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 2.35 by greg, Fri Apr 25 18:39:22 2014 UTC vs.
Revision 2.94 by greg, Wed Apr 17 17:34:11 2024 UTC

# Line 8 | Line 8 | static const char      RCSid[] = "$Id$";
8   *      for Irradiance Caching" by Schwarzhaupt, Wann Jensen, & Jarosz
9   *      from ACM SIGGRAPH Asia 2012 conference proceedings.
10   *
11 + *  Added book-keeping optimization to avoid calculations that would
12 + *      cancel due to traversal both directions on edges that are adjacent
13 + *      to same-valued triangles.  This cuts about half of Hessian math.
14 + *
15   *  Declarations of external symbols in ambient.h
16   */
17  
# Line 17 | Line 21 | static const char      RCSid[] = "$Id$";
21   #include  "ambient.h"
22   #include  "random.h"
23  
24 < #ifdef NEWAMB
24 > #ifndef MINADIV
25 > #define MINADIV         7       /* minimum # divisions in each dimension */
26 > #endif
27  
28 < extern void             SDsquare2disk(double ds[2], double seedx, double seedy);
28 > typedef struct {
29 >        FVECT   p;              /* intersection point */
30 >        float   d;              /* reciprocal distance */
31 >        SCOLOR  v;              /* hemisphere sample value */
32 > } AMBSAMP;              /* sample value */
33  
34   typedef struct {
35          RAY     *rp;            /* originating ray sample */
26        FVECT   ux, uy;         /* tangent axis unit vectors */
36          int     ns;             /* number of samples per axis */
37 <        COLOR   acoef;          /* division contribution coefficient */
38 <        struct s_ambsamp {
39 <                COLOR   v;              /* hemisphere sample value */
40 <                FVECT   p;              /* intersection point */
41 <        } sa[1];                /* sample array (extends struct) */
37 >        int     sampOK;         /* acquired full sample set? */
38 >        int     atyp;           /* RAMBIENT or TAMBIENT */
39 >        SCOLOR  acoef;          /* division contribution coefficient */
40 >        SCOLOR  acol;           /* accumulated color */
41 >        FVECT   onrm;           /* oriented unperturbed surface normal */
42 >        FVECT   ux, uy;         /* tangent axis unit vectors */
43 >        AMBSAMP sa[1];          /* sample array (extends struct) */
44   }  AMBHEMI;             /* ambient sample hemisphere */
45  
46 < #define ambsamp(h,i,j)  (h)->sa[(i)*(h)->ns + (j)]
46 > #define AI(h,i,j)       ((i)*(h)->ns + (j))
47 > #define ambsam(h,i,j)   (h)->sa[AI(h,i,j)]
48  
49   typedef struct {
50          FVECT   r_i, r_i1, e_i, rcp, rI2_eJ2;
# Line 40 | Line 52 | typedef struct {
52   } FFTRI;                /* vectors and coefficients for Hessian calculation */
53  
54  
55 + static int
56 + ambcollision(                           /* proposed direciton collides? */
57 +        AMBHEMI *hp,
58 +        int     i,
59 +        int     j,
60 +        FVECT   dv
61 + )
62 + {
63 +        double  cos_thresh;
64 +        int     ii, jj;
65 +                                        /* min. spacing = 1/4th division */
66 +        cos_thresh = (PI/4.)/(double)hp->ns;
67 +        cos_thresh = 1. - .5*cos_thresh*cos_thresh;
68 +                                        /* check existing neighbors */
69 +        for (ii = i-1; ii <= i+1; ii++) {
70 +                if (ii < 0) continue;
71 +                if (ii >= hp->ns) break;
72 +                for (jj = j-1; jj <= j+1; jj++) {
73 +                        AMBSAMP *ap;
74 +                        FVECT   avec;
75 +                        double  dprod;
76 +                        if (jj < 0) continue;
77 +                        if (jj >= hp->ns) break;
78 +                        if ((ii==i) & (jj==j)) continue;
79 +                        ap = &ambsam(hp,ii,jj);
80 +                        if (ap->d <= .5/FHUGE)
81 +                                continue;       /* no one home */
82 +                        VSUB(avec, ap->p, hp->rp->rop);
83 +                        dprod = DOT(avec, dv);
84 +                        if (dprod >= cos_thresh*VLEN(avec))
85 +                                return(1);      /* collision */
86 +                }
87 +        }
88 +        return(0);                      /* nothing to worry about */
89 + }
90 +
91 +
92 + static int
93 + ambsample(                              /* initial ambient division sample */
94 +        AMBHEMI *hp,
95 +        int     i,
96 +        int     j,
97 +        int     n
98 + )
99 + {
100 +        AMBSAMP *ap = &ambsam(hp,i,j);
101 +        RAY     ar;
102 +        int     hlist[3], ii;
103 +        double  ss[2];
104 +        RREAL   spt[2];
105 +        double  zd;
106 +                                        /* generate hemispherical sample */
107 +                                        /* ambient coefficient for weight */
108 +        if (ambacc > FTINY)
109 +                setscolor(ar.rcoef, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
110 +        else
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 +                smultscolor(ar.rcoef, hp->acoef);
116 +                scalescolor(ar.rcoef, 1./AVGREFL);
117 +        }
118 +        hlist[0] = hp->rp->rno;
119 +        hlist[1] = AI(hp,i,j);
120 +        hlist[2] = samplendx;
121 +        multisamp(ss, 2, urand(ilhash(hlist,3)+n));
122 + resample:
123 +        square2disk(spt, (j+ss[1])/hp->ns, (i+ss[0])/hp->ns);
124 +        zd = sqrt(1. - spt[0]*spt[0] - spt[1]*spt[1]);
125 +        for (ii = 3; ii--; )
126 +                ar.rdir[ii] =   spt[0]*hp->ux[ii] +
127 +                                spt[1]*hp->uy[ii] +
128 +                                zd*hp->onrm[ii];
129 +        checknorm(ar.rdir);
130 +                                        /* avoid coincident samples */
131 +        if (!n && hp->ns >= 4 && ambcollision(hp, i, j, ar.rdir)) {
132 +                ss[0] = frandom(); ss[1] = frandom();
133 +                goto resample;          /* reject this sample */
134 +        }
135 +        dimlist[ndims++] = AI(hp,i,j) + 90171;
136 +        rayvalue(&ar);                  /* evaluate ray */
137 +        ndims--;
138 +        zd = raydistance(&ar);
139 +        if (zd <= FTINY)
140 +                return(0);              /* should never happen */
141 +        smultscolor(ar.rcol, ar.rcoef); /* apply coefficient */
142 +        if (zd*ap->d < 1.0)             /* new/closer distance? */
143 +                ap->d = 1.0/zd;
144 +        if (!n) {                       /* record first vertex & value */
145 +                if (zd > 10.0*thescene.cusize + 1000.)
