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 2.63 by greg, Thu Jun 19 16:26:55 2014 UTC vs.
Revision 2.95 by greg, Fri Apr 19 01:52:50 2024 UTC

# Line 21 | Line 21 | static const char      RCSid[] = "$Id$";
21   #include  "ambient.h"
22   #include  "random.h"
23  
24 < #ifndef OLDAMB
24 > #ifndef MINADIV
25 > #define MINADIV         7       /* minimum # divisions in each dimension */
26 > #endif
27  
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 (1/rt) */
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 */
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 */
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 */
# Line 51 | Line 53 | typedef struct {
53  
54  
55   static int
56 + ambcollision(                           /* proposed direciton collides? */
57 +        AMBHEMI *hp,
58 +        int     i,
59 +        int     j,
60 +        FVECT   dv
61 + )
62 + {
63 +        double  cos_thresh;
64 +        int     ii, jj;
65 +                                        /* min. spacing = 1/4th division */
66 +        cos_thresh = (PI/4.)/(double)hp->ns;
67 +        cos_thresh = 1. - .5*cos_thresh*cos_thresh;
68 +                                        /* check existing neighbors */
69 +        for (ii = i-1; ii <= i+1; ii++) {
70 +                if (ii < 0) continue;
71 +                if (ii >= hp->ns) break;
72 +                for (jj = j-1; jj <= j+1; jj++) {
73 +                        AMBSAMP *ap;
74 +                        FVECT   avec;
75 +                        double  dprod;
76 +                        if (jj < 0) continue;
77 +                        if (jj >= hp->ns) break;
78 +                        if ((ii==i) & (jj==j)) continue;
79 +                        ap = &ambsam(hp,ii,jj);
80 +                        if (ap->d <= .5/FHUGE)
81 +                                continue;       /* no one home */
82 +                        VSUB(avec, ap->p, hp->rp->rop);
83 +                        dprod = DOT(avec, dv);
84 +                        if (dprod >= cos_thresh*VLEN(avec))
85 +                                return(1);      /* collision */
86 +                }
87 +        }
88 +        return(0);                      /* nothing to worry about */
89 + }
90 +
91 +
92 + static int
93   ambsample(                              /* initial ambient division sample */
94          AMBHEMI *hp,
95          int     i,
# Line 61 | Line 100 | ambsample(                             /* initial ambient division sample */
100          AMBSAMP *ap = &ambsam(hp,i,j);
101          RAY     ar;
102          int     hlist[3], ii;
103 <        double  spt[2], zd;
103 >        double  ss[2];
104 >        RREAL   spt[2];
105 >        double  zd;
106                                          /* generate hemispherical sample */
107                                          /* ambient coefficient for weight */
108          if (ambacc > FTINY)
109 <                setcolor(ar.rcoef, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
109 >                setscolor(ar.rcoef, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
110          else
111 <                copycolor(ar.rcoef, hp->acoef);
112 <        if (rayorigin(&ar, AMBIENT, hp->rp, ar.rcoef) < 0)
111 >                copyscolor(ar.rcoef, hp->acoef);
112 >        if (rayorigin(&ar, hp->atyp, hp->rp, ar.rcoef) < 0)
113                  return(0);
114          if (ambacc > FTINY) {
115 <                multcolor(ar.rcoef, hp->acoef);
116 <                scalecolor(ar.rcoef, 1./AVGREFL);
115 >                smultscolor(ar.rcoef, hp->acoef);
116 >                scalescolor(ar.rcoef, 1./AVGREFL);
117          }
118          hlist[0] = hp->rp->rno;
119 <        hlist[1] = j;
120 <        hlist[2] = i;
121 <        multisamp(spt, 2, urand(ilhash(hlist,3)+n));
122 <        if (!n) {                       /* avoid border samples for n==0 */
123 <                if ((spt[0] < 0.1) | (spt[0] >= 0.9))
83 <                        spt[0] = 0.1 + 0.8*frandom();
84 <                if ((spt[1] < 0.1) | (spt[1] >= 0.9))
85 <                        spt[1] = 0.1 + 0.8*frandom();
86 <        }
87 <        SDsquare2disk(spt, (j+spt[1])/hp->ns, (i+spt[0])/hp->ns);
119 >        hlist[1] = AI(hp,i,j);
120 >        hlist[2] = samplendx;
121 >        multisamp(ss, 2, urand(ilhash(hlist,3)+n));
122 > resample:
123 >        square2disk(spt, (j+ss[1])/hp->ns, (i+ss[0])/hp->ns);
124          zd = sqrt(1. - spt[0]*spt[0] - spt[1]*spt[1]);
125          for (ii = 3; ii--; )
126                  ar.rdir[ii] =   spt[0]*hp->ux[ii] +
127                                  spt[1]*hp->uy[ii] +
128 <                                zd*hp->rp->ron[ii];
128 >                                zd*hp->onrm[ii];
129          checknorm(ar.rdir);
130 +                                        /* avoid coincident samples */
131 +        if (!n && hp->ns >= 4 && ambcollision(hp, i, j, ar.rdir)) {
132 +                ss[0] = frandom(); ss[1] = frandom();
133 +                goto resample;          /* reject this sample */
134 +        }
135          dimlist[ndims++] = AI(hp,i,j) + 90171;
136          rayvalue(&ar);                  /* evaluate ray */
137          ndims--;
138 <        if (ar.rt <= FTINY)
138 >        zd = raydistance(&ar);
139 >        if (zd <= FTINY)
140                  return(0);              /* should never happen */
141 <        multcolor(ar.rcol, ar.rcoef);   /* apply coefficient */
142 <        if (ar.rt*ap->d < 1.0)          /* new/closer distance? */
143 <                ap->d = 1.0/ar.rt;
141 >        smultscolor(ar.rcol, ar.rcoef); /* apply coefficient */
142 >        if (zd*ap->d < 1.0)             /* new/closer distance? */
143 >                ap->d = 1.0/zd;
144          if (!n) {                       /* record first vertex & value */
145 <                if (ar.rt > 10.0*thescene.cusize)
146 <                        ar.rt = 10.0*thescene.cusize;
147 <                VSUM(ap->p, ar.rorg, ar.rdir, ar.rt);
148 <                copycolor(ap->v, ar.rcol);
145 >                if (zd > 10.0*thescene.cusize + 1000.)
