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 2.30 by greg, Wed Apr 23 17:30:10 2014 UTC vs.
Revision 2.85 by greg, Tue May 14 17:39:10 2019 UTC

# Line 8 | Line 8 | static const char      RCSid[] = "$Id$";
8   *      for Irradiance Caching" by Schwarzhaupt, Wann Jensen, & Jarosz
9   *      from ACM SIGGRAPH Asia 2012 conference proceedings.
10   *
11 + *  Added book-keeping optimization to avoid calculations that would
12 + *      cancel due to traversal both directions on edges that are adjacent
13 + *      to same-valued triangles.  This cuts about half of Hessian math.
14 + *
15   *  Declarations of external symbols in ambient.h
16   */
17  
# Line 17 | Line 21 | static const char      RCSid[] = "$Id$";
21   #include  "ambient.h"
22   #include  "random.h"
23  
20 – #ifdef NEWAMB
21 –
24   extern void             SDsquare2disk(double ds[2], double seedx, double seedy);
25  
26   typedef struct {
27 +        COLOR   v;              /* hemisphere sample value */
28 +        float   d;              /* reciprocal distance */
29 +        FVECT   p;              /* intersection point */
30 + } AMBSAMP;              /* sample value */
31 +
32 + typedef struct {
33          RAY     *rp;            /* originating ray sample */
26 –        FVECT   ux, uy;         /* tangent axis unit vectors */
34          int     ns;             /* number of samples per axis */
35 +        int     sampOK;         /* acquired full sample set? */
36          COLOR   acoef;          /* division contribution coefficient */
37 <        struct s_ambsamp {
38 <                COLOR   v;              /* hemisphere sample value */
39 <                float   p[3];           /* intersection point */
32 <        } sa[1];                /* sample array (extends struct) */
37 >        double  acol[3];        /* accumulated color */
38 >        FVECT   ux, uy;         /* tangent axis unit vectors */
39 >        AMBSAMP sa[1];          /* sample array (extends struct) */
40   }  AMBHEMI;             /* ambient sample hemisphere */
41  
42 < #define ambsamp(h,i,j)  (h)->sa[(i)*(h)->ns + (j)]
42 > #define AI(h,i,j)       ((i)*(h)->ns + (j))
43 > #define ambsam(h,i,j)   (h)->sa[AI(h,i,j)]
44  
45   typedef struct {
46 <        FVECT   r_i, r_i1, e_i, rI2_eJ2;
47 <        double  nf, I1, I2;
46 >        FVECT   r_i, r_i1, e_i, rcp, rI2_eJ2;
47 >        double  I1, I2;
48   } FFTRI;                /* vectors and coefficients for Hessian calculation */
49  
50  
51 + static int
52 + ambcollision(                           /* proposed direciton collides? */
53 +        AMBHEMI *hp,
54 +        int     i,
55 +        int     j,
56 +        FVECT   dv
57 + )
58 + {
59 +        double  cos_thresh;
60 +        int     ii, jj;
61 +                                        /* min. spacing = 1/4th division */
62 +        cos_thresh = (PI/4.)/(double)hp->ns;
63 +        cos_thresh = 1. - .5*cos_thresh*cos_thresh;
64 +                                        /* check existing neighbors */
65 +        for (ii = i-1; ii <= i+1; ii++) {
66 +                if (ii < 0) continue;
67 +                if (ii >= hp->ns) break;
68 +                for (jj = j-1; jj <= j+1; jj++) {
69 +                        AMBSAMP *ap;
70 +                        FVECT   avec;
71 +                        double  dprod;
72 +                        if (jj < 0) continue;
73 +                        if (jj >= hp->ns) break;
74 +                        if ((ii==i) & (jj==j)) continue;
75 +                        ap = &ambsam(hp,ii,jj);
76 +                        if (ap->d <= .5/FHUGE)
77 +                                continue;       /* no one home */
78 +                        VSUB(avec, ap->p, hp->rp->rop);
79 +                        dprod = DOT(avec, dv);
80 +                        if (dprod >= cos_thresh*VLEN(avec))
81 +                                return(1);      /* collision */
82 +                }
83 +        }
84 +        return(0);                      /* nothing to worry about */
85 + }
86 +
87 +
88 + static int
89 + ambsample(                              /* initial ambient division sample */
90 +        AMBHEMI *hp,
91 +        int     i,
92 +        int     j,
93 +        int     n
94 + )
95 + {
96 +        AMBSAMP *ap = &ambsam(hp,i,j);
97 +        RAY     ar;
98 +        int     hlist[3], ii;
99 +        double  spt[2], zd;
100 +                                        /* generate hemispherical sample */
101 +                                        /* ambient coefficient for weight */
102 +        if (ambacc > FTINY)
103 +                setcolor(ar.rcoef, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
104 +        else
105 +                copycolor(ar.rcoef, hp->acoef);
106 +        if (rayorigin(&ar, AMBIENT, hp->rp, ar.rcoef) < 0)
107 +                return(0);
108 +        if (ambacc > FTINY) {
109 +                multcolor(ar.rcoef, hp->acoef);
110 +                scalecolor(ar.rcoef, 1./AVGREFL);
111 +        }
112 +        hlist[0] = hp->rp->rno;
113 +        hlist[1] = j;
114 +        hlist[2] = i;
115 +        multisamp(spt, 2, urand(ilhash(hlist,3)+n));
116 + resample:
117 +        SDsquare2disk(spt, (j+spt[1])/hp->ns, (i+spt[0])/hp->ns);
118 +        zd = sqrt(1. - spt[0]*spt[0] - spt[1]*spt[1]);
119 +        for (ii = 3; ii--; )
120 +                ar.rdir[ii] =   spt[0]*hp->ux[ii] +
121 +                                spt[1]*hp->uy[ii] +
122 +                                zd*hp->rp->ron[ii];
123 +        checknorm(ar.rdir);
124 +                                        /* avoid coincident samples */
125 +        if (!n && ambcollision(hp, i, j, ar.rdir)) {
126 +                spt[0] = frandom(); spt[1] = frandom();
127 +                goto resample;          /* reject this sample */
128 +        }
129 +        dimlist[ndims++] = AI(hp,i,j) + 90171;
130 +        rayvalue(&ar);                  /* evaluate ray */
131 +        ndims--;
132 +        zd = raydistance(&ar);
133 +        if (zd <= FTINY)
134 +                return(0);              /* should never happen */
135 +        multcolor(ar.rcol, ar.rcoef);   /* apply coefficient */
136 +        if (zd*ap->d < 1.0)             /* new/closer distance? */
137 +                ap->d = 1.0/zd;
138 +        if (!n) {                       /* record first vertex & value */
139 +                if (zd > 10.0*thescene.cusize + 1000.)