146 +                        zd = 10.0*thescene.cusize + 1000.;
147 +                VSUM(ap->p, ar.rorg, ar.rdir, zd);
148 +                copyscolor(ap->v, ar.rcol);
149 +        } else {                        /* else update recorded value */
150 +                sopscolor(hp->acol, -=, ap->v);
151 +                zd = 1.0/(double)(n+1);
152 +                scalescolor(ar.rcol, zd);
153 +                zd *= (double)n;
154 +                scalescolor(ap->v, zd);
155 +                saddscolor(ap->v, ar.rcol);
156 +        }
157 +        saddscolor(hp->acol, ap->v);    /* add to our sum */
158 +        return(1);
159 + }
160 +
161 +
162 + /* Estimate variance based on ambient division differences */
163 + static float *
164 + getambdiffs(AMBHEMI *hp)
165 + {
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;
171 +        int     i, j;
172 +
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++)
177 +            for (j = 0; j < hp->ns; j++, ap++, ep++) {
178 +                b = pbright(ap[0].v);
179 +                if (i) {                /* from above */
180 +                        b1 = pbright(ap[-hp->ns].v);
181 +                        d2 = b - b1;
182 +                        d2 *= d2*normf/(b + b1 + FTINY);
183 +                        ep[0] += d2;
184 +                        ep[-hp->ns] += d2;
185 +                }
186 +                if (!j) continue;
187 +                                        /* from behind */
188 +                b1 = pbright(ap[-1].v);
189 +                d2 = b - b1;
190 +                d2 *= d2*normf/(b + b1 + FTINY);
191 +                ep[0] += d2;
192 +                ep[-1] += d2;
193 +                if (!i) continue;
194 +                                        /* diagonal */
195 +                b1 = pbright(ap[-hp->ns-1].v);
196 +                d2 = b - b1;
197 +                d2 *= d2*normf/(b + b1 + FTINY);
198 +                ep[0] += d2;
199 +                ep[-hp->ns-1] += d2;
200 +            }
201 +                                        /* correct for number of neighbors */
202 +        earr[0] *= 6./3.;
203 +        earr[hp->ns-1] *= 6./3.;
204 +        earr[(hp->ns-1)*hp->ns] *= 6./3.;
205 +        earr[(hp->ns-1)*hp->ns + hp->ns-1] *= 6./3.;
206 +        for (i = 1; i < hp->ns-1; i++) {
207 +                earr[i*hp->ns] *= 6./5.;
208 +                earr[i*hp->ns + hp->ns-1] *= 6./5.;
209 +        }
210 +        for (j = 1; j < hp->ns-1; j++) {
211 +                earr[j] *= 6./5.;
212 +                earr[(hp->ns-1)*hp->ns + j] *= 6./5.;
213 +        }
214 +                                        /* blur map to reduce bias */
215 +        memcpy(earr+hp->ns*hp->ns, earr, hp->ns*hp->ns*sizeof(float));
216 +        for (i = 0; i < hp->ns-1; i++) {
217 +            float  *ep2;
218 +            ep = earr + i*hp->ns;
219 +            ep2 = ep + hp->ns*hp->ns;
220 +            for (j = 0; j < hp->ns-1; j++, ep++, ep2++) {
221 +                ep[0] += .125*(ep2[1] + ep2[hp->ns]) - .5*ep2[0];
222 +                ep[1] += .125*ep2[0];
223 +                ep[hp->ns] += .125*ep2[0];
224 +            }
225 +        }
226 +        return(earr);
227 + }
228 +
229 +
230 + /* Perform super-sampling on hemisphere (introduces bias) */
231 + static void
232 + ambsupersamp(AMBHEMI *hp, int cnt)
233 + {
234 +        float   *earr = getambdiffs(hp);
235 +        double  e2rem = 0;
236 +        float   *ep;
237 +        int     i, j, n, nss;
238 +
239 +        if (earr == NULL)               /* just skip calc. if no memory */
240 +                return;
241 +                                        /* accumulate estimated variances */
242 +        for (ep = earr + hp->ns*hp->ns; ep > earr; )
243 +                e2rem += *--ep;
244 +        ep = earr;                      /* perform super-sampling */
245 +        for (i = 0; i < hp->ns; i++)
246 +            for (j = 0; j < hp->ns; j++) {
247 +                if (e2rem <= FTINY)
248 +                        goto done;      /* nothing left to do */
249 +                nss = *ep/e2rem*cnt + frandom();
250 +                for (n = 1; n <= nss && ambsample(hp,i,j,n); n++)
251 +                        if (!--cnt) goto done;
252 +                e2rem -= *ep++;         /* update remainder */
253 +        }
254 + done:
255 +        free(earr);
256 + }
257 +
258 +
259   static AMBHEMI *
260 < inithemi(                       /* initialize sampling hemisphere */
261 <        COLOR   ac,
260 > samp_hemi(                              /* sample indirect hemisphere */
261 >        SCOLOR  rcol,
262          RAY     *r,
263          double  wt
264   )
265   {
266 +        int     backside = (wt < 0);
267          AMBHEMI *hp;
268          double  d;
269 <        int     n, i;
269 >        int     n, i, j;
270 >                                        /* insignificance check */
271 >        d = sintens(rcol);
272 >        if (d <= FTINY)
273 >                return(NULL);
274                                          /* set number of divisions */
275 +        if (backside) wt = -wt;
276          if (ambacc <= FTINY &&
277 <                        wt > (d = 0.8*intens(ac)*r->rweight/(ambdiv*minweight)))
277 >                        wt > (d *= 0.8*r->rweight/(ambdiv*minweight + 1e-20)))
278                  wt = d;                 /* avoid ray termination */
279          n = sqrt(ambdiv * wt) + 0.5;
280 <        i = 1 + 5*(ambacc > FTINY);     /* minimum number of samples */
281 <        if (n < i)
280 >        i = 1 + (MINADIV-1)*(ambacc > FTINY);
281 >        if (n < i)                      /* use minimum number of samples? */
282                  n = i;
283                                          /* allocate sampling array */
284 <        hp = (AMBHEMI *)malloc(sizeof(AMBHEMI) +
63 <                                sizeof(struct s_ambsamp)*(n*n - 1));
284 >        hp = (AMBHEMI *)malloc(sizeof(AMBHEMI) + sizeof(AMBSAMP)*(n*n - 1));
285          if (hp == NULL)
286 <                return(NULL);
286 >                error(SYSTEM, "out of memory in samp_hemi");
287 >
288 >        if (backside) {
289 >                hp->atyp = TAMBIENT;
290 >                hp->onrm[0] = -r->ron[0];
291 >                hp->onrm[1] = -r->ron[1];
292 >                hp->onrm[2] = -r->ron[2];
293 >        } else {
294 >                hp->atyp = RAMBIENT;
295 >                VCOPY(hp->onrm, r->ron);
296 >        }
297          hp->rp = r;
298          hp->ns = n;
299 +        scolorblack(hp->acol);
300 +        memset(hp->sa, 0, sizeof(AMBSAMP)*n*n);
301 +        hp->sampOK = 0;
302                                          /* assign coefficient */
303 <        copycolor(hp->acoef, ac);
303 >        copyscolor(hp->acoef, rcol);
304          d = 1.0/(n*n);
305 <        scalecolor(hp->acoef, d);
305 >        scalescolor(hp->acoef, d);
