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 2.82 by greg, Thu Apr 12 20:07:09 2018 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 < #ifndef OLDAMB
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   typedef struct {
29 –        COLOR   v;              /* hemisphere sample value */
30 –        float   d;              /* reciprocal distance (1/rt) */
29          FVECT   p;              /* intersection point */
30 +        float   d;              /* reciprocal distance */
31 +        SCOLOR  v;              /* hemisphere sample value */
32   } AMBSAMP;              /* sample value */
33  
34   typedef struct {
35          RAY     *rp;            /* originating ray sample */
36          int     ns;             /* number of samples per axis */
37          int     sampOK;         /* acquired full sample set? */
38 <        COLOR   acoef;          /* division contribution coefficient */
39 <        double  acol[3];        /* accumulated color */
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 */
# Line 98 | Line 100 | ambsample(                             /* initial ambient division sample */
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(ar.rcoef, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
109 >                setscolor(ar.rcoef, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
110          else
111 <                copycolor(ar.rcoef, hp->acoef);
112 <        if (rayorigin(&ar, AMBIENT, hp->rp, ar.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(ar.rcoef, hp->acoef);
116 <                scalecolor(ar.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));
119 >        hlist[1] = AI(hp,i,j);
120 >        hlist[2] = samplendx;
121 >        multisamp(ss, 2, urand(ilhash(hlist,3)+n));
122   resample:
123 <        SDsquare2disk(spt, (j+spt[1])/hp->ns, (i+spt[0])/hp->ns);
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                  ar.rdir[ii] =   spt[0]*hp->ux[ii] +
127                                  spt[1]*hp->uy[ii] +
128 <                                zd*hp->rp->ron[ii];
128 >                                zd*hp->onrm[ii];
129          checknorm(ar.rdir);
130                                          /* avoid coincident samples */
131 <        if (!n && ambcollision(hp, i, j, ar.rdir)) {
132 <                spt[0] = frandom(); spt[1] = frandom();
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 <        if (ar.rt <= FTINY)
138 >        zd = raydistance(&ar);
139 >        if (zd <= FTINY)
140                  return(0);              /* should never happen */
141 <        multcolor(ar.rcol, ar.rcoef);   /* apply coefficient */
142 <        if (ar.rt*ap->d < 1.0)          /* new/closer distance? */
143 <                ap->d = 1.0/ar.rt;
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 (ar.rt > 10.0*thescene.cusize + 1000.)
146 <                        ar.rt = 10.0*thescene.cusize + 1000.;
147 <                VSUM(ap->p, ar.rorg, ar.rdir, ar.rt);
148 <                copycolor(ap->v, ar.rcol);
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 <                hp->acol[RED] -= colval(ap->v,RED);
146 <                hp->acol[GRN] -= colval(ap->v,GRN);
147 <                hp->acol[BLU] -= colval(ap->v,BLU);
150 >                sopscolor(hp->acol, -=, ap->v);
151                  zd = 1.0/(double)(n+1);
152 <                scalecolor(ar.rcol, zd);
152 >                scalescolor(ar.rcol, zd);
153                  zd *= (double)n;
154 <                scalecolor(ap->v, zd);
155 <                addcolor(ap->v, ar.rcol);
154 >                scalescolor(ap->v, zd);
155 >                saddscolor(ap->v, ar.rcol);
156          }
157 <        addcolor(hp->acol, ap->v);      /* add to our sum */
157 >        saddscolor(hp->acol, ap->v);    /* add to our sum */
158          return(1);
159   }
160  
# Line 160 | Line 163 | resample:
163   static float *
164   getambdiffs(AMBHEMI *hp)
165   {
166 <        const double    normf = 1./bright(hp->acoef);
167 <        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, b1, d2;