140 +                        zd = 10.0*thescene.cusize + 1000.;
141 +                VSUM(ap->p, ar.rorg, ar.rdir, zd);
142 +                copycolor(ap->v, ar.rcol);
143 +        } else {                        /* else update recorded value */
144 +                hp->acol[RED] -= colval(ap->v,RED);
145 +                hp->acol[GRN] -= colval(ap->v,GRN);
146 +                hp->acol[BLU] -= colval(ap->v,BLU);
147 +                zd = 1.0/(double)(n+1);
148 +                scalecolor(ar.rcol, zd);
149 +                zd *= (double)n;
150 +                scalecolor(ap->v, zd);
151 +                addcolor(ap->v, ar.rcol);
152 +        }
153 +        addcolor(hp->acol, ap->v);      /* add to our sum */
154 +        return(1);
155 + }
156 +
157 +
158 + /* Estimate variance based on ambient division differences */
159 + static float *
160 + getambdiffs(AMBHEMI *hp)
161 + {
162 +        const double    normf = 1./bright(hp->acoef);
163 +        float   *earr = (float *)calloc(hp->ns*hp->ns, sizeof(float));
164 +        float   *ep;
165 +        AMBSAMP *ap;
166 +        double  b, b1, d2;
167 +        int     i, j;
168 +
169 +        if (earr == NULL)               /* out of memory? */
170 +                return(NULL);
171 +                                        /* sum 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 +                        b1 = bright(ap[-hp->ns].v);
177 +                        d2 = b - b1;
178 +                        d2 *= d2*normf/(b + b1);
179 +                        ep[0] += d2;
180 +                        ep[-hp->ns] += d2;
181 +                }
182 +                if (!j) continue;
183 +                                        /* from behind */
184 +                b1 = bright(ap[-1].v);
185 +                d2 = b - b1;
186 +                d2 *= d2*normf/(b + b1);
187 +                ep[0] += d2;
188 +                ep[-1] += d2;
189 +                if (!i) continue;
190 +                                        /* diagonal */
191 +                b1 = bright(ap[-hp->ns-1].v);
192 +                d2 = b - b1;
193 +                d2 *= d2*normf/(b + b1);
194 +                ep[0] += d2;
195 +                ep[-hp->ns-1] += d2;
196 +            }
197 +                                        /* correct for number of neighbors */
198 +        earr[0] *= 8./3.;
199 +        earr[hp->ns-1] *= 8./3.;
200 +        earr[(hp->ns-1)*hp->ns] *= 8./3.;
201 +        earr[(hp->ns-1)*hp->ns + hp->ns-1] *= 8./3.;
202 +        for (i = 1; i < hp->ns-1; i++) {
203 +                earr[i*hp->ns] *= 8./5.;
204 +                earr[i*hp->ns + hp->ns-1] *= 8./5.;
205 +        }
206 +        for (j = 1; j < hp->ns-1; j++) {
207 +                earr[j] *= 8./5.;
208 +                earr[(hp->ns-1)*hp->ns + j] *= 8./5.;
209 +        }
210 +        return(earr);
211 + }
212 +
213 +
214 + /* Perform super-sampling on hemisphere (introduces bias) */
215 + static void
216 + ambsupersamp(AMBHEMI *hp, int cnt)
217 + {
218 +        float   *earr = getambdiffs(hp);
219 +        double  e2rem = 0;
220 +        float   *ep;
221 +        int     i, j, n, nss;
222 +
223 +        if (earr == NULL)               /* just skip calc. if no memory */
224 +                return;
225 +                                        /* accumulate estimated variances */
226 +        for (ep = earr + hp->ns*hp->ns; ep > earr; )
227 +                e2rem += *--ep;
228 +        ep = earr;                      /* perform super-sampling */
229 +        for (i = 0; i < hp->ns; i++)
230 +            for (j = 0; j < hp->ns; j++) {
231 +                if (e2rem <= FTINY)
232 +                        goto done;      /* nothing left to do */
233 +                nss = *ep/e2rem*cnt + frandom();
234 +                for (n = 1; n <= nss && ambsample(hp,i,j,n); n++)
235 +                        if (!--cnt) goto done;
236 +                e2rem -= *ep++;         /* update remainder */
237 +        }
238 + done:
239 +        free(earr);
240 + }
241 +
242 +
243   static AMBHEMI *
244 < inithemi(                       /* initialize sampling hemisphere */
245 <        COLOR   ac,
244 > samp_hemi(                              /* sample indirect hemisphere */
245 >        COLOR   rcol,
246          RAY     *r,
247          double  wt
248   )
249   {
250          AMBHEMI *hp;
251          double  d;
252 <        int     n, i;
252 >        int     n, i, j;
253 >                                        /* insignificance check */
254 >        if (bright(rcol) <= FTINY)
255 >                return(NULL);
256                                          /* set number of divisions */
257          if (ambacc <= FTINY &&
258 <                        wt > (d = 0.8*intens(ac)*r->rweight/(ambdiv*minweight)))
258 >                        wt > (d = 0.8*intens(rcol)*r->rweight/(ambdiv*minweight)))
259                  wt = d;                 /* avoid ray termination */
260          n = sqrt(ambdiv * wt) + 0.5;
261          i = 1 + 5*(ambacc > FTINY);     /* minimum number of samples */
262          if (n < i)
263                  n = i;
264                                          /* allocate sampling array */
265 <        hp = (AMBHEMI *)malloc(sizeof(AMBHEMI) +
63 <                                sizeof(struct s_ambsamp)*(n*n - 1));
265 >        hp = (AMBHEMI *)malloc(sizeof(AMBHEMI) + sizeof(AMBSAMP)*(n*n - 1));
266          if (hp == NULL)
267 <                return(NULL);
267 >                error(SYSTEM, "out of memory in samp_hemi");
268          hp->rp = r;
269          hp->ns = n;
270 +        hp->acol[RED] = hp->acol[GRN] = hp->acol[BLU] = 0.0;
271 +        memset(hp->sa, 0, sizeof(AMBSAMP)*n*n);
272 +        hp->sampOK = 0;
273                                          /* assign coefficient */
274 <        copycolor(hp->acoef, ac);
274 >        copycolor(hp->acoef, rcol);
275          d = 1.0/(n*n);
276          scalecolor(hp->acoef, d);
277                                          /* make tangent plane axes */
278 <        hp->uy[0] = 0.1 - 0.2*frandom();
279 <        hp->uy[1] = 0.1 - 0.2*frandom();
75 <        hp->uy[2] = 0.1 - 0.2*frandom();
76 <        for (i = 0; i < 3; i++)
77 <                if (r->ron[i] < 0.6 && r->ron[i] > -0.6)
78 <                        break;
79 <        if (i >= 3)
80 <                error(CONSISTENCY, "bad ray direction in inithemi()");
81 <        hp->uy[i] = 1.0;
82 <        VCROSS(hp->ux, hp->uy, r->ron);
83 <        normalize(hp->ux);
278 >        if (!getperpendicular(hp->ux, r->ron, 1))
279 >                error(CONSISTENCY, "bad ray direction in samp_hemi");
280          VCROSS(hp->uy, r->ron, hp->ux);
281 <                                        /* we're ready to sample */
282 <        return(hp);
281 >                                        /* sample divisions */
282 >        for (i = hp->ns; i--; )
283 >            for (j = hp->ns; j--; )
284 >                hp->sampOK += ambsample(hp, i, j, 0);
285 >        copycolor(rcol, hp->acol);
286 >        if (!hp->sampOK) {              /* utter failure? */
287 >                free(hp);
288 >                return(NULL);
