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 1.10 by greg, Wed Jul 24 10:36:13 1991 UTC vs.
Revision 2.74 by greg, Fri Oct 14 19:15:34 2016 UTC

# Line 1 | Line 1
1 – /* Copyright (c) 1991 Regents of the University of California */
2 –
1   #ifndef lint
2 < static char SCCSid[] = "$SunId$ LBL";
2 > static const char       RCSid[] = "$Id$";
3   #endif
6 –
4   /*
5   * Routines to compute "ambient" values using Monte Carlo
6 + *
7 + *  Hessian calculations based on "Practical Hessian-Based Error Control
8 + *      for Irradiance Caching" by Schwarzhaupt, Wann Jensen, & Jarosz
9 + *      from ACM SIGGRAPH Asia 2012 conference proceedings.
10 + *
11 + *  Added book-keeping optimization to avoid calculations that would
12 + *      cancel due to traversal both directions on edges that are adjacent
13 + *      to same-valued triangles.  This cuts about half of Hessian math.
14 + *
15 + *  Declarations of external symbols in ambient.h
16   */
17  
18 < #include  "ray.h"
18 > #include "copyright.h"
19  
20 + #include  "ray.h"
21   #include  "ambient.h"
14 –
22   #include  "random.h"
23  
24 + #ifndef OLDAMB
25 +
26 + extern void             SDsquare2disk(double ds[2], double seedx, double seedy);
27 +
28   typedef struct {
29 <        short  t, p;            /* theta, phi indices */
30 <        COLOR  v;               /* value sum */
31 <        float  r;               /* 1/distance sum */
32 <        float  k;               /* variance for this division */
22 <        int  n;                 /* number of subsamples */
23 < }  AMBSAMP;             /* ambient sample division */
29 >        COLOR   v;              /* hemisphere sample value */
30 >        float   d;              /* reciprocal distance (1/rt) */
31 >        FVECT   p;              /* intersection point */
32 > } AMBSAMP;              /* sample value */
33  
34   typedef struct {
35 <        FVECT  ux, uy, uz;      /* x, y and z axis directions */
36 <        short  nt, np;          /* number of theta and phi directions */
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 */
40 >        FVECT   ux, uy;         /* tangent axis unit vectors */
41 >        AMBSAMP sa[1];          /* sample array (extends struct) */
42   }  AMBHEMI;             /* ambient sample hemisphere */
43  
44 < extern double  sin(), cos(), sqrt();
44 > #define AI(h,i,j)       ((i)*(h)->ns + (j))
45 > #define ambsam(h,i,j)   (h)->sa[AI(h,i,j)]
46  
47 + typedef struct {
48 +        FVECT   r_i, r_i1, e_i, rcp, rI2_eJ2;
49 +        double  I1, I2;
50 + } FFTRI;                /* vectors and coefficients for Hessian calculation */
51  
52 +
53   static int
54 < ambcmp(d1, d2)                          /* decreasing order */
55 < AMBSAMP  *d1, *d2;
54 > ambcollision(                           /* proposed direciton collides? */
55 >        AMBHEMI *hp,
56 >        int     i,
57 >        int     j,
58 >        FVECT   dv
59 > )
60   {
61 <        if (d1->k < d2->k)
62 <                return(1);
63 <        if (d1->k > d2->k)
64 <                return(-1);
65 <        return(0);
61 >        double  cos_thresh;
62 >        int     ii, jj;
63 >                                        /* min. spacing = 1/10th division */
64 >        cos_thresh = (PI/10.)/(double)hp->ns;
65 >        cos_thresh = 1. - .5*cos_thresh*cos_thresh;
66 >                                        /* check existing neighbors */
67 >        for (ii = i-1; ii <= i+1; ii++) {
68 >                if (ii < 0) continue;
69 >                if (ii >= hp->ns) break;
70 >                for (jj = j-1; jj <= j+1; jj++) {
71 >                        AMBSAMP *ap;
72 >                        FVECT   avec;
73 >                        double  dprod;
74 >                        if (jj < 0) continue;
75 >                        if (jj >= hp->ns) break;
76 >                        if ((ii==i) & (jj==j)) continue;
77 >                        ap = &ambsam(hp,ii,jj);
78 >                        if (ap->d <= .5/FHUGE)
79 >                                continue;       /* no one home */
80 >                        VSUB(avec, ap->p, hp->rp->rop);
81 >                        dprod = DOT(avec, dv);
82 >                        if (dprod >= cos_thresh*VLEN(avec))
83 >                                return(1);      /* collision */
84 >                }
85 >        }
86 >        return(0);                      /* nothing to worry about */
87   }
88  
89  
90   static int
91 < ambnorm(d1, d2)                         /* standard order */
92 < AMBSAMP  *d1, *d2;
91 > ambsample(                              /* initial ambient division sample */
92 >        AMBHEMI *hp,
93 >        int     i,
94 >        int     j,
95 >        int     n
96 > )
97   {
98 <        register int  c;
98 >        AMBSAMP *ap = &ambsam(hp,i,j);
99 >        RAY     ar;
100 >        int     hlist[3], ii;
101 >        double  spt[2], zd;
102 >                                        /* generate hemispherical sample */
103 >                                        /* ambient coefficient for weight */
104 >        if (ambacc > FTINY)
105 >                setcolor(ar.rcoef, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
106 >        else
107 >                copycolor(ar.rcoef, hp->acoef);
108 >        if (rayorigin(&ar, AMBIENT, hp->rp, ar.rcoef) < 0)
109 >                return(0);
110 >        if (ambacc > FTINY) {
111 >                multcolor(ar.rcoef, hp->acoef);
112 >                scalecolor(ar.rcoef, 1./AVGREFL);
113 >        }
114 >        hlist[0] = hp->rp->rno;
115 >        hlist[1] = j;
116 >        hlist[2] = i;
117 >        multisamp(spt, 2, urand(ilhash(hlist,3)+n));
118 > resample:
119 >        SDsquare2disk(spt, (j+spt[1])/hp->ns, (i+spt[0])/hp->ns);
120 >        zd = sqrt(1. - spt[0]*spt[0] - spt[1]*spt[1]);
121 >        for (ii = 3; ii--; )
122 >                ar.rdir[ii] =   spt[0]*hp->ux[ii] +
123 >                                spt[1]*hp->uy[ii] +
124 >                                zd*hp->rp->ron[ii];
125 >        checknorm(ar.rdir);
126 >                                        /* avoid coincident samples */
127 >        if (!n && ambcollision(hp, i, j, ar.rdir)) {
128 >                spt[0] = frandom(); spt[1] = frandom();
129 >                goto resample;
130 >        }
131 >        dimlist[ndims++] = AI(hp,i,j) + 90171;
132 >        rayvalue(&ar);                  /* evaluate ray */
133 >        ndims--;
134 >        if (ar.rt <= FTINY)
135 >                return(0);              /* should never happen */
136 >        multcolor(ar.rcol, ar.rcoef);   /* apply coefficient */
137 >        if (ar.rt*ap->d < 1.0)          /* new/closer distance? */
138 >                ap->d = 1.0/ar.rt;
139 >        if (!n) {                       /* record first vertex & value */
140 >                if (ar.rt > 10.0*thescene.cusize)
141 >                        ar.rt = 10.0*thescene.cusize;
142 >                VSUM(ap->p, ar.rorg, ar.rdir, ar.rt);
143 >                copycolor(ap->v, ar.rcol);