# Line 170 | Line 173 | getambdiffs(AMBHEMI *hp)
173          if (earr == NULL)               /* out of memory? */
174                  return(NULL);
175                                          /* sum squared neighbor diffs */
176 <        for (ap = hp->sa, ep = earr, i = 0; i < hp->ns; i++)
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 <                        b1 = bright(ap[-hp->ns].v);
182 >                        b1 = pbright(ap[-hp->ns].v);
183                          d2 = b - b1;
184 <                        d2 *= d2*normf/(b + b1);
184 >                        d2 *= d2*normf/(b + b1 + FTINY);
185                          ep[0] += d2;
186                          ep[-hp->ns] += d2;
187                  }
188                  if (!j) continue;
189                                          /* from behind */
190 <                b1 = bright(ap[-1].v);
190 >                b1 = pbright(ap[-1].v);
191                  d2 = b - b1;
192 <                d2 *= d2*normf/(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 = bright(ap[-hp->ns-1].v);
197 >                b1 = pbright(ap[-hp->ns-1].v);
198                  d2 = b - b1;
199 <                d2 *= d2*normf/(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] *= 8./3.;
205 <        earr[hp->ns-1] *= 8./3.;
206 <        earr[(hp->ns-1)*hp->ns] *= 8./3.;
207 <        earr[(hp->ns-1)*hp->ns + hp->ns-1] *= 8./3.;
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] *= 8./5.;
211 <                earr[i*hp->ns + hp->ns-1] *= 8./5.;
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] *= 8./5.;
215 <                earr[(hp->ns-1)*hp->ns + j] *= 8./5.;
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  
# Line 243 | Line 260 | done:
260  
261   static AMBHEMI *
262   samp_hemi(                              /* sample indirect hemisphere */
263 <        COLOR   rcol,
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 <        if (bright(rcol) <= FTINY)
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*intens(rcol)*r->rweight/(ambdiv*minweight)))
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 + 5*(ambacc > FTINY);     /* minimum number of samples */
283 <        if (n < i)
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 <        hp->acol[RED] = hp->acol[GRN] = hp->acol[BLU] = 0.0;
301 >        scolorblack(hp->acol);
302          memset(hp->sa, 0, sizeof(AMBSAMP)*n*n);
303          hp->sampOK = 0;
304                                          /* assign coefficient */
305 <        copycolor(hp->acoef, rcol);
305 >        copyscolor(hp->acoef, rcol);
306          d = 1.0/(n*n);
307 <        scalecolor(hp->acoef, d);
307 >        scalescolor(hp->acoef, d);
308                                          /* make tangent plane axes */
309 <        if (!getperpendicular(hp->ux, r->ron, 1))
309 >        if (!getperpendicular(hp->ux, hp->onrm, 1))
310                  error(CONSISTENCY, "bad ray direction in samp_hemi");
311 <        VCROSS(hp->uy, r->ron, hp->ux);
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 <        copycolor(rcol, hp->acol);
316 >        copyscolor(rcol, hp->acol);
317          if (!hp->sampOK) {              /* utter failure? */
318                  free(hp);
319                  return(NULL);
# Line 292 | Line 322 | samp_hemi(                             /* sample indirect hemisphere */
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 > 8) {                    /* perform super-sampling? */
328 >        if (n >= 4*hp->ns) {            /* perform super-sampling? */
329                  ambsupersamp(hp, n);
330 <                copycolor(rcol, hp->acol);
330 >                copyscolor(rcol, hp->acol);
331          }
332          return(hp);                     /* all is well */
333   }
# Line 307 | Line 339 | back_ambval(AMBHEMI *hp, const int n1, const int n2, c
339   {
340          if (hp->sa[n1].d <= hp->sa[n2].d) {
341                  if (hp->sa[n1].d <= hp->sa[n3].d)
342 <                        return(colval(hp->sa[n1].v,CIEY));
343 <                return(colval(hp->sa[n3].v,CIEY));
