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 2.66 by greg, Thu Sep 4 09:09:08 2014 UTC vs.
Revision 2.93 by greg, Tue Apr 16 23:32:20 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 >        RREAL   spt[2];
104 >        double  zd;
105                                          /* generate hemispherical sample */
106                                          /* ambient coefficient for weight */
107          if (ambacc > FTINY)
108 <                setcolor(ar.rcoef, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
108 >                setscolor(ar.rcoef, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
109          else
110 <                copycolor(ar.rcoef, hp->acoef);
111 <        if (rayorigin(&ar, AMBIENT, hp->rp, ar.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(ar.rcoef, hp->acoef);
115 <                scalecolor(ar.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] = j;
119          hlist[2] = i;
120          multisamp(spt, 2, urand(ilhash(hlist,3)+n));
121 <                                        /* avoid coincident samples */
122 <        if (!n && (0 < i) & (i < hp->ns-1) &&
83 <                        (0 < j) & (j < hp->ns-1)) {
84 <                if ((spt[0] < 0.1) | (spt[0] >= 0.9))
85 <                        spt[0] = 0.1 + 0.8*frandom();
86 <                if ((spt[1] < 0.1) | (spt[1] >= 0.9))
87 <                        spt[1] = 0.1 + 0.8*frandom();
88 <        }
89 <        SDsquare2disk(spt, (j+spt[1])/hp->ns, (i+spt[0])/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                  ar.rdir[ii] =   spt[0]*hp->ux[ii] +
126                                  spt[1]*hp->uy[ii] +
127 <                                zd*hp->rp->ron[ii];
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 <        if (ar.rt <= FTINY)
137 >        zd = raydistance(&ar);
138 >        if (zd <= FTINY)
139                  return(0);              /* should never happen */
140 <        multcolor(ar.rcol, ar.rcoef);   /* apply coefficient */
141 <        if (ar.rt*ap->d < 1.0)          /* new/closer distance? */
142 <                ap->d = 1.0/ar.rt;
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 (ar.rt > 10.0*thescene.cusize)
145 <                        ar.rt = 10.0*thescene.cusize;
146 <                VSUM(ap->p, ar.rorg, ar.rdir, ar.rt);
147 <                copycolor(ap->v, ar.rcol);
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 <                hp->acol[RED] -= colval(ap->v,RED);
111 <                hp->acol[GRN] -= colval(ap->v,GRN);
112 <                hp->acol[BLU] -= colval(ap->v,BLU);
149 >                sopscolor(hp->acol, -=, ap->v);
150                  zd = 1.0/(double)(n+1);
151 <                scalecolor(ar.rcol, zd);
151 >                scalescolor(ar.rcol, zd);
152                  zd *= (double)n;
153 <                scalecolor(ap->v, zd);
154 <                addcolor(ap->v, ar.rcol);
153 >                scalescolor(ap->v, zd);
154 >                saddscolor(ap->v, ar.rcol);
155          }
156 <        addcolor(hp->acol, ap->v);      /* add to our sum */
156 >        saddscolor(hp->acol, ap->v);    /* add to our sum */
157          return(1);
158   }
159  
160  
161 < /* 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./(pbright(hp->acoef) + FTINY);
166          float   *earr = (float *)calloc(hp->ns*hp->ns, sizeof(float));
167 <        float   *ep;
167 >        float   *ep, *earr2;
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) continue;
186                                          /* from behind */
187 <                d2 = b - bright(ap[-1].v);
188 <                d2 *= d2;
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 <                d2 = b - bright(ap[-hp->ns-1].v);
195 <                d2 *= d2;
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] *= 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.;
201 >        earr[0] *= 6./3.;
202 >        earr[hp->ns-1] *= 6./3.;
203 >        earr[(hp->ns-1)*hp->ns] *= 6./3.;
204 >        earr[(hp->ns-1)*hp->ns + hp->ns-1] *= 6./3.;
205          for (i = 1; i < hp->ns-1; i++) {
206 <                earr[i*hp->ns] *= 8./5.;
207 <                earr[i*hp->ns + hp->ns-1] *= 8./5.;
206 >                earr[i*hp->ns] *= 6./5.;
207 >                earr[i*hp->ns + hp->ns-1] *= 6./5.;
208          }
209          for (j = 1; j < hp->ns-1; j++) {
210 <                earr[j] *= 8./5.;
211 <                earr[(hp->ns-1)*hp->ns + j] *= 8./5.;
210 >                earr[j] *= 6./5.;
211 >                earr[(hp->ns-1)*hp->ns + j] *= 6./5.;
212          }
213 +                                        /* preen map to avoid cliffs */
214 +        earr2 = (float *)malloc(hp->ns*hp->ns*sizeof(float));
215 +        if (earr2 == NULL)
216 +                return(earr);
217 +        memcpy(earr2, earr, hp->ns*hp->ns*sizeof(float));
