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 2.45 by greg, Thu May 1 22:34:25 2014 UTC vs.
Revision 2.92 by greg, Fri Apr 5 01:10:26 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  
22 – extern void             SDsquare2disk(double ds[2], double seedx, double seedy);
23 –
28   typedef struct {
25 –        COLOR   v;              /* hemisphere sample value */
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 */
31 –        FVECT   ux, uy;         /* tangent axis unit vectors */
36          int     ns;             /* number of samples per axis */
37 <        COLOR   acoef;          /* division contribution coefficient */
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 ambsam(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 42 | Line 52 | typedef struct {
52   } FFTRI;                /* vectors and coefficients for Hessian calculation */
53  
54  
55 < static AMBHEMI *
56 < inithemi(                       /* initialize sampling hemisphere */
57 <        COLOR   ac,
58 <        RAY     *r,
59 <        double  wt
55 > static int
56 > ambcollision(                           /* proposed direciton collides? */
57 >        AMBHEMI *hp,
58 >        int     i,
59 >        int     j,
60 >        FVECT   dv
61   )
62   {
63 <        AMBHEMI *hp;
64 <        double  d;
65 <        int     n, i;
66 <                                        /* set number of divisions */
67 <        if (ambacc <= FTINY &&
68 <                        wt > (d = 0.8*intens(ac)*r->rweight/(ambdiv*minweight)))
69 <                wt = d;                 /* avoid ray termination */
70 <        n = sqrt(ambdiv * wt) + 0.5;
71 <        i = 1 + 5*(ambacc > FTINY);     /* minimum number of samples */
72 <        if (n < i)
73 <                n = i;
74 <                                        /* allocate sampling array */
75 <        hp = (AMBHEMI *)malloc(sizeof(AMBHEMI) + sizeof(AMBSAMP)*(n*n - 1));
76 <        if (hp == NULL)
77 <                return(NULL);
78 <        hp->rp = r;
79 <        hp->ns = n;
80 <                                        /* assign coefficient */
81 <        copycolor(hp->acoef, ac);
82 <        d = 1.0/(n*n);
83 <        scalecolor(hp->acoef, d);
84 <                                        /* make tangent plane axes */
85 <        hp->uy[0] = 0.5 - frandom();
86 <        hp->uy[1] = 0.5 - frandom();
87 <        hp->uy[2] = 0.5 - frandom();
88 <        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);
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  
91 – /* Sample ambient division and apply weighting coefficient */
92   static int
93 < getambsamp(RAY *arp, AMBHEMI *hp, int i, int j, int n)
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  spt[2], zd;
103 >        RREAL   spt[2];
104 >        double  zd;
105 >                                        /* generate hemispherical sample */
106                                          /* ambient coefficient for weight */
107          if (ambacc > FTINY)
108 <                setcolor(arp->rcoef, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
108 >                setscolor(ar.rcoef, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
109          else
110 <                copycolor(arp->rcoef, hp->acoef);
111 <        if (rayorigin(arp, AMBIENT, hp->rp, arp->rcoef) < 0)
110 >                copyscolor(ar.rcoef, hp->acoef);
111 >        if (rayorigin(&ar, hp->atyp, hp->rp, ar.rcoef) < 0)
112                  return(0);
113          if (ambacc > FTINY) {
114 <                multcolor(arp->rcoef, hp->acoef);
115 <                scalecolor(arp->rcoef, 1./AVGREFL);
114 >                smultscolor(ar.rcoef, hp->acoef);
115 >                scalescolor(ar.rcoef, 1./AVGREFL);
116          }
117          hlist[0] = hp->rp->rno;
118 <        hlist[1] = i;
119 <        hlist[2] = j;
118 >        hlist[1] = j;
119 >        hlist[2] = i;
120          multisamp(spt, 2, urand(ilhash(hlist,3)+n));
121 <        if (!n) {                       /* avoid border samples for n==0 */
122 <                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);
121 > resample:
122 >        square2disk(spt, (j+spt[1])/hp->ns, (i+spt[0])/hp->ns);
123          zd = sqrt(1. - spt[0]*spt[0] - spt[1]*spt[1]);
124          for (ii = 3; ii--; )
125 <                arp->rdir[ii] = spt[0]*hp->ux[ii] +
125 >                ar.rdir[ii] =   spt[0]*hp->ux[ii] +
126                                  spt[1]*hp->uy[ii] +
127 <                                zd*hp->rp->ron[ii];
128 <        checknorm(arp->rdir);
129 <        dimlist[ndims++] = i*hp->ns + j + 90171;
130 <        rayvalue(arp);                  /* evaluate ray */
131 <        ndims--;                        /* apply coefficient */
132 <        multcolor(arp->rcol, arp->rcoef);
127 >                                zd*hp->onrm[ii];
128 >        checknorm(ar.rdir);
129 >                                        /* avoid coincident samples */
130 >        if (!n && ambcollision(hp, i, j, ar.rdir)) {
131 >                spt[0] = frandom(); spt[1] = frandom();
132 >                goto resample;          /* reject this sample */
133 >        }
134 >        dimlist[ndims++] = AI(hp,i,j) + 90171;
135 >        rayvalue(&ar);                  /* evaluate ray */
136 >        ndims--;
137 >        zd = raydistance(&ar);
138 >        if (zd <= FTINY)
139 >                return(0);              /* should never happen */
140 >        smultscolor(ar.rcol, ar.rcoef); /* apply coefficient */
141 >        if (zd*ap->d < 1.0)             /* new/closer distance? */
142 >                ap->d = 1.0/zd;
143 >        if (!n) {                       /* record first vertex & value */
144 >                if (zd > 10.0*thescene.cusize + 1000.)
