI *hp,
58 >        int     i,
59 >        int     j,
60 >        FVECT   dv
61 > )
62   {
63 <        int     i0 = i*hp->ns + j;
64 <
65 <        switch (dbit) {
66 <        case VDB_y:     return(i0 - hp->ns);
67 <        case VDB_x:     return(i0 - 1);
68 <        case VDB_Xy:    return(i0 - hp->ns + 1);
69 <        case VDB_xY:    return(i0 + hp->ns - 1);
70 <        case VDB_X:     return(i0 + 1);
71 <        case VDB_Y:     return(i0 + hp->ns);
72 <                                /* the following should never occur */
73 <        case VDB_xy:    return(i0 - hp->ns - 1);
74 <        case VDB_XY:    return(i0 + hp->ns + 1);
63 >        double  cos_thresh;
64 >        int     ii, jj;
65 >                                        /* min. spacing = 1/4th division */
66 >        cos_thresh = (PI/4.)/(double)hp->ns;
67 >        cos_thresh = 1. - .5*cos_thresh*cos_thresh;
68 >                                        /* check existing neighbors */
69 >        for (ii = i-1; ii <= i+1; ii++) {
70 >                if (ii < 0) continue;
71 >                if (ii >= hp->ns) break;
72 >                for (jj = j-1; jj <= j+1; jj++) {
73 >                        AMBSAMP *ap;
74 >                        FVECT   avec;
75 >                        double  dprod;
76 >                        if (jj < 0) continue;
77 >                        if (jj >= hp->ns) break;
78 >                        if ((ii==i) & (jj==j)) continue;
79 >                        ap = &ambsam(hp,ii,jj);
80 >                        if (ap->d <= .5/FHUGE)
81 >                                continue;       /* no one home */
82 >                        VSUB(avec, ap->p, hp->rp->rop);
83 >                        dprod = DOT(avec, dv);
84 >                        if (dprod >= cos_thresh*VLEN(avec))
85 >                                return(1);      /* collision */
86 >                }
87          }
88 <        return(-1);
88 >        return(0);                      /* nothing to worry about */
89   }
90  
91  
95 – /* Get vertex direction bit for the opposite edge to complete triangle */
92   static int
93 < vdb_edge(int db1, int db2)
94 < {
95 <        switch (db1) {
96 <        case VDB_x:     return(db2==VDB_y ? VDB_Xy : VDB_Y);
97 <        case VDB_y:     return(db2==VDB_x ? VDB_xY : VDB_X);
102 <        case VDB_X:     return(db2==VDB_Xy ? VDB_y : VDB_xY);
103 <        case VDB_Y:     return(db2==VDB_xY ? VDB_x : VDB_Xy);
104 <        case VDB_xY:    return(db2==VDB_x ? VDB_y : VDB_X);
105 <        case VDB_Xy:    return(db2==VDB_y ? VDB_x : VDB_Y);
106 <        }
107 <        error(INTERNAL, "forbidden diagonal in vdb_edge()");
108 <        return(-1);
109 < }
110 <
111 <
112 < static AMBHEMI *
113 < inithemi(                       /* initialize sampling hemisphere */
114 <        COLOR   ac,
115 <        RAY     *r,
116 <        double  wt
93 > ambsample(                              /* initial ambient division sample */
94 >        AMBHEMI *hp,
95 >        int     i,
96 >        int     j,
97 >        int     n
98   )
99   {
100 <        AMBHEMI *hp;
101 <        double  d;
121 <        int     n, i;
122 <                                        /* set number of divisions */
123 <        if (ambacc <= FTINY &&
124 <                        wt > (d = 0.8*intens(ac)*r->rweight/(ambdiv*minweight)))
125 <                wt = d;                 /* avoid ray termination */
126 <        n = sqrt(ambdiv * wt) + 0.5;
127 <        i = 1 + 5*(ambacc > FTINY);     /* minimum number of samples */
128 <        if (n < i)
129 <                n = i;
130 <                                        /* allocate sampling array */
131 <        hp = (AMBHEMI *)malloc(sizeof(AMBHEMI) + sizeof(AMBSAMP)*(n*n - 1));
132 <        if (hp == NULL)
133 <                return(NULL);
134 <        hp->rp = r;
135 <        hp->ns = n;
136 <                                        /* assign coefficient */
137 <        copycolor(hp->acoef, ac);
138 <        d = 1.0/(n*n);
139 <        scalecolor(hp->acoef, d);
140 <                                        /* make tangent plane axes */
141 <        hp->uy[0] = 0.5 - frandom();
142 <        hp->uy[1] = 0.5 - frandom();
143 <        hp->uy[2] = 0.5 - frandom();
144 <        for (i = 3; i--; )
145 <                if ((-0.6 < r->ron[i]) & (r->ron[i] < 0.6))
146 <                        break;
147 <        if (i < 0)
148 <                error(CONSISTENCY, "bad ray direction in inithemi");
