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 2.82 by greg, Thu Apr 12 20:07:09 2018 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 292 | 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 775 | Line 776 | doambient(                             /* compute ambient component */
776          return(1);
777   }
778  
778
779 #else /* ! NEWAMB */
780
781
782 void
783 inithemi(                       /* initialize sampling hemisphere */
784        AMBHEMI  *hp,
785        COLOR ac,
786        RAY  *r,
787        double  wt
788 )
789 {
790        double  d;
791        int  i;
792                                        /* set number of divisions */
793        if (ambacc <= FTINY &&
794                        wt > (d = 0.8*intens(ac)*r->rweight/(ambdiv*minweight)))
795                wt = d;                 /* avoid ray termination */
796        hp->nt = sqrt(ambdiv * wt / PI) + 0.5;
797        i = ambacc > FTINY ? 3 : 1;     /* minimum number of samples */
798        if (hp->nt < i)
799                hp->nt = i;
800        hp->np = PI * hp->nt + 0.5;
801                                        /* set number of super-samples */
802        hp->ns = ambssamp * wt + 0.5;
803                                        /* assign coefficient */
804        copycolor(hp->acoef, ac);
805        d = 1.0/(hp->nt*hp->np);
806        scalecolor(hp->acoef, d);
807                                        /* make axes */
808        VCOPY(hp->uz, r->ron);
809        hp->uy[0] = hp->uy[1] = hp->uy[2] = 0.0;
810        for (i = 0; i < 3; i++)
811                if (hp->uz[i] < 0.6 && hp->uz[i] > -0.6)
812                        break;
813        if (i >= 3)
814                error(CONSISTENCY, "bad ray direction in inithemi");
815        hp->uy[i] = 1.0;
816        fcross(hp->ux, hp->uy, hp->uz);
817        normalize(hp->ux);
818        fcross(hp->uy, hp->uz, hp->ux);
819 }
820
821
822 int
823 divsample(                              /* sample a division */
824        AMBSAMP  *dp,
825        AMBHEMI  *h,
826        RAY  *r
827 )
828 {
829        RAY  ar;
830        int  hlist[3];
831        double  spt[2];
832        double  xd, yd, zd;
833        double  b2;
834        double  phi;
835        int  i;
836                                        /* ambient coefficient for weight */
837        if (ambacc > FTINY)
838                setcolor(ar.rcoef, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
839        else
840                copycolor(ar.rcoef, h->acoef);
841        if (rayorigin(&ar, AMBIENT, r, ar.rcoef) < 0)
842                return(-1);
843        if (ambacc > FTINY) {
844                multcolor(ar.rcoef, h->acoef);
845                scalecolor(ar.rcoef, 1./AVGREFL);
846        }
847        hlist[0] = r->rno;
848        hlist[1] = dp->t;
849        hlist[2] = dp->p;
850        multisamp(spt, 2, urand(ilhash(hlist,3)+dp->n));
851        zd = sqrt((dp->t + spt[0])/h->nt);
852        phi = 2.0*PI * (dp->p + spt[1])/h->np;
853        xd = tcos(phi) * zd;
854        yd = tsin(phi) * zd;
855        zd = sqrt(1.0 - zd*zd);
856        for (i = 0; i < 3; i++)
857                ar.rdir[i] =    xd*h->ux[i] +
858                                yd*h->uy[i] +
859                                zd*h->uz[i];
860        checknorm(ar.rdir);
861        dimlist[ndims++] = dp->t*h->np + dp->p + 90171;
862        rayvalue(&ar);
863        ndims--;
864        multcolor(ar.rcol, ar.rcoef);   /* apply coefficient */
865        addcolor(dp->v, ar.rcol);
866                                        /* use rt to improve gradient calc */
867        if (ar.rt > FTINY && ar.rt < FHUGE)
868                dp->r += 1.0/ar.rt;
869                                        /* (re)initialize error */
870        if (dp->n++) {
871                b2 = bright(dp->v)/dp->n - bright(ar.rcol);
872                b2 = b2*b2 + dp->k*((dp->n-1)*(dp->n-1));
873                dp->k = b2/(dp->n*dp->n);
874        } else
875                dp->k = 0.0;
876        return(0);
877 }
878
879
880 static int
881 ambcmp(                                 /* decreasing order */
882        const void *p1,
883        const void *p2
884 )
885 {
886        const AMBSAMP   *d1 = (const AMBSAMP *)p1;
887        const AMBSAMP   *d2 = (const AMBSAMP *)p2;