145 >                        zd = 10.0*thescene.cusize + 1000.;
146 >                VSUM(ap->p, ar.rorg, ar.rdir, zd);
147 >                copyscolor(ap->v, ar.rcol);
148 >        } else {                        /* else update recorded value */
149 >                sopscolor(hp->acol, -=, ap->v);
150 >                zd = 1.0/(double)(n+1);
151 >                scalescolor(ar.rcol, zd);
152 >                zd *= (double)n;
153 >                scalescolor(ap->v, zd);
154 >                saddscolor(ap->v, ar.rcol);
155 >        }
156 >        saddscolor(hp->acol, ap->v);    /* add to our sum */
157          return(1);
158   }
159  
160  
161 < static AMBSAMP *
134 < ambsample(                              /* initial ambient division sample */
135 <        AMBHEMI *hp,
136 <        int     i,
137 <        int     j
138 < )
139 < {
140 <        AMBSAMP *ap = &ambsam(hp,i,j);
141 <        RAY     ar;
142 <                                        /* generate hemispherical sample */
143 <        if (!getambsamp(&ar, hp, i, j, 0))
144 <                goto badsample;
145 <                                        /* limit vertex distance */
146 <        if (ar.rt > 10.0*thescene.cusize)
147 <                ar.rt = 10.0*thescene.cusize;
148 <        else if (ar.rt <= FTINY)        /* should never happen! */
149 <                goto badsample;
150 <        VSUM(ap->p, ar.rorg, ar.rdir, ar.rt);
151 <        copycolor(ap->v, ar.rcol);
152 <        return(ap);
153 < badsample:
154 <        setcolor(ap->v, 0., 0., 0.);
155 <        VCOPY(ap->p, hp->rp->rop);
156 <        return(NULL);
157 < }
158 <
159 <
160 < /* Estimate errors based on ambient division differences */
161 > /* Estimate variance based on ambient division differences */
162   static float *
163   getambdiffs(AMBHEMI *hp)
164   {
165 +        const double    normf = 1./bright(hp->acoef);
166          float   *earr = (float *)calloc(hp->ns*hp->ns, sizeof(float));
167          float   *ep;
168          AMBSAMP *ap;
169 <        double  b, d2;
169 >        double  b, b1, d2;
170          int     i, j;
171  
172          if (earr == NULL)               /* out of memory? */
173                  return(NULL);
174 <                                        /* compute squared neighbor diffs */
174 >                                        /* sum squared neighbor diffs */
175          for (ap = hp->sa, ep = earr, i = 0; i < hp->ns; i++)
176              for (j = 0; j < hp->ns; j++, ap++, ep++) {
177 <                b = bright(ap[0].v);
177 >                b = pbright(ap[0].v);
178                  if (i) {                /* from above */
179 <                        d2 = b - bright(ap[-hp->ns].v);
180 <                        d2 *= d2;
179 >                        b1 = pbright(ap[-hp->ns].v);
180 >                        d2 = b - b1;
181 >                        d2 *= d2*normf/(b + b1 + FTINY);
182                          ep[0] += d2;
183                          ep[-hp->ns] += d2;
184                  }
185 <                if (j) {                /* from behind */
186 <                        d2 = b - bright(ap[-1].v);
187 <                        d2 *= d2;
188 <                        ep[0] += d2;
189 <                        ep[-1] += d2;
190 <                }
185 >                if (!j) continue;
186 >                                        /* from behind */
187 >                b1 = pbright(ap[-1].v);
188 >                d2 = b - b1;
189 >                d2 *= d2*normf/(b + b1 + FTINY);
190 >                ep[0] += d2;
191 >                ep[-1] += d2;
192 >                if (!i) continue;
193 >                                        /* diagonal */
194 >                b1 = pbright(ap[-hp->ns-1].v);
195 >                d2 = b - b1;
196 >                d2 *= d2*normf/(b + b1 + FTINY);
197 >                ep[0] += d2;
198 >                ep[-hp->ns-1] += d2;
199              }
200                                          /* correct for number of neighbors */
201 <        earr[0] *= 2.f;
202 <        earr[hp->ns-1] *= 2.f;
203 <        earr[(hp->ns-1)*hp->ns] *= 2.f;
204 <        earr[(hp->ns-1)*hp->ns + hp->ns-1] *= 2.f;
201 >        earr[0] *= 8./3.;
202 >        earr[hp->ns-1] *= 8./3.;
203 >        earr[(hp->ns-1)*hp->ns] *= 8./3.;
204 >        earr[(hp->ns-1)*hp->ns + hp->ns-1] *= 8./3.;
205          for (i = 1; i < hp->ns-1; i++) {
206 <                earr[i*hp->ns] *= 4./3.;
207 <                earr[i*hp->ns + hp->ns-1] *= 4./3.;
206 >                earr[i*hp->ns] *= 8./5.;
207 >                earr[i*hp->ns + hp->ns-1] *= 8./5.;
208          }
209          for (j = 1; j < hp->ns-1; j++) {
210 <                earr[j] *= 4./3.;
211 <                earr[(hp->ns-1)*hp->ns + j] *= 4./3.;
210 >                earr[j] *= 8./5.;
211 >                earr[(hp->ns-1)*hp->ns + j] *= 8./5.;
212          }
213          return(earr);
214   }
# Line 205 | Line 216 | getambdiffs(AMBHEMI *hp)
216  
217   /* Perform super-sampling on hemisphere (introduces bias) */
218   static void
219 < ambsupersamp(double acol[3], AMBHEMI *hp, int cnt)
219 > ambsupersamp(AMBHEMI *hp, int cnt)
220   {
221          float   *earr = getambdiffs(hp);
222 <        double  e2sum = 0;
212 <        AMBSAMP *ap;
213 <        RAY     ar;
214 <        COLOR   asum;
222 >        double  e2rem = 0;
223          float   *ep;
224 <        int     i, j, n;
224 >        int     i, j, n, nss;
225  
226          if (earr == NULL)               /* just skip calc. if no memory */
227                  return;
228 <                                        /* add up estimated variances */
229 <        for (ep = earr + hp->ns*hp->ns; ep-- > earr; )
230 <                e2sum += *ep;
228 >                                        /* accumulate estimated variances */
229 >        for (ep = earr + hp->ns*hp->ns; ep > earr; )
230 >                e2rem += *--ep;
231          ep = earr;                      /* perform super-sampling */
232 <        for (ap = hp->sa, i = 0; i < hp->ns; i++)
233 <            for (j = 0; j < hp->ns; j++, ap++) {
234 <                int     nss = *ep/e2sum*cnt + frandom();
235 <                setcolor(asum, 0., 0., 0.);
236 <                for (n = 1; n <= nss; n++) {
237 <                        if (!getambsamp(&ar, hp, i, j, n)) {
238 <                                nss = n-1;
239 <                                break;
232 <                        }
233 <                        addcolor(asum, ar.rcol);
234 <                }
235 <                if (nss) {              /* update returned ambient value */
236 <                        const double    ssf = 1./(nss + 1);
237 <                        for (n = 3; n--; )
238 <                                acol[n] += ssf*colval(asum,n) +
