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 2.48 by greg, Sun May 4 01:02:13 2014 UTC vs.
Revision 2.85 by greg, Tue May 14 17:39:10 2019 UTC

# Line 21 | Line 21 | static const char      RCSid[] = "$Id$";
21   #include  "ambient.h"
22   #include  "random.h"
23  
24 – #ifdef NEWAMB
25 –
26 – /* #define AHEM_MARG    1.2     /* hem margin */
27 –
24   extern void             SDsquare2disk(double ds[2], double seedx, double seedy);
25  
30 –                                /* vertex direction bit positions */
31 – #define VDB_xy  0
32 – #define VDB_y   01
33 – #define VDB_x   02
34 – #define VDB_Xy  03
35 – #define VDB_xY  04
36 – #define VDB_X   05
37 – #define VDB_Y   06
38 – #define VDB_XY  07
39 –                                /* get opposite vertex direction bit */
40 – #define VDB_OPP(f)      (~(f) & 07)
41 –                                /* adjacent triangle vertex flags */
42 – static const int  adjacent_trifl[8] = {
43 –                        0,                      /* forbidden diagonal */
44 –                        1<<VDB_x|1<<VDB_y|1<<VDB_Xy,
45 –                        1<<VDB_y|1<<VDB_x|1<<VDB_xY,
46 –                        1<<VDB_y|1<<VDB_Xy|1<<VDB_X,
47 –                        1<<VDB_x|1<<VDB_xY|1<<VDB_Y,
48 –                        1<<VDB_Xy|1<<VDB_X|1<<VDB_Y,
49 –                        1<<VDB_xY|1<<VDB_Y|1<<VDB_X,
50 –                        0,                      /* forbidden diagonal */
51 –                };
52 –
26   typedef struct {
27          COLOR   v;              /* hemisphere sample value */
28 <        float   d;              /* reciprocal distance (1/rt) */
28 >        float   d;              /* reciprocal distance */
29          FVECT   p;              /* intersection point */
30   } AMBSAMP;              /* sample value */
31  
32   typedef struct {
33          RAY     *rp;            /* originating ray sample */
61 –        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 +        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 ambndx(h,i,j)   ((i)*(h)->ns + (j))
43 < #define ambsam(h,i,j)   (h)->sa[ambndx(h,i,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, rcp, rI2_eJ2;
47          double  I1, I2;
73 –        int     valid;
48   } FFTRI;                /* vectors and coefficients for Hessian calculation */
49  
50  
77 – /* Get index for adjacent vertex */
51   static int
52 < adjacent_verti(AMBHEMI *hp, int i, int j, int dbit)
52 > ambcollision(                           /* proposed direciton collides? */
53 >        AMBHEMI *hp,
54 >        int     i,
55 >        int     j,
56 >        FVECT   dv
57 > )
58   {
59 <        int     i0 = i*hp->ns + j;
60 <
61 <        switch (dbit) {
62 <        case VDB_y:     return(i0 - hp->ns);
63 <        case VDB_x:     return(i0 - 1);
64 <        case VDB_Xy:    return(i0 - hp->ns + 1);
65 <        case VDB_xY:    return(i0 + hp->ns - 1);
66 <        case VDB_X:     return(i0 + 1);
67 <        case VDB_Y:     return(i0 + hp->ns);
68 <                                /* the following should never occur */
69 <        case VDB_xy:    return(i0 - hp->ns - 1);
70 <        case VDB_XY:    return(i0 + hp->ns + 1);
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(-1);
84 >        return(0);                      /* nothing to worry about */
85   }
86  
87  
98 – /* Get vertex direction bit for the opposite edge to complete triangle */
88   static int
89 < vdb_edge(int db1, int db2)
90 < {
91 <        switch (db1) {
92 <        case VDB_x:     return(db2==VDB_y ? VDB_Xy : VDB_Y);
93 <        case VDB_y:     return(db2==VDB_x ? VDB_xY : VDB_X);
105 <        case VDB_X:     return(db2==VDB_Xy ? VDB_y : VDB_xY);
106 <        case VDB_Y:     return(db2==VDB_xY ? VDB_x : VDB_Xy);
107 <        case VDB_xY:    return(db2==VDB_x ? VDB_y : VDB_X);
108 <        case VDB_Xy:    return(db2==VDB_y ? VDB_x : VDB_Y);
109 <        }
110 <        error(INTERNAL, "forbidden diagonal in vdb_edge()");
111 <        return(-1);
112 < }
113 <
114 <
115 < static AMBHEMI *
116 < inithemi(                       /* initialize sampling hemisphere */
117 <        COLOR   ac,
118 <        RAY     *r,
119 <        double  wt
89 > ambsample(                              /* initial ambient division sample */
90 >        AMBHEMI *hp,
91 >        int     i,
92 >        int     j,
93 >        int     n
94   )
95   {
96 <        AMBHEMI *hp;
97 <        double  d;
124 <        int     n, i;
125 <                                        /* set number of divisions */
126 <        if (ambacc <= FTINY &&
127 <                        wt > (d = 0.8*intens(ac)*r->rweight/(ambdiv*minweight)))
128 <                wt = d;                 /* avoid ray termination */
129 <        n = sqrt(ambdiv * wt) + 0.5;
130 <        i = 1 + 5*(ambacc > FTINY);     /* minimum number of samples */
131 <        if (n < i)
132 <                n = i;
133 <                                        /* allocate sampling array */
134 <        hp = (AMBHEMI *)malloc(sizeof(AMBHEMI) + sizeof(AMBSAMP)*(n*n - 1));
135 <        if (hp == NULL)
136 <                return(NULL);
137 <        hp->rp = r;
138 <        hp->ns = n;
139 <                                        /* assign coefficient */
140 <        copycolor(hp->acoef, ac);
141 <        d = 1.0/(n*n);
142 <        scalecolor(hp->acoef, d);
143 <                                        /* make tangent plane axes */
