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 2.34 by greg, Thu Apr 24 23:15:10 2014 UTC vs.
Revision 2.86 by greg, Wed Feb 17 01:29:22 2021 UTC

# Line 8 | Line 8 | static const char      RCSid[] = "$Id$";
8   *      for Irradiance Caching" by Schwarzhaupt, Wann Jensen, & Jarosz
9   *      from ACM SIGGRAPH Asia 2012 conference proceedings.
10   *
11 + *  Added book-keeping optimization to avoid calculations that would
12 + *      cancel due to traversal both directions on edges that are adjacent
13 + *      to same-valued triangles.  This cuts about half of Hessian math.
14 + *
15   *  Declarations of external symbols in ambient.h
16   */
17  
# Line 17 | Line 21 | static const char      RCSid[] = "$Id$";
21   #include  "ambient.h"
22   #include  "random.h"
23  
24 < #ifdef NEWAMB
24 > #ifndef MINADIV
25 > #define MINADIV         7       /* minimum # divisions in each dimension */
26 > #endif
27  
28   extern void             SDsquare2disk(double ds[2], double seedx, double seedy);
29  
30   typedef struct {
31 +        COLOR   v;              /* hemisphere sample value */
32 +        float   d;              /* reciprocal distance */
33 +        FVECT   p;              /* intersection point */
34 + } AMBSAMP;              /* sample value */
35 +
36 + typedef struct {
37          RAY     *rp;            /* originating ray sample */
26 –        FVECT   ux, uy;         /* tangent axis unit vectors */
38          int     ns;             /* number of samples per axis */
39 +        int     sampOK;         /* acquired full sample set? */
40          COLOR   acoef;          /* division contribution coefficient */
41 <        struct s_ambsamp {
42 <                COLOR   v;              /* hemisphere sample value */
43 <                FVECT   p;              /* intersection point */
32 <        } sa[1];                /* sample array (extends struct) */
41 >        double  acol[3];        /* accumulated color */
42 >        FVECT   ux, uy;         /* tangent axis unit vectors */
43 >        AMBSAMP sa[1];          /* sample array (extends struct) */
44   }  AMBHEMI;             /* ambient sample hemisphere */
45  
46 < #define ambsamp(h,i,j)  (h)->sa[(i)*(h)->ns + (j)]
46 > #define AI(h,i,j)       ((i)*(h)->ns + (j))
47 > #define ambsam(h,i,j)   (h)->sa[AI(h,i,j)]
48  
49   typedef struct {
50 <        FVECT   r_i, r_i1, e_i, rI2_eJ2;
51 <        double  nf, I1, I2;
50 >        FVECT   r_i, r_i1, e_i, rcp, rI2_eJ2;
51 >        double  I1, I2;
52   } FFTRI;                /* vectors and coefficients for Hessian calculation */
53  
54  
55 < static AMBHEMI *
56 < inithemi(                       /* initialize sampling hemisphere */
57 <        COLOR   ac,
58 <        RAY     *r,
59 <        double  wt
55 > static int
56 > ambcollision(                           /* proposed direciton collides? */
57 >        AMBHEMI *hp,
58 >        int     i,
59 >        int     j,
60 >        FVECT   dv
61   )
62   {
63 <        AMBHEMI *hp;
64 <        double  d;
65 <        int     n, i;
66 <                                        /* set number of divisions */
67 <        if (ambacc <= FTINY &&
68 <                        wt > (d = 0.8*intens(ac)*r->rweight/(ambdiv*minweight)))
69 <                wt = d;                 /* avoid ray termination */
70 <        n = sqrt(ambdiv * wt) + 0.5;
71 <        i = 1 + 5*(ambacc > FTINY);     /* minimum number of samples */
72 <        if (n < i)
73 <                n = i;
74 <                                        /* allocate sampling array */
75 <        hp = (AMBHEMI *)malloc(sizeof(AMBHEMI) +
76 <                                sizeof(struct s_ambsamp)*(n*n - 1));
77 <        if (hp == NULL)
78 <                return(NULL);
79 <        hp->rp = r;
80 <        hp->ns = n;
81 <                                        /* assign coefficient */
82 <        copycolor(hp->acoef, ac);
83 <        d = 1.0/(n*n);
84 <        scalecolor(hp->acoef, d);
85 <                                        /* make tangent plane axes */
86 <        hp->uy[0] = 0.1 - 0.2*frandom();
87 <        hp->uy[1] = 0.1 - 0.2*frandom();
88 <        hp->uy[2] = 0.1 - 0.2*frandom();
76 <        for (i = 0; i < 3; i++)
77 <                if (r->ron[i] < 0.6 && r->ron[i] > -0.6)
78 <                        break;
79 <        if (i >= 3)
80 <                error(CONSISTENCY, "bad ray direction in inithemi()");
81 <        hp->uy[i] = 1.0;
82 <        VCROSS(hp->ux, hp->uy, r->ron);
83 <        normalize(hp->ux);
84 <        VCROSS(hp->uy, r->ron, hp->ux);
85 <                                        /* we're ready to sample */
86 <        return(hp);
63 >        double  cos_thresh;
64 >        int     ii, jj;
65 >                                        /* min. spacing = 1/4th division */
66 >        cos_thresh = (PI/4.)/(double)hp->ns;
67 >        cos_thresh = 1. - .5*cos_thresh*cos_thresh;
68 >                                        /* check existing neighbors */
69 >        for (ii = i-1; ii <= i+1; ii++) {
70 >                if (ii < 0) continue;
71 >                if (ii >= hp->ns) break;
72 >                for (jj = j-1; jj <= j+1; jj++) {
73 >                        AMBSAMP *ap;
74 >                        FVECT   avec;
75 >                        double  dprod;
76 >                        if (jj < 0) continue;
77 >                        if (jj >= hp->ns) break;
78 >                        if ((ii==i) & (jj==j)) continue;
79 >                        ap = &ambsam(hp,ii,jj);
80 >                        if (ap->d <= .5/FHUGE)
81 >                                continue;       /* no one home */
82 >                        VSUB(avec, ap->p, hp->rp->rop);
83 >                        dprod = DOT(avec, dv);
84 >                        if (dprod >= cos_thresh*VLEN(avec))
85 >                                return(1);      /* collision */
86 >                }
87 >        }
88 >        return(0);                      /* nothing to worry about */
89   }
90  
91  
92 < static struct s_ambsamp *
93 < ambsample(                              /* sample an ambient direction */
92 > static int
93 > ambsample(                              /* initial ambient division sample */
94          AMBHEMI *hp,
95          int     i,
96 <        int     j
96 >        int     j,
97 >        int     n
98   )
99   {
100 <        struct s_ambsamp        *ap = &ambsamp(hp,i,j);
101 <        RAY                     ar;
102 <        double                  spt[2], zd;
103 <        int                     ii;
100 >        AMBSAMP *ap = &ambsam(hp,i,j);
101 >        RAY     ar;
102 >        int     hlist[3], ii;
103 >        double  spt[2], zd;
104 >                                        /* generate hemispherical sample */
105                                          /* ambient coefficient for weight */
106          if (ambacc > FTINY)
107                  setcolor(ar.rcoef, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
108          else
109                  copycolor(ar.rcoef, hp->acoef);
110          if (rayorigin(&ar, AMBIENT, hp->rp, ar.rcoef) < 0)
