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 2.60 by greg, Sat May 17 00:49:17 2014 UTC vs.
Revision 2.73 by greg, Fri Oct 14 00:54:21 2016 UTC

# Line 21 | 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  
# Line 33 | Line 33 | typedef struct {
33  
34   typedef struct {
35          RAY     *rp;            /* originating ray sample */
36        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 +        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  
# Line 48 | Line 50 | typedef struct {
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 */
80 <        hp->uy[0] = 0.5 - frandom();
81 <        hp->uy[1] = 0.5 - frandom();
82 <        hp->uy[2] = 0.5 - frandom();
83 <        for (i = 3; i--; )
84 <                if ((-0.6 < r->ron[i]) & (r->ron[i] < 0.6))
85 <                        break;
86 <        if (i < 0)
87 <                error(CONSISTENCY, "bad ray direction in inithemi");
88 <        hp->uy[i] = 1.0;
89 <        VCROSS(hp->ux, hp->uy, r->ron);
90 <        normalize(hp->ux);
91 <        VCROSS(hp->uy, r->ron, hp->ux);
92 <                                        /* we're ready to sample */
93 <        return(hp);
61 >        const double    cos_thresh = 0.9999995; /* about 3.44 arcminutes */
62 >        int             ii, jj;
63 >
64 >        for (ii = i-1; ii <= i+1; ii++) {
65 >                if (ii < 0) continue;
66 >                if (ii >= hp->ns) break;
67 >                for (jj = j-1; jj <= j+1; jj++) {
68 >                        AMBSAMP *ap;
69 >                        FVECT   avec;
70 >                        double  dprod;
71 >                        if (jj < 0) continue;
72 >                        if (jj >= hp->ns) break;
73 >                        if ((ii==i) & (jj==j)) continue;
74 >                        ap = &ambsam(hp,ii,jj);
75 >                        if (ap->d <= .5/FHUGE) continue;
76 >                        VSUB(avec, ap->p, hp->rp->rop);
77 >                        dprod = DOT(avec, dv);
78 >                        if (dprod >= cos_thresh*VLEN(avec))
79 >                                return(1);      /* collision */
80 >                }
81 >        }
82 >        return(0);
83   }
84  
85  
97 /* Sample ambient division and apply weighting coefficient */
86   static int
87 < getambsamp(RAY *arp, AMBHEMI *hp, int i, int j, int n)
87 > ambsample(                              /* initial ambient division sample */
88 >        AMBHEMI *hp,
89 >        int     i,
90 >        int     j,
91 >        int     n
92 > )
93   {
94 +        AMBSAMP *ap = &ambsam(hp,i,j);
95 +        RAY     ar;
96          int     hlist[3], ii;
97          double  spt[2], zd;
98 +                                        /* generate hemispherical sample */
99                                          /* ambient coefficient for weight */
100          if (ambacc > FTINY)
101 <                setcolor(arp->rcoef, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
101 >                setcolor(ar.rcoef, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
102          else
103 <                copycolor(arp->rcoef, hp->acoef);
104 <        if (rayorigin(arp, AMBIENT, hp->rp, arp->rcoef) < 0)
103 >                copycolor(ar.rcoef, hp->acoef);
104 >        if (rayorigin(&ar, AMBIENT, hp->rp, ar.rcoef) < 0)
105                  return(0);
106          if (ambacc > FTINY) {
107 <                multcolor(arp->rcoef, hp->acoef);
108 <                scalecolor(arp->rcoef, 1./AVGREFL);
107 >                multcolor(ar.rcoef, hp->acoef);
108 >                scalecolor(ar.rcoef, 1./AVGREFL);
109          }
110          hlist[0] = hp->rp->rno;
111          hlist[1] = j;
112          hlist[2] = i;
113          multisamp(spt, 2, urand(ilhash(hlist,3)+n));
114 <        if (!n) {                       /* avoid border samples for n==0 */
119 <                if ((spt[0] < 0.1) | (spt[0] >= 0.9))
120 <                        spt[0] = 0.1 + 0.8*frandom();
121 <                if ((spt[1] < 0.1) | (spt[1] >= 0.9))
122 <                        spt[1] = 0.1 + 0.8*frandom();
123 <        }
114 > resample:
115          SDsquare2disk(spt, (j+spt[1])/hp->ns, (i+spt[0])/hp->ns);
116          zd = sqrt(1. - spt[0]*spt[0] - spt[1]*spt[1]);
117          for (ii = 3; ii--; )
118 <                arp->rdir[ii] = spt[0]*hp->ux[ii] +
