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 2.83 by greg, Tue Nov 13 19:58:33 2018 UTC vs.
Revision 2.94 by greg, Wed Apr 17 17:34:11 2024 UTC

# Line 21 | Line 21 | static const char      RCSid[] = "$Id$";
21   #include  "ambient.h"
22   #include  "random.h"
23  
24 < #ifndef OLDAMB
24 > #ifndef MINADIV
25 > #define MINADIV         7       /* minimum # divisions in each dimension */
26 > #endif
27  
26 – extern void             SDsquare2disk(double ds[2], double seedx, double seedy);
27 –
28   typedef struct {
29 –        COLOR   v;              /* hemisphere sample value */
30 –        float   d;              /* reciprocal distance */
29          FVECT   p;              /* intersection point */
30 +        float   d;              /* reciprocal distance */
31 +        SCOLOR  v;              /* hemisphere sample value */
32   } AMBSAMP;              /* sample value */
33  
34   typedef struct {
35          RAY     *rp;            /* originating ray sample */
36          int     ns;             /* number of samples per axis */
37          int     sampOK;         /* acquired full sample set? */
38 <        COLOR   acoef;          /* division contribution coefficient */
39 <        double  acol[3];        /* accumulated color */
38 >        int     atyp;           /* RAMBIENT or TAMBIENT */
39 >        SCOLOR  acoef;          /* division contribution coefficient */
40 >        SCOLOR  acol;           /* accumulated color */
41 >        FVECT   onrm;           /* oriented unperturbed surface normal */
42          FVECT   ux, uy;         /* tangent axis unit vectors */
43          AMBSAMP sa[1];          /* sample array (extends struct) */
44   }  AMBHEMI;             /* ambient sample hemisphere */
# Line 98 | Line 100 | ambsample(                             /* initial ambient division sample */
100          AMBSAMP *ap = &ambsam(hp,i,j);
101          RAY     ar;
102          int     hlist[3], ii;
103 <        double  spt[2], zd;
103 >        double  ss[2];
104 >        RREAL   spt[2];
105 >        double  zd;
106                                          /* generate hemispherical sample */
107                                          /* ambient coefficient for weight */
108          if (ambacc > FTINY)
109 <                setcolor(ar.rcoef, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
109 >                setscolor(ar.rcoef, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
110          else
111 <                copycolor(ar.rcoef, hp->acoef);
112 <        if (rayorigin(&ar, AMBIENT, hp->rp, ar.rcoef) < 0)
111 >                copyscolor(ar.rcoef, hp->acoef);
112 >        if (rayorigin(&ar, hp->atyp, hp->rp, ar.rcoef) < 0)
113                  return(0);
114          if (ambacc > FTINY) {
115 <                multcolor(ar.rcoef, hp->acoef);
116 <                scalecolor(ar.rcoef, 1./AVGREFL);
115 >                smultscolor(ar.rcoef, hp->acoef);
116 >                scalescolor(ar.rcoef, 1./AVGREFL);
117          }
118          hlist[0] = hp->rp->rno;
119 <        hlist[1] = j;
120 <        hlist[2] = i;
121 <        multisamp(spt, 2, urand(ilhash(hlist,3)+n));
119 >        hlist[1] = AI(hp,i,j);
120 >        hlist[2] = samplendx;
121 >        multisamp(ss, 2, urand(ilhash(hlist,3)+n));
122   resample:
123 <        SDsquare2disk(spt, (j+spt[1])/hp->ns, (i+spt[0])/hp->ns);
123 >        square2disk(spt, (j+ss[1])/hp->ns, (i+ss[0])/hp->ns);
124          zd = sqrt(1. - spt[0]*spt[0] - spt[1]*spt[1]);
125          for (ii = 3; ii--; )
126                  ar.rdir[ii] =   spt[0]*hp->ux[ii] +
127                                  spt[1]*hp->uy[ii] +
128 <                                zd*hp->rp->ron[ii];
128 >                                zd*hp->onrm[ii];
129          checknorm(ar.rdir);
130                                          /* avoid coincident samples */
131 <        if (!n && ambcollision(hp, i, j, ar.rdir)) {
132 <                spt[0] = frandom(); spt[1] = frandom();
131 >        if (!n && hp->ns >= 4 && ambcollision(hp, i, j, ar.rdir)) {
132 >                ss[0] = frandom(); ss[1] = frandom();
133                  goto resample;          /* reject this sample */
134          }
135          dimlist[ndims++] = AI(hp,i,j) + 90171;
# Line 134 | Line 138 | resample:
138          zd = raydistance(&ar);
139          if (zd <= FTINY)
140                  return(0);              /* should never happen */
141 <        multcolor(ar.rcol, ar.rcoef);   /* apply coefficient */
141 >        smultscolor(ar.rcol, ar.rcoef); /* apply coefficient */
142          if (zd*ap->d < 1.0)             /* new/closer distance? */
143                  ap->d = 1.0/zd;
144          if (!n) {                       /* record first vertex & value */
145                  if (zd > 10.0*thescene.cusize + 1000.)
