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 2.86 by greg, Wed Feb 17 01:29:22 2021 UTC vs.
Revision 2.96 by greg, Fri Nov 15 20:47:42 2024 UTC

# Line 25 | Line 25 | static const char      RCSid[] = "$Id$";
25   #define MINADIV         7       /* minimum # divisions in each dimension */
26   #endif
27  
28 – extern void             SDsquare2disk(double ds[2], double seedx, double seedy);
29 –
28   typedef struct {
31 –        COLOR   v;              /* hemisphere sample value */
32 –        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 100 | 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 > #ifdef SSKIPOPT
116 >                ar.rsrc = -1;           /* protect cache from source opt. */
117 >                ar.scorr = 1.f;
118 > #endif
119 >                smultscolor(ar.rcoef, hp->acoef);
120 >                scalescolor(ar.rcoef, 1./AVGREFL);
121          }
122          hlist[0] = hp->rp->rno;
123 <        hlist[1] = j;
124 <        hlist[2] = i;
125 <        multisamp(spt, 2, urand(ilhash(hlist,3)+n));
123 >        hlist[1] = AI(hp,i,j);
124 >        hlist[2] = samplendx;
125 >        multisamp(ss, 2, urand(ilhash(hlist,3)+n));
126   resample:
127 <        SDsquare2disk(spt, (j+spt[1])/hp->ns, (i+spt[0])/hp->ns);
127 >        square2disk(spt, (j+ss[1])/hp->ns, (i+ss[0])/hp->ns);
128          zd = sqrt(1. - spt[0]*spt[0] - spt[1]*spt[1]);
129          for (ii = 3; ii--; )
130                  ar.rdir[ii] =   spt[0]*hp->ux[ii] +
131                                  spt[1]*hp->uy[ii] +
132 <                                zd*hp->rp->ron[ii];
132 >                                zd*hp->onrm[ii];
133          checknorm(ar.rdir);
134                                          /* avoid coincident samples */
135 <        if (!n && ambcollision(hp, i, j, ar.rdir)) {
136 <                spt[0] = frandom(); spt[1] = frandom();
135 >        if (!n && hp->ns >= 4 && ambcollision(hp, i, j, ar.rdir)) {
136 >                ss[0] = frandom(); ss[1] = frandom();
137                  goto resample;          /* reject this sample */
138          }
139          dimlist[ndims++] = AI(hp,i,j) + 90171;
# Line 136 | Line 142 | resample:
142          zd = raydistance(&ar);
143          if (zd <= FTINY)
144                  return(0);              /* should never happen */
145 <        multcolor(ar.rcol, ar.rcoef);   /* apply coefficient */
145 >        smultscolor(ar.rcol, ar.rcoef); /* apply coefficient */
146          if (zd*ap->d < 1.0)             /* new/closer distance? */
147                  ap->d = 1.0/zd;
148          if (!n) {                       /* record first vertex & value */
149                  if (zd > 10.0*thescene.cusize + 1000.)
