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 2.77 by greg, Fri Apr 21 16:07:29 2017 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 – #ifndef OLDAMB
25 –
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 (1/rt) */
28 >        float   d;              /* reciprocal distance */
29          FVECT   p;              /* intersection point */
30   } AMBSAMP;              /* sample value */
31  
# Line 131 | Line 129 | resample:
129          dimlist[ndims++] = AI(hp,i,j) + 90171;
130          rayvalue(&ar);                  /* evaluate ray */
131          ndims--;
132 <        if (ar.rt <= FTINY)
132 >        zd = raydistance(&ar);
133 >        if (zd <= FTINY)
134                  return(0);              /* should never happen */
135          multcolor(ar.rcol, ar.rcoef);   /* apply coefficient */
136 <        if (ar.rt*ap->d < 1.0)          /* new/closer distance? */
137 <                ap->d = 1.0/ar.rt;
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 (ar.rt > 10.0*thescene.cusize + 1000.)
140 <                        ar.rt = 10.0*thescene.cusize + 1000.;
141 <                VSUM(ap->p, ar.rorg, ar.rdir, ar.rt);
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);
# Line 156 | Line 155 | resample:
155   }
156  
157  
158 < /* Estimate errors based on ambient division differences */
158 > /* Estimate variance based on ambient division differences */
159   static float *
160   getambdiffs(AMBHEMI *hp)
161   {
# Line 164 | Line 163 | getambdiffs(AMBHEMI *hp)
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 = normf*(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) continue;
183                                          /* from behind */
184 <                d2 = normf*(b - bright(ap[-1].v));
185 <                d2 *= d2;
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 <                d2 = normf*(b - bright(ap[-hp->ns-1].v));
192 <                d2 *= d2;
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              }
# Line 215 | Line 217 | ambsupersamp(AMBHEMI *hp, int cnt)
217   {
218          float   *earr = getambdiffs(hp);
219          double  e2rem = 0;
218 –        AMBSAMP *ap;
220          float   *ep;
221          int     i, j, n, nss;
222  
# Line 225 | Line 226 | ambsupersamp(AMBHEMI *hp, int cnt)
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++) {
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();
# Line 290 | Line 291 | samp_hemi(                             /* sample indirect hemisphere */
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);
# Line 674 | Line 677 | ambcorral(AMBHEMI *hp, FVECT uv[2], const double r0, c
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              }
677 –                                        /* add low-angle incident (< 20deg) */
678 –        if (fabs(hp->rp->rod) <= 0.342) {
679 –                u = -DOT(hp->rp->rdir, uv[0]);
680 –                v = -DOT(hp->rp->rdir, uv[1]);
681 –                if ((r0*r0*u*u + r1*r1*v*v) > hp->rp->rot*hp->rp->rot) {
682 –                        ang = atan2a(v, u);
683 –                        ang += 2.*PI*(ang < 0);
684 –                        ang *= 16/PI;
685 –                        if ((ang < .5) | (ang >= 31.5))
686 –                                flgs |= 0x80000001;
687 –                        else
688 –                                flgs |= 3L<<(int)(ang-.5);
689 –                }
690 –        }
680          return(flgs);
681   }
682  
# Line 787 | Line 776 | doambient(                             /* compute ambient component */
776          return(1);
777   }
778  
790 –
791 – #else /* ! NEWAMB */
792 –
793 –
794 – void
795 – inithemi(                       /* initialize sampling hemisphere */
796 –        AMBHEMI  *hp,
797 –        COLOR ac,
798 –        RAY  *r,
799 –        double  wt
800 – )
801 – {
802 –        double  d;
803 –        int  i;
804 –                                        /* set number of divisions */
805 –        if (ambacc <= FTINY &&
806 –                        wt > (d = 0.8*intens(ac)*r->rweight/(ambdiv*minweight)))
807 –                wt = d;                 /* avoid ray termination */
808 –        hp->nt = sqrt(ambdiv * wt / PI) + 0.5;
