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 2.46 by greg, Fri May 2 21:58:50 2014 UTC vs.
Revision 2.100 by greg, Mon Apr 28 19:30:01 2025 UTC

# Line 21 | 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 > #ifndef MINSDIST
28 > #define MINSDIST        0.25    /* def. min. spacing = 1/4th division */
29 > #endif
30  
26 – extern void             SDsquare2disk(double ds[2], double seedx, double seedy);
27 –
28 –                                /* vertex direction bit positions */
29 – #define VDB_xy  0
30 – #define VDB_y   01
31 – #define VDB_x   02
32 – #define VDB_Xy  03
33 – #define VDB_xY  04
34 – #define VDB_X   05
35 – #define VDB_Y   06
36 – #define VDB_XY  07
37 –                                /* get opposite vertex direction bit */
38 – #define VDB_OPP(f)      (~(f) & 07)
39 –                                /* adjacent triangle vertex flags */
40 – static const int  adjacent_trifl[8] = {
41 –                        0,                      /* forbidden diagonal */
42 –                        1<<VDB_x|1<<VDB_y|1<<VDB_Xy,
43 –                        1<<VDB_y|1<<VDB_x|1<<VDB_xY,
44 –                        1<<VDB_y|1<<VDB_Xy|1<<VDB_X,
45 –                        1<<VDB_x|1<<VDB_xY|1<<VDB_Y,
46 –                        1<<VDB_Xy|1<<VDB_X|1<<VDB_Y,
47 –                        1<<VDB_xY|1<<VDB_Y|1<<VDB_X,
48 –                        0,                      /* forbidden diagonal */
49 –                };
50 –
31   typedef struct {
52 –        COLOR   v;              /* hemisphere sample value */
32          FVECT   p;              /* intersection point */
33 +        float   d;              /* reciprocal distance */
34 +        SCOLOR  v;              /* hemisphere sample value */
35   } AMBSAMP;              /* sample value */
36  
37   typedef struct {
38          RAY     *rp;            /* originating ray sample */
58 –        FVECT   ux, uy;         /* tangent axis unit vectors */
39          int     ns;             /* number of samples per axis */
40 <        COLOR   acoef;          /* division contribution coefficient */
40 >        int     sampOK;         /* acquired full sample set? */
41 >        int     atyp;           /* RAMBIENT or TAMBIENT */
42 >        SCOLOR  acoef;          /* division contribution coefficient */
43 >        SCOLOR  acol;           /* accumulated color */
44 >        FVECT   onrm;           /* oriented unperturbed surface normal */
45 >        FVECT   ux, uy;         /* tangent axis unit vectors */
46          AMBSAMP sa[1];          /* sample array (extends struct) */
47   }  AMBHEMI;             /* ambient sample hemisphere */
48  
49 < #define ambndx(h,i,j)   ((i)*(h)->ns + (j))
50 < #define ambsam(h,i,j)   (h)->sa[ambndx(h,i,j)]
49 > #define AI(h,i,j)       ((i)*(h)->ns + (j))
50 > #define ambsam(h,i,j)   (h)->sa[AI(h,i,j)]
51  
52   typedef struct {
53          FVECT   r_i, r_i1, e_i, rcp, rI2_eJ2;
54          double  I1, I2;
70 –        int     valid;
55   } FFTRI;                /* vectors and coefficients for Hessian calculation */
56  
57  
74 – /* Get index for adjacent vertex */
58   static int
59 < adjacent_verti(AMBHEMI *hp, int i, int j, int dbit)
59 > ambcollision(                           /* proposed direciton collides? */
60 >        AMBHEMI *hp,
61 >        int     i,
62 >        int     j,
63 >        FVECT   dv
64 > )
65   {
66 <        int     i0 = i*hp->ns + j;
66 >        double  cos_thresh;
67 >        int     ii, jj;
68  
69 <        switch (dbit) {
70 <        case VDB_y:     return(i0 - hp->ns);
71 <        case VDB_x:     return(i0 - 1);
72 <        case VDB_Xy:    return(i0 - hp->ns + 1);
73 <        case VDB_xY:    return(i0 + hp->ns - 1);
74 <        case VDB_X:     return(i0 + 1);
75 <        case VDB_Y:     return(i0 + hp->ns);