218 +        for (i = 0; i < hp->ns-1; i++) {
219 +            float  *ep2 = earr2 + i*hp->ns;
220 +            ep = earr + i*hp->ns;
221 +            for (j = 0; j < hp->ns-1; j++, ep2++, ep++) {
222 +                if (ep2[1] < .5*ep2[0]) {
223 +                        ep[0] -= .125*ep2[0];
224 +                        ep[1] += .125*ep2[0];
225 +                } else if (ep2[1] > 2.*ep2[0]) {
226 +                        ep[1] -= .125*ep2[1];
227 +                        ep[0] += .125*ep2[1];
228 +                }
229 +                if (ep2[hp->ns] < .5*ep2[0]) {
230 +                        ep[0] -= .125*ep2[0];
231 +                        ep[hp->ns] += .125*ep2[0];
232 +                } else if (ep2[hp->ns] > 2.*ep2[0]) {
233 +                        ep[hp->ns] -= .125*ep2[hp->ns];
234 +                        ep[0] += .125*ep2[hp->ns];
235 +                }
236 +            }
237 +        }
238 +        free(earr2);
239          return(earr);
240   }
241  
# Line 179 | Line 246 | ambsupersamp(AMBHEMI *hp, int cnt)
246   {
247          float   *earr = getambdiffs(hp);
248          double  e2rem = 0;
182 –        AMBSAMP *ap;
183 –        RAY     ar;
249          float   *ep;
250          int     i, j, n, nss;
251  
# Line 190 | Line 255 | ambsupersamp(AMBHEMI *hp, int cnt)
255          for (ep = earr + hp->ns*hp->ns; ep > earr; )
256                  e2rem += *--ep;
257          ep = earr;                      /* perform super-sampling */
258 <        for (ap = hp->sa, i = 0; i < hp->ns; i++)
259 <            for (j = 0; j < hp->ns; j++, ap++) {
258 >        for (i = 0; i < hp->ns; i++)
259 >            for (j = 0; j < hp->ns; j++) {
260                  if (e2rem <= FTINY)
261                          goto done;      /* nothing left to do */
262                  nss = *ep/e2rem*cnt + frandom();
263                  for (n = 1; n <= nss && ambsample(hp,i,j,n); n++)
264 <                        --cnt;
264 >                        if (!--cnt) goto done;
265                  e2rem -= *ep++;         /* update remainder */
266          }
267   done:
# Line 206 | Line 271 | done:
271  
272   static AMBHEMI *
273   samp_hemi(                              /* sample indirect hemisphere */
274 <        COLOR   rcol,
274 >        SCOLOR  rcol,
275          RAY     *r,
276          double  wt
277   )
278   {
279 +        int     backside = (wt < 0);
280          AMBHEMI *hp;
281          double  d;
282          int     n, i, j;
283 +                                        /* insignificance check */
284 +        d = sintens(rcol);
285 +        if (d <= FTINY)
286 +                return(NULL);
287                                          /* set number of divisions */
288 +        if (backside) wt = -wt;
289          if (ambacc <= FTINY &&
290 <                        wt > (d = 0.8*intens(rcol)*r->rweight/(ambdiv*minweight)))
290 >                        wt > (d *= 0.8*r->rweight/(ambdiv*minweight)))
291                  wt = d;                 /* avoid ray termination */
292          n = sqrt(ambdiv * wt) + 0.5;
293 <        i = 1 + 8*(ambacc > FTINY);     /* minimum number of samples */
294 <        if (n < i)
293 >        i = 1 + (MINADIV-1)*(ambacc > FTINY);
294 >        if (n < i)                      /* use minimum number of samples? */
295                  n = i;
296                                          /* allocate sampling array */
297          hp = (AMBHEMI *)malloc(sizeof(AMBHEMI) + sizeof(AMBSAMP)*(n*n - 1));
298          if (hp == NULL)
299                  error(SYSTEM, "out of memory in samp_hemi");
300 +
301 +        if (backside) {
302 +                hp->atyp = TAMBIENT;
303 +                hp->onrm[0] = -r->ron[0];
304 +                hp->onrm[1] = -r->ron[1];
305 +                hp->onrm[2] = -r->ron[2];
306 +        } else {
307 +                hp->atyp = RAMBIENT;
308 +                VCOPY(hp->onrm, r->ron);
309 +        }
310          hp->rp = r;
311          hp->ns = n;
312 <        hp->acol[RED] = hp->acol[GRN] = hp->acol[BLU] = 0.0;
312 >        scolorblack(hp->acol);
313          memset(hp->sa, 0, sizeof(AMBSAMP)*n*n);
314          hp->sampOK = 0;
315                                          /* assign coefficient */
316 <        copycolor(hp->acoef, rcol);
316 >        copyscolor(hp->acoef, rcol);
317          d = 1.0/(n*n);
318 <        scalecolor(hp->acoef, d);
318 >        scalescolor(hp->acoef, d);
319                                          /* make tangent plane axes */
320 <        hp->uy[0] = 0.5 - frandom();
240 <        hp->uy[1] = 0.5 - frandom();
241 <        hp->uy[2] = 0.5 - frandom();
242 <        for (i = 3; i--; )
243 <                if ((-0.6 < r->ron[i]) & (r->ron[i] < 0.6))
244 <                        break;
245 <        if (i < 0)
320 >        if (!getperpendicular(hp->ux, hp->onrm, 1))
321                  error(CONSISTENCY, "bad ray direction in samp_hemi");