111 <                goto badsample;
111 >                return(0);
112          if (ambacc > FTINY) {
113                  multcolor(ar.rcoef, hp->acoef);
114                  scalecolor(ar.rcoef, 1./AVGREFL);
115          }
116 <                                        /* generate hemispherical sample */
117 <        SDsquare2disk(spt,      (i+.1+.8*frandom())/hp->ns,
118 <                                (j+.1+.8*frandom())/hp->ns );
116 >        hlist[0] = hp->rp->rno;
117 >        hlist[1] = j;
118 >        hlist[2] = i;
119 >        multisamp(spt, 2, urand(ilhash(hlist,3)+n));
120 > resample:
121 >        SDsquare2disk(spt, (j+spt[1])/hp->ns, (i+spt[0])/hp->ns);
122          zd = sqrt(1. - spt[0]*spt[0] - spt[1]*spt[1]);
123          for (ii = 3; ii--; )
124                  ar.rdir[ii] =   spt[0]*hp->ux[ii] +
125                                  spt[1]*hp->uy[ii] +
126                                  zd*hp->rp->ron[ii];
127          checknorm(ar.rdir);
128 <        dimlist[ndims++] = i*hp->ns + j + 90171;
128 >                                        /* avoid coincident samples */
129 >        if (!n && ambcollision(hp, i, j, ar.rdir)) {
130 >                spt[0] = frandom(); spt[1] = frandom();
131 >                goto resample;          /* reject this sample */
132 >        }
133 >        dimlist[ndims++] = AI(hp,i,j) + 90171;
134          rayvalue(&ar);                  /* evaluate ray */
135          ndims--;
136 <                                        /* limit vertex distance */
137 <        if (ar.rt > 10.0*thescene.cusize)
138 <                ar.rt = 10.0*thescene.cusize;
127 <        else if (ar.rt <= FTINY)        /* should never happen! */
128 <                goto badsample;
129 <        VSUM(ap->p, ar.rorg, ar.rdir, ar.rt);
136 >        zd = raydistance(&ar);
137 >        if (zd <= FTINY)
138 >                return(0);              /* should never happen */
139          multcolor(ar.rcol, ar.rcoef);   /* apply coefficient */
140 <        copycolor(ap->v, ar.rcol);
141 <        return(ap);
142 < badsample:
143 <        setcolor(ap->v, 0., 0., 0.);
144 <        VCOPY(ap->p, hp->rp->rop);
145 <        return(NULL);
140 >        if (zd*ap->d < 1.0)             /* new/closer distance? */
141 >                ap->d = 1.0/zd;
142 >        if (!n) {                       /* record first vertex & value */
143 >                if (zd > 10.0*thescene.cusize + 1000.)
144 >                        zd = 10.0*thescene.cusize + 1000.;
145 >                VSUM(ap->p, ar.rorg, ar.rdir, zd);
146 >                copycolor(ap->v, ar.rcol);
147 >        } else {                        /* else update recorded value */
148 >                hp->acol[RED] -= colval(ap->v,RED);
149 >                hp->acol[GRN] -= colval(ap->v,GRN);
150 >                hp->acol[BLU] -= colval(ap->v,BLU);
151 >                zd = 1.0/(double)(n+1);
152 >                scalecolor(ar.rcol, zd);
153 >                zd *= (double)n;
154 >                scalecolor(ap->v, zd);
155 >                addcolor(ap->v, ar.rcol);
156 >        }
157 >        addcolor(hp->acol, ap->v);      /* add to our sum */
158 >        return(1);
159   }
160  
161  
162 + /* Estimate variance based on ambient division differences */
163 + static float *
164 + getambdiffs(AMBHEMI *hp)
165 + {
166 +        const double    normf = 1./bright(hp->acoef);
167 +        float   *earr = (float *)calloc(hp->ns*hp->ns, sizeof(float));
168 +        float   *ep;
169 +        AMBSAMP *ap;
170 +        double  b, b1, d2;
171 +        int     i, j;
172 +
173 +        if (earr == NULL)               /* out of memory? */
174 +                return(NULL);
175 +                                        /* sum squared neighbor diffs */
176 +        for (ap = hp->sa, ep = earr, i = 0; i < hp->ns; i++)
177 +            for (j = 0; j < hp->ns; j++, ap++, ep++) {
178 +                b = bright(ap[0].v);
179 +                if (i) {                /* from above */
180 +                        b1 = bright(ap[-hp->ns].v);
181 +                        d2 = b - b1;
182 +                        d2 *= d2*normf/(b + b1);
183 +                        ep[0] += d2;
184 +                        ep[-hp->ns] += d2;
185 +                }
186 +                if (!j) continue;
187 +                                        /* from behind */
188 +                b1 = bright(ap[-1].v);
189 +                d2 = b - b1;
190 +                d2 *= d2*normf/(b + b1);
191 +                ep[0] += d2;
192 +                ep[-1] += d2;
193 +                if (!i) continue;
194 +                                        /* diagonal */
195 +                b1 = bright(ap[-hp->ns-1].v);
196 +                d2 = b - b1;
197 +                d2 *= d2*normf/(b + b1);
198 +                ep[0] += d2;
199 +                ep[-hp->ns-1] += d2;
200 +            }
201 +                                        /* correct for number of neighbors */
202 +        earr[0] *= 8./3.;
203 +        earr[hp->ns-1] *= 8./3.;
204 +        earr[(hp->ns-1)*hp->ns] *= 8./3.;
205 +        earr[(hp->ns-1)*hp->ns + hp->ns-1] *= 8./3.;
206 +        for (i = 1; i < hp->ns-1; i++) {
207 +                earr[i*hp->ns] *= 8./5.;
208 +                earr[i*hp->ns + hp->ns-1] *= 8./5.;
209 +        }
210 +        for (j = 1; j < hp->ns-1; j++) {
211 +                earr[j] *= 8./5.;
212 +                earr[(hp->ns-1)*hp->ns + j] *= 8./5.;
213 +        }
214 +        return(earr);
215 + }
216 +
217 +
218 + /* Perform super-sampling on hemisphere (introduces bias) */
219 + static void
220 + ambsupersamp(AMBHEMI *hp, int cnt)
221 + {
222 +        float   *earr = getambdiffs(hp);
223 +        double  e2rem = 0;
224 +        float   *ep;
225 +        int     i, j, n, nss;
226 +
227 +        if (earr == NULL)               /* just skip calc. if no memory */
228 +                return;
229 +                                        /* accumulate estimated variances */
230 +        for (ep = earr + hp->ns*hp->ns; ep > earr; )
231 +                e2rem += *--ep;
232 +        ep = earr;                      /* perform super-sampling */
233 +        for (i = 0; i < hp->ns; i++)
234 +            for (j = 0; j < hp->ns; j++) {
235 +                if (e2rem <= FTINY)
236 +                        goto done;      /* nothing left to do */
237 +                nss = *ep/e2rem*cnt + frandom();
238 +                for (n = 1; n <= nss && ambsample(hp,i,j,n); n++)
239 +                        if (!--cnt) goto done;
240 +                e2rem -= *ep++;         /* update remainder */
241 +        }
242 + done:
243 +        free(earr);
244 + }
245 +
246 +
247 + static AMBHEMI *
248 + samp_hemi(                              /* sample indirect hemisphere */
249 +        COLOR   rcol,
250 +        RAY     *r,
251 +        double  wt
252 + )
253 + {
254 +        AMBHEMI *hp;
255 +        double  d;
256 +        int     n, i, j;
257 +                                        /* insignificance check */
258 +        if (bright(rcol) <= FTINY)
259 +                return(NULL);