149 <        hp->uy[i] = 1.0;
150 <        VCROSS(hp->ux, hp->uy, r->ron);
151 <        normalize(hp->ux);
152 <        VCROSS(hp->uy, r->ron, hp->ux);
153 <                                        /* we're ready to sample */
154 <        return(hp);
155 < }
156 <
157 <
158 < /* Sample ambient division and apply weighting coefficient */
159 < static int
160 < getambsamp(RAY *arp, AMBHEMI *hp, int i, int j, int n)
161 < {
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] = j;
120 <        hlist[2] = i;
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))
181 <                        spt[0] = 0.1 + 0.8*frandom();
182 <                if ((spt[1] < 0.1) | (spt[1] >= 0.9))
183 <                        spt[1] = 0.1 + 0.8*frandom();
184 <        }
185 <        SDsquare2disk(spt, (j+spt[1])/hp->ns, (i+spt[0])/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 <        dimlist[ndims++] = ambndx(hp,i,j) + 90171;
131 <        rayvalue(arp);                  /* evaluate ray */
132 <        ndims--;                        /* apply coefficient */
133 <        multcolor(arp->rcol, arp->rcoef);
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 >        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 < static AMBSAMP *
201 < ambsample(                              /* initial ambient division sample */
202 <        AMBHEMI *hp,
203 <        int     i,
204 <        int     j
205 < )
206 < {
207 <        AMBSAMP *ap = &ambsam(hp,i,j);
208 <        RAY     ar;
209 <                                        /* generate hemispherical sample */
210 <        if (!getambsamp(&ar, hp, i, j, 0))
211 <                goto badsample;
212 <                                        /* limit vertex distance */
213 <        if (ar.rt > 10.0*thescene.cusize)
214 <                ar.rt = 10.0*thescene.cusize;
215 <        else if (ar.rt <= FTINY)        /* should never happen! */
216 <                goto badsample;
217 <        VSUM(ap->p, ar.rorg, ar.rdir, ar.rt);
218 <        copycolor(ap->v, ar.rcol);
219 <        return(ap);
220 < badsample:
221 <        setcolor(ap->v, 0., 0., 0.);
222 <        VCOPY(ap->p, hp->rp->rop);
223 <        return(NULL);
224 < }
225 <
226 <
227 < /* 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 = (float *)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 (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;
279 <        AMBSAMP *ap;
280 <        RAY     ar;
281 <        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 (!getambsamp(&ar, hp, i, j, n)) {
253 <                                nss = n-1;
254 <                                break;
299 <                        }
300 <                        addcolor(asum, ar.rcol);
301 <                }
302 <                if (nss) {              /* update returned ambient value */
303 <                        const double    ssf = 1./(nss + 1);
304 <                        for (n = 3; n--; )
305 <                                acol[n] += ssf*colval(asum,n) +
306 <                                                (ssf - 1.)*colval(ap->v,n);
307 <                }
308 <                e2sum -= *ep++;         /* update remainders */
309 <                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 < /* Compute vertex flags, indicating farthest in each direction */
262 < static uby8 *
263 < vertex_flags(AMBHEMI *hp)
261 > static AMBHEMI *
262 > samp_hemi(                              /* sample indirect hemisphere */
263 >        SCOLOR  rcol,
264 >        RAY     *r,
265 >        double  wt
266 > )
267   {
268 <        uby8    *vflags = (uby8 *)calloc(hp->ns*hp->ns, sizeof(uby8));
269 <        double  *dist2a = (double *)malloc(sizeof(double)*hp->ns);
270 <        uby8    *vf;
271 <        int     i, j;
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 ((vflags == NULL) | (dist2a == NULL))
291 <                error(SYSTEM, "out of memory in vertex_flags()");
292 <        vf = vflags;            /* compute distances along first row */
293 <        for (j = 0; j < hp->ns; j++) {
294 <                dist2a[j] = dist2(ambsam(hp,0,j).p, hp->rp->rop);
295 <                ++vf;
296 <                if (!j) continue;
297 <                if (dist2a[j] >= dist2a[j-1])
332 <                        vf[0] |= 1<<VDB_x;
333 <                else
334 <                        vf[-1] |= 1<<VDB_X;
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 <                                /* flag subsequent rows */