144 <        hp->uy[0] = 0.5 - frandom();
145 <        hp->uy[1] = 0.5 - frandom();
146 <        hp->uy[2] = 0.5 - frandom();
147 <        for (i = 3; i--; )
148 <                if ((-0.6 < r->ron[i]) & (r->ron[i] < 0.6))
149 <                        break;
150 <        if (i < 0)
151 <                error(CONSISTENCY, "bad ray direction in inithemi");
152 <        hp->uy[i] = 1.0;
153 <        VCROSS(hp->ux, hp->uy, r->ron);
154 <        normalize(hp->ux);
155 <        VCROSS(hp->uy, r->ron, hp->ux);
156 <                                        /* we're ready to sample */
157 <        return(hp);
158 < }
159 <
160 <
161 < /* Sample ambient division and apply weighting coefficient */
162 < static int
163 < getambsamp(RAY *arp, AMBHEMI *hp, int i, int j, int n)
164 < {
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(arp->rcoef, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
103 >                setcolor(ar.rcoef, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
104          else
105 <                copycolor(arp->rcoef, hp->acoef);
106 <        if (rayorigin(arp, AMBIENT, hp->rp, arp->rcoef) < 0)
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(arp->rcoef, hp->acoef);
110 <                scalecolor(arp->rcoef, 1./AVGREFL);
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 <        if (!n) {                       /* avoid border samples for n==0 */
183 <                if ((spt[0] < 0.1) | (spt[0] >= 0.9))
184 <                        spt[0] = 0.1 + 0.8*frandom();
185 <                if ((spt[1] < 0.1) | (spt[1] >= 0.9))
186 <                        spt[1] = 0.1 + 0.8*frandom();
187 <        }
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 <                arp->rdir[ii] = spt[0]*hp->ux[ii] +
120 >                ar.rdir[ii] =   spt[0]*hp->ux[ii] +
121                                  spt[1]*hp->uy[ii] +
122                                  zd*hp->rp->ron[ii];
123 <        checknorm(arp->rdir);
124 <        dimlist[ndims++] = ambndx(hp,i,j) + 90171;
125 <        rayvalue(arp);                  /* evaluate ray */
126 <        ndims--;                        /* apply coefficient */
127 <        multcolor(arp->rcol, arp->rcoef);
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 < static AMBSAMP *
204 < ambsample(                              /* initial ambient division sample */
205 <        AMBHEMI *hp,
206 <        int     i,
207 <        int     j
208 < )
209 < {
210 <        AMBSAMP *ap = &ambsam(hp,i,j);
211 <        RAY     ar;
212 <                                        /* generate hemispherical sample */
213 <        if (!getambsamp(&ar, hp, i, j, 0) || ar.rt <= FTINY) {
214 <                memset(ap, 0, sizeof(AMBSAMP));
215 <                return(NULL);
216 <        }
217 <        ap->d = 1.0/ar.rt;              /* limit vertex distance */
218 <        if (ar.rt > 10.0*thescene.cusize)
219 <                ar.rt = 10.0*thescene.cusize;
220 <        VSUM(ap->p, ar.rorg, ar.rdir, ar.rt);
221 <        copycolor(ap->v, ar.rcol);
222 <        return(ap);
223 < }
224 <
225 <
226 < /* Estimate errors based on ambient division differences */
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, d2;
166 >        double  b, b1, d2;
167          int     i, j;
168  
169          if (earr == NULL)               /* out of memory? */
170                  return(NULL);
171 <                                        /* compute squared neighbor diffs */
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 <                        d2 = b - bright(ap[-hp->ns].v);
177 <                        d2 *= d2;
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) {                /* from behind */
183 <                        d2 = b - bright(ap[-1].v);
184 <                        d2 *= d2;
185 <                        ep[0] += d2;
186 <                        ep[-1] += d2;
187 <                }
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] *= 2.f;
199 <        earr[hp->ns-1] *= 2.f;
200 <        earr[(hp->ns-1)*hp->ns] *= 2.f;
201 <        earr[(hp->ns-1)*hp->ns + hp->ns-1] *= 2.f;
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] *= 4./3.;
204 <                earr[i*hp->ns + hp->ns-1] *= 4./3.;
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] *= 4./3.;
208 <                earr[(hp->ns-1)*hp->ns + j] *= 4./3.;
207 >                earr[j] *= 8./5.;
208 >                earr[(hp->ns-1)*hp->ns + j] *= 8./5.;
209          }
210          return(earr);
211   }
# Line 271 | Line 213 | getambdiffs(AMBHEMI *hp)
213  
214   /* Perform super-sampling on hemisphere (introduces bias) */
215   static void
216 < ambsupersamp(double acol[3], AMBHEMI *hp, int cnt)
216 > ambsupersamp(AMBHEMI *hp, int cnt)
217   {
218          float   *earr = getambdiffs(hp);
219 <        double  e2sum = 0;
278 <        AMBSAMP *ap;
279 <        RAY     ar;
280 <        COLOR   asum;
219 >        double  e2rem = 0;
220          float   *ep;
221 <        int     i, j, n;
221 >        int     i, j, n, nss;
222  
223          if (earr == NULL)               /* just skip calc. if no memory */
224                  return;
225 <                                        /* add up estimated variances */
226 <        for (ep = earr + hp->ns*hp->ns; ep-- > earr; )
227 <                e2sum += *ep;
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 (ap = hp->sa, i = 0; i < hp->ns; i++)
230 <            for (j = 0; j < hp->ns; j++, ap++) {