888
889        if (d1->k < d2->k)
890                return(1);
891        if (d1->k > d2->k)
892                return(-1);
893        return(0);
894 }
895
896
897 static int
898 ambnorm(                                /* standard order */
899        const void *p1,
900        const void *p2
901 )
902 {
903        const AMBSAMP   *d1 = (const AMBSAMP *)p1;
904        const AMBSAMP   *d2 = (const AMBSAMP *)p2;
905        int     c;
906
907        if ( (c = d1->t - d2->t) )
908                return(c);
909        return(d1->p - d2->p);
910 }
911
912
913 double
914 doambient(                              /* compute ambient component */
915        COLOR  rcol,
916        RAY  *r,
917        double  wt,
918        FVECT  pg,
919        FVECT  dg
920 )
921 {
922        double  b, d=0;
923        AMBHEMI  hemi;
924        AMBSAMP  *div;
925        AMBSAMP  dnew;
926        double  acol[3];
927        AMBSAMP  *dp;
928        double  arad;
929        int  divcnt;
930        int  i, j;
931                                        /* initialize hemisphere */
932        inithemi(&hemi, rcol, r, wt);
933        divcnt = hemi.nt * hemi.np;
934                                        /* initialize */
935        if (pg != NULL)
936                pg[0] = pg[1] = pg[2] = 0.0;
937        if (dg != NULL)
938                dg[0] = dg[1] = dg[2] = 0.0;
939        setcolor(rcol, 0.0, 0.0, 0.0);
940        if (divcnt == 0)
941                return(0.0);
942                                        /* allocate super-samples */
943        if (hemi.ns > 0 || pg != NULL || dg != NULL) {
944                div = (AMBSAMP *)malloc(divcnt*sizeof(AMBSAMP));
945                if (div == NULL)
946                        error(SYSTEM, "out of memory in doambient");
947        } else
948                div = NULL;
949                                        /* sample the divisions */
950        arad = 0.0;
951        acol[0] = acol[1] = acol[2] = 0.0;
952        if ((dp = div) == NULL)
953                dp = &dnew;
954        divcnt = 0;
955        for (i = 0; i < hemi.nt; i++)
956                for (j = 0; j < hemi.np; j++) {
957                        dp->t = i; dp->p = j;
958                        setcolor(dp->v, 0.0, 0.0, 0.0);
959                        dp->r = 0.0;
960                        dp->n = 0;
961                        if (divsample(dp, &hemi, r) < 0) {
962                                if (div != NULL)
963                                        dp++;
964                                continue;
965                        }
966                        arad += dp->r;
967                        divcnt++;
968                        if (div != NULL)
969                                dp++;
970                        else
971                                addcolor(acol, dp->v);
972                }
973        if (!divcnt) {
974                if (div != NULL)
975                        free((void *)div);
976                return(0.0);            /* no samples taken */
977        }
978        if (divcnt < hemi.nt*hemi.np) {
979                pg = dg = NULL;         /* incomplete sampling */
980                hemi.ns = 0;
981        } else if (arad > FTINY && divcnt/arad < minarad) {
982                hemi.ns = 0;            /* close enough */
983        } else if (hemi.ns > 0) {       /* else perform super-sampling? */
984                comperrs(div, &hemi);                   /* compute errors */
985                qsort(div, divcnt, sizeof(AMBSAMP), ambcmp);    /* sort divs */
986                                                /* super-sample */
987                for (i = hemi.ns; i > 0; i--) {
988                        dnew = *div;
989                        if (divsample(&dnew, &hemi, r) < 0) {
990                                dp++;
991                                continue;
992                        }
993                        dp = div;               /* reinsert */
994                        j = divcnt < i ? divcnt : i;
995                        while (--j > 0 && dnew.k < dp[1].k) {
996                                *dp = *(dp+1);
997                                dp++;
998                        }
999                        *dp = dnew;
1000                }