289 >        }
290 >        if (hp->sampOK < hp->ns*hp->ns) {
291 >                hp->sampOK *= -1;       /* soft failure */
292 >                return(hp);
293 >        }
294 >        if (hp->sampOK < 64)
295 >                return(hp);             /* insufficient for super-sampling */
296 >        n = ambssamp*wt + 0.5;
297 >        if (n > 8) {                    /* perform super-sampling? */
298 >                ambsupersamp(hp, n);
299 >                copycolor(rcol, hp->acol);
300 >        }
301 >        return(hp);                     /* all is well */
302   }
303  
304  
305 < static struct s_ambsamp *
306 < ambsample(                              /* sample an ambient direction */
307 <        AMBHEMI *hp,
93 <        int     i,
94 <        int     j
95 < )
305 > /* Return brightness of farthest ambient sample */
306 > static double
307 > back_ambval(AMBHEMI *hp, const int n1, const int n2, const int n3)
308   {
309 <        struct s_ambsamp        *ap = &ambsamp(hp,i,j);
310 <        RAY                     ar;
311 <        double                  spt[2], zd;
312 <        int                     ii;
101 <                                        /* ambient coefficient for weight */
102 <        if (ambacc > FTINY)
103 <                setcolor(ar.rcoef, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
104 <        else
105 <                copycolor(ar.rcoef, hp->acoef);
106 <        if (rayorigin(&ar, AMBIENT, hp->rp, ar.rcoef) < 0) {
107 <                setcolor(ap->v, 0., 0., 0.);
108 <                VCOPY(ap->p, hp->rp->rop);
109 <                return(NULL);           /* no sample taken */
309 >        if (hp->sa[n1].d <= hp->sa[n2].d) {
310 >                if (hp->sa[n1].d <= hp->sa[n3].d)
311 >                        return(colval(hp->sa[n1].v,CIEY));
312 >                return(colval(hp->sa[n3].v,CIEY));
313          }
314 <        if (ambacc > FTINY) {
315 <                multcolor(ar.rcoef, hp->acoef);
316 <                scalecolor(ar.rcoef, 1./AVGREFL);
114 <        }
115 <                                        /* generate hemispherical sample */
116 <        SDsquare2disk(spt,      (i+.1+.8*frandom())/hp->ns,
117 <                                (j+.1+.8*frandom())/hp->ns );
118 <        zd = sqrt(1. - spt[0]*spt[0] - spt[1]*spt[1]);
119 <        for (ii = 3; ii--; )
120 <                ar.rdir[ii] =   spt[0]*hp->ux[ii] +
121 <                                spt[1]*hp->uy[ii] +
122 <                                zd*hp->rp->ron[ii];
123 <        checknorm(ar.rdir);
124 <        dimlist[ndims++] = i*hp->ns + j + 90171;
125 <        rayvalue(&ar);                  /* evaluate ray */
126 <        ndims--;
127 <        multcolor(ar.rcol, ar.rcoef);   /* apply coefficient */
128 <        copycolor(ap->v, ar.rcol);
129 <        if (ar.rt > 20.0*maxarad)       /* limit vertex distance */
130 <                VSUM(ap->p, ar.rorg, ar.rdir, 20.0*maxarad);
131 <        else
132 <                VCOPY(ap->p, ar.rop);
133 <        return(ap);
314 >        if (hp->sa[n2].d <= hp->sa[n3].d)
315 >                return(colval(hp->sa[n2].v,CIEY));
316 >        return(colval(hp->sa[n3].v,CIEY));
317   }
318  
319  
320   /* Compute vectors and coefficients for Hessian/gradient calcs */
321   static void
322 < comp_fftri(FFTRI *ftp, float ap0[3], float ap1[3], FVECT rop)
322 > comp_fftri(FFTRI *ftp, AMBHEMI *hp, const int n0, const int n1)
323   {
324 <        FVECT   vcp;
325 <        double  dot_e, dot_er, dot_r, dot_r1, J2;
143 <        int     i;
324 >        double  rdot_cp, dot_e, dot_er, rdot_r, rdot_r1, J2;
325 >        int     ii;
326  
327 <        VSUB(ftp->r_i, ap0, rop);
328 <        VSUB(ftp->r_i1, ap1, rop);
329 <        VSUB(ftp->e_i, ap1, ap0);
330 <        VCROSS(vcp, ftp->e_i, ftp->r_i);
331 <        ftp->nf = 1.0/DOT(vcp,vcp);
327 >        VSUB(ftp->r_i, hp->sa[n0].p, hp->rp->rop);
328 >        VSUB(ftp->r_i1, hp->sa[n1].p, hp->rp->rop);
329 >        VSUB(ftp->e_i, hp->sa[n1].p, hp->sa[n0].p);
330 >        VCROSS(ftp->rcp, ftp->r_i, ftp->r_i1);
331 >        rdot_cp = 1.0/DOT(ftp->rcp,ftp->rcp);
332          dot_e = DOT(ftp->e_i,ftp->e_i);
333          dot_er = DOT(ftp->e_i, ftp->r_i);
334 <        dot_r = DOT(ftp->r_i,ftp->r_i);
335 <        dot_r1 = DOT(ftp->r_i1,ftp->r_i1);
336 <        ftp->I1 = acos( DOT(ftp->r_i, ftp->r_i1) / sqrt(dot_r*dot_r1) ) *
337 <                        sqrt( ftp->nf );
338 <        ftp->I2 = ( DOT(ftp->e_i, ftp->r_i1)/dot_r1 - dot_er/dot_r +
339 <                        dot_e*ftp->I1 )*0.5*ftp->nf;
340 <        J2 =  0.5/dot_e*( 1.0/dot_r - 1.0/dot_r1 ) - dot_er/dot_e*ftp->I2;
341 <        for (i = 3; i--; )
342 <                ftp->rI2_eJ2[i] = ftp->I2*ftp->r_i[i] + J2*ftp->e_i[i];
334 >        rdot_r = 1.0/DOT(ftp->r_i,ftp->r_i);
335 >        rdot_r1 = 1.0/DOT(ftp->r_i1,ftp->r_i1);
336 >        ftp->I1 = acos( DOT(ftp->r_i, ftp->r_i1) * sqrt(rdot_r*rdot_r1) ) *
337 >                        sqrt( rdot_cp );
338 >        ftp->I2 = ( DOT(ftp->e_i, ftp->r_i1)*rdot_r1 - dot_er*rdot_r +
339 >                        dot_e*ftp->I1 )*0.5*rdot_cp;
340 >        J2 =  ( 0.5*(rdot_r - rdot_r1) - dot_er*ftp->I2 ) / dot_e;
341 >        for (ii = 3; ii--; )
342 >                ftp->rI2_eJ2[ii] = ftp->I2*ftp->r_i[ii] + J2*ftp->e_i[ii];
343   }
344  
345  
# Line 178 | Line 360 | compose_matrix(FVECT mat[3], FVECT va, FVECT vb)
360   static void
361   comp_hessian(FVECT hess[3], FFTRI *ftp, FVECT nrm)
362   {
363 <        FVECT   vcp;
363 >        FVECT   ncp;
364          FVECT   m1[3], m2[3], m3[3], m4[3];
365          double  d1, d2, d3, d4;
366          double  I3, J3, K3;
# Line 188 | Line 370 | comp_hessian(FVECT hess[3], FFTRI *ftp, FVECT nrm)
370          d2 = 1.0/DOT(ftp->r_i1,ftp->r_i1);
371          d3 = 1.0/DOT(ftp->e_i,ftp->e_i);
372          d4 = DOT(ftp->e_i, ftp->r_i);
373 <        I3 = 0.25*ftp->nf*( DOT(ftp->e_i, ftp->r_i1)*d2*d2 - d4*d1*d1 +
374 <                                3.0/d3*ftp->I2 );
373 >        I3 = ( DOT(ftp->e_i, ftp->r_i1)*d2*d2 - d4*d1*d1 + 3.0/d3*ftp->I2 )
374 >                        / ( 4.0*DOT(ftp->rcp,ftp->rcp) );
375          J3 = 0.25*d3*(d1*d1 - d2*d2) - d4*d3*I3;
376          K3 = d3*(ftp->I2 - I3/d1 - 2.0*d4*J3);
377                                          /* intermediate matrices */
378 <        VCROSS(vcp, nrm, ftp->e_i);
379 <        compose_matrix(m1, vcp, ftp->rI2_eJ2);
378 >        VCROSS(ncp, nrm, ftp->e_i);
379 >        compose_matrix(m1, ncp, ftp->rI2_eJ2);
380          compose_matrix(m2, ftp->r_i, ftp->r_i);
381          compose_matrix(m3, ftp->e_i, ftp->e_i);
382          compose_matrix(m4, ftp->r_i, ftp->e_i);
383 <        VCROSS(vcp, ftp->r_i, ftp->e_i);
202 <        d1 = DOT(nrm, vcp);
383 >        d1 = DOT(nrm, ftp->rcp);
384          d2 = -d1*ftp->I2;
385          d1 *= 2.0;
386          for (i = 3; i--; )              /* final matrix sum */
# Line 229 | Line 410 | rev_hessian(FVECT hess[3])
410   /* Add to radiometric Hessian from the given triangle */
411   static void
412   add2hessian(FVECT hess[3], FVECT ehess1[3],
413 <                FVECT ehess2[3], FVECT ehess3[3], COLORV v)