144 >        } else {                        /* else update recorded value */
145 >                hp->acol[RED] -= colval(ap->v,RED);
146 >                hp->acol[GRN] -= colval(ap->v,GRN);
147 >                hp->acol[BLU] -= colval(ap->v,BLU);
148 >                zd = 1.0/(double)(n+1);
149 >                scalecolor(ar.rcol, zd);
150 >                zd *= (double)n;
151 >                scalecolor(ap->v, zd);
152 >                addcolor(ap->v, ar.rcol);
153 >        }
154 >        addcolor(hp->acol, ap->v);      /* add to our sum */
155 >        return(1);
156 > }
157  
158 <        if (c = d1->t - d2->t)
159 <                return(c);
160 <        return(d1->p - d2->p);
158 >
159 > /* Estimate errors based on ambient division differences */
160 > static float *
161 > getambdiffs(AMBHEMI *hp)
162 > {
163 >        float   *earr = (float *)calloc(hp->ns*hp->ns, sizeof(float));
164 >        float   *ep;
165 >        AMBSAMP *ap;
166 >        double  b, d2;
167 >        int     i, j;
168 >
169 >        if (earr == NULL)               /* out of memory? */
170 >                return(NULL);
171 >                                        /* compute squared neighbor diffs */
172 >        for (ap = hp->sa, ep = earr, i = 0; i < hp->ns; i++)
173 >            for (j = 0; j < hp->ns; j++, ap++, ep++) {
174 >                b = bright(ap[0].v);
175 >                if (i) {                /* from above */
176 >                        d2 = b - bright(ap[-hp->ns].v);
177 >                        d2 *= d2;
178 >                        ep[0] += d2;
179 >                        ep[-hp->ns] += d2;
180 >                }
181 >                if (!j) continue;
182 >                                        /* from behind */
183 >                d2 = b - bright(ap[-1].v);
184 >                d2 *= d2;
185 >                ep[0] += d2;
186 >                ep[-1] += d2;
187 >                if (!i) continue;
188 >                                        /* diagonal */
189 >                d2 = b - bright(ap[-hp->ns-1].v);
190 >                d2 *= d2;
191 >                ep[0] += d2;
192 >                ep[-hp->ns-1] += d2;
193 >            }
194 >                                        /* correct for number of neighbors */
195 >        earr[0] *= 8./3.;
196 >        earr[hp->ns-1] *= 8./3.;
197 >        earr[(hp->ns-1)*hp->ns] *= 8./3.;
198 >        earr[(hp->ns-1)*hp->ns + hp->ns-1] *= 8./3.;
199 >        for (i = 1; i < hp->ns-1; i++) {
200 >                earr[i*hp->ns] *= 8./5.;
201 >                earr[i*hp->ns + hp->ns-1] *= 8./5.;
202 >        }
203 >        for (j = 1; j < hp->ns-1; j++) {
204 >                earr[j] *= 8./5.;
205 >                earr[(hp->ns-1)*hp->ns + j] *= 8./5.;
206 >        }
207 >        return(earr);
208   }
209  
210  
211 < divsample(dp, h, r)                     /* sample a division */
212 < register AMBSAMP  *dp;
213 < AMBHEMI  *h;
60 < RAY  *r;
211 > /* Perform super-sampling on hemisphere (introduces bias) */
212 > static void
213 > ambsupersamp(AMBHEMI *hp, int cnt)
214   {
215 +        float   *earr = getambdiffs(hp);
216 +        double  e2rem = 0;
217 +        AMBSAMP *ap;
218 +        float   *ep;
219 +        int     i, j, n, nss;
220 +
221 +        if (earr == NULL)               /* just skip calc. if no memory */
222 +                return;
223 +                                        /* accumulate estimated variances */
224 +        for (ep = earr + hp->ns*hp->ns; ep > earr; )
225 +                e2rem += *--ep;
226 +        ep = earr;                      /* perform super-sampling */
227 +        for (ap = hp->sa, i = 0; i < hp->ns; i++)
228 +            for (j = 0; j < hp->ns; j++, ap++) {
229 +                if (e2rem <= FTINY)
230 +                        goto done;      /* nothing left to do */
231 +                nss = *ep/e2rem*cnt + frandom();
232 +                for (n = 1; n <= nss && ambsample(hp,i,j,n); n++)
233 +                        --cnt;
234 +                e2rem -= *ep++;         /* update remainder */
235 +        }
236 + done:
237 +        free(earr);
238 + }
239 +
240 +
241 + static AMBHEMI *
242 + samp_hemi(                              /* sample indirect hemisphere */
243 +        COLOR   rcol,
244 +        RAY     *r,
245 +        double  wt
246 + )
247 + {
248 +        AMBHEMI *hp;
249 +        double  d;
250 +        int     n, i, j;
251 +                                        /* set number of divisions */
252 +        if (ambacc <= FTINY &&
253 +                        wt > (d = 0.8*intens(rcol)*r->rweight/(ambdiv*minweight)))
254 +                wt = d;                 /* avoid ray termination */
255 +        n = sqrt(ambdiv * wt) + 0.5;
256 +        i = 1 + 5*(ambacc > FTINY);     /* minimum number of samples */
257 +        if (n < i)
258 +                n = i;
259 +                                        /* allocate sampling array */
260 +        hp = (AMBHEMI *)malloc(sizeof(AMBHEMI) + sizeof(AMBSAMP)*(n*n - 1));
261 +        if (hp == NULL)
262 +                error(SYSTEM, "out of memory in samp_hemi");
263 +        hp->rp = r;
264 +        hp->ns = n;
265 +        hp->acol[RED] = hp->acol[GRN] = hp->acol[BLU] = 0.0;
266 +        memset(hp->sa, 0, sizeof(AMBSAMP)*n*n);
267 +        hp->sampOK = 0;
268 +                                        /* assign coefficient */
269 +        copycolor(hp->acoef, rcol);
270 +        d = 1.0/(n*n);
271 +        scalecolor(hp->acoef, d);
272 +                                        /* make tangent plane axes */
273 +        if (!getperpendicular(hp->ux, r->ron, 1))
274 +                error(CONSISTENCY, "bad ray direction in samp_hemi");
275 +        VCROSS(hp->uy, r->ron, hp->ux);
276 +                                        /* sample divisions */
277 +        for (i = hp->ns; i--; )
278 +            for (j = hp->ns; j--; )
279 +                hp->sampOK += ambsample(hp, i, j, 0);
280 +        copycolor(rcol, hp->acol);
281 +        if (!hp->sampOK) {              /* utter failure? */
282 +                free(hp);
283 +                return(NULL);
284 +        }
285 +        if (hp->sampOK < hp->ns*hp->ns) {
286 +                hp->sampOK *= -1;       /* soft failure */
287 +                return(hp);
288 +        }
289 +        n = ambssamp*wt + 0.5;
290 +        if (n > 8) {                    /* perform super-sampling? */
291 +                ambsupersamp(hp, n);
292 +                copycolor(rcol, hp->acol);
293 +        }
294 +        return(hp);                     /* all is well */
295 + }
296 +
297 +
298 + /* Return brightness of farthest ambient sample */
299 + static double
300 + back_ambval(AMBHEMI *hp, const int n1, const int n2, const int n3)
301 + {
302 +        if (hp->sa[n1].d <= hp->sa[n2].d) {
303 +                if (hp->sa[n1].d <= hp->sa[n3].d)
304 +                        return(colval(hp->sa[n1].v,CIEY));
305 +                return(colval(hp->sa[n3].v,CIEY));
306 +        }
307 +        if (hp->sa[n2].d <= hp->sa[n3].d)