118 >                ar.rdir[ii] =   spt[0]*hp->ux[ii] +
119                                  spt[1]*hp->uy[ii] +
120                                  zd*hp->rp->ron[ii];
121 <        checknorm(arp->rdir);
121 >        checknorm(ar.rdir);
122 >                                        /* avoid coincident samples */
123 >        if (!n && ambcollision(hp, i, j, ar.rdir)) {
124 >                spt[0] = frandom(); spt[1] = frandom();
125 >                goto resample;
126 >        }
127          dimlist[ndims++] = AI(hp,i,j) + 90171;
128 <        rayvalue(arp);                  /* evaluate ray */
129 <        ndims--;                        /* apply coefficient */
130 <        multcolor(arp->rcol, arp->rcoef);
128 >        rayvalue(&ar);                  /* evaluate ray */
129 >        ndims--;
130 >        if (ar.rt <= FTINY)
131 >                return(0);              /* should never happen */
132 >        multcolor(ar.rcol, ar.rcoef);   /* apply coefficient */
133 >        if (ar.rt*ap->d < 1.0)          /* new/closer distance? */
134 >                ap->d = 1.0/ar.rt;
135 >        if (!n) {                       /* record first vertex & value */
136 >                if (ar.rt > 10.0*thescene.cusize)
137 >                        ar.rt = 10.0*thescene.cusize;
138 >                VSUM(ap->p, ar.rorg, ar.rdir, ar.rt);
139 >                copycolor(ap->v, ar.rcol);
140 >        } else {                        /* else update recorded value */
141 >                hp->acol[RED] -= colval(ap->v,RED);
142 >                hp->acol[GRN] -= colval(ap->v,GRN);
143 >                hp->acol[BLU] -= colval(ap->v,BLU);
144 >                zd = 1.0/(double)(n+1);
145 >                scalecolor(ar.rcol, zd);
146 >                zd *= (double)n;
147 >                scalecolor(ap->v, zd);
148 >                addcolor(ap->v, ar.rcol);
149 >        }
150 >        addcolor(hp->acol, ap->v);      /* add to our sum */
151          return(1);
152   }
153  
154  
139 static AMBSAMP *
140 ambsample(                              /* initial ambient division sample */
141        AMBHEMI *hp,
142        int     i,
143        int     j
144 )
145 {
146        AMBSAMP *ap = &ambsam(hp,i,j);
147        RAY     ar;
148                                        /* generate hemispherical sample */
149        if (!getambsamp(&ar, hp, i, j, 0) || ar.rt <= FTINY) {
150                memset(ap, 0, sizeof(AMBSAMP));
151                return(NULL);
152        }
153        ap->d = 1.0/ar.rt;              /* limit vertex distance */
154        if (ar.rt > 10.0*thescene.cusize)
155                ar.rt = 10.0*thescene.cusize;
156        VSUM(ap->p, ar.rorg, ar.rdir, ar.rt);
157        copycolor(ap->v, ar.rcol);
158        return(ap);
159 }
160
161
155   /* Estimate errors based on ambient division differences */
156   static float *
157   getambdiffs(AMBHEMI *hp)
# Line 213 | Line 206 | getambdiffs(AMBHEMI *hp)
206  
207   /* Perform super-sampling on hemisphere (introduces bias) */
208   static void
209 < ambsupersamp(double acol[3], AMBHEMI *hp, int cnt)
209 > ambsupersamp(AMBHEMI *hp, int cnt)
210   {
211          float   *earr = getambdiffs(hp);
212          double  e2rem = 0;
213          AMBSAMP *ap;
221        RAY     ar;
222        double  asum[3];
214          float   *ep;
215          int     i, j, n, nss;
216  
# Line 234 | Line 225 | ambsupersamp(double acol[3], AMBHEMI *hp, int cnt)
225                  if (e2rem <= FTINY)
226                          goto done;      /* nothing left to do */
227                  nss = *ep/e2rem*cnt + frandom();
228 <                asum[0] = asum[1] = asum[2] = 0.0;
229 <                for (n = 1; n <= nss; n++) {
230 <                        if (!getambsamp(&ar, hp, i, j, n)) {
240 <                                nss = n-1;
241 <                                break;
242 <                        }
243 <                        addcolor(asum, ar.rcol);
244 <                }
245 <                if (nss) {              /* update returned ambient value */
246 <                        const double    ssf = 1./(nss + 1.);
247 <                        for (n = 3; n--; )
248 <                                acol[n] += ssf*asum[n] +
249 <                                                (ssf - 1.)*colval(ap->v,n);