413 >                FVECT ehess2[3], FVECT ehess3[3], double v)
414   {
415          int     i, j;
416  
# Line 243 | Line 424 | add2hessian(FVECT hess[3], FVECT ehess1[3],
424   static void
425   comp_gradient(FVECT grad, FFTRI *ftp, FVECT nrm)
426   {
427 <        FVECT   vcp;
427 >        FVECT   ncp;
428          double  f1;
429          int     i;
430  
431 <        VCROSS(vcp, ftp->r_i, ftp->r_i1);
432 <        f1 = 2.0*DOT(nrm, vcp);
252 <        VCROSS(vcp, nrm, ftp->e_i);
431 >        f1 = 2.0*DOT(nrm, ftp->rcp);
432 >        VCROSS(ncp, nrm, ftp->e_i);
433          for (i = 3; i--; )
434 <                grad[i] = (0.5/PI)*( ftp->I1*vcp[i] + f1*ftp->rI2_eJ2[i] );
434 >                grad[i] = (0.5/PI)*( ftp->I1*ncp[i] + f1*ftp->rI2_eJ2[i] );
435   }
436  
437  
# Line 267 | Line 447 | rev_gradient(FVECT grad)
447  
448   /* Add to displacement gradient from the given triangle */
449   static void
450 < add2gradient(FVECT grad, FVECT egrad1, FVECT egrad2, FVECT egrad3, COLORV v)
450 > add2gradient(FVECT grad, FVECT egrad1, FVECT egrad2, FVECT egrad3, double v)
451   {
452          int     i;
453  
# Line 276 | Line 456 | add2gradient(FVECT grad, FVECT egrad1, FVECT egrad2, F
456   }
457  
458  
279 – /* Return brightness of furthest ambient sample */
280 – static COLORV
281 – back_ambval(struct s_ambsamp *ap1, struct s_ambsamp *ap2,
282 –                struct s_ambsamp *ap3, FVECT orig)
283 – {
284 –        COLORV  vback;
285 –        FVECT   vec;
286 –        double  d2, d2best;
287 –
288 –        VSUB(vec, ap1->p, orig);
289 –        d2best = DOT(vec,vec);
290 –        vback = colval(ap1->v,CIEY);
291 –        VSUB(vec, ap2->p, orig);
292 –        d2 = DOT(vec,vec);
293 –        if (d2 > d2best) {
294 –                d2best = d2;
295 –                vback = colval(ap2->v,CIEY);
296 –        }
297 –        VSUB(vec, ap3->p, orig);
298 –        d2 = DOT(vec,vec);
299 –        if (d2 > d2best)
300 –                return(colval(ap3->v,CIEY));
301 –        return(vback);
302 – }
303 –
304 –
459   /* Compute anisotropic radii and eigenvector directions */
460 < static int
460 > static void
461   eigenvectors(FVECT uv[2], float ra[2], FVECT hessian[3])
462   {
463          double  hess2[2][2];
# Line 319 | Line 473 | eigenvectors(FVECT uv[2], float ra[2], FVECT hessian[3
473          hess2[0][1] = DOT(uv[0], b);
474          hess2[1][0] = DOT(uv[1], a);
475          hess2[1][1] = DOT(uv[1], b);
476 <                                        /* compute eigenvalues */
477 <        if ( quadratic(evalue, 1.0, -hess2[0][0]-hess2[1][1],
478 <                        hess2[0][0]*hess2[1][1]-hess2[0][1]*hess2[1][0]) != 2 ||
479 <                        (evalue[0] = fabs(evalue[0])) <= FTINY*FTINY ||
480 <                        (evalue[1] = fabs(evalue[1])) <= FTINY*FTINY )
481 <                error(INTERNAL, "bad eigenvalue calculation");
482 <
476 >                                        /* compute eigenvalue(s) */
477 >        i = quadratic(evalue, 1.0, -hess2[0][0]-hess2[1][1],
478 >                        hess2[0][0]*hess2[1][1]-hess2[0][1]*hess2[1][0]);
479 >        if (i == 1)                     /* double-root (circle) */
480 >                evalue[1] = evalue[0];
481 >        if (!i || ((evalue[0] = fabs(evalue[0])) <= FTINY*FTINY) |
482 >                        ((evalue[1] = fabs(evalue[1])) <= FTINY*FTINY) ) {
483 >                ra[0] = ra[1] = maxarad;
484 >                return;
485 >        }
486          if (evalue[0] > evalue[1]) {
487                  ra[0] = sqrt(sqrt(4.0/evalue[0]));
488                  ra[1] = sqrt(sqrt(4.0/evalue[1]));
# Line 383 | Line 540 | ambHessian(                            /* anisotropic radii & pos. gradient */
540          }
541                                          /* compute first row of edges */
542          for (j = 0; j < hp->ns-1; j++) {
543 <                comp_fftri(&fftr, ambsamp(hp,0,j).p,
387 <                                ambsamp(hp,0,j+1).p, hp->rp->rop);
543 >                comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,0,j), AI(hp,0,j+1));
544                  if (hessrow != NULL)
545                          comp_hessian(hessrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
546                  if (gradrow != NULL)
# Line 394 | Line 550 | ambHessian(                            /* anisotropic radii & pos. gradient */
550          for (i = 0; i < hp->ns-1; i++) {
551              FVECT       hesscol[3];     /* compute first vertical edge */
552              FVECT       gradcol;
553 <            comp_fftri(&fftr, ambsamp(hp,i,0).p,
398 <                        ambsamp(hp,i+1,0).p, hp->rp->rop);
553 >            comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i,0), AI(hp,i+1,0));
554              if (hessrow != NULL)
555                  comp_hessian(hesscol, &fftr, hp->rp->ron);
556              if (gradrow != NULL)
# Line 403 | Line 558 | ambHessian(                            /* anisotropic radii & pos. gradient */
558              for (j = 0; j < hp->ns-1; j++) {
559                  FVECT   hessdia[3];     /* compute triangle contributions */
560                  FVECT   graddia;
561 <                COLORV  backg;
562 <                backg = back_ambval(&ambsamp(hp,i,j), &ambsamp(hp,i,j+1),
563 <                                        &ambsamp(hp,i+1,j), hp->rp->rop);
561 >                double  backg;
562 >                backg = back_ambval(hp, AI(hp,i,j),
563 >                                        AI(hp,i,j+1), AI(hp,i+1,j));
564                                          /* diagonal (inner) edge */
565 <                comp_fftri(&fftr, ambsamp(hp,i,j+1).p,
411 <                                ambsamp(hp,i+1,j).p, hp->rp->rop);
565 >                comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i,j+1), AI(hp,i+1,j));
566                  if (hessrow != NULL) {
567                      comp_hessian(hessdia, &fftr, hp->rp->ron);
568                      rev_hessian(hesscol);
569                      add2hessian(hessian, hessrow[j], hessdia, hesscol, backg);
570                  }
571 <                if (gradient != NULL) {
571 >                if (gradrow != NULL) {
572                      comp_gradient(graddia, &fftr, hp->rp->ron);
573                      rev_gradient(gradcol);
574                      add2gradient(gradient, gradrow[j], graddia, gradcol, backg);
575                  }
576                                          /* initialize edge in next row */
577 <                comp_fftri(&fftr, ambsamp(hp,i+1,j+1).p,
424 <                                ambsamp(hp,i+1,j).p, hp->rp->rop);
577 >                comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i+1,j+1), AI(hp,i+1,j));
578                  if (hessrow != NULL)
579                      comp_hessian(hessrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
580                  if (gradrow != NULL)
581                      comp_gradient(gradrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
582                                          /* new column edge & paired triangle */