260 +                                        /* set number of divisions */
261 +        if (ambacc <= FTINY &&
262 +                        wt > (d = 0.8*intens(rcol)*r->rweight/(ambdiv*minweight)))
263 +                wt = d;                 /* avoid ray termination */
264 +        n = sqrt(ambdiv * wt) + 0.5;
265 +        i = 1 + (MINADIV-1)*(ambacc > FTINY);
266 +        if (n < i)                      /* use minimum number of samples? */
267 +                n = i;
268 +                                        /* allocate sampling array */
269 +        hp = (AMBHEMI *)malloc(sizeof(AMBHEMI) + sizeof(AMBSAMP)*(n*n - 1));
270 +        if (hp == NULL)
271 +                error(SYSTEM, "out of memory in samp_hemi");
272 +        hp->rp = r;
273 +        hp->ns = n;
274 +        hp->acol[RED] = hp->acol[GRN] = hp->acol[BLU] = 0.0;
275 +        memset(hp->sa, 0, sizeof(AMBSAMP)*n*n);
276 +        hp->sampOK = 0;
277 +                                        /* assign coefficient */
278 +        copycolor(hp->acoef, rcol);
279 +        d = 1.0/(n*n);
280 +        scalecolor(hp->acoef, d);
281 +                                        /* make tangent plane axes */
282 +        if (!getperpendicular(hp->ux, r->ron, 1))
283 +                error(CONSISTENCY, "bad ray direction in samp_hemi");
284 +        VCROSS(hp->uy, r->ron, hp->ux);
285 +                                        /* sample divisions */
286 +        for (i = hp->ns; i--; )
287 +            for (j = hp->ns; j--; )
288 +                hp->sampOK += ambsample(hp, i, j, 0);
289 +        copycolor(rcol, hp->acol);
290 +        if (!hp->sampOK) {              /* utter failure? */
291 +                free(hp);
292 +                return(NULL);
293 +        }
294 +        if (hp->sampOK < hp->ns*hp->ns) {
295 +                hp->sampOK *= -1;       /* soft failure */
296 +                return(hp);
297 +        }
298 +        if (hp->sampOK <= MINADIV*MINADIV)
299 +                return(hp);             /* don't bother super-sampling */
300 +        n = ambssamp*wt + 0.5;
301 +        if (n > 8) {                    /* perform super-sampling? */
302 +                ambsupersamp(hp, n);
303 +                copycolor(rcol, hp->acol);
304 +        }
305 +        return(hp);                     /* all is well */
306 + }
307 +
308 +
309 + /* Return brightness of farthest ambient sample */
310 + static double
311 + back_ambval(AMBHEMI *hp, const int n1, const int n2, const int n3)
312 + {
313 +        if (hp->sa[n1].d <= hp->sa[n2].d) {
314 +                if (hp->sa[n1].d <= hp->sa[n3].d)
315 +                        return(colval(hp->sa[n1].v,CIEY));
316 +                return(colval(hp->sa[n3].v,CIEY));
317 +        }
318 +        if (hp->sa[n2].d <= hp->sa[n3].d)
319 +                return(colval(hp->sa[n2].v,CIEY));
320 +        return(colval(hp->sa[n3].v,CIEY));
321 + }
322 +
323 +
324   /* Compute vectors and coefficients for Hessian/gradient calcs */
325   static void
326 < comp_fftri(FFTRI *ftp, FVECT ap0, FVECT ap1, FVECT rop)
326 > comp_fftri(FFTRI *ftp, AMBHEMI *hp, const int n0, const int n1)
327   {
328 <        FVECT   vcp;
329 <        double  dot_e, dot_er, rdot_r, rdot_r1, J2;
146 <        int     i;
328 >        double  rdot_cp, dot_e, dot_er, rdot_r, rdot_r1, J2;
329 >        int     ii;
330  
331 <        VSUB(ftp->r_i, ap0, rop);
332 <        VSUB(ftp->r_i1, ap1, rop);
333 <        VSUB(ftp->e_i, ap1, ap0);
334 <        VCROSS(vcp, ftp->e_i, ftp->r_i);
335 <        ftp->nf = 1.0/DOT(vcp,vcp);
331 >        VSUB(ftp->r_i, hp->sa[n0].p, hp->rp->rop);
332 >        VSUB(ftp->r_i1, hp->sa[n1].p, hp->rp->rop);
333 >        VSUB(ftp->e_i, hp->sa[n1].p, hp->sa[n0].p);
334 >        VCROSS(ftp->rcp, ftp->r_i, ftp->r_i1);
335 >        rdot_cp = 1.0/DOT(ftp->rcp,ftp->rcp);
336          dot_e = DOT(ftp->e_i,ftp->e_i);
337          dot_er = DOT(ftp->e_i, ftp->r_i);
338          rdot_r = 1.0/DOT(ftp->r_i,ftp->r_i);
339          rdot_r1 = 1.0/DOT(ftp->r_i1,ftp->r_i1);
340          ftp->I1 = acos( DOT(ftp->r_i, ftp->r_i1) * sqrt(rdot_r*rdot_r1) ) *
341 <                        sqrt( ftp->nf );
341 >                        sqrt( rdot_cp );
342          ftp->I2 = ( DOT(ftp->e_i, ftp->r_i1)*rdot_r1 - dot_er*rdot_r +
343 <                        dot_e*ftp->I1 )*0.5*ftp->nf;
343 >                        dot_e*ftp->I1 )*0.5*rdot_cp;
344          J2 =  ( 0.5*(rdot_r - rdot_r1) - dot_er*ftp->I2 ) / dot_e;
345 <        for (i = 3; i--; )
346 <                ftp->rI2_eJ2[i] = ftp->I2*ftp->r_i[i] + J2*ftp->e_i[i];
345 >        for (ii = 3; ii--; )
346 >                ftp->rI2_eJ2[ii] = ftp->I2*ftp->r_i[ii] + J2*ftp->e_i[ii];
347   }
348  
349  
# Line 181 | Line 364 | compose_matrix(FVECT mat[3], FVECT va, FVECT vb)
364   static void
365   comp_hessian(FVECT hess[3], FFTRI *ftp, FVECT nrm)
366   {
367 <        FVECT   vcp;
367 >        FVECT   ncp;
368          FVECT   m1[3], m2[3], m3[3], m4[3];
369          double  d1, d2, d3, d4;
370          double  I3, J3, K3;
# Line 191 | Line 374 | comp_hessian(FVECT hess[3], FFTRI *ftp, FVECT nrm)
374          d2 = 1.0/DOT(ftp->r_i1,ftp->r_i1);
375          d3 = 1.0/DOT(ftp->e_i,ftp->e_i);
376          d4 = DOT(ftp->e_i, ftp->r_i);
377 <        I3 = 0.25*ftp->nf*( DOT(ftp->e_i, ftp->r_i1)*d2*d2 - d4*d1*d1 +
378 <                                3.0/d3*ftp->I2 );
377 >        I3 = ( DOT(ftp->e_i, ftp->r_i1)*d2*d2 - d4*d1*d1 + 3.0/d3*ftp->I2 )
378 >                        / ( 4.0*DOT(ftp->rcp,ftp->rcp) );
379          J3 = 0.25*d3*(d1*d1 - d2*d2) - d4*d3*I3;
380          K3 = d3*(ftp->I2 - I3/d1 - 2.0*d4*J3);
381                                          /* intermediate matrices */
382 <        VCROSS(vcp, nrm, ftp->e_i);
383 <        compose_matrix(m1, vcp, ftp->rI2_eJ2);
382 >        VCROSS(ncp, nrm, ftp->e_i);
383 >        compose_matrix(m1, ncp, ftp->rI2_eJ2);
384          compose_matrix(m2, ftp->r_i, ftp->r_i);
385          compose_matrix(m3, ftp->e_i, ftp->e_i);
386          compose_matrix(m4, ftp->r_i, ftp->e_i);
387 <        VCROSS(vcp, ftp->r_i, ftp->e_i);
205 <        d1 = DOT(nrm, vcp);
387 >        d1 = DOT(nrm, ftp->rcp);
388          d2 = -d1*ftp->I2;
389          d1 *= 2.0;
390          for (i = 3; i--; )              /* final matrix sum */
# Line 210 | Line 392 | comp_hessian(FVECT hess[3], FFTRI *ftp, FVECT nrm)
392                  hess[i][j] = m1[i][j] + d1*( I3*m2[i][j] + K3*m3[i][j] +
393                                                  2.0*J3*m4[i][j] );
394                  hess[i][j] += d2*(i==j);
395 <                hess[i][j] *= 1.0/PI;
395 >                hess[i][j] *= -1.0/PI;
396              }
397   }
398  
# Line 232 | Line 414 | rev_hessian(FVECT hess[3])
414   /* Add to radiometric Hessian from the given triangle */
415   static void
416   add2hessian(FVECT hess[3], FVECT ehess1[3],
417 <                FVECT ehess2[3], FVECT ehess3[3], COLORV v)
417 >                FVECT ehess2[3], FVECT ehess3[3], double v)
418   {
419          int     i, j;
420  
# Line 246 | Line 428 | add2hessian(FVECT hess[3], FVECT ehess1[3],
428   static void