306                                          /* make tangent plane axes */
307 <        hp->uy[0] = 0.1 - 0.2*frandom();
308 <        hp->uy[1] = 0.1 - 0.2*frandom();
309 <        hp->uy[2] = 0.1 - 0.2*frandom();
310 <        for (i = 0; i < 3; i++)
311 <                if (r->ron[i] < 0.6 && r->ron[i] > -0.6)
312 <                        break;
313 <        if (i >= 3)
314 <                error(CONSISTENCY, "bad ray direction in inithemi()");
315 <        hp->uy[i] = 1.0;
316 <        VCROSS(hp->ux, hp->uy, r->ron);
317 <        normalize(hp->ux);
318 <        VCROSS(hp->uy, r->ron, hp->ux);
319 <                                        /* we're ready to sample */
320 <        return(hp);
307 >        if (!getperpendicular(hp->ux, hp->onrm, 1))
308 >                error(CONSISTENCY, "bad ray direction in samp_hemi");
309 >        VCROSS(hp->uy, hp->onrm, hp->ux);
310 >                                        /* sample divisions */
311 >        for (i = hp->ns; i--; )
312 >            for (j = hp->ns; j--; )
313 >                hp->sampOK += ambsample(hp, i, j, 0);
314 >        copyscolor(rcol, hp->acol);
315 >        if (!hp->sampOK) {              /* utter failure? */
316 >                free(hp);
317 >                return(NULL);
318 >        }
319 >        if (hp->sampOK < hp->ns*hp->ns) {
320 >                hp->sampOK *= -1;       /* soft failure */
321 >                return(hp);
322 >        }
323 >        if (hp->sampOK <= MINADIV*MINADIV)
324 >                return(hp);             /* don't bother super-sampling */
325 >        n = ambssamp*wt + 0.5;
326 >        if (n >= 4*hp->ns) {            /* perform super-sampling? */
327 >                ambsupersamp(hp, n);
328 >                copyscolor(rcol, hp->acol);
329 >        }
330 >        return(hp);                     /* all is well */
331   }
332  
333  
334 < static struct s_ambsamp *
335 < ambsample(                              /* sample an ambient direction */
336 <        AMBHEMI *hp,
93 <        int     i,
94 <        int     j
95 < )
334 > /* Return brightness of farthest ambient sample */
335 > static double
336 > back_ambval(AMBHEMI *hp, const int n1, const int n2, const int n3)
337   {
338 <        struct s_ambsamp        *ap = &ambsamp(hp,i,j);
339 <        RAY                     ar;
340 <        double                  spt[2], zd;
341 <        int                     ii;
101 <                                        /* ambient coefficient for weight */
102 <        if (ambacc > FTINY)
103 <                setcolor(ar.rcoef, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
104 <        else
105 <                copycolor(ar.rcoef, hp->acoef);
106 <        if (rayorigin(&ar, AMBIENT, hp->rp, ar.rcoef) < 0)
107 <                goto badsample;
108 <        if (ambacc > FTINY) {
109 <                multcolor(ar.rcoef, hp->acoef);
110 <                scalecolor(ar.rcoef, 1./AVGREFL);
338 >        if (hp->sa[n1].d <= hp->sa[n2].d) {
339 >                if (hp->sa[n1].d <= hp->sa[n3].d)
340 >                        return(hp->sa[n1].v[0]);
341 >                return(hp->sa[n3].v[0]);
342          }
343 <                                        /* generate hemispherical sample */
344 <        SDsquare2disk(spt,      (i+.1+.8*frandom())/hp->ns,
345 <                                (j+.1+.8*frandom())/hp->ns );
115 <        zd = sqrt(1. - spt[0]*spt[0] - spt[1]*spt[1]);
116 <        for (ii = 3; ii--; )
117 <                ar.rdir[ii] =   spt[0]*hp->ux[ii] +
118 <                                spt[1]*hp->uy[ii] +
119 <                                zd*hp->rp->ron[ii];
120 <        checknorm(ar.rdir);
121 <        dimlist[ndims++] = i*hp->ns + j + 90171;
122 <        rayvalue(&ar);                  /* evaluate ray */
123 <        ndims--;
124 <                                        /* limit vertex distance */
125 <        if (ar.rt > 10.0*thescene.cusize)
126 <                ar.rt = 10.0*thescene.cusize;
127 <        else if (ar.rt <= FTINY)        /* should never happen! */
128 <                goto badsample;
129 <        VSUM(ap->p, ar.rorg, ar.rdir, ar.rt);
130 <        multcolor(ar.rcol, ar.rcoef);   /* apply coefficient */
131 <        copycolor(ap->v, ar.rcol);
132 <        return(ap);
133 < badsample:
134 <        setcolor(ap->v, 0., 0., 0.);
135 <        VCOPY(ap->p, hp->rp->rop);
136 <        return(NULL);
343 >        if (hp->sa[n2].d <= hp->sa[n3].d)
344 >                return(hp->sa[n2].v[0]);
345 >        return(hp->sa[n3].v[0]);
346   }
347  
348  
349   /* Compute vectors and coefficients for Hessian/gradient calcs */
350   static void
351 < comp_fftri(FFTRI *ftp, FVECT ap0, FVECT ap1, FVECT rop)
351 > comp_fftri(FFTRI *ftp, AMBHEMI *hp, const int n0, const int n1)
352   {
353          double  rdot_cp, dot_e, dot_er, rdot_r, rdot_r1, J2;
354 <        int     i;
354 >        int     ii;
355  
356 <        VSUB(ftp->r_i, ap0, rop);
357 <        VSUB(ftp->r_i1, ap1, rop);
358 <        VSUB(ftp->e_i, ap1, ap0);
356 >        VSUB(ftp->r_i, hp->sa[n0].p, hp->rp->rop);
357 >        VSUB(ftp->r_i1, hp->sa[n1].p, hp->rp->rop);
358 >        VSUB(ftp->e_i, hp->sa[n1].p, hp->sa[n0].p);
359          VCROSS(ftp->rcp, ftp->r_i, ftp->r_i1);
360          rdot_cp = 1.0/DOT(ftp->rcp,ftp->rcp);
361          dot_e = DOT(ftp->e_i,ftp->e_i);
# Line 158 | Line 367 | comp_fftri(FFTRI *ftp, FVECT ap0, FVECT ap1, FVECT rop
367          ftp->I2 = ( DOT(ftp->e_i, ftp->r_i1)*rdot_r1 - dot_er*rdot_r +
368                          dot_e*ftp->I1 )*0.5*rdot_cp;
369          J2 =  ( 0.5*(rdot_r - rdot_r1) - dot_er*ftp->I2 ) / dot_e;
370 <        for (i = 3; i--; )
371 <                ftp->rI2_eJ2[i] = ftp->I2*ftp->r_i[i] + J2*ftp->e_i[i];
370 >        for (ii = 3; ii--; )
371 >                ftp->rI2_eJ2[ii] = ftp->I2*ftp->r_i[ii] + J2*ftp->e_i[ii];
372   }
373  
374  
# Line 208 | Line 417 | comp_hessian(FVECT hess[3], FFTRI *ftp, FVECT nrm)
417                  hess[i][j] = m1[i][j] + d1*( I3*m2[i][j] + K3*m3[i][j] +
418                                                  2.0*J3*m4[i][j] );
419                  hess[i][j] += d2*(i==j);
420 <                hess[i][j] *= 1.0/PI;
420 >                hess[i][j] *= -1.0/PI;
421              }
422   }
423  
# Line 230 | Line 439 | rev_hessian(FVECT hess[3])
439   /* Add to radiometric Hessian from the given triangle */
440   static void
441   add2hessian(FVECT hess[3], FVECT ehess1[3],
442 <                FVECT ehess2[3], FVECT ehess3[3], COLORV v)
442 >                FVECT ehess2[3], FVECT ehess3[3], double v)
443   {
444          int     i, j;
445  
# Line 251 | Line 460 | comp_gradient(FVECT grad, FFTRI *ftp, FVECT nrm)
460          f1 = 2.0*DOT(nrm, ftp->rcp);
461          VCROSS(ncp, nrm, ftp->e_i);
462          for (i = 3; i--; )
