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 2.81 by greg, Thu Apr 12 18:02:45 2018 UTC vs.
Revision 2.85 by greg, Tue May 14 17:39:10 2019 UTC

# Line 21 | Line 21 | static const char      RCSid[] = "$Id$";
21   #include  "ambient.h"
22   #include  "random.h"
23  
24 – #ifndef OLDAMB
25 –
24   extern void             SDsquare2disk(double ds[2], double seedx, double seedy);
25  
26   typedef struct {
27          COLOR   v;              /* hemisphere sample value */
28 <        float   d;              /* reciprocal distance (1/rt) */
28 >        float   d;              /* reciprocal distance */
29          FVECT   p;              /* intersection point */
30   } AMBSAMP;              /* sample value */
31  
# Line 131 | Line 129 | resample:
129          dimlist[ndims++] = AI(hp,i,j) + 90171;
130          rayvalue(&ar);                  /* evaluate ray */
131          ndims--;
132 <        if (ar.rt <= FTINY)
132 >        zd = raydistance(&ar);
133 >        if (zd <= FTINY)
134                  return(0);              /* should never happen */
135          multcolor(ar.rcol, ar.rcoef);   /* apply coefficient */
136 <        if (ar.rt*ap->d < 1.0)          /* new/closer distance? */
137 <                ap->d = 1.0/ar.rt;
136 >        if (zd*ap->d < 1.0)             /* new/closer distance? */
137 >                ap->d = 1.0/zd;
138          if (!n) {                       /* record first vertex & value */
139 <                if (ar.rt > 10.0*thescene.cusize + 1000.)
140 <                        ar.rt = 10.0*thescene.cusize + 1000.;
141 <                VSUM(ap->p, ar.rorg, ar.rdir, ar.rt);
139 >                if (zd > 10.0*thescene.cusize + 1000.)
140 >                        zd = 10.0*thescene.cusize + 1000.;
141 >                VSUM(ap->p, ar.rorg, ar.rdir, zd);
142                  copycolor(ap->v, ar.rcol);
143          } else {                        /* else update recorded value */
144                  hp->acol[RED] -= colval(ap->v,RED);
# Line 156 | Line 155 | resample:
155   }
156  
157  
158 < /* Estimate variance based on relative ambient division differences */
158 > /* Estimate variance based on ambient division differences */
159   static float *
160   getambdiffs(AMBHEMI *hp)
161   {
# Line 175 | Line 174 | getambdiffs(AMBHEMI *hp)
174                  b = bright(ap[0].v);
175                  if (i) {                /* from above */
176                          b1 = bright(ap[-hp->ns].v);
177 <                        d2 = (b - b1)/(b + b1);
178 <                        d2 *= d2*normf;
177 >                        d2 = b - b1;
178 >                        d2 *= d2*normf/(b + b1);
179                          ep[0] += d2;
180                          ep[-hp->ns] += d2;
181                  }
182                  if (!j) continue;
183                                          /* from behind */
184                  b1 = bright(ap[-1].v);
185 <                d2 = (b - b1)/(b + b1);
186 <                d2 *= d2*normf;
185 >                d2 = b - b1;
186 >                d2 *= d2*normf/(b + b1);
187                  ep[0] += d2;
188                  ep[-1] += d2;
189                  if (!i) continue;
190                                          /* diagonal */
191                  b1 = bright(ap[-hp->ns-1].v);
192 <                d2 = (b - b1)/(b + b1);
193 <                d2 *= d2*normf;
192 >                d2 = b - b1;
193 >                d2 *= d2*normf/(b + b1);
194                  ep[0] += d2;
195                  ep[-hp->ns-1] += d2;
196              }
# Line 292 | Line 291 | samp_hemi(                             /* sample indirect hemisphere */
291                  hp->sampOK *= -1;       /* soft failure */
292                  return(hp);
293          }
294 +        if (hp->sampOK < 64)
295 +                return(hp);             /* insufficient for super-sampling */
296          n = ambssamp*wt + 0.5;
297          if (n > 8) {                    /* perform super-sampling? */
298                  ambsupersamp(hp, n);
# Line 775 | Line 776 | doambient(                             /* compute ambient component */
776          return(1);
777   }
778  
778 –
779 – #else /* ! NEWAMB */
780 –
781 –
782 – void
783 – inithemi(                       /* initialize sampling hemisphere */
784 –        AMBHEMI  *hp,
785 –        COLOR ac,