250 <                }
251 <                e2rem -= *ep++;         /* update remainders */
252 <                cnt -= nss;
228 >                for (n = 1; n <= nss && ambsample(hp,i,j,n); n++)
229 >                        --cnt;
230 >                e2rem -= *ep++;         /* update remainder */
231          }
232   done:
233          free(earr);
234   }
235  
236  
237 + static AMBHEMI *
238 + samp_hemi(                              /* sample indirect hemisphere */
239 +        COLOR   rcol,
240 +        RAY     *r,
241 +        double  wt
242 + )
243 + {
244 +        AMBHEMI *hp;
245 +        double  d;
246 +        int     n, i, j;
247 +                                        /* set number of divisions */
248 +        if (ambacc <= FTINY &&
249 +                        wt > (d = 0.8*intens(rcol)*r->rweight/(ambdiv*minweight)))
250 +                wt = d;                 /* avoid ray termination */
251 +        n = sqrt(ambdiv * wt) + 0.5;
252 +        i = 1 + 5*(ambacc > FTINY);     /* minimum number of samples */
253 +        if (n < i)
254 +                n = i;
255 +                                        /* allocate sampling array */
256 +        hp = (AMBHEMI *)malloc(sizeof(AMBHEMI) + sizeof(AMBSAMP)*(n*n - 1));
257 +        if (hp == NULL)
258 +                error(SYSTEM, "out of memory in samp_hemi");
259 +        hp->rp = r;
260 +        hp->ns = n;
261 +        hp->acol[RED] = hp->acol[GRN] = hp->acol[BLU] = 0.0;
262 +        memset(hp->sa, 0, sizeof(AMBSAMP)*n*n);
263 +        hp->sampOK = 0;
264 +                                        /* assign coefficient */
265 +        copycolor(hp->acoef, rcol);
266 +        d = 1.0/(n*n);
267 +        scalecolor(hp->acoef, d);
268 +                                        /* make tangent plane axes */
269 +        if (!getperpendicular(hp->ux, r->ron, 1))
270 +                error(CONSISTENCY, "bad ray direction in samp_hemi");
271 +        VCROSS(hp->uy, r->ron, hp->ux);
272 +                                        /* sample divisions */
273 +        for (i = hp->ns; i--; )
274 +            for (j = hp->ns; j--; )
275 +                hp->sampOK += ambsample(hp, i, j, 0);
276 +        copycolor(rcol, hp->acol);
277 +        if (!hp->sampOK) {              /* utter failure? */
278 +                free(hp);
279 +                return(NULL);
280 +        }
281 +        if (hp->sampOK < hp->ns*hp->ns) {
282 +                hp->sampOK *= -1;       /* soft failure */
283 +                return(hp);
284 +        }
285 +        n = ambssamp*wt + 0.5;
286 +        if (n > 8) {                    /* perform super-sampling? */
287 +                ambsupersamp(hp, n);
288 +                copycolor(rcol, hp->acol);
289 +        }
290 +        return(hp);                     /* all is well */
291 + }
292 +
293 +
294   /* Return brightness of farthest ambient sample */
295   static double
296   back_ambval(AMBHEMI *hp, const int n1, const int n2, const int n3)
# Line 596 | Line 631 | static uint32
631   ambcorral(AMBHEMI *hp, FVECT uv[2], const double r0, const double r1)
632   {
633          const double    max_d = 1.0/(minarad*ambacc + 0.001);
634 <        const double    ang_res = 0.5*PI/(hp->ns-1);
635 <        const double    ang_step = ang_res/((int)(16/PI*ang_res) + (1+FTINY));
634 >        const double    ang_res = 0.5*PI/hp->ns;
635 >        const double    ang_step = ang_res/((int)(16/PI*ang_res) + 1.01);
636          double          avg_d = 0;
637          uint32          flgs = 0;
638          FVECT           vec;
# Line 605 | Line 640 | ambcorral(AMBHEMI *hp, FVECT uv[2], const double r0, c
640          double          ang, a1;
641          int             i, j;
642                                          /* don't bother for a few samples */
643 <        if (hp->ns < 12)
643 >        if (hp->ns < 8)
644                  return(0);
645                                          /* check distances overhead */
646          for (i = hp->ns*3/4; i-- > hp->ns>>2; )
# Line 623 | Line 658 | ambcorral(AMBHEMI *hp, FVECT uv[2], const double r0, c
658                  if ((ap->d <= FTINY) | (ap->d >= max_d))
659                          continue;       /* too far or too near */
660                  VSUB(vec, ap->p, hp->rp->rop);