308 +                return(colval(hp->sa[n2].v,CIEY));
309 +        return(colval(hp->sa[n3].v,CIEY));
310 + }
311 +
312 +
313 + /* Compute vectors and coefficients for Hessian/gradient calcs */
314 + static void
315 + comp_fftri(FFTRI *ftp, AMBHEMI *hp, const int n0, const int n1)
316 + {
317 +        double  rdot_cp, dot_e, dot_er, rdot_r, rdot_r1, J2;
318 +        int     ii;
319 +
320 +        VSUB(ftp->r_i, hp->sa[n0].p, hp->rp->rop);
321 +        VSUB(ftp->r_i1, hp->sa[n1].p, hp->rp->rop);
322 +        VSUB(ftp->e_i, hp->sa[n1].p, hp->sa[n0].p);
323 +        VCROSS(ftp->rcp, ftp->r_i, ftp->r_i1);
324 +        rdot_cp = 1.0/DOT(ftp->rcp,ftp->rcp);
325 +        dot_e = DOT(ftp->e_i,ftp->e_i);
326 +        dot_er = DOT(ftp->e_i, ftp->r_i);
327 +        rdot_r = 1.0/DOT(ftp->r_i,ftp->r_i);
328 +        rdot_r1 = 1.0/DOT(ftp->r_i1,ftp->r_i1);
329 +        ftp->I1 = acos( DOT(ftp->r_i, ftp->r_i1) * sqrt(rdot_r*rdot_r1) ) *
330 +                        sqrt( rdot_cp );
331 +        ftp->I2 = ( DOT(ftp->e_i, ftp->r_i1)*rdot_r1 - dot_er*rdot_r +
332 +                        dot_e*ftp->I1 )*0.5*rdot_cp;
333 +        J2 =  ( 0.5*(rdot_r - rdot_r1) - dot_er*ftp->I2 ) / dot_e;
334 +        for (ii = 3; ii--; )
335 +                ftp->rI2_eJ2[ii] = ftp->I2*ftp->r_i[ii] + J2*ftp->e_i[ii];
336 + }
337 +
338 +
339 + /* Compose 3x3 matrix from two vectors */
340 + static void
341 + compose_matrix(FVECT mat[3], FVECT va, FVECT vb)
342 + {
343 +        mat[0][0] = 2.0*va[0]*vb[0];
344 +        mat[1][1] = 2.0*va[1]*vb[1];
345 +        mat[2][2] = 2.0*va[2]*vb[2];
346 +        mat[0][1] = mat[1][0] = va[0]*vb[1] + va[1]*vb[0];
347 +        mat[0][2] = mat[2][0] = va[0]*vb[2] + va[2]*vb[0];
348 +        mat[1][2] = mat[2][1] = va[1]*vb[2] + va[2]*vb[1];
349 + }
350 +
351 +
352 + /* Compute partial 3x3 Hessian matrix for edge */
353 + static void
354 + comp_hessian(FVECT hess[3], FFTRI *ftp, FVECT nrm)
355 + {
356 +        FVECT   ncp;
357 +        FVECT   m1[3], m2[3], m3[3], m4[3];
358 +        double  d1, d2, d3, d4;
359 +        double  I3, J3, K3;
360 +        int     i, j;
361 +                                        /* compute intermediate coefficients */
362 +        d1 = 1.0/DOT(ftp->r_i,ftp->r_i);
363 +        d2 = 1.0/DOT(ftp->r_i1,ftp->r_i1);
364 +        d3 = 1.0/DOT(ftp->e_i,ftp->e_i);
365 +        d4 = DOT(ftp->e_i, ftp->r_i);
366 +        I3 = ( DOT(ftp->e_i, ftp->r_i1)*d2*d2 - d4*d1*d1 + 3.0/d3*ftp->I2 )
367 +                        / ( 4.0*DOT(ftp->rcp,ftp->rcp) );
368 +        J3 = 0.25*d3*(d1*d1 - d2*d2) - d4*d3*I3;
369 +        K3 = d3*(ftp->I2 - I3/d1 - 2.0*d4*J3);
370 +                                        /* intermediate matrices */
371 +        VCROSS(ncp, nrm, ftp->e_i);
372 +        compose_matrix(m1, ncp, ftp->rI2_eJ2);
373 +        compose_matrix(m2, ftp->r_i, ftp->r_i);
374 +        compose_matrix(m3, ftp->e_i, ftp->e_i);
375 +        compose_matrix(m4, ftp->r_i, ftp->e_i);
376 +        d1 = DOT(nrm, ftp->rcp);
377 +        d2 = -d1*ftp->I2;
378 +        d1 *= 2.0;
379 +        for (i = 3; i--; )              /* final matrix sum */
380 +            for (j = 3; j--; ) {
381 +                hess[i][j] = m1[i][j] + d1*( I3*m2[i][j] + K3*m3[i][j] +
382 +                                                2.0*J3*m4[i][j] );
383 +                hess[i][j] += d2*(i==j);
384 +                hess[i][j] *= -1.0/PI;
385 +            }
386 + }
387 +
388 +
389 + /* Reverse hessian calculation result for edge in other direction */
390 + static void
391 + rev_hessian(FVECT hess[3])
392 + {
393 +        int     i;
394 +
395 +        for (i = 3; i--; ) {
396 +                hess[i][0] = -hess[i][0];
397 +                hess[i][1] = -hess[i][1];
398 +                hess[i][2] = -hess[i][2];
399 +        }
400 + }
401 +
402 +
403 + /* Add to radiometric Hessian from the given triangle */
404 + static void
405 + add2hessian(FVECT hess[3], FVECT ehess1[3],
406 +                FVECT ehess2[3], FVECT ehess3[3], double v)
407 + {
408 +        int     i, j;
409 +
410 +        for (i = 3; i--; )
411 +            for (j = 3; j--; )
412 +                hess[i][j] += v*( ehess1[i][j] + ehess2[i][j] + ehess3[i][j] );
413 + }
414 +
415 +
416 + /* Compute partial displacement form factor gradient for edge */
417 + static void
418 + comp_gradient(FVECT grad, FFTRI *ftp, FVECT nrm)
419 + {
420 +        FVECT   ncp;
421 +        double  f1;
422 +        int     i;
423 +
424 +        f1 = 2.0*DOT(nrm, ftp->rcp);
425 +        VCROSS(ncp, nrm, ftp->e_i);
426 +        for (i = 3; i--; )
427 +                grad[i] = (0.5/PI)*( ftp->I1*ncp[i] + f1*ftp->rI2_eJ2[i] );
428 + }
429 +
430 +
431 + /* Reverse gradient calculation result for edge in other direction */
432 + static void
433 + rev_gradient(FVECT grad)
434 + {
435 +        grad[0] = -grad[0];
436 +        grad[1] = -grad[1];
437 +        grad[2] = -grad[2];
438 + }
439 +
440 +
441 + /* Add to displacement gradient from the given triangle */
442 + static void
443 + add2gradient(FVECT grad, FVECT egrad1, FVECT egrad2, FVECT egrad3, double v)
444 + {
445 +        int     i;
446 +
447 +        for (i = 3; i--; )
448 +                grad[i] += v*( egrad1[i] + egrad2[i] + egrad3[i] );
449 + }
450 +
451 +
452 + /* Compute anisotropic radii and eigenvector directions */
453 + static void
454 + eigenvectors(FVECT uv[2], float ra[2], FVECT hessian[3])
455 + {
456 +        double  hess2[2][2];
457 +        FVECT   a, b;
458 +        double  evalue[2], slope1, xmag1;
459 +        int     i;
460 +                                        /* project Hessian to sample plane */
461 +        for (i = 3; i--; ) {
462 +                a[i] = DOT(hessian[i], uv[0]);
463 +                b[i] = DOT(hessian[i], uv[1]);
464 +        }
465 +        hess2[0][0] = DOT(uv[0], a);
466 +        hess2[0][1] = DOT(uv[0], b);
467 +        hess2[1][0] = DOT(uv[1], a);
468 +        hess2[1][1] = DOT(uv[1], b);
469 +                                        /* compute eigenvalue(s) */
470 +        i = quadratic(evalue, 1.0, -hess2[0][0]-hess2[1][1],
471 +                        hess2[0][0]*hess2[1][1]-hess2[0][1]*hess2[1][0]);
472 +        if (i == 1)                     /* double-root (circle) */
473 +                evalue[1] = evalue[0];
474 +        if (!i || ((evalue[0] = fabs(evalue[0])) <= FTINY*FTINY) |
475 +                        ((evalue[1] = fabs(evalue[1])) <= FTINY*FTINY) ) {
476 +                ra[0] = ra[1] = maxarad;
477 +                return;
478 +        }
479 +        if (evalue[0] > evalue[1]) {
480 +                ra[0] = sqrt(sqrt(4.0/evalue[0]));
481 +                ra[1] = sqrt(sqrt(4.0/evalue[1]));
482 +                slope1 = evalue[1];
483 +        } else {
484 +                ra[0] = sqrt(sqrt(4.0/evalue[1]));
485 +                ra[1] = sqrt(sqrt(4.0/evalue[0]));
486 +                slope1 = evalue[0];
487 +        }
488 +                                        /* compute unit eigenvectors */