786 –        RAY  *r,
787 –        double  wt
788 – )
789 – {
790 –        double  d;
791 –        int  i;
792 –                                        /* set number of divisions */
793 –        if (ambacc <= FTINY &&
794 –                        wt > (d = 0.8*intens(ac)*r->rweight/(ambdiv*minweight)))
795 –                wt = d;                 /* avoid ray termination */
796 –        hp->nt = sqrt(ambdiv * wt / PI) + 0.5;
797 –        i = ambacc > FTINY ? 3 : 1;     /* minimum number of samples */
798 –        if (hp->nt < i)
799 –                hp->nt = i;
800 –        hp->np = PI * hp->nt + 0.5;
801 –                                        /* set number of super-samples */
802 –        hp->ns = ambssamp * wt + 0.5;
803 –                                        /* assign coefficient */
804 –        copycolor(hp->acoef, ac);
805 –        d = 1.0/(hp->nt*hp->np);
806 –        scalecolor(hp->acoef, d);
807 –                                        /* make axes */
808 –        VCOPY(hp->uz, r->ron);
809 –        hp->uy[0] = hp->uy[1] = hp->uy[2] = 0.0;
810 –        for (i = 0; i < 3; i++)
811 –                if (hp->uz[i] < 0.6 && hp->uz[i] > -0.6)
812 –                        break;
813 –        if (i >= 3)
814 –                error(CONSISTENCY, "bad ray direction in inithemi");
815 –        hp->uy[i] = 1.0;
816 –        fcross(hp->ux, hp->uy, hp->uz);
817 –        normalize(hp->ux);
818 –        fcross(hp->uy, hp->uz, hp->ux);
819 – }
820 –
821 –
822 – int
823 – divsample(                              /* sample a division */
824 –        AMBSAMP  *dp,
825 –        AMBHEMI  *h,
826 –        RAY  *r
827 – )
828 – {
829 –        RAY  ar;
830 –        int  hlist[3];
831 –        double  spt[2];
832 –        double  xd, yd, zd;
833 –        double  b2;
834 –        double  phi;
835 –        int  i;
836 –                                        /* ambient coefficient for weight */
837 –        if (ambacc > FTINY)
838 –                setcolor(ar.rcoef, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
839 –        else
840 –                copycolor(ar.rcoef, h->acoef);
841 –        if (rayorigin(&ar, AMBIENT, r, ar.rcoef) < 0)
842 –                return(-1);
843 –        if (ambacc > FTINY) {
844 –                multcolor(ar.rcoef, h->acoef);
845 –                scalecolor(ar.rcoef, 1./AVGREFL);
846 –        }
847 –        hlist[0] = r->rno;
848 –        hlist[1] = dp->t;
849 –        hlist[2] = dp->p;
850 –        multisamp(spt, 2, urand(ilhash(hlist,3)+dp->n));
851 –        zd = sqrt((dp->t + spt[0])/h->nt);
852 –        phi = 2.0*PI * (dp->p + spt[1])/h->np;
853 –        xd = tcos(phi) * zd;
854 –        yd = tsin(phi) * zd;
855 –        zd = sqrt(1.0 - zd*zd);
856 –        for (i = 0; i < 3; i++)
857 –                ar.rdir[i] =    xd*h->ux[i] +
858 –                                yd*h->uy[i] +
859 –                                zd*h->uz[i];
860 –        checknorm(ar.rdir);
861 –        dimlist[ndims++] = dp->t*h->np + dp->p + 90171;
862 –        rayvalue(&ar);
863 –        ndims--;
864 –        multcolor(ar.rcol, ar.rcoef);   /* apply coefficient */
865 –        addcolor(dp->v, ar.rcol);
866 –                                        /* use rt to improve gradient calc */
867 –        if (ar.rt > FTINY && ar.rt < FHUGE)
868 –                dp->r += 1.0/ar.rt;
869 –                                        /* (re)initialize error */
870 –        if (dp->n++) {
871 –                b2 = bright(dp->v)/dp->n - bright(ar.rcol);
872 –                b2 = b2*b2 + dp->k*((dp->n-1)*(dp->n-1));
873 –                dp->k = b2/(dp->n*dp->n);
874 –        } else
875 –                dp->k = 0.0;
876 –        return(0);
877 – }
878 –
879 –
880 – static int
881 – ambcmp(                                 /* decreasing order */
882 –        const void *p1,
883 –        const void *p2
884 – )
885 – {
886 –        const AMBSAMP   *d1 = (const AMBSAMP *)p1;
887 –        const AMBSAMP   *d2 = (const AMBSAMP *)p2;
888 –
889 –        if (d1->k < d2->k)
890 –                return(1);
891 –        if (d1->k > d2->k)
892 –                return(-1);
893 –        return(0);
894 – }
895 –
896 –
897 – static int
898 – ambnorm(                                /* standard order */
899 –        const void *p1,
900 –        const void *p2
901 – )
902 – {
903 –        const AMBSAMP   *d1 = (const AMBSAMP *)p1;