239 <                                                (ssf - 1.)*colval(ap->v,n);
240 <                }
241 <                e2sum -= *ep++;         /* update remainders */
242 <                cnt -= nss;
232 >        for (i = 0; i < hp->ns; i++)
233 >            for (j = 0; j < hp->ns; j++) {
234 >                if (e2rem <= FTINY)
235 >                        goto done;      /* nothing left to do */
236 >                nss = *ep/e2rem*cnt + frandom();
237 >                for (n = 1; n <= nss && ambsample(hp,i,j,n); n++)
238 >                        if (!--cnt) goto done;
239 >                e2rem -= *ep++;         /* update remainder */
240          }
241 + done:
242          free(earr);
243   }
244  
245  
246 + static AMBHEMI *
247 + samp_hemi(                              /* sample indirect hemisphere */
248 +        SCOLOR  rcol,
249 +        RAY     *r,
250 +        double  wt
251 + )
252 + {
253 +        int     backside = (wt < 0);
254 +        AMBHEMI *hp;
255 +        double  d;
256 +        int     n, i, j;
257 +                                        /* insignificance check */
258 +        d = sintens(rcol);
259 +        if (d <= FTINY)
260 +                return(NULL);
261 +                                        /* set number of divisions */
262 +        if (backside) wt = -wt;
263 +        if (ambacc <= FTINY &&
264 +                        wt > (d *= 0.8*r->rweight/(ambdiv*minweight)))
265 +                wt = d;                 /* avoid ray termination */
266 +        n = sqrt(ambdiv * wt) + 0.5;
267 +        i = 1 + (MINADIV-1)*(ambacc > FTINY);
268 +        if (n < i)                      /* use minimum number of samples? */
269 +                n = i;
270 +                                        /* allocate sampling array */
271 +        hp = (AMBHEMI *)malloc(sizeof(AMBHEMI) + sizeof(AMBSAMP)*(n*n - 1));
272 +        if (hp == NULL)
273 +                error(SYSTEM, "out of memory in samp_hemi");
274 +
275 +        if (backside) {
276 +                hp->atyp = TAMBIENT;
277 +                hp->onrm[0] = -r->ron[0];
278 +                hp->onrm[1] = -r->ron[1];
279 +                hp->onrm[2] = -r->ron[2];
280 +        } else {
281 +                hp->atyp = RAMBIENT;
282 +                VCOPY(hp->onrm, r->ron);
283 +        }
284 +        hp->rp = r;
285 +        hp->ns = n;
286 +        scolorblack(hp->acol);
287 +        memset(hp->sa, 0, sizeof(AMBSAMP)*n*n);
288 +        hp->sampOK = 0;
289 +                                        /* assign coefficient */
290 +        copyscolor(hp->acoef, rcol);
291 +        d = 1.0/(n*n);
292 +        scalescolor(hp->acoef, d);
293 +                                        /* make tangent plane axes */
294 +        if (!getperpendicular(hp->ux, hp->onrm, 1))
295 +                error(CONSISTENCY, "bad ray direction in samp_hemi");
296 +        VCROSS(hp->uy, hp->onrm, hp->ux);
297 +                                        /* sample divisions */
298 +        for (i = hp->ns; i--; )
299 +            for (j = hp->ns; j--; )
300 +                hp->sampOK += ambsample(hp, i, j, 0);
301 +        copyscolor(rcol, hp->acol);
302 +        if (!hp->sampOK) {              /* utter failure? */
303 +                free(hp);
304 +                return(NULL);
305 +        }
306 +        if (hp->sampOK < hp->ns*hp->ns) {
307 +                hp->sampOK *= -1;       /* soft failure */
308 +                return(hp);
309 +        }
310 +        if (hp->sampOK <= MINADIV*MINADIV)
311 +                return(hp);             /* don't bother super-sampling */
312 +        n = ambssamp*wt + 0.5;
313 +        if (n > 8) {                    /* perform super-sampling? */
314 +                ambsupersamp(hp, n);
315 +                copyscolor(rcol, hp->acol);
316 +        }
317 +        return(hp);                     /* all is well */
318 + }
319 +
320 +
321 + /* Return brightness of farthest ambient sample */
322 + static double
323 + back_ambval(AMBHEMI *hp, const int n1, const int n2, const int n3)
324 + {
325 +        if (hp->sa[n1].d <= hp->sa[n2].d) {
326 +                if (hp->sa[n1].d <= hp->sa[n3].d)
327 +                        return(hp->sa[n1].v[0]);
328 +                return(hp->sa[n3].v[0]);
329 +        }
330 +        if (hp->sa[n2].d <= hp->sa[n3].d)
331 +                return(hp->sa[n2].v[0]);
332 +        return(hp->sa[n3].v[0]);
333 + }
334 +
335 +
336   /* Compute vectors and coefficients for Hessian/gradient calcs */
337   static void
338 < comp_fftri(FFTRI *ftp, FVECT ap0, FVECT ap1, FVECT rop)
338 > comp_fftri(FFTRI *ftp, AMBHEMI *hp, const int n0, const int n1)
339   {
340          double  rdot_cp, dot_e, dot_er, rdot_r, rdot_r1, J2;
341 <        int     i;
341 >        int     ii;
342  
343 <        VSUB(ftp->r_i, ap0, rop);
344 <        VSUB(ftp->r_i1, ap1, rop);
345 <        VSUB(ftp->e_i, ap1, ap0);
343 >        VSUB(ftp->r_i, hp->sa[n0].p, hp->rp->rop);
344 >        VSUB(ftp->r_i1, hp->sa[n1].p, hp->rp->rop);
345 >        VSUB(ftp->e_i, hp->sa[n1].p, hp->sa[n0].p);
346          VCROSS(ftp->rcp, ftp->r_i, ftp->r_i1);
347          rdot_cp = 1.0/DOT(ftp->rcp,ftp->rcp);
348          dot_e = DOT(ftp->e_i,ftp->e_i);
# Line 266 | Line 354 | comp_fftri(FFTRI *ftp, FVECT ap0, FVECT ap1, FVECT rop
354          ftp->I2 = ( DOT(ftp->e_i, ftp->r_i1)*rdot_r1 - dot_er*rdot_r +
355                          dot_e*ftp->I1 )*0.5*rdot_cp;
356          J2 =  ( 0.5*(rdot_r - rdot_r1) - dot_er*ftp->I2 ) / dot_e;
357 <        for (i = 3; i--; )
358 <                ftp->rI2_eJ2[i] = ftp->I2*ftp->r_i[i] + J2*ftp->e_i[i];
357 >        for (ii = 3; ii--; )
358 >                ftp->rI2_eJ2[ii] = ftp->I2*ftp->r_i[ii] + J2*ftp->e_i[ii];
359   }
360  
361  
# Line 316 | Line 404 | comp_hessian(FVECT hess[3], FFTRI *ftp, FVECT nrm)
404                  hess[i][j] = m1[i][j] + d1*( I3*m2[i][j] + K3*m3[i][j] +
405                                                  2.0*J3*m4[i][j] );
406                  hess[i][j] += d2*(i==j);
407 <                hess[i][j] *= 1.0/PI;
407 >                hess[i][j] *= -1.0/PI;
408              }
409   }
410  
# Line 338 | Line 426 | rev_hessian(FVECT hess[3])
426   /* Add to radiometric Hessian from the given triangle */
427   static void
428   add2hessian(FVECT hess[3], FVECT ehess1[3],
429 <                FVECT ehess2[3], FVECT ehess3[3], COLORV v)
429 >                FVECT ehess2[3], FVECT ehess3[3], double v)
430   {
431          int     i, j;
432  
# Line 359 | Line 447 | comp_gradient(FVECT grad, FFTRI *ftp, FVECT nrm)
447          f1 = 2.0*DOT(nrm, ftp->rcp);
448          VCROSS(ncp, nrm, ftp->e_i);
449          for (i = 3; i--; )
450 <                grad[i] = (-0.5/PI)*( ftp->I1*ncp[i] + f1*ftp->rI2_eJ2[i] );