231 <                int     nss = *ep/e2sum*cnt + frandom();
232 <                setcolor(asum, 0., 0., 0.);
233 <                for (n = 1; n <= nss; n++) {
234 <                        if (!getambsamp(&ar, hp, i, j, n)) {
235 <                                nss = n-1;
236 <                                break;
298 <                        }
299 <                        addcolor(asum, ar.rcol);
300 <                }
301 <                if (nss) {              /* update returned ambient value */
302 <                        const double    ssf = 1./(nss + 1);
303 <                        for (n = 3; n--; )
304 <                                acol[n] += ssf*colval(asum,n) +
305 <                                                (ssf - 1.)*colval(ap->v,n);
306 <                }
307 <                e2sum -= *ep++;         /* update remainders */
308 <                cnt -= nss;
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 < /* Compute vertex flags, indicating farthest in each direction */
244 < static uby8 *
245 < vertex_flags(AMBHEMI *hp)
243 > static AMBHEMI *
244 > samp_hemi(                              /* sample indirect hemisphere */
245 >        COLOR   rcol,
246 >        RAY     *r,
247 >        double  wt
248 > )
249   {
250 <        uby8    *vflags = (uby8 *)calloc(hp->ns*hp->ns, sizeof(uby8));
251 <        uby8    *vf;
252 <        AMBSAMP *ap;
253 <        int     i, j;
254 <
255 <        if (vflags == NULL)
256 <                error(SYSTEM, "out of memory in vertex_flags()");
257 <        vf = vflags;
258 <        ap = hp->sa;            /* compute farthest along first row */
259 <        for (j = 0; j < hp->ns-1; j++, vf++, ap++)
260 <                if (ap[0].d <= ap[1].d)
261 <                        vf[0] |= 1<<VDB_X;
262 <                else
263 <                        vf[1] |= 1<<VDB_x;
264 <        ++vf; ++ap;
265 <                                /* flag subsequent rows */
266 <        for (i = 1; i < hp->ns; i++) {
267 <            for (j = 0; j < hp->ns-1; j++, vf++, ap++) {
268 <                if (ap[0].d <= ap[-hp->ns].d)   /* row before */
269 <                        vf[0] |= 1<<VDB_y;
270 <                else
271 <                        vf[-hp->ns] |= 1<<VDB_Y;
272 <                if (ap[0].d <= ap[1-hp->ns].d)  /* diagonal we care about */
273 <                        vf[0] |= 1<<VDB_Xy;
274 <                else
275 <                        vf[1-hp->ns] |= 1<<VDB_xY;
276 <                if (ap[0].d <= ap[1].d)         /* column after */
277 <                        vf[0] |= 1<<VDB_X;
278 <                else
279 <                        vf[1] |= 1<<VDB_x;
280 <            }
281 <            if (ap[0].d <= ap[-hp->ns].d)       /* final column edge */
282 <                vf[0] |= 1<<VDB_y;
283 <            else
284 <                vf[-hp->ns] |= 1<<VDB_Y;
285 <            ++vf; ++ap;
250 >        AMBHEMI *hp;
251 >        double  d;
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(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) + sizeof(AMBSAMP)*(n*n - 1));
266 >        if (hp == 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, rcol);
275 >        d = 1.0/(n*n);
276 >        scalecolor(hp->acoef, d);
277 >                                        /* make tangent plane axes */
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 >                                        /* 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 <        return(vflags);
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   /* Return brightness of farthest ambient sample */
306   static double
307 < back_ambval(AMBHEMI *hp, int i, int j, int dbit1, int dbit2, const uby8 *vflags)
307 > back_ambval(AMBHEMI *hp, const int n1, const int n2, const int n3)
308   {
309 <        const int       v0 = ambndx(hp,i,j);
310 <        const int       tflags = (1<<dbit1 | 1<<dbit2);
311 <        int             v1, v2;
312 <
313 <        if ((vflags[v0] & tflags) == tflags)    /* is v0 the farthest? */
314 <                return(colval(hp->sa[v0].v,CIEY));
315 <        v1 = adjacent_verti(hp, i, j, dbit1);
316 <        if (vflags[v0] & 1<<dbit2)              /* v1 farthest if v0>v2 */
371 <                return(colval(hp->sa[v1].v,CIEY));
372 <        v2 = adjacent_verti(hp, i, j, dbit2);
373 <        if (vflags[v0] & 1<<dbit1)              /* v2 farthest if v0>v1 */
374 <                return(colval(hp->sa[v2].v,CIEY));
375 <                                                /* else check if v1>v2 */
376 <        if (vflags[v1] & 1<<vdb_edge(dbit1,dbit2))
377 <                return(colval(hp->sa[v1].v,CIEY));
378 <        return(colval(hp->sa[v2].v,CIEY));
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 (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, AMBHEMI *hp, int i, int j, int dbit, const uby8 *vflags)
322 > comp_fftri(FFTRI *ftp, AMBHEMI *hp, const int n0, const int n1)
323   {
324 <        const int       i0 = ambndx(hp,i,j);
325 <        double          rdot_cp, dot_e, dot_er, rdot_r, rdot_r1, J2;
388 <        int             i1, ii;
324 >        double  rdot_cp, dot_e, dot_er, rdot_r, rdot_r1, J2;
325 >        int     ii;
326  
327 <        ftp->valid = 0;                 /* check if we can skip this edge */
328 <        ii = adjacent_trifl[dbit];
329 <        if ((vflags[i0] & ii) == ii)    /* cancels if vertex used as value */
393 <                return;
