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 1.9 by greg, Thu Jul 11 16:39:00 1991 UTC vs.
Revision 2.83 by greg, Tue Nov 13 19:58:33 2018 UTC

# Line 1 | Line 1
1 – /* Copyright (c) 1991 Regents of the University of California */
2 –
1   #ifndef lint
2 < static char SCCSid[] = "$SunId$ LBL";
2 > static const char       RCSid[] = "$Id$";
3   #endif
6 –
4   /*
5   * Routines to compute "ambient" values using Monte Carlo
6 + *
7 + *  Hessian calculations based on "Practical Hessian-Based Error Control
8 + *      for Irradiance Caching" by Schwarzhaupt, Wann Jensen, & Jarosz
9 + *      from ACM SIGGRAPH Asia 2012 conference proceedings.
10 + *
11 + *  Added book-keeping optimization to avoid calculations that would
12 + *      cancel due to traversal both directions on edges that are adjacent
13 + *      to same-valued triangles.  This cuts about half of Hessian math.
14 + *
15 + *  Declarations of external symbols in ambient.h
16   */
17  
18 < #include  "ray.h"
18 > #include "copyright.h"
19  
20 + #include  "ray.h"
21   #include  "ambient.h"
14 –
22   #include  "random.h"
23  
24 + #ifndef OLDAMB
25 +
26 + extern void             SDsquare2disk(double ds[2], double seedx, double seedy);
27 +
28   typedef struct {
29 <        short  t, p;            /* theta, phi indices */
30 <        COLOR  v;               /* value sum */
31 <        float  r;               /* 1/distance sum */
32 <        float  k;               /* variance for this division */
22 <        int  n;                 /* number of subsamples */
23 < }  AMBSAMP;             /* ambient sample division */
29 >        COLOR   v;              /* hemisphere sample value */
30 >        float   d;              /* reciprocal distance */
31 >        FVECT   p;              /* intersection point */
32 > } AMBSAMP;              /* sample value */
33  
34   typedef struct {
35 <        FVECT  ux, uy, uz;      /* x, y and z axis directions */
36 <        short  nt, np;          /* number of theta and phi directions */
35 >        RAY     *rp;            /* originating ray sample */
36 >        int     ns;             /* number of samples per axis */
37 >        int     sampOK;         /* acquired full sample set? */
38 >        COLOR   acoef;          /* division contribution coefficient */
39 >        double  acol[3];        /* accumulated color */
40 >        FVECT   ux, uy;         /* tangent axis unit vectors */
41 >        AMBSAMP sa[1];          /* sample array (extends struct) */
42   }  AMBHEMI;             /* ambient sample hemisphere */
43  
44 < extern double  sin(), cos(), sqrt();
44 > #define AI(h,i,j)       ((i)*(h)->ns + (j))
45 > #define ambsam(h,i,j)   (h)->sa[AI(h,i,j)]
46  
47 + typedef struct {
48 +        FVECT   r_i, r_i1, e_i, rcp, rI2_eJ2;
49 +        double  I1, I2;
50 + } FFTRI;                /* vectors and coefficients for Hessian calculation */
51  
52 +
53   static int
54 < ambcmp(d1, d2)                          /* decreasing order */
55 < AMBSAMP  *d1, *d2;
54 > ambcollision(                           /* proposed direciton collides? */
55 >        AMBHEMI *hp,
56 >        int     i,
57 >        int     j,
58 >        FVECT   dv
59 > )
60   {
61 <        if (d1->k < d2->k)
62 <                return(1);
63 <        if (d1->k > d2->k)
64 <                return(-1);
65 <        return(0);
61 >        double  cos_thresh;
62 >        int     ii, jj;
63 >                                        /* min. spacing = 1/4th division */
64 >        cos_thresh = (PI/4.)/(double)hp->ns;
65 >        cos_thresh = 1. - .5*cos_thresh*cos_thresh;
66 >                                        /* check existing neighbors */
67 >        for (ii = i-1; ii <= i+1; ii++) {
68 >                if (ii < 0) continue;
69 >                if (ii >= hp->ns) break;
70 >                for (jj = j-1; jj <= j+1; jj++) {
71 >                        AMBSAMP *ap;
72 >                        FVECT   avec;
73 >                        double  dprod;
74 >                        if (jj < 0) continue;
75 >                        if (jj >= hp->ns) break;
76 >                        if ((ii==i) & (jj==j)) continue;
77 >                        ap = &ambsam(hp,ii,jj);
78 >                        if (ap->d <= .5/FHUGE)
79 >                                continue;       /* no one home */
80 >                        VSUB(avec, ap->p, hp->rp->rop);
81 >                        dprod = DOT(avec, dv);
82 >                        if (dprod >= cos_thresh*VLEN(avec))
83 >                                return(1);      /* collision */
84 >                }
85 >        }
86 >        return(0);                      /* nothing to worry about */
87   }
88  
89  
90   static int
91 < ambnorm(d1, d2)                         /* standard order */
92 < AMBSAMP  *d1, *d2;
91 > ambsample(                              /* initial ambient division sample */
92 >        AMBHEMI *hp,
93 >        int     i,
94 >        int     j,
95 >        int     n
96 > )
97   {
98 <        register int  c;
98 >        AMBSAMP *ap = &ambsam(hp,i,j);
99 >        RAY     ar;
100 >        int     hlist[3], ii;
101 >        double  spt[2], zd;
102 >                                        /* generate hemispherical sample */
103 >                                        /* ambient coefficient for weight */
104 >        if (ambacc > FTINY)
105 >                setcolor(ar.rcoef, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
106 >        else
107 >                copycolor(ar.rcoef, hp->acoef);
108 >        if (rayorigin(&ar, AMBIENT, hp->rp, ar.rcoef) < 0)
109 >                return(0);
110 >        if (ambacc > FTINY) {
111 >                multcolor(ar.rcoef, hp->acoef);
112 >                scalecolor(ar.rcoef, 1./AVGREFL);
113 >        }
114 >        hlist[0] = hp->rp->rno;
115 >        hlist[1] = j;
116 >        hlist[2] = i;
117 >        multisamp(spt, 2, urand(ilhash(hlist,3)+n));
118 > resample:
119 >        SDsquare2disk(spt, (j+spt[1])/hp->ns, (i+spt[0])/hp->ns);
120 >        zd = sqrt(1. - spt[0]*spt[0] - spt[1]*spt[1]);
121 >        for (ii = 3; ii--; )
122 >                ar.rdir[ii] =   spt[0]*hp->ux[ii] +
123 >                                spt[1]*hp->uy[ii] +
124 >                                zd*hp->rp->ron[ii];
125 >        checknorm(ar.rdir);
126 >                                        /* avoid coincident samples */
127 >        if (!n && ambcollision(hp, i, j, ar.rdir)) {
128 >                spt[0] = frandom(); spt[1] = frandom();
129 >                goto resample;          /* reject this sample */
130 >        }
131 >        dimlist[ndims++] = AI(hp,i,j) + 90171;
132 >        rayvalue(&ar);                  /* evaluate ray */
133 >        ndims--;
134 >        zd = raydistance(&ar);
135 >        if (zd <= FTINY)
136 >                return(0);              /* should never happen */
137 >        multcolor(ar.rcol, ar.rcoef);   /* apply coefficient */
138 >        if (zd*ap->d < 1.0)             /* new/closer distance? */
139 >                ap->d = 1.0/zd;
140 >        if (!n) {                       /* record first vertex & value */
141 >                if (zd > 10.0*thescene.cusize + 1000.)