450 >                grad[i] = (0.5/PI)*( ftp->I1*ncp[i] + f1*ftp->rI2_eJ2[i] );
451   }
452  
453  
# Line 375 | Line 463 | rev_gradient(FVECT grad)
463  
464   /* Add to displacement gradient from the given triangle */
465   static void
466 < add2gradient(FVECT grad, FVECT egrad1, FVECT egrad2, FVECT egrad3, COLORV v)
466 > add2gradient(FVECT grad, FVECT egrad1, FVECT egrad2, FVECT egrad3, double v)
467   {
468          int     i;
469  
# Line 384 | Line 472 | add2gradient(FVECT grad, FVECT egrad1, FVECT egrad2, F
472   }
473  
474  
387 – /* Return brightness of furthest ambient sample */
388 – static COLORV
389 – back_ambval(AMBSAMP *ap1, AMBSAMP *ap2, AMBSAMP *ap3, FVECT orig)
390 – {
391 –        COLORV  vback;
392 –        FVECT   vec;
393 –        double  d2, d2best;
394 –
395 –        VSUB(vec, ap1->p, orig);
396 –        d2best = DOT(vec,vec);
397 –        vback = colval(ap1->v,CIEY);
398 –        VSUB(vec, ap2->p, orig);
399 –        d2 = DOT(vec,vec);
400 –        if (d2 > d2best) {
401 –                d2best = d2;
402 –                vback = colval(ap2->v,CIEY);
403 –        }
404 –        VSUB(vec, ap3->p, orig);
405 –        d2 = DOT(vec,vec);
406 –        if (d2 > d2best)
407 –                return(colval(ap3->v,CIEY));
408 –        return(vback);
409 – }
410 –
411 –
475   /* Compute anisotropic radii and eigenvector directions */
476 < static int
476 > static void
477   eigenvectors(FVECT uv[2], float ra[2], FVECT hessian[3])
478   {
479          double  hess2[2][2];
# Line 432 | Line 495 | eigenvectors(FVECT uv[2], float ra[2], FVECT hessian[3
495          if (i == 1)                     /* double-root (circle) */
496                  evalue[1] = evalue[0];
497          if (!i || ((evalue[0] = fabs(evalue[0])) <= FTINY*FTINY) |
498 <                        ((evalue[1] = fabs(evalue[1])) <= FTINY*FTINY) )
499 <                error(INTERNAL, "bad eigenvalue calculation");
500 <
498 >                        ((evalue[1] = fabs(evalue[1])) <= FTINY*FTINY) ) {
499 >                ra[0] = ra[1] = maxarad;
500 >                return;
501 >        }
502          if (evalue[0] > evalue[1]) {
503                  ra[0] = sqrt(sqrt(4.0/evalue[0]));
504                  ra[1] = sqrt(sqrt(4.0/evalue[1]));
# Line 492 | Line 556 | ambHessian(                            /* anisotropic radii & pos. gradient */
556          }
557                                          /* compute first row of edges */
558          for (j = 0; j < hp->ns-1; j++) {
559 <                comp_fftri(&fftr, ambsam(hp,0,j).p,
496 <                                ambsam(hp,0,j+1).p, hp->rp->rop);
559 >                comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,0,j), AI(hp,0,j+1));
560                  if (hessrow != NULL)
561 <                        comp_hessian(hessrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
561 >                        comp_hessian(hessrow[j], &fftr, hp->onrm);
562                  if (gradrow != NULL)
563 <                        comp_gradient(gradrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
563 >                        comp_gradient(gradrow[j], &fftr, hp->onrm);
564          }
565                                          /* sum each row of triangles */
566          for (i = 0; i < hp->ns-1; i++) {
567              FVECT       hesscol[3];     /* compute first vertical edge */
568              FVECT       gradcol;
569 <            comp_fftri(&fftr, ambsam(hp,i,0).p,
507 <                        ambsam(hp,i+1,0).p, hp->rp->rop);
569 >            comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i,0), AI(hp,i+1,0));
570              if (hessrow != NULL)
571 <                comp_hessian(hesscol, &fftr, hp->rp->ron);
571 >                comp_hessian(hesscol, &fftr, hp->onrm);
572              if (gradrow != NULL)
573 <                comp_gradient(gradcol, &fftr, hp->rp->ron);
573 >                comp_gradient(gradcol, &fftr, hp->onrm);
574              for (j = 0; j < hp->ns-1; j++) {
575                  FVECT   hessdia[3];     /* compute triangle contributions */
576                  FVECT   graddia;
577 <                COLORV  backg;
578 <                backg = back_ambval(&ambsam(hp,i,j), &ambsam(hp,i,j+1),
579 <                                        &ambsam(hp,i+1,j), hp->rp->rop);
577 >                double  backg;
578 >                backg = back_ambval(hp, AI(hp,i,j),
579 >                                        AI(hp,i,j+1), AI(hp,i+1,j));
580                                          /* diagonal (inner) edge */
581 <                comp_fftri(&fftr, ambsam(hp,i,j+1).p,
520 <                                ambsam(hp,i+1,j).p, hp->rp->rop);
581 >                comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i,j+1), AI(hp,i+1,j));
582                  if (hessrow != NULL) {
583 <                    comp_hessian(hessdia, &fftr, hp->rp->ron);
583 >                    comp_hessian(hessdia, &fftr, hp->onrm);
584                      rev_hessian(hesscol);
585                      add2hessian(hessian, hessrow[j], hessdia, hesscol, backg);
586                  }
587                  if (gradrow != NULL) {
588 <                    comp_gradient(graddia, &fftr, hp->rp->ron);
588 >                    comp_gradient(graddia, &fftr, hp->onrm);
589                      rev_gradient(gradcol);
590                      add2gradient(gradient, gradrow[j], graddia, gradcol, backg);
591                  }
592                                          /* initialize edge in next row */
593 <                comp_fftri(&fftr, ambsam(hp,i+1,j+1).p,
533 <                                ambsam(hp,i+1,j).p, hp->rp->rop);
593 >                comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i+1,j+1), AI(hp,i+1,j));
594                  if (hessrow != NULL)
595 <                    comp_hessian(hessrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
595 >                    comp_hessian(hessrow[j], &fftr, hp->onrm);
596                  if (gradrow != NULL)
597 <                    comp_gradient(gradrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
597 >                    comp_gradient(gradrow[j], &fftr, hp->onrm);
598                                          /* new column edge & paired triangle */
599 <                backg = back_ambval(&ambsam(hp,i,j+1), &ambsam(hp,i+1,j+1),
600 <                                        &ambsam(hp,i+1,j), hp->rp->rop);
601 <                comp_fftri(&fftr, ambsam(hp,i,j+1).p, ambsam(hp,i+1,j+1).p,
542 <                                hp->rp->rop);
599 >                backg = back_ambval(hp, AI(hp,i+1,j+1),
600 >                                        AI(hp,i+1,j), AI(hp,i,j+1));