146                          zd = 10.0*thescene.cusize + 1000.;
147                  VSUM(ap->p, ar.rorg, ar.rdir, zd);
148 <                copycolor(ap->v, ar.rcol);
148 >                copyscolor(ap->v, ar.rcol);
149          } else {                        /* else update recorded value */
150 <                hp->acol[RED] -= colval(ap->v,RED);
147 <                hp->acol[GRN] -= colval(ap->v,GRN);
148 <                hp->acol[BLU] -= colval(ap->v,BLU);
150 >                sopscolor(hp->acol, -=, ap->v);
151                  zd = 1.0/(double)(n+1);
152 <                scalecolor(ar.rcol, zd);
152 >                scalescolor(ar.rcol, zd);
153                  zd *= (double)n;
154 <                scalecolor(ap->v, zd);
155 <                addcolor(ap->v, ar.rcol);
154 >                scalescolor(ap->v, zd);
155 >                saddscolor(ap->v, ar.rcol);
156          }
157 <        addcolor(hp->acol, ap->v);      /* add to our sum */
157 >        saddscolor(hp->acol, ap->v);    /* add to our sum */
158          return(1);
159   }
160  
# Line 161 | Line 163 | resample:
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));
166 >        const double    normf = 1./(pbright(hp->acoef) + FTINY);
167 >        float   *earr = (float *)calloc(2*hp->ns*hp->ns, sizeof(float));
168          float   *ep;
169          AMBSAMP *ap;
170          double  b, b1, d2;
# Line 173 | Line 175 | getambdiffs(AMBHEMI *hp)
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);
178 >                b = pbright(ap[0].v);
179                  if (i) {                /* from above */
180 <                        b1 = bright(ap[-hp->ns].v);
180 >                        b1 = pbright(ap[-hp->ns].v);
181                          d2 = b - b1;
182 <                        d2 *= d2*normf/(b + b1);
182 >                        d2 *= d2*normf/(b + b1 + FTINY);
183                          ep[0] += d2;
184                          ep[-hp->ns] += d2;
185                  }
186                  if (!j) continue;
187                                          /* from behind */
188 <                b1 = bright(ap[-1].v);
188 >                b1 = pbright(ap[-1].v);
189                  d2 = b - b1;
190 <                d2 *= d2*normf/(b + b1);
190 >                d2 *= d2*normf/(b + b1 + FTINY);
191                  ep[0] += d2;
192                  ep[-1] += d2;
193                  if (!i) continue;
194                                          /* diagonal */
195 <                b1 = bright(ap[-hp->ns-1].v);
195 >                b1 = pbright(ap[-hp->ns-1].v);
196                  d2 = b - b1;
197 <                d2 *= d2*normf/(b + b1);
197 >                d2 *= d2*normf/(b + b1 + FTINY);
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.;
202 >        earr[0] *= 6./3.;
203 >        earr[hp->ns-1] *= 6./3.;
204 >        earr[(hp->ns-1)*hp->ns] *= 6./3.;
205 >        earr[(hp->ns-1)*hp->ns + hp->ns-1] *= 6./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.;
207 >                earr[i*hp->ns] *= 6./5.;
208 >                earr[i*hp->ns + hp->ns-1] *= 6./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.;
211 >                earr[j] *= 6./5.;
212 >                earr[(hp->ns-1)*hp->ns + j] *= 6./5.;
213          }
214 +                                        /* blur map to reduce bias */
215 +        memcpy(earr+hp->ns*hp->ns, earr, hp->ns*hp->ns*sizeof(float));
216 +        for (i = 0; i < hp->ns-1; i++) {
217 +            float  *ep2;
218 +            ep = earr + i*hp->ns;
219 +            ep2 = ep + hp->ns*hp->ns;
220 +            for (j = 0; j < hp->ns-1; j++, ep++, ep2++) {
221 +                ep[0] += .125*(ep2[1] + ep2[hp->ns]) - .5*ep2[0];
222 +                ep[1] += .125*ep2[0];
223 +                ep[hp->ns] += .125*ep2[0];
224 +            }
225 +        }
226          return(earr);
227   }
228  
# Line 244 | Line 258 | done:
258  
259   static AMBHEMI *
260   samp_hemi(                              /* sample indirect hemisphere */
261 <        COLOR   rcol,
261 >        SCOLOR  rcol,
262          RAY     *r,
263          double  wt
264   )
265   {
266 +        int     backside = (wt < 0);
267          AMBHEMI *hp;
268          double  d;
269          int     n, i, j;
270                                          /* insignificance check */
271 <        if (bright(rcol) <= FTINY)
271 >        d = sintens(rcol);
272 >        if (d <= FTINY)
273                  return(NULL);
274                                          /* set number of divisions */
275 +        if (backside) wt = -wt;
276          if (ambacc <= FTINY &&
277 <                        wt > (d = 0.8*intens(rcol)*r->rweight/(ambdiv*minweight)))
277 >                        wt > (d *= 0.8*r->rweight/(ambdiv*minweight + 1e-20)))
278                  wt = d;                 /* avoid ray termination */
279          n = sqrt(ambdiv * wt) + 0.5;