904 –        const AMBSAMP   *d2 = (const AMBSAMP *)p2;
905 –        int     c;
906 –
907 –        if ( (c = d1->t - d2->t) )
908 –                return(c);
909 –        return(d1->p - d2->p);
910 – }
911 –
912 –
913 – double
914 – doambient(                              /* compute ambient component */
915 –        COLOR  rcol,
916 –        RAY  *r,
917 –        double  wt,
918 –        FVECT  pg,
919 –        FVECT  dg
920 – )
921 – {
922 –        double  b, d=0;
923 –        AMBHEMI  hemi;
924 –        AMBSAMP  *div;
925 –        AMBSAMP  dnew;
926 –        double  acol[3];
927 –        AMBSAMP  *dp;
928 –        double  arad;
929 –        int  divcnt;
930 –        int  i, j;
931 –                                        /* initialize hemisphere */
932 –        inithemi(&hemi, rcol, r, wt);
933 –        divcnt = hemi.nt * hemi.np;
934 –                                        /* initialize */
935 –        if (pg != NULL)
936 –                pg[0] = pg[1] = pg[2] = 0.0;
937 –        if (dg != NULL)
938 –                dg[0] = dg[1] = dg[2] = 0.0;
939 –        setcolor(rcol, 0.0, 0.0, 0.0);
940 –        if (divcnt == 0)
941 –                return(0.0);
942 –                                        /* allocate super-samples */
943 –        if (hemi.ns > 0 || pg != NULL || dg != NULL) {
944 –                div = (AMBSAMP *)malloc(divcnt*sizeof(AMBSAMP));
945 –                if (div == NULL)
946 –                        error(SYSTEM, "out of memory in doambient");
947 –        } else
948 –                div = NULL;
949 –                                        /* sample the divisions */
950 –        arad = 0.0;
951 –        acol[0] = acol[1] = acol[2] = 0.0;
952 –        if ((dp = div) == NULL)
953 –                dp = &dnew;
954 –        divcnt = 0;
955 –        for (i = 0; i < hemi.nt; i++)
956 –                for (j = 0; j < hemi.np; j++) {
957 –                        dp->t = i; dp->p = j;
958 –                        setcolor(dp->v, 0.0, 0.0, 0.0);
959 –                        dp->r = 0.0;
960 –                        dp->n = 0;
961 –                        if (divsample(dp, &hemi, r) < 0) {
962 –                                if (div != NULL)
963 –                                        dp++;
964 –                                continue;
965 –                        }
966 –                        arad += dp->r;
967 –                        divcnt++;
968 –                        if (div != NULL)
969 –                                dp++;
970 –                        else
971 –                                addcolor(acol, dp->v);
972 –                }
973 –        if (!divcnt) {
974 –                if (div != NULL)
975 –                        free((void *)div);
976 –                return(0.0);            /* no samples taken */
977 –        }
978 –        if (divcnt < hemi.nt*hemi.np) {
979 –                pg = dg = NULL;         /* incomplete sampling */
980 –                hemi.ns = 0;
981 –        } else if (arad > FTINY && divcnt/arad < minarad) {
982 –                hemi.ns = 0;            /* close enough */
983 –        } else if (hemi.ns > 0) {       /* else perform super-sampling? */
984 –                comperrs(div, &hemi);                   /* compute errors */
985 –                qsort(div, divcnt, sizeof(AMBSAMP), ambcmp);    /* sort divs */
986 –                                                /* super-sample */
987 –                for (i = hemi.ns; i > 0; i--) {
988 –                        dnew = *div;
989 –                        if (divsample(&dnew, &hemi, r) < 0) {
990 –                                dp++;
991 –                                continue;
992 –                        }
993 –                        dp = div;               /* reinsert */
994 –                        j = divcnt < i ? divcnt : i;
995 –                        while (--j > 0 && dnew.k < dp[1].k) {
996 –                                *dp = *(dp+1);
997 –                                dp++;
998 –                        }
999 –                        *dp = dnew;
1000 –                }
1001 –                if (pg != NULL || dg != NULL)   /* restore order */
1002 –                        qsort(div, divcnt, sizeof(AMBSAMP), ambnorm);
1003 –        }
1004 –                                        /* compute returned values */
1005 –        if (div != NULL) {