809 –        i = ambacc > FTINY ? 3 : 1;     /* minimum number of samples */
810 –        if (hp->nt < i)
811 –                hp->nt = i;
812 –        hp->np = PI * hp->nt + 0.5;
813 –                                        /* set number of super-samples */
814 –        hp->ns = ambssamp * wt + 0.5;
815 –                                        /* assign coefficient */
816 –        copycolor(hp->acoef, ac);
817 –        d = 1.0/(hp->nt*hp->np);
818 –        scalecolor(hp->acoef, d);
819 –                                        /* make axes */
820 –        VCOPY(hp->uz, r->ron);
821 –        hp->uy[0] = hp->uy[1] = hp->uy[2] = 0.0;
822 –        for (i = 0; i < 3; i++)
823 –                if (hp->uz[i] < 0.6 && hp->uz[i] > -0.6)
824 –                        break;
825 –        if (i >= 3)
826 –                error(CONSISTENCY, "bad ray direction in inithemi");
827 –        hp->uy[i] = 1.0;
828 –        fcross(hp->ux, hp->uy, hp->uz);
829 –        normalize(hp->ux);
830 –        fcross(hp->uy, hp->uz, hp->ux);
831 – }
832 –
833 –
834 – int
835 – divsample(                              /* sample a division */
836 –        AMBSAMP  *dp,
837 –        AMBHEMI  *h,
838 –        RAY  *r
839 – )
840 – {
841 –        RAY  ar;
842 –        int  hlist[3];
843 –        double  spt[2];
844 –        double  xd, yd, zd;
845 –        double  b2;
846 –        double  phi;
847 –        int  i;
848 –                                        /* ambient coefficient for weight */
849 –        if (ambacc > FTINY)
850 –                setcolor(ar.rcoef, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
851 –        else
852 –                copycolor(ar.rcoef, h->acoef);
853 –        if (rayorigin(&ar, AMBIENT, r, ar.rcoef) < 0)
854 –                return(-1);
855 –        if (ambacc > FTINY) {
856 –                multcolor(ar.rcoef, h->acoef);
857 –                scalecolor(ar.rcoef, 1./AVGREFL);
858 –        }
859 –        hlist[0] = r->rno;
860 –        hlist[1] = dp->t;
861 –        hlist[2] = dp->p;
862 –        multisamp(spt, 2, urand(ilhash(hlist,3)+dp->n));
863 –        zd = sqrt((dp->t + spt[0])/h->nt);
864 –        phi = 2.0*PI * (dp->p + spt[1])/h->np;
865 –        xd = tcos(phi) * zd;
866 –        yd = tsin(phi) * zd;
867 –        zd = sqrt(1.0 - zd*zd);
868 –        for (i = 0; i < 3; i++)
869 –                ar.rdir[i] =    xd*h->ux[i] +
870 –                                yd*h->uy[i] +
871 –                                zd*h->uz[i];
872 –        checknorm(ar.rdir);
873 –        dimlist[ndims++] = dp->t*h->np + dp->p + 90171;
874 –        rayvalue(&ar);
875 –        ndims--;
876 –        multcolor(ar.rcol, ar.rcoef);   /* apply coefficient */
877 –        addcolor(dp->v, ar.rcol);
878 –                                        /* use rt to improve gradient calc */
879 –        if (ar.rt > FTINY && ar.rt < FHUGE)
880 –                dp->r += 1.0/ar.rt;
881 –                                        /* (re)initialize error */
882 –        if (dp->n++) {
883 –                b2 = bright(dp->v)/dp->n - bright(ar.rcol);
884 –                b2 = b2*b2 + dp->k*((dp->n-1)*(dp->n-1));
885 –                dp->k = b2/(dp->n*dp->n);
886 –        } else
887 –                dp->k = 0.0;
888 –        return(0);
889 – }
890 –
891 –
892 – static int
893 – ambcmp(                                 /* decreasing order */
894 –        const void *p1,
895 –        const void *p2
896 – )
897 – {
898 –        const AMBSAMP   *d1 = (const AMBSAMP *)p1;
899 –        const AMBSAMP   *d2 = (const AMBSAMP *)p2;
900 –
901 –        if (d1->k < d2->k)
902 –                return(1);
903 –        if (d1->k > d2->k)
904 –                return(-1);
905 –        return(0);
906 – }
907 –
908 –
909 – static int
910 – ambnorm(                                /* standard order */
911 –        const void *p1,
912 –        const void *p2
913 – )
914 – {
915 –        const AMBSAMP   *d1 = (const AMBSAMP *)p1;
916 –        const AMBSAMP   *d2 = (const AMBSAMP *)p2;
917 –        int     c;
918 –
919 –        if ( (c = d1->t - d2->t) )
920 –                return(c);
921 –        return(d1->p - d2->p);
922 – }
923 –
924 –
925 – double
926 – doambient(                              /* compute ambient component */
927 –        COLOR  rcol,