76 <                                /* the following should never occur */
77 <        case VDB_xy:    return(i0 - hp->ns - 1);
78 <        case VDB_XY:    return(i0 + hp->ns + 1);
69 >        cos_thresh = (PI*MINSDIST)/(double)hp->ns;
70 >        cos_thresh = 1. - .5*cos_thresh*cos_thresh;
71 >                                        /* check existing neighbors */
72 >        for (ii = i-1; ii <= i+1; ii++) {
73 >                if (ii < 0) continue;
74 >                if (ii >= hp->ns) break;
75 >                for (jj = j-1; jj <= j+1; jj++) {
76 >                        AMBSAMP *ap;
77 >                        FVECT   avec;
78 >                        double  dprod;
79 >                        if (jj < 0) continue;
80 >                        if (jj >= hp->ns) break;
81 >                        if ((ii==i) & (jj==j)) continue;
82 >                        ap = &ambsam(hp,ii,jj);
83 >                        if (ap->d <= .5/FHUGE)
84 >                                continue;       /* no one home */
85 >                        VSUB(avec, ap->p, hp->rp->rop);
86 >                        dprod = DOT(avec, dv);
87 >                        if (dprod >= cos_thresh*VLEN(avec))
88 >                                return(1);      /* collision */
89 >                }
90          }
91 <        return(-1);
91 >        return(0);                      /* nothing to worry about */
92   }
93  
94  
95 < /* Get vertex direction bit for the opposite edge to complete triangle */
95 > #define XLOTSIZ         251             /* size of used car lot */
96 > #define CFIRST          0               /* first corner */
97 > #define COTHER          (CFIRST+4)      /* non-corner sample */
98 > #define CMAXTARGET      (int)(XLOTSIZ*MINSDIST/(1-MINSDIST))
99 > #define CXCOPY(d,s)     (excharr[d][0]=excharr[s][0], excharr[d][1]=excharr[s][1])
100 >
101   static int
102 < vdb_edge(int db1, int db2)
102 > psample_class(double ss[2])             /* classify patch sample */
103   {
104 <        switch (db1) {
105 <        case VDB_x:     return(db2==VDB_y ? VDB_Xy : VDB_Y);
106 <        case VDB_y:     return(db2==VDB_x ? VDB_xY : VDB_X);
107 <        case VDB_X:     return(db2==VDB_Xy ? VDB_y : VDB_xY);
108 <        case VDB_Y:     return(db2==VDB_xY ? VDB_x : VDB_Xy);
109 <        case VDB_xY:    return(db2==VDB_x ? VDB_y : VDB_X);
110 <        case VDB_Xy:    return(db2==VDB_y ? VDB_x : VDB_Y);
104 >        if (ss[0] < MINSDIST) {
105 >                if (ss[1] < MINSDIST)
106 >                        return(CFIRST);
107 >                if (ss[1] > 1.-MINSDIST)
108 >                        return(CFIRST+2);
109 >        } else if (ss[0] > 1.-MINSDIST) {
110 >                if (ss[1] < MINSDIST)
111 >                        return(CFIRST+1);
112 >                if (ss[1] > 1.-MINSDIST)
113 >                        return(CFIRST+3);
114          }
115 <        error(INTERNAL, "forbidden diagonal in vdb_edge()");
108 <        return(-1);
115 >        return(COTHER);                 /* not in a corner */
116   }
117  
118 <
119 < static AMBHEMI *
113 < inithemi(                       /* initialize sampling hemisphere */
114 <        COLOR   ac,
115 <        RAY     *r,
116 <        double  wt
117 < )
118 > static void
119 > trade_patchsamp(double ss[2])           /* trade in problem patch position */
120   {
121 <        AMBHEMI *hp;
122 <        double  d;
123 <        int     n, i;
124 <                                        /* set number of divisions */
125 <        if (ambacc <= FTINY &&
126 <                        wt > (d = 0.8*intens(ac)*r->rweight/(ambdiv*minweight)))
127 <                wt = d;                 /* avoid ray termination */
128 <        n = sqrt(ambdiv * wt) + 0.5;
129 <        i = 1 + 5*(ambacc > FTINY);     /* minimum number of samples */
130 <        if (n < i)