280 <        i = 1 + 5*(ambacc > FTINY);     /* minimum number of samples */
281 <        if (n < i)
280 >        i = 1 + (MINADIV-1)*(ambacc > FTINY);
281 >        if (n < i)                      /* use minimum number of samples? */
282                  n = i;
283                                          /* allocate sampling array */
284          hp = (AMBHEMI *)malloc(sizeof(AMBHEMI) + sizeof(AMBSAMP)*(n*n - 1));
285          if (hp == NULL)
286                  error(SYSTEM, "out of memory in samp_hemi");
287 +
288 +        if (backside) {
289 +                hp->atyp = TAMBIENT;
290 +                hp->onrm[0] = -r->ron[0];
291 +                hp->onrm[1] = -r->ron[1];
292 +                hp->onrm[2] = -r->ron[2];
293 +        } else {
294 +                hp->atyp = RAMBIENT;
295 +                VCOPY(hp->onrm, r->ron);
296 +        }
297          hp->rp = r;
298          hp->ns = n;
299 <        hp->acol[RED] = hp->acol[GRN] = hp->acol[BLU] = 0.0;
299 >        scolorblack(hp->acol);
300          memset(hp->sa, 0, sizeof(AMBSAMP)*n*n);
301          hp->sampOK = 0;
302                                          /* assign coefficient */
303 <        copycolor(hp->acoef, rcol);
303 >        copyscolor(hp->acoef, rcol);
304          d = 1.0/(n*n);
305 <        scalecolor(hp->acoef, d);
305 >        scalescolor(hp->acoef, d);
306                                          /* make tangent plane axes */
307 <        if (!getperpendicular(hp->ux, r->ron, 1))
307 >        if (!getperpendicular(hp->ux, hp->onrm, 1))
308                  error(CONSISTENCY, "bad ray direction in samp_hemi");
309 <        VCROSS(hp->uy, r->ron, hp->ux);
309 >        VCROSS(hp->uy, hp->onrm, hp->ux);
310                                          /* sample divisions */
311          for (i = hp->ns; i--; )
312              for (j = hp->ns; j--; )
313                  hp->sampOK += ambsample(hp, i, j, 0);
314 <        copycolor(rcol, hp->acol);
314 >        copyscolor(rcol, hp->acol);
315          if (!hp->sampOK) {              /* utter failure? */
316                  free(hp);
317                  return(NULL);
# Line 293 | Line 320 | samp_hemi(                             /* sample indirect hemisphere */
320                  hp->sampOK *= -1;       /* soft failure */
321                  return(hp);
322          }
323 +        if (hp->sampOK <= MINADIV*MINADIV)
324 +                return(hp);             /* don't bother super-sampling */
325          n = ambssamp*wt + 0.5;
326 <        if (n > 8) {                    /* perform super-sampling? */
326 >        if (n >= 4*hp->ns) {            /* perform super-sampling? */
327                  ambsupersamp(hp, n);
328 <                copycolor(rcol, hp->acol);
328 >                copyscolor(rcol, hp->acol);
329          }
330          return(hp);                     /* all is well */
331   }
# Line 308 | Line 337 | back_ambval(AMBHEMI *hp, const int n1, const int n2, c
337   {
338          if (hp->sa[n1].d <= hp->sa[n2].d) {
339                  if (hp->sa[n1].d <= hp->sa[n3].d)
340 <                        return(colval(hp->sa[n1].v,CIEY));
341 <                return(colval(hp->sa[n3].v,CIEY));
340 >                        return(hp->sa[n1].v[0]);
341 >                return(hp->sa[n3].v[0]);
342          }
343          if (hp->sa[n2].d <= hp->sa[n3].d)
344 <                return(colval(hp->sa[n2].v,CIEY));
345 <        return(colval(hp->sa[n3].v,CIEY));
344 >                return(hp->sa[n2].v[0]);
345 >        return(hp->sa[n3].v[0]);
346   }
347  
348  
# Line 542 | Line 571 | ambHessian(                            /* anisotropic radii & pos. gradient */
571          for (j = 0; j < hp->ns-1; j++) {
572                  comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,0,j), AI(hp,0,j+1));
573                  if (hessrow != NULL)
574 <                        comp_hessian(hessrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
574 >                        comp_hessian(hessrow[j], &fftr, hp->onrm);
575                  if (gradrow != NULL)
576 <                        comp_gradient(gradrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
576 >                        comp_gradient(gradrow[j], &fftr, hp->onrm);
577          }
578                                          /* sum each row of triangles */
579          for (i = 0; i < hp->ns-1; i++) {
# Line 552 | Line 581 | ambHessian(                            /* anisotropic radii & pos. gradient */
581              FVECT       gradcol;
582              comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i,0), AI(hp,i+1,0));
583              if (hessrow != NULL)
584 <                comp_hessian(hesscol, &fftr, hp->rp->ron);
584 >                comp_hessian(hesscol, &fftr, hp->onrm);
585              if (gradrow != NULL)
586 <                comp_gradient(gradcol, &fftr, hp->rp->ron);
586 >                comp_gradient(gradcol, &fftr, hp->onrm);