463 <                grad[i] = (-0.5/PI)*( ftp->I1*ncp[i] + f1*ftp->rI2_eJ2[i] );
463 >                grad[i] = (0.5/PI)*( ftp->I1*ncp[i] + f1*ftp->rI2_eJ2[i] );
464   }
465  
466  
# Line 267 | Line 476 | rev_gradient(FVECT grad)
476  
477   /* Add to displacement gradient from the given triangle */
478   static void
479 < add2gradient(FVECT grad, FVECT egrad1, FVECT egrad2, FVECT egrad3, COLORV v)
479 > add2gradient(FVECT grad, FVECT egrad1, FVECT egrad2, FVECT egrad3, double v)
480   {
481          int     i;
482  
# Line 276 | Line 485 | add2gradient(FVECT grad, FVECT egrad1, FVECT egrad2, F
485   }
486  
487  
279 /* Return brightness of furthest ambient sample */
280 static COLORV
281 back_ambval(struct s_ambsamp *ap1, struct s_ambsamp *ap2,
282                struct s_ambsamp *ap3, FVECT orig)
283 {
284        COLORV  vback;
285        FVECT   vec;
286        double  d2, d2best;
287
288        VSUB(vec, ap1->p, orig);
289        d2best = DOT(vec,vec);
290        vback = colval(ap1->v,CIEY);
291        VSUB(vec, ap2->p, orig);
292        d2 = DOT(vec,vec);
293        if (d2 > d2best) {
294                d2best = d2;
295                vback = colval(ap2->v,CIEY);
296        }
297        VSUB(vec, ap3->p, orig);
298        d2 = DOT(vec,vec);
299        if (d2 > d2best)
300                return(colval(ap3->v,CIEY));
301        return(vback);
302 }
303
304
488   /* Compute anisotropic radii and eigenvector directions */
489 < static int
489 > static void
490   eigenvectors(FVECT uv[2], float ra[2], FVECT hessian[3])
491   {
492          double  hess2[2][2];
# Line 319 | Line 502 | eigenvectors(FVECT uv[2], float ra[2], FVECT hessian[3
502          hess2[0][1] = DOT(uv[0], b);
503          hess2[1][0] = DOT(uv[1], a);
504          hess2[1][1] = DOT(uv[1], b);
505 <                                        /* compute eigenvalues */
506 <        if ( quadratic(evalue, 1.0, -hess2[0][0]-hess2[1][1],
507 <                        hess2[0][0]*hess2[1][1]-hess2[0][1]*hess2[1][0]) != 2 ||
508 <                        ((evalue[0] = fabs(evalue[0])) <= FTINY*FTINY) |
509 <                        ((evalue[1] = fabs(evalue[1])) <= FTINY*FTINY) )
510 <                error(INTERNAL, "bad eigenvalue calculation");
511 <
505 >                                        /* compute eigenvalue(s) */
506 >        i = quadratic(evalue, 1.0, -hess2[0][0]-hess2[1][1],
507 >                        hess2[0][0]*hess2[1][1]-hess2[0][1]*hess2[1][0]);
508 >        if (i == 1)                     /* double-root (circle) */
509 >                evalue[1] = evalue[0];
510 >        if (!i || ((evalue[0] = fabs(evalue[0])) <= FTINY*FTINY) |
511 >                        ((evalue[1] = fabs(evalue[1])) <= FTINY*FTINY) ) {
512 >                ra[0] = ra[1] = maxarad;
513 >                return;
514 >        }
515          if (evalue[0] > evalue[1]) {
516                  ra[0] = sqrt(sqrt(4.0/evalue[0]));
517                  ra[1] = sqrt(sqrt(4.0/evalue[1]));
# Line 383 | Line 569 | ambHessian(                            /* anisotropic radii & pos. gradient */
569          }
570                                          /* compute first row of edges */
571          for (j = 0; j < hp->ns-1; j++) {
572 <                comp_fftri(&fftr, ambsamp(hp,0,j).p,
387 <                                ambsamp(hp,0,j+1).p, hp->rp->rop);
572 >                comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,0,j), AI(hp,0,j+1));
573                  if (hessrow != NULL)
574 <                        comp_hessian(hessrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
574 >                        comp_hessian(hessrow[j], &fftr, hp->onrm);
575                  if (gradrow != NULL)
576 <                        comp_gradient(gradrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
576 >                        comp_gradient(gradrow[j], &fftr, hp->onrm);
577          }
578                                          /* sum each row of triangles */
579          for (i = 0; i < hp->ns-1; i++) {
580              FVECT       hesscol[3];     /* compute first vertical edge */
581              FVECT       gradcol;
582 <            comp_fftri(&fftr, ambsamp(hp,i,0).p,
398 <                        ambsamp(hp,i+1,0).p, hp->rp->rop);
582 >            comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i,0), AI(hp,i+1,0));
583              if (hessrow != NULL)
584 <                comp_hessian(hesscol, &fftr, hp->rp->ron);
584 >                comp_hessian(hesscol, &fftr, hp->onrm);
585              if (gradrow != NULL)
586 <                comp_gradient(gradcol, &fftr, hp->rp->ron);
586 >                comp_gradient(gradcol, &fftr, hp->onrm);
587              for (j = 0; j < hp->ns-1; j++) {
588                  FVECT   hessdia[3];     /* compute triangle contributions */
589                  FVECT   graddia;
590 <                COLORV  backg;
591 <                backg = back_ambval(&ambsamp(hp,i,j), &ambsamp(hp,i,j+1),
592 <                                        &ambsamp(hp,i+1,j), hp->rp->rop);
590 >                double  backg;
591 >                backg = back_ambval(hp, AI(hp,i,j),
592 >                                        AI(hp,i,j+1), AI(hp,i+1,j));
593                                          /* diagonal (inner) edge */
594 <                comp_fftri(&fftr, ambsamp(hp,i,j+1).p,
411 <                                ambsamp(hp,i+1,j).p, hp->rp->rop);
594 >                comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i,j+1), AI(hp,i+1,j));
595                  if (hessrow != NULL) {
596 <                    comp_hessian(hessdia, &fftr, hp->rp->ron);
596 >                    comp_hessian(hessdia, &fftr, hp->onrm);
597                      rev_hessian(hesscol);
598                      add2hessian(hessian, hessrow[j], hessdia, hesscol, backg);
599                  }
600 <                if (gradient != NULL) {
601 <                    comp_gradient(graddia, &fftr, hp->rp->ron);
600 >                if (gradrow != NULL) {
601 >                    comp_gradient(graddia, &fftr, hp->onrm);
602                      rev_gradient(gradcol);
603                      add2gradient(gradient, gradrow[j], graddia, gradcol, backg);
604                  }
605                                          /* initialize edge in next row */
606 <                comp_fftri(&fftr, ambsamp(hp,i+1,j+1).p,
424 <                                ambsamp(hp,i+1,j).p, hp->rp->rop);
606 >                comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i+1,j+1), AI(hp,i+1,j));
607                  if (hessrow != NULL)
608 <                    comp_hessian(hessrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
608 >                    comp_hessian(hessrow[j], &fftr, hp->onrm);
609                  if (gradrow != NULL)
610 <                    comp_gradient(gradrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