429   comp_gradient(FVECT grad, FFTRI *ftp, FVECT nrm)
430   {
431 <        FVECT   vcp;
431 >        FVECT   ncp;
432          double  f1;
433          int     i;
434  
435 <        VCROSS(vcp, ftp->r_i, ftp->r_i1);
436 <        f1 = 2.0*DOT(nrm, vcp);
255 <        VCROSS(vcp, nrm, ftp->e_i);
435 >        f1 = 2.0*DOT(nrm, ftp->rcp);
436 >        VCROSS(ncp, nrm, ftp->e_i);
437          for (i = 3; i--; )
438 <                grad[i] = (-0.5/PI)*( ftp->I1*vcp[i] + f1*ftp->rI2_eJ2[i] );
438 >                grad[i] = (0.5/PI)*( ftp->I1*ncp[i] + f1*ftp->rI2_eJ2[i] );
439   }
440  
441  
# Line 270 | Line 451 | rev_gradient(FVECT grad)
451  
452   /* Add to displacement gradient from the given triangle */
453   static void
454 < add2gradient(FVECT grad, FVECT egrad1, FVECT egrad2, FVECT egrad3, COLORV v)
454 > add2gradient(FVECT grad, FVECT egrad1, FVECT egrad2, FVECT egrad3, double v)
455   {
456          int     i;
457  
# Line 279 | Line 460 | add2gradient(FVECT grad, FVECT egrad1, FVECT egrad2, F
460   }
461  
462  
282 – /* Return brightness of furthest ambient sample */
283 – static COLORV
284 – back_ambval(struct s_ambsamp *ap1, struct s_ambsamp *ap2,
285 –                struct s_ambsamp *ap3, FVECT orig)
286 – {
287 –        COLORV  vback;
288 –        FVECT   vec;
289 –        double  d2, d2best;
290 –
291 –        VSUB(vec, ap1->p, orig);
292 –        d2best = DOT(vec,vec);
293 –        vback = colval(ap1->v,CIEY);
294 –        VSUB(vec, ap2->p, orig);
295 –        d2 = DOT(vec,vec);
296 –        if (d2 > d2best) {
297 –                d2best = d2;
298 –                vback = colval(ap2->v,CIEY);
299 –        }
300 –        VSUB(vec, ap3->p, orig);
301 –        d2 = DOT(vec,vec);
302 –        if (d2 > d2best)
303 –                return(colval(ap3->v,CIEY));
304 –        return(vback);
305 – }
306 –
307 –
463   /* Compute anisotropic radii and eigenvector directions */
464 < static int
464 > static void
465   eigenvectors(FVECT uv[2], float ra[2], FVECT hessian[3])
466   {
467          double  hess2[2][2];
# Line 322 | Line 477 | eigenvectors(FVECT uv[2], float ra[2], FVECT hessian[3
477          hess2[0][1] = DOT(uv[0], b);
478          hess2[1][0] = DOT(uv[1], a);
479          hess2[1][1] = DOT(uv[1], b);
480 <                                        /* compute eigenvalues */
481 <        if ( quadratic(evalue, 1.0, -hess2[0][0]-hess2[1][1],
482 <                        hess2[0][0]*hess2[1][1]-hess2[0][1]*hess2[1][0]) != 2 ||
483 <                        (evalue[0] = fabs(evalue[0])) <= FTINY*FTINY ||
484 <                        (evalue[1] = fabs(evalue[1])) <= FTINY*FTINY )
485 <                error(INTERNAL, "bad eigenvalue calculation");
486 <
480 >                                        /* compute eigenvalue(s) */
481 >        i = quadratic(evalue, 1.0, -hess2[0][0]-hess2[1][1],
482 >                        hess2[0][0]*hess2[1][1]-hess2[0][1]*hess2[1][0]);
483 >        if (i == 1)                     /* double-root (circle) */
484 >                evalue[1] = evalue[0];
485 >        if (!i || ((evalue[0] = fabs(evalue[0])) <= FTINY*FTINY) |
486 >                        ((evalue[1] = fabs(evalue[1])) <= FTINY*FTINY) ) {
487 >                ra[0] = ra[1] = maxarad;
488 >                return;
489 >        }
490          if (evalue[0] > evalue[1]) {
491                  ra[0] = sqrt(sqrt(4.0/evalue[0]));
492                  ra[1] = sqrt(sqrt(4.0/evalue[1]));
# Line 386 | Line 544 | ambHessian(                            /* anisotropic radii & pos. gradient */
544          }
545                                          /* compute first row of edges */
546          for (j = 0; j < hp->ns-1; j++) {
547 <                comp_fftri(&fftr, ambsamp(hp,0,j).p,
390 <                                ambsamp(hp,0,j+1).p, hp->rp->rop);
547 >                comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,0,j), AI(hp,0,j+1));
548                  if (hessrow != NULL)
549                          comp_hessian(hessrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
550                  if (gradrow != NULL)
# Line 397 | Line 554 | ambHessian(                            /* anisotropic radii & pos. gradient */
554          for (i = 0; i < hp->ns-1; i++) {
555              FVECT       hesscol[3];     /* compute first vertical edge */
556              FVECT       gradcol;
557 <            comp_fftri(&fftr, ambsamp(hp,i,0).p,
401 <                        ambsamp(hp,i+1,0).p, hp->rp->rop);
557 >            comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i,0), AI(hp,i+1,0));
558              if (hessrow != NULL)
559                  comp_hessian(hesscol, &fftr, hp->rp->ron);
560              if (gradrow != NULL)
# Line 406 | Line 562 | ambHessian(                            /* anisotropic radii & pos. gradient */
562              for (j = 0; j < hp->ns-1; j++) {
563                  FVECT   hessdia[3];     /* compute triangle contributions */
564                  FVECT   graddia;
565 <                COLORV  backg;
566 <                backg = back_ambval(&ambsamp(hp,i,j), &ambsamp(hp,i,j+1),
567 <                                        &ambsamp(hp,i+1,j), hp->rp->rop);
565 >                double  backg;
566 >                backg = back_ambval(hp, AI(hp,i,j),
567 >                                        AI(hp,i,j+1), AI(hp,i+1,j));
568                                          /* diagonal (inner) edge */
569 <                comp_fftri(&fftr, ambsamp(hp,i,j+1).p,
414 <                                ambsamp(hp,i+1,j).p, hp->rp->rop);
569 >                comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i,j+1), AI(hp,i+1,j));
570                  if (hessrow != NULL) {
571                      comp_hessian(hessdia, &fftr, hp->rp->ron);
572                      rev_hessian(hesscol);
573                      add2hessian(hessian, hessrow[j], hessdia, hesscol, backg);
574                  }
575 <                if (gradient != NULL) {
575 >                if (gradrow != NULL) {
576                      comp_gradient(graddia, &fftr, hp->rp->ron);
577                      rev_gradient(gradcol);
578                      add2gradient(gradient, gradrow[j], graddia, gradcol, backg);
579                  }
580                                          /* initialize edge in next row */
581 <                comp_fftri(&fftr, ambsamp(hp,i+1,j+1).p,
427 <                                ambsamp(hp,i+1,j).p, hp->rp->rop);
581 >                comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i+1,j+1), AI(hp,i+1,j));
582                  if (hessrow != NULL)
583                      comp_hessian(hessrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
584                  if (gradrow != NULL)
585                      comp_gradient(gradrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
586                                          /* new column edge & paired triangle */
587 <                backg = back_ambval(&ambsamp(hp,i,j+1), &ambsamp(hp,i+1,j+1),