300 <        for (i = 1; i < hp->ns; i++) {
301 <            double      d2n = dist2(ambsam(hp,i,0).p, hp->rp->rop);
302 <            for (j = 0; j < hp->ns-1; j++) {
303 <                double  d2 = d2n;
304 <                if (d2 >= dist2a[j])    /* row before */
305 <                        vf[0] |= 1<<VDB_y;
306 <                else
307 <                        vf[-hp->ns] |= 1<<VDB_Y;
308 <                dist2a[j] = d2n;
309 <                if (d2 >= dist2a[j+1])  /* diagonal we care about */
310 <                        vf[0] |= 1<<VDB_Xy;
311 <                else
312 <                        vf[1-hp->ns] |= 1<<VDB_xY;
313 <                d2n = dist2(ambsam(hp,i,j+1).p, hp->rp->rop);
314 <                if (d2 >= d2n)          /* column after */
315 <                        vf[0] |= 1<<VDB_X;
316 <                else
317 <                        vf[1] |= 1<<VDB_x;
318 <                ++vf;
319 <            }
357 <            if (d2n >= dist2a[j])       /* final column edge */
358 <                vf[0] |= 1<<VDB_y;
359 <            else
360 <                vf[-hp->ns] |= 1<<VDB_Y;
361 <            dist2a[j] = d2n;
362 <            ++vf;
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 <        free(dist2a);
322 <        return(vflags);
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, int i, int j, int dbit1, int dbit2, const uby8 *vflags)
338 > back_ambval(AMBHEMI *hp, const int n1, const int n2, const int n3)
339   {
340 <        const int       v0 = ambndx(hp,i,j);
341 <        const int       tflags = (1<<dbit1 | 1<<dbit2);
342 <        int             v1, v2;
343 <
344 <        if ((vflags[v0] & tflags) == tflags)    /* is v0 the farthest? */
345 <                return(colval(hp->sa[v0].v,CIEY));
346 <        v1 = adjacent_verti(hp, i, j, dbit1);
347 <        if (vflags[v0] & 1<<dbit2)              /* v1 farthest if v0>v2 */
381 <                return(colval(hp->sa[v1].v,CIEY));
382 <        v2 = adjacent_verti(hp, i, j, dbit2);
383 <        if (vflags[v0] & 1<<dbit1)              /* v2 farthest if v0>v1 */
384 <                return(colval(hp->sa[v2].v,CIEY));
385 <                                                /* else check if v1>v2 */
386 <        if (vflags[v1] & 1<<vdb_edge(dbit1,dbit2))
387 <                return(colval(hp->sa[v1].v,CIEY));
388 <        return(colval(hp->sa[v2].v,CIEY));
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, AMBHEMI *hp, int i, int j, int dbit, const uby8 *vflags)
353 > comp_fftri(FFTRI *ftp, AMBHEMI *hp, const int n0, const int n1)
354   {
355 <        const int       i0 = ambndx(hp,i,j);
356 <        double          rdot_cp, dot_e, dot_er, rdot_r, rdot_r1, J2;
398 <        int             i1, ii;
355 >        double  rdot_cp, dot_e, dot_er, rdot_r, rdot_r1, J2;
356 >        int     ii;
357  
358 <        ftp->valid = 0;                 /* check if we can skip this edge */
359 <        ii = adjacent_trifl[dbit];
360 <        if ((vflags[i0] & ii) == ii)    /* cancels if vertex used as value */
403 <                return;
404 <        i1 = adjacent_verti(hp, i, j, dbit);
405 <        ii = adjacent_trifl[VDB_OPP(dbit)];
406 <        if ((vflags[i1] & ii) == ii)    /* on either end (for both triangles) */
407 <                return;
408 <                                        /* else go ahead with calculation */
409 <        VSUB(ftp->r_i, hp->sa[i0].p, hp->rp->rop);
410 <        VSUB(ftp->r_i1, hp->sa[i1].p, hp->rp->rop);
411 <        VSUB(ftp->e_i, hp->sa[i1].p, hp->sa[i0].p);
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 422 | Line 371 | comp_fftri(FFTRI *ftp, AMBHEMI *hp, int i, int j, int
371          J2 =  ( 0.5*(rdot_r - rdot_r1) - dot_er*ftp->I2 ) / dot_e;
372          for (ii = 3; ii--; )
373                  ftp->rI2_eJ2[ii] = ftp->I2*ftp->r_i[ii] + J2*ftp->e_i[ii];
425 –        ftp->valid++;
374   }
375  
376  
# Line 448 | Line 396 | comp_hessian(FVECT hess[3], FFTRI *ftp, FVECT nrm)
396          double  d1, d2, d3, d4;
397          double  I3, J3, K3;
398          int     i, j;
451 –
452 –        if (!ftp->valid) {              /* preemptive test */
453 –                memset(hess, 0, sizeof(FVECT)*3);
454 –                return;
455 –        }
399                                          /* compute intermediate coefficients */
400          d1 = 1.0/DOT(ftp->r_i,ftp->r_i);
401          d2 = 1.0/DOT(ftp->r_i1,ftp->r_i1);