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(colval(hp->sa[n2].v,CIEY));
347 <        return(colval(hp->sa[n3].v,CIEY));
346 >                return(hp->sa[n2].v[0]);
347 >        return(hp->sa[n3].v[0]);
348   }
349  
350  
# Line 541 | Line 573 | ambHessian(                            /* anisotropic radii & pos. gradient */
573          for (j = 0; j < hp->ns-1; j++) {
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++) {
# Line 551 | Line 583 | ambHessian(                            /* anisotropic radii & pos. gradient */
583              FVECT       gradcol;
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;
# Line 563 | Line 595 | ambHessian(                            /* anisotropic radii & pos. gradient */
595                                          /* diagonal (inner) edge */
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, 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, 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 626 | 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 682 | Line 714 | ambcorral(AMBHEMI *hp, FVECT uv[2], const double r0, c
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) */
# Line 712 | Line 744 | doambient(                             /* compute ambient component */
744                  return(0);
745  
746          if ((ra == NULL) & (pg == NULL) & (dg == NULL) ||
747 <                        (hp->sampOK < 0) | (hp->ns < 6)) {
747 >                        (hp->sampOK < 0) | (hp->ns < MINADIV)) {
748                  free(hp);               /* Hessian not requested/possible */
749                  return(-1);             /* value-only return value */
750          }
751 <        if ((d = bright(rcol)) > FTINY) {       /* normalize Y values */
752 <                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;
# Line 725 | Line 757 | doambient(                             /* compute ambient component */
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 751 | Line 783 | doambient(                             /* compute ambient component */
783                          if (ra[1] < minarad)
784                                  ra[1] = minarad;
785                  }
786 <                ra[0] *= d = 1.0/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 760 | Line 792 | doambient(                             /* compute ambient component */
792                                  ra[0] = maxarad;
793                  }
794                                          /* flag encroached directions */
795 <                if (crlp != NULL)
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];
# Line 774 | Line 806 | doambient(                             /* compute ambient component */
806          free(hp);                       /* clean up and return */
807          return(1);
808   }
777 –
778 –
779 – #else /* ! NEWAMB */
780 –
781 –
782 – void
783 – inithemi(                       /* initialize sampling hemisphere */
784 –        AMBHEMI  *hp,
785 –        COLOR ac,
786 –        RAY  *r,
787 –        double  wt
788 – )
789 – {
790 –        double  d;
791 –        int  i;
792 –                                        /* set number of divisions */
793 –        if (ambacc <= FTINY &&
794 –                        wt > (d = 0.8*intens(ac)*r->rweight/(ambdiv*minweight)))
795 –                wt = d;                 /* avoid ray termination */
796 –        hp->nt = sqrt(ambdiv * wt / PI) + 0.5;
797 –        i = ambacc > FTINY ? 3 : 1;     /* minimum number of samples */
798 –        if (hp->nt < i)
799 –                hp->nt = i;
800 –        hp->np = PI * hp->nt + 0.5;
801 –                                        /* set number of super-samples */
802 –        hp->ns = ambssamp * wt + 0.5;
803 –                                        /* assign coefficient */
804 –        copycolor(hp->acoef, ac);
805 –        d = 1.0/(hp->nt*hp->np);
806 –        scalecolor(hp->acoef, d);
807 –                                        /* make axes */
808 –        VCOPY(hp->uz, r->ron);
809 –        hp->uy[0] = hp->uy[1] = hp->uy[2] = 0.0;