394 <        i1 = adjacent_verti(hp, i, j, dbit);
395 <        ii = adjacent_trifl[VDB_OPP(dbit)];
396 <        if ((vflags[i1] & ii) == ii)    /* on either end (for both triangles) */
397 <                return;
398 <                                        /* else go ahead with calculation */
399 <        VSUB(ftp->r_i, hp->sa[i0].p, hp->rp->rop);
400 <        VSUB(ftp->r_i1, hp->sa[i1].p, hp->rp->rop);
401 <        VSUB(ftp->e_i, hp->sa[i1].p, hp->sa[i0].p);
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);
# Line 412 | Line 340 | comp_fftri(FFTRI *ftp, AMBHEMI *hp, int i, int j, int
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];
415 –        ftp->valid++;
343   }
344  
345  
# Line 438 | Line 365 | comp_hessian(FVECT hess[3], FFTRI *ftp, FVECT nrm)
365          double  d1, d2, d3, d4;
366          double  I3, J3, K3;
367          int     i, j;
441 –
442 –        if (!ftp->valid) {              /* preemptive test */
443 –                memset(hess, 0, sizeof(FVECT)*3);
444 –                return;
445 –        }
368                                          /* compute intermediate coefficients */
369          d1 = 1.0/DOT(ftp->r_i,ftp->r_i);
370          d2 = 1.0/DOT(ftp->r_i1,ftp->r_i1);
# Line 506 | Line 428 | comp_gradient(FVECT grad, FFTRI *ftp, FVECT nrm)
428          double  f1;
429          int     i;
430  
509 –        if (!ftp->valid) {              /* preemptive test */
510 –                memset(grad, 0, sizeof(FVECT));
511 –                return;
512 –        }
431          f1 = 2.0*DOT(nrm, ftp->rcp);
432          VCROSS(ncp, nrm, ftp->e_i);
433          for (i = 3; i--; )
# Line 539 | Line 457 | add2gradient(FVECT grad, FVECT egrad1, FVECT egrad2, F
457  
458  
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 561 | Line 479 | eigenvectors(FVECT uv[2], float ra[2], FVECT hessian[3
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 <                error(INTERNAL, "bad eigenvalue calculation");
484 <
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 598 | Line 517 | ambHessian(                            /* anisotropic radii & pos. gradient */
517          static char     memerrmsg[] = "out of memory in ambHessian()";
518          FVECT           (*hessrow)[3] = NULL;
519          FVECT           *gradrow = NULL;
601 –        uby8            *vflags;
520          FVECT           hessian[3];
521          FVECT           gradient;
522          FFTRI           fftr;
# Line 620 | Line 538 | ambHessian(                            /* anisotropic radii & pos. gradient */
538                          error(SYSTEM, memerrmsg);
539                  memset(gradient, 0, sizeof(gradient));
540          }
623 –                                        /* get vertex position flags */
624 –        vflags = vertex_flags(hp);
541                                          /* compute first row of edges */
542          for (j = 0; j < hp->ns-1; j++) {
543 <                comp_fftri(&fftr, hp, 0, j, VDB_X, vflags);
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 634 | 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, hp, i, 0, VDB_Y, vflags);
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 643 | Line 559 | ambHessian(                            /* anisotropic radii & pos. gradient */
559                  FVECT   hessdia[3];     /* compute triangle contributions */
560                  FVECT   graddia;
561                  double  backg;
562 <                backg = back_ambval(hp, i, j, VDB_X, VDB_Y, vflags);
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, hp, i, j+1, VDB_xY, vflags);
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);
# Line 657 | Line 574 | ambHessian(                            /* anisotropic radii & pos. gradient */
574                      add2gradient(gradient, gradrow[j], graddia, gradcol, backg);
575                  }
576                                          /* initialize edge in next row */
577 <                comp_fftri(&fftr, hp, i+1, j+1, VDB_x, vflags);
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(hp, i+1, j+1, VDB_x, VDB_y, vflags);
584 <                comp_fftri(&fftr, hp, i, j+1, VDB_Y, vflags);
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 684 | Line 602 | ambHessian(                            /* anisotropic radii & pos. gradient */
602                                          /* release row buffers */
603          if (hessrow != NULL) free(hessrow);
604          if (gradrow != NULL) free(gradrow);
687 –        free(vflags);
605          
606          if (ra != NULL)                 /* extract eigenvectors & radii */
607                  eigenvectors(uv, ra, hessian);
# Line 720 | Line 637 | ambdirgrad(AMBHEMI *hp, FVECT uv[2], float dg[2])
637   }
638  
639  
640 < /* Make sure radii don't extend beyond what we see in our periphery */
641 < static int
642 < hem_radii(AMBHEMI *hp, FVECT uv[2], float ra[2])
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 < #ifdef AHEM_MARG
645 < #define MAXDACCUM       47
646 <        const double    hemarg = AHEM_MARG*ambacc;      /* hem margin */
647 <        float           radivisor2[MAXDACCUM+1];
648 <        int             i, j, k = hp->ns/10 + 1;        /* around 5%ile */
649 <        const int       n2accum = (k < MAXDACCUM) ? k : MAXDACCUM ;
650 <        int             na = 0;
651 <        double          d;
652 <                                        /* circle around perimeter */