583 <                backg = back_ambval(&ambsamp(hp,i,j+1), &ambsamp(hp,i+1,j+1),
584 <                                        &ambsamp(hp,i+1,j), hp->rp->rop);
585 <                comp_fftri(&fftr, ambsamp(hp,i,j+1).p, ambsamp(hp,i+1,j+1).p,
433 <                                hp->rp->rop);
583 >                backg = back_ambval(hp, AI(hp,i+1,j+1),
584 >                                        AI(hp,i+1,j), AI(hp,i,j+1));
585 >                comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i,j+1), AI(hp,i+1,j+1));
586                  if (hessrow != NULL) {
587                      comp_hessian(hesscol, &fftr, hp->rp->ron);
588                      rev_hessian(hessdia);
# Line 453 | Line 605 | ambHessian(                            /* anisotropic radii & pos. gradient */
605          
606          if (ra != NULL)                 /* extract eigenvectors & radii */
607                  eigenvectors(uv, ra, hessian);
608 <        if (pg != NULL) {               /* tangential position gradient/PI */
609 <                pg[0] = DOT(gradient, uv[0]) / PI;
610 <                pg[1] = DOT(gradient, uv[1]) / PI;
608 >        if (pg != NULL) {               /* tangential position gradient */
609 >                pg[0] = DOT(gradient, uv[0]);
610 >                pg[1] = DOT(gradient, uv[1]);
611          }
612   }
613  
# Line 464 | Line 616 | ambHessian(                            /* anisotropic radii & pos. gradient */
616   static void
617   ambdirgrad(AMBHEMI *hp, FVECT uv[2], float dg[2])
618   {
619 <        struct s_ambsamp        *ap;
620 <        double                  dgsum[2];
621 <        int                     n;
622 <        FVECT                   vd;
623 <        double                  gfact;
619 >        AMBSAMP *ap;
620 >        double  dgsum[2];
621 >        int     n;
622 >        FVECT   vd;
623 >        double  gfact;
624  
625          dgsum[0] = dgsum[1] = 0.0;      /* sum values times -tan(theta) */
626          for (ap = hp->sa, n = hp->ns*hp->ns; n--; ap++) {
# Line 476 | Line 628 | ambdirgrad(AMBHEMI *hp, FVECT uv[2], float dg[2])
628                  VSUB(vd, ap->p, hp->rp->rop);
629                                          /* brightness over cosine factor */
630                  gfact = colval(ap->v,CIEY) / DOT(hp->rp->ron, vd);
631 <                                        /* -sine = -proj_radius/vd_length */
632 <                dgsum[0] += DOT(uv[1], vd) * gfact;
633 <                dgsum[1] -= DOT(uv[0], vd) * gfact;
631 >                                        /* sine = proj_radius/vd_length */
632 >                dgsum[0] -= DOT(uv[1], vd) * gfact;
633 >                dgsum[1] += DOT(uv[0], vd) * gfact;
634          }
635          dg[0] = dgsum[0] / (hp->ns*hp->ns);
636          dg[1] = dgsum[1] / (hp->ns*hp->ns);
637   }
638  
639  
640 + /* Compute potential light leak direction flags for cache value */
641 + static uint32
642 + ambcorral(AMBHEMI *hp, FVECT uv[2], const double r0, const double r1)
643 + {
644 +        const double    max_d = 1.0/(minarad*ambacc + 0.001);
645 +        const double    ang_res = 0.5*PI/hp->ns;
646 +        const double    ang_step = ang_res/((int)(16/PI*ang_res) + 1.01);
647 +        double          avg_d = 0;
648 +        uint32          flgs = 0;
649 +        FVECT           vec;
650 +        double          u, v;
651 +        double          ang, a1;
652 +        int             i, j;
653 +                                        /* don't bother for a few samples */
654 +        if (hp->ns < 8)
655 +                return(0);
656 +                                        /* check distances overhead */
657 +        for (i = hp->ns*3/4; i-- > hp->ns>>2; )
658 +            for (j = hp->ns*3/4; j-- > hp->ns>>2; )
659 +                avg_d += ambsam(hp,i,j).d;
660 +        avg_d *= 4.0/(hp->ns*hp->ns);
661 +        if (avg_d*r0 >= 1.0)            /* ceiling too low for corral? */
662 +                return(0);
663 +        if (avg_d >= max_d)             /* insurance */
664 +                return(0);
665 +                                        /* else circle around perimeter */
666 +        for (i = 0; i < hp->ns; i++)
667 +            for (j = 0; j < hp->ns; j += !i|(i==hp->ns-1) ? 1 : hp->ns-1) {
668 +                AMBSAMP *ap = &ambsam(hp,i,j);
669 +                if ((ap->d <= FTINY) | (ap->d >= max_d))
670 +                        continue;       /* too far or too near */
671 +                VSUB(vec, ap->p, hp->rp->rop);
672 +                u = DOT(vec, uv[0]);
673 +                v = DOT(vec, uv[1]);
674 +                if ((r0*r0*u*u + r1*r1*v*v) * ap->d*ap->d <= u*u + v*v)
675 +                        continue;       /* occluder outside ellipse */
676 +                ang = atan2a(v, u);     /* else set direction flags */
677 +                for (a1 = ang-ang_res; a1 <= ang+ang_res; a1 += ang_step)
678 +                        flgs |= 1L<<(int)(16/PI*(a1 + 2.*PI*(a1 < 0)));
679 +            }
680 +        return(flgs);
681 + }
682 +
683 +
684   int
685   doambient(                              /* compute ambient component */
686          COLOR   rcol,                   /* input/output color */
# Line 493 | Line 689 | doambient(                             /* compute ambient component */
689          FVECT   uv[2],                  /* returned (optional) */
690          float   ra[2],                  /* returned (optional) */
691          float   pg[2],                  /* returned (optional) */
692 <        float   dg[2]                   /* returned (optional) */
692 >        float   dg[2],                  /* returned (optional) */
693 >        uint32  *crlp                   /* returned (optional) */
694   )
695   {
696 <        AMBHEMI                 *hp = inithemi(rcol, r, wt);
697 <        int                     cnt = 0;
698 <        FVECT                   my_uv[2];
699 <        double                  d, acol[3];
700 <        struct s_ambsamp        *ap;
701 <        int                     i, j;
505 <                                        /* check/initialize */
506 <        if (hp == NULL)
507 <                return(0);
696 >        AMBHEMI *hp = samp_hemi(rcol, r, wt);
697 >        FVECT   my_uv[2];
698 >        double  d, K;
699 >        AMBSAMP *ap;
700 >        int     i;
701 >                                        /* clear return values */
702          if (uv != NULL)
703                  memset(uv, 0, sizeof(FVECT)*2);
704          if (ra != NULL)
# Line 513 | Line 707 | doambient(                             /* compute ambient component */
707                  pg[0] = pg[1] = 0.0;
708          if (dg != NULL)
709                  dg[0] = dg[1] = 0.0;
710 <                                        /* sample the hemisphere */
711 <        acol[0] = acol[1] = acol[2] = 0.0;
712 <        for (i = hp->ns; i--; )
713 <                for (j = hp->ns; j--; )
714 <                        if ((ap = ambsample(hp, i, j)) != NULL) {
715 <                                addcolor(acol, ap->v);
716 <                                ++cnt;
717 <                        }