588 <                                        &ambsamp(hp,i+1,j), hp->rp->rop);
589 <                comp_fftri(&fftr, ambsamp(hp,i,j+1).p, ambsamp(hp,i+1,j+1).p,
436 <                                hp->rp->rop);
587 >                backg = back_ambval(hp, AI(hp,i+1,j+1),
588 >                                        AI(hp,i+1,j), AI(hp,i,j+1));
589 >                comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i,j+1), AI(hp,i+1,j+1));
590                  if (hessrow != NULL) {
591                      comp_hessian(hesscol, &fftr, hp->rp->ron);
592                      rev_hessian(hessdia);
# Line 467 | Line 620 | ambHessian(                            /* anisotropic radii & pos. gradient */
620   static void
621   ambdirgrad(AMBHEMI *hp, FVECT uv[2], float dg[2])
622   {
623 <        struct s_ambsamp        *ap;
624 <        double                  dgsum[2];
625 <        int                     n;
626 <        FVECT                   vd;
627 <        double                  gfact;
623 >        AMBSAMP *ap;
624 >        double  dgsum[2];
625 >        int     n;
626 >        FVECT   vd;
627 >        double  gfact;
628  
629          dgsum[0] = dgsum[1] = 0.0;      /* sum values times -tan(theta) */
630          for (ap = hp->sa, n = hp->ns*hp->ns; n--; ap++) {
# Line 479 | Line 632 | ambdirgrad(AMBHEMI *hp, FVECT uv[2], float dg[2])
632                  VSUB(vd, ap->p, hp->rp->rop);
633                                          /* brightness over cosine factor */
634                  gfact = colval(ap->v,CIEY) / DOT(hp->rp->ron, vd);
635 <                                        /* -sine = -proj_radius/vd_length */
636 <                dgsum[0] += DOT(uv[1], vd) * gfact;
637 <                dgsum[1] -= DOT(uv[0], vd) * gfact;
635 >                                        /* sine = proj_radius/vd_length */
636 >                dgsum[0] -= DOT(uv[1], vd) * gfact;
637 >                dgsum[1] += DOT(uv[0], vd) * gfact;
638          }
639          dg[0] = dgsum[0] / (hp->ns*hp->ns);
640          dg[1] = dgsum[1] / (hp->ns*hp->ns);
641   }
642  
643  
644 + /* Compute potential light leak direction flags for cache value */
645 + static uint32
646 + ambcorral(AMBHEMI *hp, FVECT uv[2], const double r0, const double r1)
647 + {
648 +        const double    max_d = 1.0/(minarad*ambacc + 0.001);
649 +        const double    ang_res = 0.5*PI/hp->ns;
650 +        const double    ang_step = ang_res/((int)(16/PI*ang_res) + 1.01);
651 +        double          avg_d = 0;
652 +        uint32          flgs = 0;
653 +        FVECT           vec;
654 +        double          u, v;
655 +        double          ang, a1;
656 +        int             i, j;
657 +                                        /* don't bother for a few samples */
658 +        if (hp->ns < 8)
659 +                return(0);
660 +                                        /* check distances overhead */
661 +        for (i = hp->ns*3/4; i-- > hp->ns>>2; )
662 +            for (j = hp->ns*3/4; j-- > hp->ns>>2; )
663 +                avg_d += ambsam(hp,i,j).d;
664 +        avg_d *= 4.0/(hp->ns*hp->ns);
665 +        if (avg_d*r0 >= 1.0)            /* ceiling too low for corral? */
666 +                return(0);
667 +        if (avg_d >= max_d)             /* insurance */
668 +                return(0);
669 +                                        /* else circle around perimeter */
670 +        for (i = 0; i < hp->ns; i++)
671 +            for (j = 0; j < hp->ns; j += !i|(i==hp->ns-1) ? 1 : hp->ns-1) {
672 +                AMBSAMP *ap = &ambsam(hp,i,j);
673 +                if ((ap->d <= FTINY) | (ap->d >= max_d))
674 +                        continue;       /* too far or too near */
675 +                VSUB(vec, ap->p, hp->rp->rop);
676 +                u = DOT(vec, uv[0]);
677 +                v = DOT(vec, uv[1]);
678 +                if ((r0*r0*u*u + r1*r1*v*v) * ap->d*ap->d <= u*u + v*v)
679 +                        continue;       /* occluder outside ellipse */
680 +                ang = atan2a(v, u);     /* else set direction flags */
681 +                for (a1 = ang-ang_res; a1 <= ang+ang_res; a1 += ang_step)
682 +                        flgs |= 1L<<(int)(16/PI*(a1 + 2.*PI*(a1 < 0)));
683 +            }
684 +        return(flgs);
685 + }
686 +
687 +
688   int
689   doambient(                              /* compute ambient component */
690          COLOR   rcol,                   /* input/output color */
# Line 496 | Line 693 | doambient(                             /* compute ambient component */
693          FVECT   uv[2],                  /* returned (optional) */
694          float   ra[2],                  /* returned (optional) */
695          float   pg[2],                  /* returned (optional) */
696 <        float   dg[2]                   /* returned (optional) */
696 >        float   dg[2],                  /* returned (optional) */
697 >        uint32  *crlp                   /* returned (optional) */
698   )
699   {
700 <        AMBHEMI                 *hp = inithemi(rcol, r, wt);
701 <        int                     cnt = 0;
702 <        FVECT                   my_uv[2];
703 <        double                  d, acol[3];
704 <        struct s_ambsamp        *ap;
705 <        int                     i, j;
508 <                                        /* check/initialize */
509 <        if (hp == NULL)
510 <                return(0);
700 >        AMBHEMI *hp = samp_hemi(rcol, r, wt);
701 >        FVECT   my_uv[2];
702 >        double  d, K;
703 >        AMBSAMP *ap;
704 >        int     i;
705 >                                        /* clear return values */
706          if (uv != NULL)
707                  memset(uv, 0, sizeof(FVECT)*2);
708          if (ra != NULL)
# Line 516 | Line 711 | doambient(                             /* compute ambient component */
711                  pg[0] = pg[1] = 0.0;
712          if (dg != NULL)
713                  dg[0] = dg[1] = 0.0;
714 <                                        /* sample the hemisphere */
715 <        acol[0] = acol[1] = acol[2] = 0.0;
716 <        for (i = hp->ns; i--; )
717 <                for (j = hp->ns; j--; )
718 <                        if ((ap = ambsample(hp, i, j)) != NULL) {
719 <                                addcolor(acol, ap->v);
720 <                                ++cnt;
721 <                        }
722 <        if (!cnt) {
528 <                setcolor(rcol, 0.0, 0.0, 0.0);
529 <                free(hp);
530 <                return(0);              /* no valid samples */
714 >        if (crlp != NULL)
715 >                *crlp = 0;
716 >        if (hp == NULL)                 /* sampling falure? */
717 >                return(0);
718 >
719 >        if ((ra == NULL) & (pg == NULL) & (dg == NULL) ||
720 >                        (hp->sampOK < 0) | (hp->ns < MINADIV)) {
721 >                free(hp);               /* Hessian not requested/possible */
722 >                return(-1);             /* value-only return value */
723          }
724 <        copycolor(rcol, acol);          /* final indirect irradiance/PI */