# Line 516 | Line 459 | comp_gradient(FVECT grad, FFTRI *ftp, FVECT nrm)
459          double  f1;
460          int     i;
461  
519 –        if (!ftp->valid) {              /* preemptive test */
520 –                memset(grad, 0, sizeof(FVECT));
521 –                return;
522 –        }
462          f1 = 2.0*DOT(nrm, ftp->rcp);
463          VCROSS(ncp, nrm, ftp->e_i);
464          for (i = 3; i--; )
# Line 549 | Line 488 | add2gradient(FVECT grad, FVECT egrad1, FVECT egrad2, F
488  
489  
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 571 | 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 608 | Line 548 | ambHessian(                            /* anisotropic radii & pos. gradient */
548          static char     memerrmsg[] = "out of memory in ambHessian()";
549          FVECT           (*hessrow)[3] = NULL;
550          FVECT           *gradrow = NULL;
611 –        uby8            *vflags;
551          FVECT           hessian[3];
552          FVECT           gradient;
553          FFTRI           fftr;
# Line 630 | Line 569 | ambHessian(                            /* anisotropic radii & pos. gradient */
569                          error(SYSTEM, memerrmsg);
570                  memset(gradient, 0, sizeof(gradient));
571          }
633 –                                        /* get vertex position flags */
634 –        vflags = vertex_flags(hp);
572                                          /* compute first row of edges */
573          for (j = 0; j < hp->ns-1; j++) {
574 <                comp_fftri(&fftr, hp, 0, j, VDB_X, vflags);
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, hp, i, 0, VDB_Y, vflags);
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                  double  backg;
593 <                backg = back_ambval(hp, i, j, VDB_X, VDB_Y, vflags);
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, hp, i, j+1, VDB_xY, vflags);
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, hp, i+1, j+1, VDB_x, vflags);
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(hp, i+1, j+1, VDB_x, VDB_y, vflags);
615 <                comp_fftri(&fftr, hp, i, j+1, VDB_Y, vflags);
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 694 | Line 633 | ambHessian(                            /* anisotropic radii & pos. gradient */
633                                          /* release row buffers */
634          if (hessrow != NULL) free(hessrow);
635          if (gradrow != NULL) free(gradrow);
697 –        free(vflags);
636          
637          if (ra != NULL)                 /* extract eigenvectors & radii */
638                  eigenvectors(uv, ra, hessian);
# Line 720 | 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 730 | 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);
745 <        int     cnt;
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 */
751 <        if (hp == NULL)
752 <                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 758 | 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 <        cnt = 0;
744 <        for (i = hp->ns; i--; )
745 <                for (j = hp->ns; j--; )
746 <                        if ((ap = ambsample(hp, i, j)) != NULL) {
747 <                                addcolor(acol, ap->v);
748 <                                ++cnt;
749 <                        }
770 <        if (!cnt) {
771 <                setcolor(rcol, 0.0, 0.0, 0.0);
772 <                free(hp);
773 <                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);
777 <                free(hp);
778 <                return(-1);             /* return value w/o Hessian */
779 <        }
780 <        cnt = ambssamp*wt + 0.5;        /* perform super-sampling? */
781 <        if (cnt > 0)
782 <                ambsupersamp(acol, hp, cnt);
783 <        copycolor(rcol, acol);          /* final indirect irradiance/PI */
784 <        if ((ra == NULL) & (pg == NULL) & (dg == NULL)) {
785 <                free(hp);
786 <                return(-1);             /* no radius or gradient calc. */
787 <        }
788 <        if ((d = bright(acol)) > FTINY) {       /* normalize Y values */
789 <                d = 0.99*(hp->ns*hp->ns)/d;
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 {                        /* 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 819 | 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 827 | 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 839 | Line 806 | doambient(                             /* compute ambient component */