146 >                        zd = 10.0*thescene.cusize + 1000.;
147 >                VSUM(ap->p, ar.rorg, ar.rdir, zd);
148 >                copyscolor(ap->v, ar.rcol);
149          } else {                        /* else update recorded value */
150 <                hp->acol[RED] -= colval(ap->v,RED);
109 <                hp->acol[GRN] -= colval(ap->v,GRN);
110 <                hp->acol[BLU] -= colval(ap->v,BLU);
150 >                sopscolor(hp->acol, -=, ap->v);
151                  zd = 1.0/(double)(n+1);
152 <                scalecolor(ar.rcol, zd);
152 >                scalescolor(ar.rcol, zd);
153                  zd *= (double)n;
154 <                scalecolor(ap->v, zd);
155 <                addcolor(ap->v, ar.rcol);
154 >                scalescolor(ap->v, zd);
155 >                saddscolor(ap->v, ar.rcol);
156          }
157 <        addcolor(hp->acol, ap->v);      /* add to our sum */
157 >        saddscolor(hp->acol, ap->v);    /* add to our sum */
158          return(1);
159   }
160  
161  
162 < /* Estimate errors based on ambient division differences */
162 > /* Estimate variance based on ambient division differences */
163   static float *
164   getambdiffs(AMBHEMI *hp)
165   {
166 <        float   *earr = (float *)calloc(hp->ns*hp->ns, sizeof(float));
166 >        const double    normf = 1./(pbright(hp->acoef) + FTINY);
167 >        float   *earr = (float *)calloc(2*hp->ns*hp->ns, sizeof(float));
168          float   *ep;
169          AMBSAMP *ap;
170 <        double  b, d2;
170 >        double  b, b1, d2;
171          int     i, j;
172  
173          if (earr == NULL)               /* out of memory? */
174                  return(NULL);
175 <                                        /* compute squared neighbor diffs */
176 <        for (ap = hp->sa, ep = earr, i = 0; i < hp->ns; i++)
175 >                                        /* sum squared neighbor diffs */
176 >        ap = hp->sa;
177 >        ep = earr + hp->ns*hp->ns;      /* original estimates to scratch */
178 >        for (i = 0; i < hp->ns; i++)
179              for (j = 0; j < hp->ns; j++, ap++, ep++) {
180 <                b = bright(ap[0].v);
180 >                b = pbright(ap[0].v);
181                  if (i) {                /* from above */
182 <                        d2 = b - bright(ap[-hp->ns].v);
183 <                        d2 *= d2;
182 >                        b1 = pbright(ap[-hp->ns].v);
183 >                        d2 = b - b1;
184 >                        d2 *= d2*normf/(b + b1 + FTINY);
185                          ep[0] += d2;
186                          ep[-hp->ns] += d2;
187                  }
188                  if (!j) continue;
189                                          /* from behind */
190 <                d2 = b - bright(ap[-1].v);
191 <                d2 *= d2;
190 >                b1 = pbright(ap[-1].v);
191 >                d2 = b - b1;
192 >                d2 *= d2*normf/(b + b1 + FTINY);
193                  ep[0] += d2;
194                  ep[-1] += d2;
195                  if (!i) continue;
196                                          /* diagonal */
197 <                d2 = b - bright(ap[-hp->ns-1].v);
198 <                d2 *= d2;
197 >                b1 = pbright(ap[-hp->ns-1].v);
198 >                d2 = b - b1;
199 >                d2 *= d2*normf/(b + b1 + FTINY);
200                  ep[0] += d2;
201                  ep[-hp->ns-1] += d2;
202              }
203                                          /* correct for number of neighbors */
204 <        earr[0] *= 8./3.;
205 <        earr[hp->ns-1] *= 8./3.;
206 <        earr[(hp->ns-1)*hp->ns] *= 8./3.;
207 <        earr[(hp->ns-1)*hp->ns + hp->ns-1] *= 8./3.;
204 >        ep = earr + hp->ns*hp->ns;
205 >        ep[0] *= 6./3.;
206 >        ep[hp->ns-1] *= 6./3.;
207 >        ep[(hp->ns-1)*hp->ns] *= 6./3.;
208 >        ep[(hp->ns-1)*hp->ns + hp->ns-1] *= 6./3.;
209          for (i = 1; i < hp->ns-1; i++) {
210 <                earr[i*hp->ns] *= 8./5.;
211 <                earr[i*hp->ns + hp->ns-1] *= 8./5.;
210 >                ep[i*hp->ns] *= 6./5.;
211 >                ep[i*hp->ns + hp->ns-1] *= 6./5.;
212          }
213          for (j = 1; j < hp->ns-1; j++) {
214 <                earr[j] *= 8./5.;
215 <                earr[(hp->ns-1)*hp->ns + j] *= 8./5.;
214 >                ep[j] *= 6./5.;
215 >                ep[(hp->ns-1)*hp->ns + j] *= 6./5.;
216          }
217 +                                        /* blur final map to reduce bias */
218 +        for (i = 0; i < hp->ns-1; i++) {
219 +            float  *ep2;
220 +            ep = earr + i*hp->ns;
221 +            ep2 = ep + hp->ns*hp->ns;
222 +            for (j = 0; j < hp->ns-1; j++, ep++, ep2++) {
223 +                ep[0] += .5*ep2[0] + .125*(ep2[1] + ep2[hp->ns]);
224 +                ep[1] += .125*ep2[0];
225 +                ep[hp->ns] += .125*ep2[0];
226 +            }
227 +        }
228          return(earr);
229   }
230  
# Line 177 | Line 235 | ambsupersamp(AMBHEMI *hp, int cnt)
235   {
236          float   *earr = getambdiffs(hp);
237          double  e2rem = 0;
180 –        AMBSAMP *ap;
181 –        RAY     ar;
238          float   *ep;
239          int     i, j, n, nss;
240  
# Line 188 | Line 244 | ambsupersamp(AMBHEMI *hp, int cnt)
244          for (ep = earr + hp->ns*hp->ns; ep > earr; )
245                  e2rem += *--ep;
246          ep = earr;                      /* perform super-sampling */
247 <        for (ap = hp->sa, i = 0; i < hp->ns; i++)
248 <            for (j = 0; j < hp->ns; j++, ap++) {