810 –        for (i = 0; i < 3; i++)
811 –                if (hp->uz[i] < 0.6 && hp->uz[i] > -0.6)
812 –                        break;
813 –        if (i >= 3)
814 –                error(CONSISTENCY, "bad ray direction in inithemi");
815 –        hp->uy[i] = 1.0;
816 –        fcross(hp->ux, hp->uy, hp->uz);
817 –        normalize(hp->ux);
818 –        fcross(hp->uy, hp->uz, hp->ux);
819 – }
820 –
821 –
822 – int
823 – divsample(                              /* sample a division */
824 –        AMBSAMP  *dp,
825 –        AMBHEMI  *h,
826 –        RAY  *r
827 – )
828 – {
829 –        RAY  ar;
830 –        int  hlist[3];
831 –        double  spt[2];
832 –        double  xd, yd, zd;
833 –        double  b2;
834 –        double  phi;
835 –        int  i;
836 –                                        /* ambient coefficient for weight */
837 –        if (ambacc > FTINY)
838 –                setcolor(ar.rcoef, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
839 –        else
840 –                copycolor(ar.rcoef, h->acoef);
841 –        if (rayorigin(&ar, AMBIENT, r, ar.rcoef) < 0)
842 –                return(-1);
843 –        if (ambacc > FTINY) {
844 –                multcolor(ar.rcoef, h->acoef);
845 –                scalecolor(ar.rcoef, 1./AVGREFL);
846 –        }
847 –        hlist[0] = r->rno;
848 –        hlist[1] = dp->t;
849 –        hlist[2] = dp->p;
850 –        multisamp(spt, 2, urand(ilhash(hlist,3)+dp->n));
851 –        zd = sqrt((dp->t + spt[0])/h->nt);
852 –        phi = 2.0*PI * (dp->p + spt[1])/h->np;
853 –        xd = tcos(phi) * zd;
854 –        yd = tsin(phi) * zd;
855 –        zd = sqrt(1.0 - zd*zd);
856 –        for (i = 0; i < 3; i++)
857 –                ar.rdir[i] =    xd*h->ux[i] +
858 –                                yd*h->uy[i] +
859 –                                zd*h->uz[i];
860 –        checknorm(ar.rdir);
861 –        dimlist[ndims++] = dp->t*h->np + dp->p + 90171;
862 –        rayvalue(&ar);
863 –        ndims--;
864 –        multcolor(ar.rcol, ar.rcoef);   /* apply coefficient */
865 –        addcolor(dp->v, ar.rcol);
866 –                                        /* use rt to improve gradient calc */
867 –        if (ar.rt > FTINY && ar.rt < FHUGE)
868 –                dp->r += 1.0/ar.rt;
869 –                                        /* (re)initialize error */
870 –        if (dp->n++) {
871 –                b2 = bright(dp->v)/dp->n - bright(ar.rcol);
872 –                b2 = b2*b2 + dp->k*((dp->n-1)*(dp->n-1));
873 –                dp->k = b2/(dp->n*dp->n);
874 –        } else
875 –                dp->k = 0.0;
876 –        return(0);
877 – }
878 –
879 –
880 – static int
881 – ambcmp(                                 /* decreasing order */
882 –        const void *p1,
883 –        const void *p2
884 – )
885 – {
886 –        const AMBSAMP   *d1 = (const AMBSAMP *)p1;
887 –        const AMBSAMP   *d2 = (const AMBSAMP *)p2;
888 –
889 –        if (d1->k < d2->k)
890 –                return(1);
891 –        if (d1->k > d2->k)
892 –                return(-1);
893 –        return(0);
894 – }
895 –
896 –
897 – static int
898 – ambnorm(                                /* standard order */
899 –        const void *p1,
900 –        const void *p2
901 – )
902 – {
903 –        const AMBSAMP   *d1 = (const AMBSAMP *)p1;
904 –        const AMBSAMP   *d2 = (const AMBSAMP *)p2;
905 –        int     c;
906 –
907 –        if ( (c = d1->t - d2->t) )
908 –                return(c);
909 –        return(d1->p - d2->p);
910 – }
911 –
912 –
913 – double
914 – doambient(                              /* compute ambient component */
915 –        COLOR  rcol,
916 –        RAY  *r,
917 –        double  wt,
918 –        FVECT  pg,
919 –        FVECT  dg
920 – )
921 – {
922 –        double  b, d=0;
923 –        AMBHEMI  hemi;
924 –        AMBSAMP  *div;
925 –        AMBSAMP  dnew;
926 –        double  acol[3];
927 –        AMBSAMP  *dp;
928 –        double  arad;
929 –        int  divcnt;
930 –        int  i, j;
931 –                                        /* initialize hemisphere */
932 –        inithemi(&hemi, rcol, r, wt);