601 >                comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i,j+1), AI(hp,i+1,j+1));
602                  if (hessrow != NULL) {
603 <                    comp_hessian(hesscol, &fftr, hp->rp->ron);
603 >                    comp_hessian(hesscol, &fftr, hp->onrm);
604                      rev_hessian(hessdia);
605                      add2hessian(hessian, hessrow[j], hessdia, hesscol, backg);
606                      if (i < hp->ns-2)
607                          rev_hessian(hessrow[j]);
608                  }
609                  if (gradrow != NULL) {
610 <                    comp_gradient(gradcol, &fftr, hp->rp->ron);
610 >                    comp_gradient(gradcol, &fftr, hp->onrm);
611                      rev_gradient(graddia);
612                      add2gradient(gradient, gradrow[j], graddia, gradcol, backg);
613                      if (i < hp->ns-2)
# Line 584 | Line 643 | ambdirgrad(AMBHEMI *hp, FVECT uv[2], float dg[2])
643                                          /* use vector for azimuth + 90deg */
644                  VSUB(vd, ap->p, hp->rp->rop);
645                                          /* brightness over cosine factor */
646 <                gfact = colval(ap->v,CIEY) / DOT(hp->rp->ron, vd);
646 >                gfact = ap->v[0] / DOT(hp->onrm, vd);
647                                          /* sine = proj_radius/vd_length */
648                  dgsum[0] -= DOT(uv[1], vd) * gfact;
649                  dgsum[1] += DOT(uv[0], vd) * gfact;
# Line 594 | Line 653 | ambdirgrad(AMBHEMI *hp, FVECT uv[2], float dg[2])
653   }
654  
655  
656 + /* Compute potential light leak direction flags for cache value */
657 + static uint32
658 + ambcorral(AMBHEMI *hp, FVECT uv[2], const double r0, const double r1)
659 + {
660 +        const double    max_d = 1.0/(minarad*ambacc + 0.001);
661 +        const double    ang_res = 0.5*PI/hp->ns;
662 +        const double    ang_step = ang_res/((int)(16/PI*ang_res) + 1.01);
663 +        double          avg_d = 0;
664 +        uint32          flgs = 0;
665 +        FVECT           vec;
666 +        double          u, v;
667 +        double          ang, a1;
668 +        int             i, j;
669 +                                        /* don't bother for a few samples */
670 +        if (hp->ns < 8)
671 +                return(0);
672 +                                        /* check distances overhead */
673 +        for (i = hp->ns*3/4; i-- > hp->ns>>2; )
674 +            for (j = hp->ns*3/4; j-- > hp->ns>>2; )
675 +                avg_d += ambsam(hp,i,j).d;
676 +        avg_d *= 4.0/(hp->ns*hp->ns);
677 +        if (avg_d*r0 >= 1.0)            /* ceiling too low for corral? */
678 +                return(0);
679 +        if (avg_d >= max_d)             /* insurance */
680 +                return(0);
681 +                                        /* else circle around perimeter */
682 +        for (i = 0; i < hp->ns; i++)
683 +            for (j = 0; j < hp->ns; j += !i|(i==hp->ns-1) ? 1 : hp->ns-1) {
684 +                AMBSAMP *ap = &ambsam(hp,i,j);
685 +                if ((ap->d <= FTINY) | (ap->d >= max_d))
686 +                        continue;       /* too far or too near */
687 +                VSUB(vec, ap->p, hp->rp->rop);
688 +                u = DOT(vec, uv[0]);
689 +                v = DOT(vec, uv[1]);
690 +                if ((r0*r0*u*u + r1*r1*v*v) * ap->d*ap->d <= u*u + v*v)
691 +                        continue;       /* occluder outside ellipse */
692 +                ang = atan2a(v, u);     /* else set direction flags */
693 +                for (a1 = ang-ang_res; a1 <= ang+ang_res; a1 += ang_step)
694 +                        flgs |= 1L<<(int)(16/PI*(a1 + 2.*PI*(a1 < 0)));
695 +            }
696 +        return(flgs);
697 + }
698 +
699 +
700   int
701   doambient(                              /* compute ambient component */
702 <        COLOR   rcol,                   /* input/output color */
702 >        SCOLOR  rcol,                   /* input/output color */
703          RAY     *r,
704 <        double  wt,
704 >        double  wt,                     /* negative for back side */
705          FVECT   uv[2],                  /* returned (optional) */
706          float   ra[2],                  /* returned (optional) */
707          float   pg[2],                  /* returned (optional) */
708 <        float   dg[2]                   /* returned (optional) */
708 >        float   dg[2],                  /* returned (optional) */
709 >        uint32  *crlp                   /* returned (optional) */
710   )
711   {
712 <        AMBHEMI *hp = inithemi(rcol, r, wt);
609 <        int     cnt;
712 >        AMBHEMI *hp = samp_hemi(rcol, r, wt);
713          FVECT   my_uv[2];
714 <        double  d, K, acol[3];
714 >        double  d, K;
715          AMBSAMP *ap;
716 <        int     i, j;
717 <                                        /* check/initialize */
615 <        if (hp == NULL)
616 <                return(0);
716 >        int     i;
717 >                                        /* clear return values */
718          if (uv != NULL)
719                  memset(uv, 0, sizeof(FVECT)*2);
720          if (ra != NULL)
# Line 622 | Line 723 | doambient(                             /* compute ambient component */
723                  pg[0] = pg[1] = 0.0;
724          if (dg != NULL)
725                  dg[0] = dg[1] = 0.0;
726 <                                        /* sample the hemisphere */
727 <        acol[0] = acol[1] = acol[2] = 0.0;
728 <        cnt = 0;
729 <        for (i = hp->ns; i--; )
730 <                for (j = hp->ns; j--; )
731 <                        if ((ap = ambsample(hp, i, j)) != NULL) {
732 <                                addcolor(acol, ap->v);
733 <                                ++cnt;
734 <                        }
634 <        if (!cnt) {
635 <                setcolor(rcol, 0.0, 0.0, 0.0);
636 <                free(hp);
637 <                return(0);              /* no valid samples */
726 >        if (crlp != NULL)
727 >                *crlp = 0;
728 >        if (hp == NULL)                 /* sampling falure? */
729 >                return(0);
730 >
731 >        if ((ra == NULL) & (pg == NULL) & (dg == NULL) ||
732 >                        (hp->sampOK < 0) | (hp->ns < MINADIV)) {
733 >                free(hp);               /* Hessian not requested/possible */
734 >                return(-1);             /* value-only return value */
735          }
736 <        if (cnt < hp->ns*hp->ns) {      /* incomplete sampling? */
737 <                copycolor(rcol, acol);
641 <                free(hp);
642 <                return(-1);             /* return value w/o Hessian */
643 <        }
644 <        cnt = ambssamp*wt + 0.5;        /* perform super-sampling? */