806          free(hp);                       /* clean up and return */
807          return(1);
808   }
842 –
843 –
844 – #else /* ! NEWAMB */
845 –
846 –
847 – void
848 – inithemi(                       /* initialize sampling hemisphere */
849 –        AMBHEMI  *hp,
850 –        COLOR ac,
851 –        RAY  *r,
852 –        double  wt
853 – )
854 – {
855 –        double  d;
856 –        int  i;
857 –                                        /* set number of divisions */
858 –        if (ambacc <= FTINY &&
859 –                        wt > (d = 0.8*intens(ac)*r->rweight/(ambdiv*minweight)))
860 –                wt = d;                 /* avoid ray termination */
861 –        hp->nt = sqrt(ambdiv * wt / PI) + 0.5;
862 –        i = ambacc > FTINY ? 3 : 1;     /* minimum number of samples */
863 –        if (hp->nt < i)
864 –                hp->nt = i;
865 –        hp->np = PI * hp->nt + 0.5;
866 –                                        /* set number of super-samples */
867 –        hp->ns = ambssamp * wt + 0.5;
868 –                                        /* assign coefficient */
869 –        copycolor(hp->acoef, ac);
870 –        d = 1.0/(hp->nt*hp->np);
871 –        scalecolor(hp->acoef, d);
872 –                                        /* make axes */
873 –        VCOPY(hp->uz, r->ron);
874 –        hp->uy[0] = hp->uy[1] = hp->uy[2] = 0.0;
875 –        for (i = 0; i < 3; i++)
876 –                if (hp->uz[i] < 0.6 && hp->uz[i] > -0.6)
877 –                        break;
878 –        if (i >= 3)
879 –                error(CONSISTENCY, "bad ray direction in inithemi");
880 –        hp->uy[i] = 1.0;
881 –        fcross(hp->ux, hp->uy, hp->uz);
882 –        normalize(hp->ux);
883 –        fcross(hp->uy, hp->uz, hp->ux);
884 – }
885 –
886 –
887 – int
888 – divsample(                              /* sample a division */
889 –        AMBSAMP  *dp,
890 –        AMBHEMI  *h,
891 –        RAY  *r
892 – )
893 – {
894 –        RAY  ar;
895 –        int  hlist[3];
896 –        double  spt[2];
897 –        double  xd, yd, zd;
898 –        double  b2;
899 –        double  phi;
900 –        int  i;
901 –                                        /* ambient coefficient for weight */
902 –        if (ambacc > FTINY)
903 –                setcolor(ar.rcoef, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
904 –        else
905 –                copycolor(ar.rcoef, h->acoef);
906 –        if (rayorigin(&ar, AMBIENT, r, ar.rcoef) < 0)
907 –                return(-1);
908 –        if (ambacc > FTINY) {
909 –                multcolor(ar.rcoef, h->acoef);
910 –                scalecolor(ar.rcoef, 1./AVGREFL);
911 –        }
912 –        hlist[0] = r->rno;
913 –        hlist[1] = dp->t;
914 –        hlist[2] = dp->p;
915 –        multisamp(spt, 2, urand(ilhash(hlist,3)+dp->n));
916 –        zd = sqrt((dp->t + spt[0])/h->nt);
917 –        phi = 2.0*PI * (dp->p + spt[1])/h->np;
918 –        xd = tcos(phi) * zd;
919 –        yd = tsin(phi) * zd;
920 –        zd = sqrt(1.0 - zd*zd);
921 –        for (i = 0; i < 3; i++)
922 –                ar.rdir[i] =    xd*h->ux[i] +
923 –                                yd*h->uy[i] +
924 –                                zd*h->uz[i];
925 –        checknorm(ar.rdir);
926 –        dimlist[ndims++] = dp->t*h->np + dp->p + 90171;
927 –        rayvalue(&ar);
928 –        ndims--;
929 –        multcolor(ar.rcol, ar.rcoef);   /* apply coefficient */
930 –        addcolor(dp->v, ar.rcol);
931 –                                        /* use rt to improve gradient calc */
932 –        if (ar.rt > FTINY && ar.rt < FHUGE)
933 –                dp->r += 1.0/ar.rt;
934 –                                        /* (re)initialize error */
935 –        if (dp->n++) {
936 –                b2 = bright(dp->v)/dp->n - bright(ar.rcol);
937 –                b2 = b2*b2 + dp->k*((dp->n-1)*(dp->n-1));
938 –                dp->k = b2/(dp->n*dp->n);
939 –        } else
940 –                dp->k = 0.0;
941 –        return(0);
942 – }
943 –
944 –
945 – static int
946 – ambcmp(                                 /* decreasing order */
947 –        const void *p1,
948 –        const void *p2
949 – )
950 – {
951 –        const AMBSAMP   *d1 = (const AMBSAMP *)p1;
952 –        const AMBSAMP   *d2 = (const AMBSAMP *)p2;
953 –
954 –        if (d1->k < d2->k)
955 –                return(1);
956 –        if (d1->k > d2->k)
957 –                return(-1);
958 –        return(0);