322 <        hp->uy[i] = 1.0;
248 <        VCROSS(hp->ux, hp->uy, r->ron);
249 <        normalize(hp->ux);
250 <        VCROSS(hp->uy, r->ron, hp->ux);
322 >        VCROSS(hp->uy, hp->onrm, hp->ux);
323                                          /* sample divisions */
324          for (i = hp->ns; i--; )
325              for (j = hp->ns; j--; )
326                  hp->sampOK += ambsample(hp, i, j, 0);
327 <        copycolor(rcol, hp->acol);
327 >        copyscolor(rcol, hp->acol);
328          if (!hp->sampOK) {              /* utter failure? */
329                  free(hp);
330                  return(NULL);
# Line 261 | Line 333 | samp_hemi(                             /* sample indirect hemisphere */
333                  hp->sampOK *= -1;       /* soft failure */
334                  return(hp);
335          }
336 +        if (hp->sampOK <= MINADIV*MINADIV)
337 +                return(hp);             /* don't bother super-sampling */
338          n = ambssamp*wt + 0.5;
339          if (n > 8) {                    /* perform super-sampling? */
340                  ambsupersamp(hp, n);
341 <                copycolor(rcol, hp->acol);
341 >                copyscolor(rcol, hp->acol);
342          }
343          return(hp);                     /* all is well */
344   }
# Line 276 | Line 350 | back_ambval(AMBHEMI *hp, const int n1, const int n2, c
350   {
351          if (hp->sa[n1].d <= hp->sa[n2].d) {
352                  if (hp->sa[n1].d <= hp->sa[n3].d)
353 <                        return(colval(hp->sa[n1].v,CIEY));
354 <                return(colval(hp->sa[n3].v,CIEY));
353 >                        return(hp->sa[n1].v[0]);
354 >                return(hp->sa[n3].v[0]);
355          }
356          if (hp->sa[n2].d <= hp->sa[n3].d)
357 <                return(colval(hp->sa[n2].v,CIEY));
358 <        return(colval(hp->sa[n3].v,CIEY));
357 >                return(hp->sa[n2].v[0]);
358 >        return(hp->sa[n3].v[0]);
359   }
360  
361  
# Line 510 | Line 584 | ambHessian(                            /* anisotropic radii & pos. gradient */
584          for (j = 0; j < hp->ns-1; j++) {
585                  comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,0,j), AI(hp,0,j+1));
586                  if (hessrow != NULL)
587 <                        comp_hessian(hessrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
587 >                        comp_hessian(hessrow[j], &fftr, hp->onrm);
588                  if (gradrow != NULL)
589 <                        comp_gradient(gradrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
589 >                        comp_gradient(gradrow[j], &fftr, hp->onrm);
590          }
591                                          /* sum each row of triangles */
592          for (i = 0; i < hp->ns-1; i++) {
# Line 520 | Line 594 | ambHessian(                            /* anisotropic radii & pos. gradient */
594              FVECT       gradcol;
595              comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i,0), AI(hp,i+1,0));
596              if (hessrow != NULL)
597 <                comp_hessian(hesscol, &fftr, hp->rp->ron);
597 >                comp_hessian(hesscol, &fftr, hp->onrm);
598              if (gradrow != NULL)
599 <                comp_gradient(gradcol, &fftr, hp->rp->ron);
599 >                comp_gradient(gradcol, &fftr, hp->onrm);
600              for (j = 0; j < hp->ns-1; j++) {
601                  FVECT   hessdia[3];     /* compute triangle contributions */
602                  FVECT   graddia;
# Line 532 | Line 606 | ambHessian(                            /* anisotropic radii & pos. gradient */
606                                          /* diagonal (inner) edge */
607                  comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i,j+1), AI(hp,i+1,j));
608                  if (hessrow != NULL) {
609 <                    comp_hessian(hessdia, &fftr, hp->rp->ron);
609 >                    comp_hessian(hessdia, &fftr, hp->onrm);
610                      rev_hessian(hesscol);
611                      add2hessian(hessian, hessrow[j], hessdia, hesscol, backg);
612                  }
613                  if (gradrow != NULL) {
614 <                    comp_gradient(graddia, &fftr, hp->rp->ron);
614 >                    comp_gradient(graddia, &fftr, hp->onrm);
615                      rev_gradient(gradcol);
616                      add2gradient(gradient, gradrow[j], graddia, gradcol, backg);
617                  }
618                                          /* initialize edge in next row */
619                  comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i+1,j+1), AI(hp,i+1,j));
620                  if (hessrow != NULL)
621 <                    comp_hessian(hessrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
621 >                    comp_hessian(hessrow[j], &fftr, hp->onrm);