645 <        if (cnt > 0)
646 <                ambsupersamp(acol, hp, cnt);
647 <        copycolor(rcol, acol);          /* final indirect irradiance/PI */
648 <        if ((ra == NULL) & (pg == NULL) & (dg == NULL)) {
649 <                free(hp);
650 <                return(-1);             /* no radius or gradient calc. */
651 <        }
652 <        if ((d = bright(acol)) > FTINY) {       /* normalize Y values */
653 <                d = 0.99*(hp->ns*hp->ns)/d;
736 >        if ((d = scolor_mean(rcol)) > FTINY) {
737 >                d = 0.99*(hp->ns*hp->ns)/d;     /* normalize avg. values */
738                  K = 0.01;
739          } else {                        /* or fall back on geometric Hessian */
740                  K = 1.0;
741                  pg = NULL;
742                  dg = NULL;
743 +                crlp = NULL;
744          }
745 <        ap = hp->sa;                    /* relative Y channel from here on... */
745 >        ap = hp->sa;                    /* single channel from here on... */
746          for (i = hp->ns*hp->ns; i--; ap++)
747 <                colval(ap->v,CIEY) = bright(ap->v)*d + K;
747 >                ap->v[0] = scolor_mean(ap->v)*d + K;
748  
749          if (uv == NULL)                 /* make sure we have axis pointers */
750                  uv = my_uv;
# Line 683 | Line 768 | doambient(                             /* compute ambient component */
768                          if (ra[1] < minarad)
769                                  ra[1] = minarad;
770                  }
771 <                ra[0] *= d = 1.0/sqrt(sqrt(wt));
771 >                ra[0] *= d = 1.0/sqrt(fabs(wt));
772                  if ((ra[1] *= d) > 2.0*ra[0])
773                          ra[1] = 2.0*ra[0];
774                  if (ra[1] > maxarad) {
# Line 691 | Line 776 | doambient(                             /* compute ambient component */
776                          if (ra[0] > maxarad)
777                                  ra[0] = maxarad;
778                  }
779 +                                        /* flag encroached directions */
780 +                if (crlp != NULL)       /* XXX doesn't update with changes to ambacc */
781 +                        *crlp = ambcorral(hp, uv, ra[0]*ambacc, ra[1]*ambacc);
782                  if (pg != NULL) {       /* cap gradient if necessary */
783                          d = pg[0]*pg[0]*ra[0]*ra[0] + pg[1]*pg[1]*ra[1]*ra[1];
784                          if (d > 1.0) {
# Line 703 | Line 791 | doambient(                             /* compute ambient component */
791          free(hp);                       /* clean up and return */
792          return(1);
793   }
706 –
707 –
708 – #else /* ! NEWAMB */
709 –
710 –
711 – void
712 – inithemi(                       /* initialize sampling hemisphere */
713 –        AMBHEMI  *hp,
714 –        COLOR ac,
715 –        RAY  *r,
716 –        double  wt
717 – )
718 – {
719 –        double  d;
720 –        int  i;
721 –                                        /* set number of divisions */
722 –        if (ambacc <= FTINY &&
723 –                        wt > (d = 0.8*intens(ac)*r->rweight/(ambdiv*minweight)))
724 –                wt = d;                 /* avoid ray termination */
725 –        hp->nt = sqrt(ambdiv * wt / PI) + 0.5;
726 –        i = ambacc > FTINY ? 3 : 1;     /* minimum number of samples */
727 –        if (hp->nt < i)
728 –                hp->nt = i;
729 –        hp->np = PI * hp->nt + 0.5;
730 –                                        /* set number of super-samples */
731 –        hp->ns = ambssamp * wt + 0.5;
732 –                                        /* assign coefficient */
733 –        copycolor(hp->acoef, ac);
734 –        d = 1.0/(hp->nt*hp->np);
735 –        scalecolor(hp->acoef, d);
736 –                                        /* make axes */
737 –        VCOPY(hp->uz, r->ron);
738 –        hp->uy[0] = hp->uy[1] = hp->uy[2] = 0.0;
739 –        for (i = 0; i < 3; i++)
740 –                if (hp->uz[i] < 0.6 && hp->uz[i] > -0.6)
741 –                        break;
742 –        if (i >= 3)
743 –                error(CONSISTENCY, "bad ray direction in inithemi");
744 –        hp->uy[i] = 1.0;
745 –        fcross(hp->ux, hp->uy, hp->uz);
746 –        normalize(hp->ux);
747 –        fcross(hp->uy, hp->uz, hp->ux);
748 – }
749 –
750 –
751 – int
752 – divsample(                              /* sample a division */
753 –        AMBSAMP  *dp,
754 –        AMBHEMI  *h,
755 –        RAY  *r
756 – )
757 – {
758 –        RAY  ar;
759 –        int  hlist[3];
760 –        double  spt[2];
761 –        double  xd, yd, zd;
762 –        double  b2;
763 –        double  phi;
764 –        int  i;
765 –                                        /* ambient coefficient for weight */
766 –        if (ambacc > FTINY)
767 –                setcolor(ar.rcoef, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
768 –        else
769 –                copycolor(ar.rcoef, h->acoef);
770 –        if (rayorigin(&ar, AMBIENT, r, ar.rcoef) < 0)
771 –                return(-1);
772 –        if (ambacc > FTINY) {
773 –                multcolor(ar.rcoef, h->acoef);
774 –                scalecolor(ar.rcoef, 1./AVGREFL);
775 –        }
776 –        hlist[0] = r->rno;
777 –        hlist[1] = dp->t;
778 –        hlist[2] = dp->p;
779 –        multisamp(spt, 2, urand(ilhash(hlist,3)+dp->n));
780 –        zd = sqrt((dp->t + spt[0])/h->nt);
781 –        phi = 2.0*PI * (dp->p + spt[1])/h->np;
782 –        xd = tcos(phi) * zd;
783 –        yd = tsin(phi) * zd;
784 –        zd = sqrt(1.0 - zd*zd);
785 –        for (i = 0; i < 3; i++)
786 –                ar.rdir[i] =    xd*h->ux[i] +
787 –                                yd*h->uy[i] +
788 –                                zd*h->uz[i];
789 –        checknorm(ar.rdir);
790 –        dimlist[ndims++] = dp->t*h->np + dp->p + 90171;
791 –        rayvalue(&ar);
792 –        ndims--;
793 –        multcolor(ar.rcol, ar.rcoef);   /* apply coefficient */
794 –        addcolor(dp->v, ar.rcol);
795 –                                        /* use rt to improve gradient calc */
796 –        if (ar.rt > FTINY && ar.rt < FHUGE)
797 –                dp->r += 1.0/ar.rt;
798 –                                        /* (re)initialize error */
799 –        if (dp->n++) {
800 –                b2 = bright(dp->v)/dp->n - bright(ar.rcol);
801 –                b2 = b2*b2 + dp->k*((dp->n-1)*(dp->n-1));
802 –                dp->k = b2/(dp->n*dp->n);
803 –        } else
804 –                dp->k = 0.0;
805 –        return(0);
806 – }
807 –
808 –
809 – static int
810 – ambcmp(                                 /* decreasing order */
811 –        const void *p1,
812 –        const void *p2
813 – )