150                          zd = 10.0*thescene.cusize + 1000.;
151                  VSUM(ap->p, ar.rorg, ar.rdir, zd);
152 <                copycolor(ap->v, ar.rcol);
152 >                copyscolor(ap->v, ar.rcol);
153          } else {                        /* else update recorded value */
154 <                hp->acol[RED] -= colval(ap->v,RED);
149 <                hp->acol[GRN] -= colval(ap->v,GRN);
150 <                hp->acol[BLU] -= colval(ap->v,BLU);
154 >                sopscolor(hp->acol, -=, ap->v);
155                  zd = 1.0/(double)(n+1);
156 <                scalecolor(ar.rcol, zd);
156 >                scalescolor(ar.rcol, zd);
157                  zd *= (double)n;
158 <                scalecolor(ap->v, zd);
159 <                addcolor(ap->v, ar.rcol);
158 >                scalescolor(ap->v, zd);
159 >                saddscolor(ap->v, ar.rcol);
160          }
161 <        addcolor(hp->acol, ap->v);      /* add to our sum */
161 >        saddscolor(hp->acol, ap->v);    /* add to our sum */
162          return(1);
163   }
164  
# Line 163 | Line 167 | resample:
167   static float *
168   getambdiffs(AMBHEMI *hp)
169   {
170 <        const double    normf = 1./bright(hp->acoef);
171 <        float   *earr = (float *)calloc(hp->ns*hp->ns, sizeof(float));
170 >        const double    normf = 1./(pbright(hp->acoef) + FTINY);
171 >        float   *earr = (float *)calloc(2*hp->ns*hp->ns, sizeof(float));
172          float   *ep;
173          AMBSAMP *ap;
174          double  b, b1, d2;
# Line 173 | Line 177 | getambdiffs(AMBHEMI *hp)
177          if (earr == NULL)               /* out of memory? */
178                  return(NULL);
179                                          /* sum squared neighbor diffs */
180 <        for (ap = hp->sa, ep = earr, i = 0; i < hp->ns; i++)
180 >        ap = hp->sa;
181 >        ep = earr + hp->ns*hp->ns;      /* original estimates to scratch */
182 >        for (i = 0; i < hp->ns; i++)
183              for (j = 0; j < hp->ns; j++, ap++, ep++) {
184 <                b = bright(ap[0].v);
184 >                b = pbright(ap[0].v);
185                  if (i) {                /* from above */
186 <                        b1 = bright(ap[-hp->ns].v);
186 >                        b1 = pbright(ap[-hp->ns].v);
187                          d2 = b - b1;
188 <                        d2 *= d2*normf/(b + b1);
188 >                        d2 *= d2*normf/(b + b1 + FTINY);
189                          ep[0] += d2;
190                          ep[-hp->ns] += d2;
191                  }
192                  if (!j) continue;
193                                          /* from behind */
194 <                b1 = bright(ap[-1].v);
194 >                b1 = pbright(ap[-1].v);
195                  d2 = b - b1;
196 <                d2 *= d2*normf/(b + b1);
196 >                d2 *= d2*normf/(b + b1 + FTINY);
197                  ep[0] += d2;
198                  ep[-1] += d2;
199                  if (!i) continue;
200                                          /* diagonal */
201 <                b1 = bright(ap[-hp->ns-1].v);
201 >                b1 = pbright(ap[-hp->ns-1].v);
202                  d2 = b - b1;
203 <                d2 *= d2*normf/(b + b1);
203 >                d2 *= d2*normf/(b + b1 + FTINY);
204                  ep[0] += d2;
205                  ep[-hp->ns-1] += d2;
206              }
207                                          /* correct for number of neighbors */
208 <        earr[0] *= 8./3.;
209 <        earr[hp->ns-1] *= 8./3.;
210 <        earr[(hp->ns-1)*hp->ns] *= 8./3.;
211 <        earr[(hp->ns-1)*hp->ns + hp->ns-1] *= 8./3.;
208 >        ep = earr + hp->ns*hp->ns;
209 >        ep[0] *= 6./3.;
210 >        ep[hp->ns-1] *= 6./3.;
211 >        ep[(hp->ns-1)*hp->ns] *= 6./3.;
212 >        ep[(hp->ns-1)*hp->ns + hp->ns-1] *= 6./3.;
213          for (i = 1; i < hp->ns-1; i++) {
214 <                earr[i*hp->ns] *= 8./5.;
215 <                earr[i*hp->ns + hp->ns-1] *= 8./5.;
214 >                ep[i*hp->ns] *= 6./5.;
215 >                ep[i*hp->ns + hp->ns-1] *= 6./5.;
216          }
217          for (j = 1; j < hp->ns-1; j++) {
218 <                earr[j] *= 8./5.;
219 <                earr[(hp->ns-1)*hp->ns + j] *= 8./5.;
218 >                ep[j] *= 6./5.;
219 >                ep[(hp->ns-1)*hp->ns + j] *= 6./5.;