610 >                    comp_gradient(gradrow[j], &fftr, hp->onrm);
611                                          /* new column edge & paired triangle */
612 <                backg = back_ambval(&ambsamp(hp,i,j+1), &ambsamp(hp,i+1,j+1),
613 <                                        &ambsamp(hp,i+1,j), hp->rp->rop);
614 <                comp_fftri(&fftr, ambsamp(hp,i,j+1).p, ambsamp(hp,i+1,j+1).p,
433 <                                hp->rp->rop);
612 >                backg = back_ambval(hp, AI(hp,i+1,j+1),
613 >                                        AI(hp,i+1,j), AI(hp,i,j+1));
614 >                comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i,j+1), AI(hp,i+1,j+1));
615                  if (hessrow != NULL) {
616 <                    comp_hessian(hesscol, &fftr, hp->rp->ron);
616 >                    comp_hessian(hesscol, &fftr, hp->onrm);
617                      rev_hessian(hessdia);
618                      add2hessian(hessian, hessrow[j], hessdia, hesscol, backg);
619                      if (i < hp->ns-2)
620                          rev_hessian(hessrow[j]);
621                  }
622                  if (gradrow != NULL) {
623 <                    comp_gradient(gradcol, &fftr, hp->rp->ron);
623 >                    comp_gradient(gradcol, &fftr, hp->onrm);
624                      rev_gradient(graddia);
625                      add2gradient(gradient, gradrow[j], graddia, gradcol, backg);
626                      if (i < hp->ns-2)
# Line 464 | Line 645 | ambHessian(                            /* anisotropic radii & pos. gradient */
645   static void
646   ambdirgrad(AMBHEMI *hp, FVECT uv[2], float dg[2])
647   {
648 <        struct s_ambsamp        *ap;
649 <        double                  dgsum[2];
650 <        int                     n;
651 <        FVECT                   vd;
652 <        double                  gfact;
648 >        AMBSAMP *ap;
649 >        double  dgsum[2];
650 >        int     n;
651 >        FVECT   vd;
652 >        double  gfact;
653  
654          dgsum[0] = dgsum[1] = 0.0;      /* sum values times -tan(theta) */
655          for (ap = hp->sa, n = hp->ns*hp->ns; n--; ap++) {
656                                          /* use vector for azimuth + 90deg */
657                  VSUB(vd, ap->p, hp->rp->rop);
658                                          /* brightness over cosine factor */
659 <                gfact = colval(ap->v,CIEY) / DOT(hp->rp->ron, vd);
660 <                                        /* -sine = -proj_radius/vd_length */
661 <                dgsum[0] += DOT(uv[1], vd) * gfact;
662 <                dgsum[1] -= DOT(uv[0], vd) * gfact;
659 >                gfact = ap->v[0] / DOT(hp->onrm, vd);
660 >                                        /* sine = proj_radius/vd_length */
661 >                dgsum[0] -= DOT(uv[1], vd) * gfact;
662 >                dgsum[1] += DOT(uv[0], vd) * gfact;
663          }
664          dg[0] = dgsum[0] / (hp->ns*hp->ns);
665          dg[1] = dgsum[1] / (hp->ns*hp->ns);
666   }
667  
668  
669 + /* Compute potential light leak direction flags for cache value */
670 + static uint32
671 + ambcorral(AMBHEMI *hp, FVECT uv[2], const double r0, const double r1)
672 + {
673 +        const double    max_d = 1.0/(minarad*ambacc + 0.001);
674 +        const double    ang_res = 0.5*PI/hp->ns;
675 +        const double    ang_step = ang_res/((int)(16/PI*ang_res) + 1.01);
676 +        double          avg_d = 0;
677 +        uint32          flgs = 0;
678 +        FVECT           vec;
679 +        double          u, v;
680 +        double          ang, a1;
681 +        int             i, j;
682 +                                        /* don't bother for a few samples */
683 +        if (hp->ns < 8)
684 +                return(0);
685 +                                        /* check distances overhead */
686 +        for (i = hp->ns*3/4; i-- > hp->ns>>2; )
687 +            for (j = hp->ns*3/4; j-- > hp->ns>>2; )
688 +                avg_d += ambsam(hp,i,j).d;
689 +        avg_d *= 4.0/(hp->ns*hp->ns);
690 +        if (avg_d*r0 >= 1.0)            /* ceiling too low for corral? */
691 +                return(0);
692 +        if (avg_d >= max_d)             /* insurance */
693 +                return(0);
694 +                                        /* else circle around perimeter */
695 +        for (i = 0; i < hp->ns; i++)
696 +            for (j = 0; j < hp->ns; j += !i|(i==hp->ns-1) ? 1 : hp->ns-1) {
697 +                AMBSAMP *ap = &ambsam(hp,i,j);
698 +                if ((ap->d <= FTINY) | (ap->d >= max_d))
699 +                        continue;       /* too far or too near */
700 +                VSUB(vec, ap->p, hp->rp->rop);
701 +                u = DOT(vec, uv[0]);
702 +                v = DOT(vec, uv[1]);
703 +                if ((r0*r0*u*u + r1*r1*v*v) * ap->d*ap->d <= u*u + v*v)
704 +                        continue;       /* occluder outside ellipse */
705 +                ang = atan2a(v, u);     /* else set direction flags */
706 +                for (a1 = ang-ang_res; a1 <= ang+ang_res; a1 += ang_step)
707 +                        flgs |= 1L<<(int)(16/PI*(a1 + 2.*PI*(a1 < 0)));
708 +            }
709 +        return(flgs);
710 + }
711 +
712 +
713   int
714   doambient(                              /* compute ambient component */
715 <        COLOR   rcol,                   /* input/output color */
715 >        SCOLOR  rcol,                   /* input/output color */
716          RAY     *r,
717 <        double  wt,
717 >        double  wt,                     /* negative for back side */
718          FVECT   uv[2],                  /* returned (optional) */
719          float   ra[2],                  /* returned (optional) */
720          float   pg[2],                  /* returned (optional) */
721 <        float   dg[2]                   /* returned (optional) */
721 >        float   dg[2],                  /* returned (optional) */
722 >        uint32  *crlp                   /* returned (optional) */
723   )
724   {
725 <        AMBHEMI                 *hp = inithemi(rcol, r, wt);
726 <        int                     cnt = 0;
727 <        FVECT                   my_uv[2];
728 <        double                  d, acol[3];
729 <        struct s_ambsamp        *ap;
730 <        int                     i, j;
505 <                                        /* check/initialize */
506 <        if (hp == NULL)
507 <                return(0);
725 >        AMBHEMI *hp = samp_hemi(rcol, r, wt);
726 >        FVECT   my_uv[2];
727 >        double  d, K;
728 >        AMBSAMP *ap;
729 >        int     i;
730 >                                        /* clear return values */
731          if (uv != NULL)
732                  memset(uv, 0, sizeof(FVECT)*2);
733          if (ra != NULL)