622                  if (gradrow != NULL)
623 <                    comp_gradient(gradrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
623 >                    comp_gradient(gradrow[j], &fftr, hp->onrm);
624                                          /* new column edge & paired triangle */
625                  backg = back_ambval(hp, AI(hp,i+1,j+1),
626                                          AI(hp,i+1,j), AI(hp,i,j+1));
627                  comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i,j+1), AI(hp,i+1,j+1));
628                  if (hessrow != NULL) {
629 <                    comp_hessian(hesscol, &fftr, hp->rp->ron);
629 >                    comp_hessian(hesscol, &fftr, hp->onrm);
630                      rev_hessian(hessdia);
631                      add2hessian(hessian, hessrow[j], hessdia, hesscol, backg);
632                      if (i < hp->ns-2)
633                          rev_hessian(hessrow[j]);
634                  }
635                  if (gradrow != NULL) {
636 <                    comp_gradient(gradcol, &fftr, hp->rp->ron);
636 >                    comp_gradient(gradcol, &fftr, hp->onrm);
637                      rev_gradient(graddia);
638                      add2gradient(gradient, gradrow[j], graddia, gradcol, backg);
639                      if (i < hp->ns-2)
# Line 595 | Line 669 | ambdirgrad(AMBHEMI *hp, FVECT uv[2], float dg[2])
669                                          /* use vector for azimuth + 90deg */
670                  VSUB(vd, ap->p, hp->rp->rop);
671                                          /* brightness over cosine factor */
672 <                gfact = colval(ap->v,CIEY) / DOT(hp->rp->ron, vd);
672 >                gfact = ap->v[0] / DOT(hp->onrm, vd);
673                                          /* sine = proj_radius/vd_length */
674                  dgsum[0] -= DOT(uv[1], vd) * gfact;
675                  dgsum[1] += DOT(uv[0], vd) * gfact;
# Line 619 | Line 693 | ambcorral(AMBHEMI *hp, FVECT uv[2], const double r0, c
693          double          ang, a1;
694          int             i, j;
695                                          /* don't bother for a few samples */
696 <        if (hp->ns < 12)
696 >        if (hp->ns < 8)
697                  return(0);
698                                          /* check distances overhead */
699          for (i = hp->ns*3/4; i-- > hp->ns>>2; )
# Line 645 | Line 719 | ambcorral(AMBHEMI *hp, FVECT uv[2], const double r0, c
719                  for (a1 = ang-ang_res; a1 <= ang+ang_res; a1 += ang_step)
720                          flgs |= 1L<<(int)(16/PI*(a1 + 2.*PI*(a1 < 0)));
721              }
648 –                                        /* add low-angle incident (< 20deg) */
649 –        if (fabs(hp->rp->rod) <= 0.342) {
650 –                u = -DOT(hp->rp->rdir, uv[0]);
651 –                v = -DOT(hp->rp->rdir, uv[1]);
652 –                if ((r0*r0*u*u + r1*r1*v*v) > hp->rp->rot*hp->rp->rot) {
653 –                        ang = atan2a(v, u);
654 –                        ang += 2.*PI*(ang < 0);
655 –                        ang *= 16/PI;
656 –                        if ((ang < .5) | (ang >= 31.5))
657 –                                flgs |= 0x80000001;
658 –                        else
659 –                                flgs |= 3L<<(int)(ang-.5);
660 –                }
661 –        }
722          return(flgs);
723   }
724  
725  
726   int
727   doambient(                              /* compute ambient component */
728 <        COLOR   rcol,                   /* input/output color */
728 >        SCOLOR  rcol,                   /* input/output color */
729          RAY     *r,
730 <        double  wt,
730 >        double  wt,                     /* negative for back side */
731          FVECT   uv[2],                  /* returned (optional) */
732          float   ra[2],                  /* returned (optional) */
733          float   pg[2],                  /* returned (optional) */
# Line 695 | Line 755 | doambient(                             /* compute ambient component */
755                  return(0);
756  
757          if ((ra == NULL) & (pg == NULL) & (dg == NULL) ||
758 <                        (hp->sampOK < 0) | (hp->ns < 9)) {
758 >                        (hp->sampOK < 0) | (hp->ns < MINADIV)) {
759                  free(hp);               /* Hessian not requested/possible */
760                  return(-1);             /* value-only return value */
761          }
762 <        if ((d = bright(rcol)) > FTINY) {       /* normalize Y values */
763 <                d = 0.99*(hp->ns*hp->ns)/d;
762 >        if ((d = scolor_mean(rcol)) > FTINY) {
763 >                d = 0.99*(hp->ns*hp->ns)/d;     /* normalize avg. values */
764                  K = 0.01;
765          } else {                        /* or fall back on geometric Hessian */
766                  K = 1.0;