220          }
221 +                                        /* blur final map to reduce bias */
222 +        for (i = 0; i < hp->ns-1; i++) {
223 +            float  *ep2;
224 +            ep = earr + i*hp->ns;
225 +            ep2 = ep + hp->ns*hp->ns;
226 +            for (j = 0; j < hp->ns-1; j++, ep++, ep2++) {
227 +                ep[0] += .5*ep2[0] + .125*(ep2[1] + ep2[hp->ns]);
228 +                ep[1] += .125*ep2[0];
229 +                ep[hp->ns] += .125*ep2[0];
230 +            }
231 +        }
232          return(earr);
233   }
234  
# Line 246 | Line 264 | done:
264  
265   static AMBHEMI *
266   samp_hemi(                              /* sample indirect hemisphere */
267 <        COLOR   rcol,
267 >        SCOLOR  rcol,
268          RAY     *r,
269          double  wt
270   )
271   {
272 +        int     backside = (wt < 0);
273          AMBHEMI *hp;
274          double  d;
275          int     n, i, j;
276                                          /* insignificance check */
277 <        if (bright(rcol) <= FTINY)
277 >        d = sintens(rcol);
278 >        if (d <= FTINY)
279                  return(NULL);
280                                          /* set number of divisions */
281 +        if (backside) wt = -wt;
282          if (ambacc <= FTINY &&
283 <                        wt > (d = 0.8*intens(rcol)*r->rweight/(ambdiv*minweight)))
283 >                        wt > (d *= 0.8*r->rweight/(ambdiv*minweight + 1e-20)))
284                  wt = d;                 /* avoid ray termination */
285          n = sqrt(ambdiv * wt) + 0.5;
286          i = 1 + (MINADIV-1)*(ambacc > FTINY);
# Line 269 | Line 290 | samp_hemi(                             /* sample indirect hemisphere */
290          hp = (AMBHEMI *)malloc(sizeof(AMBHEMI) + sizeof(AMBSAMP)*(n*n - 1));
291          if (hp == NULL)
292                  error(SYSTEM, "out of memory in samp_hemi");
293 +
294 +        if (backside) {
295 +                hp->atyp = TAMBIENT;
296 +                hp->onrm[0] = -r->ron[0];
297 +                hp->onrm[1] = -r->ron[1];
298 +                hp->onrm[2] = -r->ron[2];
299 +        } else {
300 +                hp->atyp = RAMBIENT;
301 +                VCOPY(hp->onrm, r->ron);
302 +        }
303          hp->rp = r;
304          hp->ns = n;
305 <        hp->acol[RED] = hp->acol[GRN] = hp->acol[BLU] = 0.0;
305 >        scolorblack(hp->acol);
306          memset(hp->sa, 0, sizeof(AMBSAMP)*n*n);
307          hp->sampOK = 0;
308                                          /* assign coefficient */
309 <        copycolor(hp->acoef, rcol);
309 >        copyscolor(hp->acoef, rcol);
310          d = 1.0/(n*n);
311 <        scalecolor(hp->acoef, d);
311 >        scalescolor(hp->acoef, d);
312                                          /* make tangent plane axes */
313 <        if (!getperpendicular(hp->ux, r->ron, 1))
313 >        if (!getperpendicular(hp->ux, hp->onrm, 1))
314                  error(CONSISTENCY, "bad ray direction in samp_hemi");
315 <        VCROSS(hp->uy, r->ron, hp->ux);
315 >        VCROSS(hp->uy, hp->onrm, hp->ux);
316                                          /* sample divisions */
317          for (i = hp->ns; i--; )
318              for (j = hp->ns; j--; )
319                  hp->sampOK += ambsample(hp, i, j, 0);
320 <        copycolor(rcol, hp->acol);
320 >        copyscolor(rcol, hp->acol);
321          if (!hp->sampOK) {              /* utter failure? */
322                  free(hp);
323                  return(NULL);
# Line 298 | Line 329 | samp_hemi(                             /* sample indirect hemisphere */
329          if (hp->sampOK <= MINADIV*MINADIV)
330                  return(hp);             /* don't bother super-sampling */
331          n = ambssamp*wt + 0.5;
332 <        if (n > 8) {                    /* perform super-sampling? */
332 >        if (n >= 4*hp->ns) {            /* perform super-sampling? */
333                  ambsupersamp(hp, n);
334 <                copycolor(rcol, hp->acol);
334 >                copyscolor(rcol, hp->acol);
335          }
336          return(hp);                     /* all is well */
337   }
# Line 312 | Line 343 | back_ambval(AMBHEMI *hp, const int n1, const int n2, c
343   {
344          if (hp->sa[n1].d <= hp->sa[n2].d) {