247 >        for (i = 0; i < hp->ns; i++)
248 >            for (j = 0; j < hp->ns; j++) {
249                  if (e2rem <= FTINY)
250                          goto done;      /* nothing left to do */
251                  nss = *ep/e2rem*cnt + frandom();
252                  for (n = 1; n <= nss && ambsample(hp,i,j,n); n++)
253 <                        --cnt;
253 >                        if (!--cnt) goto done;
254                  e2rem -= *ep++;         /* update remainder */
255          }
256   done:
# Line 204 | Line 260 | done:
260  
261   static AMBHEMI *
262   samp_hemi(                              /* sample indirect hemisphere */
263 <        COLOR   rcol,
263 >        SCOLOR  rcol,
264          RAY     *r,
265          double  wt
266   )
267   {
268 +        int     backside = (wt < 0);
269          AMBHEMI *hp;
270          double  d;
271          int     n, i, j;
272 +                                        /* insignificance check */
273 +        d = sintens(rcol);
274 +        if (d <= FTINY)
275 +                return(NULL);
276                                          /* set number of divisions */
277 +        if (backside) wt = -wt;
278          if (ambacc <= FTINY &&
279 <                        wt > (d = 0.8*intens(rcol)*r->rweight/(ambdiv*minweight)))
279 >                        wt > (d *= 0.8*r->rweight/(ambdiv*minweight + 1e-20)))
280                  wt = d;                 /* avoid ray termination */
281          n = sqrt(ambdiv * wt) + 0.5;
282 <        i = 1 + 5*(ambacc > FTINY);     /* minimum number of samples */
283 <        if (n < i)
282 >        i = 1 + (MINADIV-1)*(ambacc > FTINY);
283 >        if (n < i)                      /* use minimum number of samples? */
284                  n = i;
285                                          /* allocate sampling array */
286          hp = (AMBHEMI *)malloc(sizeof(AMBHEMI) + sizeof(AMBSAMP)*(n*n - 1));
287          if (hp == NULL)
288                  error(SYSTEM, "out of memory in samp_hemi");
289 +
290 +        if (backside) {
291 +                hp->atyp = TAMBIENT;
292 +                hp->onrm[0] = -r->ron[0];
293 +                hp->onrm[1] = -r->ron[1];
294 +                hp->onrm[2] = -r->ron[2];
295 +        } else {
296 +                hp->atyp = RAMBIENT;
297 +                VCOPY(hp->onrm, r->ron);
298 +        }
299          hp->rp = r;
300          hp->ns = n;
301 <        hp->acol[RED] = hp->acol[GRN] = hp->acol[BLU] = 0.0;
301 >        scolorblack(hp->acol);
302          memset(hp->sa, 0, sizeof(AMBSAMP)*n*n);
303          hp->sampOK = 0;
304                                          /* assign coefficient */
305 <        copycolor(hp->acoef, rcol);
305 >        copyscolor(hp->acoef, rcol);
306          d = 1.0/(n*n);
307 <        scalecolor(hp->acoef, d);
307 >        scalescolor(hp->acoef, d);
308                                          /* make tangent plane axes */
309 <        hp->uy[0] = 0.5 - frandom();
238 <        hp->uy[1] = 0.5 - frandom();
239 <        hp->uy[2] = 0.5 - frandom();
240 <        for (i = 3; i--; )
241 <                if ((-0.6 < r->ron[i]) & (r->ron[i] < 0.6))
242 <                        break;
243 <        if (i < 0)
309 >        if (!getperpendicular(hp->ux, hp->onrm, 1))
310                  error(CONSISTENCY, "bad ray direction in samp_hemi");
311 <        hp->uy[i] = 1.0;
246 <        VCROSS(hp->ux, hp->uy, r->ron);
247 <        normalize(hp->ux);
248 <        VCROSS(hp->uy, r->ron, hp->ux);
311 >        VCROSS(hp->uy, hp->onrm, hp->ux);
312                                          /* sample divisions */
313          for (i = hp->ns; i--; )
314              for (j = hp->ns; j--; )
315                  hp->sampOK += ambsample(hp, i, j, 0);
316 <        copycolor(rcol, hp->acol);
316 >        copyscolor(rcol, hp->acol);
317          if (!hp->sampOK) {              /* utter failure? */
318                  free(hp);
319                  return(NULL);
# Line 259 | Line 322 | samp_hemi(                             /* sample indirect hemisphere */
322                  hp->sampOK *= -1;       /* soft failure */
323                  return(hp);
324          }
325 +        if (hp->sampOK <= MINADIV*MINADIV)
326 +                return(hp);             /* don't bother super-sampling */
327          n = ambssamp*wt + 0.5;
328 <        if (n > 8) {                    /* perform super-sampling? */
328 >        if (n >= 4*hp->ns) {            /* perform super-sampling? */
329                  ambsupersamp(hp, n);
330 <                copycolor(rcol, hp->acol);
330 >                copyscolor(rcol, hp->acol);
331          }
332          return(hp);                     /* all is well */
333   }
# Line 274 | Line 339 | back_ambval(AMBHEMI *hp, const int n1, const int n2, c
339   {
340          if (hp->sa[n1].d <= hp->sa[n2].d) {
341                  if (hp->sa[n1].d <= hp->sa[n3].d)
342 <                        return(colval(hp->sa[n1].v,CIEY));
343 <                return(colval(hp->sa[n3].v,CIEY));
342 >                        return(hp->sa[n1].v[0]);
343 >                return(hp->sa[n3].v[0]);
344          }
345          if (hp->sa[n2].d <= hp->sa[n3].d)
346 <                return(colval(hp->sa[n2].v,CIEY));
347 <        return(colval(hp->sa[n3].v,CIEY));
346 >                return(hp->sa[n2].v[0]);
347 >        return(hp->sa[n3].v[0]);
348   }
349  
350  
# Line 508 | Line 573 | ambHessian(                            /* anisotropic radii & pos. gradient */
573          for (j = 0; j < hp->ns-1; j++) {
574                  comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,0,j), AI(hp,0,j+1));