661 <                u = DOT(vec, uv[0]) * ap->d;
662 <                v = DOT(vec, uv[1]) * ap->d;
663 <                if ((r0*r0*u*u + r1*r1*v*v) * ap->d*ap->d <= 1.0)
661 >                u = DOT(vec, uv[0]);
662 >                v = DOT(vec, uv[1]);
663 >                if ((r0*r0*u*u + r1*r1*v*v) * ap->d*ap->d <= u*u + v*v)
664                          continue;       /* occluder outside ellipse */
665                  ang = atan2a(v, u);     /* else set direction flags */
666 <                for (a1 = ang-.5*ang_res; a1 <= ang+.5*ang_res; a1 += ang_step)
666 >                for (a1 = ang-ang_res; a1 <= ang+ang_res; a1 += ang_step)
667                          flgs |= 1L<<(int)(16/PI*(a1 + 2.*PI*(a1 < 0)));
668              }
669                                          /* add low-angle incident (< 20deg) */
# Line 661 | Line 696 | doambient(                             /* compute ambient component */
696          uint32  *crlp                   /* returned (optional) */
697   )
698   {
699 <        AMBHEMI *hp = inithemi(rcol, r, wt);
665 <        int     cnt;
699 >        AMBHEMI *hp = samp_hemi(rcol, r, wt);
700          FVECT   my_uv[2];
701 <        double  d, K, acol[3];
701 >        double  d, K;
702          AMBSAMP *ap;
703 <        int     i, j;
704 <                                        /* check/initialize */
671 <        if (hp == NULL)
672 <                return(0);
703 >        int     i;
704 >                                        /* clear return values */
705          if (uv != NULL)
706                  memset(uv, 0, sizeof(FVECT)*2);
707          if (ra != NULL)
# Line 680 | Line 712 | doambient(                             /* compute ambient component */
712                  dg[0] = dg[1] = 0.0;
713          if (crlp != NULL)
714                  *crlp = 0;
715 <                                        /* sample the hemisphere */
716 <        acol[0] = acol[1] = acol[2] = 0.0;
717 <        cnt = 0;
718 <        for (i = hp->ns; i--; )
719 <                for (j = hp->ns; j--; )
720 <                        if ((ap = ambsample(hp, i, j)) != NULL) {
721 <                                addcolor(acol, ap->v);
690 <                                ++cnt;
691 <                        }
692 <        if ((hp->ns < 4) | (cnt < hp->ns*hp->ns)) {
693 <                free(hp);               /* inadequate sampling */
694 <                copycolor(rcol, acol);
695 <                return(-cnt);           /* value-only result */
715 >        if (hp == NULL)                 /* sampling falure? */
716 >                return(0);
717 >
718 >        if ((ra == NULL) & (pg == NULL) & (dg == NULL) ||
719 >                        (hp->sampOK < 0) | (hp->ns < 6)) {
720 >                free(hp);               /* Hessian not requested/possible */
721 >                return(-1);             /* value-only return value */
722          }
723 <        cnt = ambssamp*wt + 0.5;        /* perform super-sampling? */
698 <        if (cnt > 8)
699 <                ambsupersamp(acol, hp, cnt);
700 <        copycolor(rcol, acol);          /* final indirect irradiance/PI */
701 <        if ((ra == NULL) & (pg == NULL) & (dg == NULL)) {
702 <                free(hp);
703 <                return(-1);             /* no Hessian or gradients requested */
704 <        }
705 <        if ((d = bright(acol)) > FTINY) {       /* normalize Y values */
723 >        if ((d = bright(rcol)) > FTINY) {       /* normalize Y values */
724                  d = 0.99*(hp->ns*hp->ns)/d;
725                  K = 0.01;
726          } else {                        /* or fall back on geometric Hessian */
# Line 746 | Line 764 | doambient(                             /* compute ambient component */
764                                  ra[0] = maxarad;
765                  }
766                                          /* flag encroached directions */
767 <                if ((wt >= 0.89*AVGREFL) & (crlp != NULL))
767 >                if (crlp != NULL)
768                          *crlp = ambcorral(hp, uv, ra[0]*ambacc, ra[1]*ambacc);
769                  if (pg != NULL) {       /* cap gradient if necessary */
770                          d = pg[0]*pg[0]*ra[0]*ra[0] + pg[1]*pg[1]*ra[1]*ra[1];

Diff Legend

Removed lines
+ Added lines
< Changed lines
> Changed lines