489 +        if (fabs(hess2[0][1]) <= FTINY)
490 +                return;                 /* uv OK as is */
491 +        slope1 = (slope1 - hess2[0][0]) / hess2[0][1];
492 +        xmag1 = sqrt(1.0/(1.0 + slope1*slope1));
493 +        for (i = 3; i--; ) {
494 +                b[i] = xmag1*uv[0][i] + slope1*xmag1*uv[1][i];
495 +                a[i] = slope1*xmag1*uv[0][i] - xmag1*uv[1][i];
496 +        }
497 +        VCOPY(uv[0], a);
498 +        VCOPY(uv[1], b);
499 + }
500 +
501 +
502 + static void
503 + ambHessian(                             /* anisotropic radii & pos. gradient */
504 +        AMBHEMI *hp,
505 +        FVECT   uv[2],                  /* returned */
506 +        float   ra[2],                  /* returned (optional) */
507 +        float   pg[2]                   /* returned (optional) */
508 + )
509 + {
510 +        static char     memerrmsg[] = "out of memory in ambHessian()";
511 +        FVECT           (*hessrow)[3] = NULL;
512 +        FVECT           *gradrow = NULL;
513 +        FVECT           hessian[3];
514 +        FVECT           gradient;
515 +        FFTRI           fftr;
516 +        int             i, j;
517 +                                        /* be sure to assign unit vectors */
518 +        VCOPY(uv[0], hp->ux);
519 +        VCOPY(uv[1], hp->uy);
520 +                        /* clock-wise vertex traversal from sample POV */
521 +        if (ra != NULL) {               /* initialize Hessian row buffer */
522 +                hessrow = (FVECT (*)[3])malloc(sizeof(FVECT)*3*(hp->ns-1));
523 +                if (hessrow == NULL)
524 +                        error(SYSTEM, memerrmsg);
525 +                memset(hessian, 0, sizeof(hessian));
526 +        } else if (pg == NULL)          /* bogus call? */
527 +                return;
528 +        if (pg != NULL) {               /* initialize form factor row buffer */
529 +                gradrow = (FVECT *)malloc(sizeof(FVECT)*(hp->ns-1));
530 +                if (gradrow == NULL)
531 +                        error(SYSTEM, memerrmsg);
532 +                memset(gradient, 0, sizeof(gradient));
533 +        }
534 +                                        /* compute first row of edges */
535 +        for (j = 0; j < hp->ns-1; j++) {
536 +                comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,0,j), AI(hp,0,j+1));
537 +                if (hessrow != NULL)
538 +                        comp_hessian(hessrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
539 +                if (gradrow != NULL)
540 +                        comp_gradient(gradrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
541 +        }
542 +                                        /* sum each row of triangles */
543 +        for (i = 0; i < hp->ns-1; i++) {
544 +            FVECT       hesscol[3];     /* compute first vertical edge */
545 +            FVECT       gradcol;
546 +            comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i,0), AI(hp,i+1,0));
547 +            if (hessrow != NULL)
548 +                comp_hessian(hesscol, &fftr, hp->rp->ron);
549 +            if (gradrow != NULL)
550 +                comp_gradient(gradcol, &fftr, hp->rp->ron);
551 +            for (j = 0; j < hp->ns-1; j++) {
552 +                FVECT   hessdia[3];     /* compute triangle contributions */
553 +                FVECT   graddia;
554 +                double  backg;
555 +                backg = back_ambval(hp, AI(hp,i,j),
556 +                                        AI(hp,i,j+1), AI(hp,i+1,j));
557 +                                        /* diagonal (inner) edge */
558 +                comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i,j+1), AI(hp,i+1,j));
559 +                if (hessrow != NULL) {
560 +                    comp_hessian(hessdia, &fftr, hp->rp->ron);
561 +                    rev_hessian(hesscol);
562 +                    add2hessian(hessian, hessrow[j], hessdia, hesscol, backg);
563 +                }
564 +                if (gradrow != NULL) {
565 +                    comp_gradient(graddia, &fftr, hp->rp->ron);
566 +                    rev_gradient(gradcol);
567 +                    add2gradient(gradient, gradrow[j], graddia, gradcol, backg);
568 +                }
569 +                                        /* initialize edge in next row */
570 +                comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i+1,j+1), AI(hp,i+1,j));
571 +                if (hessrow != NULL)
572 +                    comp_hessian(hessrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
573 +                if (gradrow != NULL)
574 +                    comp_gradient(gradrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
575 +                                        /* new column edge & paired triangle */
576 +                backg = back_ambval(hp, AI(hp,i+1,j+1),
577 +                                        AI(hp,i+1,j), AI(hp,i,j+1));
578 +                comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i,j+1), AI(hp,i+1,j+1));
579 +                if (hessrow != NULL) {
580 +                    comp_hessian(hesscol, &fftr, hp->rp->ron);
581 +                    rev_hessian(hessdia);
582 +                    add2hessian(hessian, hessrow[j], hessdia, hesscol, backg);
583 +                    if (i < hp->ns-2)
584 +                        rev_hessian(hessrow[j]);
585 +                }
586 +                if (gradrow != NULL) {
587 +                    comp_gradient(gradcol, &fftr, hp->rp->ron);
588 +                    rev_gradient(graddia);
589 +                    add2gradient(gradient, gradrow[j], graddia, gradcol, backg);
590 +                    if (i < hp->ns-2)
591 +                        rev_gradient(gradrow[j]);
592 +                }
593 +            }
594 +        }
595 +                                        /* release row buffers */
596 +        if (hessrow != NULL) free(hessrow);
597 +        if (gradrow != NULL) free(gradrow);
598 +        
599 +        if (ra != NULL)                 /* extract eigenvectors & radii */
600 +                eigenvectors(uv, ra, hessian);
601 +        if (pg != NULL) {               /* tangential position gradient */
602 +                pg[0] = DOT(gradient, uv[0]);
603 +                pg[1] = DOT(gradient, uv[1]);
604 +        }
605 + }
606 +
607 +
608 + /* Compute direction gradient from a hemispherical sampling */
609 + static void
610 + ambdirgrad(AMBHEMI *hp, FVECT uv[2], float dg[2])
611 + {
612 +        AMBSAMP *ap;
613 +        double  dgsum[2];
614 +        int     n;
615 +        FVECT   vd;
616 +        double  gfact;
617 +
618 +        dgsum[0] = dgsum[1] = 0.0;      /* sum values times -tan(theta) */
619 +        for (ap = hp->sa, n = hp->ns*hp->ns; n--; ap++) {
620 +                                        /* use vector for azimuth + 90deg */
621 +                VSUB(vd, ap->p, hp->rp->rop);
622 +                                        /* brightness over cosine factor */