587              for (j = 0; j < hp->ns-1; j++) {
588                  FVECT   hessdia[3];     /* compute triangle contributions */
589                  FVECT   graddia;
# Line 564 | Line 593 | ambHessian(                            /* anisotropic radii & pos. gradient */
593                                          /* diagonal (inner) edge */
594                  comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i,j+1), AI(hp,i+1,j));
595                  if (hessrow != NULL) {
596 <                    comp_hessian(hessdia, &fftr, hp->rp->ron);
596 >                    comp_hessian(hessdia, &fftr, hp->onrm);
597                      rev_hessian(hesscol);
598                      add2hessian(hessian, hessrow[j], hessdia, hesscol, backg);
599                  }
600                  if (gradrow != NULL) {
601 <                    comp_gradient(graddia, &fftr, hp->rp->ron);
601 >                    comp_gradient(graddia, &fftr, hp->onrm);
602                      rev_gradient(gradcol);
603                      add2gradient(gradient, gradrow[j], graddia, gradcol, backg);
604                  }
605                                          /* initialize edge in next row */
606                  comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i+1,j+1), AI(hp,i+1,j));
607                  if (hessrow != NULL)
608 <                    comp_hessian(hessrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
608 >                    comp_hessian(hessrow[j], &fftr, hp->onrm);
609                  if (gradrow != NULL)
610 <                    comp_gradient(gradrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
610 >                    comp_gradient(gradrow[j], &fftr, hp->onrm);
611                                          /* new column edge & paired triangle */
612                  backg = back_ambval(hp, AI(hp,i+1,j+1),
613                                          AI(hp,i+1,j), AI(hp,i,j+1));
614                  comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i,j+1), AI(hp,i+1,j+1));
615                  if (hessrow != NULL) {
616 <                    comp_hessian(hesscol, &fftr, hp->rp->ron);
616 >                    comp_hessian(hesscol, &fftr, hp->onrm);
617                      rev_hessian(hessdia);
618                      add2hessian(hessian, hessrow[j], hessdia, hesscol, backg);
619                      if (i < hp->ns-2)
620                          rev_hessian(hessrow[j]);
621                  }
622                  if (gradrow != NULL) {
623 <                    comp_gradient(gradcol, &fftr, hp->rp->ron);
623 >                    comp_gradient(gradcol, &fftr, hp->onrm);
624                      rev_gradient(graddia);
625                      add2gradient(gradient, gradrow[j], graddia, gradcol, backg);
626                      if (i < hp->ns-2)
# Line 627 | Line 656 | ambdirgrad(AMBHEMI *hp, FVECT uv[2], float dg[2])
656                                          /* use vector for azimuth + 90deg */
657                  VSUB(vd, ap->p, hp->rp->rop);
658                                          /* brightness over cosine factor */
659 <                gfact = colval(ap->v,CIEY) / DOT(hp->rp->ron, vd);
659 >                gfact = ap->v[0] / DOT(hp->onrm, vd);
660                                          /* sine = proj_radius/vd_length */
661                  dgsum[0] -= DOT(uv[1], vd) * gfact;
662                  dgsum[1] += DOT(uv[0], vd) * gfact;
# Line 683 | Line 712 | ambcorral(AMBHEMI *hp, FVECT uv[2], const double r0, c
712  
713   int
714   doambient(                              /* compute ambient component */
715 <        COLOR   rcol,                   /* input/output color */
715 >        SCOLOR  rcol,                   /* input/output color */
716          RAY     *r,
717 <        double  wt,
717 >        double  wt,                     /* negative for back side */
718          FVECT   uv[2],                  /* returned (optional) */
719          float   ra[2],                  /* returned (optional) */
720          float   pg[2],                  /* returned (optional) */
# Line 713 | Line 742 | doambient(                             /* compute ambient component */
742                  return(0);
743  
744          if ((ra == NULL) & (pg == NULL) & (dg == NULL) ||
745 <                        (hp->sampOK < 0) | (hp->ns < 6)) {
745 >                        (hp->sampOK < 0) | (hp->ns < MINADIV)) {
746                  free(hp);               /* Hessian not requested/possible */
747                  return(-1);             /* value-only return value */
748          }
749 <        if ((d = bright(rcol)) > FTINY) {       /* normalize Y values */
750 <                d = 0.99*(hp->ns*hp->ns)/d;
749 >        if ((d = scolor_mean(rcol)) > FTINY) {
750 >                d = 0.99*(hp->ns*hp->ns)/d;     /* normalize avg. values */
751                  K = 0.01;