575                  if (hessrow != NULL)
576 <                        comp_hessian(hessrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
576 >                        comp_hessian(hessrow[j], &fftr, hp->onrm);
577                  if (gradrow != NULL)
578 <                        comp_gradient(gradrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
578 >                        comp_gradient(gradrow[j], &fftr, hp->onrm);
579          }
580                                          /* sum each row of triangles */
581          for (i = 0; i < hp->ns-1; i++) {
# Line 518 | Line 583 | ambHessian(                            /* anisotropic radii & pos. gradient */
583              FVECT       gradcol;
584              comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i,0), AI(hp,i+1,0));
585              if (hessrow != NULL)
586 <                comp_hessian(hesscol, &fftr, hp->rp->ron);
586 >                comp_hessian(hesscol, &fftr, hp->onrm);
587              if (gradrow != NULL)
588 <                comp_gradient(gradcol, &fftr, hp->rp->ron);
588 >                comp_gradient(gradcol, &fftr, hp->onrm);
589              for (j = 0; j < hp->ns-1; j++) {
590                  FVECT   hessdia[3];     /* compute triangle contributions */
591                  FVECT   graddia;
# Line 530 | Line 595 | ambHessian(                            /* anisotropic radii & pos. gradient */
595                                          /* diagonal (inner) edge */
596                  comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i,j+1), AI(hp,i+1,j));
597                  if (hessrow != NULL) {
598 <                    comp_hessian(hessdia, &fftr, hp->rp->ron);
598 >                    comp_hessian(hessdia, &fftr, hp->onrm);
599                      rev_hessian(hesscol);
600                      add2hessian(hessian, hessrow[j], hessdia, hesscol, backg);
601                  }
602                  if (gradrow != NULL) {
603 <                    comp_gradient(graddia, &fftr, hp->rp->ron);
603 >                    comp_gradient(graddia, &fftr, hp->onrm);
604                      rev_gradient(gradcol);
605                      add2gradient(gradient, gradrow[j], graddia, gradcol, backg);
606                  }
607                                          /* initialize edge in next row */
608                  comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i+1,j+1), AI(hp,i+1,j));
609                  if (hessrow != NULL)
610 <                    comp_hessian(hessrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
610 >                    comp_hessian(hessrow[j], &fftr, hp->onrm);
611                  if (gradrow != NULL)
612 <                    comp_gradient(gradrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
612 >                    comp_gradient(gradrow[j], &fftr, hp->onrm);
613                                          /* new column edge & paired triangle */
614                  backg = back_ambval(hp, AI(hp,i+1,j+1),
615                                          AI(hp,i+1,j), AI(hp,i,j+1));
616                  comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i,j+1), AI(hp,i+1,j+1));
617                  if (hessrow != NULL) {
618 <                    comp_hessian(hesscol, &fftr, hp->rp->ron);
618 >                    comp_hessian(hesscol, &fftr, hp->onrm);
619                      rev_hessian(hessdia);
620                      add2hessian(hessian, hessrow[j], hessdia, hesscol, backg);
621                      if (i < hp->ns-2)
622                          rev_hessian(hessrow[j]);
623                  }
624                  if (gradrow != NULL) {
625 <                    comp_gradient(gradcol, &fftr, hp->rp->ron);
625 >                    comp_gradient(gradcol, &fftr, hp->onrm);
626                      rev_gradient(graddia);
627                      add2gradient(gradient, gradrow[j], graddia, gradcol, backg);
628                      if (i < hp->ns-2)
# Line 593 | Line 658 | ambdirgrad(AMBHEMI *hp, FVECT uv[2], float dg[2])
658                                          /* use vector for azimuth + 90deg */
659                  VSUB(vd, ap->p, hp->rp->rop);
660                                          /* brightness over cosine factor */
661 <                gfact = colval(ap->v,CIEY) / DOT(hp->rp->ron, vd);
661 >                gfact = ap->v[0] / DOT(hp->onrm, vd);
662                                          /* sine = proj_radius/vd_length */
663                  dgsum[0] -= DOT(uv[1], vd) * gfact;
664                  dgsum[1] += DOT(uv[0], vd) * gfact;
# Line 608 | Line 673 | static uint32
673   ambcorral(AMBHEMI *hp, FVECT uv[2], const double r0, const double r1)
674   {
675          const double    max_d = 1.0/(minarad*ambacc + 0.001);
676 <        const double    ang_res = 0.5*PI/(hp->ns-1);
677 <        const double    ang_step = ang_res/((int)(16/PI*ang_res) + (1+FTINY));
676 >        const double    ang_res = 0.5*PI/hp->ns;
677 >        const double    ang_step = ang_res/((int)(16/PI*ang_res) + 1.01);
678          double          avg_d = 0;
679          uint32          flgs = 0;
680          FVECT           vec;
# Line 617 | Line 682 | ambcorral(AMBHEMI *hp, FVECT uv[2], const double r0, c
682          double          ang, a1;
683          int             i, j;
684                                          /* don't bother for a few samples */
685 <        if (hp->ns < 12)
685 >        if (hp->ns < 8)
686                  return(0);
687                                          /* check distances overhead */
688          for (i = hp->ns*3/4; i-- > hp->ns>>2; )