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 <                double  radiv2 = 0;
670 <                FVECT   vec;
741 <                if (ap->d <= FTINY)
742 <                        continue;
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 <                for (k = 2; k--; ) {
673 <                        d = ap->d * DOT(vec, uv[k]) * ra[k];
674 <                        radiv2 += d*d;
675 <                }
676 <                radiv2 *= hemarg*hemarg * ap->d * ap->d;
677 <                if (radiv2 <= 1.0)
678 <                        continue;
751 <                                        /* insert in percentile list */
752 <                for (k = na; k && radiv2 > radivisor2[k-1]; k--)
753 <                        radivisor2[k] = radivisor2[k-1];
754 <                radivisor2[k] = radiv2;
755 <                na += (na < n2accum);
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 <        if (na < n2accum)               /* current radii are OK? */
758 <                return(0);
759 <                                        /* else apply divisor */
760 <        d = 1.0/sqrt(radivisor2[na-1]);
761 <        ra[0] *= d;
762 <        ra[1] *= d;
763 <        return(1);
764 < #undef MAXDACCUM
765 < #else
766 <        return(0);
767 < #endif
680 >        return(flgs);
681   }
682  
683  
# Line 776 | 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);
783 <        int     cnt;
696 >        AMBHEMI *hp = samp_hemi(rcol, r, wt);
697          FVECT   my_uv[2];
698 <        double  d, K, acol[3];
698 >        double  d, K;
699          AMBSAMP *ap;
700 <        int     i, j;
701 <                                        /* check/initialize */
789 <        if (hp == NULL)
790 <                return(0);
700 >        int     i;
701 >                                        /* clear return values */
702          if (uv != NULL)
703                  memset(uv, 0, sizeof(FVECT)*2);
704          if (ra != NULL)
# Line 796 | 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 <        cnt = 0;
713 <        for (i = hp->ns; i--; )
714 <                for (j = hp->ns; j--; )
715 <                        if ((ap = ambsample(hp, i, j)) != NULL) {
716 <                                addcolor(acol, ap->v);
717 <                                ++cnt;
718 <                        }
808 <        if (!cnt) {
809 <                setcolor(rcol, 0.0, 0.0, 0.0);
810 <                free(hp);
811 <                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 <        if (cnt < hp->ns*hp->ns) {      /* incomplete sampling? */
814 <                copycolor(rcol, acol);
815 <                free(hp);
816 <                return(-1);             /* return value w/o Hessian */
817 <        }
818 <        cnt = ambssamp*wt + 0.5;        /* perform super-sampling? */
819 <        if (cnt > 0)
820 <                ambsupersamp(acol, hp, cnt);
821 <        copycolor(rcol, acol);          /* final indirect irradiance/PI */
822 <        if ((ra == NULL) & (pg == NULL) & (dg == NULL)) {
823 <                free(hp);
824 <                return(-1);             /* no radius or gradient calc. */
825 <        }
826 <        if ((d = bright(acol)) > FTINY) {       /* normalize Y values */
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          }
729          ap = hp->sa;                    /* relative Y channel from here on... */
730          for (i = hp->ns*hp->ns; i--; ap++)
# Line 852 | Line 747 | doambient(                             /* compute ambient component */
747                          if (ra[0] > ra[1])
748                                  ra[0] = ra[1];
749                  }
855 –                hem_radii(hp, uv, ra);
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 866 | 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) {
# Line 879 | Line 776 | doambient(                             /* compute ambient component */
776          return(1);
777   }
778  
882 –
883 – #else /* ! NEWAMB */
884 –
885 –
886 – void
887 – inithemi(                       /* initialize sampling hemisphere */
888 –        AMBHEMI  *hp,
889 –        COLOR ac,
890 –        RAY  *r,
891 –        double  wt
892 – )
893 – {
894 –        double  d;
895 –        int  i;
896 –                                        /* set number of divisions */
897 –        if (ambacc <= FTINY &&
898 –                        wt > (d = 0.8*intens(ac)*r->rweight/(ambdiv*minweight)))
899 –                wt = d;                 /* avoid ray termination */
900 –        hp->nt = sqrt(ambdiv * wt / PI) + 0.5;
901 –        i = ambacc > FTINY ? 3 : 1;     /* minimum number of samples */
902 –        if (hp->nt < i)
903 –                hp->nt = i;
904 –        hp->np = PI * hp->nt + 0.5;
905 –                                        /* set number of super-samples */
906 –        hp->ns = ambssamp * wt + 0.5;
907 –                                        /* assign coefficient */
908 –        copycolor(hp->acoef, ac);
909 –        d = 1.0/(hp->nt*hp->np);
910 –        scalecolor(hp->acoef, d);
911 –                                        /* make axes */
912 –        VCOPY(hp->uz, r->ron);
913 –        hp->uy[0] = hp->uy[1] = hp->uy[2] = 0.0;
914 –        for (i = 0; i < 3; i++)
915 –                if (hp->uz[i] < 0.6 && hp->uz[i] > -0.6)
916 –                        break;
917 –        if (i >= 3)
