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 2.42 by greg, Wed Apr 30 23:44:06 2014 UTC vs.
Revision 2.83 by greg, Tue Nov 13 19:58:33 2018 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 OLDAMB
25  
26   extern void             SDsquare2disk(double ds[2], double seedx, double seedy);
27  
28   typedef struct {
29 +        COLOR   v;              /* hemisphere sample value */
30 +        float   d;              /* reciprocal distance */
31 +        FVECT   p;              /* intersection point */
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 +        int     sampOK;         /* acquired full sample set? */
38          COLOR   acoef;          /* division contribution coefficient */
39 <        struct s_ambsamp {
40 <                COLOR   v;              /* hemisphere sample value */
41 <                FVECT   p;              /* intersection point */
32 <        } sa[1];                /* sample array (extends struct) */
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 < typedef struct s_ambsamp        AMBSAMP;
44 > #define AI(h,i,j)       ((i)*(h)->ns + (j))
45 > #define ambsam(h,i,j)   (h)->sa[AI(h,i,j)]
46  
37 – #define ambsamp(h,i,j)  (h)->sa[(i)*(h)->ns + (j)]
38 –
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 AMBHEMI *
54 < inithemi(                       /* initialize sampling hemisphere */
55 <        COLOR   ac,
56 <        RAY     *r,
57 <        double  wt
53 > static int
54 > ambcollision(                           /* proposed direciton collides? */
55 >        AMBHEMI *hp,
56 >        int     i,
57 >        int     j,
58 >        FVECT   dv
59   )
60   {
61 <        AMBHEMI *hp;
62 <        double  d;
63 <        int     n, i;
64 <                                        /* set number of divisions */
65 <        if (ambacc <= FTINY &&
66 <                        wt > (d = 0.8*intens(ac)*r->rweight/(ambdiv*minweight)))
67 <                wt = d;                 /* avoid ray termination */
68 <        n = sqrt(ambdiv * wt) + 0.5;
69 <        i = 1 + 5*(ambacc > FTINY);     /* minimum number of samples */
70 <        if (n < i)
71 <                n = i;
72 <                                        /* allocate sampling array */
73 <        hp = (AMBHEMI *)malloc(sizeof(AMBHEMI) + sizeof(AMBSAMP)*(n*n - 1));
74 <        if (hp == NULL)
75 <                return(NULL);
76 <        hp->rp = r;
77 <        hp->ns = n;
78 <                                        /* assign coefficient */
79 <        copycolor(hp->acoef, ac);
80 <        d = 1.0/(n*n);
81 <        scalecolor(hp->acoef, d);
82 <                                        /* make tangent plane axes */
83 <        hp->uy[0] = 0.5 - frandom();
84 <        hp->uy[1] = 0.5 - frandom();
85 <        hp->uy[2] = 0.5 - frandom();
86 <        for (i = 3; i--; )
78 <                if ((-0.6 < r->ron[i]) & (r->ron[i] < 0.6))
79 <                        break;
80 <        if (i < 0)
81 <                error(CONSISTENCY, "bad ray direction in inithemi");
82 <        hp->uy[i] = 1.0;
83 <        VCROSS(hp->ux, hp->uy, r->ron);
84 <        normalize(hp->ux);
85 <        VCROSS(hp->uy, r->ron, hp->ux);
86 <                                        /* we're ready to sample */
87 <        return(hp);
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  
91 – /* Prepare ambient division sample */
90   static int
91 < prepambsamp(RAY *arp, AMBHEMI *hp, int i, int j, int n)
91 > ambsample(                              /* initial ambient division sample */
92 >        AMBHEMI *hp,
93 >        int     i,
94 >        int     j,
95 >        int     n
96 > )
97   {
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(arp->rcoef, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
105 >                setcolor(ar.rcoef, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
106          else
107 <                copycolor(arp->rcoef, hp->acoef);
108 <        if (rayorigin(arp, AMBIENT, hp->rp, arp->rcoef) < 0)