131 <                n = i;
132 <                                        /* allocate sampling array */
133 <        hp = (AMBHEMI *)malloc(sizeof(AMBHEMI) + sizeof(AMBSAMP)*(n*n - 1));
134 <        if (hp == NULL)
135 <                return(NULL);
136 <        hp->rp = r;
137 <        hp->ns = n;
138 <                                        /* assign coefficient */
139 <        copycolor(hp->acoef, ac);
140 <        d = 1.0/(n*n);
141 <        scalecolor(hp->acoef, d);
142 <                                        /* make tangent plane axes */
143 <        hp->uy[0] = 0.5 - frandom();
144 <        hp->uy[1] = 0.5 - frandom();
145 <        hp->uy[2] = 0.5 - frandom();
146 <        for (i = 3; i--; )
147 <                if ((-0.6 < r->ron[i]) & (r->ron[i] < 0.6))
148 <                        break;
149 <        if (i < 0)
150 <                error(CONSISTENCY, "bad ray direction in inithemi");
151 <        hp->uy[i] = 1.0;
152 <        VCROSS(hp->ux, hp->uy, r->ron);
153 <        normalize(hp->ux);
154 <        VCROSS(hp->uy, r->ron, hp->ux);
155 <                                        /* we're ready to sample */
156 <        return(hp);
121 >        static float    excharr[XLOTSIZ][2];
122 >        static short    gterm[COTHER+1];
123 >        double          srep[2];
124 >        int             sclass, rclass;
125 >        int             x;
126 >                                        /* reset on corner overload */
127 >        if (gterm[COTHER-1] >= (CMAXTARGET+XLOTSIZ)/2)
128 >                memset(gterm, 0, sizeof(gterm));
129 >                                        /* (re-)initialize? */
130 >        while (gterm[COTHER] < XLOTSIZ) {
131 >                excharr[gterm[COTHER]][0] = frandom();
132 >                excharr[gterm[COTHER]][1] = frandom();
133 >                ++gterm[COTHER];
134 >        }                               /* get trade-in candidate... */
135 >        sclass = psample_class(ss);     /* submitted corner or not? */
136 >        switch (sclass) {
137 >        case COTHER:                    /* trade mid-edge with corner/any */
138 >                x = irandom( gterm[COTHER-1] > CMAXTARGET
139 >                                ? gterm[COTHER-1] : XLOTSIZ );
140 >                break;
141 >        case CFIRST:                    /* kick out of first corner */
142 >                x = gterm[CFIRST] + irandom(XLOTSIZ - gterm[CFIRST]);
143 >                break;
144 >        default:                        /* kick out of 2nd-4th corner */
145 >                x = irandom(XLOTSIZ - (gterm[sclass] - gterm[sclass-1]));
146 >                x += (x >= gterm[sclass-1])*(gterm[sclass] - gterm[sclass-1]);
147 >                break;
148 >        }
149 >        srep[0] = excharr[x][0];        /* save selected replacement (result) */
150 >        srep[1] = excharr[x][1];
151 >                                        /* identify replacement class */
152 >        for (rclass = CFIRST; rclass < COTHER; rclass++)
153 >                if (x < gterm[rclass])
154 >                        break;          /* repark to keep classes grouped */
155 >        while (rclass > sclass) {       /* replacement group after submitted? */
156 >                CXCOPY(x, gterm[rclass-1]);
157 >                x = gterm[--rclass]++;
158 >        }
159 >        while (rclass < sclass) {       /* replacement group before submitted? */
160 >                --gterm[rclass];
161 >                CXCOPY(x, gterm[rclass]);
162 >                x = gterm[rclass++];
163 >        }
164 >        excharr[x][0] = ss[0];          /* complete the trade-in */
165 >        excharr[x][1] = ss[1];
166 >        ss[0] = srep[0];
167 >        ss[1] = srep[1];
168   }
169  
170 + #undef CXCOPY
171 + #undef XLOTSIZ
172 + #undef COTHER
173 + #undef CFIRST