918 –                error(CONSISTENCY, "bad ray direction in inithemi");
919 –        hp->uy[i] = 1.0;
920 –        fcross(hp->ux, hp->uy, hp->uz);
921 –        normalize(hp->ux);
922 –        fcross(hp->uy, hp->uz, hp->ux);
923 – }
924 –
925 –
926 – int
927 – divsample(                              /* sample a division */
928 –        AMBSAMP  *dp,
929 –        AMBHEMI  *h,
930 –        RAY  *r
931 – )
932 – {
933 –        RAY  ar;
934 –        int  hlist[3];
935 –        double  spt[2];
936 –        double  xd, yd, zd;
937 –        double  b2;
938 –        double  phi;
939 –        int  i;
940 –                                        /* ambient coefficient for weight */
941 –        if (ambacc > FTINY)
942 –                setcolor(ar.rcoef, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
943 –        else
944 –                copycolor(ar.rcoef, h->acoef);
945 –        if (rayorigin(&ar, AMBIENT, r, ar.rcoef) < 0)
946 –                return(-1);
947 –        if (ambacc > FTINY) {
948 –                multcolor(ar.rcoef, h->acoef);
949 –                scalecolor(ar.rcoef, 1./AVGREFL);
950 –        }
951 –        hlist[0] = r->rno;
952 –        hlist[1] = dp->t;
953 –        hlist[2] = dp->p;
954 –        multisamp(spt, 2, urand(ilhash(hlist,3)+dp->n));
955 –        zd = sqrt((dp->t + spt[0])/h->nt);
956 –        phi = 2.0*PI * (dp->p + spt[1])/h->np;
957 –        xd = tcos(phi) * zd;
958 –        yd = tsin(phi) * zd;
959 –        zd = sqrt(1.0 - zd*zd);
960 –        for (i = 0; i < 3; i++)
961 –                ar.rdir[i] =    xd*h->ux[i] +
962 –                                yd*h->uy[i] +
963 –                                zd*h->uz[i];
964 –        checknorm(ar.rdir);
965 –        dimlist[ndims++] = dp->t*h->np + dp->p + 90171;
966 –        rayvalue(&ar);
967 –        ndims--;
968 –        multcolor(ar.rcol, ar.rcoef);   /* apply coefficient */
969 –        addcolor(dp->v, ar.rcol);
970 –                                        /* use rt to improve gradient calc */
971 –        if (ar.rt > FTINY && ar.rt < FHUGE)
972 –                dp->r += 1.0/ar.rt;
973 –                                        /* (re)initialize error */
974 –        if (dp->n++) {
975 –                b2 = bright(dp->v)/dp->n - bright(ar.rcol);
976 –                b2 = b2*b2 + dp->k*((dp->n-1)*(dp->n-1));
977 –                dp->k = b2/(dp->n*dp->n);
978 –        } else
979 –                dp->k = 0.0;
980 –        return(0);
981 – }
982 –
983 –
984 – static int
985 – ambcmp(                                 /* decreasing order */
986 –        const void *p1,
987 –        const void *p2
988 – )
989 – {
990 –        const AMBSAMP   *d1 = (const AMBSAMP *)p1;
991 –        const AMBSAMP   *d2 = (const AMBSAMP *)p2;
992 –
993 –        if (d1->k < d2->k)
994 –                return(1);
995 –        if (d1->k > d2->k)
996 –                return(-1);
997 –        return(0);
998 – }
999 –
1000 –
1001 – static int
1002 – ambnorm(                                /* standard order */
1003 –        const void *p1,
1004 –        const void *p2
1005 – )
1006 – {
1007 –        const AMBSAMP   *d1 = (const AMBSAMP *)p1;
1008 –        const AMBSAMP   *d2 = (const AMBSAMP *)p2;
1009 –        int     c;
1010 –
1011 –        if ( (c = d1->t - d2->t) )
1012 –                return(c);
1013 –        return(d1->p - d2->p);
1014 – }
1015 –
1016 –
1017 – double
1018 – doambient(                              /* compute ambient component */
1019 –        COLOR  rcol,
1020 –        RAY  *r,
1021 –        double  wt,
1022 –        FVECT  pg,
1023 –        FVECT  dg
1024 – )
1025 – {
1026 –        double  b, d=0;
1027 –        AMBHEMI  hemi;
1028 –        AMBSAMP  *div;
1029 –        AMBSAMP  dnew;
1030 –        double  acol[3];
1031 –        AMBSAMP  *dp;
1032 –        double  arad;
1033 –        int  divcnt;
1034 –        int  i, j;
1035 –                                        /* initialize hemisphere */
1036 –        inithemi(&hemi, rcol, r, wt);
1037 –        divcnt = hemi.nt * hemi.np;
1038 –                                        /* initialize */
1039 –        if (pg != NULL)
1040 –                pg[0] = pg[1] = pg[2] = 0.0;
1041 –        if (dg != NULL)
1042 –                dg[0] = dg[1] = dg[2] = 0.0;
1043 –        setcolor(rcol, 0.0, 0.0, 0.0);
1044 –        if (divcnt == 0)
1045 –                return(0.0);
1046 –                                        /* allocate super-samples */
1047 –        if (hemi.ns > 0 || pg != NULL || dg != NULL) {
1048 –                div = (AMBSAMP *)malloc(divcnt*sizeof(AMBSAMP));
1049 –                if (div == NULL)
1050 –                        error(SYSTEM, "out of memory in doambient");
1051 –        } else
1052 –                div = NULL;
1053 –                                        /* sample the divisions */
1054 –        arad = 0.0;
1055 –        acol[0] = acol[1] = acol[2] = 0.0;
1056 –        if ((dp = div) == NULL)
1057 –                dp = &dnew;
1058 –        divcnt = 0;
1059 –        for (i = 0; i < hemi.nt; i++)
1060 –                for (j = 0; j < hemi.np; j++) {
1061 –                        dp->t = i; dp->p = j;
1062 –                        setcolor(dp->v, 0.0, 0.0, 0.0);
1063 –                        dp->r = 0.0;
1064 –                        dp->n = 0;
1065 –                        if (divsample(dp, &hemi, r) < 0) {
1066 –                                if (div != NULL)
1067 –                                        dp++;