142 >                        zd = 10.0*thescene.cusize + 1000.;
143 >                VSUM(ap->p, ar.rorg, ar.rdir, zd);
144 >                copycolor(ap->v, ar.rcol);
145 >        } else {                        /* else update recorded value */
146 >                hp->acol[RED] -= colval(ap->v,RED);
147 >                hp->acol[GRN] -= colval(ap->v,GRN);
148 >                hp->acol[BLU] -= colval(ap->v,BLU);
149 >                zd = 1.0/(double)(n+1);
150 >                scalecolor(ar.rcol, zd);
151 >                zd *= (double)n;
152 >                scalecolor(ap->v, zd);
153 >                addcolor(ap->v, ar.rcol);
154 >        }
155 >        addcolor(hp->acol, ap->v);      /* add to our sum */
156 >        return(1);
157 > }
158  
159 <        if (c = d1->t - d2->t)
160 <                return(c);
161 <        return(d1->p - d2->p);
159 >
160 > /* Estimate variance based on ambient division differences */
161 > static float *
162 > getambdiffs(AMBHEMI *hp)
163 > {
164 >        const double    normf = 1./bright(hp->acoef);
165 >        float   *earr = (float *)calloc(hp->ns*hp->ns, sizeof(float));
166 >        float   *ep;
167 >        AMBSAMP *ap;
168 >        double  b, b1, d2;
169 >        int     i, j;
170 >
171 >        if (earr == NULL)               /* out of memory? */
172 >                return(NULL);
173 >                                        /* sum squared neighbor diffs */
174 >        for (ap = hp->sa, ep = earr, i = 0; i < hp->ns; i++)
175 >            for (j = 0; j < hp->ns; j++, ap++, ep++) {
176 >                b = bright(ap[0].v);
177 >                if (i) {                /* from above */
178 >                        b1 = bright(ap[-hp->ns].v);
179 >                        d2 = b - b1;
180 >                        d2 *= d2*normf/(b + b1);
181 >                        ep[0] += d2;
182 >                        ep[-hp->ns] += d2;
183 >                }
184 >                if (!j) continue;
185 >                                        /* from behind */
186 >                b1 = bright(ap[-1].v);
187 >                d2 = b - b1;
188 >                d2 *= d2*normf/(b + b1);
189 >                ep[0] += d2;
190 >                ep[-1] += d2;
191 >                if (!i) continue;
192 >                                        /* diagonal */
193 >                b1 = bright(ap[-hp->ns-1].v);
194 >                d2 = b - b1;
195 >                d2 *= d2*normf/(b + b1);
196 >                ep[0] += d2;
197 >                ep[-hp->ns-1] += d2;
198 >            }
199 >                                        /* correct for number of neighbors */
200 >        earr[0] *= 8./3.;
201 >        earr[hp->ns-1] *= 8./3.;
202 >        earr[(hp->ns-1)*hp->ns] *= 8./3.;
203 >        earr[(hp->ns-1)*hp->ns + hp->ns-1] *= 8./3.;
204 >        for (i = 1; i < hp->ns-1; i++) {
205 >                earr[i*hp->ns] *= 8./5.;
206 >                earr[i*hp->ns + hp->ns-1] *= 8./5.;
207 >        }
208 >        for (j = 1; j < hp->ns-1; j++) {
209 >                earr[j] *= 8./5.;
210 >                earr[(hp->ns-1)*hp->ns + j] *= 8./5.;
211 >        }
212 >        return(earr);
213   }
214  
215  
216 < divsample(dp, h, r)                     /* sample a division */
217 < register AMBSAMP  *dp;
218 < AMBHEMI  *h;
60 < RAY  *r;
216 > /* Perform super-sampling on hemisphere (introduces bias) */
217 > static void
218 > ambsupersamp(AMBHEMI *hp, int cnt)
219   {
220 +        float   *earr = getambdiffs(hp);
221 +        double  e2rem = 0;
222 +        float   *ep;
223 +        int     i, j, n, nss;
224 +
225 +        if (earr == NULL)               /* just skip calc. if no memory */
226 +                return;
227 +                                        /* accumulate estimated variances */
228 +        for (ep = earr + hp->ns*hp->ns; ep > earr; )
229 +                e2rem += *--ep;
230 +        ep = earr;                      /* perform super-sampling */
231 +        for (i = 0; i < hp->ns; i++)
232 +            for (j = 0; j < hp->ns; j++) {
233 +                if (e2rem <= FTINY)
234 +                        goto done;      /* nothing left to do */
235 +                nss = *ep/e2rem*cnt + frandom();
236 +                for (n = 1; n <= nss && ambsample(hp,i,j,n); n++)
237 +                        if (!--cnt) goto done;
238 +                e2rem -= *ep++;         /* update remainder */
239 +        }
240 + done:
241 +        free(earr);
242 + }
243 +
244 +
245 + static AMBHEMI *
246 + samp_hemi(                              /* sample indirect hemisphere */
247 +        COLOR   rcol,
248 +        RAY     *r,
249 +        double  wt
250 + )
251 + {
252 +        AMBHEMI *hp;
253 +        double  d;
254 +        int     n, i, j;
255 +                                        /* insignificance check */
256 +        if (bright(rcol) <= FTINY)
257 +                return(NULL);
258 +                                        /* set number of divisions */
259 +        if (ambacc <= FTINY &&
260 +                        wt > (d = 0.8*intens(rcol)*r->rweight/(ambdiv*minweight)))
261 +                wt = d;                 /* avoid ray termination */
262 +        n = sqrt(ambdiv * wt) + 0.5;
263 +        i = 1 + 5*(ambacc > FTINY);     /* minimum number of samples */
264 +        if (n < i)
265 +                n = i;
266 +                                        /* allocate sampling array */
267 +        hp = (AMBHEMI *)malloc(sizeof(AMBHEMI) + sizeof(AMBSAMP)*(n*n - 1));
268 +        if (hp == NULL)
269 +                error(SYSTEM, "out of memory in samp_hemi");
270 +        hp->rp = r;
271 +        hp->ns = n;
272 +        hp->acol[RED] = hp->acol[GRN] = hp->acol[BLU] = 0.0;
273 +        memset(hp->sa, 0, sizeof(AMBSAMP)*n*n);
274 +        hp->sampOK = 0;
275 +                                        /* assign coefficient */
276 +        copycolor(hp->acoef, rcol);
277 +        d = 1.0/(n*n);
278 +        scalecolor(hp->acoef, d);
279 +                                        /* make tangent plane axes */
280 +        if (!getperpendicular(hp->ux, r->ron, 1))
281 +                error(CONSISTENCY, "bad ray direction in samp_hemi");
282 +        VCROSS(hp->uy, r->ron, hp->ux);
283 +                                        /* sample divisions */
284 +        for (i = hp->ns; i--; )
285 +            for (j = hp->ns; j--; )
286 +                hp->sampOK += ambsample(hp, i, j, 0);
287 +        copycolor(rcol, hp->acol);
288 +        if (!hp->sampOK) {              /* utter failure? */
289 +                free(hp);
290 +                return(NULL);
291 +        }
292 +        if (hp->sampOK < hp->ns*hp->ns) {
293 +                hp->sampOK *= -1;       /* soft failure */
294 +                return(hp);
295 +        }
296 +        n = ambssamp*wt + 0.5;
297 +        if (n > 8) {                    /* perform super-sampling? */
298 +                ambsupersamp(hp, n);
299 +                copycolor(rcol, hp->acol);
300 +        }