1001                if (pg != NULL || dg != NULL)   /* restore order */
1002                        qsort(div, divcnt, sizeof(AMBSAMP), ambnorm);
1003        }
1004                                        /* compute returned values */
1005        if (div != NULL) {
1006                arad = 0.0;             /* note: divcnt may be < nt*np */
1007                for (i = hemi.nt*hemi.np, dp = div; i-- > 0; dp++) {
1008                        arad += dp->r;
1009                        if (dp->n > 1) {
1010                                b = 1.0/dp->n;
1011                                scalecolor(dp->v, b);
1012                                dp->r *= b;
1013                                dp->n = 1;
1014                        }
1015                        addcolor(acol, dp->v);
1016                }
1017                b = bright(acol);
1018                if (b > FTINY) {
1019                        b = 1.0/b;      /* compute & normalize gradient(s) */
1020                        if (pg != NULL) {
1021                                posgradient(pg, div, &hemi);
1022                                for (i = 0; i < 3; i++)
1023                                        pg[i] *= b;
1024                        }
1025                        if (dg != NULL) {
1026                                dirgradient(dg, div, &hemi);
1027                                for (i = 0; i < 3; i++)
1028                                        dg[i] *= b;
1029                        }
1030                }
1031                free((void *)div);
1032        }
1033        copycolor(rcol, acol);
1034        if (arad <= FTINY)
1035                arad = maxarad;
1036        else
1037                arad = (divcnt+hemi.ns)/arad;
1038        if (pg != NULL) {               /* reduce radius if gradient large */
1039                d = DOT(pg,pg);
1040                if (d*arad*arad > 1.0)
1041                        arad = 1.0/sqrt(d);
1042        }
1043        if (arad < minarad) {
1044                arad = minarad;
1045                if (pg != NULL && d*arad*arad > 1.0) {  /* cap gradient */
1046                        d = 1.0/arad/sqrt(d);
1047                        for (i = 0; i < 3; i++)
1048                                pg[i] *= d;
1049                }
1050        }
1051        if ((arad /= sqrt(wt)) > maxarad)
1052                arad = maxarad;
1053        return(arad);
1054 }
1055
1056
1057 void
1058 comperrs(                       /* compute initial error estimates */
1059        AMBSAMP  *da,   /* assumes standard ordering */
1060        AMBHEMI  *hp
1061 )
1062 {
1063        double  b, b2;
1064        int  i, j;
1065        AMBSAMP  *dp;
1066                                /* sum differences from neighbors */
1067        dp = da;
1068        for (i = 0; i < hp->nt; i++)
1069                for (j = 0; j < hp->np; j++) {
1070 #ifdef  DEBUG
1071                        if (dp->t != i || dp->p != j)
1072                                error(CONSISTENCY,
1073                                        "division order in comperrs");
1074 #endif
1075                        b = bright(dp[0].v);
1076                        if (i > 0) {            /* from above */
1077                                b2 = bright(dp[-hp->np].v) - b;
1078                                b2 *= b2 * 0.25;
1079                                dp[0].k += b2;
1080                                dp[-hp->np].k += b2;
1081                        }
1082                        if (j > 0) {            /* from behind */
1083                                b2 = bright(dp[-1].v) - b;
1084                                b2 *= b2 * 0.25;
1085                                dp[0].k += b2;
1086                                dp[-1].k += b2;
1087                        } else {                /* around */
1088                                b2 = bright(dp[hp->np-1].v) - b;
1089                                b2 *= b2 * 0.25;
1090                                dp[0].k += b2;
1091                                dp[hp->np-1].k += b2;
1092                        }
1093                        dp++;
1094                }
1095                                /* divide by number of neighbors */
1096        dp = da;
1097        for (j = 0; j < hp->np; j++)            /* top row */