752          } else {                        /* or fall back on geometric Hessian */
753                  K = 1.0;
# Line 726 | Line 755 | doambient(                             /* compute ambient component */
755                  dg = NULL;
756                  crlp = NULL;
757          }
758 <        ap = hp->sa;                    /* relative Y channel from here on... */
758 >        ap = hp->sa;                    /* single channel from here on... */
759          for (i = hp->ns*hp->ns; i--; ap++)
760 <                colval(ap->v,CIEY) = bright(ap->v)*d + K;
760 >                ap->v[0] = scolor_mean(ap->v)*d + K;
761  
762          if (uv == NULL)                 /* make sure we have axis pointers */
763                  uv = my_uv;
# Line 752 | Line 781 | doambient(                             /* compute ambient component */
781                          if (ra[1] < minarad)
782                                  ra[1] = minarad;
783                  }
784 <                ra[0] *= d = 1.0/sqrt(wt);
784 >                ra[0] *= d = 1.0/sqrt(fabs(wt));
785                  if ((ra[1] *= d) > 2.0*ra[0])
786                          ra[1] = 2.0*ra[0];
787                  if (ra[1] > maxarad) {
# Line 761 | Line 790 | doambient(                             /* compute ambient component */
790                                  ra[0] = maxarad;
791                  }
792                                          /* flag encroached directions */
793 <                if (crlp != NULL)
793 >                if (crlp != NULL)       /* XXX doesn't update with changes to ambacc */
794                          *crlp = ambcorral(hp, uv, ra[0]*ambacc, ra[1]*ambacc);
795                  if (pg != NULL) {       /* cap gradient if necessary */
796                          d = pg[0]*pg[0]*ra[0]*ra[0] + pg[1]*pg[1]*ra[1]*ra[1];
# Line 775 | Line 804 | doambient(                             /* compute ambient component */
804          free(hp);                       /* clean up and return */
805          return(1);
806   }
778 –
779 –
780 – #else /* ! NEWAMB */
781 –
782 –
783 – void
784 – inithemi(                       /* initialize sampling hemisphere */
785 –        AMBHEMI  *hp,
786 –        COLOR ac,
787 –        RAY  *r,
788 –        double  wt
789 – )
790 – {
791 –        double  d;
792 –        int  i;
793 –                                        /* set number of divisions */
794 –        if (ambacc <= FTINY &&
795 –                        wt > (d = 0.8*intens(ac)*r->rweight/(ambdiv*minweight)))
796 –                wt = d;                 /* avoid ray termination */
797 –        hp->nt = sqrt(ambdiv * wt / PI) + 0.5;
798 –        i = ambacc > FTINY ? 3 : 1;     /* minimum number of samples */
799 –        if (hp->nt < i)
800 –                hp->nt = i;
801 –        hp->np = PI * hp->nt + 0.5;
802 –                                        /* set number of super-samples */
803 –        hp->ns = ambssamp * wt + 0.5;
804 –                                        /* assign coefficient */
805 –        copycolor(hp->acoef, ac);
806 –        d = 1.0/(hp->nt*hp->np);
807 –        scalecolor(hp->acoef, d);
808 –                                        /* make axes */
809 –        VCOPY(hp->uz, r->ron);
810 –        hp->uy[0] = hp->uy[1] = hp->uy[2] = 0.0;
811 –        for (i = 0; i < 3; i++)
812 –                if (hp->uz[i] < 0.6 && hp->uz[i] > -0.6)
813 –                        break;
814 –        if (i >= 3)
815 –                error(CONSISTENCY, "bad ray direction in inithemi");
816 –        hp->uy[i] = 1.0;
817 –        fcross(hp->ux, hp->uy, hp->uz);
818 –        normalize(hp->ux);
819 –        fcross(hp->uy, hp->uz, hp->ux);
820 – }
821 –
822 –
823 – int
824 – divsample(                              /* sample a division */
825 –        AMBSAMP  *dp,
826 –        AMBHEMI  *h,
827 –        RAY  *r
828 – )
829 – {
830 –        RAY  ar;
831 –        int  hlist[3];
832 –        double  spt[2];
833 –        double  xd, yd, zd;
834 –        double  b2;
835 –        double  phi;
836 –        int  i;
837 –                                        /* ambient coefficient for weight */
838 –        if (ambacc > FTINY)
839 –                setcolor(ar.rcoef, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
840 –        else
841 –                copycolor(ar.rcoef, h->acoef);
842 –        if (rayorigin(&ar, AMBIENT, r, ar.rcoef) < 0)
843 –                return(-1);
844 –        if (ambacc > FTINY) {
845 –                multcolor(ar.rcoef, h->acoef);
846 –                scalecolor(ar.rcoef, 1./AVGREFL);
847 –        }
848 –        hlist[0] = r->rno;
849 –        hlist[1] = dp->t;
850 –        hlist[2] = dp->p;
851 –        multisamp(spt, 2, urand(ilhash(hlist,3)+dp->n));
852 –        zd = sqrt((dp->t + spt[0])/h->nt);
853 –        phi = 2.0*PI * (dp->p + spt[1])/h->np;
854 –        xd = tcos(phi) * zd;
855 –        yd = tsin(phi) * zd;