959 – }
960 –
961 –
962 – static int
963 – ambnorm(                                /* standard order */
964 –        const void *p1,
965 –        const void *p2
966 – )
967 – {
968 –        const AMBSAMP   *d1 = (const AMBSAMP *)p1;
969 –        const AMBSAMP   *d2 = (const AMBSAMP *)p2;
970 –        int     c;
971 –
972 –        if ( (c = d1->t - d2->t) )
973 –                return(c);
974 –        return(d1->p - d2->p);
975 – }
976 –
977 –
978 – double
979 – doambient(                              /* compute ambient component */
980 –        COLOR  rcol,
981 –        RAY  *r,
982 –        double  wt,
983 –        FVECT  pg,
984 –        FVECT  dg
985 – )
986 – {
987 –        double  b, d=0;
988 –        AMBHEMI  hemi;
989 –        AMBSAMP  *div;
990 –        AMBSAMP  dnew;
991 –        double  acol[3];
992 –        AMBSAMP  *dp;
993 –        double  arad;
994 –        int  divcnt;
995 –        int  i, j;
996 –                                        /* initialize hemisphere */
997 –        inithemi(&hemi, rcol, r, wt);
998 –        divcnt = hemi.nt * hemi.np;
999 –                                        /* initialize */
1000 –        if (pg != NULL)
1001 –                pg[0] = pg[1] = pg[2] = 0.0;
1002 –        if (dg != NULL)
1003 –                dg[0] = dg[1] = dg[2] = 0.0;
1004 –        setcolor(rcol, 0.0, 0.0, 0.0);
1005 –        if (divcnt == 0)
1006 –                return(0.0);
1007 –                                        /* allocate super-samples */
1008 –        if (hemi.ns > 0 || pg != NULL || dg != NULL) {
1009 –                div = (AMBSAMP *)malloc(divcnt*sizeof(AMBSAMP));
1010 –                if (div == NULL)
1011 –                        error(SYSTEM, "out of memory in doambient");
1012 –        } else
1013 –                div = NULL;
1014 –                                        /* sample the divisions */
1015 –        arad = 0.0;
1016 –        acol[0] = acol[1] = acol[2] = 0.0;
1017 –        if ((dp = div) == NULL)
1018 –                dp = &dnew;
1019 –        divcnt = 0;
1020 –        for (i = 0; i < hemi.nt; i++)
1021 –                for (j = 0; j < hemi.np; j++) {
1022 –                        dp->t = i; dp->p = j;
1023 –                        setcolor(dp->v, 0.0, 0.0, 0.0);
1024 –                        dp->r = 0.0;
1025 –                        dp->n = 0;
1026 –                        if (divsample(dp, &hemi, r) < 0) {
1027 –                                if (div != NULL)
1028 –                                        dp++;
1029 –                                continue;
1030 –                        }
1031 –                        arad += dp->r;
1032 –                        divcnt++;
1033 –                        if (div != NULL)
1034 –                                dp++;
1035 –                        else
1036 –                                addcolor(acol, dp->v);
1037 –                }
1038 –        if (!divcnt) {
1039 –                if (div != NULL)
1040 –                        free((void *)div);
1041 –                return(0.0);            /* no samples taken */
1042 –        }
1043 –        if (divcnt < hemi.nt*hemi.np) {
1044 –                pg = dg = NULL;         /* incomplete sampling */
1045 –                hemi.ns = 0;
1046 –        } else if (arad > FTINY && divcnt/arad < minarad) {
1047 –                hemi.ns = 0;            /* close enough */
1048 –        } else if (hemi.ns > 0) {       /* else perform super-sampling? */
1049 –                comperrs(div, &hemi);                   /* compute errors */
1050 –                qsort(div, divcnt, sizeof(AMBSAMP), ambcmp);    /* sort divs */
1051 –                                                /* super-sample */
1052 –                for (i = hemi.ns; i > 0; i--) {
1053 –                        dnew = *div;
1054 –                        if (divsample(&dnew, &hemi, r) < 0) {
1055 –                                dp++;
1056 –                                continue;
1057 –                        }
1058 –                        dp = div;               /* reinsert */
1059 –                        j = divcnt < i ? divcnt : i;
1060 –                        while (--j > 0 && dnew.k < dp[1].k) {
1061 –                                *dp = *(dp+1);
1062 –                                dp++;
1063 –                        }
1064 –                        *dp = dnew;
1065 –                }
1066 –                if (pg != NULL || dg != NULL)   /* restore order */