301 +        return(hp);                     /* all is well */
302 + }
303 +
304 +
305 + /* Return brightness of farthest ambient sample */
306 + static double
307 + back_ambval(AMBHEMI *hp, const int n1, const int n2, const int n3)
308 + {
309 +        if (hp->sa[n1].d <= hp->sa[n2].d) {
310 +                if (hp->sa[n1].d <= hp->sa[n3].d)
311 +                        return(colval(hp->sa[n1].v,CIEY));
312 +                return(colval(hp->sa[n3].v,CIEY));
313 +        }
314 +        if (hp->sa[n2].d <= hp->sa[n3].d)
315 +                return(colval(hp->sa[n2].v,CIEY));
316 +        return(colval(hp->sa[n3].v,CIEY));
317 + }
318 +
319 +
320 + /* Compute vectors and coefficients for Hessian/gradient calcs */
321 + static void
322 + comp_fftri(FFTRI *ftp, AMBHEMI *hp, const int n0, const int n1)
323 + {
324 +        double  rdot_cp, dot_e, dot_er, rdot_r, rdot_r1, J2;
325 +        int     ii;
326 +
327 +        VSUB(ftp->r_i, hp->sa[n0].p, hp->rp->rop);
328 +        VSUB(ftp->r_i1, hp->sa[n1].p, hp->rp->rop);
329 +        VSUB(ftp->e_i, hp->sa[n1].p, hp->sa[n0].p);
330 +        VCROSS(ftp->rcp, ftp->r_i, ftp->r_i1);
331 +        rdot_cp = 1.0/DOT(ftp->rcp,ftp->rcp);
332 +        dot_e = DOT(ftp->e_i,ftp->e_i);
333 +        dot_er = DOT(ftp->e_i, ftp->r_i);
334 +        rdot_r = 1.0/DOT(ftp->r_i,ftp->r_i);
335 +        rdot_r1 = 1.0/DOT(ftp->r_i1,ftp->r_i1);
336 +        ftp->I1 = acos( DOT(ftp->r_i, ftp->r_i1) * sqrt(rdot_r*rdot_r1) ) *
337 +                        sqrt( rdot_cp );
338 +        ftp->I2 = ( DOT(ftp->e_i, ftp->r_i1)*rdot_r1 - dot_er*rdot_r +
339 +                        dot_e*ftp->I1 )*0.5*rdot_cp;
340 +        J2 =  ( 0.5*(rdot_r - rdot_r1) - dot_er*ftp->I2 ) / dot_e;
341 +        for (ii = 3; ii--; )
342 +                ftp->rI2_eJ2[ii] = ftp->I2*ftp->r_i[ii] + J2*ftp->e_i[ii];
343 + }
344 +
345 +
346 + /* Compose 3x3 matrix from two vectors */
347 + static void
348 + compose_matrix(FVECT mat[3], FVECT va, FVECT vb)
349 + {
350 +        mat[0][0] = 2.0*va[0]*vb[0];
351 +        mat[1][1] = 2.0*va[1]*vb[1];
352 +        mat[2][2] = 2.0*va[2]*vb[2];
353 +        mat[0][1] = mat[1][0] = va[0]*vb[1] + va[1]*vb[0];
354 +        mat[0][2] = mat[2][0] = va[0]*vb[2] + va[2]*vb[0];
355 +        mat[1][2] = mat[2][1] = va[1]*vb[2] + va[2]*vb[1];
356 + }
357 +
358 +
359 + /* Compute partial 3x3 Hessian matrix for edge */
360 + static void
361 + comp_hessian(FVECT hess[3], FFTRI *ftp, FVECT nrm)
362 + {
363 +        FVECT   ncp;
364 +        FVECT   m1[3], m2[3], m3[3], m4[3];
365 +        double  d1, d2, d3, d4;
366 +        double  I3, J3, K3;
367 +        int     i, j;
368 +                                        /* compute intermediate coefficients */
369 +        d1 = 1.0/DOT(ftp->r_i,ftp->r_i);
370 +        d2 = 1.0/DOT(ftp->r_i1,ftp->r_i1);
371 +        d3 = 1.0/DOT(ftp->e_i,ftp->e_i);
372 +        d4 = DOT(ftp->e_i, ftp->r_i);
373 +        I3 = ( DOT(ftp->e_i, ftp->r_i1)*d2*d2 - d4*d1*d1 + 3.0/d3*ftp->I2 )
374 +                        / ( 4.0*DOT(ftp->rcp,ftp->rcp) );
375 +        J3 = 0.25*d3*(d1*d1 - d2*d2) - d4*d3*I3;
376 +        K3 = d3*(ftp->I2 - I3/d1 - 2.0*d4*J3);
377 +                                        /* intermediate matrices */
378 +        VCROSS(ncp, nrm, ftp->e_i);
379 +        compose_matrix(m1, ncp, ftp->rI2_eJ2);
380 +        compose_matrix(m2, ftp->r_i, ftp->r_i);
381 +        compose_matrix(m3, ftp->e_i, ftp->e_i);
382 +        compose_matrix(m4, ftp->r_i, ftp->e_i);
383 +        d1 = DOT(nrm, ftp->rcp);
384 +        d2 = -d1*ftp->I2;
385 +        d1 *= 2.0;
386 +        for (i = 3; i--; )              /* final matrix sum */
387 +            for (j = 3; j--; ) {
388 +                hess[i][j] = m1[i][j] + d1*( I3*m2[i][j] + K3*m3[i][j] +
389 +                                                2.0*J3*m4[i][j] );
390 +                hess[i][j] += d2*(i==j);
391 +                hess[i][j] *= -1.0/PI;
392 +            }
393 + }
394 +
395 +
396 + /* Reverse hessian calculation result for edge in other direction */
397 + static void
398 + rev_hessian(FVECT hess[3])
399 + {
400 +        int     i;
401 +
402 +        for (i = 3; i--; ) {
403 +                hess[i][0] = -hess[i][0];
404 +                hess[i][1] = -hess[i][1];
405 +                hess[i][2] = -hess[i][2];
406 +        }
407 + }
408 +
409 +
410 + /* Add to radiometric Hessian from the given triangle */
411 + static void
412 + add2hessian(FVECT hess[3], FVECT ehess1[3],
413 +                FVECT ehess2[3], FVECT ehess3[3], double v)
414 + {
415 +        int     i, j;
416 +
417 +        for (i = 3; i--; )
418 +            for (j = 3; j--; )
419 +                hess[i][j] += v*( ehess1[i][j] + ehess2[i][j] + ehess3[i][j] );
420 + }
421 +
422 +
423 + /* Compute partial displacement form factor gradient for edge */
424 + static void
425 + comp_gradient(FVECT grad, FFTRI *ftp, FVECT nrm)
426 + {
427 +        FVECT   ncp;
428 +        double  f1;
429 +        int     i;
430 +
431 +        f1 = 2.0*DOT(nrm, ftp->rcp);
432 +        VCROSS(ncp, nrm, ftp->e_i);
433 +        for (i = 3; i--; )
434 +                grad[i] = (0.5/PI)*( ftp->I1*ncp[i] + f1*ftp->rI2_eJ2[i] );
435 + }
436 +
437 +
438 + /* Reverse gradient calculation result for edge in other direction */
439 + static void
440 + rev_gradient(FVECT grad)
441 + {
442 +        grad[0] = -grad[0];
443 +        grad[1] = -grad[1];
444 +        grad[2] = -grad[2];
445 + }
446 +
447 +
448 + /* Add to displacement gradient from the given triangle */
449 + static void
450 + add2gradient(FVECT grad, FVECT egrad1, FVECT egrad2, FVECT egrad3, double v)
451 + {
452 +        int     i;
453 +
454 +        for (i = 3; i--; )
455 +                grad[i] += v*( egrad1[i] + egrad2[i] + egrad3[i] );
456 + }
457 +
458 +
459 + /* Compute anisotropic radii and eigenvector directions */
460 + static void
461 + eigenvectors(FVECT uv[2], float ra[2], FVECT hessian[3])
462 + {
463 +        double  hess2[2][2];
464 +        FVECT   a, b;
465 +        double  evalue[2], slope1, xmag1;
466 +        int     i;
467 +                                        /* project Hessian to sample plane */
468 +        for (i = 3; i--; ) {
469 +                a[i] = DOT(hessian[i], uv[0]);
470 +                b[i] = DOT(hessian[i], uv[1]);
471 +        }
472 +        hess2[0][0] = DOT(uv[0], a);
473 +        hess2[0][1] = DOT(uv[0], b);
474 +        hess2[1][0] = DOT(uv[1], a);
475 +        hess2[1][1] = DOT(uv[1], b);
476 +                                        /* compute eigenvalue(s) */
477 +        i = quadratic(evalue, 1.0, -hess2[0][0]-hess2[1][1],
478 +                        hess2[0][0]*hess2[1][1]-hess2[0][1]*hess2[1][0]);
479 +        if (i == 1)                     /* double-root (circle) */
480 +                evalue[1] = evalue[0];
481 +        if (!i || ((evalue[0] = fabs(evalue[0])) <= FTINY*FTINY) |
482 +                        ((evalue[1] = fabs(evalue[1])) <= FTINY*FTINY) ) {
483 +                ra[0] = ra[1] = maxarad;