1006 –                arad = 0.0;             /* note: divcnt may be < nt*np */
1007 –                for (i = hemi.nt*hemi.np, dp = div; i-- > 0; dp++) {
1008 –                        arad += dp->r;
1009 –                        if (dp->n > 1) {
1010 –                                b = 1.0/dp->n;
1011 –                                scalecolor(dp->v, b);
1012 –                                dp->r *= b;
1013 –                                dp->n = 1;
1014 –                        }
1015 –                        addcolor(acol, dp->v);
1016 –                }
1017 –                b = bright(acol);
1018 –                if (b > FTINY) {
1019 –                        b = 1.0/b;      /* compute & normalize gradient(s) */
1020 –                        if (pg != NULL) {
1021 –                                posgradient(pg, div, &hemi);
1022 –                                for (i = 0; i < 3; i++)
1023 –                                        pg[i] *= b;
1024 –                        }
1025 –                        if (dg != NULL) {
1026 –                                dirgradient(dg, div, &hemi);
1027 –                                for (i = 0; i < 3; i++)
1028 –                                        dg[i] *= b;
1029 –                        }
1030 –                }
1031 –                free((void *)div);
1032 –        }
1033 –        copycolor(rcol, acol);
1034 –        if (arad <= FTINY)
1035 –                arad = maxarad;
1036 –        else
1037 –                arad = (divcnt+hemi.ns)/arad;
1038 –        if (pg != NULL) {               /* reduce radius if gradient large */
1039 –                d = DOT(pg,pg);
1040 –                if (d*arad*arad > 1.0)
1041 –                        arad = 1.0/sqrt(d);
1042 –        }
1043 –        if (arad < minarad) {
1044 –                arad = minarad;
1045 –                if (pg != NULL && d*arad*arad > 1.0) {  /* cap gradient */
1046 –                        d = 1.0/arad/sqrt(d);
1047 –                        for (i = 0; i < 3; i++)
1048 –                                pg[i] *= d;
1049 –                }
1050 –        }
1051 –        if ((arad /= sqrt(wt)) > maxarad)
1052 –                arad = maxarad;
1053 –        return(arad);
1054 – }
1055 –
1056 –
1057 – void
1058 – comperrs(                       /* compute initial error estimates */
1059 –        AMBSAMP  *da,   /* assumes standard ordering */
1060 –        AMBHEMI  *hp
1061 – )
1062 – {
1063 –        double  b, b2;
1064 –        int  i, j;
1065 –        AMBSAMP  *dp;
1066 –                                /* sum differences from neighbors */
1067 –        dp = da;
1068 –        for (i = 0; i < hp->nt; i++)
1069 –                for (j = 0; j < hp->np; j++) {
1070 – #ifdef  DEBUG
1071 –                        if (dp->t != i || dp->p != j)
1072 –                                error(CONSISTENCY,
1073 –                                        "division order in comperrs");
1074 – #endif
1075 –                        b = bright(dp[0].v);
1076 –                        if (i > 0) {            /* from above */
1077 –                                b2 = bright(dp[-hp->np].v) - b;
1078 –                                b2 *= b2 * 0.25;
1079 –                                dp[0].k += b2;
1080 –                                dp[-hp->np].k += b2;
1081 –                        }
1082 –                        if (j > 0) {            /* from behind */
1083 –                                b2 = bright(dp[-1].v) - b;
1084 –                                b2 *= b2 * 0.25;
1085 –                                dp[0].k += b2;
1086 –                                dp[-1].k += b2;
1087 –                        } else {                /* around */
1088 –                                b2 = bright(dp[hp->np-1].v) - b;
1089 –                                b2 *= b2 * 0.25;
1090 –                                dp[0].k += b2;
1091 –                                dp[hp->np-1].k += b2;
1092 –                        }
1093 –                        dp++;
1094 –                }
1095 –                                /* divide by number of neighbors */
1096 –        dp = da;
1097 –        for (j = 0; j < hp->np; j++)            /* top row */
1098 –                (dp++)->k *= 1.0/3.0;
1099 –        if (hp->nt < 2)
1100 –                return;