718 <        if (!cnt) {
525 <                setcolor(rcol, 0.0, 0.0, 0.0);
526 <                free(hp);
527 <                return(0);              /* no valid samples */
710 >        if (crlp != NULL)
711 >                *crlp = 0;
712 >        if (hp == NULL)                 /* sampling falure? */
713 >                return(0);
714 >
715 >        if ((ra == NULL) & (pg == NULL) & (dg == NULL) ||
716 >                        (hp->sampOK < 0) | (hp->ns < 6)) {
717 >                free(hp);               /* Hessian not requested/possible */
718 >                return(-1);             /* value-only return value */
719          }
720 <        copycolor(rcol, acol);          /* final indirect irradiance/PI */
721 <        if (cnt < hp->ns*hp->ns ||      /* incomplete sampling? */
722 <                        (ra == NULL) & (pg == NULL) & (dg == NULL)) {
723 <                free(hp);
724 <                return(-1);             /* no radius or gradient calc. */
720 >        if ((d = bright(rcol)) > FTINY) {       /* normalize Y values */
721 >                d = 0.99*(hp->ns*hp->ns)/d;
722 >                K = 0.01;
723 >        } else {                        /* or fall back on geometric Hessian */
724 >                K = 1.0;
725 >                pg = NULL;
726 >                dg = NULL;
727 >                crlp = NULL;
728          }
535 –        multcolor(acol, hp->acoef);     /* normalize Y values */
536 –        if ((d = bright(acol)) > FTINY)
537 –                d = 1.0/d;
538 –        else
539 –                d = 0.0;
729          ap = hp->sa;                    /* relative Y channel from here on... */
730          for (i = hp->ns*hp->ns; i--; ap++)
731 <                colval(ap->v,CIEY) = bright(ap->v)*d + 0.0314;
731 >                colval(ap->v,CIEY) = bright(ap->v)*d + K;
732  
733          if (uv == NULL)                 /* make sure we have axis pointers */
734                  uv = my_uv;
# Line 550 | Line 739 | doambient(                             /* compute ambient component */
739                  ambdirgrad(hp, uv, dg);
740  
741          if (ra != NULL) {               /* scale/clamp radii */
742 +                if (pg != NULL) {
743 +                        if (ra[0]*(d = fabs(pg[0])) > 1.0)
744 +                                ra[0] = 1.0/d;
745 +                        if (ra[1]*(d = fabs(pg[1])) > 1.0)
746 +                                ra[1] = 1.0/d;
747 +                        if (ra[0] > ra[1])
748 +                                ra[0] = ra[1];
749 +                }
750                  if (ra[0] < minarad) {
751                          ra[0] = minarad;
752                          if (ra[1] < minarad)
753                                  ra[1] = minarad;
754                  }
755 <                ra[0] *= d = 1.0/sqrt(sqrt(wt));
755 >                ra[0] *= d = 1.0/sqrt(wt);
756                  if ((ra[1] *= d) > 2.0*ra[0])
757                          ra[1] = 2.0*ra[0];
758                  if (ra[1] > maxarad) {
# Line 563 | Line 760 | doambient(                             /* compute ambient component */
760                          if (ra[0] > maxarad)
761                                  ra[0] = maxarad;
762                  }
763 +                                        /* flag encroached directions */
764 +                if (crlp != NULL)
765 +                        *crlp = ambcorral(hp, uv, ra[0]*ambacc, ra[1]*ambacc);
766 +                if (pg != NULL) {       /* cap gradient if necessary */
767 +                        d = pg[0]*pg[0]*ra[0]*ra[0] + pg[1]*pg[1]*ra[1]*ra[1];
768 +                        if (d > 1.0) {
769 +                                d = 1.0/sqrt(d);
770 +                                pg[0] *= d;
771 +                                pg[1] *= d;
772 +                        }
773 +                }
774          }
775          free(hp);                       /* clean up and return */
776          return(1);
777   }
778  
571 –
572 – #else /* ! NEWAMB */
573 –
574 –
575 – void
576 – inithemi(                       /* initialize sampling hemisphere */
577 –        AMBHEMI  *hp,
578 –        COLOR ac,
579 –        RAY  *r,
580 –        double  wt
581 – )
582 – {
583 –        double  d;
584 –        int  i;
585 –                                        /* set number of divisions */
586 –        if (ambacc <= FTINY &&
587 –                        wt > (d = 0.8*intens(ac)*r->rweight/(ambdiv*minweight)))
588 –                wt = d;                 /* avoid ray termination */
589 –        hp->nt = sqrt(ambdiv * wt / PI) + 0.5;
590 –        i = ambacc > FTINY ? 3 : 1;     /* minimum number of samples */
591 –        if (hp->nt < i)
592 –                hp->nt = i;
593 –        hp->np = PI * hp->nt + 0.5;
594 –                                        /* set number of super-samples */
595 –        hp->ns = ambssamp * wt + 0.5;
596 –                                        /* assign coefficient */
597 –        copycolor(hp->acoef, ac);
598 –        d = 1.0/(hp->nt*hp->np);
599 –        scalecolor(hp->acoef, d);
600 –                                        /* make axes */
601 –        VCOPY(hp->uz, r->ron);
602 –        hp->uy[0] = hp->uy[1] = hp->uy[2] = 0.0;
603 –        for (i = 0; i < 3; i++)
604 –                if (hp->uz[i] < 0.6 && hp->uz[i] > -0.6)
605 –                        break;
606 –        if (i >= 3)
607 –                error(CONSISTENCY, "bad ray direction in inithemi");
608 –        hp->uy[i] = 1.0;
609 –        fcross(hp->ux, hp->uy, hp->uz);
610 –        normalize(hp->ux);
611 –        fcross(hp->uy, hp->uz, hp->ux);
612 – }
613 –
614 –
615 – int
616 – divsample(                              /* sample a division */
617 –        AMBSAMP  *dp,
618 –        AMBHEMI  *h,
619 –        RAY  *r
620 – )
621 – {
622 –        RAY  ar;
623 –        int  hlist[3];
624 –        double  spt[2];
625 –        double  xd, yd, zd;
626 –        double  b2;
627 –        double  phi;
628 –        int  i;
629 –                                        /* ambient coefficient for weight */
630 –        if (ambacc > FTINY)
631 –                setcolor(ar.rcoef, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
632 –        else
633 –                copycolor(ar.rcoef, h->acoef);
634 –        if (rayorigin(&ar, AMBIENT, r, ar.rcoef) < 0)
635 –                return(-1);
636 –        if (ambacc > FTINY) {
637 –                multcolor(ar.rcoef, h->acoef);
638 –                scalecolor(ar.rcoef, 1./AVGREFL);
639 –        }
640 –        hlist[0] = r->rno;
641 –        hlist[1] = dp->t;
642 –        hlist[2] = dp->p;
643 –        multisamp(spt, 2, urand(ilhash(hlist,3)+dp->n));
644 –        zd = sqrt((dp->t + spt[0])/h->nt);
645 –        phi = 2.0*PI * (dp->p + spt[1])/h->np;
646 –        xd = tcos(phi) * zd;
647 –        yd = tsin(phi) * zd;
648 –        zd = sqrt(1.0 - zd*zd);
649 –        for (i = 0; i < 3; i++)
650 –                ar.rdir[i] =    xd*h->ux[i] +
651 –                                yd*h->uy[i] +
652 –                                zd*h->uz[i];
653 –        checknorm(ar.rdir);