725 <        if (cnt < hp->ns*hp->ns ||      /* incomplete sampling? */
726 <                        (ra == NULL) & (pg == NULL) & (dg == NULL)) {
727 <                free(hp);
728 <                return(-1);             /* no radius or gradient calc. */
724 >        if ((d = bright(rcol)) > FTINY) {       /* normalize Y values */
725 >                d = 0.99*(hp->ns*hp->ns)/d;
726 >                K = 0.01;
727 >        } else {                        /* or fall back on geometric Hessian */
728 >                K = 1.0;
729 >                pg = NULL;
730 >                dg = NULL;
731 >                crlp = NULL;
732          }
538 –        if (bright(acol) > FTINY)       /* normalize Y values */
539 –                d = cnt/bright(acol);
540 –        else
541 –                d = 0.0;
733          ap = hp->sa;                    /* relative Y channel from here on... */
734          for (i = hp->ns*hp->ns; i--; ap++)
735 <                colval(ap->v,CIEY) = bright(ap->v)*d + 0.01;
735 >                colval(ap->v,CIEY) = bright(ap->v)*d + K;
736  
737          if (uv == NULL)                 /* make sure we have axis pointers */
738                  uv = my_uv;
# Line 552 | Line 743 | doambient(                             /* compute ambient component */
743                  ambdirgrad(hp, uv, dg);
744  
745          if (ra != NULL) {               /* scale/clamp radii */
746 +                if (pg != NULL) {
747 +                        if (ra[0]*(d = fabs(pg[0])) > 1.0)
748 +                                ra[0] = 1.0/d;
749 +                        if (ra[1]*(d = fabs(pg[1])) > 1.0)
750 +                                ra[1] = 1.0/d;
751 +                        if (ra[0] > ra[1])
752 +                                ra[0] = ra[1];
753 +                }
754                  if (ra[0] < minarad) {
755                          ra[0] = minarad;
756                          if (ra[1] < minarad)
757                                  ra[1] = minarad;
559 –                                        /* cap gradient if necessary */
560 –                        if (pg != NULL) {
561 –                                d = pg[0]*pg[0]*ra[0]*ra[0] +
562 –                                                pg[1]*pg[1]*ra[1]*ra[1];
563 –                                if (d > 1.0) {
564 –                                        d = 1.0/sqrt(d);
565 –                                        pg[0] *= d;
566 –                                        pg[1] *= d;
567 –                                }
568 –                        }
758                  }
759 <                ra[0] *= d = 1.0/sqrt(sqrt(wt));
759 >                ra[0] *= d = 1.0/sqrt(wt);
760                  if ((ra[1] *= d) > 2.0*ra[0])
761                          ra[1] = 2.0*ra[0];
762                  if (ra[1] > maxarad) {
# Line 575 | Line 764 | doambient(                             /* compute ambient component */
764                          if (ra[0] > maxarad)
765                                  ra[0] = maxarad;
766                  }
767 +                                        /* flag encroached directions */
768 +                if (crlp != NULL)
769 +                        *crlp = ambcorral(hp, uv, ra[0]*ambacc, ra[1]*ambacc);
770 +                if (pg != NULL) {       /* cap gradient if necessary */
771 +                        d = pg[0]*pg[0]*ra[0]*ra[0] + pg[1]*pg[1]*ra[1]*ra[1];
772 +                        if (d > 1.0) {
773 +                                d = 1.0/sqrt(d);
774 +                                pg[0] *= d;
775 +                                pg[1] *= d;
776 +                        }
777 +                }
778          }
779          free(hp);                       /* clean up and return */
780          return(1);
781   }
782  
583 –
584 – #else /* ! NEWAMB */
585 –
586 –
587 – void
588 – inithemi(                       /* initialize sampling hemisphere */
589 –        AMBHEMI  *hp,
590 –        COLOR ac,
591 –        RAY  *r,
592 –        double  wt
593 – )
594 – {
595 –        double  d;
596 –        int  i;
597 –                                        /* set number of divisions */
598 –        if (ambacc <= FTINY &&
599 –                        wt > (d = 0.8*intens(ac)*r->rweight/(ambdiv*minweight)))
600 –                wt = d;                 /* avoid ray termination */
601 –        hp->nt = sqrt(ambdiv * wt / PI) + 0.5;
602 –        i = ambacc > FTINY ? 3 : 1;     /* minimum number of samples */
603 –        if (hp->nt < i)
604 –                hp->nt = i;
605 –        hp->np = PI * hp->nt + 0.5;
606 –                                        /* set number of super-samples */
607 –        hp->ns = ambssamp * wt + 0.5;
608 –                                        /* assign coefficient */
609 –        copycolor(hp->acoef, ac);
610 –        d = 1.0/(hp->nt*hp->np);
611 –        scalecolor(hp->acoef, d);
612 –                                        /* make axes */
613 –        VCOPY(hp->uz, r->ron);
614 –        hp->uy[0] = hp->uy[1] = hp->uy[2] = 0.0;
615 –        for (i = 0; i < 3; i++)
616 –                if (hp->uz[i] < 0.6 && hp->uz[i] > -0.6)
617 –                        break;
618 –        if (i >= 3)
619 –                error(CONSISTENCY, "bad ray direction in inithemi");
620 –        hp->uy[i] = 1.0;
621 –        fcross(hp->ux, hp->uy, hp->uz);
622 –        normalize(hp->ux);
623 –        fcross(hp->uy, hp->uz, hp->ux);
624 – }
625 –
626 –
627 – int
628 – divsample(                              /* sample a division */
629 –        AMBSAMP  *dp,
630 –        AMBHEMI  *h,
631 –        RAY  *r
632 – )
633 – {
634 –        RAY  ar;
635 –        int  hlist[3];
636 –        double  spt[2];
637 –        double  xd, yd, zd;
638 –        double  b2;
639 –        double  phi;
640 –        int  i;
641 –                                        /* ambient coefficient for weight */
642 –        if (ambacc > FTINY)
643 –                setcolor(ar.rcoef, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
644 –        else
645 –                copycolor(ar.rcoef, h->acoef);
646 –        if (rayorigin(&ar, AMBIENT, r, ar.rcoef) < 0)
647 –                return(-1);
648 –        if (ambacc > FTINY) {
649 –                multcolor(ar.rcoef, h->acoef);
650 –                scalecolor(ar.rcoef, 1./AVGREFL);
651 –        }
652 –        hlist[0] = r->rno;
653 –        hlist[1] = dp->t;
654 –        hlist[2] = dp->p;
655 –        multisamp(spt, 2, urand(ilhash(hlist,3)+dp->n));
656 –        zd = sqrt((dp->t + spt[0])/h->nt);
657 –        phi = 2.0*PI * (dp->p + spt[1])/h->np;
658 –        xd = tcos(phi) * zd;
659 –        yd = tsin(phi) * zd;
660 –        zd = sqrt(1.0 - zd*zd);
661 –        for (i = 0; i < 3; i++)
662 –                ar.rdir[i] =    xd*h->ux[i] +
663 –                                yd*h->uy[i] +
664 –                                zd*h->uz[i];
665 –        checknorm(ar.rdir);
666 –        dimlist[ndims++] = dp->t*h->np + dp->p + 90171;
667 –        rayvalue(&ar);
668 –        ndims--;
669 –        multcolor(ar.rcol, ar.rcoef);   /* apply coefficient */