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(arp->rcoef, hp->acoef);
112 <                scalecolor(arp->rcoef, 1./AVGREFL);
111 >                multcolor(ar.rcoef, hp->acoef);
112 >                scalecolor(ar.rcoef, 1./AVGREFL);
113          }
114          hlist[0] = hp->rp->rno;
115 <        hlist[1] = i;
116 <        hlist[2] = j;
115 >        hlist[1] = j;
116 >        hlist[2] = i;
117          multisamp(spt, 2, urand(ilhash(hlist,3)+n));
118 <        if (!n) {                       /* avoid border samples for n==0 */
119 <                if ((spt[0] < 0.1) | (spt[0] > 0.9))
114 <                        spt[0] = 0.1 + 0.8*frandom();
115 <                if ((spt[1] < 0.1) | (spt[1] > 0.9))
116 <                        spt[1] = 0.1 + 0.8*frandom();
117 <        }
118 <        SDsquare2disk(spt, (i+spt[0])/hp->ns, (j+spt[1])/hp->ns);
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 <                arp->rdir[ii] = spt[0]*hp->ux[ii] +
122 >                ar.rdir[ii] =   spt[0]*hp->ux[ii] +
123                                  spt[1]*hp->uy[ii] +
124                                  zd*hp->rp->ron[ii];
125 <        checknorm(arp->rdir);
126 <        return(1);
127 < }
128 <
129 <
130 < static AMBSAMP *
131 < ambsample(                              /* sample an ambient direction */
131 <        AMBHEMI *hp,
132 <        int     i,
133 <        int     j
134 < )
135 < {
136 <        AMBSAMP *ap = &ambsamp(hp,i,j);
137 <        RAY     ar;
138 <                                        /* generate hemispherical sample */
139 <        if (!prepambsamp(&ar, hp, i, j, 0))
140 <                goto badsample;
141 <        dimlist[ndims++] = i*hp->ns + j + 90171;
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 <                                        /* limit vertex distance */
135 <        if (ar.rt > 10.0*thescene.cusize)
136 <                ar.rt = 10.0*thescene.cusize;
147 <        else if (ar.rt <= FTINY)        /* should never happen! */
148 <                goto badsample;
149 <        VSUM(ap->p, ar.rorg, ar.rdir, ar.rt);
134 >        zd = raydistance(&ar);
135 >        if (zd <= FTINY)
136 >                return(0);              /* should never happen */
137          multcolor(ar.rcol, ar.rcoef);   /* apply coefficient */
138 <        copycolor(ap->v, ar.rcol);
139 <        return(ap);
140 < badsample:
141 <        setcolor(ap->v, 0., 0., 0.);
142 <        VCOPY(ap->p, hp->rp->rop);
143 <        return(NULL);
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  
160 < /* Estimate errors based on ambient division differences */
160 > /* Estimate variance based on ambient division differences */
161   static float *
162   getambdiffs(AMBHEMI *hp)
163   {
164 <        float   *earr = calloc(hp->ns*hp->ns, sizeof(float));
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, d2;
168 >        double  b, b1, d2;
169          int     i, j;
170  
171          if (earr == NULL)               /* out of memory? */
172                  return(NULL);
173 <                                        /* compute squared neighbor diffs */
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 <                        d2 = b - bright(ap[-hp->ns].v);
179 <                        d2 *= d2;
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) {                /* from behind */
185 <                        d2 = b - bright(ap[-1].v);
186 <                        d2 *= d2;
187 <                        ep[0] += d2;
188 <                        ep[-1] += d2;
189 <                }
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] *= 2.f;
201 <        earr[hp->ns-1] *= 2.f;
202 <        earr[(hp->ns-1)*hp->ns] *= 2.f;
203 <        earr[(hp->ns-1)*hp->ns + hp->ns-1] *= 2.f;
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] *= 4./3.;
206 <                earr[i*hp->ns + hp->ns-1] *= 4./3.;
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] *= 4./3.;