484 +                return;
485 +        }
486 +        if (evalue[0] > evalue[1]) {
487 +                ra[0] = sqrt(sqrt(4.0/evalue[0]));
488 +                ra[1] = sqrt(sqrt(4.0/evalue[1]));
489 +                slope1 = evalue[1];
490 +        } else {
491 +                ra[0] = sqrt(sqrt(4.0/evalue[1]));
492 +                ra[1] = sqrt(sqrt(4.0/evalue[0]));
493 +                slope1 = evalue[0];
494 +        }
495 +                                        /* compute unit eigenvectors */
496 +        if (fabs(hess2[0][1]) <= FTINY)
497 +                return;                 /* uv OK as is */
498 +        slope1 = (slope1 - hess2[0][0]) / hess2[0][1];
499 +        xmag1 = sqrt(1.0/(1.0 + slope1*slope1));
500 +        for (i = 3; i--; ) {
501 +                b[i] = xmag1*uv[0][i] + slope1*xmag1*uv[1][i];
502 +                a[i] = slope1*xmag1*uv[0][i] - xmag1*uv[1][i];
503 +        }
504 +        VCOPY(uv[0], a);
505 +        VCOPY(uv[1], b);
506 + }
507 +
508 +
509 + static void
510 + ambHessian(                             /* anisotropic radii & pos. gradient */
511 +        AMBHEMI *hp,
512 +        FVECT   uv[2],                  /* returned */
513 +        float   ra[2],                  /* returned (optional) */
514 +        float   pg[2]                   /* returned (optional) */
515 + )
516 + {
517 +        static char     memerrmsg[] = "out of memory in ambHessian()";
518 +        FVECT           (*hessrow)[3] = NULL;
519 +        FVECT           *gradrow = NULL;
520 +        FVECT           hessian[3];
521 +        FVECT           gradient;
522 +        FFTRI           fftr;
523 +        int             i, j;
524 +                                        /* be sure to assign unit vectors */
525 +        VCOPY(uv[0], hp->ux);
526 +        VCOPY(uv[1], hp->uy);
527 +                        /* clock-wise vertex traversal from sample POV */
528 +        if (ra != NULL) {               /* initialize Hessian row buffer */
529 +                hessrow = (FVECT (*)[3])malloc(sizeof(FVECT)*3*(hp->ns-1));
530 +                if (hessrow == NULL)
531 +                        error(SYSTEM, memerrmsg);
532 +                memset(hessian, 0, sizeof(hessian));
533 +        } else if (pg == NULL)          /* bogus call? */
534 +                return;
535 +        if (pg != NULL) {               /* initialize form factor row buffer */
536 +                gradrow = (FVECT *)malloc(sizeof(FVECT)*(hp->ns-1));
537 +                if (gradrow == NULL)
538 +                        error(SYSTEM, memerrmsg);
539 +                memset(gradient, 0, sizeof(gradient));
540 +        }
541 +                                        /* compute first row of edges */
542 +        for (j = 0; j < hp->ns-1; j++) {
543 +                comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,0,j), AI(hp,0,j+1));
544 +                if (hessrow != NULL)
545 +                        comp_hessian(hessrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
546 +                if (gradrow != NULL)
547 +                        comp_gradient(gradrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
548 +        }
549 +                                        /* sum each row of triangles */
550 +        for (i = 0; i < hp->ns-1; i++) {
551 +            FVECT       hesscol[3];     /* compute first vertical edge */
552 +            FVECT       gradcol;
553 +            comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i,0), AI(hp,i+1,0));
554 +            if (hessrow != NULL)
555 +                comp_hessian(hesscol, &fftr, hp->rp->ron);
556 +            if (gradrow != NULL)
557 +                comp_gradient(gradcol, &fftr, hp->rp->ron);
558 +            for (j = 0; j < hp->ns-1; j++) {
559 +                FVECT   hessdia[3];     /* compute triangle contributions */
560 +                FVECT   graddia;
561 +                double  backg;
562 +                backg = back_ambval(hp, AI(hp,i,j),
563 +                                        AI(hp,i,j+1), AI(hp,i+1,j));
564 +                                        /* diagonal (inner) edge */
565 +                comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i,j+1), AI(hp,i+1,j));
566 +                if (hessrow != NULL) {
567 +                    comp_hessian(hessdia, &fftr, hp->rp->ron);
568 +                    rev_hessian(hesscol);
569 +                    add2hessian(hessian, hessrow[j], hessdia, hesscol, backg);
570 +                }
571 +                if (gradrow != NULL) {
572 +                    comp_gradient(graddia, &fftr, hp->rp->ron);
573 +                    rev_gradient(gradcol);
574 +                    add2gradient(gradient, gradrow[j], graddia, gradcol, backg);
575 +                }
576 +                                        /* initialize edge in next row */
577 +                comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i+1,j+1), AI(hp,i+1,j));
578 +                if (hessrow != NULL)
579 +                    comp_hessian(hessrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
580 +                if (gradrow != NULL)
581 +                    comp_gradient(gradrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
582 +                                        /* new column edge & paired triangle */
583 +                backg = back_ambval(hp, AI(hp,i+1,j+1),
584 +                                        AI(hp,i+1,j), AI(hp,i,j+1));
585 +                comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i,j+1), AI(hp,i+1,j+1));
586 +                if (hessrow != NULL) {
587 +                    comp_hessian(hesscol, &fftr, hp->rp->ron);
588 +                    rev_hessian(hessdia);
589 +                    add2hessian(hessian, hessrow[j], hessdia, hesscol, backg);
590 +                    if (i < hp->ns-2)
591 +                        rev_hessian(hessrow[j]);
592 +                }
593 +                if (gradrow != NULL) {
594 +                    comp_gradient(gradcol, &fftr, hp->rp->ron);
595 +                    rev_gradient(graddia);
596 +                    add2gradient(gradient, gradrow[j], graddia, gradcol, backg);
597 +                    if (i < hp->ns-2)
598 +                        rev_gradient(gradrow[j]);
599 +                }
600 +            }
601 +        }
602 +                                        /* release row buffers */
603 +        if (hessrow != NULL) free(hessrow);
604 +        if (gradrow != NULL) free(gradrow);
605 +        
606 +        if (ra != NULL)                 /* extract eigenvectors & radii */
607 +                eigenvectors(uv, ra, hessian);
608 +        if (pg != NULL) {               /* tangential position gradient */
609 +                pg[0] = DOT(gradient, uv[0]);
610 +                pg[1] = DOT(gradient, uv[1]);
611 +        }
612 + }
613 +
614 +
615 + /* Compute direction gradient from a hemispherical sampling */
616 + static void
617 + ambdirgrad(AMBHEMI *hp, FVECT uv[2], float dg[2])
618 + {
619 +        AMBSAMP *ap;