928 –        RAY  *r,
929 –        double  wt,
930 –        FVECT  pg,
931 –        FVECT  dg
932 – )
933 – {
934 –        double  b, d=0;
935 –        AMBHEMI  hemi;
936 –        AMBSAMP  *div;
937 –        AMBSAMP  dnew;
938 –        double  acol[3];
939 –        AMBSAMP  *dp;
940 –        double  arad;
941 –        int  divcnt;
942 –        int  i, j;
943 –                                        /* initialize hemisphere */
944 –        inithemi(&hemi, rcol, r, wt);
945 –        divcnt = hemi.nt * hemi.np;
946 –                                        /* initialize */
947 –        if (pg != NULL)
948 –                pg[0] = pg[1] = pg[2] = 0.0;
949 –        if (dg != NULL)
950 –                dg[0] = dg[1] = dg[2] = 0.0;
951 –        setcolor(rcol, 0.0, 0.0, 0.0);
952 –        if (divcnt == 0)
953 –                return(0.0);
954 –                                        /* allocate super-samples */
955 –        if (hemi.ns > 0 || pg != NULL || dg != NULL) {
956 –                div = (AMBSAMP *)malloc(divcnt*sizeof(AMBSAMP));
957 –                if (div == NULL)
958 –                        error(SYSTEM, "out of memory in doambient");
959 –        } else
960 –                div = NULL;
961 –                                        /* sample the divisions */
962 –        arad = 0.0;
963 –        acol[0] = acol[1] = acol[2] = 0.0;
964 –        if ((dp = div) == NULL)
965 –                dp = &dnew;
966 –        divcnt = 0;
967 –        for (i = 0; i < hemi.nt; i++)
968 –                for (j = 0; j < hemi.np; j++) {
969 –                        dp->t = i; dp->p = j;
970 –                        setcolor(dp->v, 0.0, 0.0, 0.0);
971 –                        dp->r = 0.0;
972 –                        dp->n = 0;
973 –                        if (divsample(dp, &hemi, r) < 0) {
974 –                                if (div != NULL)
975 –                                        dp++;
976 –                                continue;
977 –                        }
978 –                        arad += dp->r;
979 –                        divcnt++;
980 –                        if (div != NULL)
981 –                                dp++;
982 –                        else
983 –                                addcolor(acol, dp->v);
984 –                }
985 –        if (!divcnt) {
986 –                if (div != NULL)
987 –                        free((void *)div);
988 –                return(0.0);            /* no samples taken */
989 –        }
990 –        if (divcnt < hemi.nt*hemi.np) {
991 –                pg = dg = NULL;         /* incomplete sampling */
992 –                hemi.ns = 0;
993 –        } else if (arad > FTINY && divcnt/arad < minarad) {
994 –                hemi.ns = 0;            /* close enough */
995 –        } else if (hemi.ns > 0) {       /* else perform super-sampling? */
996 –                comperrs(div, &hemi);                   /* compute errors */
997 –                qsort(div, divcnt, sizeof(AMBSAMP), ambcmp);    /* sort divs */
998 –                                                /* super-sample */
999 –                for (i = hemi.ns; i > 0; i--) {
1000 –                        dnew = *div;
1001 –                        if (divsample(&dnew, &hemi, r) < 0) {
1002 –                                dp++;
1003 –                                continue;
1004 –                        }
1005 –                        dp = div;               /* reinsert */
1006 –                        j = divcnt < i ? divcnt : i;
1007 –                        while (--j > 0 && dnew.k < dp[1].k) {
1008 –                                *dp = *(dp+1);
1009 –                                dp++;
1010 –                        }
1011 –                        *dp = dnew;
1012 –                }
1013 –                if (pg != NULL || dg != NULL)   /* restore order */
1014 –                        qsort(div, divcnt, sizeof(AMBSAMP), ambnorm);
1015 –        }
1016 –                                        /* compute returned values */
1017 –        if (div != NULL) {
1018 –                arad = 0.0;             /* note: divcnt may be < nt*np */
1019 –                for (i = hemi.nt*hemi.np, dp = div; i-- > 0; dp++) {
1020 –                        arad += dp->r;