1068 –                                continue;
1069 –                        }
1070 –                        arad += dp->r;
1071 –                        divcnt++;
1072 –                        if (div != NULL)
1073 –                                dp++;
1074 –                        else
1075 –                                addcolor(acol, dp->v);
1076 –                }
1077 –        if (!divcnt) {
1078 –                if (div != NULL)
1079 –                        free((void *)div);
1080 –                return(0.0);            /* no samples taken */
1081 –        }
1082 –        if (divcnt < hemi.nt*hemi.np) {
1083 –                pg = dg = NULL;         /* incomplete sampling */
1084 –                hemi.ns = 0;
1085 –        } else if (arad > FTINY && divcnt/arad < minarad) {
1086 –                hemi.ns = 0;            /* close enough */
1087 –        } else if (hemi.ns > 0) {       /* else perform super-sampling? */
1088 –                comperrs(div, &hemi);                   /* compute errors */
1089 –                qsort(div, divcnt, sizeof(AMBSAMP), ambcmp);    /* sort divs */
1090 –                                                /* super-sample */
1091 –                for (i = hemi.ns; i > 0; i--) {
1092 –                        dnew = *div;
1093 –                        if (divsample(&dnew, &hemi, r) < 0) {
1094 –                                dp++;
1095 –                                continue;
1096 –                        }
1097 –                        dp = div;               /* reinsert */
1098 –                        j = divcnt < i ? divcnt : i;
1099 –                        while (--j > 0 && dnew.k < dp[1].k) {
1100 –                                *dp = *(dp+1);
1101 –                                dp++;
1102 –                        }
1103 –                        *dp = dnew;
1104 –                }
1105 –                if (pg != NULL || dg != NULL)   /* restore order */
1106 –                        qsort(div, divcnt, sizeof(AMBSAMP), ambnorm);
1107 –        }
1108 –                                        /* compute returned values */
1109 –        if (div != NULL) {
1110 –                arad = 0.0;             /* note: divcnt may be < nt*np */
1111 –                for (i = hemi.nt*hemi.np, dp = div; i-- > 0; dp++) {
1112 –                        arad += dp->r;
1113 –                        if (dp->n > 1) {
1114 –                                b = 1.0/dp->n;
1115 –                                scalecolor(dp->v, b);
1116 –                                dp->r *= b;
1117 –                                dp->n = 1;
1118 –                        }
1119 –                        addcolor(acol, dp->v);
1120 –                }
1121 –                b = bright(acol);
1122 –                if (b > FTINY) {
1123 –                        b = 1.0/b;      /* compute & normalize gradient(s) */
1124 –                        if (pg != NULL) {
1125 –                                posgradient(pg, div, &hemi);
1126 –                                for (i = 0; i < 3; i++)
1127 –                                        pg[i] *= b;
1128 –                        }
1129 –                        if (dg != NULL) {
1130 –                                dirgradient(dg, div, &hemi);
1131 –                                for (i = 0; i < 3; i++)
1132 –                                        dg[i] *= b;
1133 –                        }
1134 –                }
1135 –                free((void *)div);
1136 –        }
1137 –        copycolor(rcol, acol);
1138 –        if (arad <= FTINY)
1139 –                arad = maxarad;
1140 –        else
1141 –                arad = (divcnt+hemi.ns)/arad;
1142 –        if (pg != NULL) {               /* reduce radius if gradient large */
1143 –                d = DOT(pg,pg);
1144 –                if (d*arad*arad > 1.0)
1145 –                        arad = 1.0/sqrt(d);
1146 –        }
1147 –        if (arad < minarad) {
1148 –                arad = minarad;
1149 –                if (pg != NULL && d*arad*arad > 1.0) {  /* cap gradient */
1150 –                        d = 1.0/arad/sqrt(d);
1151 –                        for (i = 0; i < 3; i++)
1152 –                                pg[i] *= d;
1153 –                }
1154 –        }
1155 –        if ((arad /= sqrt(wt)) > maxarad)
1156 –                arad = maxarad;
1157 –        return(arad);
1158 – }
1159 –
1160 –
1161 – void
1162 – comperrs(                       /* compute initial error estimates */
1163 –        AMBSAMP  *da,   /* assumes standard ordering */
1164 –        AMBHEMI  *hp
1165 – )
1166 – {
1167 –        double  b, b2;
1168 –        int  i, j;
1169 –        AMBSAMP  *dp;
1170 –                                /* sum differences from neighbors */
1171 –        dp = da;
1172 –        for (i = 0; i < hp->nt; i++)
1173 –                for (j = 0; j < hp->np; j++) {
1174 – #ifdef  DEBUG
1175 –                        if (dp->t != i || dp->p != j)
1176 –                                error(CONSISTENCY,
1177 –                                        "division order in comperrs");
1178 – #endif
1179 –                        b = bright(dp[0].v);
1180 –                        if (i > 0) {            /* from above */
1181 –                                b2 = bright(dp[-hp->np].v) - b;
1182 –                                b2 *= b2 * 0.25;
1183 –                                dp[0].k += b2;