174  
175 < /* Sample ambient division and apply weighting coefficient */
175 >
176   static int
177 < getambsamp(RAY *arp, AMBHEMI *hp, int i, int j, int n)
177 > ambsample(                              /* initial ambient division sample */
178 >        AMBHEMI *hp,
179 >        int     i,
180 >        int     j,
181 >        int     n
182 > )
183   {
184 +        AMBSAMP *ap = &ambsam(hp,i,j);
185 +        RAY     ar;
186          int     hlist[3], ii;
187 <        double  spt[2], zd;
187 >        double  ss[2];
188 >        RREAL   spt[2];
189 >        double  zd;
190 >                                        /* generate hemispherical sample */
191                                          /* ambient coefficient for weight */
192          if (ambacc > FTINY)
193 <                setcolor(arp->rcoef, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
193 >                setscolor(ar.rcoef, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
194          else
195 <                copycolor(arp->rcoef, hp->acoef);
196 <        if (rayorigin(arp, AMBIENT, hp->rp, arp->rcoef) < 0)
195 >                copyscolor(ar.rcoef, hp->acoef);
196 >        if (rayorigin(&ar, hp->atyp, hp->rp, ar.rcoef) < 0)
197                  return(0);
198          if (ambacc > FTINY) {
199 <                multcolor(arp->rcoef, hp->acoef);
200 <                scalecolor(arp->rcoef, 1./AVGREFL);
199 >                smultscolor(ar.rcoef, hp->acoef);
200 >                scalescolor(ar.rcoef, 1./AVGREFL);
201          }
202          hlist[0] = hp->rp->rno;
203 <        hlist[1] = j;
204 <        hlist[2] = i;
205 <        multisamp(spt, 2, urand(ilhash(hlist,3)+n));
206 <        if (!n) {                       /* avoid border samples for n==0 */
207 <                if ((spt[0] < 0.1) | (spt[0] >= 0.9))
181 <                        spt[0] = 0.1 + 0.8*frandom();
182 <                if ((spt[1] < 0.1) | (spt[1] >= 0.9))
183 <                        spt[1] = 0.1 + 0.8*frandom();
184 <        }
185 <        SDsquare2disk(spt, (j+spt[1])/hp->ns, (i+spt[0])/hp->ns);
203 >        hlist[1] = AI(hp,i,j);
204 >        hlist[2] = samplendx;
205 >        multisamp(ss, 2, urand(ilhash(hlist,3)+n));
206 > patch_redo:
207 >        square2disk(spt, (j+ss[1])/hp->ns, (i+ss[0])/hp->ns);
208          zd = sqrt(1. - spt[0]*spt[0] - spt[1]*spt[1]);
209          for (ii = 3; ii--; )
210 <                arp->rdir[ii] = spt[0]*hp->ux[ii] +
210 >                ar.rdir[ii] =   spt[0]*hp->ux[ii] +
211                                  spt[1]*hp->uy[ii] +
212 <                                zd*hp->rp->ron[ii];
213 <        checknorm(arp->rdir);
214 <        dimlist[ndims++] = ambndx(hp,i,j) + 90171;
215 <        rayvalue(arp);                  /* evaluate ray */
216 <        ndims--;                        /* apply coefficient */
217 <        multcolor(arp->rcol, arp->rcoef);
212 >                                zd*hp->onrm[ii];
213 >        checknorm(ar.rdir);
214 >                                        /* avoid coincident samples */
215 >        if (!n & (hp->ns >= 4) && ambcollision(hp, i, j, ar.rdir)) {
216 >                trade_patchsamp(ss);
217 >                goto patch_redo;
218 >        }
219 >        dimlist[ndims++] = AI(hp,i,j) + 90171;
220 >        rayvalue(&ar);                  /* evaluate ray */
221 >        ndims--;
222 >        zd = raydistance(&ar);
223 >        if (zd <= FTINY)
224 >                return(0);              /* should never happen */
225 >        smultscolor(ar.rcol, ar.rcoef); /* apply coefficient */
226 >        if (zd*ap->d < 1.0)             /* new/closer distance? */
227 >                ap->d = 1.0/zd;
228 >        if (!n) {                       /* record first vertex & value */
229 >                if (zd > 10.0*thescene.cusize + 1000.)