623 +                gfact = colval(ap->v,CIEY) / DOT(hp->rp->ron, vd);
624 +                                        /* sine = proj_radius/vd_length */
625 +                dgsum[0] -= DOT(uv[1], vd) * gfact;
626 +                dgsum[1] += DOT(uv[0], vd) * gfact;
627 +        }
628 +        dg[0] = dgsum[0] / (hp->ns*hp->ns);
629 +        dg[1] = dgsum[1] / (hp->ns*hp->ns);
630 + }
631 +
632 +
633 + /* Compute potential light leak direction flags for cache value */
634 + static uint32
635 + ambcorral(AMBHEMI *hp, FVECT uv[2], const double r0, const double r1)
636 + {
637 +        const double    max_d = 1.0/(minarad*ambacc + 0.001);
638 +        const double    ang_res = 0.5*PI/hp->ns;
639 +        const double    ang_step = ang_res/((int)(16/PI*ang_res) + 1.01);
640 +        double          avg_d = 0;
641 +        uint32          flgs = 0;
642 +        FVECT           vec;
643 +        double          u, v;
644 +        double          ang, a1;
645 +        int             i, j;
646 +                                        /* don't bother for a few samples */
647 +        if (hp->ns < 8)
648 +                return(0);
649 +                                        /* check distances overhead */
650 +        for (i = hp->ns*3/4; i-- > hp->ns>>2; )
651 +            for (j = hp->ns*3/4; j-- > hp->ns>>2; )
652 +                avg_d += ambsam(hp,i,j).d;
653 +        avg_d *= 4.0/(hp->ns*hp->ns);
654 +        if (avg_d*r0 >= 1.0)            /* ceiling too low for corral? */
655 +                return(0);
656 +        if (avg_d >= max_d)             /* insurance */
657 +                return(0);
658 +                                        /* else circle around perimeter */
659 +        for (i = 0; i < hp->ns; i++)
660 +            for (j = 0; j < hp->ns; j += !i|(i==hp->ns-1) ? 1 : hp->ns-1) {
661 +                AMBSAMP *ap = &ambsam(hp,i,j);
662 +                if ((ap->d <= FTINY) | (ap->d >= max_d))
663 +                        continue;       /* too far or too near */
664 +                VSUB(vec, ap->p, hp->rp->rop);
665 +                u = DOT(vec, uv[0]);
666 +                v = DOT(vec, uv[1]);
667 +                if ((r0*r0*u*u + r1*r1*v*v) * ap->d*ap->d <= u*u + v*v)
668 +                        continue;       /* occluder outside ellipse */
669 +                ang = atan2a(v, u);     /* else set direction flags */
670 +                for (a1 = ang-ang_res; a1 <= ang+ang_res; a1 += ang_step)
671 +                        flgs |= 1L<<(int)(16/PI*(a1 + 2.*PI*(a1 < 0)));
672 +            }
673 +                                        /* add low-angle incident (< 20deg) */
674 +        if (fabs(hp->rp->rod) <= 0.342) {
675 +                u = -DOT(hp->rp->rdir, uv[0]);
676 +                v = -DOT(hp->rp->rdir, uv[1]);
677 +                if ((r0*r0*u*u + r1*r1*v*v) > hp->rp->rot*hp->rp->rot) {
678 +                        ang = atan2a(v, u);
679 +                        ang += 2.*PI*(ang < 0);
680 +                        ang *= 16/PI;
681 +                        if ((ang < .5) | (ang >= 31.5))
682 +                                flgs |= 0x80000001;
683 +                        else
684 +                                flgs |= 3L<<(int)(ang-.5);
685 +                }
686 +        }
687 +        return(flgs);
688 + }
689 +
690 +
691 + int
692 + doambient(                              /* compute ambient component */
693 +        COLOR   rcol,                   /* input/output color */
694 +        RAY     *r,
695 +        double  wt,
696 +        FVECT   uv[2],                  /* returned (optional) */
697 +        float   ra[2],                  /* returned (optional) */
698 +        float   pg[2],                  /* returned (optional) */
699 +        float   dg[2],                  /* returned (optional) */
700 +        uint32  *crlp                   /* returned (optional) */
701 + )
702 + {
703 +        AMBHEMI *hp = samp_hemi(rcol, r, wt);
704 +        FVECT   my_uv[2];
705 +        double  d, K;
706 +        AMBSAMP *ap;
707 +        int     i;
708 +                                        /* clear return values */
709 +        if (uv != NULL)
710 +                memset(uv, 0, sizeof(FVECT)*2);
711 +        if (ra != NULL)
712 +                ra[0] = ra[1] = 0.0;
713 +        if (pg != NULL)
714 +                pg[0] = pg[1] = 0.0;
715 +        if (dg != NULL)
716 +                dg[0] = dg[1] = 0.0;
717 +        if (crlp != NULL)
718 +                *crlp = 0;
719 +        if (hp == NULL)                 /* sampling falure? */
720 +                return(0);
721 +
722 +        if ((ra == NULL) & (pg == NULL) & (dg == NULL) ||
723 +                        (hp->sampOK < 0) | (hp->ns < 6)) {
724 +                free(hp);               /* Hessian not requested/possible */
725 +                return(-1);             /* value-only return value */
726 +        }
727 +        if ((d = bright(rcol)) > FTINY) {       /* normalize Y values */
728 +                d = 0.99*(hp->ns*hp->ns)/d;
729 +                K = 0.01;
730 +        } else {                        /* or fall back on geometric Hessian */
731 +                K = 1.0;
732 +                pg = NULL;
733 +                dg = NULL;
734 +                crlp = NULL;
735 +        }
736 +        ap = hp->sa;                    /* relative Y channel from here on... */
737 +        for (i = hp->ns*hp->ns; i--; ap++)
738 +                colval(ap->v,CIEY) = bright(ap->v)*d + K;
739 +
740 +        if (uv == NULL)                 /* make sure we have axis pointers */
741 +                uv = my_uv;
742 +                                        /* compute radii & pos. gradient */
743 +        ambHessian(hp, uv, ra, pg);
744 +
745 +        if (dg != NULL)                 /* compute direction gradient */
746 +                ambdirgrad(hp, uv, dg);
747 +
748 +        if (ra != NULL) {               /* scale/clamp radii */
749 +                if (pg != NULL) {
750 +                        if (ra[0]*(d = fabs(pg[0])) > 1.0)
751 +                                ra[0] = 1.0/d;
752 +                        if (ra[1]*(d = fabs(pg[1])) > 1.0)
753 +                                ra[1] = 1.0/d;
754 +                        if (ra[0] > ra[1])
755 +                                ra[0] = ra[1];
756 +                }
757 +                if (ra[0] < minarad) {
758 +                        ra[0] = minarad;
759 +                        if (ra[1] < minarad)
760 +                                ra[1] = minarad;
761 +                }
762 +                ra[0] *= d = 1.0/sqrt(wt);
763 +                if ((ra[1] *= d) > 2.0*ra[0])
764 +                        ra[1] = 2.0*ra[0];
765 +                if (ra[1] > maxarad) {
766 +                        ra[1] = maxarad;
767 +                        if (ra[0] > maxarad)
768 +                                ra[0] = maxarad;
769 +                }
770 +                                        /* flag encroached directions */
771 +                if (crlp != NULL)