# Line 513 | Line 736 | doambient(                             /* compute ambient component */
736                  pg[0] = pg[1] = 0.0;
737          if (dg != NULL)
738                  dg[0] = dg[1] = 0.0;
739 <                                        /* sample the hemisphere */
740 <        acol[0] = acol[1] = acol[2] = 0.0;
741 <        for (i = hp->ns; i--; )
742 <                for (j = hp->ns; j--; )
743 <                        if ((ap = ambsample(hp, i, j)) != NULL) {
744 <                                addcolor(acol, ap->v);
745 <                                ++cnt;
746 <                        }
747 <        if (!cnt) {
525 <                setcolor(rcol, 0.0, 0.0, 0.0);
526 <                free(hp);
527 <                return(0);              /* no valid samples */
739 >        if (crlp != NULL)
740 >                *crlp = 0;
741 >        if (hp == NULL)                 /* sampling falure? */
742 >                return(0);
743 >
744 >        if ((ra == NULL) & (pg == NULL) & (dg == NULL) ||
745 >                        (hp->sampOK < 0) | (hp->ns < MINADIV)) {
746 >                free(hp);               /* Hessian not requested/possible */
747 >                return(-1);             /* value-only return value */
748          }
749 <        copycolor(rcol, acol);          /* final indirect irradiance/PI */
750 <        if (cnt < hp->ns*hp->ns ||      /* incomplete sampling? */
751 <                        (ra == NULL) & (pg == NULL) & (dg == NULL)) {
752 <                free(hp);
753 <                return(-1);             /* no radius or gradient calc. */
749 >        if ((d = scolor_mean(rcol)) > FTINY) {
750 >                d = 0.99*(hp->ns*hp->ns)/d;     /* normalize avg. values */
751 >                K = 0.01;
752 >        } else {                        /* or fall back on geometric Hessian */
753 >                K = 1.0;
754 >                pg = NULL;
755 >                dg = NULL;
756 >                crlp = NULL;
757          }
758 <        if (bright(acol) > FTINY)       /* normalize Y values */
536 <                d = cnt/bright(acol);
537 <        else
538 <                d = 0.0;
539 <        ap = hp->sa;                    /* relative Y channel from here on... */
758 >        ap = hp->sa;                    /* single channel from here on... */
759          for (i = hp->ns*hp->ns; i--; ap++)
760 <                colval(ap->v,CIEY) = bright(ap->v)*d + 0.01;
760 >                ap->v[0] = scolor_mean(ap->v)*d + K;
761  
762          if (uv == NULL)                 /* make sure we have axis pointers */
763                  uv = my_uv;
# Line 562 | Line 781 | doambient(                             /* compute ambient component */
781                          if (ra[1] < minarad)
782                                  ra[1] = minarad;
783                  }
784 <                ra[0] *= d = 1.0/sqrt(sqrt(wt));
784 >                ra[0] *= d = 1.0/sqrt(fabs(wt));
785                  if ((ra[1] *= d) > 2.0*ra[0])
786                          ra[1] = 2.0*ra[0];
787                  if (ra[1] > maxarad) {
# Line 570 | Line 789 | doambient(                             /* compute ambient component */
789                          if (ra[0] > maxarad)
790                                  ra[0] = maxarad;
791                  }
792 +                                        /* flag encroached directions */
793 +                if (crlp != NULL)       /* XXX doesn't update with changes to ambacc */
794 +                        *crlp = ambcorral(hp, uv, ra[0]*ambacc, ra[1]*ambacc);
795                  if (pg != NULL) {       /* cap gradient if necessary */
796                          d = pg[0]*pg[0]*ra[0]*ra[0] + pg[1]*pg[1]*ra[1]*ra[1];
797                          if (d > 1.0) {
# Line 582 | Line 804 | doambient(                             /* compute ambient component */
804          free(hp);                       /* clean up and return */
805          return(1);
806   }
585
586
587 #else /* ! NEWAMB */
588
589
590 void
591 inithemi(                       /* initialize sampling hemisphere */
592        AMBHEMI  *hp,
593        COLOR ac,
594        RAY  *r,
595        double  wt
596 )
597 {
598        double  d;
599        int  i;
600                                        /* set number of divisions */
601        if (ambacc <= FTINY &&
602                        wt > (d = 0.8*intens(ac)*r->rweight/(ambdiv*minweight)))
603                wt = d;                 /* avoid ray termination */
604        hp->nt = sqrt(ambdiv * wt / PI) + 0.5;
605        i = ambacc > FTINY ? 3 : 1;     /* minimum number of samples */
606        if (hp->nt < i)
607                hp->nt = i;
608        hp->np = PI * hp->nt + 0.5;
609                                        /* set number of super-samples */
610        hp->ns = ambssamp * wt + 0.5;
611                                        /* assign coefficient */
612        copycolor(hp->acoef, ac);
613        d = 1.0/(hp->nt*hp->np);
614        scalecolor(hp->acoef, d);
615                                        /* make axes */
616        VCOPY(hp->uz, r->ron);
617        hp->uy[0] = hp->uy[1] = hp->uy[2] = 0.0;
618        for (i = 0; i < 3; i++)
619                if (hp->uz[i] < 0.6 && hp->uz[i] > -0.6)
620                        break;
621        if (i >= 3)
622                error(CONSISTENCY, "bad ray direction in inithemi");
623        hp->uy[i] = 1.0;
624        fcross(hp->ux, hp->uy, hp->uz);
625        normalize(hp->ux);
626        fcross(hp->uy, hp->uz, hp->ux);
627 }
628
629
630 int
631 divsample(                              /* sample a division */
632        AMBSAMP  *dp,
633        AMBHEMI  *h,
634        RAY  *r
635 )
636 {
637        RAY  ar;
638        int  hlist[3];
639        double  spt[2];
640        double  xd, yd, zd;
641        double  b2;
642        double  phi;
643        int  i;
644                                        /* ambient coefficient for weight */
645        if (ambacc > FTINY)
646                setcolor(ar.rcoef, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
647        else
648                copycolor(ar.rcoef, h->acoef);
649        if (rayorigin(&ar, AMBIENT, r, ar.rcoef) < 0)
650                return(-1);
651        if (ambacc > FTINY) {
652                multcolor(ar.rcoef, h->acoef);
653                scalecolor(ar.rcoef, 1./AVGREFL);
654        }
655        hlist[0] = r->rno;
656        hlist[1] = dp->t;
657        hlist[2] = dp->p;
658        multisamp(spt, 2, urand(ilhash(hlist,3)+dp->n));
659        zd = sqrt((dp->t + spt[0])/h->nt);
660        phi = 2.0*PI * (dp->p + spt[1])/h->np;
661        xd = tcos(phi) * zd;
662        yd = tsin(phi) * zd;
663        zd = sqrt(1.0 - zd*zd);
664        for (i = 0; i < 3; i++)
665                ar.rdir[i] =    xd*h->ux[i] +
666                                yd*h->uy[i] +