1098                (dp++)->k *= 1.0/3.0;
1099        if (hp->nt < 2)
1100                return;
1101        for (i = 1; i < hp->nt-1; i++)          /* central region */
1102                for (j = 0; j < hp->np; j++)
1103                        (dp++)->k *= 0.25;
1104        for (j = 0; j < hp->np; j++)            /* bottom row */
1105                (dp++)->k *= 1.0/3.0;
1106 }
1107
1108
1109 void
1110 posgradient(                                    /* compute position gradient */
1111        FVECT  gv,
1112        AMBSAMP  *da,                   /* assumes standard ordering */
1113        AMBHEMI  *hp
1114 )
1115 {
1116        int  i, j;
1117        double  nextsine, lastsine, b, d;
1118        double  mag0, mag1;
1119        double  phi, cosp, sinp, xd, yd;
1120        AMBSAMP  *dp;
1121
1122        xd = yd = 0.0;
1123        for (j = 0; j < hp->np; j++) {
1124                dp = da + j;
1125                mag0 = mag1 = 0.0;
1126                lastsine = 0.0;
1127                for (i = 0; i < hp->nt; i++) {
1128 #ifdef  DEBUG
1129                        if (dp->t != i || dp->p != j)
1130                                error(CONSISTENCY,
1131                                        "division order in posgradient");
1132 #endif
1133                        b = bright(dp->v);
1134                        if (i > 0) {
1135                                d = dp[-hp->np].r;
1136                                if (dp[0].r > d) d = dp[0].r;
1137                                                        /* sin(t)*cos(t)^2 */
1138                                d *= lastsine * (1.0 - (double)i/hp->nt);
1139                                mag0 += d*(b - bright(dp[-hp->np].v));
1140                        }
1141                        nextsine = sqrt((double)(i+1)/hp->nt);
1142                        if (j > 0) {
1143                                d = dp[-1].r;
1144                                if (dp[0].r > d) d = dp[0].r;
1145                                mag1 += d * (nextsine - lastsine) *
1146                                                (b - bright(dp[-1].v));
1147                        } else {
1148                                d = dp[hp->np-1].r;
1149                                if (dp[0].r > d) d = dp[0].r;
1150                                mag1 += d * (nextsine - lastsine) *
1151                                                (b - bright(dp[hp->np-1].v));
1152                        }
1153                        dp += hp->np;
1154                        lastsine = nextsine;
1155                }
1156                mag0 *= 2.0*PI / hp->np;
1157                phi = 2.0*PI * (double)j/hp->np;
1158                cosp = tcos(phi); sinp = tsin(phi);
1159                xd += mag0*cosp - mag1*sinp;
1160                yd += mag0*sinp + mag1*cosp;
1161        }
1162        for (i = 0; i < 3; i++)
1163                gv[i] = (xd*hp->ux[i] + yd*hp->uy[i])*(hp->nt*hp->np)/PI;
1164 }
1165
1166
1167 void
1168 dirgradient(                                    /* compute direction gradient */
1169        FVECT  gv,
1170        AMBSAMP  *da,                   /* assumes standard ordering */
1171        AMBHEMI  *hp
1172 )
1173 {
1174        int  i, j;
1175        double  mag;
1176        double  phi, xd, yd;
1177        AMBSAMP  *dp;
1178
1179        xd = yd = 0.0;
1180        for (j = 0; j < hp->np; j++) {
1181                dp = da + j;
1182                mag = 0.0;
1183                for (i = 0; i < hp->nt; i++) {
1184 #ifdef  DEBUG
1185                        if (dp->t != i || dp->p != j)
1186                                error(CONSISTENCY,
1187                                        "division order in dirgradient");
1188 #endif
1189                                                        /* tan(t) */
1190                        mag += bright(dp->v)/sqrt(hp->nt/(i+.5) - 1.0);
1191                        dp += hp->np;
1192                }
1193                phi = 2.0*PI * (j+.5)/hp->np + PI/2.0;
1194                xd += mag * tcos(phi);
1195                yd += mag * tsin(phi);
1196        }
1197        for (i = 0; i < 3; i++)
1198                gv[i] = xd*hp->ux[i] + yd*hp->uy[i];
1199 }
1200
1201 #endif  /* ! NEWAMB */

Diff Legend

Removed lines
+ Added lines
< Changed lines
> Changed lines