772 +                        *crlp = ambcorral(hp, uv, ra[0]*ambacc, ra[1]*ambacc);
773 +                if (pg != NULL) {       /* cap gradient if necessary */
774 +                        d = pg[0]*pg[0]*ra[0]*ra[0] + pg[1]*pg[1]*ra[1]*ra[1];
775 +                        if (d > 1.0) {
776 +                                d = 1.0/sqrt(d);
777 +                                pg[0] *= d;
778 +                                pg[1] *= d;
779 +                        }
780 +                }
781 +        }
782 +        free(hp);                       /* clean up and return */
783 +        return(1);
784 + }
785 +
786 +
787 + #else /* ! NEWAMB */
788 +
789 +
790 + void
791 + inithemi(                       /* initialize sampling hemisphere */
792 +        AMBHEMI  *hp,
793 +        COLOR ac,
794 +        RAY  *r,
795 +        double  wt
796 + )
797 + {
798 +        double  d;
799 +        int  i;
800 +                                        /* set number of divisions */
801 +        if (ambacc <= FTINY &&
802 +                        wt > (d = 0.8*intens(ac)*r->rweight/(ambdiv*minweight)))
803 +                wt = d;                 /* avoid ray termination */
804 +        hp->nt = sqrt(ambdiv * wt / PI) + 0.5;
805 +        i = ambacc > FTINY ? 3 : 1;     /* minimum number of samples */
806 +        if (hp->nt < i)
807 +                hp->nt = i;
808 +        hp->np = PI * hp->nt + 0.5;
809 +                                        /* set number of super-samples */
810 +        hp->ns = ambssamp * wt + 0.5;
811 +                                        /* assign coefficient */
812 +        copycolor(hp->acoef, ac);
813 +        d = 1.0/(hp->nt*hp->np);
814 +        scalecolor(hp->acoef, d);
815 +                                        /* make axes */
816 +        VCOPY(hp->uz, r->ron);
817 +        hp->uy[0] = hp->uy[1] = hp->uy[2] = 0.0;
818 +        for (i = 0; i < 3; i++)
819 +                if (hp->uz[i] < 0.6 && hp->uz[i] > -0.6)
820 +                        break;
821 +        if (i >= 3)
822 +                error(CONSISTENCY, "bad ray direction in inithemi");
823 +        hp->uy[i] = 1.0;
824 +        fcross(hp->ux, hp->uy, hp->uz);
825 +        normalize(hp->ux);
826 +        fcross(hp->uy, hp->uz, hp->ux);
827 + }
828 +
829 +
830 + int
831 + divsample(                              /* sample a division */
832 +        AMBSAMP  *dp,
833 +        AMBHEMI  *h,
834 +        RAY  *r
835 + )
836 + {
837          RAY  ar;
838 <        int  hlist[4];
838 >        int  hlist[3];
839 >        double  spt[2];
840          double  xd, yd, zd;
841          double  b2;
842          double  phi;
843 <        register int  i;
844 <
845 <        if (rayorigin(&ar, r, AMBIENT, 0.5) < 0)
843 >        int  i;
844 >                                        /* ambient coefficient for weight */
845 >        if (ambacc > FTINY)
846 >                setcolor(ar.rcoef, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
847 >        else
848 >                copycolor(ar.rcoef, h->acoef);
849 >        if (rayorigin(&ar, AMBIENT, r, ar.rcoef) < 0)
850                  return(-1);
851 +        if (ambacc > FTINY) {
852 +                multcolor(ar.rcoef, h->acoef);
853 +                scalecolor(ar.rcoef, 1./AVGREFL);
854 +        }
855          hlist[0] = r->rno;
856          hlist[1] = dp->t;
857          hlist[2] = dp->p;
858 <        hlist[3] = 0;
859 <        zd = sqrt((dp->t+urand(urind(ilhash(hlist,4),dp->n)))/h->nt);
860 <        hlist[3] = 1;
861 <        phi = 2.0*PI * (dp->p+urand(urind(ilhash(hlist,4),dp->n)))/h->np;
862 <        xd = cos(phi) * zd;
79 <        yd = sin(phi) * zd;
858 >        multisamp(spt, 2, urand(ilhash(hlist,3)+dp->n));
859 >        zd = sqrt((dp->t + spt[0])/h->nt);
860 >        phi = 2.0*PI * (dp->p + spt[1])/h->np;
861 >        xd = tcos(phi) * zd;
862 >        yd = tsin(phi) * zd;
863          zd = sqrt(1.0 - zd*zd);
864          for (i = 0; i < 3; i++)
865                  ar.rdir[i] =    xd*h->ux[i] +
866                                  yd*h->uy[i] +
867                                  zd*h->uz[i];
868 +        checknorm(ar.rdir);
869          dimlist[ndims++] = dp->t*h->np + dp->p + 90171;
870          rayvalue(&ar);
871          ndims--;
872 +        multcolor(ar.rcol, ar.rcoef);   /* apply coefficient */
873          addcolor(dp->v, ar.rcol);
874 +                                        /* use rt to improve gradient calc */
875          if (ar.rt > FTINY && ar.rt < FHUGE)
876                  dp->r += 1.0/ar.rt;
877                                          /* (re)initialize error */
# Line 99 | Line 885 | RAY  *r;
885   }
886  
887  
888 + static int
889 + ambcmp(                                 /* decreasing order */
890 +        const void *p1,
891 +        const void *p2
892 + )
893 + {
894 +        const AMBSAMP   *d1 = (const AMBSAMP *)p1;
895 +        const AMBSAMP   *d2 = (const AMBSAMP *)p2;
896 +
897 +        if (d1->k < d2->k)
898 +                return(1);
899 +        if (d1->k > d2->k)
900 +                return(-1);
901 +        return(0);
902 + }
903 +
904 +
905 + static int
906 + ambnorm(                                /* standard order */
907 +        const void *p1,
908 +        const void *p2
909 + )
910 + {
911 +        const AMBSAMP   *d1 = (const AMBSAMP *)p1;
912 +        const AMBSAMP   *d2 = (const AMBSAMP *)p2;
913 +        int     c;
914 +
915 +        if ( (c = d1->t - d2->t) )
916 +                return(c);
917 +        return(d1->p - d2->p);
918 + }
919 +
920 +
921   double
922 < doambient(acol, r, pg, dg)              /* compute ambient component */
923 < COLOR  acol;
924 < RAY  *r;
925 < FVECT  pg, dg;
922 > doambient(                              /* compute ambient component */
923 >        COLOR  rcol,
924 >        RAY  *r,
925 >        double  wt,
926 >        FVECT  pg,
927 >        FVECT  dg
928 > )
929   {
930 <        double  b, d;
930 >        double  b, d=0;
931          AMBHEMI  hemi;
932          AMBSAMP  *div;
933          AMBSAMP  dnew;
934 <        register AMBSAMP  *dp;
934 >        double  acol[3];
935 >        AMBSAMP  *dp;
936          double  arad;
937 <        int  ndivs, ns;
938 <        register int  i, j;
116 <                                        /* initialize color */
117 <        setcolor(acol, 0.0, 0.0, 0.0);
937 >        int  divcnt;
938 >        int  i, j;
939                                          /* initialize hemisphere */
940 <        inithemi(&hemi, r);
941 <        ndivs = hemi.nt * hemi.np;
942 <        if (ndivs == 0)
940 >        inithemi(&hemi, rcol, r, wt);
941 >        divcnt = hemi.nt * hemi.np;
942 >                                        /* initialize */
943 >        if (pg != NULL)
944 >                pg[0] = pg[1] = pg[2] = 0.0;
945 >        if (dg != NULL)
946 >                dg[0] = dg[1] = dg[2] = 0.0;
947 >        setcolor(rcol, 0.0, 0.0, 0.0);
948 >        if (divcnt == 0)
949                  return(0.0);
950 <                                        /* set number of super-samples */