1101 –        for (i = 1; i < hp->nt-1; i++)          /* central region */
1102 –                for (j = 0; j < hp->np; j++)
1103 –                        (dp++)->k *= 0.25;
1104 –        for (j = 0; j < hp->np; j++)            /* bottom row */
1105 –                (dp++)->k *= 1.0/3.0;
1106 – }
1107 –
1108 –
1109 – void
1110 – posgradient(                                    /* compute position gradient */
1111 –        FVECT  gv,
1112 –        AMBSAMP  *da,                   /* assumes standard ordering */
1113 –        AMBHEMI  *hp
1114 – )
1115 – {
1116 –        int  i, j;
1117 –        double  nextsine, lastsine, b, d;
1118 –        double  mag0, mag1;
1119 –        double  phi, cosp, sinp, xd, yd;
1120 –        AMBSAMP  *dp;
1121 –
1122 –        xd = yd = 0.0;
1123 –        for (j = 0; j < hp->np; j++) {
1124 –                dp = da + j;
1125 –                mag0 = mag1 = 0.0;
1126 –                lastsine = 0.0;
1127 –                for (i = 0; i < hp->nt; i++) {
1128 – #ifdef  DEBUG
1129 –                        if (dp->t != i || dp->p != j)
1130 –                                error(CONSISTENCY,
1131 –                                        "division order in posgradient");
1132 – #endif
1133 –                        b = bright(dp->v);
1134 –                        if (i > 0) {
1135 –                                d = dp[-hp->np].r;
1136 –                                if (dp[0].r > d) d = dp[0].r;
1137 –                                                        /* sin(t)*cos(t)^2 */
1138 –                                d *= lastsine * (1.0 - (double)i/hp->nt);
1139 –                                mag0 += d*(b - bright(dp[-hp->np].v));
1140 –                        }
1141 –                        nextsine = sqrt((double)(i+1)/hp->nt);
1142 –                        if (j > 0) {
1143 –                                d = dp[-1].r;
1144 –                                if (dp[0].r > d) d = dp[0].r;
1145 –                                mag1 += d * (nextsine - lastsine) *
1146 –                                                (b - bright(dp[-1].v));
1147 –                        } else {
1148 –                                d = dp[hp->np-1].r;
1149 –                                if (dp[0].r > d) d = dp[0].r;
1150 –                                mag1 += d * (nextsine - lastsine) *
1151 –                                                (b - bright(dp[hp->np-1].v));
1152 –                        }
1153 –                        dp += hp->np;
1154 –                        lastsine = nextsine;
1155 –                }
1156 –                mag0 *= 2.0*PI / hp->np;
1157 –                phi = 2.0*PI * (double)j/hp->np;
1158 –                cosp = tcos(phi); sinp = tsin(phi);
1159 –                xd += mag0*cosp - mag1*sinp;
1160 –                yd += mag0*sinp + mag1*cosp;
1161 –        }
1162 –        for (i = 0; i < 3; i++)
1163 –                gv[i] = (xd*hp->ux[i] + yd*hp->uy[i])*(hp->nt*hp->np)/PI;
1164 – }
1165 –
1166 –
1167 – void
1168 – dirgradient(                                    /* compute direction gradient */
1169 –        FVECT  gv,
1170 –        AMBSAMP  *da,                   /* assumes standard ordering */
1171 –        AMBHEMI  *hp
1172 – )
1173 – {
1174 –        int  i, j;
1175 –        double  mag;
1176 –        double  phi, xd, yd;
1177 –        AMBSAMP  *dp;
1178 –
1179 –        xd = yd = 0.0;
1180 –        for (j = 0; j < hp->np; j++) {
1181 –                dp = da + j;
1182 –                mag = 0.0;
1183 –                for (i = 0; i < hp->nt; i++) {
1184 – #ifdef  DEBUG
1185 –                        if (dp->t != i || dp->p != j)
1186 –                                error(CONSISTENCY,
1187 –                                        "division order in dirgradient");
1188 – #endif
1189 –                                                        /* tan(t) */
1190 –                        mag += bright(dp->v)/sqrt(hp->nt/(i+.5) - 1.0);
1191 –                        dp += hp->np;
1192 –                }
1193 –                phi = 2.0*PI * (j+.5)/hp->np + PI/2.0;
1194 –                xd += mag * tcos(phi);
1195 –                yd += mag * tsin(phi);
1196 –        }
1197 –        for (i = 0; i < 3; i++)
1198 –                gv[i] = xd*hp->ux[i] + yd*hp->uy[i];
1199 – }
1200 –
1201 – #endif  /* ! NEWAMB */

Diff Legend

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