814 – {
815 –        const AMBSAMP   *d1 = (const AMBSAMP *)p1;
816 –        const AMBSAMP   *d2 = (const AMBSAMP *)p2;
817 –
818 –        if (d1->k < d2->k)
819 –                return(1);
820 –        if (d1->k > d2->k)
821 –                return(-1);
822 –        return(0);
823 – }
824 –
825 –
826 – static int
827 – ambnorm(                                /* standard order */
828 –        const void *p1,
829 –        const void *p2
830 – )
831 – {
832 –        const AMBSAMP   *d1 = (const AMBSAMP *)p1;
833 –        const AMBSAMP   *d2 = (const AMBSAMP *)p2;
834 –        int     c;
835 –
836 –        if ( (c = d1->t - d2->t) )
837 –                return(c);
838 –        return(d1->p - d2->p);
839 – }
840 –
841 –
842 – double
843 – doambient(                              /* compute ambient component */
844 –        COLOR  rcol,
845 –        RAY  *r,
846 –        double  wt,
847 –        FVECT  pg,
848 –        FVECT  dg
849 – )
850 – {
851 –        double  b, d=0;
852 –        AMBHEMI  hemi;
853 –        AMBSAMP  *div;
854 –        AMBSAMP  dnew;
855 –        double  acol[3];
856 –        AMBSAMP  *dp;
857 –        double  arad;
858 –        int  divcnt;
859 –        int  i, j;
860 –                                        /* initialize hemisphere */
861 –        inithemi(&hemi, rcol, r, wt);
862 –        divcnt = hemi.nt * hemi.np;
863 –                                        /* initialize */
864 –        if (pg != NULL)
865 –                pg[0] = pg[1] = pg[2] = 0.0;
866 –        if (dg != NULL)
867 –                dg[0] = dg[1] = dg[2] = 0.0;
868 –        setcolor(rcol, 0.0, 0.0, 0.0);
869 –        if (divcnt == 0)
870 –                return(0.0);
871 –                                        /* allocate super-samples */
872 –        if (hemi.ns > 0 || pg != NULL || dg != NULL) {
873 –                div = (AMBSAMP *)malloc(divcnt*sizeof(AMBSAMP));
874 –                if (div == NULL)
875 –                        error(SYSTEM, "out of memory in doambient");
876 –        } else
877 –                div = NULL;
878 –                                        /* sample the divisions */
879 –        arad = 0.0;
880 –        acol[0] = acol[1] = acol[2] = 0.0;
881 –        if ((dp = div) == NULL)
882 –                dp = &dnew;
883 –        divcnt = 0;
884 –        for (i = 0; i < hemi.nt; i++)
885 –                for (j = 0; j < hemi.np; j++) {
886 –                        dp->t = i; dp->p = j;
887 –                        setcolor(dp->v, 0.0, 0.0, 0.0);
888 –                        dp->r = 0.0;
889 –                        dp->n = 0;
890 –                        if (divsample(dp, &hemi, r) < 0) {
891 –                                if (div != NULL)
892 –                                        dp++;
893 –                                continue;
894 –                        }
895 –                        arad += dp->r;
896 –                        divcnt++;
897 –                        if (div != NULL)
898 –                                dp++;
899 –                        else
900 –                                addcolor(acol, dp->v);
901 –                }
902 –        if (!divcnt) {
903 –                if (div != NULL)
904 –                        free((void *)div);
905 –                return(0.0);            /* no samples taken */
906 –        }
907 –        if (divcnt < hemi.nt*hemi.np) {
908 –                pg = dg = NULL;         /* incomplete sampling */
909 –                hemi.ns = 0;
910 –        } else if (arad > FTINY && divcnt/arad < minarad) {
911 –                hemi.ns = 0;            /* close enough */
912 –        } else if (hemi.ns > 0) {       /* else perform super-sampling? */
913 –                comperrs(div, &hemi);                   /* compute errors */
914 –                qsort(div, divcnt, sizeof(AMBSAMP), ambcmp);    /* sort divs */
915 –                                                /* super-sample */
916 –                for (i = hemi.ns; i > 0; i--) {
917 –                        dnew = *div;
918 –                        if (divsample(&dnew, &hemi, r) < 0) {
919 –                                dp++;
920 –                                continue;
921 –                        }
922 –                        dp = div;               /* reinsert */
923 –                        j = divcnt < i ? divcnt : i;
924 –                        while (--j > 0 && dnew.k < dp[1].k) {
925 –                                *dp = *(dp+1);
926 –                                dp++;
927 –                        }
928 –                        *dp = dnew;
929 –                }
930 –                if (pg != NULL || dg != NULL)   /* restore order */
931 –                        qsort(div, divcnt, sizeof(AMBSAMP), ambnorm);
932 –        }
933 –                                        /* compute returned values */
934 –        if (div != NULL) {
935 –                arad = 0.0;             /* note: divcnt may be < nt*np */
936 –                for (i = hemi.nt*hemi.np, dp = div; i-- > 0; dp++) {
937 –                        arad += dp->r;
938 –                        if (dp->n > 1) {
939 –                                b = 1.0/dp->n;
940 –                                scalecolor(dp->v, b);
941 –                                dp->r *= b;
942 –                                dp->n = 1;
943 –                        }
944 –                        addcolor(acol, dp->v);
945 –                }
946 –                b = bright(acol);
947 –                if (b > FTINY) {
948 –                        b = 1.0/b;      /* compute & normalize gradient(s) */
949 –                        if (pg != NULL) {
950 –                                posgradient(pg, div, &hemi);
951 –                                for (i = 0; i < 3; i++)
952 –                                        pg[i] *= b;
953 –                        }
954 –                        if (dg != NULL) {
955 –                                dirgradient(dg, div, &hemi);
956 –                                for (i = 0; i < 3; i++)
957 –                                        dg[i] *= b;
958 –                        }
959 –                }
960 –                free((void *)div);
961 –        }
962 –        copycolor(rcol, acol);
963 –        if (arad <= FTINY)
964 –                arad = maxarad;
965 –        else
966 –                arad = (divcnt+hemi.ns)/arad;
967 –        if (pg != NULL) {               /* reduce radius if gradient large */
968 –                d = DOT(pg,pg);
969 –                if (d*arad*arad > 1.0)
970 –                        arad = 1.0/sqrt(d);
971 –        }
972 –        if (arad < minarad) {
973 –                arad = minarad;
974 –                if (pg != NULL && d*arad*arad > 1.0) {  /* cap gradient */