620 +        double  dgsum[2];
621 +        int     n;
622 +        FVECT   vd;
623 +        double  gfact;
624 +
625 +        dgsum[0] = dgsum[1] = 0.0;      /* sum values times -tan(theta) */
626 +        for (ap = hp->sa, n = hp->ns*hp->ns; n--; ap++) {
627 +                                        /* use vector for azimuth + 90deg */
628 +                VSUB(vd, ap->p, hp->rp->rop);
629 +                                        /* brightness over cosine factor */
630 +                gfact = colval(ap->v,CIEY) / DOT(hp->rp->ron, vd);
631 +                                        /* sine = proj_radius/vd_length */
632 +                dgsum[0] -= DOT(uv[1], vd) * gfact;
633 +                dgsum[1] += DOT(uv[0], vd) * gfact;
634 +        }
635 +        dg[0] = dgsum[0] / (hp->ns*hp->ns);
636 +        dg[1] = dgsum[1] / (hp->ns*hp->ns);
637 + }
638 +
639 +
640 + /* Compute potential light leak direction flags for cache value */
641 + static uint32
642 + ambcorral(AMBHEMI *hp, FVECT uv[2], const double r0, const double r1)
643 + {
644 +        const double    max_d = 1.0/(minarad*ambacc + 0.001);
645 +        const double    ang_res = 0.5*PI/hp->ns;
646 +        const double    ang_step = ang_res/((int)(16/PI*ang_res) + 1.01);
647 +        double          avg_d = 0;
648 +        uint32          flgs = 0;
649 +        FVECT           vec;
650 +        double          u, v;
651 +        double          ang, a1;
652 +        int             i, j;
653 +                                        /* don't bother for a few samples */
654 +        if (hp->ns < 8)
655 +                return(0);
656 +                                        /* check distances overhead */
657 +        for (i = hp->ns*3/4; i-- > hp->ns>>2; )
658 +            for (j = hp->ns*3/4; j-- > hp->ns>>2; )
659 +                avg_d += ambsam(hp,i,j).d;
660 +        avg_d *= 4.0/(hp->ns*hp->ns);
661 +        if (avg_d*r0 >= 1.0)            /* ceiling too low for corral? */
662 +                return(0);
663 +        if (avg_d >= max_d)             /* insurance */
664 +                return(0);
665 +                                        /* else circle around perimeter */
666 +        for (i = 0; i < hp->ns; i++)
667 +            for (j = 0; j < hp->ns; j += !i|(i==hp->ns-1) ? 1 : hp->ns-1) {
668 +                AMBSAMP *ap = &ambsam(hp,i,j);
669 +                if ((ap->d <= FTINY) | (ap->d >= max_d))
670 +                        continue;       /* too far or too near */
671 +                VSUB(vec, ap->p, hp->rp->rop);
672 +                u = DOT(vec, uv[0]);
673 +                v = DOT(vec, uv[1]);
674 +                if ((r0*r0*u*u + r1*r1*v*v) * ap->d*ap->d <= u*u + v*v)
675 +                        continue;       /* occluder outside ellipse */
676 +                ang = atan2a(v, u);     /* else set direction flags */
677 +                for (a1 = ang-ang_res; a1 <= ang+ang_res; a1 += ang_step)
678 +                        flgs |= 1L<<(int)(16/PI*(a1 + 2.*PI*(a1 < 0)));
679 +            }
680 +        return(flgs);
681 + }
682 +
683 +
684 + int
685 + doambient(                              /* compute ambient component */
686 +        COLOR   rcol,                   /* input/output color */
687 +        RAY     *r,
688 +        double  wt,
689 +        FVECT   uv[2],                  /* returned (optional) */
690 +        float   ra[2],                  /* returned (optional) */
691 +        float   pg[2],                  /* returned (optional) */
692 +        float   dg[2],                  /* returned (optional) */
693 +        uint32  *crlp                   /* returned (optional) */
694 + )
695 + {
696 +        AMBHEMI *hp = samp_hemi(rcol, r, wt);
697 +        FVECT   my_uv[2];
698 +        double  d, K;
699 +        AMBSAMP *ap;
700 +        int     i;
701 +                                        /* clear return values */
702 +        if (uv != NULL)
703 +                memset(uv, 0, sizeof(FVECT)*2);
704 +        if (ra != NULL)
705 +                ra[0] = ra[1] = 0.0;
706 +        if (pg != NULL)
707 +                pg[0] = pg[1] = 0.0;
708 +        if (dg != NULL)
709 +                dg[0] = dg[1] = 0.0;
710 +        if (crlp != NULL)
711 +                *crlp = 0;
712 +        if (hp == NULL)                 /* sampling falure? */
713 +                return(0);
714 +
715 +        if ((ra == NULL) & (pg == NULL) & (dg == NULL) ||
716 +                        (hp->sampOK < 0) | (hp->ns < 6)) {
717 +                free(hp);               /* Hessian not requested/possible */
718 +                return(-1);             /* value-only return value */
719 +        }
720 +        if ((d = bright(rcol)) > FTINY) {       /* normalize Y values */
721 +                d = 0.99*(hp->ns*hp->ns)/d;
722 +                K = 0.01;
723 +        } else {                        /* or fall back on geometric Hessian */
724 +                K = 1.0;
725 +                pg = NULL;
726 +                dg = NULL;
727 +                crlp = NULL;
728 +        }
729 +        ap = hp->sa;                    /* relative Y channel from here on... */
730 +        for (i = hp->ns*hp->ns; i--; ap++)
731 +                colval(ap->v,CIEY) = bright(ap->v)*d + K;
732 +
733 +        if (uv == NULL)                 /* make sure we have axis pointers */
734 +                uv = my_uv;
735 +                                        /* compute radii & pos. gradient */
736 +        ambHessian(hp, uv, ra, pg);
737 +
738 +        if (dg != NULL)                 /* compute direction gradient */
739 +                ambdirgrad(hp, uv, dg);
740 +
741 +        if (ra != NULL) {               /* scale/clamp radii */
742 +                if (pg != NULL) {
743 +                        if (ra[0]*(d = fabs(pg[0])) > 1.0)
744 +                                ra[0] = 1.0/d;
745 +                        if (ra[1]*(d = fabs(pg[1])) > 1.0)
746 +                                ra[1] = 1.0/d;
747 +                        if (ra[0] > ra[1])
748 +                                ra[0] = ra[1];
749 +                }
750 +                if (ra[0] < minarad) {
751 +                        ra[0] = minarad;
752 +                        if (ra[1] < minarad)
753 +                                ra[1] = minarad;
754 +                }
755 +                ra[0] *= d = 1.0/sqrt(wt);
756 +                if ((ra[1] *= d) > 2.0*ra[0])
757 +                        ra[1] = 2.0*ra[0];
758 +                if (ra[1] > maxarad) {
759 +                        ra[1] = maxarad;
760 +                        if (ra[0] > maxarad)
761 +                                ra[0] = maxarad;
762 +                }
763 +                                        /* flag encroached directions */
764 +                if (crlp != NULL)
765 +                        *crlp = ambcorral(hp, uv, ra[0]*ambacc, ra[1]*ambacc);
766 +                if (pg != NULL) {       /* cap gradient if necessary */
767 +                        d = pg[0]*pg[0]*ra[0]*ra[0] + pg[1]*pg[1]*ra[1]*ra[1];