951 <        ns = ambssamp * r->rweight + 0.5;
952 <        if (ns > 0 || pg != NULL || dg != NULL) {
126 <                div = (AMBSAMP *)malloc(ndivs*sizeof(AMBSAMP));
950 >                                        /* allocate super-samples */
951 >        if (hemi.ns > 0 || pg != NULL || dg != NULL) {
952 >                div = (AMBSAMP *)malloc(divcnt*sizeof(AMBSAMP));
953                  if (div == NULL)
954                          error(SYSTEM, "out of memory in doambient");
955          } else
956                  div = NULL;
957                                          /* sample the divisions */
958          arad = 0.0;
959 +        acol[0] = acol[1] = acol[2] = 0.0;
960          if ((dp = div) == NULL)
961                  dp = &dnew;
962 +        divcnt = 0;
963          for (i = 0; i < hemi.nt; i++)
964                  for (j = 0; j < hemi.np; j++) {
965                          dp->t = i; dp->p = j;
966                          setcolor(dp->v, 0.0, 0.0, 0.0);
967                          dp->r = 0.0;
968                          dp->n = 0;
969 <                        if (divsample(dp, &hemi, r) < 0)
970 <                                goto oopsy;
969 >                        if (divsample(dp, &hemi, r) < 0) {
970 >                                if (div != NULL)
971 >                                        dp++;
972 >                                continue;
973 >                        }
974 >                        arad += dp->r;
975 >                        divcnt++;
976                          if (div != NULL)
977                                  dp++;
978 <                        else {
978 >                        else
979                                  addcolor(acol, dp->v);
147 –                                arad += dp->r;
148 –                        }
980                  }
981 <        if (ns > 0) {                   /* perform super-sampling */
981 >        if (!divcnt) {
982 >                if (div != NULL)
983 >                        free((void *)div);
984 >                return(0.0);            /* no samples taken */
985 >        }
986 >        if (divcnt < hemi.nt*hemi.np) {
987 >                pg = dg = NULL;         /* incomplete sampling */
988 >                hemi.ns = 0;
989 >        } else if (arad > FTINY && divcnt/arad < minarad) {
990 >                hemi.ns = 0;            /* close enough */
991 >        } else if (hemi.ns > 0) {       /* else perform super-sampling? */
992                  comperrs(div, &hemi);                   /* compute errors */
993 <                qsort(div, ndivs, sizeof(AMBSAMP), ambcmp);     /* sort divs */
993 >                qsort(div, divcnt, sizeof(AMBSAMP), ambcmp);    /* sort divs */
994                                                  /* super-sample */
995 <                for (i = ns; i > 0; i--) {
996 <                        copystruct(&dnew, div);
997 <                        if (divsample(&dnew, &hemi, r) < 0)
998 <                                goto oopsy;
999 <                                                        /* reinsert */
1000 <                        dp = div;
1001 <                        j = ndivs < i ? ndivs : i;
995 >                for (i = hemi.ns; i > 0; i--) {
996 >                        dnew = *div;
997 >                        if (divsample(&dnew, &hemi, r) < 0) {
998 >                                dp++;
999 >                                continue;
1000 >                        }
1001 >                        dp = div;               /* reinsert */
1002 >                        j = divcnt < i ? divcnt : i;
1003                          while (--j > 0 && dnew.k < dp[1].k) {
1004 <                                copystruct(dp, dp+1);
1004 >                                *dp = *(dp+1);
1005                                  dp++;
1006                          }
1007 <                        copystruct(dp, &dnew);
1007 >                        *dp = dnew;
1008                  }
1009                  if (pg != NULL || dg != NULL)   /* restore order */
1010 <                        qsort(div, ndivs, sizeof(AMBSAMP), ambnorm);
1010 >                        qsort(div, divcnt, sizeof(AMBSAMP), ambnorm);
1011          }
1012                                          /* compute returned values */
1013          if (div != NULL) {
1014 <                for (i = ndivs, dp = div; i-- > 0; dp++) {
1014 >                arad = 0.0;             /* note: divcnt may be < nt*np */
1015 >                for (i = hemi.nt*hemi.np, dp = div; i-- > 0; dp++) {
1016                          arad += dp->r;
1017                          if (dp->n > 1) {
1018                                  b = 1.0/dp->n;
# Line 181 | Line 1024 | FVECT  pg, dg;
1024                  }
1025                  b = bright(acol);
1026                  if (b > FTINY) {
1027 <                        b = ndivs/b;
1027 >                        b = 1.0/b;      /* compute & normalize gradient(s) */
1028                          if (pg != NULL) {
1029                                  posgradient(pg, div, &hemi);
1030                                  for (i = 0; i < 3; i++)
# Line 192 | Line 1035 | FVECT  pg, dg;
1035                                  for (i = 0; i < 3; i++)
1036                                          dg[i] *= b;
1037                          }
195 –                } else {
196 –                        if (pg != NULL)
197 –                                for (i = 0; i < 3; i++)
198 –                                        pg[i] = 0.0;
199 –                        if (dg != NULL)
200 –                                for (i = 0; i < 3; i++)
201 –                                        dg[i] = 0.0;
1038                  }
1039 <                free((char *)div);
1039 >                free((void *)div);
1040          }
1041 <        b = 1.0/ndivs;
206 <        scalecolor(acol, b);
1041 >        copycolor(rcol, acol);
1042          if (arad <= FTINY)
208 –                arad = FHUGE;
209 –        else
210 –                arad = (ndivs+ns)/arad;
211 –        if (arad > maxarad)
1043                  arad = maxarad;
1044 <        else if (arad < minarad)
1044 >        else
1045 >                arad = (divcnt+hemi.ns)/arad;
1046 >        if (pg != NULL) {               /* reduce radius if gradient large */
1047 >                d = DOT(pg,pg);
1048 >                if (d*arad*arad > 1.0)
1049 >                        arad = 1.0/sqrt(d);
1050 >        }
1051 >        if (arad < minarad) {
1052                  arad = minarad;
1053 <        arad /= sqrt(r->rweight);
1054 <        if (pg != NULL) {               /* clip pos. gradient if too large */
217 <                d = 4.0*DOT(pg,pg)*arad*arad;
218 <                if (d > 1.0) {
219 <                        d = 1.0/sqrt(d);
1053 >                if (pg != NULL && d*arad*arad > 1.0) {  /* cap gradient */
1054 >                        d = 1.0/arad/sqrt(d);
1055                          for (i = 0; i < 3; i++)