856 –        zd = sqrt(1.0 - zd*zd);
857 –        for (i = 0; i < 3; i++)
858 –                ar.rdir[i] =    xd*h->ux[i] +
859 –                                yd*h->uy[i] +
860 –                                zd*h->uz[i];
861 –        checknorm(ar.rdir);
862 –        dimlist[ndims++] = dp->t*h->np + dp->p + 90171;
863 –        rayvalue(&ar);
864 –        ndims--;
865 –        multcolor(ar.rcol, ar.rcoef);   /* apply coefficient */
866 –        addcolor(dp->v, ar.rcol);
867 –                                        /* use rxt to improve gradient calc */
868 –        if (ar.rxt > FTINY && ar.rxt < FHUGE)
869 –                dp->r += 1.0/ar.rxt;
870 –                                        /* (re)initialize error */
871 –        if (dp->n++) {
872 –                b2 = bright(dp->v)/dp->n - bright(ar.rcol);
873 –                b2 = b2*b2 + dp->k*((dp->n-1)*(dp->n-1));
874 –                dp->k = b2/(dp->n*dp->n);
875 –        } else
876 –                dp->k = 0.0;
877 –        return(0);
878 – }
879 –
880 –
881 – static int
882 – ambcmp(                                 /* decreasing order */
883 –        const void *p1,
884 –        const void *p2
885 – )
886 – {
887 –        const AMBSAMP   *d1 = (const AMBSAMP *)p1;
888 –        const AMBSAMP   *d2 = (const AMBSAMP *)p2;
889 –
890 –        if (d1->k < d2->k)
891 –                return(1);
892 –        if (d1->k > d2->k)
893 –                return(-1);
894 –        return(0);
895 – }
896 –
897 –
898 – static int
899 – ambnorm(                                /* standard order */
900 –        const void *p1,
901 –        const void *p2
902 – )
903 – {
904 –        const AMBSAMP   *d1 = (const AMBSAMP *)p1;
905 –        const AMBSAMP   *d2 = (const AMBSAMP *)p2;
906 –        int     c;
907 –
908 –        if ( (c = d1->t - d2->t) )
909 –                return(c);
910 –        return(d1->p - d2->p);
911 – }
912 –
913 –
914 – double
915 – doambient(                              /* compute ambient component */
916 –        COLOR  rcol,
917 –        RAY  *r,
918 –        double  wt,
919 –        FVECT  pg,
920 –        FVECT  dg
921 – )
922 – {
923 –        double  b, d=0;
924 –        AMBHEMI  hemi;
925 –        AMBSAMP  *div;
926 –        AMBSAMP  dnew;
927 –        double  acol[3];
928 –        AMBSAMP  *dp;
929 –        double  arad;
930 –        int  divcnt;
931 –        int  i, j;
932 –                                        /* initialize hemisphere */
933 –        inithemi(&hemi, rcol, r, wt);
934 –        divcnt = hemi.nt * hemi.np;
935 –                                        /* initialize */
936 –        if (pg != NULL)
937 –                pg[0] = pg[1] = pg[2] = 0.0;
938 –        if (dg != NULL)
939 –                dg[0] = dg[1] = dg[2] = 0.0;
940 –        setcolor(rcol, 0.0, 0.0, 0.0);
941 –        if (divcnt == 0)
942 –                return(0.0);
943 –                                        /* allocate super-samples */
944 –        if (hemi.ns > 0 || pg != NULL || dg != NULL) {
945 –                div = (AMBSAMP *)malloc(divcnt*sizeof(AMBSAMP));
946 –                if (div == NULL)
947 –                        error(SYSTEM, "out of memory in doambient");
948 –        } else
949 –                div = NULL;
950 –                                        /* sample the divisions */
951 –        arad = 0.0;
952 –        acol[0] = acol[1] = acol[2] = 0.0;
953 –        if ((dp = div) == NULL)
954 –                dp = &dnew;
955 –        divcnt = 0;
956 –        for (i = 0; i < hemi.nt; i++)
957 –                for (j = 0; j < hemi.np; j++) {
958 –                        dp->t = i; dp->p = j;
959 –                        setcolor(dp->v, 0.0, 0.0, 0.0);
960 –                        dp->r = 0.0;
961 –                        dp->n = 0;
962 –                        if (divsample(dp, &hemi, r) < 0) {
963 –                                if (div != NULL)
964 –                                        dp++;
965 –                                continue;
966 –                        }
967 –                        arad += dp->r;
968 –                        divcnt++;
969 –                        if (div != NULL)
970 –                                dp++;
971 –                        else
972 –                                addcolor(acol, dp->v);
973 –                }
974 –        if (!divcnt) {
975 –                if (div != NULL)
976 –                        free((void *)div);
977 –                return(0.0);            /* no samples taken */
978 –        }
979 –        if (divcnt < hemi.nt*hemi.np) {
980 –                pg = dg = NULL;         /* incomplete sampling */
981 –                hemi.ns = 0;
982 –        } else if (arad > FTINY && divcnt/arad < minarad) {
983 –                hemi.ns = 0;            /* close enough */
984 –        } else if (hemi.ns > 0) {       /* else perform super-sampling? */
985 –                comperrs(div, &hemi);                   /* compute errors */