# Line 640 | Line 705 | ambcorral(AMBHEMI *hp, FVECT uv[2], const double r0, c
705                  if ((r0*r0*u*u + r1*r1*v*v) * ap->d*ap->d <= u*u + v*v)
706                          continue;       /* occluder outside ellipse */
707                  ang = atan2a(v, u);     /* else set direction flags */
708 <                for (a1 = ang-.5*ang_res; a1 <= ang+.5*ang_res; a1 += ang_step)
708 >                for (a1 = ang-ang_res; a1 <= ang+ang_res; a1 += ang_step)
709                          flgs |= 1L<<(int)(16/PI*(a1 + 2.*PI*(a1 < 0)));
710              }
646 –                                        /* add low-angle incident (< 20deg) */
647 –        if (fabs(hp->rp->rod) <= 0.342) {
648 –                u = -DOT(hp->rp->rdir, uv[0]);
649 –                v = -DOT(hp->rp->rdir, uv[1]);
650 –                if ((r0*r0*u*u + r1*r1*v*v) > hp->rp->rot*hp->rp->rot) {
651 –                        ang = atan2a(v, u);
652 –                        ang += 2.*PI*(ang < 0);
653 –                        ang *= 16/PI;
654 –                        if ((ang < .5) | (ang >= 31.5))
655 –                                flgs |= 0x80000001;
656 –                        else
657 –                                flgs |= 3L<<(int)(ang-.5);
658 –                }
659 –        }
711          return(flgs);
712   }
713  
714  
715   int
716   doambient(                              /* compute ambient component */
717 <        COLOR   rcol,                   /* input/output color */
717 >        SCOLOR  rcol,                   /* input/output color */
718          RAY     *r,
719 <        double  wt,
719 >        double  wt,                     /* negative for back side */
720          FVECT   uv[2],                  /* returned (optional) */
721          float   ra[2],                  /* returned (optional) */
722          float   pg[2],                  /* returned (optional) */
# Line 693 | Line 744 | doambient(                             /* compute ambient component */
744                  return(0);
745  
746          if ((ra == NULL) & (pg == NULL) & (dg == NULL) ||
747 <                        (hp->sampOK < 0) | (hp->ns < 4)) {
747 >                        (hp->sampOK < 0) | (hp->ns < MINADIV)) {
748                  free(hp);               /* Hessian not requested/possible */
749                  return(-1);             /* value-only return value */
750          }
751 <        if ((d = bright(rcol)) > FTINY) {       /* normalize Y values */
752 <                d = 0.99*(hp->ns*hp->ns)/d;
751 >        if ((d = scolor_mean(rcol)) > FTINY) {
752 >                d = 0.99*(hp->ns*hp->ns)/d;     /* normalize avg. values */
753                  K = 0.01;
754          } else {                        /* or fall back on geometric Hessian */
755                  K = 1.0;
# Line 706 | Line 757 | doambient(                             /* compute ambient component */
757                  dg = NULL;
758                  crlp = NULL;
759          }
760 <        ap = hp->sa;                    /* relative Y channel from here on... */
760 >        ap = hp->sa;                    /* single channel from here on... */
761          for (i = hp->ns*hp->ns; i--; ap++)
762 <                colval(ap->v,CIEY) = bright(ap->v)*d + K;
762 >                ap->v[0] = scolor_mean(ap->v)*d + K;
763  
764          if (uv == NULL)                 /* make sure we have axis pointers */
765                  uv = my_uv;
# Line 732 | Line 783 | doambient(                             /* compute ambient component */
783                          if (ra[1] < minarad)
784                                  ra[1] = minarad;
785                  }
786 <                ra[0] *= d = 1.0/sqrt(wt);
786 >                ra[0] *= d = 1.0/sqrt(fabs(wt));
787                  if ((ra[1] *= d) > 2.0*ra[0])
788                          ra[1] = 2.0*ra[0];
789                  if (ra[1] > maxarad) {
# Line 741 | Line 792 | doambient(                             /* compute ambient component */
792                                  ra[0] = maxarad;
793                  }
794                                          /* flag encroached directions */
795 <                if ((wt >= 0.89*AVGREFL) & (crlp != NULL))
795 >                if (crlp != NULL)       /* XXX doesn't update with changes to ambacc */
796                          *crlp = ambcorral(hp, uv, ra[0]*ambacc, ra[1]*ambacc);
797                  if (pg != NULL) {       /* cap gradient if necessary */
798                          d = pg[0]*pg[0]*ra[0]*ra[0] + pg[1]*pg[1]*ra[1]*ra[1];
# Line 755 | Line 806 | doambient(                             /* compute ambient component */
806          free(hp);                       /* clean up and return */
807          return(1);
808   }
758 –
759 –
760 – #else /* ! NEWAMB */
761 –
762 –
763 – void
764 – inithemi(                       /* initialize sampling hemisphere */
765 –        AMBHEMI  *hp,
766 –        COLOR ac,
767 –        RAY  *r,
768 –        double  wt
769 – )
770 – {
771 –        double  d;
772 –        int  i;
773 –                                        /* set number of divisions */
774 –        if (ambacc <= FTINY &&
775 –                        wt > (d = 0.8*intens(ac)*r->rweight/(ambdiv*minweight)))
776 –                wt = d;                 /* avoid ray termination */
777 –        hp->nt = sqrt(ambdiv * wt / PI) + 0.5;
778 –        i = ambacc > FTINY ? 3 : 1;     /* minimum number of samples */
779 –        if (hp->nt < i)
780 –                hp->nt = i;
781 –        hp->np = PI * hp->nt + 0.5;