1056                                  pg[i] *= d;
1057                  }
1058          }
1059 +        if ((arad /= sqrt(wt)) > maxarad)
1060 +                arad = maxarad;
1061          return(arad);
225 – oopsy:
226 –        if (div != NULL)
227 –                free((char *)div);
228 –        return(0.0);
1062   }
1063  
1064  
1065 < inithemi(hp, r)                 /* initialize sampling hemisphere */
1066 < register AMBHEMI  *hp;
1067 < RAY  *r;
1065 > void
1066 > comperrs(                       /* compute initial error estimates */
1067 >        AMBSAMP  *da,   /* assumes standard ordering */
1068 >        AMBHEMI  *hp
1069 > )
1070   {
236 –        register int  i;
237 –                                        /* set number of divisions */
238 –        hp->nt = sqrt(ambdiv * r->rweight / PI) + 0.5;
239 –        hp->np = PI * hp->nt;
240 –                                        /* make axes */
241 –        VCOPY(hp->uz, r->ron);
242 –        hp->uy[0] = hp->uy[1] = hp->uy[2] = 0.0;
243 –        for (i = 0; i < 3; i++)
244 –                if (hp->uz[i] < 0.6 && hp->uz[i] > -0.6)
245 –                        break;
246 –        if (i >= 3)
247 –                error(CONSISTENCY, "bad ray direction in inithemi");
248 –        hp->uy[i] = 1.0;
249 –        fcross(hp->ux, hp->uy, hp->uz);
250 –        normalize(hp->ux);
251 –        fcross(hp->uy, hp->uz, hp->ux);
252 – }
253 –
254 –
255 – comperrs(da, hp)                /* compute initial error estimates */
256 – AMBSAMP  *da;           /* assumes standard ordering */
257 – register AMBHEMI  *hp;
258 – {
1071          double  b, b2;
1072          int  i, j;
1073 <        register AMBSAMP  *dp;
1073 >        AMBSAMP  *dp;
1074                                  /* sum differences from neighbors */
1075          dp = da;
1076          for (i = 0; i < hp->nt; i++)
# Line 302 | Line 1114 | register AMBHEMI  *hp;
1114   }
1115  
1116  
1117 < posgradient(gv, da, hp)                         /* compute position gradient */
1118 < FVECT  gv;
1119 < AMBSAMP  *da;                   /* assumes standard ordering */
1120 < AMBHEMI  *hp;
1117 > void
1118 > posgradient(                                    /* compute position gradient */
1119 >        FVECT  gv,
1120 >        AMBSAMP  *da,                   /* assumes standard ordering */
1121 >        AMBHEMI  *hp
1122 > )
1123   {
1124 <        register int  i, j;
1125 <        double  b, d;
1124 >        int  i, j;
1125 >        double  nextsine, lastsine, b, d;
1126          double  mag0, mag1;
1127          double  phi, cosp, sinp, xd, yd;
1128 <        register AMBSAMP  *dp;
1128 >        AMBSAMP  *dp;
1129  
1130          xd = yd = 0.0;
1131          for (j = 0; j < hp->np; j++) {
1132                  dp = da + j;
1133                  mag0 = mag1 = 0.0;
1134 +                lastsine = 0.0;
1135                  for (i = 0; i < hp->nt; i++) {
1136   #ifdef  DEBUG
1137                          if (dp->t != i || dp->p != j)
# Line 327 | Line 1142 | AMBHEMI  *hp;
1142                          if (i > 0) {
1143                                  d = dp[-hp->np].r;
1144                                  if (dp[0].r > d) d = dp[0].r;
1145 <                                d *= 1.0 - sqrt((double)i/hp->nt);
1145 >                                                        /* sin(t)*cos(t)^2 */
1146 >                                d *= lastsine * (1.0 - (double)i/hp->nt);
1147                                  mag0 += d*(b - bright(dp[-hp->np].v));
1148                          }
1149 +                        nextsine = sqrt((double)(i+1)/hp->nt);
1150                          if (j > 0) {
1151                                  d = dp[-1].r;
1152                                  if (dp[0].r > d) d = dp[0].r;
1153 <                                mag1 += d*(b - bright(dp[-1].v));
1153 >                                mag1 += d * (nextsine - lastsine) *
1154 >                                                (b - bright(dp[-1].v));
1155                          } else {
1156                                  d = dp[hp->np-1].r;
1157                                  if (dp[0].r > d) d = dp[0].r;
1158 <                                mag1 += d*(b - bright(dp[hp->np-1].v));
1158 >                                mag1 += d * (nextsine - lastsine) *
1159 >                                                (b - bright(dp[hp->np-1].v));
1160                          }
1161                          dp += hp->np;
1162 +                        lastsine = nextsine;
1163                  }
1164 <                if (hp->nt > 1) {
345 <                        mag0 /= (double)hp->np;
346 <                        mag1 /= (double)hp->nt;
347 <                }
1164 >                mag0 *= 2.0*PI / hp->np;
1165                  phi = 2.0*PI * (double)j/hp->np;
1166 <                cosp = cos(phi); sinp = sin(phi);
1166 >                cosp = tcos(phi); sinp = tsin(phi);
1167                  xd += mag0*cosp - mag1*sinp;
1168                  yd += mag0*sinp + mag1*cosp;
1169          }
1170          for (i = 0; i < 3; i++)
1171 <                gv[i] = (xd*hp->ux[i] + yd*hp->uy[i])/PI;
1171 >                gv[i] = (xd*hp->ux[i] + yd*hp->uy[i])*(hp->nt*hp->np)/PI;
1172   }
1173  
1174  
1175 < dirgradient(gv, da, hp)                         /* compute direction gradient */
1176 < FVECT  gv;
1177 < AMBSAMP  *da;                   /* assumes standard ordering */
1178 < AMBHEMI  *hp;
1175 > void
1176 > dirgradient(                                    /* compute direction gradient */
1177 >        FVECT  gv,
1178 >        AMBSAMP  *da,                   /* assumes standard ordering */
1179 >        AMBHEMI  *hp
1180 > )
1181   {
1182 <        register int  i, j;
1182 >        int  i, j;
1183          double  mag;
1184          double  phi, xd, yd;
1185 <        register AMBSAMP  *dp;
1185 >        AMBSAMP  *dp;
1186  
1187          xd = yd = 0.0;
1188          for (j = 0; j < hp->np; j++) {
# Line 375 | Line 1194 | AMBHEMI  *hp;
1194                                  error(CONSISTENCY,
1195                                          "division order in dirgradient");
1196   #endif
1197 <                        mag += sqrt((i+.5)/hp->nt)*bright(dp->v);
1197 >                                                        /* tan(t) */
1198 >                        mag += bright(dp->v)/sqrt(hp->nt/(i+.5) - 1.0);
1199                          dp += hp->np;
1200                  }
1201                  phi = 2.0*PI * (j+.5)/hp->np + PI/2.0;
1202 <                xd += mag * cos(phi);
1203 <                yd += mag * sin(phi);
1202 >                xd += mag * tcos(phi);
1203 >                yd += mag * tsin(phi);
1204          }
1205          for (i = 0; i < 3; i++)
1206 <                gv[i] = (xd*hp->ux[i] + yd*hp->uy[i])*PI/(hp->nt*hp->np);
1206 >                gv[i] = xd*hp->ux[i] + yd*hp->uy[i];
1207   }
1208 +
1209 + #endif  /* ! NEWAMB */

Diff Legend

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