230 >                        zd = 10.0*thescene.cusize + 1000.;
231 >                VSUM(ap->p, ar.rorg, ar.rdir, zd);
232 >                copyscolor(ap->v, ar.rcol);
233 >        } else {                        /* else update recorded value */
234 >                sopscolor(hp->acol, -=, ap->v);
235 >                zd = 1.0/(double)(n+1);
236 >                scalescolor(ar.rcol, zd);
237 >                zd *= (double)n;
238 >                scalescolor(ap->v, zd);
239 >                saddscolor(ap->v, ar.rcol);
240 >        }
241 >        saddscolor(hp->acol, ap->v);    /* add to our sum */
242          return(1);
243   }
244  
245  
246 < static AMBSAMP *
201 < ambsample(                              /* initial ambient division sample */
202 <        AMBHEMI *hp,
203 <        int     i,
204 <        int     j
205 < )
206 < {
207 <        AMBSAMP *ap = &ambsam(hp,i,j);
208 <        RAY     ar;
209 <                                        /* generate hemispherical sample */
210 <        if (!getambsamp(&ar, hp, i, j, 0))
211 <                goto badsample;
212 <                                        /* limit vertex distance */
213 <        if (ar.rt > 10.0*thescene.cusize)
214 <                ar.rt = 10.0*thescene.cusize;
215 <        else if (ar.rt <= FTINY)        /* should never happen! */
216 <                goto badsample;
217 <        VSUM(ap->p, ar.rorg, ar.rdir, ar.rt);
218 <        copycolor(ap->v, ar.rcol);
219 <        return(ap);
220 < badsample:
221 <        setcolor(ap->v, 0., 0., 0.);
222 <        VCOPY(ap->p, hp->rp->rop);
223 <        return(NULL);
224 < }
225 <
226 <
227 < /* Estimate errors based on ambient division differences */
246 > /* Estimate variance based on ambient division differences */
247   static float *
248   getambdiffs(AMBHEMI *hp)
249   {
250 <        float   *earr = (float *)calloc(hp->ns*hp->ns, sizeof(float));
250 >        const double    normf = 1./(pbright(hp->acoef) + FTINY);
251 >        float   *earr = (float *)calloc(2*hp->ns*hp->ns, sizeof(float));
252          float   *ep;
253          AMBSAMP *ap;
254 <        double  b, d2;
254 >        double  b, b1, d2;
255          int     i, j;
256  
257          if (earr == NULL)               /* out of memory? */
258                  return(NULL);
259 <                                        /* compute squared neighbor diffs */
260 <        for (ap = hp->sa, ep = earr, i = 0; i < hp->ns; i++)
259 >                                        /* sum squared neighbor diffs */
260 >        ap = hp->sa;
261 >        ep = earr + hp->ns*hp->ns;      /* original estimates to scratch */
262 >        for (i = 0; i < hp->ns; i++)
263              for (j = 0; j < hp->ns; j++, ap++, ep++) {
264 <                b = bright(ap[0].v);
264 >                b = pbright(ap[0].v);
265                  if (i) {                /* from above */
266 <                        d2 = b - bright(ap[-hp->ns].v);
267 <                        d2 *= d2;
266 >                        b1 = pbright(ap[-hp->ns].v);
267 >                        d2 = b - b1;
268 >                        d2 *= d2*normf/(b + b1 + FTINY);
269                          ep[0] += d2;
270                          ep[-hp->ns] += d2;
271                  }
272 <                if (j) {                /* from behind */
273 <                        d2 = b - bright(ap[-1].v);
274 <                        d2 *= d2;
275 <                        ep[0] += d2;
276 <                        ep[-1] += d2;