782 –                                        /* set number of super-samples */
783 –        hp->ns = ambssamp * wt + 0.5;
784 –                                        /* assign coefficient */
785 –        copycolor(hp->acoef, ac);
786 –        d = 1.0/(hp->nt*hp->np);
787 –        scalecolor(hp->acoef, d);
788 –                                        /* make axes */
789 –        VCOPY(hp->uz, r->ron);
790 –        hp->uy[0] = hp->uy[1] = hp->uy[2] = 0.0;
791 –        for (i = 0; i < 3; i++)
792 –                if (hp->uz[i] < 0.6 && hp->uz[i] > -0.6)
793 –                        break;
794 –        if (i >= 3)
795 –                error(CONSISTENCY, "bad ray direction in inithemi");
796 –        hp->uy[i] = 1.0;
797 –        fcross(hp->ux, hp->uy, hp->uz);
798 –        normalize(hp->ux);
799 –        fcross(hp->uy, hp->uz, hp->ux);
800 – }
801 –
802 –
803 – int
804 – divsample(                              /* sample a division */
805 –        AMBSAMP  *dp,
806 –        AMBHEMI  *h,
807 –        RAY  *r
808 – )
809 – {
810 –        RAY  ar;
811 –        int  hlist[3];
812 –        double  spt[2];
813 –        double  xd, yd, zd;
814 –        double  b2;
815 –        double  phi;
816 –        int  i;
817 –                                        /* ambient coefficient for weight */
818 –        if (ambacc > FTINY)
819 –                setcolor(ar.rcoef, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
820 –        else
821 –                copycolor(ar.rcoef, h->acoef);
822 –        if (rayorigin(&ar, AMBIENT, r, ar.rcoef) < 0)
823 –                return(-1);
824 –        if (ambacc > FTINY) {
825 –                multcolor(ar.rcoef, h->acoef);
826 –                scalecolor(ar.rcoef, 1./AVGREFL);
827 –        }
828 –        hlist[0] = r->rno;
829 –        hlist[1] = dp->t;
830 –        hlist[2] = dp->p;
831 –        multisamp(spt, 2, urand(ilhash(hlist,3)+dp->n));
832 –        zd = sqrt((dp->t + spt[0])/h->nt);
833 –        phi = 2.0*PI * (dp->p + spt[1])/h->np;
834 –        xd = tcos(phi) * zd;
835 –        yd = tsin(phi) * zd;
836 –        zd = sqrt(1.0 - zd*zd);
837 –        for (i = 0; i < 3; i++)
838 –                ar.rdir[i] =    xd*h->ux[i] +
839 –                                yd*h->uy[i] +
840 –                                zd*h->uz[i];
841 –        checknorm(ar.rdir);
842 –        dimlist[ndims++] = dp->t*h->np + dp->p + 90171;
843 –        rayvalue(&ar);
844 –        ndims--;
845 –        multcolor(ar.rcol, ar.rcoef);   /* apply coefficient */
846 –        addcolor(dp->v, ar.rcol);
847 –                                        /* use rt to improve gradient calc */
848 –        if (ar.rt > FTINY && ar.rt < FHUGE)
849 –                dp->r += 1.0/ar.rt;
850 –                                        /* (re)initialize error */
851 –        if (dp->n++) {
852 –                b2 = bright(dp->v)/dp->n - bright(ar.rcol);
853 –                b2 = b2*b2 + dp->k*((dp->n-1)*(dp->n-1));
854 –                dp->k = b2/(dp->n*dp->n);
855 –        } else
856 –                dp->k = 0.0;
857 –        return(0);
858 – }
859 –
860 –
861 – static int
862 – ambcmp(                                 /* decreasing order */
863 –        const void *p1,
864 –        const void *p2
865 – )
866 – {
867 –        const AMBSAMP   *d1 = (const AMBSAMP *)p1;
868 –        const AMBSAMP   *d2 = (const AMBSAMP *)p2;
869 –
870 –        if (d1->k < d2->k)
871 –                return(1);
872 –        if (d1->k > d2->k)
873 –                return(-1);
874 –        return(0);
875 – }
876 –
877 –
878 – static int
879 – ambnorm(                                /* standard order */
880 –        const void *p1,
881 –        const void *p2
882 – )
883 – {
884 –        const AMBSAMP   *d1 = (const AMBSAMP *)p1;
885 –        const AMBSAMP   *d2 = (const AMBSAMP *)p2;
886 –        int     c;
887 –
888 –        if ( (c = d1->t - d2->t) )
889 –                return(c);
890 –        return(d1->p - d2->p);
891 – }
892 –
893 –
894 – double
895 – doambient(                              /* compute ambient component */
896 –        COLOR  rcol,
897 –        RAY  *r,
898 –        double  wt,
899 –        FVECT  pg,
900 –        FVECT  dg
901 – )
902 – {
903 –        double  b, d=0;
904 –        AMBHEMI  hemi;
905 –        AMBSAMP  *div;
906 –        AMBSAMP  dnew;
907 –        double  acol[3];
908 –        AMBSAMP  *dp;
909 –        double  arad;
910 –        int  divcnt;
911 –        int  i, j;
912 –                                        /* initialize hemisphere */
913 –        inithemi(&hemi, rcol, r, wt);
914 –        divcnt = hemi.nt * hemi.np;
915 –                                        /* initialize */
916 –        if (pg != NULL)
917 –                pg[0] = pg[1] = pg[2] = 0.0;
918 –        if (dg != NULL)
919 –                dg[0] = dg[1] = dg[2] = 0.0;
920 –        setcolor(rcol, 0.0, 0.0, 0.0);
921 –        if (divcnt == 0)
922 –                return(0.0);
923 –                                        /* allocate super-samples */
924 –        if (hemi.ns > 0 || pg != NULL || dg != NULL) {
925 –                div = (AMBSAMP *)malloc(divcnt*sizeof(AMBSAMP));
926 –                if (div == NULL)
927 –                        error(SYSTEM, "out of memory in doambient");
928 –        } else
929 –                div = NULL;
930 –                                        /* sample the divisions */
931 –        arad = 0.0;
932 –        acol[0] = acol[1] = acol[2] = 0.0;
933 –        if ((dp = div) == NULL)
934 –                dp = &dnew;
935 –        divcnt = 0;
936 –        for (i = 0; i < hemi.nt; i++)
