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 2.86 by greg, Wed Feb 17 01:29:22 2021 UTC vs.
Revision 2.95 by greg, Fri Apr 19 01:52:50 2024 UTC

# Line 25 | Line 25 | static const char      RCSid[] = "$Id$";
25   #define MINADIV         7       /* minimum # divisions in each dimension */
26   #endif
27  
28 – extern void             SDsquare2disk(double ds[2], double seedx, double seedy);
29 –
28   typedef struct {
31 –        COLOR   v;              /* hemisphere sample value */
32 –        float   d;              /* reciprocal distance */
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 100 | 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;
# Line 136 | Line 138 | resample:
138          zd = raydistance(&ar);
139          if (zd <= FTINY)
140                  return(0);              /* should never happen */
141 <        multcolor(ar.rcol, ar.rcoef);   /* apply coefficient */
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 <                copycolor(ap->v, ar.rcol);
148 >                copyscolor(ap->v, ar.rcol);
149          } else {                        /* else update recorded value */
150 <                hp->acol[RED] -= colval(ap->v,RED);
149 <                hp->acol[GRN] -= colval(ap->v,GRN);
150 <                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 163 | 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 173 | 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 246 | 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 + (MINADIV-1)*(ambacc > FTINY);
# Line 269 | Line 286 | samp_hemi(                             /* sample indirect hemisphere */
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 298 | Line 325 | samp_hemi(                             /* sample indirect hemisphere */
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 312 | 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 546 | 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 556 | 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 568 | 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 631 | 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 687 | 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 721 | Line 748 | doambient(                             /* compute ambient component */
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 730 | 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 756 | 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 765 | 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 779 | Line 806 | doambient(                             /* compute ambient component */
806          free(hp);                       /* clean up and return */
807          return(1);
808   }
782 –

Diff Legend

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