1021 –                        if (dp->n > 1) {
1022 –                                b = 1.0/dp->n;
1023 –                                scalecolor(dp->v, b);
1024 –                                dp->r *= b;
1025 –                                dp->n = 1;
1026 –                        }
1027 –                        addcolor(acol, dp->v);
1028 –                }
1029 –                b = bright(acol);
1030 –                if (b > FTINY) {
1031 –                        b = 1.0/b;      /* compute & normalize gradient(s) */
1032 –                        if (pg != NULL) {
1033 –                                posgradient(pg, div, &hemi);
1034 –                                for (i = 0; i < 3; i++)
1035 –                                        pg[i] *= b;
1036 –                        }
1037 –                        if (dg != NULL) {
1038 –                                dirgradient(dg, div, &hemi);
1039 –                                for (i = 0; i < 3; i++)
1040 –                                        dg[i] *= b;
1041 –                        }
1042 –                }
1043 –                free((void *)div);
1044 –        }
1045 –        copycolor(rcol, acol);
1046 –        if (arad <= FTINY)
1047 –                arad = maxarad;
1048 –        else
1049 –                arad = (divcnt+hemi.ns)/arad;
1050 –        if (pg != NULL) {               /* reduce radius if gradient large */
1051 –                d = DOT(pg,pg);
1052 –                if (d*arad*arad > 1.0)
1053 –                        arad = 1.0/sqrt(d);
1054 –        }
1055 –        if (arad < minarad) {
1056 –                arad = minarad;
1057 –                if (pg != NULL && d*arad*arad > 1.0) {  /* cap gradient */
1058 –                        d = 1.0/arad/sqrt(d);
1059 –                        for (i = 0; i < 3; i++)
1060 –                                pg[i] *= d;
1061 –                }
1062 –        }
1063 –        if ((arad /= sqrt(wt)) > maxarad)
1064 –                arad = maxarad;
1065 –        return(arad);
1066 – }
1067 –
1068 –
1069 – void
1070 – comperrs(                       /* compute initial error estimates */
1071 –        AMBSAMP  *da,   /* assumes standard ordering */
1072 –        AMBHEMI  *hp
1073 – )
1074 – {
1075 –        double  b, b2;
1076 –        int  i, j;
1077 –        AMBSAMP  *dp;
1078 –                                /* sum differences from neighbors */
1079 –        dp = da;
1080 –        for (i = 0; i < hp->nt; i++)
1081 –                for (j = 0; j < hp->np; j++) {
1082 – #ifdef  DEBUG
1083 –                        if (dp->t != i || dp->p != j)
1084 –                                error(CONSISTENCY,
1085 –                                        "division order in comperrs");
1086 – #endif
1087 –                        b = bright(dp[0].v);
1088 –                        if (i > 0) {            /* from above */
1089 –                                b2 = bright(dp[-hp->np].v) - b;
1090 –                                b2 *= b2 * 0.25;
1091 –                                dp[0].k += b2;
1092 –                                dp[-hp->np].k += b2;
1093 –                        }
1094 –                        if (j > 0) {            /* from behind */
1095 –                                b2 = bright(dp[-1].v) - b;
1096 –                                b2 *= b2 * 0.25;
1097 –                                dp[0].k += b2;
1098 –                                dp[-1].k += b2;
1099 –                        } else {                /* around */
1100 –                                b2 = bright(dp[hp->np-1].v) - b;
1101 –                                b2 *= b2 * 0.25;
1102 –                                dp[0].k += b2;
1103 –                                dp[hp->np-1].k += b2;
1104 –                        }
1105 –                        dp++;
1106 –                }
1107 –                                /* divide by number of neighbors */
1108 –        dp = da;
1109 –        for (j = 0; j < hp->np; j++)            /* top row */
1110 –                (dp++)->k *= 1.0/3.0;
1111 –        if (hp->nt < 2)
1112 –                return;
1113 –        for (i = 1; i < hp->nt-1; i++)          /* central region */
1114 –                for (j = 0; j < hp->np; j++)