# Line 708 | Line 768 | doambient(                             /* compute ambient component */
768                  dg = NULL;
769                  crlp = NULL;
770          }
771 <        ap = hp->sa;                    /* relative Y channel from here on... */
771 >        ap = hp->sa;                    /* single channel from here on... */
772          for (i = hp->ns*hp->ns; i--; ap++)
773 <                colval(ap->v,CIEY) = bright(ap->v)*d + K;
773 >                ap->v[0] = scolor_mean(ap->v)*d + K;
774  
775          if (uv == NULL)                 /* make sure we have axis pointers */
776                  uv = my_uv;
# Line 734 | Line 794 | doambient(                             /* compute ambient component */
794                          if (ra[1] < minarad)
795                                  ra[1] = minarad;
796                  }
797 <                ra[0] *= d = 1.0/sqrt(wt);
797 >                ra[0] *= d = 1.0/sqrt(fabs(wt));
798                  if ((ra[1] *= d) > 2.0*ra[0])
799                          ra[1] = 2.0*ra[0];
800                  if (ra[1] > maxarad) {
# Line 743 | Line 803 | doambient(                             /* compute ambient component */
803                                  ra[0] = maxarad;
804                  }
805                                          /* flag encroached directions */
806 <                if ((wt >= 0.89*AVGREFL) & (crlp != NULL))
806 >                if (crlp != NULL)       /* XXX doesn't update with changes to ambacc */
807                          *crlp = ambcorral(hp, uv, ra[0]*ambacc, ra[1]*ambacc);
808                  if (pg != NULL) {       /* cap gradient if necessary */
809                          d = pg[0]*pg[0]*ra[0]*ra[0] + pg[1]*pg[1]*ra[1]*ra[1];
# Line 757 | Line 817 | doambient(                             /* compute ambient component */
817          free(hp);                       /* clean up and return */
818          return(1);
819   }
760 –
761 –
762 – #else /* ! NEWAMB */
763 –
764 –
765 – void
766 – inithemi(                       /* initialize sampling hemisphere */
767 –        AMBHEMI  *hp,
768 –        COLOR ac,
769 –        RAY  *r,
770 –        double  wt
771 – )
772 – {
773 –        double  d;
774 –        int  i;
775 –                                        /* set number of divisions */
776 –        if (ambacc <= FTINY &&
777 –                        wt > (d = 0.8*intens(ac)*r->rweight/(ambdiv*minweight)))
778 –                wt = d;                 /* avoid ray termination */
779 –        hp->nt = sqrt(ambdiv * wt / PI) + 0.5;
780 –        i = ambacc > FTINY ? 3 : 1;     /* minimum number of samples */
781 –        if (hp->nt < i)
782 –                hp->nt = i;
783 –        hp->np = PI * hp->nt + 0.5;
784 –                                        /* set number of super-samples */
785 –        hp->ns = ambssamp * wt + 0.5;
786 –                                        /* assign coefficient */
787 –        copycolor(hp->acoef, ac);
788 –        d = 1.0/(hp->nt*hp->np);
789 –        scalecolor(hp->acoef, d);
790 –                                        /* make axes */
791 –        VCOPY(hp->uz, r->ron);
792 –        hp->uy[0] = hp->uy[1] = hp->uy[2] = 0.0;
793 –        for (i = 0; i < 3; i++)
794 –                if (hp->uz[i] < 0.6 && hp->uz[i] > -0.6)
795 –                        break;
796 –        if (i >= 3)
797 –                error(CONSISTENCY, "bad ray direction in inithemi");
798 –        hp->uy[i] = 1.0;
799 –        fcross(hp->ux, hp->uy, hp->uz);
800 –        normalize(hp->ux);
801 –        fcross(hp->uy, hp->uz, hp->ux);
802 – }
803 –
804 –
805 – int
806 – divsample(                              /* sample a division */
807 –        AMBSAMP  *dp,
808 –        AMBHEMI  *h,
809 –        RAY  *r
810 – )
811 – {
812 –        RAY  ar;
813 –        int  hlist[3];
814 –        double  spt[2];
815 –        double  xd, yd, zd;
816 –        double  b2;
817 –        double  phi;
818 –        int  i;
819 –                                        /* ambient coefficient for weight */
820 –        if (ambacc > FTINY)
821 –                setcolor(ar.rcoef, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
822 –        else
823 –                copycolor(ar.rcoef, h->acoef);
824 –        if (rayorigin(&ar, AMBIENT, r, ar.rcoef) < 0)
825 –                return(-1);
826 –        if (ambacc > FTINY) {
827 –                multcolor(ar.rcoef, h->acoef);
828 –                scalecolor(ar.rcoef, 1./AVGREFL);
829 –        }
830 –        hlist[0] = r->rno;
831 –        hlist[1] = dp->t;
832 –        hlist[2] = dp->p;
833 –        multisamp(spt, 2, urand(ilhash(hlist,3)+dp->n));
834 –        zd = sqrt((dp->t + spt[0])/h->nt);
835 –        phi = 2.0*PI * (dp->p + spt[1])/h->np;
836 –        xd = tcos(phi) * zd;
837 –        yd = tsin(phi) * zd;
838 –        zd = sqrt(1.0 - zd*zd);
839 –        for (i = 0; i < 3; i++)