654 –        dimlist[ndims++] = dp->t*h->np + dp->p + 90171;
655 –        rayvalue(&ar);
656 –        ndims--;
657 –        multcolor(ar.rcol, ar.rcoef);   /* apply coefficient */
658 –        addcolor(dp->v, ar.rcol);
659 –                                        /* use rt to improve gradient calc */
660 –        if (ar.rt > FTINY && ar.rt < FHUGE)
661 –                dp->r += 1.0/ar.rt;
662 –                                        /* (re)initialize error */
663 –        if (dp->n++) {
664 –                b2 = bright(dp->v)/dp->n - bright(ar.rcol);
665 –                b2 = b2*b2 + dp->k*((dp->n-1)*(dp->n-1));
666 –                dp->k = b2/(dp->n*dp->n);
667 –        } else
668 –                dp->k = 0.0;
669 –        return(0);
670 – }
671 –
672 –
673 – static int
674 – ambcmp(                                 /* decreasing order */
675 –        const void *p1,
676 –        const void *p2
677 – )
678 – {
679 –        const AMBSAMP   *d1 = (const AMBSAMP *)p1;
680 –        const AMBSAMP   *d2 = (const AMBSAMP *)p2;
681 –
682 –        if (d1->k < d2->k)
683 –                return(1);
684 –        if (d1->k > d2->k)
685 –                return(-1);
686 –        return(0);
687 – }
688 –
689 –
690 – static int
691 – ambnorm(                                /* standard order */
692 –        const void *p1,
693 –        const void *p2
694 – )
695 – {
696 –        const AMBSAMP   *d1 = (const AMBSAMP *)p1;
697 –        const AMBSAMP   *d2 = (const AMBSAMP *)p2;
698 –        int     c;
699 –
700 –        if ( (c = d1->t - d2->t) )
701 –                return(c);
702 –        return(d1->p - d2->p);
703 – }
704 –
705 –
706 – double
707 – doambient(                              /* compute ambient component */
708 –        COLOR  rcol,
709 –        RAY  *r,
710 –        double  wt,
711 –        FVECT  pg,
712 –        FVECT  dg
713 – )
714 – {
715 –        double  b, d=0;
716 –        AMBHEMI  hemi;
717 –        AMBSAMP  *div;
718 –        AMBSAMP  dnew;
719 –        double  acol[3];
720 –        AMBSAMP  *dp;
721 –        double  arad;
722 –        int  divcnt;
723 –        int  i, j;
724 –                                        /* initialize hemisphere */
725 –        inithemi(&hemi, rcol, r, wt);
726 –        divcnt = hemi.nt * hemi.np;
727 –                                        /* initialize */
728 –        if (pg != NULL)
729 –                pg[0] = pg[1] = pg[2] = 0.0;
730 –        if (dg != NULL)
731 –                dg[0] = dg[1] = dg[2] = 0.0;
732 –        setcolor(rcol, 0.0, 0.0, 0.0);
733 –        if (divcnt == 0)
734 –                return(0.0);
735 –                                        /* allocate super-samples */
736 –        if (hemi.ns > 0 || pg != NULL || dg != NULL) {
737 –                div = (AMBSAMP *)malloc(divcnt*sizeof(AMBSAMP));
738 –                if (div == NULL)
739 –                        error(SYSTEM, "out of memory in doambient");
740 –        } else
741 –                div = NULL;
742 –                                        /* sample the divisions */
743 –        arad = 0.0;
744 –        acol[0] = acol[1] = acol[2] = 0.0;
745 –        if ((dp = div) == NULL)
746 –                dp = &dnew;
747 –        divcnt = 0;
748 –        for (i = 0; i < hemi.nt; i++)
749 –                for (j = 0; j < hemi.np; j++) {
750 –                        dp->t = i; dp->p = j;
751 –                        setcolor(dp->v, 0.0, 0.0, 0.0);
752 –                        dp->r = 0.0;
753 –                        dp->n = 0;
754 –                        if (divsample(dp, &hemi, r) < 0) {
755 –                                if (div != NULL)
756 –                                        dp++;
757 –                                continue;
758 –                        }
759 –                        arad += dp->r;
760 –                        divcnt++;
761 –                        if (div != NULL)
762 –                                dp++;
763 –                        else
764 –                                addcolor(acol, dp->v);
765 –                }
766 –        if (!divcnt) {
767 –                if (div != NULL)
768 –                        free((void *)div);
769 –                return(0.0);            /* no samples taken */
770 –        }
771 –        if (divcnt < hemi.nt*hemi.np) {
772 –                pg = dg = NULL;         /* incomplete sampling */
773 –                hemi.ns = 0;
774 –        } else if (arad > FTINY && divcnt/arad < minarad) {
775 –                hemi.ns = 0;            /* close enough */
776 –        } else if (hemi.ns > 0) {       /* else perform super-sampling? */
777 –                comperrs(div, &hemi);                   /* compute errors */
778 –                qsort(div, divcnt, sizeof(AMBSAMP), ambcmp);    /* sort divs */
779 –                                                /* super-sample */
780 –                for (i = hemi.ns; i > 0; i--) {
781 –                        dnew = *div;
782 –                        if (divsample(&dnew, &hemi, r) < 0) {
783 –                                dp++;
784 –                                continue;
785 –                        }
786 –                        dp = div;               /* reinsert */
787 –                        j = divcnt < i ? divcnt : i;
788 –                        while (--j > 0 && dnew.k < dp[1].k) {
789 –                                *dp = *(dp+1);
790 –                                dp++;
791 –                        }
792 –                        *dp = dnew;
793 –                }
794 –                if (pg != NULL || dg != NULL)   /* restore order */
795 –                        qsort(div, divcnt, sizeof(AMBSAMP), ambnorm);
796 –        }
797 –                                        /* compute returned values */
798 –        if (div != NULL) {
799 –                arad = 0.0;             /* note: divcnt may be < nt*np */
800 –                for (i = hemi.nt*hemi.np, dp = div; i-- > 0; dp++) {
801 –                        arad += dp->r;
802 –                        if (dp->n > 1) {
803 –                                b = 1.0/dp->n;
804 –                                scalecolor(dp->v, b);
805 –                                dp->r *= b;
806 –                                dp->n = 1;
807 –                        }
808 –                        addcolor(acol, dp->v);
809 –                }
810 –                b = bright(acol);
811 –                if (b > FTINY) {
812 –                        b = 1.0/b;      /* compute & normalize gradient(s) */
813 –                        if (pg != NULL) {
814 –                                posgradient(pg, div, &hemi);
815 –                                for (i = 0; i < 3; i++)
816 –                                        pg[i] *= b;
817 –                        }
818 –                        if (dg != NULL) {
819 –                                dirgradient(dg, div, &hemi);
820 –                                for (i = 0; i < 3; i++)
821 –                                        dg[i] *= b;
822 –                        }
823 –                }
824 –                free((void *)div);
825 –        }
826 –        copycolor(rcol, acol);
827 –        if (arad <= FTINY)