345                  if (hp->sa[n1].d <= hp->sa[n3].d)
346 <                        return(colval(hp->sa[n1].v,CIEY));
347 <                return(colval(hp->sa[n3].v,CIEY));
346 >                        return(hp->sa[n1].v[0]);
347 >                return(hp->sa[n3].v[0]);
348          }
349          if (hp->sa[n2].d <= hp->sa[n3].d)
350 <                return(colval(hp->sa[n2].v,CIEY));
351 <        return(colval(hp->sa[n3].v,CIEY));
350 >                return(hp->sa[n2].v[0]);
351 >        return(hp->sa[n3].v[0]);
352   }
353  
354  
# Line 546 | Line 577 | ambHessian(                            /* anisotropic radii & pos. gradient */
577          for (j = 0; j < hp->ns-1; j++) {
578                  comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,0,j), AI(hp,0,j+1));
579                  if (hessrow != NULL)
580 <                        comp_hessian(hessrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
580 >                        comp_hessian(hessrow[j], &fftr, hp->onrm);
581                  if (gradrow != NULL)
582 <                        comp_gradient(gradrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
582 >                        comp_gradient(gradrow[j], &fftr, hp->onrm);
583          }
584                                          /* sum each row of triangles */
585          for (i = 0; i < hp->ns-1; i++) {
# Line 556 | Line 587 | ambHessian(                            /* anisotropic radii & pos. gradient */
587              FVECT       gradcol;
588              comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i,0), AI(hp,i+1,0));
589              if (hessrow != NULL)
590 <                comp_hessian(hesscol, &fftr, hp->rp->ron);
590 >                comp_hessian(hesscol, &fftr, hp->onrm);
591              if (gradrow != NULL)
592 <                comp_gradient(gradcol, &fftr, hp->rp->ron);
592 >                comp_gradient(gradcol, &fftr, hp->onrm);
593              for (j = 0; j < hp->ns-1; j++) {
594                  FVECT   hessdia[3];     /* compute triangle contributions */
595                  FVECT   graddia;
# Line 568 | Line 599 | ambHessian(                            /* anisotropic radii & pos. gradient */
599                                          /* diagonal (inner) edge */
600                  comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i,j+1), AI(hp,i+1,j));
601                  if (hessrow != NULL) {
602 <                    comp_hessian(hessdia, &fftr, hp->rp->ron);
602 >                    comp_hessian(hessdia, &fftr, hp->onrm);
603                      rev_hessian(hesscol);
604                      add2hessian(hessian, hessrow[j], hessdia, hesscol, backg);
605                  }
606                  if (gradrow != NULL) {
607 <                    comp_gradient(graddia, &fftr, hp->rp->ron);
607 >                    comp_gradient(graddia, &fftr, hp->onrm);
608                      rev_gradient(gradcol);
609                      add2gradient(gradient, gradrow[j], graddia, gradcol, backg);
610                  }
611                                          /* initialize edge in next row */
612                  comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i+1,j+1), AI(hp,i+1,j));
613                  if (hessrow != NULL)
614 <                    comp_hessian(hessrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
614 >                    comp_hessian(hessrow[j], &fftr, hp->onrm);
615                  if (gradrow != NULL)
616 <                    comp_gradient(gradrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
616 >                    comp_gradient(gradrow[j], &fftr, hp->onrm);
617                                          /* new column edge & paired triangle */
618                  backg = back_ambval(hp, AI(hp,i+1,j+1),
619                                          AI(hp,i+1,j), AI(hp,i,j+1));
620                  comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i,j+1), AI(hp,i+1,j+1));
621                  if (hessrow != NULL) {
622 <                    comp_hessian(hesscol, &fftr, hp->rp->ron);
622 >                    comp_hessian(hesscol, &fftr, hp->onrm);
623                      rev_hessian(hessdia);
624                      add2hessian(hessian, hessrow[j], hessdia, hesscol, backg);
625                      if (i < hp->ns-2)
626                          rev_hessian(hessrow[j]);