1184 –                                dp[-hp->np].k += b2;
1185 –                        }
1186 –                        if (j > 0) {            /* from behind */
1187 –                                b2 = bright(dp[-1].v) - b;
1188 –                                b2 *= b2 * 0.25;
1189 –                                dp[0].k += b2;
1190 –                                dp[-1].k += b2;
1191 –                        } else {                /* around */
1192 –                                b2 = bright(dp[hp->np-1].v) - b;
1193 –                                b2 *= b2 * 0.25;
1194 –                                dp[0].k += b2;
1195 –                                dp[hp->np-1].k += b2;
1196 –                        }
1197 –                        dp++;
1198 –                }
1199 –                                /* divide by number of neighbors */
1200 –        dp = da;
1201 –        for (j = 0; j < hp->np; j++)            /* top row */
1202 –                (dp++)->k *= 1.0/3.0;
1203 –        if (hp->nt < 2)
1204 –                return;
1205 –        for (i = 1; i < hp->nt-1; i++)          /* central region */
1206 –                for (j = 0; j < hp->np; j++)
1207 –                        (dp++)->k *= 0.25;
1208 –        for (j = 0; j < hp->np; j++)            /* bottom row */
1209 –                (dp++)->k *= 1.0/3.0;
1210 – }
1211 –
1212 –
1213 – void
1214 – posgradient(                                    /* compute position gradient */
1215 –        FVECT  gv,
1216 –        AMBSAMP  *da,                   /* assumes standard ordering */
1217 –        AMBHEMI  *hp
1218 – )
1219 – {
1220 –        int  i, j;
1221 –        double  nextsine, lastsine, b, d;
1222 –        double  mag0, mag1;
1223 –        double  phi, cosp, sinp, xd, yd;
1224 –        AMBSAMP  *dp;
1225 –
1226 –        xd = yd = 0.0;
1227 –        for (j = 0; j < hp->np; j++) {
1228 –                dp = da + j;
1229 –                mag0 = mag1 = 0.0;
1230 –                lastsine = 0.0;
1231 –                for (i = 0; i < hp->nt; i++) {
1232 – #ifdef  DEBUG
1233 –                        if (dp->t != i || dp->p != j)
1234 –                                error(CONSISTENCY,
1235 –                                        "division order in posgradient");
1236 – #endif
1237 –                        b = bright(dp->v);
1238 –                        if (i > 0) {
1239 –                                d = dp[-hp->np].r;
1240 –                                if (dp[0].r > d) d = dp[0].r;
1241 –                                                        /* sin(t)*cos(t)^2 */
1242 –                                d *= lastsine * (1.0 - (double)i/hp->nt);
1243 –                                mag0 += d*(b - bright(dp[-hp->np].v));
1244 –                        }
1245 –                        nextsine = sqrt((double)(i+1)/hp->nt);
1246 –                        if (j > 0) {
1247 –                                d = dp[-1].r;
1248 –                                if (dp[0].r > d) d = dp[0].r;
1249 –                                mag1 += d * (nextsine - lastsine) *
1250 –                                                (b - bright(dp[-1].v));
1251 –                        } else {
1252 –                                d = dp[hp->np-1].r;
1253 –                                if (dp[0].r > d) d = dp[0].r;
1254 –                                mag1 += d * (nextsine - lastsine) *
1255 –                                                (b - bright(dp[hp->np-1].v));
1256 –                        }
1257 –                        dp += hp->np;
1258 –                        lastsine = nextsine;
1259 –                }
1260 –                mag0 *= 2.0*PI / hp->np;
1261 –                phi = 2.0*PI * (double)j/hp->np;
1262 –                cosp = tcos(phi); sinp = tsin(phi);
1263 –                xd += mag0*cosp - mag1*sinp;
1264 –                yd += mag0*sinp + mag1*cosp;
1265 –        }
1266 –        for (i = 0; i < 3; i++)
1267 –                gv[i] = (xd*hp->ux[i] + yd*hp->uy[i])*(hp->nt*hp->np)/PI;
1268 – }
1269 –
1270 –
1271 – void
1272 – dirgradient(                                    /* compute direction gradient */
1273 –        FVECT  gv,
1274 –        AMBSAMP  *da,                   /* assumes standard ordering */
1275 –        AMBHEMI  *hp
1276 – )
1277 – {
1278 –        int  i, j;
1279 –        double  mag;
1280 –        double  phi, xd, yd;
1281 –        AMBSAMP  *dp;
1282 –
1283 –        xd = yd = 0.0;
1284 –        for (j = 0; j < hp->np; j++) {
1285 –                dp = da + j;
1286 –                mag = 0.0;
1287 –                for (i = 0; i < hp->nt; i++) {
1288 – #ifdef  DEBUG
1289 –                        if (dp->t != i || dp->p != j)
1290 –                                error(CONSISTENCY,
1291 –                                        "division order in dirgradient");
1292 – #endif
1293 –                                                        /* tan(t) */
1294 –                        mag += bright(dp->v)/sqrt(hp->nt/(i+.5) - 1.0);
1295 –                        dp += hp->np;
1296 –                }
1297 –                phi = 2.0*PI * (j+.5)/hp->np + PI/2.0;
1298 –                xd += mag * tcos(phi);
1299 –                yd += mag * tsin(phi);
1300 –        }
1301 –        for (i = 0; i < 3; i++)
1302 –                gv[i] = xd*hp->ux[i] + yd*hp->uy[i];
1303 – }
1304 –
1305 – #endif  /* ! NEWAMB */

Diff Legend

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