667                                zd*h->uz[i];
668        checknorm(ar.rdir);
669        dimlist[ndims++] = dp->t*h->np + dp->p + 90171;
670        rayvalue(&ar);
671        ndims--;
672        multcolor(ar.rcol, ar.rcoef);   /* apply coefficient */
673        addcolor(dp->v, ar.rcol);
674                                        /* use rt to improve gradient calc */
675        if (ar.rt > FTINY && ar.rt < FHUGE)
676                dp->r += 1.0/ar.rt;
677                                        /* (re)initialize error */
678        if (dp->n++) {
679                b2 = bright(dp->v)/dp->n - bright(ar.rcol);
680                b2 = b2*b2 + dp->k*((dp->n-1)*(dp->n-1));
681                dp->k = b2/(dp->n*dp->n);
682        } else
683                dp->k = 0.0;
684        return(0);
685 }
686
687
688 static int
689 ambcmp(                                 /* decreasing order */
690        const void *p1,
691        const void *p2
692 )
693 {
694        const AMBSAMP   *d1 = (const AMBSAMP *)p1;
695        const AMBSAMP   *d2 = (const AMBSAMP *)p2;
696
697        if (d1->k < d2->k)
698                return(1);
699        if (d1->k > d2->k)
700                return(-1);
701        return(0);
702 }
703
704
705 static int
706 ambnorm(                                /* standard order */
707        const void *p1,
708        const void *p2
709 )
710 {
711        const AMBSAMP   *d1 = (const AMBSAMP *)p1;
712        const AMBSAMP   *d2 = (const AMBSAMP *)p2;
713        int     c;
714
715        if ( (c = d1->t - d2->t) )
716                return(c);
717        return(d1->p - d2->p);
718 }
719
720
721 double
722 doambient(                              /* compute ambient component */
723        COLOR  rcol,
724        RAY  *r,
725        double  wt,
726        FVECT  pg,
727        FVECT  dg
728 )
729 {
730        double  b, d=0;
731        AMBHEMI  hemi;
732        AMBSAMP  *div;
733        AMBSAMP  dnew;
734        double  acol[3];
735        AMBSAMP  *dp;
736        double  arad;
737        int  divcnt;
738        int  i, j;
739                                        /* initialize hemisphere */
740        inithemi(&hemi, rcol, r, wt);
741        divcnt = hemi.nt * hemi.np;
742                                        /* initialize */
743        if (pg != NULL)
744                pg[0] = pg[1] = pg[2] = 0.0;
745        if (dg != NULL)
746                dg[0] = dg[1] = dg[2] = 0.0;
747        setcolor(rcol, 0.0, 0.0, 0.0);
748        if (divcnt == 0)
749                return(0.0);
750                                        /* allocate super-samples */
751        if (hemi.ns > 0 || pg != NULL || dg != NULL) {
752                div = (AMBSAMP *)malloc(divcnt*sizeof(AMBSAMP));
753                if (div == NULL)
754                        error(SYSTEM, "out of memory in doambient");
755        } else
756                div = NULL;
757                                        /* sample the divisions */
758        arad = 0.0;
759        acol[0] = acol[1] = acol[2] = 0.0;
760        if ((dp = div) == NULL)
761                dp = &dnew;
762        divcnt = 0;
763        for (i = 0; i < hemi.nt; i++)
764                for (j = 0; j < hemi.np; j++) {
765                        dp->t = i; dp->p = j;
766                        setcolor(dp->v, 0.0, 0.0, 0.0);
767                        dp->r = 0.0;
768                        dp->n = 0;
769                        if (divsample(dp, &hemi, r) < 0) {
770                                if (div != NULL)
771                                        dp++;
772                                continue;
773                        }
774                        arad += dp->r;
775                        divcnt++;
776                        if (div != NULL)
777                                dp++;
778                        else
779                                addcolor(acol, dp->v);
780                }
781        if (!divcnt) {
782                if (div != NULL)
783                        free((void *)div);
784                return(0.0);            /* no samples taken */
785        }
786        if (divcnt < hemi.nt*hemi.np) {
787                pg = dg = NULL;         /* incomplete sampling */
788                hemi.ns = 0;
789        } else if (arad > FTINY && divcnt/arad < minarad) {
790                hemi.ns = 0;            /* close enough */
791        } else if (hemi.ns > 0) {       /* else perform super-sampling? */
792                comperrs(div, &hemi);                   /* compute errors */
793                qsort(div, divcnt, sizeof(AMBSAMP), ambcmp);    /* sort divs */
794                                                /* super-sample */
795                for (i = hemi.ns; i > 0; i--) {
796                        dnew = *div;
797                        if (divsample(&dnew, &hemi, r) < 0) {
798                                dp++;
799                                continue;
800                        }
801                        dp = div;               /* reinsert */
802                        j = divcnt < i ? divcnt : i;
803                        while (--j > 0 && dnew.k < dp[1].k) {
804                                *dp = *(dp+1);
805                                dp++;
806                        }
807                        *dp = dnew;
808                }
809                if (pg != NULL || dg != NULL)   /* restore order */
810                        qsort(div, divcnt, sizeof(AMBSAMP), ambnorm);
811        }
812                                        /* compute returned values */
813        if (div != NULL) {
814                arad = 0.0;             /* note: divcnt may be < nt*np */
815                for (i = hemi.nt*hemi.np, dp = div; i-- > 0; dp++) {
816                        arad += dp->r;
817                        if (dp->n > 1) {
818                                b = 1.0/dp->n;
819                                scalecolor(dp->v, b);
820                                dp->r *= b;
821                                dp->n = 1;
822                        }
823                        addcolor(acol, dp->v);
824                }
825                b = bright(acol);
826                if (b > FTINY) {
827                        b = 1.0/b;      /* compute & normalize gradient(s) */
828                        if (pg != NULL) {
829                                posgradient(pg, div, &hemi);
830                                for (i = 0; i < 3; i++)
831                                        pg[i] *= b;
832                        }
833                        if (dg != NULL) {
834                                dirgradient(dg, div, &hemi);
835                                for (i = 0; i < 3; i++)
836                                        dg[i] *= b;
837                        }
838                }
839                free((void *)div);
840        }
841        copycolor(rcol, acol);