828 –                arad = maxarad;
829 –        else
830 –                arad = (divcnt+hemi.ns)/arad;
831 –        if (pg != NULL) {               /* reduce radius if gradient large */
832 –                d = DOT(pg,pg);
833 –                if (d*arad*arad > 1.0)
834 –                        arad = 1.0/sqrt(d);
835 –        }
836 –        if (arad < minarad) {
837 –                arad = minarad;
838 –                if (pg != NULL && d*arad*arad > 1.0) {  /* cap gradient */
839 –                        d = 1.0/arad/sqrt(d);
840 –                        for (i = 0; i < 3; i++)
841 –                                pg[i] *= d;
842 –                }
843 –        }
844 –        if ((arad /= sqrt(wt)) > maxarad)
845 –                arad = maxarad;
846 –        return(arad);
847 – }
848 –
849 –
850 – void
851 – comperrs(                       /* compute initial error estimates */
852 –        AMBSAMP  *da,   /* assumes standard ordering */
853 –        AMBHEMI  *hp
854 – )
855 – {
856 –        double  b, b2;
857 –        int  i, j;
858 –        AMBSAMP  *dp;
859 –                                /* sum differences from neighbors */
860 –        dp = da;
861 –        for (i = 0; i < hp->nt; i++)
862 –                for (j = 0; j < hp->np; j++) {
863 – #ifdef  DEBUG
864 –                        if (dp->t != i || dp->p != j)
865 –                                error(CONSISTENCY,
866 –                                        "division order in comperrs");
867 – #endif
868 –                        b = bright(dp[0].v);
869 –                        if (i > 0) {            /* from above */
870 –                                b2 = bright(dp[-hp->np].v) - b;
871 –                                b2 *= b2 * 0.25;
872 –                                dp[0].k += b2;
873 –                                dp[-hp->np].k += b2;
874 –                        }
875 –                        if (j > 0) {            /* from behind */
876 –                                b2 = bright(dp[-1].v) - b;
877 –                                b2 *= b2 * 0.25;
878 –                                dp[0].k += b2;
879 –                                dp[-1].k += b2;
880 –                        } else {                /* around */
881 –                                b2 = bright(dp[hp->np-1].v) - b;
882 –                                b2 *= b2 * 0.25;
883 –                                dp[0].k += b2;
884 –                                dp[hp->np-1].k += b2;
885 –                        }
886 –                        dp++;
887 –                }
888 –                                /* divide by number of neighbors */
889 –        dp = da;
890 –        for (j = 0; j < hp->np; j++)            /* top row */
891 –                (dp++)->k *= 1.0/3.0;
892 –        if (hp->nt < 2)
893 –                return;
894 –        for (i = 1; i < hp->nt-1; i++)          /* central region */
895 –                for (j = 0; j < hp->np; j++)
896 –                        (dp++)->k *= 0.25;
897 –        for (j = 0; j < hp->np; j++)            /* bottom row */
898 –                (dp++)->k *= 1.0/3.0;
899 – }
900 –
901 –
902 – void
903 – posgradient(                                    /* compute position gradient */
904 –        FVECT  gv,
905 –        AMBSAMP  *da,                   /* assumes standard ordering */
906 –        AMBHEMI  *hp
907 – )
908 – {
909 –        int  i, j;
910 –        double  nextsine, lastsine, b, d;
911 –        double  mag0, mag1;
912 –        double  phi, cosp, sinp, xd, yd;
913 –        AMBSAMP  *dp;
914 –
915 –        xd = yd = 0.0;
916 –        for (j = 0; j < hp->np; j++) {
917 –                dp = da + j;
918 –                mag0 = mag1 = 0.0;
919 –                lastsine = 0.0;
920 –                for (i = 0; i < hp->nt; i++) {
921 – #ifdef  DEBUG
922 –                        if (dp->t != i || dp->p != j)
923 –                                error(CONSISTENCY,
924 –                                        "division order in posgradient");
925 – #endif
926 –                        b = bright(dp->v);
927 –                        if (i > 0) {
928 –                                d = dp[-hp->np].r;
929 –                                if (dp[0].r > d) d = dp[0].r;
930 –                                                        /* sin(t)*cos(t)^2 */
931 –                                d *= lastsine * (1.0 - (double)i/hp->nt);
932 –                                mag0 += d*(b - bright(dp[-hp->np].v));
933 –                        }
934 –                        nextsine = sqrt((double)(i+1)/hp->nt);
935 –                        if (j > 0) {
936 –                                d = dp[-1].r;
937 –                                if (dp[0].r > d) d = dp[0].r;
938 –                                mag1 += d * (nextsine - lastsine) *
939 –                                                (b - bright(dp[-1].v));
940 –                        } else {
941 –                                d = dp[hp->np-1].r;
942 –                                if (dp[0].r > d) d = dp[0].r;
943 –                                mag1 += d * (nextsine - lastsine) *
944 –                                                (b - bright(dp[hp->np-1].v));
945 –                        }
946 –                        dp += hp->np;
947 –                        lastsine = nextsine;
948 –                }
949 –                mag0 *= 2.0*PI / hp->np;
950 –                phi = 2.0*PI * (double)j/hp->np;
951 –                cosp = tcos(phi); sinp = tsin(phi);
952 –                xd += mag0*cosp - mag1*sinp;
953 –                yd += mag0*sinp + mag1*cosp;
954 –        }
955 –        for (i = 0; i < 3; i++)
956 –                gv[i] = (xd*hp->ux[i] + yd*hp->uy[i])*(hp->nt*hp->np)/PI;
957 – }
958 –
959 –
960 – void
961 – dirgradient(                                    /* compute direction gradient */
962 –        FVECT  gv,
963 –        AMBSAMP  *da,                   /* assumes standard ordering */
964 –        AMBHEMI  *hp
965 – )
966 – {
967 –        int  i, j;
968 –        double  mag;
969 –        double  phi, xd, yd;
970 –        AMBSAMP  *dp;
971 –
972 –        xd = yd = 0.0;
973 –        for (j = 0; j < hp->np; j++) {
974 –                dp = da + j;
975 –                mag = 0.0;
976 –                for (i = 0; i < hp->nt; i++) {
977 – #ifdef  DEBUG
978 –                        if (dp->t != i || dp->p != j)
979 –                                error(CONSISTENCY,
980 –                                        "division order in dirgradient");
981 – #endif
982 –                                                        /* tan(t) */
983 –                        mag += bright(dp->v)/sqrt(hp->nt/(i+.5) - 1.0);
984 –                        dp += hp->np;
985 –                }
986 –                phi = 2.0*PI * (j+.5)/hp->np + PI/2.0;
987 –                xd += mag * tcos(phi);
988 –                yd += mag * tsin(phi);
989 –        }
990 –        for (i = 0; i < 3; i++)
991 –                gv[i] = xd*hp->ux[i] + yd*hp->uy[i];
992 – }
993 –
994 – #endif  /* ! NEWAMB */

Diff Legend

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