670 –        addcolor(dp->v, ar.rcol);
671 –                                        /* use rt to improve gradient calc */
672 –        if (ar.rt > FTINY && ar.rt < FHUGE)
673 –                dp->r += 1.0/ar.rt;
674 –                                        /* (re)initialize error */
675 –        if (dp->n++) {
676 –                b2 = bright(dp->v)/dp->n - bright(ar.rcol);
677 –                b2 = b2*b2 + dp->k*((dp->n-1)*(dp->n-1));
678 –                dp->k = b2/(dp->n*dp->n);
679 –        } else
680 –                dp->k = 0.0;
681 –        return(0);
682 – }
683 –
684 –
685 – static int
686 – ambcmp(                                 /* decreasing order */
687 –        const void *p1,
688 –        const void *p2
689 – )
690 – {
691 –        const AMBSAMP   *d1 = (const AMBSAMP *)p1;
692 –        const AMBSAMP   *d2 = (const AMBSAMP *)p2;
693 –
694 –        if (d1->k < d2->k)
695 –                return(1);
696 –        if (d1->k > d2->k)
697 –                return(-1);
698 –        return(0);
699 – }
700 –
701 –
702 – static int
703 – ambnorm(                                /* standard order */
704 –        const void *p1,
705 –        const void *p2
706 – )
707 – {
708 –        const AMBSAMP   *d1 = (const AMBSAMP *)p1;
709 –        const AMBSAMP   *d2 = (const AMBSAMP *)p2;
710 –        int     c;
711 –
712 –        if ( (c = d1->t - d2->t) )
713 –                return(c);
714 –        return(d1->p - d2->p);
715 – }
716 –
717 –
718 – double
719 – doambient(                              /* compute ambient component */
720 –        COLOR  rcol,
721 –        RAY  *r,
722 –        double  wt,
723 –        FVECT  pg,
724 –        FVECT  dg
725 – )
726 – {
727 –        double  b, d=0;
728 –        AMBHEMI  hemi;
729 –        AMBSAMP  *div;
730 –        AMBSAMP  dnew;
731 –        double  acol[3];
732 –        AMBSAMP  *dp;
733 –        double  arad;
734 –        int  divcnt;
735 –        int  i, j;
736 –                                        /* initialize hemisphere */
737 –        inithemi(&hemi, rcol, r, wt);
738 –        divcnt = hemi.nt * hemi.np;
739 –                                        /* initialize */
740 –        if (pg != NULL)
741 –                pg[0] = pg[1] = pg[2] = 0.0;
742 –        if (dg != NULL)
743 –                dg[0] = dg[1] = dg[2] = 0.0;
744 –        setcolor(rcol, 0.0, 0.0, 0.0);
745 –        if (divcnt == 0)
746 –                return(0.0);
747 –                                        /* allocate super-samples */
748 –        if (hemi.ns > 0 || pg != NULL || dg != NULL) {
749 –                div = (AMBSAMP *)malloc(divcnt*sizeof(AMBSAMP));
750 –                if (div == NULL)
751 –                        error(SYSTEM, "out of memory in doambient");
752 –        } else
753 –                div = NULL;
754 –                                        /* sample the divisions */
755 –        arad = 0.0;
756 –        acol[0] = acol[1] = acol[2] = 0.0;
757 –        if ((dp = div) == NULL)
758 –                dp = &dnew;
759 –        divcnt = 0;
760 –        for (i = 0; i < hemi.nt; i++)
761 –                for (j = 0; j < hemi.np; j++) {
762 –                        dp->t = i; dp->p = j;
763 –                        setcolor(dp->v, 0.0, 0.0, 0.0);
764 –                        dp->r = 0.0;
765 –                        dp->n = 0;
766 –                        if (divsample(dp, &hemi, r) < 0) {
767 –                                if (div != NULL)
768 –                                        dp++;
769 –                                continue;
770 –                        }
771 –                        arad += dp->r;
772 –                        divcnt++;
773 –                        if (div != NULL)
774 –                                dp++;
775 –                        else
776 –                                addcolor(acol, dp->v);
777 –                }
778 –        if (!divcnt) {
779 –                if (div != NULL)
780 –                        free((void *)div);
781 –                return(0.0);            /* no samples taken */
782 –        }
783 –        if (divcnt < hemi.nt*hemi.np) {
784 –                pg = dg = NULL;         /* incomplete sampling */
785 –                hemi.ns = 0;
786 –        } else if (arad > FTINY && divcnt/arad < minarad) {
787 –                hemi.ns = 0;            /* close enough */
788 –        } else if (hemi.ns > 0) {       /* else perform super-sampling? */
789 –                comperrs(div, &hemi);                   /* compute errors */
790 –                qsort(div, divcnt, sizeof(AMBSAMP), ambcmp);    /* sort divs */
791 –                                                /* super-sample */
792 –                for (i = hemi.ns; i > 0; i--) {
793 –                        dnew = *div;
794 –                        if (divsample(&dnew, &hemi, r) < 0) {
795 –                                dp++;
796 –                                continue;
797 –                        }
798 –                        dp = div;               /* reinsert */
799 –                        j = divcnt < i ? divcnt : i;
800 –                        while (--j > 0 && dnew.k < dp[1].k) {
801 –                                *dp = *(dp+1);
802 –                                dp++;
803 –                        }
804 –                        *dp = dnew;
805 –                }
806 –                if (pg != NULL || dg != NULL)   /* restore order */
807 –                        qsort(div, divcnt, sizeof(AMBSAMP), ambnorm);
808 –        }
809 –                                        /* compute returned values */
810 –        if (div != NULL) {
811 –                arad = 0.0;             /* note: divcnt may be < nt*np */
812 –                for (i = hemi.nt*hemi.np, dp = div; i-- > 0; dp++) {
813 –                        arad += dp->r;
814 –                        if (dp->n > 1) {
815 –                                b = 1.0/dp->n;
816 –                                scalecolor(dp->v, b);
817 –                                dp->r *= b;
818 –                                dp->n = 1;
819 –                        }
820 –                        addcolor(acol, dp->v);
821 –                }
822 –                b = bright(acol);
823 –                if (b > FTINY) {
824 –                        b = 1.0/b;      /* compute & normalize gradient(s) */
825 –                        if (pg != NULL) {
826 –                                posgradient(pg, div, &hemi);
827 –                                for (i = 0; i < 3; i++)
828 –                                        pg[i] *= b;
829 –                        }
830 –                        if (dg != NULL) {
831 –                                dirgradient(dg, div, &hemi);
832 –                                for (i = 0; i < 3; i++)
833 –                                        dg[i] *= b;
834 –                        }
835 –                }
836 –                free((void *)div);
837 –        }
838 –        copycolor(rcol, acol);
839 –        if (arad <= FTINY)
840 –                arad = maxarad;
841 –        else