986 –                qsort(div, divcnt, sizeof(AMBSAMP), ambcmp);    /* sort divs */
987 –                                                /* super-sample */
988 –                for (i = hemi.ns; i > 0; i--) {
989 –                        dnew = *div;
990 –                        if (divsample(&dnew, &hemi, r) < 0) {
991 –                                dp++;
992 –                                continue;
993 –                        }
994 –                        dp = div;               /* reinsert */
995 –                        j = divcnt < i ? divcnt : i;
996 –                        while (--j > 0 && dnew.k < dp[1].k) {
997 –                                *dp = *(dp+1);
998 –                                dp++;
999 –                        }
1000 –                        *dp = dnew;
1001 –                }
1002 –                if (pg != NULL || dg != NULL)   /* restore order */
1003 –                        qsort(div, divcnt, sizeof(AMBSAMP), ambnorm);
1004 –        }
1005 –                                        /* compute returned values */
1006 –        if (div != NULL) {
1007 –                arad = 0.0;             /* note: divcnt may be < nt*np */
1008 –                for (i = hemi.nt*hemi.np, dp = div; i-- > 0; dp++) {
1009 –                        arad += dp->r;
1010 –                        if (dp->n > 1) {
1011 –                                b = 1.0/dp->n;
1012 –                                scalecolor(dp->v, b);
1013 –                                dp->r *= b;
1014 –                                dp->n = 1;
1015 –                        }
1016 –                        addcolor(acol, dp->v);
1017 –                }
1018 –                b = bright(acol);
1019 –                if (b > FTINY) {
1020 –                        b = 1.0/b;      /* compute & normalize gradient(s) */
1021 –                        if (pg != NULL) {
1022 –                                posgradient(pg, div, &hemi);
1023 –                                for (i = 0; i < 3; i++)
1024 –                                        pg[i] *= b;
1025 –                        }
1026 –                        if (dg != NULL) {
1027 –                                dirgradient(dg, div, &hemi);
1028 –                                for (i = 0; i < 3; i++)
1029 –                                        dg[i] *= b;
1030 –                        }
1031 –                }
1032 –                free((void *)div);
1033 –        }
1034 –        copycolor(rcol, acol);
1035 –        if (arad <= FTINY)
1036 –                arad = maxarad;
1037 –        else
1038 –                arad = (divcnt+hemi.ns)/arad;
1039 –        if (pg != NULL) {               /* reduce radius if gradient large */
1040 –                d = DOT(pg,pg);
1041 –                if (d*arad*arad > 1.0)
1042 –                        arad = 1.0/sqrt(d);
1043 –        }
1044 –        if (arad < minarad) {
1045 –                arad = minarad;
1046 –                if (pg != NULL && d*arad*arad > 1.0) {  /* cap gradient */
1047 –                        d = 1.0/arad/sqrt(d);
1048 –                        for (i = 0; i < 3; i++)
1049 –                                pg[i] *= d;
1050 –                }
1051 –        }
1052 –        if ((arad /= sqrt(wt)) > maxarad)
1053 –                arad = maxarad;
1054 –        return(arad);
1055 – }
1056 –
1057 –
1058 – void
1059 – comperrs(                       /* compute initial error estimates */
1060 –        AMBSAMP  *da,   /* assumes standard ordering */
1061 –        AMBHEMI  *hp
1062 – )
1063 – {
1064 –        double  b, b2;
1065 –        int  i, j;
1066 –        AMBSAMP  *dp;
1067 –                                /* sum differences from neighbors */
1068 –        dp = da;
1069 –        for (i = 0; i < hp->nt; i++)
1070 –                for (j = 0; j < hp->np; j++) {
1071 – #ifdef  DEBUG
1072 –                        if (dp->t != i || dp->p != j)
1073 –                                error(CONSISTENCY,
1074 –                                        "division order in comperrs");
1075 – #endif
1076 –                        b = bright(dp[0].v);
1077 –                        if (i > 0) {            /* from above */
1078 –                                b2 = bright(dp[-hp->np].v) - b;
1079 –                                b2 *= b2 * 0.25;
1080 –                                dp[0].k += b2;
1081 –                                dp[-hp->np].k += b2;
1082 –                        }
1083 –                        if (j > 0) {            /* from behind */
1084 –                                b2 = bright(dp[-1].v) - b;
1085 –                                b2 *= b2 * 0.25;
1086 –                                dp[0].k += b2;
1087 –                                dp[-1].k += b2;
1088 –                        } else {                /* around */
1089 –                                b2 = bright(dp[hp->np-1].v) - b;