768 +                        if (d > 1.0) {
769 +                                d = 1.0/sqrt(d);
770 +                                pg[0] *= d;
771 +                                pg[1] *= d;
772 +                        }
773 +                }
774 +        }
775 +        free(hp);                       /* clean up and return */
776 +        return(1);
777 + }
778 +
779 +
780 + #else /* ! NEWAMB */
781 +
782 +
783 + void
784 + inithemi(                       /* initialize sampling hemisphere */
785 +        AMBHEMI  *hp,
786 +        COLOR ac,
787 +        RAY  *r,
788 +        double  wt
789 + )
790 + {
791 +        double  d;
792 +        int  i;
793 +                                        /* set number of divisions */
794 +        if (ambacc <= FTINY &&
795 +                        wt > (d = 0.8*intens(ac)*r->rweight/(ambdiv*minweight)))
796 +                wt = d;                 /* avoid ray termination */
797 +        hp->nt = sqrt(ambdiv * wt / PI) + 0.5;
798 +        i = ambacc > FTINY ? 3 : 1;     /* minimum number of samples */
799 +        if (hp->nt < i)
800 +                hp->nt = i;
801 +        hp->np = PI * hp->nt + 0.5;
802 +                                        /* set number of super-samples */
803 +        hp->ns = ambssamp * wt + 0.5;
804 +                                        /* assign coefficient */
805 +        copycolor(hp->acoef, ac);
806 +        d = 1.0/(hp->nt*hp->np);
807 +        scalecolor(hp->acoef, d);
808 +                                        /* make axes */
809 +        VCOPY(hp->uz, r->ron);
810 +        hp->uy[0] = hp->uy[1] = hp->uy[2] = 0.0;
811 +        for (i = 0; i < 3; i++)
812 +                if (hp->uz[i] < 0.6 && hp->uz[i] > -0.6)
813 +                        break;
814 +        if (i >= 3)
815 +                error(CONSISTENCY, "bad ray direction in inithemi");
816 +        hp->uy[i] = 1.0;
817 +        fcross(hp->ux, hp->uy, hp->uz);
818 +        normalize(hp->ux);
819 +        fcross(hp->uy, hp->uz, hp->ux);
820 + }
821 +
822 +
823 + int
824 + divsample(                              /* sample a division */
825 +        AMBSAMP  *dp,
826 +        AMBHEMI  *h,
827 +        RAY  *r
828 + )
829 + {
830          RAY  ar;
831 <        int  hlist[4];
831 >        int  hlist[3];
832 >        double  spt[2];
833          double  xd, yd, zd;
834          double  b2;
835          double  phi;
836 <        register int  i;
837 <
838 <        if (rayorigin(&ar, r, AMBIENT, 0.5) < 0)
836 >        int  i;
837 >                                        /* ambient coefficient for weight */
838 >        if (ambacc > FTINY)
839 >                setcolor(ar.rcoef, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
840 >        else
841 >                copycolor(ar.rcoef, h->acoef);
842 >        if (rayorigin(&ar, AMBIENT, r, ar.rcoef) < 0)
843                  return(-1);
844 +        if (ambacc > FTINY) {
845 +                multcolor(ar.rcoef, h->acoef);
846 +                scalecolor(ar.rcoef, 1./AVGREFL);
847 +        }
848          hlist[0] = r->rno;
849          hlist[1] = dp->t;
850          hlist[2] = dp->p;
851 <        hlist[3] = 0;
852 <        zd = sqrt((dp->t+urand(urind(ilhash(hlist,4),dp->n)))/h->nt);
853 <        hlist[3] = 1;
854 <        phi = 2.0*PI * (dp->p+urand(urind(ilhash(hlist,4),dp->n)))/h->np;
855 <        xd = cos(phi) * zd;
79 <        yd = sin(phi) * zd;
851 >        multisamp(spt, 2, urand(ilhash(hlist,3)+dp->n));
852 >        zd = sqrt((dp->t + spt[0])/h->nt);
853 >        phi = 2.0*PI * (dp->p + spt[1])/h->np;
854 >        xd = tcos(phi) * zd;
855 >        yd = tsin(phi) * zd;
856          zd = sqrt(1.0 - zd*zd);
857          for (i = 0; i < 3; i++)
858                  ar.rdir[i] =    xd*h->ux[i] +
859                                  yd*h->uy[i] +
860                                  zd*h->uz[i];
861 +        checknorm(ar.rdir);
862          dimlist[ndims++] = dp->t*h->np + dp->p + 90171;
863          rayvalue(&ar);
864          ndims--;
865 +        multcolor(ar.rcol, ar.rcoef);   /* apply coefficient */
866          addcolor(dp->v, ar.rcol);
867 <        if (ar.rt > FTINY && ar.rt < FHUGE)
868 <                dp->r += 1.0/ar.rt;
867 >                                        /* use rxt to improve gradient calc */
868 >        if (ar.rxt > FTINY && ar.rxt < FHUGE)
869 >                dp->r += 1.0/ar.rxt;
870                                          /* (re)initialize error */
871          if (dp->n++) {
872                  b2 = bright(dp->v)/dp->n - bright(ar.rcol);
# Line 99 | Line 878 | RAY  *r;
878   }
879  
880  
881 + static int
882 + ambcmp(                                 /* decreasing order */
883 +        const void *p1,
884 +        const void *p2
885 + )
886 + {
887 +        const AMBSAMP   *d1 = (const AMBSAMP *)p1;
888 +        const AMBSAMP   *d2 = (const AMBSAMP *)p2;
889 +
890 +        if (d1->k < d2->k)
891 +                return(1);
892 +        if (d1->k > d2->k)
893 +                return(-1);
894 +        return(0);
895 + }
896 +
897 +
898 + static int
899 + ambnorm(                                /* standard order */
900 +        const void *p1,
901 +        const void *p2
902 + )
903 + {
904 +        const AMBSAMP   *d1 = (const AMBSAMP *)p1;
905 +        const AMBSAMP   *d2 = (const AMBSAMP *)p2;
906 +        int     c;
907 +
908 +        if ( (c = d1->t - d2->t) )
909 +                return(c);
910 +        return(d1->p - d2->p);
911 + }
912 +
913 +
914   double
915 < doambient(acol, r, pg, dg)              /* compute ambient component */
916 < COLOR  acol;
917 < RAY  *r;
918 < FVECT  pg, dg;
915 > doambient(                              /* compute ambient component */
916 >        COLOR  rcol,
917 >        RAY  *r,
918 >        double  wt,
919 >        FVECT  pg,
920 >        FVECT  dg
921 > )
922   {
923 <        double  b, d;
923 >        double  b, d=0;
924          AMBHEMI  hemi;
925          AMBSAMP  *div;
926          AMBSAMP  dnew;
927 <        register AMBSAMP  *dp;
927 >        double  acol[3];
928 >        AMBSAMP  *dp;
929          double  arad;
930 <        int  ndivs, ns;
931 <        register int  i, j;
116 <                                        /* initialize color */
117 <        setcolor(acol, 0.0, 0.0, 0.0);
930 >        int  divcnt;
931 >        int  i, j;
932                                          /* initialize hemisphere */
933 <        inithemi(&hemi, r);
934 <        ndivs = hemi.nt * hemi.np;
935 <        if (ndivs == 0)
933 >        inithemi(&hemi, rcol, r, wt);
934 >        divcnt = hemi.nt * hemi.np;
935 >                                        /* initialize */
936 >        if (pg != NULL)
937 >                pg[0] = pg[1] = pg[2] = 0.0;
938 >        if (dg != NULL)
939 >                dg[0] = dg[1] = dg[2] = 0.0;
940 >        setcolor(rcol, 0.0, 0.0, 0.0);
941 >        if (divcnt == 0)
942                  return(0.0);
943 <                                        /* set number of super-samples */