842 –                arad = (divcnt+hemi.ns)/arad;
843 –        if (pg != NULL) {               /* reduce radius if gradient large */
844 –                d = DOT(pg,pg);
845 –                if (d*arad*arad > 1.0)
846 –                        arad = 1.0/sqrt(d);
847 –        }
848 –        if (arad < minarad) {
849 –                arad = minarad;
850 –                if (pg != NULL && d*arad*arad > 1.0) {  /* cap gradient */
851 –                        d = 1.0/arad/sqrt(d);
852 –                        for (i = 0; i < 3; i++)
853 –                                pg[i] *= d;
854 –                }
855 –        }
856 –        if ((arad /= sqrt(wt)) > maxarad)
857 –                arad = maxarad;
858 –        return(arad);
859 – }
860 –
861 –
862 – void
863 – comperrs(                       /* compute initial error estimates */
864 –        AMBSAMP  *da,   /* assumes standard ordering */
865 –        AMBHEMI  *hp
866 – )
867 – {
868 –        double  b, b2;
869 –        int  i, j;
870 –        AMBSAMP  *dp;
871 –                                /* sum differences from neighbors */
872 –        dp = da;
873 –        for (i = 0; i < hp->nt; i++)
874 –                for (j = 0; j < hp->np; j++) {
875 – #ifdef  DEBUG
876 –                        if (dp->t != i || dp->p != j)
877 –                                error(CONSISTENCY,
878 –                                        "division order in comperrs");
879 – #endif
880 –                        b = bright(dp[0].v);
881 –                        if (i > 0) {            /* from above */
882 –                                b2 = bright(dp[-hp->np].v) - b;
883 –                                b2 *= b2 * 0.25;
884 –                                dp[0].k += b2;
885 –                                dp[-hp->np].k += b2;
886 –                        }
887 –                        if (j > 0) {            /* from behind */
888 –                                b2 = bright(dp[-1].v) - b;
889 –                                b2 *= b2 * 0.25;
890 –                                dp[0].k += b2;
891 –                                dp[-1].k += b2;
892 –                        } else {                /* around */
893 –                                b2 = bright(dp[hp->np-1].v) - b;
894 –                                b2 *= b2 * 0.25;
895 –                                dp[0].k += b2;
896 –                                dp[hp->np-1].k += b2;
897 –                        }
898 –                        dp++;
899 –                }
900 –                                /* divide by number of neighbors */
901 –        dp = da;
902 –        for (j = 0; j < hp->np; j++)            /* top row */
903 –                (dp++)->k *= 1.0/3.0;
904 –        if (hp->nt < 2)
905 –                return;
906 –        for (i = 1; i < hp->nt-1; i++)          /* central region */
907 –                for (j = 0; j < hp->np; j++)
908 –                        (dp++)->k *= 0.25;
909 –        for (j = 0; j < hp->np; j++)            /* bottom row */
910 –                (dp++)->k *= 1.0/3.0;
911 – }
912 –
913 –
914 – void
915 – posgradient(                                    /* compute position gradient */
916 –        FVECT  gv,
917 –        AMBSAMP  *da,                   /* assumes standard ordering */
918 –        AMBHEMI  *hp
919 – )
920 – {
921 –        int  i, j;
922 –        double  nextsine, lastsine, b, d;
923 –        double  mag0, mag1;
924 –        double  phi, cosp, sinp, xd, yd;
925 –        AMBSAMP  *dp;
926 –
927 –        xd = yd = 0.0;
928 –        for (j = 0; j < hp->np; j++) {
929 –                dp = da + j;
930 –                mag0 = mag1 = 0.0;
931 –                lastsine = 0.0;
932 –                for (i = 0; i < hp->nt; i++) {
933 – #ifdef  DEBUG
934 –                        if (dp->t != i || dp->p != j)
935 –                                error(CONSISTENCY,
936 –                                        "division order in posgradient");
937 – #endif
938 –                        b = bright(dp->v);
939 –                        if (i > 0) {
940 –                                d = dp[-hp->np].r;
941 –                                if (dp[0].r > d) d = dp[0].r;
942 –                                                        /* sin(t)*cos(t)^2 */
943 –                                d *= lastsine * (1.0 - (double)i/hp->nt);
944 –                                mag0 += d*(b - bright(dp[-hp->np].v));
945 –                        }
946 –                        nextsine = sqrt((double)(i+1)/hp->nt);
947 –                        if (j > 0) {
948 –                                d = dp[-1].r;
949 –                                if (dp[0].r > d) d = dp[0].r;
950 –                                mag1 += d * (nextsine - lastsine) *
951 –                                                (b - bright(dp[-1].v));
952 –                        } else {
953 –                                d = dp[hp->np-1].r;
954 –                                if (dp[0].r > d) d = dp[0].r;
955 –                                mag1 += d * (nextsine - lastsine) *
956 –                                                (b - bright(dp[hp->np-1].v));
957 –                        }
958 –                        dp += hp->np;
959 –                        lastsine = nextsine;
960 –                }
961 –                mag0 *= 2.0*PI / hp->np;
962 –                phi = 2.0*PI * (double)j/hp->np;
963 –                cosp = tcos(phi); sinp = tsin(phi);
964 –                xd += mag0*cosp - mag1*sinp;
965 –                yd += mag0*sinp + mag1*cosp;
966 –        }
967 –        for (i = 0; i < 3; i++)
968 –                gv[i] = (xd*hp->ux[i] + yd*hp->uy[i])*(hp->nt*hp->np)/PI;
969 – }
970 –
971 –
972 – void
973 – dirgradient(                                    /* compute direction gradient */
974 –        FVECT  gv,
975 –        AMBSAMP  *da,                   /* assumes standard ordering */
976 –        AMBHEMI  *hp
977 – )
978 – {
979 –        int  i, j;
980 –        double  mag;
981 –        double  phi, xd, yd;
982 –        AMBSAMP  *dp;
983 –
984 –        xd = yd = 0.0;
985 –        for (j = 0; j < hp->np; j++) {
986 –                dp = da + j;
987 –                mag = 0.0;
988 –                for (i = 0; i < hp->nt; i++) {
989 – #ifdef  DEBUG
990 –                        if (dp->t != i || dp->p != j)
991 –                                error(CONSISTENCY,
992 –                                        "division order in dirgradient");
993 – #endif
994 –                                                        /* tan(t) */
995 –                        mag += bright(dp->v)/sqrt(hp->nt/(i+.5) - 1.0);
996 –                        dp += hp->np;
997 –                }
998 –                phi = 2.0*PI * (j+.5)/hp->np + PI/2.0;
999 –                xd += mag * tcos(phi);
1000 –                yd += mag * tsin(phi);
1001 –        }
1002 –        for (i = 0; i < 3; i++)
1003 –                gv[i] = xd*hp->ux[i] + yd*hp->uy[i];
1004 – }
1005 –
1006 – #endif  /* ! NEWAMB */

Diff Legend

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