840 –                ar.rdir[i] =    xd*h->ux[i] +
841 –                                yd*h->uy[i] +
842 –                                zd*h->uz[i];
843 –        checknorm(ar.rdir);
844 –        dimlist[ndims++] = dp->t*h->np + dp->p + 90171;
845 –        rayvalue(&ar);
846 –        ndims--;
847 –        multcolor(ar.rcol, ar.rcoef);   /* apply coefficient */
848 –        addcolor(dp->v, ar.rcol);
849 –                                        /* use rt to improve gradient calc */
850 –        if (ar.rt > FTINY && ar.rt < FHUGE)
851 –                dp->r += 1.0/ar.rt;
852 –                                        /* (re)initialize error */
853 –        if (dp->n++) {
854 –                b2 = bright(dp->v)/dp->n - bright(ar.rcol);
855 –                b2 = b2*b2 + dp->k*((dp->n-1)*(dp->n-1));
856 –                dp->k = b2/(dp->n*dp->n);
857 –        } else
858 –                dp->k = 0.0;
859 –        return(0);
860 – }
861 –
862 –
863 – static int
864 – ambcmp(                                 /* decreasing order */
865 –        const void *p1,
866 –        const void *p2
867 – )
868 – {
869 –        const AMBSAMP   *d1 = (const AMBSAMP *)p1;
870 –        const AMBSAMP   *d2 = (const AMBSAMP *)p2;
871 –
872 –        if (d1->k < d2->k)
873 –                return(1);
874 –        if (d1->k > d2->k)
875 –                return(-1);
876 –        return(0);
877 – }
878 –
879 –
880 – static int
881 – ambnorm(                                /* standard order */
882 –        const void *p1,
883 –        const void *p2
884 – )
885 – {
886 –        const AMBSAMP   *d1 = (const AMBSAMP *)p1;
887 –        const AMBSAMP   *d2 = (const AMBSAMP *)p2;
888 –        int     c;
889 –
890 –        if ( (c = d1->t - d2->t) )
891 –                return(c);
892 –        return(d1->p - d2->p);
893 – }
894 –
895 –
896 – double
897 – doambient(                              /* compute ambient component */
898 –        COLOR  rcol,
899 –        RAY  *r,
900 –        double  wt,
901 –        FVECT  pg,
902 –        FVECT  dg
903 – )
904 – {
905 –        double  b, d=0;
906 –        AMBHEMI  hemi;
907 –        AMBSAMP  *div;
908 –        AMBSAMP  dnew;
909 –        double  acol[3];
910 –        AMBSAMP  *dp;
911 –        double  arad;
912 –        int  divcnt;
913 –        int  i, j;
914 –                                        /* initialize hemisphere */
915 –        inithemi(&hemi, rcol, r, wt);
916 –        divcnt = hemi.nt * hemi.np;
917 –                                        /* initialize */
918 –        if (pg != NULL)
919 –                pg[0] = pg[1] = pg[2] = 0.0;
920 –        if (dg != NULL)
921 –                dg[0] = dg[1] = dg[2] = 0.0;
922 –        setcolor(rcol, 0.0, 0.0, 0.0);
923 –        if (divcnt == 0)
924 –                return(0.0);
925 –                                        /* allocate super-samples */
926 –        if (hemi.ns > 0 || pg != NULL || dg != NULL) {
927 –                div = (AMBSAMP *)malloc(divcnt*sizeof(AMBSAMP));
928 –                if (div == NULL)
929 –                        error(SYSTEM, "out of memory in doambient");
930 –        } else
931 –                div = NULL;
932 –                                        /* sample the divisions */
933 –        arad = 0.0;
934 –        acol[0] = acol[1] = acol[2] = 0.0;
935 –        if ((dp = div) == NULL)
936 –                dp = &dnew;
937 –        divcnt = 0;
938 –        for (i = 0; i < hemi.nt; i++)
939 –                for (j = 0; j < hemi.np; j++) {
940 –                        dp->t = i; dp->p = j;
941 –                        setcolor(dp->v, 0.0, 0.0, 0.0);
942 –                        dp->r = 0.0;
943 –                        dp->n = 0;
944 –                        if (divsample(dp, &hemi, r) < 0) {
945 –                                if (div != NULL)
946 –                                        dp++;
947 –                                continue;
948 –                        }
949 –                        arad += dp->r;
950 –                        divcnt++;
951 –                        if (div != NULL)
952 –                                dp++;
953 –                        else
954 –                                addcolor(acol, dp->v);
955 –                }
956 –        if (!divcnt) {
957 –                if (div != NULL)
958 –                        free((void *)div);
959 –                return(0.0);            /* no samples taken */
960 –        }
961 –        if (divcnt < hemi.nt*hemi.np) {
962 –                pg = dg = NULL;         /* incomplete sampling */
963 –                hemi.ns = 0;
964 –        } else if (arad > FTINY && divcnt/arad < minarad) {
965 –                hemi.ns = 0;            /* close enough */
966 –        } else if (hemi.ns > 0) {       /* else perform super-sampling? */
967 –                comperrs(div, &hemi);                   /* compute errors */