210 <                earr[(hp->ns-1)*hp->ns + j] *= 4./3.;
209 >                earr[j] *= 8./5.;
210 >                earr[(hp->ns-1)*hp->ns + j] *= 8./5.;
211          }
212          return(earr);
213   }
214  
215  
216 < /* Perform super-sampling on hemisphere */
216 > /* Perform super-sampling on hemisphere (introduces bias) */
217   static void
218 < ambsupersamp(double acol[3], AMBHEMI *hp, int cnt)
218 > ambsupersamp(AMBHEMI *hp, int cnt)
219   {
220          float   *earr = getambdiffs(hp);
221 <        double  e2sum = 0;
212 <        AMBSAMP *ap;
213 <        RAY     ar;
214 <        COLOR   asum;
221 >        double  e2rem = 0;
222          float   *ep;
223 <        int     i, j, n;
223 >        int     i, j, n, nss;
224  
225          if (earr == NULL)               /* just skip calc. if no memory */
226                  return;
227 <                                        /* add up estimated variances */
228 <        for (ep = earr + hp->ns*hp->ns; ep-- > earr; )
229 <                e2sum += *ep;
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 (ap = hp->sa, i = 0; i < hp->ns; i++)
232 <            for (j = 0; j < hp->ns; j++, ap++) {
233 <                int     nss = *ep/e2sum*cnt + frandom();
234 <                setcolor(asum, 0., 0., 0.);
235 <                for (n = 1; n <= nss; n++) {
236 <                        if (!prepambsamp(&ar, hp, i, j, n)) {
237 <                                nss = n-1;
238 <                                break;
232 <                        }
233 <                        dimlist[ndims++] = i*hp->ns + j + 90171;
234 <                        rayvalue(&ar);  /* evaluate super-sample */
235 <                        ndims--;
236 <                        multcolor(ar.rcol, ar.rcoef);
237 <                        addcolor(asum, ar.rcol);
238 <                }
239 <                if (nss) {              /* update returned ambient value */
240 <                        const double    ssf = 1./(nss + 1);
241 <                        for (n = 3; n--; )
242 <                                acol[n] += ssf*colval(asum,n) +
243 <                                                (ssf - 1.)*colval(ap->v,n);
244 <                }
245 <                e2sum -= *ep++;         /* update remainders */
246 <                cnt -= nss;
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, FVECT ap0, FVECT ap1, FVECT rop)
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     i;
325 >        int     ii;
326  
327 <        VSUB(ftp->r_i, ap0, rop);
328 <        VSUB(ftp->r_i1, ap1, rop);
329 <        VSUB(ftp->e_i, ap1, ap0);
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);
# Line 270 | Line 338 | comp_fftri(FFTRI *ftp, FVECT ap0, FVECT ap1, FVECT rop
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 (i = 3; i--; )
342 <                ftp->rI2_eJ2[i] = ftp->I2*ftp->r_i[i] + J2*ftp->e_i[i];
341 >        for (ii = 3; ii--; )
342 >                ftp->rI2_eJ2[ii] = ftp->I2*ftp->r_i[ii] + J2*ftp->e_i[ii];
343   }
344  
345  
# Line 320 | Line 388 | comp_hessian(FVECT hess[3], FFTRI *ftp, FVECT nrm)
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;
391 >                hess[i][j] *= -1.0/PI;
392              }
393   }
394  
# Line 342 | Line 410 | rev_hessian(FVECT hess[3])
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], COLORV v)
413 >                FVECT ehess2[3], FVECT ehess3[3], double v)
414   {
415          int     i, j;
416  
# Line 363 | Line 431 | comp_gradient(FVECT grad, FFTRI *ftp, FVECT nrm)
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] );
434 >                grad[i] = (0.5/PI)*( ftp->I1*ncp[i] + f1*ftp->rI2_eJ2[i] );
435   }
436  
437  
# Line 379 | Line 447 | rev_gradient(FVECT grad)
447  
448   /* Add to displacement gradient from the given triangle */
449   static void
450 < add2gradient(FVECT grad, FVECT egrad1, FVECT egrad2, FVECT egrad3, COLORV v)
450 > add2gradient(FVECT grad, FVECT egrad1, FVECT egrad2, FVECT egrad3, double v)