1115 –                        (dp++)->k *= 0.25;
1116 –        for (j = 0; j < hp->np; j++)            /* bottom row */
1117 –                (dp++)->k *= 1.0/3.0;
1118 – }
1119 –
1120 –
1121 – void
1122 – posgradient(                                    /* compute position gradient */
1123 –        FVECT  gv,
1124 –        AMBSAMP  *da,                   /* assumes standard ordering */
1125 –        AMBHEMI  *hp
1126 – )
1127 – {
1128 –        int  i, j;
1129 –        double  nextsine, lastsine, b, d;
1130 –        double  mag0, mag1;
1131 –        double  phi, cosp, sinp, xd, yd;
1132 –        AMBSAMP  *dp;
1133 –
1134 –        xd = yd = 0.0;
1135 –        for (j = 0; j < hp->np; j++) {
1136 –                dp = da + j;
1137 –                mag0 = mag1 = 0.0;
1138 –                lastsine = 0.0;
1139 –                for (i = 0; i < hp->nt; i++) {
1140 – #ifdef  DEBUG
1141 –                        if (dp->t != i || dp->p != j)
1142 –                                error(CONSISTENCY,
1143 –                                        "division order in posgradient");
1144 – #endif
1145 –                        b = bright(dp->v);
1146 –                        if (i > 0) {
1147 –                                d = dp[-hp->np].r;
1148 –                                if (dp[0].r > d) d = dp[0].r;
1149 –                                                        /* sin(t)*cos(t)^2 */
1150 –                                d *= lastsine * (1.0 - (double)i/hp->nt);
1151 –                                mag0 += d*(b - bright(dp[-hp->np].v));
1152 –                        }
1153 –                        nextsine = sqrt((double)(i+1)/hp->nt);
1154 –                        if (j > 0) {
1155 –                                d = dp[-1].r;
1156 –                                if (dp[0].r > d) d = dp[0].r;
1157 –                                mag1 += d * (nextsine - lastsine) *
1158 –                                                (b - bright(dp[-1].v));
1159 –                        } else {
1160 –                                d = dp[hp->np-1].r;
1161 –                                if (dp[0].r > d) d = dp[0].r;
1162 –                                mag1 += d * (nextsine - lastsine) *
1163 –                                                (b - bright(dp[hp->np-1].v));
1164 –                        }
1165 –                        dp += hp->np;
1166 –                        lastsine = nextsine;
1167 –                }
1168 –                mag0 *= 2.0*PI / hp->np;
1169 –                phi = 2.0*PI * (double)j/hp->np;
1170 –                cosp = tcos(phi); sinp = tsin(phi);
1171 –                xd += mag0*cosp - mag1*sinp;
1172 –                yd += mag0*sinp + mag1*cosp;
1173 –        }
1174 –        for (i = 0; i < 3; i++)
1175 –                gv[i] = (xd*hp->ux[i] + yd*hp->uy[i])*(hp->nt*hp->np)/PI;
1176 – }
1177 –
1178 –
1179 – void
1180 – dirgradient(                                    /* compute direction gradient */
1181 –        FVECT  gv,
1182 –        AMBSAMP  *da,                   /* assumes standard ordering */
1183 –        AMBHEMI  *hp
1184 – )
1185 – {
1186 –        int  i, j;
1187 –        double  mag;
1188 –        double  phi, xd, yd;
1189 –        AMBSAMP  *dp;
1190 –
1191 –        xd = yd = 0.0;
1192 –        for (j = 0; j < hp->np; j++) {
1193 –                dp = da + j;
1194 –                mag = 0.0;
1195 –                for (i = 0; i < hp->nt; i++) {
1196 – #ifdef  DEBUG
1197 –                        if (dp->t != i || dp->p != j)
1198 –                                error(CONSISTENCY,
1199 –                                        "division order in dirgradient");
1200 – #endif
1201 –                                                        /* tan(t) */
1202 –                        mag += bright(dp->v)/sqrt(hp->nt/(i+.5) - 1.0);
1203 –                        dp += hp->np;
1204 –                }
1205 –                phi = 2.0*PI * (j+.5)/hp->np + PI/2.0;
1206 –                xd += mag * tcos(phi);
1207 –                yd += mag * tsin(phi);
1208 –        }
1209 –        for (i = 0; i < 3; i++)
1210 –                gv[i] = xd*hp->ux[i] + yd*hp->uy[i];
1211 – }
1212 –
1213 – #endif  /* ! NEWAMB */

Diff Legend

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