944 <        ns = ambssamp * r->rweight + 0.5;
945 <        if (ns > 0 || pg != NULL || dg != NULL) {
126 <                div = (AMBSAMP *)malloc(ndivs*sizeof(AMBSAMP));
943 >                                        /* allocate super-samples */
944 >        if (hemi.ns > 0 || pg != NULL || dg != NULL) {
945 >                div = (AMBSAMP *)malloc(divcnt*sizeof(AMBSAMP));
946                  if (div == NULL)
947                          error(SYSTEM, "out of memory in doambient");
948          } else
949                  div = NULL;
950                                          /* sample the divisions */
951          arad = 0.0;
952 +        acol[0] = acol[1] = acol[2] = 0.0;
953          if ((dp = div) == NULL)
954                  dp = &dnew;
955 +        divcnt = 0;
956          for (i = 0; i < hemi.nt; i++)
957                  for (j = 0; j < hemi.np; j++) {
958                          dp->t = i; dp->p = j;
959                          setcolor(dp->v, 0.0, 0.0, 0.0);
960                          dp->r = 0.0;
961                          dp->n = 0;
962 <                        if (divsample(dp, &hemi, r) < 0)
963 <                                goto oopsy;
962 >                        if (divsample(dp, &hemi, r) < 0) {
963 >                                if (div != NULL)
964 >                                        dp++;
965 >                                continue;
966 >                        }
967 >                        arad += dp->r;
968 >                        divcnt++;
969                          if (div != NULL)
970                                  dp++;
971 <                        else {
971 >                        else
972                                  addcolor(acol, dp->v);
147 –                                arad += dp->r;
148 –                        }
973                  }
974 <        if (ns > 0) {                   /* perform super-sampling */
974 >        if (!divcnt) {
975 >                if (div != NULL)
976 >                        free((void *)div);
977 >                return(0.0);            /* no samples taken */
978 >        }
979 >        if (divcnt < hemi.nt*hemi.np) {
980 >                pg = dg = NULL;         /* incomplete sampling */
981 >                hemi.ns = 0;
982 >        } else if (arad > FTINY && divcnt/arad < minarad) {
983 >                hemi.ns = 0;            /* close enough */
984 >        } else if (hemi.ns > 0) {       /* else perform super-sampling? */
985                  comperrs(div, &hemi);                   /* compute errors */
986 <                qsort(div, ndivs, sizeof(AMBSAMP), ambcmp);     /* sort divs */
986 >                qsort(div, divcnt, sizeof(AMBSAMP), ambcmp);    /* sort divs */
987                                                  /* super-sample */
988 <                for (i = ns; i > 0; i--) {
989 <                        copystruct(&dnew, div);
990 <                        if (divsample(&dnew, &hemi, r) < 0)
991 <                                goto oopsy;
992 <                                                        /* reinsert */
993 <                        dp = div;
994 <                        j = ndivs < i ? ndivs : i;
988 >                for (i = hemi.ns; i > 0; i--) {
989 >                        dnew = *div;
990 >                        if (divsample(&dnew, &hemi, r) < 0) {
991 >                                dp++;
992 >                                continue;
993 >                        }
994 >                        dp = div;               /* reinsert */
995 >                        j = divcnt < i ? divcnt : i;
996                          while (--j > 0 && dnew.k < dp[1].k) {
997 <                                copystruct(dp, dp+1);
997 >                                *dp = *(dp+1);
998                                  dp++;
999                          }
1000 <                        copystruct(dp, &dnew);
1000 >                        *dp = dnew;
1001                  }
1002                  if (pg != NULL || dg != NULL)   /* restore order */
1003 <                        qsort(div, ndivs, sizeof(AMBSAMP), ambnorm);
1003 >                        qsort(div, divcnt, sizeof(AMBSAMP), ambnorm);
1004          }
1005                                          /* compute returned values */
1006          if (div != NULL) {
1007 <                for (i = ndivs, dp = div; i-- > 0; dp++) {
1007 >                arad = 0.0;             /* note: divcnt may be < nt*np */
1008 >                for (i = hemi.nt*hemi.np, dp = div; i-- > 0; dp++) {
1009                          arad += dp->r;
1010                          if (dp->n > 1) {
1011                                  b = 1.0/dp->n;
# Line 181 | Line 1017 | FVECT  pg, dg;
1017                  }
1018                  b = bright(acol);
1019                  if (b > FTINY) {
1020 <                        b = ndivs/b;
1020 >                        b = 1.0/b;      /* compute & normalize gradient(s) */
1021                          if (pg != NULL) {
1022                                  posgradient(pg, div, &hemi);
1023                                  for (i = 0; i < 3; i++)
# Line 192 | Line 1028 | FVECT  pg, dg;
1028                                  for (i = 0; i < 3; i++)
1029                                          dg[i] *= b;
1030                          }
195 –                } else {
196 –                        if (pg != NULL)
197 –                                for (i = 0; i < 3; i++)
198 –                                        pg[i] = 0.0;
199 –                        if (dg != NULL)
200 –                                for (i = 0; i < 3; i++)
201 –                                        dg[i] = 0.0;
1031                  }
1032 <                free((char *)div);
1032 >                free((void *)div);
1033          }
1034 <        b = 1.0/ndivs;
206 <        scalecolor(acol, b);
1034 >        copycolor(rcol, acol);
1035          if (arad <= FTINY)
208 –                arad = FHUGE;
209 –        else
210 –                arad = (ndivs+ns)/arad;
211 –        if (arad > maxarad)
1036                  arad = maxarad;
1037 <        else if (arad < minarad)
1037 >        else
1038 >                arad = (divcnt+hemi.ns)/arad;
1039 >        if (pg != NULL) {               /* reduce radius if gradient large */
1040 >                d = DOT(pg,pg);
1041 >                if (d*arad*arad > 1.0)
1042 >                        arad = 1.0/sqrt(d);
1043 >        }
1044 >        if (arad < minarad) {
1045                  arad = minarad;
1046 <        arad /= sqrt(r->rweight);
1047 <        if (pg != NULL) {               /* clip pos. gradient if too large */
217 <                d = 4.0*DOT(pg,pg)*arad*arad;
218 <                if (d > 1.0) {
219 <                        d = 1.0/sqrt(d);
1046 >                if (pg != NULL && d*arad*arad > 1.0) {  /* cap gradient */
1047 >                        d = 1.0/arad/sqrt(d);
1048                          for (i = 0; i < 3; i++)