277 <                }
272 >                if (!j) continue;
273 >                                        /* from behind */
274 >                b1 = pbright(ap[-1].v);
275 >                d2 = b - b1;
276 >                d2 *= d2*normf/(b + b1 + FTINY);
277 >                ep[0] += d2;
278 >                ep[-1] += d2;
279 >                if (!i) continue;
280 >                                        /* diagonal */
281 >                b1 = pbright(ap[-hp->ns-1].v);
282 >                d2 = b - b1;
283 >                d2 *= d2*normf/(b + b1 + FTINY);
284 >                ep[0] += d2;
285 >                ep[-hp->ns-1] += d2;
286              }
287                                          /* correct for number of neighbors */
288 <        earr[0] *= 2.f;
289 <        earr[hp->ns-1] *= 2.f;
290 <        earr[(hp->ns-1)*hp->ns] *= 2.f;
291 <        earr[(hp->ns-1)*hp->ns + hp->ns-1] *= 2.f;
288 >        ep = earr + hp->ns*hp->ns;
289 >        ep[0] *= 6./3.;
290 >        ep[hp->ns-1] *= 6./3.;
291 >        ep[(hp->ns-1)*hp->ns] *= 6./3.;
292 >        ep[(hp->ns-1)*hp->ns + hp->ns-1] *= 6./3.;
293          for (i = 1; i < hp->ns-1; i++) {
294 <                earr[i*hp->ns] *= 4./3.;
295 <                earr[i*hp->ns + hp->ns-1] *= 4./3.;
294 >                ep[i*hp->ns] *= 6./5.;
295 >                ep[i*hp->ns + hp->ns-1] *= 6./5.;
296          }
297          for (j = 1; j < hp->ns-1; j++) {
298 <                earr[j] *= 4./3.;
299 <                earr[(hp->ns-1)*hp->ns + j] *= 4./3.;
298 >                ep[j] *= 6./5.;
299 >                ep[(hp->ns-1)*hp->ns + j] *= 6./5.;
300          }
301 +                                        /* blur final map to reduce bias */
302 +        for (i = 0; i < hp->ns-1; i++) {
303 +            float  *ep2;
304 +            ep = earr + i*hp->ns;
305 +            ep2 = ep + hp->ns*hp->ns;
306 +            for (j = 0; j < hp->ns-1; j++, ep++, ep2++) {
307 +                ep[0] += .5*ep2[0] + .125*(ep2[1] + ep2[hp->ns]);
308 +                ep[1] += .125*ep2[0];
309 +                ep[hp->ns] += .125*ep2[0];
310 +            }
311 +        }
312          return(earr);
313   }
314  
315  
316   /* Perform super-sampling on hemisphere (introduces bias) */
317   static void
318 < ambsupersamp(double acol[3], AMBHEMI *hp, int cnt)
318 > ambsupersamp(AMBHEMI *hp, int cnt)
319   {
320          float   *earr = getambdiffs(hp);
321 <        double  e2sum = 0;
279 <        AMBSAMP *ap;
280 <        RAY     ar;
281 <        COLOR   asum;
321 >        double  e2rem = 0;
322          float   *ep;
323 <        int     i, j, n;
323 >        int     i, j, n, nss;
324  
325          if (earr == NULL)               /* just skip calc. if no memory */
326                  return;
327 <                                        /* add up estimated variances */
328 <        for (ep = earr + hp->ns*hp->ns; ep-- > earr; )
329 <                e2sum += *ep;
327 >                                        /* accumulate estimated variances */
328 >        for (ep = earr + hp->ns*hp->ns; ep > earr; )
329 >                e2rem += *--ep;
330          ep = earr;                      /* perform super-sampling */
331 <        for (ap = hp->sa, i = 0; i < hp->ns; i++)
332 <            for (j = 0; j < hp->ns; j++, ap++) {
333 <                int     nss = *ep/e2sum*cnt + frandom();
334 <                setcolor(asum, 0., 0., 0.);
335 <                for (n = 1; n <= nss; n++) {
336 <                        if (!getambsamp(&ar, hp, i, j, n)) {