1067 –                        qsort(div, divcnt, sizeof(AMBSAMP), ambnorm);
1068 –        }
1069 –                                        /* compute returned values */
1070 –        if (div != NULL) {
1071 –                arad = 0.0;             /* note: divcnt may be < nt*np */
1072 –                for (i = hemi.nt*hemi.np, dp = div; i-- > 0; dp++) {
1073 –                        arad += dp->r;
1074 –                        if (dp->n > 1) {
1075 –                                b = 1.0/dp->n;
1076 –                                scalecolor(dp->v, b);
1077 –                                dp->r *= b;
1078 –                                dp->n = 1;
1079 –                        }
1080 –                        addcolor(acol, dp->v);
1081 –                }
1082 –                b = bright(acol);
1083 –                if (b > FTINY) {
1084 –                        b = 1.0/b;      /* compute & normalize gradient(s) */
1085 –                        if (pg != NULL) {
1086 –                                posgradient(pg, div, &hemi);
1087 –                                for (i = 0; i < 3; i++)
1088 –                                        pg[i] *= b;
1089 –                        }
1090 –                        if (dg != NULL) {
1091 –                                dirgradient(dg, div, &hemi);
1092 –                                for (i = 0; i < 3; i++)
1093 –                                        dg[i] *= b;
1094 –                        }
1095 –                }
1096 –                free((void *)div);
1097 –        }
1098 –        copycolor(rcol, acol);
1099 –        if (arad <= FTINY)
1100 –                arad = maxarad;
1101 –        else
1102 –                arad = (divcnt+hemi.ns)/arad;
1103 –        if (pg != NULL) {               /* reduce radius if gradient large */
1104 –                d = DOT(pg,pg);
1105 –                if (d*arad*arad > 1.0)
1106 –                        arad = 1.0/sqrt(d);
1107 –        }
1108 –        if (arad < minarad) {
1109 –                arad = minarad;
1110 –                if (pg != NULL && d*arad*arad > 1.0) {  /* cap gradient */
1111 –                        d = 1.0/arad/sqrt(d);
1112 –                        for (i = 0; i < 3; i++)
1113 –                                pg[i] *= d;
1114 –                }
1115 –        }
1116 –        if ((arad /= sqrt(wt)) > maxarad)
1117 –                arad = maxarad;
1118 –        return(arad);
1119 – }
1120 –
1121 –
1122 – void
1123 – comperrs(                       /* compute initial error estimates */
1124 –        AMBSAMP  *da,   /* assumes standard ordering */
1125 –        AMBHEMI  *hp
1126 – )
1127 – {
1128 –        double  b, b2;
1129 –        int  i, j;
1130 –        AMBSAMP  *dp;
1131 –                                /* sum differences from neighbors */
1132 –        dp = da;
1133 –        for (i = 0; i < hp->nt; i++)
1134 –                for (j = 0; j < hp->np; j++) {
1135 – #ifdef  DEBUG
1136 –                        if (dp->t != i || dp->p != j)
1137 –                                error(CONSISTENCY,
1138 –                                        "division order in comperrs");
1139 – #endif
1140 –                        b = bright(dp[0].v);
1141 –                        if (i > 0) {            /* from above */
1142 –                                b2 = bright(dp[-hp->np].v) - b;
1143 –                                b2 *= b2 * 0.25;
1144 –                                dp[0].k += b2;
1145 –                                dp[-hp->np].k += b2;
1146 –                        }
1147 –                        if (j > 0) {            /* from behind */
1148 –                                b2 = bright(dp[-1].v) - b;
1149 –                                b2 *= b2 * 0.25;
1150 –                                dp[0].k += b2;
1151 –                                dp[-1].k += b2;
1152 –                        } else {                /* around */
1153 –                                b2 = bright(dp[hp->np-1].v) - b;
1154 –                                b2 *= b2 * 0.25;
1155 –                                dp[0].k += b2;
1156 –                                dp[hp->np-1].k += b2;
1157 –                        }
1158 –                        dp++;
1159 –                }
1160 –                                /* divide by number of neighbors */
1161 –        dp = da;
1162 –        for (j = 0; j < hp->np; j++)            /* top row */
1163 –                (dp++)->k *= 1.0/3.0;