933 –        divcnt = hemi.nt * hemi.np;
934 –                                        /* initialize */
935 –        if (pg != NULL)
936 –                pg[0] = pg[1] = pg[2] = 0.0;
937 –        if (dg != NULL)
938 –                dg[0] = dg[1] = dg[2] = 0.0;
939 –        setcolor(rcol, 0.0, 0.0, 0.0);
940 –        if (divcnt == 0)
941 –                return(0.0);
942 –                                        /* allocate super-samples */
943 –        if (hemi.ns > 0 || pg != NULL || dg != NULL) {
944 –                div = (AMBSAMP *)malloc(divcnt*sizeof(AMBSAMP));
945 –                if (div == NULL)
946 –                        error(SYSTEM, "out of memory in doambient");
947 –        } else
948 –                div = NULL;
949 –                                        /* sample the divisions */
950 –        arad = 0.0;
951 –        acol[0] = acol[1] = acol[2] = 0.0;
952 –        if ((dp = div) == NULL)
953 –                dp = &dnew;
954 –        divcnt = 0;
955 –        for (i = 0; i < hemi.nt; i++)
956 –                for (j = 0; j < hemi.np; j++) {
957 –                        dp->t = i; dp->p = j;
958 –                        setcolor(dp->v, 0.0, 0.0, 0.0);
959 –                        dp->r = 0.0;
960 –                        dp->n = 0;
961 –                        if (divsample(dp, &hemi, r) < 0) {
962 –                                if (div != NULL)
963 –                                        dp++;
964 –                                continue;
965 –                        }
966 –                        arad += dp->r;
967 –                        divcnt++;
968 –                        if (div != NULL)
969 –                                dp++;
970 –                        else
971 –                                addcolor(acol, dp->v);
972 –                }
973 –        if (!divcnt) {
974 –                if (div != NULL)
975 –                        free((void *)div);
976 –                return(0.0);            /* no samples taken */
977 –        }
978 –        if (divcnt < hemi.nt*hemi.np) {
979 –                pg = dg = NULL;         /* incomplete sampling */
980 –                hemi.ns = 0;
981 –        } else if (arad > FTINY && divcnt/arad < minarad) {
982 –                hemi.ns = 0;            /* close enough */
983 –        } else if (hemi.ns > 0) {       /* else perform super-sampling? */
984 –                comperrs(div, &hemi);                   /* compute errors */
985 –                qsort(div, divcnt, sizeof(AMBSAMP), ambcmp);    /* sort divs */
986 –                                                /* super-sample */
987 –                for (i = hemi.ns; i > 0; i--) {
988 –                        dnew = *div;
989 –                        if (divsample(&dnew, &hemi, r) < 0) {
990 –                                dp++;
991 –                                continue;
992 –                        }
993 –                        dp = div;               /* reinsert */
994 –                        j = divcnt < i ? divcnt : i;
995 –                        while (--j > 0 && dnew.k < dp[1].k) {
996 –                                *dp = *(dp+1);
997 –                                dp++;
998 –                        }
999 –                        *dp = dnew;
1000 –                }
1001 –                if (pg != NULL || dg != NULL)   /* restore order */
1002 –                        qsort(div, divcnt, sizeof(AMBSAMP), ambnorm);
1003 –        }
1004 –                                        /* compute returned values */
1005 –        if (div != NULL) {
1006 –                arad = 0.0;             /* note: divcnt may be < nt*np */
1007 –                for (i = hemi.nt*hemi.np, dp = div; i-- > 0; dp++) {
1008 –                        arad += dp->r;
1009 –                        if (dp->n > 1) {
1010 –                                b = 1.0/dp->n;
1011 –                                scalecolor(dp->v, b);
1012 –                                dp->r *= b;
1013 –                                dp->n = 1;
1014 –                        }
1015 –                        addcolor(acol, dp->v);