842        if (arad <= FTINY)
843                arad = maxarad;
844        else
845                arad = (divcnt+hemi.ns)/arad;
846        if (pg != NULL) {               /* reduce radius if gradient large */
847                d = DOT(pg,pg);
848                if (d*arad*arad > 1.0)
849                        arad = 1.0/sqrt(d);
850        }
851        if (arad < minarad) {
852                arad = minarad;
853                if (pg != NULL && d*arad*arad > 1.0) {  /* cap gradient */
854                        d = 1.0/arad/sqrt(d);
855                        for (i = 0; i < 3; i++)
856                                pg[i] *= d;
857                }
858        }
859        if ((arad /= sqrt(wt)) > maxarad)
860                arad = maxarad;
861        return(arad);
862 }
863
864
865 void
866 comperrs(                       /* compute initial error estimates */
867        AMBSAMP  *da,   /* assumes standard ordering */
868        AMBHEMI  *hp
869 )
870 {
871        double  b, b2;
872        int  i, j;
873        AMBSAMP  *dp;
874                                /* sum differences from neighbors */
875        dp = da;
876        for (i = 0; i < hp->nt; i++)
877                for (j = 0; j < hp->np; j++) {
878 #ifdef  DEBUG
879                        if (dp->t != i || dp->p != j)
880                                error(CONSISTENCY,
881                                        "division order in comperrs");
882 #endif
883                        b = bright(dp[0].v);
884                        if (i > 0) {            /* from above */
885                                b2 = bright(dp[-hp->np].v) - b;
886                                b2 *= b2 * 0.25;
887                                dp[0].k += b2;
888                                dp[-hp->np].k += b2;
889                        }
890                        if (j > 0) {            /* from behind */
891                                b2 = bright(dp[-1].v) - b;
892                                b2 *= b2 * 0.25;
893                                dp[0].k += b2;
894                                dp[-1].k += b2;
895                        } else {                /* around */
896                                b2 = bright(dp[hp->np-1].v) - b;
897                                b2 *= b2 * 0.25;
898                                dp[0].k += b2;
899                                dp[hp->np-1].k += b2;
900                        }
901                        dp++;
902                }
903                                /* divide by number of neighbors */
904        dp = da;
905        for (j = 0; j < hp->np; j++)            /* top row */
906                (dp++)->k *= 1.0/3.0;
907        if (hp->nt < 2)
908                return;
909        for (i = 1; i < hp->nt-1; i++)          /* central region */
910                for (j = 0; j < hp->np; j++)
911                        (dp++)->k *= 0.25;
912        for (j = 0; j < hp->np; j++)            /* bottom row */
913                (dp++)->k *= 1.0/3.0;
914 }
915
916
917 void
918 posgradient(                                    /* compute position gradient */
919        FVECT  gv,
920        AMBSAMP  *da,                   /* assumes standard ordering */
921        AMBHEMI  *hp
922 )
923 {
924        int  i, j;
925        double  nextsine, lastsine, b, d;
926        double  mag0, mag1;
927        double  phi, cosp, sinp, xd, yd;
928        AMBSAMP  *dp;
929
930        xd = yd = 0.0;
931        for (j = 0; j < hp->np; j++) {
932                dp = da + j;
933                mag0 = mag1 = 0.0;
934                lastsine = 0.0;
935                for (i = 0; i < hp->nt; i++) {
936 #ifdef  DEBUG
937                        if (dp->t != i || dp->p != j)
938                                error(CONSISTENCY,
939                                        "division order in posgradient");
940 #endif
941                        b = bright(dp->v);
942                        if (i > 0) {
943                                d = dp[-hp->np].r;
944                                if (dp[0].r > d) d = dp[0].r;
945                                                        /* sin(t)*cos(t)^2 */
946                                d *= lastsine * (1.0 - (double)i/hp->nt);
947                                mag0 += d*(b - bright(dp[-hp->np].v));
948                        }
949                        nextsine = sqrt((double)(i+1)/hp->nt);
950                        if (j > 0) {
951                                d = dp[-1].r;
952                                if (dp[0].r > d) d = dp[0].r;
953                                mag1 += d * (nextsine - lastsine) *
954                                                (b - bright(dp[-1].v));
955                        } else {
956                                d = dp[hp->np-1].r;
957                                if (dp[0].r > d) d = dp[0].r;
958                                mag1 += d * (nextsine - lastsine) *
959                                                (b - bright(dp[hp->np-1].v));
960                        }
961                        dp += hp->np;
962                        lastsine = nextsine;
963                }
964                mag0 *= 2.0*PI / hp->np;
965                phi = 2.0*PI * (double)j/hp->np;
966                cosp = tcos(phi); sinp = tsin(phi);
967                xd += mag0*cosp - mag1*sinp;
968                yd += mag0*sinp + mag1*cosp;
969        }
970        for (i = 0; i < 3; i++)
971                gv[i] = (xd*hp->ux[i] + yd*hp->uy[i])*(hp->nt*hp->np)/PI;
972 }
973
974
975 void
976 dirgradient(                                    /* compute direction gradient */
977        FVECT  gv,
978        AMBSAMP  *da,                   /* assumes standard ordering */
979        AMBHEMI  *hp
980 )
981 {
982        int  i, j;
983        double  mag;
984        double  phi, xd, yd;
985        AMBSAMP  *dp;
986
987        xd = yd = 0.0;
988        for (j = 0; j < hp->np; j++) {
989                dp = da + j;
990                mag = 0.0;
991                for (i = 0; i < hp->nt; i++) {
992 #ifdef  DEBUG
993                        if (dp->t != i || dp->p != j)
994                                error(CONSISTENCY,
995                                        "division order in dirgradient");
996 #endif
997                                                        /* tan(t) */
998                        mag += bright(dp->v)/sqrt(hp->nt/(i+.5) - 1.0);
999                        dp += hp->np;
1000                }
1001                phi = 2.0*PI * (j+.5)/hp->np + PI/2.0;
1002                xd += mag * tcos(phi);
1003                yd += mag * tsin(phi);
1004        }
1005        for (i = 0; i < 3; i++)
1006                gv[i] = xd*hp->ux[i] + yd*hp->uy[i];
1007 }
1008
1009 #endif  /* ! NEWAMB */

Diff Legend

Removed lines
+ Added lines
< Changed lines
> Changed lines