627                  }
628                  if (gradrow != NULL) {
629 <                    comp_gradient(gradcol, &fftr, hp->rp->ron);
629 >                    comp_gradient(gradcol, &fftr, hp->onrm);
630                      rev_gradient(graddia);
631                      add2gradient(gradient, gradrow[j], graddia, gradcol, backg);
632                      if (i < hp->ns-2)
# Line 631 | Line 662 | ambdirgrad(AMBHEMI *hp, FVECT uv[2], float dg[2])
662                                          /* use vector for azimuth + 90deg */
663                  VSUB(vd, ap->p, hp->rp->rop);
664                                          /* brightness over cosine factor */
665 <                gfact = colval(ap->v,CIEY) / DOT(hp->rp->ron, vd);
665 >                gfact = ap->v[0] / DOT(hp->onrm, vd);
666                                          /* sine = proj_radius/vd_length */
667                  dgsum[0] -= DOT(uv[1], vd) * gfact;
668                  dgsum[1] += DOT(uv[0], vd) * gfact;
# Line 687 | Line 718 | ambcorral(AMBHEMI *hp, FVECT uv[2], const double r0, c
718  
719   int
720   doambient(                              /* compute ambient component */
721 <        COLOR   rcol,                   /* input/output color */
721 >        SCOLOR  rcol,                   /* input/output color */
722          RAY     *r,
723 <        double  wt,
723 >        double  wt,                     /* negative for back side */
724          FVECT   uv[2],                  /* returned (optional) */
725          float   ra[2],                  /* returned (optional) */
726          float   pg[2],                  /* returned (optional) */
# Line 721 | Line 752 | doambient(                             /* compute ambient component */
752                  free(hp);               /* Hessian not requested/possible */
753                  return(-1);             /* value-only return value */
754          }
755 <        if ((d = bright(rcol)) > FTINY) {       /* normalize Y values */
756 <                d = 0.99*(hp->ns*hp->ns)/d;
755 >        if ((d = scolor_mean(rcol)) > FTINY) {
756 >                d = 0.99*(hp->ns*hp->ns)/d;     /* normalize avg. values */
757                  K = 0.01;
758          } else {                        /* or fall back on geometric Hessian */
759                  K = 1.0;
# Line 730 | Line 761 | doambient(                             /* compute ambient component */
761                  dg = NULL;
762                  crlp = NULL;
763          }
764 <        ap = hp->sa;                    /* relative Y channel from here on... */
764 >        ap = hp->sa;                    /* single channel from here on... */
765          for (i = hp->ns*hp->ns; i--; ap++)
766 <                colval(ap->v,CIEY) = bright(ap->v)*d + K;
766 >                ap->v[0] = scolor_mean(ap->v)*d + K;
767  
768          if (uv == NULL)                 /* make sure we have axis pointers */
769                  uv = my_uv;
# Line 756 | Line 787 | doambient(                             /* compute ambient component */
787                          if (ra[1] < minarad)
788                                  ra[1] = minarad;
789                  }
790 <                ra[0] *= d = 1.0/sqrt(wt);
790 >                ra[0] *= d = 1.0/sqrt(fabs(wt));
791                  if ((ra[1] *= d) > 2.0*ra[0])
792                          ra[1] = 2.0*ra[0];
793                  if (ra[1] > maxarad) {
# Line 765 | Line 796 | doambient(                             /* compute ambient component */
796                                  ra[0] = maxarad;
797                  }
798                                          /* flag encroached directions */
799 <                if (crlp != NULL)
799 >                if (crlp != NULL)       /* XXX doesn't update with changes to ambacc */
800                          *crlp = ambcorral(hp, uv, ra[0]*ambacc, ra[1]*ambacc);
801                  if (pg != NULL) {       /* cap gradient if necessary */
802                          d = pg[0]*pg[0]*ra[0]*ra[0] + pg[1]*pg[1]*ra[1]*ra[1];
# Line 779 | Line 810 | doambient(                             /* compute ambient component */
810          free(hp);                       /* clean up and return */
811          return(1);
812   }
782 –

Diff Legend

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