937 –                for (j = 0; j < hemi.np; j++) {
938 –                        dp->t = i; dp->p = j;
939 –                        setcolor(dp->v, 0.0, 0.0, 0.0);
940 –                        dp->r = 0.0;
941 –                        dp->n = 0;
942 –                        if (divsample(dp, &hemi, r) < 0) {
943 –                                if (div != NULL)
944 –                                        dp++;
945 –                                continue;
946 –                        }
947 –                        arad += dp->r;
948 –                        divcnt++;
949 –                        if (div != NULL)
950 –                                dp++;
951 –                        else
952 –                                addcolor(acol, dp->v);
953 –                }
954 –        if (!divcnt) {
955 –                if (div != NULL)
956 –                        free((void *)div);
957 –                return(0.0);            /* no samples taken */
958 –        }
959 –        if (divcnt < hemi.nt*hemi.np) {
960 –                pg = dg = NULL;         /* incomplete sampling */
961 –                hemi.ns = 0;
962 –        } else if (arad > FTINY && divcnt/arad < minarad) {
963 –                hemi.ns = 0;            /* close enough */
964 –        } else if (hemi.ns > 0) {       /* else perform super-sampling? */
965 –                comperrs(div, &hemi);                   /* compute errors */
966 –                qsort(div, divcnt, sizeof(AMBSAMP), ambcmp);    /* sort divs */
967 –                                                /* super-sample */
968 –                for (i = hemi.ns; i > 0; i--) {
969 –                        dnew = *div;
970 –                        if (divsample(&dnew, &hemi, r) < 0) {
971 –                                dp++;
972 –                                continue;
973 –                        }
974 –                        dp = div;               /* reinsert */
975 –                        j = divcnt < i ? divcnt : i;
976 –                        while (--j > 0 && dnew.k < dp[1].k) {
977 –                                *dp = *(dp+1);
978 –                                dp++;
979 –                        }
980 –                        *dp = dnew;
981 –                }
982 –                if (pg != NULL || dg != NULL)   /* restore order */
983 –                        qsort(div, divcnt, sizeof(AMBSAMP), ambnorm);
984 –        }
985 –                                        /* compute returned values */
986 –        if (div != NULL) {
987 –                arad = 0.0;             /* note: divcnt may be < nt*np */
988 –                for (i = hemi.nt*hemi.np, dp = div; i-- > 0; dp++) {
989 –                        arad += dp->r;
990 –                        if (dp->n > 1) {
991 –                                b = 1.0/dp->n;
992 –                                scalecolor(dp->v, b);
993 –                                dp->r *= b;
994 –                                dp->n = 1;
995 –                        }
996 –                        addcolor(acol, dp->v);
997 –                }
998 –                b = bright(acol);
999 –                if (b > FTINY) {
1000 –                        b = 1.0/b;      /* compute & normalize gradient(s) */
1001 –                        if (pg != NULL) {
1002 –                                posgradient(pg, div, &hemi);
1003 –                                for (i = 0; i < 3; i++)
1004 –                                        pg[i] *= b;
1005 –                        }
1006 –                        if (dg != NULL) {
1007 –                                dirgradient(dg, div, &hemi);
1008 –                                for (i = 0; i < 3; i++)
1009 –                                        dg[i] *= b;
1010 –                        }
1011 –                }
1012 –                free((void *)div);
1013 –        }
1014 –        copycolor(rcol, acol);
1015 –        if (arad <= FTINY)
1016 –                arad = maxarad;
1017 –        else
1018 –                arad = (divcnt+hemi.ns)/arad;
1019 –        if (pg != NULL) {               /* reduce radius if gradient large */
1020 –                d = DOT(pg,pg);
1021 –                if (d*arad*arad > 1.0)
1022 –                        arad = 1.0/sqrt(d);
1023 –        }
1024 –        if (arad < minarad) {
1025 –                arad = minarad;
1026 –                if (pg != NULL && d*arad*arad > 1.0) {  /* cap gradient */
1027 –                        d = 1.0/arad/sqrt(d);
1028 –                        for (i = 0; i < 3; i++)
1029 –                                pg[i] *= d;
1030 –                }
1031 –        }
1032 –        if ((arad /= sqrt(wt)) > maxarad)
1033 –                arad = maxarad;
1034 –        return(arad);
1035 – }
1036 –
1037 –
1038 – void
1039 – comperrs(                       /* compute initial error estimates */
1040 –        AMBSAMP  *da,   /* assumes standard ordering */
1041 –        AMBHEMI  *hp
1042 – )
1043 – {
1044 –        double  b, b2;
1045 –        int  i, j;
1046 –        AMBSAMP  *dp;
1047 –                                /* sum differences from neighbors */
1048 –        dp = da;
1049 –        for (i = 0; i < hp->nt; i++)
1050 –                for (j = 0; j < hp->np; j++) {
1051 – #ifdef  DEBUG
1052 –                        if (dp->t != i || dp->p != j)
1053 –                                error(CONSISTENCY,
1054 –                                        "division order in comperrs");
1055 – #endif
1056 –                        b = bright(dp[0].v);
1057 –                        if (i > 0) {            /* from above */