1164 –        if (hp->nt < 2)
1165 –                return;
1166 –        for (i = 1; i < hp->nt-1; i++)          /* central region */
1167 –                for (j = 0; j < hp->np; j++)
1168 –                        (dp++)->k *= 0.25;
1169 –        for (j = 0; j < hp->np; j++)            /* bottom row */
1170 –                (dp++)->k *= 1.0/3.0;
1171 – }
1172 –
1173 –
1174 – void
1175 – posgradient(                                    /* compute position gradient */
1176 –        FVECT  gv,
1177 –        AMBSAMP  *da,                   /* assumes standard ordering */
1178 –        AMBHEMI  *hp
1179 – )
1180 – {
1181 –        int  i, j;
1182 –        double  nextsine, lastsine, b, d;
1183 –        double  mag0, mag1;
1184 –        double  phi, cosp, sinp, xd, yd;
1185 –        AMBSAMP  *dp;
1186 –
1187 –        xd = yd = 0.0;
1188 –        for (j = 0; j < hp->np; j++) {
1189 –                dp = da + j;
1190 –                mag0 = mag1 = 0.0;
1191 –                lastsine = 0.0;
1192 –                for (i = 0; i < hp->nt; i++) {
1193 – #ifdef  DEBUG
1194 –                        if (dp->t != i || dp->p != j)
1195 –                                error(CONSISTENCY,
1196 –                                        "division order in posgradient");
1197 – #endif
1198 –                        b = bright(dp->v);
1199 –                        if (i > 0) {
1200 –                                d = dp[-hp->np].r;
1201 –                                if (dp[0].r > d) d = dp[0].r;
1202 –                                                        /* sin(t)*cos(t)^2 */
1203 –                                d *= lastsine * (1.0 - (double)i/hp->nt);
1204 –                                mag0 += d*(b - bright(dp[-hp->np].v));
1205 –                        }
1206 –                        nextsine = sqrt((double)(i+1)/hp->nt);
1207 –                        if (j > 0) {
1208 –                                d = dp[-1].r;
1209 –                                if (dp[0].r > d) d = dp[0].r;
1210 –                                mag1 += d * (nextsine - lastsine) *
1211 –                                                (b - bright(dp[-1].v));
1212 –                        } else {
1213 –                                d = dp[hp->np-1].r;
1214 –                                if (dp[0].r > d) d = dp[0].r;
1215 –                                mag1 += d * (nextsine - lastsine) *
1216 –                                                (b - bright(dp[hp->np-1].v));
1217 –                        }
1218 –                        dp += hp->np;
1219 –                        lastsine = nextsine;
1220 –                }
1221 –                mag0 *= 2.0*PI / hp->np;
1222 –                phi = 2.0*PI * (double)j/hp->np;
1223 –                cosp = tcos(phi); sinp = tsin(phi);
1224 –                xd += mag0*cosp - mag1*sinp;
1225 –                yd += mag0*sinp + mag1*cosp;
1226 –        }
1227 –        for (i = 0; i < 3; i++)
1228 –                gv[i] = (xd*hp->ux[i] + yd*hp->uy[i])*(hp->nt*hp->np)/PI;
1229 – }
1230 –
1231 –
1232 – void
1233 – dirgradient(                                    /* compute direction gradient */
1234 –        FVECT  gv,
1235 –        AMBSAMP  *da,                   /* assumes standard ordering */
1236 –        AMBHEMI  *hp
1237 – )
1238 – {
1239 –        int  i, j;
1240 –        double  mag;
1241 –        double  phi, xd, yd;
1242 –        AMBSAMP  *dp;
1243 –
1244 –        xd = yd = 0.0;
1245 –        for (j = 0; j < hp->np; j++) {
1246 –                dp = da + j;
1247 –                mag = 0.0;
1248 –                for (i = 0; i < hp->nt; i++) {
1249 – #ifdef  DEBUG
1250 –                        if (dp->t != i || dp->p != j)
1251 –                                error(CONSISTENCY,
1252 –                                        "division order in dirgradient");
1253 – #endif
1254 –                                                        /* tan(t) */
1255 –                        mag += bright(dp->v)/sqrt(hp->nt/(i+.5) - 1.0);
1256 –                        dp += hp->np;
1257 –                }
1258 –                phi = 2.0*PI * (j+.5)/hp->np + PI/2.0;
1259 –                xd += mag * tcos(phi);
1260 –                yd += mag * tsin(phi);
1261 –        }
1262 –        for (i = 0; i < 3; i++)
1263 –                gv[i] = xd*hp->ux[i] + yd*hp->uy[i];
1264 – }
1265 –
1266 – #endif  /* ! NEWAMB */

Diff Legend

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