1016 –                }
1017 –                b = bright(acol);
1018 –                if (b > FTINY) {
1019 –                        b = 1.0/b;      /* compute & normalize gradient(s) */
1020 –                        if (pg != NULL) {
1021 –                                posgradient(pg, div, &hemi);
1022 –                                for (i = 0; i < 3; i++)
1023 –                                        pg[i] *= b;
1024 –                        }
1025 –                        if (dg != NULL) {
1026 –                                dirgradient(dg, div, &hemi);
1027 –                                for (i = 0; i < 3; i++)
1028 –                                        dg[i] *= b;
1029 –                        }
1030 –                }
1031 –                free((void *)div);
1032 –        }
1033 –        copycolor(rcol, acol);
1034 –        if (arad <= FTINY)
1035 –                arad = maxarad;
1036 –        else
1037 –                arad = (divcnt+hemi.ns)/arad;
1038 –        if (pg != NULL) {               /* reduce radius if gradient large */
1039 –                d = DOT(pg,pg);
1040 –                if (d*arad*arad > 1.0)
1041 –                        arad = 1.0/sqrt(d);
1042 –        }
1043 –        if (arad < minarad) {
1044 –                arad = minarad;
1045 –                if (pg != NULL && d*arad*arad > 1.0) {  /* cap gradient */
1046 –                        d = 1.0/arad/sqrt(d);
1047 –                        for (i = 0; i < 3; i++)
1048 –                                pg[i] *= d;
1049 –                }
1050 –        }
1051 –        if ((arad /= sqrt(wt)) > maxarad)
1052 –                arad = maxarad;
1053 –        return(arad);
1054 – }
1055 –
1056 –
1057 – void
1058 – comperrs(                       /* compute initial error estimates */
1059 –        AMBSAMP  *da,   /* assumes standard ordering */
1060 –        AMBHEMI  *hp
1061 – )
1062 – {
1063 –        double  b, b2;
1064 –        int  i, j;
1065 –        AMBSAMP  *dp;
1066 –                                /* sum differences from neighbors */
1067 –        dp = da;
1068 –        for (i = 0; i < hp->nt; i++)
1069 –                for (j = 0; j < hp->np; j++) {
1070 – #ifdef  DEBUG
1071 –                        if (dp->t != i || dp->p != j)
1072 –                                error(CONSISTENCY,
1073 –                                        "division order in comperrs");
1074 – #endif
1075 –                        b = bright(dp[0].v);
1076 –                        if (i > 0) {            /* from above */
1077 –                                b2 = bright(dp[-hp->np].v) - b;
1078 –                                b2 *= b2 * 0.25;
1079 –                                dp[0].k += b2;
1080 –                                dp[-hp->np].k += b2;
1081 –                        }
1082 –                        if (j > 0) {            /* from behind */
1083 –                                b2 = bright(dp[-1].v) - b;
1084 –                                b2 *= b2 * 0.25;
1085 –                                dp[0].k += b2;
1086 –                                dp[-1].k += b2;
1087 –                        } else {                /* around */
1088 –                                b2 = bright(dp[hp->np-1].v) - b;
1089 –                                b2 *= b2 * 0.25;
1090 –                                dp[0].k += b2;
1091 –                                dp[hp->np-1].k += b2;
1092 –                        }
1093 –                        dp++;
1094 –                }
1095 –                                /* divide by number of neighbors */
1096 –        dp = da;
1097 –        for (j = 0; j < hp->np; j++)            /* top row */
1098 –                (dp++)->k *= 1.0/3.0;
1099 –        if (hp->nt < 2)
1100 –                return;
1101 –        for (i = 1; i < hp->nt-1; i++)          /* central region */
1102 –                for (j = 0; j < hp->np; j++)
1103 –                        (dp++)->k *= 0.25;
1104 –        for (j = 0; j < hp->np; j++)            /* bottom row */
1105 –                (dp++)->k *= 1.0/3.0;
1106 – }
1107 –