1049                                  pg[i] *= d;
1050                  }
1051          }
1052 +        if ((arad /= sqrt(wt)) > maxarad)
1053 +                arad = maxarad;
1054          return(arad);
225 – oopsy:
226 –        if (div != NULL)
227 –                free((char *)div);
228 –        return(0.0);
1055   }
1056  
1057  
1058 < inithemi(hp, r)                 /* initialize sampling hemisphere */
1059 < register AMBHEMI  *hp;
1060 < RAY  *r;
1058 > void
1059 > comperrs(                       /* compute initial error estimates */
1060 >        AMBSAMP  *da,   /* assumes standard ordering */
1061 >        AMBHEMI  *hp
1062 > )
1063   {
236 –        register int  i;
237 –                                        /* set number of divisions */
238 –        hp->nt = sqrt(ambdiv * r->rweight * 0.5) + 0.5;
239 –        hp->np = 2 * hp->nt;
240 –                                        /* make axes */
241 –        VCOPY(hp->uz, r->ron);
242 –        hp->uy[0] = hp->uy[1] = hp->uy[2] = 0.0;
243 –        for (i = 0; i < 3; i++)
244 –                if (hp->uz[i] < 0.6 && hp->uz[i] > -0.6)
245 –                        break;
246 –        if (i >= 3)
247 –                error(CONSISTENCY, "bad ray direction in inithemi");
248 –        hp->uy[i] = 1.0;
249 –        fcross(hp->ux, hp->uy, hp->uz);
250 –        normalize(hp->ux);
251 –        fcross(hp->uy, hp->uz, hp->ux);
252 – }
253 –
254 –
255 – comperrs(da, hp)                /* compute initial error estimates */
256 – AMBSAMP  *da;           /* assumes standard ordering */
257 – register AMBHEMI  *hp;
258 – {
1064          double  b, b2;
1065          int  i, j;
1066 <        register AMBSAMP  *dp;
1066 >        AMBSAMP  *dp;
1067                                  /* sum differences from neighbors */
1068          dp = da;
1069          for (i = 0; i < hp->nt; i++)
# Line 302 | Line 1107 | register AMBHEMI  *hp;
1107   }
1108  
1109  
1110 < posgradient(gv, da, hp)                         /* compute position gradient */
1111 < FVECT  gv;
1112 < AMBSAMP  *da;                   /* assumes standard ordering */
1113 < AMBHEMI  *hp;
1110 > void
1111 > posgradient(                                    /* compute position gradient */
1112 >        FVECT  gv,
1113 >        AMBSAMP  *da,                   /* assumes standard ordering */
1114 >        AMBHEMI  *hp
1115 > )
1116   {
1117 <        register int  i, j;
1118 <        double  b, d;
1117 >        int  i, j;
1118 >        double  nextsine, lastsine, b, d;
1119          double  mag0, mag1;
1120          double  phi, cosp, sinp, xd, yd;
1121 <        register AMBSAMP  *dp;
1121 >        AMBSAMP  *dp;
1122  
1123          xd = yd = 0.0;
1124          for (j = 0; j < hp->np; j++) {
1125                  dp = da + j;
1126                  mag0 = mag1 = 0.0;
1127 +                lastsine = 0.0;
1128                  for (i = 0; i < hp->nt; i++) {
1129   #ifdef  DEBUG
1130                          if (dp->t != i || dp->p != j)
# Line 327 | Line 1135 | AMBHEMI  *hp;
1135                          if (i > 0) {
1136                                  d = dp[-hp->np].r;
1137                                  if (dp[0].r > d) d = dp[0].r;
1138 <                                d *= 1.0 - sqrt((double)i/hp->nt);
1138 >                                                        /* sin(t)*cos(t)^2 */
1139 >                                d *= lastsine * (1.0 - (double)i/hp->nt);
1140                                  mag0 += d*(b - bright(dp[-hp->np].v));
1141                          }
1142 +                        nextsine = sqrt((double)(i+1)/hp->nt);
1143                          if (j > 0) {
1144                                  d = dp[-1].r;
1145                                  if (dp[0].r > d) d = dp[0].r;
1146 <                                mag1 += d*(b - bright(dp[-1].v));
1146 >                                mag1 += d * (nextsine - lastsine) *
1147 >                                                (b - bright(dp[-1].v));
1148                          } else {
1149                                  d = dp[hp->np-1].r;
1150                                  if (dp[0].r > d) d = dp[0].r;
1151 <                                mag1 += d*(b - bright(dp[hp->np-1].v));
1151 >                                mag1 += d * (nextsine - lastsine) *
1152 >                                                (b - bright(dp[hp->np-1].v));
1153                          }
1154                          dp += hp->np;
1155 +                        lastsine = nextsine;
1156                  }
1157 <                if (hp->nt > 1) {
345 <                        mag0 /= (double)hp->np;
346 <                        mag1 /= (double)hp->nt;
347 <                }
1157 >                mag0 *= 2.0*PI / hp->np;
1158                  phi = 2.0*PI * (double)j/hp->np;
1159 <                cosp = cos(phi); sinp = sin(phi);
1159 >                cosp = tcos(phi); sinp = tsin(phi);
1160                  xd += mag0*cosp - mag1*sinp;
1161                  yd += mag0*sinp + mag1*cosp;
1162          }
1163          for (i = 0; i < 3; i++)
1164 <                gv[i] = (xd*hp->ux[i] + yd*hp->uy[i])/PI;
1164 >                gv[i] = (xd*hp->ux[i] + yd*hp->uy[i])*(hp->nt*hp->np)/PI;
1165   }
1166  
1167  
1168 < dirgradient(gv, da, hp)                         /* compute direction gradient */
1169 < FVECT  gv;
1170 < AMBSAMP  *da;                   /* assumes standard ordering */
1171 < AMBHEMI  *hp;
1168 > void
1169 > dirgradient(                                    /* compute direction gradient */
1170 >        FVECT  gv,
1171 >        AMBSAMP  *da,                   /* assumes standard ordering */
1172 >        AMBHEMI  *hp
1173 > )
1174   {
1175 <        register int  i, j;
1175 >        int  i, j;
1176          double  mag;
1177          double  phi, xd, yd;
1178 <        register AMBSAMP  *dp;
1178 >        AMBSAMP  *dp;
1179  
1180          xd = yd = 0.0;
1181          for (j = 0; j < hp->np; j++) {
# Line 375 | Line 1187 | AMBHEMI  *hp;
1187                                  error(CONSISTENCY,
1188                                          "division order in dirgradient");
1189   #endif
1190 <                        mag += sqrt((i+.5)/hp->nt)*bright(dp->v);
1190 >                                                        /* tan(t) */
1191 >                        mag += bright(dp->v)/sqrt(hp->nt/(i+.5) - 1.0);
1192                          dp += hp->np;
1193                  }
1194                  phi = 2.0*PI * (j+.5)/hp->np + PI/2.0;
1195 <                xd += mag * cos(phi);
1196 <                yd += mag * sin(phi);
1195 >                xd += mag * tcos(phi);
1196 >                yd += mag * tsin(phi);
1197          }
1198          for (i = 0; i < 3; i++)
1199 <                gv[i] = (xd*hp->ux[i] + yd*hp->uy[i])*PI/(hp->nt*hp->np);
1199 >                gv[i] = xd*hp->ux[i] + yd*hp->uy[i];
1200   }
1201 +
1202 + #endif  /* ! NEWAMB */

Diff Legend

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