975 –                        d = 1.0/arad/sqrt(d);
976 –                        for (i = 0; i < 3; i++)
977 –                                pg[i] *= d;
978 –                }
979 –        }
980 –        if ((arad /= sqrt(wt)) > maxarad)
981 –                arad = maxarad;
982 –        return(arad);
983 – }
984 –
985 –
986 – void
987 – comperrs(                       /* compute initial error estimates */
988 –        AMBSAMP  *da,   /* assumes standard ordering */
989 –        AMBHEMI  *hp
990 – )
991 – {
992 –        double  b, b2;
993 –        int  i, j;
994 –        AMBSAMP  *dp;
995 –                                /* sum differences from neighbors */
996 –        dp = da;
997 –        for (i = 0; i < hp->nt; i++)
998 –                for (j = 0; j < hp->np; j++) {
999 – #ifdef  DEBUG
1000 –                        if (dp->t != i || dp->p != j)
1001 –                                error(CONSISTENCY,
1002 –                                        "division order in comperrs");
1003 – #endif
1004 –                        b = bright(dp[0].v);
1005 –                        if (i > 0) {            /* from above */
1006 –                                b2 = bright(dp[-hp->np].v) - b;
1007 –                                b2 *= b2 * 0.25;
1008 –                                dp[0].k += b2;
1009 –                                dp[-hp->np].k += b2;
1010 –                        }
1011 –                        if (j > 0) {            /* from behind */
1012 –                                b2 = bright(dp[-1].v) - b;
1013 –                                b2 *= b2 * 0.25;
1014 –                                dp[0].k += b2;
1015 –                                dp[-1].k += b2;
1016 –                        } else {                /* around */
1017 –                                b2 = bright(dp[hp->np-1].v) - b;
1018 –                                b2 *= b2 * 0.25;
1019 –                                dp[0].k += b2;
1020 –                                dp[hp->np-1].k += b2;
1021 –                        }
1022 –                        dp++;
1023 –                }
1024 –                                /* divide by number of neighbors */
1025 –        dp = da;
1026 –        for (j = 0; j < hp->np; j++)            /* top row */
1027 –                (dp++)->k *= 1.0/3.0;
1028 –        if (hp->nt < 2)
1029 –                return;
1030 –        for (i = 1; i < hp->nt-1; i++)          /* central region */
1031 –                for (j = 0; j < hp->np; j++)
1032 –                        (dp++)->k *= 0.25;
1033 –        for (j = 0; j < hp->np; j++)            /* bottom row */
1034 –                (dp++)->k *= 1.0/3.0;
1035 – }
1036 –
1037 –
1038 – void
1039 – posgradient(                                    /* compute position gradient */
1040 –        FVECT  gv,
1041 –        AMBSAMP  *da,                   /* assumes standard ordering */
1042 –        AMBHEMI  *hp
1043 – )
1044 – {
1045 –        int  i, j;
1046 –        double  nextsine, lastsine, b, d;
1047 –        double  mag0, mag1;
1048 –        double  phi, cosp, sinp, xd, yd;
1049 –        AMBSAMP  *dp;
1050 –
1051 –        xd = yd = 0.0;
1052 –        for (j = 0; j < hp->np; j++) {
1053 –                dp = da + j;
1054 –                mag0 = mag1 = 0.0;
1055 –                lastsine = 0.0;
1056 –                for (i = 0; i < hp->nt; i++) {
1057 – #ifdef  DEBUG
1058 –                        if (dp->t != i || dp->p != j)
1059 –                                error(CONSISTENCY,
1060 –                                        "division order in posgradient");
1061 – #endif
1062 –                        b = bright(dp->v);
1063 –                        if (i > 0) {
1064 –                                d = dp[-hp->np].r;
1065 –                                if (dp[0].r > d) d = dp[0].r;
1066 –                                                        /* sin(t)*cos(t)^2 */
1067 –                                d *= lastsine * (1.0 - (double)i/hp->nt);
1068 –                                mag0 += d*(b - bright(dp[-hp->np].v));
1069 –                        }
1070 –                        nextsine = sqrt((double)(i+1)/hp->nt);
1071 –                        if (j > 0) {
1072 –                                d = dp[-1].r;
1073 –                                if (dp[0].r > d) d = dp[0].r;
1074 –                                mag1 += d * (nextsine - lastsine) *
1075 –                                                (b - bright(dp[-1].v));
1076 –                        } else {
1077 –                                d = dp[hp->np-1].r;
1078 –                                if (dp[0].r > d) d = dp[0].r;
1079 –                                mag1 += d * (nextsine - lastsine) *
1080 –                                                (b - bright(dp[hp->np-1].v));
1081 –                        }
1082 –                        dp += hp->np;
1083 –                        lastsine = nextsine;
1084 –                }
1085 –                mag0 *= 2.0*PI / hp->np;
1086 –                phi = 2.0*PI * (double)j/hp->np;
1087 –                cosp = tcos(phi); sinp = tsin(phi);
1088 –                xd += mag0*cosp - mag1*sinp;
1089 –                yd += mag0*sinp + mag1*cosp;
1090 –        }
1091 –        for (i = 0; i < 3; i++)
1092 –                gv[i] = (xd*hp->ux[i] + yd*hp->uy[i])*(hp->nt*hp->np)/PI;
1093 – }
1094 –
1095 –
1096 – void
1097 – dirgradient(                                    /* compute direction gradient */
1098 –        FVECT  gv,
1099 –        AMBSAMP  *da,                   /* assumes standard ordering */
1100 –        AMBHEMI  *hp
1101 – )
1102 – {
1103 –        int  i, j;
1104 –        double  mag;
1105 –        double  phi, xd, yd;
1106 –        AMBSAMP  *dp;
1107 –
1108 –        xd = yd = 0.0;
1109 –        for (j = 0; j < hp->np; j++) {
1110 –                dp = da + j;
1111 –                mag = 0.0;
1112 –                for (i = 0; i < hp->nt; i++) {
1113 – #ifdef  DEBUG
1114 –                        if (dp->t != i || dp->p != j)
1115 –                                error(CONSISTENCY,
1116 –                                        "division order in dirgradient");
1117 – #endif
1118 –                                                        /* tan(t) */
1119 –                        mag += bright(dp->v)/sqrt(hp->nt/(i+.5) - 1.0);
1120 –                        dp += hp->np;
1121 –                }
1122 –                phi = 2.0*PI * (j+.5)/hp->np + PI/2.0;
1123 –                xd += mag * tcos(phi);
1124 –                yd += mag * tsin(phi);
1125 –        }
1126 –        for (i = 0; i < 3; i++)
1127 –                gv[i] = xd*hp->ux[i] + yd*hp->uy[i];
1128 – }
1129 –
1130 – #endif  /* ! NEWAMB */

Diff Legend

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