1108 –
1109 – void
1110 – posgradient(                                    /* compute position gradient */
1111 –        FVECT  gv,
1112 –        AMBSAMP  *da,                   /* assumes standard ordering */
1113 –        AMBHEMI  *hp
1114 – )
1115 – {
1116 –        int  i, j;
1117 –        double  nextsine, lastsine, b, d;
1118 –        double  mag0, mag1;
1119 –        double  phi, cosp, sinp, xd, yd;
1120 –        AMBSAMP  *dp;
1121 –
1122 –        xd = yd = 0.0;
1123 –        for (j = 0; j < hp->np; j++) {
1124 –                dp = da + j;
1125 –                mag0 = mag1 = 0.0;
1126 –                lastsine = 0.0;
1127 –                for (i = 0; i < hp->nt; i++) {
1128 – #ifdef  DEBUG
1129 –                        if (dp->t != i || dp->p != j)
1130 –                                error(CONSISTENCY,
1131 –                                        "division order in posgradient");
1132 – #endif
1133 –                        b = bright(dp->v);
1134 –                        if (i > 0) {
1135 –                                d = dp[-hp->np].r;
1136 –                                if (dp[0].r > d) d = dp[0].r;
1137 –                                                        /* sin(t)*cos(t)^2 */
1138 –                                d *= lastsine * (1.0 - (double)i/hp->nt);
1139 –                                mag0 += d*(b - bright(dp[-hp->np].v));
1140 –                        }
1141 –                        nextsine = sqrt((double)(i+1)/hp->nt);
1142 –                        if (j > 0) {
1143 –                                d = dp[-1].r;
1144 –                                if (dp[0].r > d) d = dp[0].r;
1145 –                                mag1 += d * (nextsine - lastsine) *
1146 –                                                (b - bright(dp[-1].v));
1147 –                        } else {
1148 –                                d = dp[hp->np-1].r;
1149 –                                if (dp[0].r > d) d = dp[0].r;
1150 –                                mag1 += d * (nextsine - lastsine) *
1151 –                                                (b - bright(dp[hp->np-1].v));
1152 –                        }
1153 –                        dp += hp->np;
1154 –                        lastsine = nextsine;
1155 –                }
1156 –                mag0 *= 2.0*PI / hp->np;
1157 –                phi = 2.0*PI * (double)j/hp->np;
1158 –                cosp = tcos(phi); sinp = tsin(phi);
1159 –                xd += mag0*cosp - mag1*sinp;
1160 –                yd += mag0*sinp + mag1*cosp;
1161 –        }
1162 –        for (i = 0; i < 3; i++)
1163 –                gv[i] = (xd*hp->ux[i] + yd*hp->uy[i])*(hp->nt*hp->np)/PI;
1164 – }
1165 –
1166 –
1167 – void
1168 – dirgradient(                                    /* compute direction gradient */
1169 –        FVECT  gv,
1170 –        AMBSAMP  *da,                   /* assumes standard ordering */
1171 –        AMBHEMI  *hp
1172 – )
1173 – {
1174 –        int  i, j;
1175 –        double  mag;
1176 –        double  phi, xd, yd;
1177 –        AMBSAMP  *dp;
1178 –
1179 –        xd = yd = 0.0;
1180 –        for (j = 0; j < hp->np; j++) {
1181 –                dp = da + j;
1182 –                mag = 0.0;
1183 –                for (i = 0; i < hp->nt; i++) {
1184 – #ifdef  DEBUG
1185 –                        if (dp->t != i || dp->p != j)
1186 –                                error(CONSISTENCY,
1187 –                                        "division order in dirgradient");
1188 – #endif
1189 –                                                        /* tan(t) */
1190 –                        mag += bright(dp->v)/sqrt(hp->nt/(i+.5) - 1.0);
1191 –                        dp += hp->np;
1192 –                }
1193 –                phi = 2.0*PI * (j+.5)/hp->np + PI/2.0;
1194 –                xd += mag * tcos(phi);
1195 –                yd += mag * tsin(phi);
1196 –        }
1197 –        for (i = 0; i < 3; i++)
1198 –                gv[i] = xd*hp->ux[i] + yd*hp->uy[i];
1199 – }
1200 –
1201 – #endif  /* ! NEWAMB */

Diff Legend

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