1090 –                                b2 *= b2 * 0.25;
1091 –                                dp[0].k += b2;
1092 –                                dp[hp->np-1].k += b2;
1093 –                        }
1094 –                        dp++;
1095 –                }
1096 –                                /* divide by number of neighbors */
1097 –        dp = da;
1098 –        for (j = 0; j < hp->np; j++)            /* top row */
1099 –                (dp++)->k *= 1.0/3.0;
1100 –        if (hp->nt < 2)
1101 –                return;
1102 –        for (i = 1; i < hp->nt-1; i++)          /* central region */
1103 –                for (j = 0; j < hp->np; j++)
1104 –                        (dp++)->k *= 0.25;
1105 –        for (j = 0; j < hp->np; j++)            /* bottom row */
1106 –                (dp++)->k *= 1.0/3.0;
1107 – }
1108 –
1109 –
1110 – void
1111 – posgradient(                                    /* compute position gradient */
1112 –        FVECT  gv,
1113 –        AMBSAMP  *da,                   /* assumes standard ordering */
1114 –        AMBHEMI  *hp
1115 – )
1116 – {
1117 –        int  i, j;
1118 –        double  nextsine, lastsine, b, d;
1119 –        double  mag0, mag1;
1120 –        double  phi, cosp, sinp, xd, yd;
1121 –        AMBSAMP  *dp;
1122 –
1123 –        xd = yd = 0.0;
1124 –        for (j = 0; j < hp->np; j++) {
1125 –                dp = da + j;
1126 –                mag0 = mag1 = 0.0;
1127 –                lastsine = 0.0;
1128 –                for (i = 0; i < hp->nt; i++) {
1129 – #ifdef  DEBUG
1130 –                        if (dp->t != i || dp->p != j)
1131 –                                error(CONSISTENCY,
1132 –                                        "division order in posgradient");
1133 – #endif
1134 –                        b = bright(dp->v);
1135 –                        if (i > 0) {
1136 –                                d = dp[-hp->np].r;
1137 –                                if (dp[0].r > d) d = dp[0].r;
1138 –                                                        /* sin(t)*cos(t)^2 */
1139 –                                d *= lastsine * (1.0 - (double)i/hp->nt);
1140 –                                mag0 += d*(b - bright(dp[-hp->np].v));
1141 –                        }
1142 –                        nextsine = sqrt((double)(i+1)/hp->nt);
1143 –                        if (j > 0) {
1144 –                                d = dp[-1].r;
1145 –                                if (dp[0].r > d) d = dp[0].r;
1146 –                                mag1 += d * (nextsine - lastsine) *
1147 –                                                (b - bright(dp[-1].v));
1148 –                        } else {
1149 –                                d = dp[hp->np-1].r;
1150 –                                if (dp[0].r > d) d = dp[0].r;
1151 –                                mag1 += d * (nextsine - lastsine) *
1152 –                                                (b - bright(dp[hp->np-1].v));
1153 –                        }
1154 –                        dp += hp->np;
1155 –                        lastsine = nextsine;
1156 –                }
1157 –                mag0 *= 2.0*PI / hp->np;
1158 –                phi = 2.0*PI * (double)j/hp->np;
1159 –                cosp = tcos(phi); sinp = tsin(phi);
1160 –                xd += mag0*cosp - mag1*sinp;
1161 –                yd += mag0*sinp + mag1*cosp;
1162 –        }
1163 –        for (i = 0; i < 3; i++)
1164 –                gv[i] = (xd*hp->ux[i] + yd*hp->uy[i])*(hp->nt*hp->np)/PI;
1165 – }
1166 –
1167 –
1168 – void
1169 – dirgradient(                                    /* compute direction gradient */
1170 –        FVECT  gv,
1171 –        AMBSAMP  *da,                   /* assumes standard ordering */
1172 –        AMBHEMI  *hp
1173 – )
1174 – {
1175 –        int  i, j;
1176 –        double  mag;
1177 –        double  phi, xd, yd;
1178 –        AMBSAMP  *dp;
1179 –
1180 –        xd = yd = 0.0;
1181 –        for (j = 0; j < hp->np; j++) {
1182 –                dp = da + j;
1183 –                mag = 0.0;
1184 –                for (i = 0; i < hp->nt; i++) {
1185 – #ifdef  DEBUG
1186 –                        if (dp->t != i || dp->p != j)
1187 –                                error(CONSISTENCY,
1188 –                                        "division order in dirgradient");
1189 – #endif
1190 –                                                        /* tan(t) */
1191 –                        mag += bright(dp->v)/sqrt(hp->nt/(i+.5) - 1.0);
1192 –                        dp += hp->np;
1193 –                }
1194 –                phi = 2.0*PI * (j+.5)/hp->np + PI/2.0;
1195 –                xd += mag * tcos(phi);
1196 –                yd += mag * tsin(phi);
1197 –        }
1198 –        for (i = 0; i < 3; i++)
1199 –                gv[i] = xd*hp->ux[i] + yd*hp->uy[i];
1200 – }
1201 –
1202 – #endif  /* ! NEWAMB */

Diff Legend

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