451   {
452          int     i;
453  
# Line 388 | Line 456 | add2gradient(FVECT grad, FVECT egrad1, FVECT egrad2, F
456   }
457  
458  
391 – /* Return brightness of furthest ambient sample */
392 – static COLORV
393 – back_ambval(AMBSAMP *ap1, AMBSAMP *ap2, AMBSAMP *ap3, FVECT orig)
394 – {
395 –        COLORV  vback;
396 –        FVECT   vec;
397 –        double  d2, d2best;
398 –
399 –        VSUB(vec, ap1->p, orig);
400 –        d2best = DOT(vec,vec);
401 –        vback = colval(ap1->v,CIEY);
402 –        VSUB(vec, ap2->p, orig);
403 –        d2 = DOT(vec,vec);
404 –        if (d2 > d2best) {
405 –                d2best = d2;
406 –                vback = colval(ap2->v,CIEY);
407 –        }
408 –        VSUB(vec, ap3->p, orig);
409 –        d2 = DOT(vec,vec);
410 –        if (d2 > d2best)
411 –                return(colval(ap3->v,CIEY));
412 –        return(vback);
413 – }
414 –
415 –
459   /* Compute anisotropic radii and eigenvector directions */
460 < static int
460 > static void
461   eigenvectors(FVECT uv[2], float ra[2], FVECT hessian[3])
462   {
463          double  hess2[2][2];
# Line 436 | Line 479 | eigenvectors(FVECT uv[2], float ra[2], FVECT hessian[3
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 <                error(INTERNAL, "bad eigenvalue calculation");
484 <
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]));
# Line 496 | Line 540 | ambHessian(                            /* anisotropic radii & pos. gradient */
540          }
541                                          /* compute first row of edges */
542          for (j = 0; j < hp->ns-1; j++) {
543 <                comp_fftri(&fftr, ambsamp(hp,0,j).p,
500 <                                ambsamp(hp,0,j+1).p, hp->rp->rop);
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)
# Line 507 | Line 550 | ambHessian(                            /* anisotropic radii & pos. gradient */
550          for (i = 0; i < hp->ns-1; i++) {
551              FVECT       hesscol[3];     /* compute first vertical edge */
552              FVECT       gradcol;
553 <            comp_fftri(&fftr, ambsamp(hp,i,0).p,
511 <                        ambsamp(hp,i+1,0).p, hp->rp->rop);
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)
# Line 516 | Line 558 | ambHessian(                            /* anisotropic radii & pos. gradient */
558              for (j = 0; j < hp->ns-1; j++) {
559                  FVECT   hessdia[3];     /* compute triangle contributions */
560                  FVECT   graddia;
561 <                COLORV  backg;
562 <                backg = back_ambval(&ambsamp(hp,i,j), &ambsamp(hp,i,j+1),
563 <                                        &ambsamp(hp,i+1,j), hp->rp->rop);
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, ambsamp(hp,i,j+1).p,
524 <                                ambsamp(hp,i+1,j).p, hp->rp->rop);
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);
# Line 533 | Line 574 | ambHessian(                            /* anisotropic radii & pos. gradient */
574                      add2gradient(gradient, gradrow[j], graddia, gradcol, backg);
575                  }
576                                          /* initialize edge in next row */
577 <                comp_fftri(&fftr, ambsamp(hp,i+1,j+1).p,
537 <                                ambsamp(hp,i+1,j).p, hp->rp->rop);
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(&ambsamp(hp,i,j+1), &ambsamp(hp,i+1,j+1),
584 <                                        &ambsamp(hp,i+1,j), hp->rp->rop);
585 <                comp_fftri(&fftr, ambsamp(hp,i,j+1).p, ambsamp(hp,i+1,j+1).p,
546 <                                hp->rp->rop);
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);
# Line 598 | Line 637 | ambdirgrad(AMBHEMI *hp, FVECT uv[2], float dg[2])
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 */
# Line 606 | Line 689 | doambient(                             /* compute ambient component */
689          FVECT   uv[2],                  /* returned (optional) */