968 –                qsort(div, divcnt, sizeof(AMBSAMP), ambcmp);    /* sort divs */
969 –                                                /* super-sample */
970 –                for (i = hemi.ns; i > 0; i--) {
971 –                        dnew = *div;
972 –                        if (divsample(&dnew, &hemi, r) < 0) {
973 –                                dp++;
974 –                                continue;
975 –                        }
976 –                        dp = div;               /* reinsert */
977 –                        j = divcnt < i ? divcnt : i;
978 –                        while (--j > 0 && dnew.k < dp[1].k) {
979 –                                *dp = *(dp+1);
980 –                                dp++;
981 –                        }
982 –                        *dp = dnew;
983 –                }
984 –                if (pg != NULL || dg != NULL)   /* restore order */
985 –                        qsort(div, divcnt, sizeof(AMBSAMP), ambnorm);
986 –        }
987 –                                        /* compute returned values */
988 –        if (div != NULL) {
989 –                arad = 0.0;             /* note: divcnt may be < nt*np */
990 –                for (i = hemi.nt*hemi.np, dp = div; i-- > 0; dp++) {
991 –                        arad += dp->r;
992 –                        if (dp->n > 1) {
993 –                                b = 1.0/dp->n;
994 –                                scalecolor(dp->v, b);
995 –                                dp->r *= b;
996 –                                dp->n = 1;
997 –                        }
998 –                        addcolor(acol, dp->v);
999 –                }
1000 –                b = bright(acol);
1001 –                if (b > FTINY) {
1002 –                        b = 1.0/b;      /* compute & normalize gradient(s) */
1003 –                        if (pg != NULL) {
1004 –                                posgradient(pg, div, &hemi);
1005 –                                for (i = 0; i < 3; i++)
1006 –                                        pg[i] *= b;
1007 –                        }
1008 –                        if (dg != NULL) {
1009 –                                dirgradient(dg, div, &hemi);
1010 –                                for (i = 0; i < 3; i++)
1011 –                                        dg[i] *= b;
1012 –                        }
1013 –                }
1014 –                free((void *)div);
1015 –        }
1016 –        copycolor(rcol, acol);
1017 –        if (arad <= FTINY)
1018 –                arad = maxarad;
1019 –        else
1020 –                arad = (divcnt+hemi.ns)/arad;
1021 –        if (pg != NULL) {               /* reduce radius if gradient large */
1022 –                d = DOT(pg,pg);
1023 –                if (d*arad*arad > 1.0)
1024 –                        arad = 1.0/sqrt(d);
1025 –        }
1026 –        if (arad < minarad) {
1027 –                arad = minarad;
1028 –                if (pg != NULL && d*arad*arad > 1.0) {  /* cap gradient */
1029 –                        d = 1.0/arad/sqrt(d);
1030 –                        for (i = 0; i < 3; i++)
1031 –                                pg[i] *= d;
1032 –                }
1033 –        }
1034 –        if ((arad /= sqrt(wt)) > maxarad)
1035 –                arad = maxarad;
1036 –        return(arad);
1037 – }
1038 –
1039 –
1040 – void
1041 – comperrs(                       /* compute initial error estimates */
1042 –        AMBSAMP  *da,   /* assumes standard ordering */
1043 –        AMBHEMI  *hp
1044 – )
1045 – {
1046 –        double  b, b2;
1047 –        int  i, j;
1048 –        AMBSAMP  *dp;
1049 –                                /* sum differences from neighbors */
1050 –        dp = da;
1051 –        for (i = 0; i < hp->nt; i++)
1052 –                for (j = 0; j < hp->np; j++) {
1053 – #ifdef  DEBUG
1054 –                        if (dp->t != i || dp->p != j)
1055 –                                error(CONSISTENCY,
1056 –                                        "division order in comperrs");
1057 – #endif
1058 –                        b = bright(dp[0].v);
1059 –                        if (i > 0) {            /* from above */
1060 –                                b2 = bright(dp[-hp->np].v) - b;
1061 –                                b2 *= b2 * 0.25;
1062 –                                dp[0].k += b2;
1063 –                                dp[-hp->np].k += b2;
1064 –                        }
1065 –                        if (j > 0) {            /* from behind */
1066 –                                b2 = bright(dp[-1].v) - b;
1067 –                                b2 *= b2 * 0.25;
1068 –                                dp[0].k += b2;
1069 –                                dp[-1].k += b2;
1070 –                        } else {                /* around */
1071 –                                b2 = bright(dp[hp->np-1].v) - b;
1072 –                                b2 *= b2 * 0.25;