1058 –                                b2 = bright(dp[-hp->np].v) - b;
1059 –                                b2 *= b2 * 0.25;
1060 –                                dp[0].k += b2;
1061 –                                dp[-hp->np].k += b2;
1062 –                        }
1063 –                        if (j > 0) {            /* from behind */
1064 –                                b2 = bright(dp[-1].v) - b;
1065 –                                b2 *= b2 * 0.25;
1066 –                                dp[0].k += b2;
1067 –                                dp[-1].k += b2;
1068 –                        } else {                /* around */
1069 –                                b2 = bright(dp[hp->np-1].v) - b;
1070 –                                b2 *= b2 * 0.25;
1071 –                                dp[0].k += b2;
1072 –                                dp[hp->np-1].k += b2;
1073 –                        }
1074 –                        dp++;
1075 –                }
1076 –                                /* divide by number of neighbors */
1077 –        dp = da;
1078 –        for (j = 0; j < hp->np; j++)            /* top row */
1079 –                (dp++)->k *= 1.0/3.0;
1080 –        if (hp->nt < 2)
1081 –                return;
1082 –        for (i = 1; i < hp->nt-1; i++)          /* central region */
1083 –                for (j = 0; j < hp->np; j++)
1084 –                        (dp++)->k *= 0.25;
1085 –        for (j = 0; j < hp->np; j++)            /* bottom row */
1086 –                (dp++)->k *= 1.0/3.0;
1087 – }
1088 –
1089 –
1090 – void
1091 – posgradient(                                    /* compute position gradient */
1092 –        FVECT  gv,
1093 –        AMBSAMP  *da,                   /* assumes standard ordering */
1094 –        AMBHEMI  *hp
1095 – )
1096 – {
1097 –        int  i, j;
1098 –        double  nextsine, lastsine, b, d;
1099 –        double  mag0, mag1;
1100 –        double  phi, cosp, sinp, xd, yd;
1101 –        AMBSAMP  *dp;
1102 –
1103 –        xd = yd = 0.0;
1104 –        for (j = 0; j < hp->np; j++) {
1105 –                dp = da + j;
1106 –                mag0 = mag1 = 0.0;
1107 –                lastsine = 0.0;
1108 –                for (i = 0; i < hp->nt; i++) {
1109 – #ifdef  DEBUG
1110 –                        if (dp->t != i || dp->p != j)
1111 –                                error(CONSISTENCY,
1112 –                                        "division order in posgradient");
1113 – #endif
1114 –                        b = bright(dp->v);
1115 –                        if (i > 0) {
1116 –                                d = dp[-hp->np].r;
1117 –                                if (dp[0].r > d) d = dp[0].r;
1118 –                                                        /* sin(t)*cos(t)^2 */
1119 –                                d *= lastsine * (1.0 - (double)i/hp->nt);
1120 –                                mag0 += d*(b - bright(dp[-hp->np].v));
1121 –                        }
1122 –                        nextsine = sqrt((double)(i+1)/hp->nt);
1123 –                        if (j > 0) {
1124 –                                d = dp[-1].r;
1125 –                                if (dp[0].r > d) d = dp[0].r;
1126 –                                mag1 += d * (nextsine - lastsine) *
1127 –                                                (b - bright(dp[-1].v));
1128 –                        } else {
1129 –                                d = dp[hp->np-1].r;
1130 –                                if (dp[0].r > d) d = dp[0].r;
1131 –                                mag1 += d * (nextsine - lastsine) *
1132 –                                                (b - bright(dp[hp->np-1].v));
1133 –                        }
1134 –                        dp += hp->np;
1135 –                        lastsine = nextsine;
1136 –                }
1137 –                mag0 *= 2.0*PI / hp->np;
1138 –                phi = 2.0*PI * (double)j/hp->np;
1139 –                cosp = tcos(phi); sinp = tsin(phi);
1140 –                xd += mag0*cosp - mag1*sinp;
1141 –                yd += mag0*sinp + mag1*cosp;
1142 –        }
1143 –        for (i = 0; i < 3; i++)
1144 –                gv[i] = (xd*hp->ux[i] + yd*hp->uy[i])*(hp->nt*hp->np)/PI;
1145 – }
1146 –
1147 –
1148 – void
1149 – dirgradient(                                    /* compute direction gradient */
1150 –        FVECT  gv,
1151 –        AMBSAMP  *da,                   /* assumes standard ordering */
1152 –        AMBHEMI  *hp
1153 – )
1154 – {
1155 –        int  i, j;
1156 –        double  mag;
1157 –        double  phi, xd, yd;
1158 –        AMBSAMP  *dp;
1159 –
1160 –        xd = yd = 0.0;
1161 –        for (j = 0; j < hp->np; j++) {
1162 –                dp = da + j;
1163 –                mag = 0.0;
1164 –                for (i = 0; i < hp->nt; i++) {
1165 – #ifdef  DEBUG
1166 –                        if (dp->t != i || dp->p != j)
1167 –                                error(CONSISTENCY,
1168 –                                        "division order in dirgradient");
1169 – #endif
1170 –                                                        /* tan(t) */
1171 –                        mag += bright(dp->v)/sqrt(hp->nt/(i+.5) - 1.0);
1172 –                        dp += hp->np;
1173 –                }
1174 –                phi = 2.0*PI * (j+.5)/hp->np + PI/2.0;
1175 –                xd += mag * tcos(phi);
1176 –                yd += mag * tsin(phi);
1177 –        }
1178 –        for (i = 0; i < 3; i++)
1179 –                gv[i] = xd*hp->ux[i] + yd*hp->uy[i];
1180 – }
1181 –
1182 – #endif  /* ! NEWAMB */

Diff Legend

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