690          float   ra[2],                  /* returned (optional) */
691          float   pg[2],                  /* returned (optional) */
692 <        float   dg[2]                   /* returned (optional) */
692 >        float   dg[2],                  /* returned (optional) */
693 >        uint32  *crlp                   /* returned (optional) */
694   )
695   {
696 <        AMBHEMI *hp = inithemi(rcol, r, wt);
613 <        int     cnt = 0;
696 >        AMBHEMI *hp = samp_hemi(rcol, r, wt);
697          FVECT   my_uv[2];
698 <        double  d, K, acol[3];
698 >        double  d, K;
699          AMBSAMP *ap;
700 <        int     i, j;
701 <                                        /* check/initialize */
619 <        if (hp == NULL)
620 <                return(0);
700 >        int     i;
701 >                                        /* clear return values */
702          if (uv != NULL)
703                  memset(uv, 0, sizeof(FVECT)*2);
704          if (ra != NULL)
# Line 626 | Line 707 | doambient(                             /* compute ambient component */
707                  pg[0] = pg[1] = 0.0;
708          if (dg != NULL)
709                  dg[0] = dg[1] = 0.0;
710 <                                        /* sample the hemisphere */
711 <        acol[0] = acol[1] = acol[2] = 0.0;
712 <        for (i = hp->ns; i--; )
713 <                for (j = hp->ns; j--; )
714 <                        if ((ap = ambsample(hp, i, j)) != NULL) {
715 <                                addcolor(acol, ap->v);
716 <                                ++cnt;
717 <                        }
718 <        if (!cnt) {
638 <                setcolor(rcol, 0.0, 0.0, 0.0);
639 <                free(hp);
640 <                return(0);              /* no valid samples */
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 (cnt < hp->ns*hp->ns) {      /* incomplete sampling? */
721 <                copycolor(rcol, acol);
644 <                free(hp);
645 <                return(-1);             /* return value w/o Hessian */
646 <        }
647 <        cnt = ambssamp*wt + 0.5;        /* perform super-sampling? */
648 <        if (cnt > 0)
649 <                ambsupersamp(acol, hp, cnt);
650 <        copycolor(rcol, acol);          /* final indirect irradiance/PI */
651 <        if ((ra == NULL) & (pg == NULL) & (dg == NULL)) {
652 <                free(hp);
653 <                return(-1);             /* no radius or gradient calc. */
654 <        }
655 <        if (bright(acol) > FTINY) {     /* normalize Y values */
656 <                d = 0.99*cnt/bright(acol);
720 >        if ((d = bright(rcol)) > FTINY) {       /* normalize Y values */
721 >                d = 0.99*(hp->ns*hp->ns)/d;
722                  K = 0.01;
723 <        } else {                        /* geometric Hessian fall-back */
659 <                d = 0.0;
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++)
# Line 687 | Line 752 | doambient(                             /* compute ambient component */
752                          if (ra[1] < minarad)
753                                  ra[1] = minarad;
754                  }
755 <                ra[0] *= d = 1.0/sqrt(sqrt(wt));
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) {
# Line 695 | Line 760 | doambient(                             /* compute ambient component */
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) {
# Line 796 | Line 864 | divsample(                             /* sample a division */
864          ndims--;
865          multcolor(ar.rcol, ar.rcoef);   /* apply coefficient */
866          addcolor(dp->v, ar.rcol);
867 <                                        /* use rt to improve gradient calc */
868 <        if (ar.rt > FTINY && ar.rt < FHUGE)
869 <                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);

Diff Legend

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