1073 –                                dp[0].k += b2;
1074 –                                dp[hp->np-1].k += b2;
1075 –                        }
1076 –                        dp++;
1077 –                }
1078 –                                /* divide by number of neighbors */
1079 –        dp = da;
1080 –        for (j = 0; j < hp->np; j++)            /* top row */
1081 –                (dp++)->k *= 1.0/3.0;
1082 –        if (hp->nt < 2)
1083 –                return;
1084 –        for (i = 1; i < hp->nt-1; i++)          /* central region */
1085 –                for (j = 0; j < hp->np; j++)
1086 –                        (dp++)->k *= 0.25;
1087 –        for (j = 0; j < hp->np; j++)            /* bottom row */
1088 –                (dp++)->k *= 1.0/3.0;
1089 – }
1090 –
1091 –
1092 – void
1093 – posgradient(                                    /* compute position gradient */
1094 –        FVECT  gv,
1095 –        AMBSAMP  *da,                   /* assumes standard ordering */
1096 –        AMBHEMI  *hp
1097 – )
1098 – {
1099 –        int  i, j;
1100 –        double  nextsine, lastsine, b, d;
1101 –        double  mag0, mag1;
1102 –        double  phi, cosp, sinp, xd, yd;
1103 –        AMBSAMP  *dp;
1104 –
1105 –        xd = yd = 0.0;
1106 –        for (j = 0; j < hp->np; j++) {
1107 –                dp = da + j;
1108 –                mag0 = mag1 = 0.0;
1109 –                lastsine = 0.0;
1110 –                for (i = 0; i < hp->nt; i++) {
1111 – #ifdef  DEBUG
1112 –                        if (dp->t != i || dp->p != j)
1113 –                                error(CONSISTENCY,
1114 –                                        "division order in posgradient");
1115 – #endif
1116 –                        b = bright(dp->v);
1117 –                        if (i > 0) {
1118 –                                d = dp[-hp->np].r;
1119 –                                if (dp[0].r > d) d = dp[0].r;
1120 –                                                        /* sin(t)*cos(t)^2 */
1121 –                                d *= lastsine * (1.0 - (double)i/hp->nt);
1122 –                                mag0 += d*(b - bright(dp[-hp->np].v));
1123 –                        }
1124 –                        nextsine = sqrt((double)(i+1)/hp->nt);
1125 –                        if (j > 0) {
1126 –                                d = dp[-1].r;
1127 –                                if (dp[0].r > d) d = dp[0].r;
1128 –                                mag1 += d * (nextsine - lastsine) *
1129 –                                                (b - bright(dp[-1].v));
1130 –                        } else {
1131 –                                d = dp[hp->np-1].r;
1132 –                                if (dp[0].r > d) d = dp[0].r;
1133 –                                mag1 += d * (nextsine - lastsine) *
1134 –                                                (b - bright(dp[hp->np-1].v));
1135 –                        }
1136 –                        dp += hp->np;
1137 –                        lastsine = nextsine;
1138 –                }
1139 –                mag0 *= 2.0*PI / hp->np;
1140 –                phi = 2.0*PI * (double)j/hp->np;
1141 –                cosp = tcos(phi); sinp = tsin(phi);
1142 –                xd += mag0*cosp - mag1*sinp;
1143 –                yd += mag0*sinp + mag1*cosp;
1144 –        }
1145 –        for (i = 0; i < 3; i++)
1146 –                gv[i] = (xd*hp->ux[i] + yd*hp->uy[i])*(hp->nt*hp->np)/PI;
1147 – }
1148 –
1149 –
1150 – void
1151 – dirgradient(                                    /* compute direction gradient */
1152 –        FVECT  gv,
1153 –        AMBSAMP  *da,                   /* assumes standard ordering */
1154 –        AMBHEMI  *hp
1155 – )
1156 – {
1157 –        int  i, j;
1158 –        double  mag;
1159 –        double  phi, xd, yd;
1160 –        AMBSAMP  *dp;
1161 –
1162 –        xd = yd = 0.0;
1163 –        for (j = 0; j < hp->np; j++) {
1164 –                dp = da + j;
1165 –                mag = 0.0;
1166 –                for (i = 0; i < hp->nt; i++) {
1167 – #ifdef  DEBUG
1168 –                        if (dp->t != i || dp->p != j)
1169 –                                error(CONSISTENCY,
1170 –                                        "division order in dirgradient");
1171 – #endif
1172 –                                                        /* tan(t) */
1173 –                        mag += bright(dp->v)/sqrt(hp->nt/(i+.5) - 1.0);
1174 –                        dp += hp->np;
1175 –                }
1176 –                phi = 2.0*PI * (j+.5)/hp->np + PI/2.0;
1177 –                xd += mag * tcos(phi);
1178 –                yd += mag * tsin(phi);
1179 –        }
1180 –        for (i = 0; i < 3; i++)
1181 –                gv[i] = xd*hp->ux[i] + yd*hp->uy[i];
1182 – }
1183 –
1184 – #endif  /* ! NEWAMB */

Diff Legend

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