337 <                                nss = n-1;
338 <                                break;
299 <                        }
300 <                        addcolor(asum, ar.rcol);
301 <                }
302 <                if (nss) {              /* update returned ambient value */
303 <                        const double    ssf = 1./(nss + 1);
304 <                        for (n = 3; n--; )
305 <                                acol[n] += ssf*colval(asum,n) +
306 <                                                (ssf - 1.)*colval(ap->v,n);
307 <                }
308 <                e2sum -= *ep++;         /* update remainders */
309 <                cnt -= nss;
331 >        for (i = 0; i < hp->ns; i++)
332 >            for (j = 0; j < hp->ns; j++) {
333 >                if (e2rem <= FTINY)
334 >                        goto done;      /* nothing left to do */
335 >                nss = *ep/e2rem*cnt + frandom();
336 >                for (n = 1; n <= nss && ambsample(hp,i,j,n); n++)
337 >                        if (!--cnt) goto done;
338 >                e2rem -= *ep++;         /* update remainder */
339          }
340 + done:
341          free(earr);
342   }
343  
344  
345 < /* Compute vertex flags, indicating farthest in each direction */
346 < static uby8 *
347 < vertex_flags(AMBHEMI *hp)
345 > static AMBHEMI *
346 > samp_hemi(                              /* sample indirect hemisphere */
347 >        SCOLOR  rcol,
348 >        RAY     *r,
349 >        double  wt
350 > )
351   {
352 <        uby8    *vflags = (uby8 *)calloc(hp->ns*hp->ns, sizeof(uby8));
353 <        double  *dist2a = (double *)malloc(sizeof(double)*hp->ns);
354 <        uby8    *vf;
355 <        int     i, j;
352 >        int     backside = (wt < 0);
353 >        AMBHEMI *hp;
354 >        double  d;
355 >        int     n, i, j;
356 >                                        /* insignificance check */
357 >        d = sintens(rcol);
358 >        if (d <= FTINY)
359 >                return(NULL);
360 >                                        /* set number of divisions */
361 >        if (backside) wt = -wt;
362 >        if (ambacc <= FTINY &&
363 >                        wt > (d *= 0.8*r->rweight/(ambdiv*minweight + 1e-20)))
364 >                wt = d;                 /* avoid ray termination */
365 >        n = sqrt(ambdiv * wt) + 0.5;
366 >        i = 1 + (MINADIV-1)*(ambacc > FTINY);
367 >        if (n < i)                      /* use minimum number of samples? */
368 >                n = i;
369 >                                        /* allocate sampling array */
370 >        hp = (AMBHEMI *)malloc(sizeof(AMBHEMI) + sizeof(AMBSAMP)*(n*n - 1));
371 >        if (hp == NULL)
372 >                error(SYSTEM, "out of memory in samp_hemi");
373  
374 <        if ((vflags == NULL) | (dist2a == NULL))
375 <                error(SYSTEM, "out of memory in vertex_flags()");
376 <        vf = vflags;            /* compute distances along first row */
377 <        for (j = 0; j < hp->ns; j++) {
378 <                dist2a[j] = dist2(ambsam(hp,0,j).p, hp->rp->rop);
379 <                ++vf;
380 <                if (!j) continue;
381 <                if (dist2a[j] >= dist2a[j-1])
332 <                        vf[0] |= 1<<VDB_x;
333 <                else
334 <                        vf[-1] |= 1<<VDB_X;
374 >        if (backside) {
375 >                hp->atyp = TAMBIENT;
376 >                hp->onrm[0] = -r->ron[0];
377 >                hp->onrm[1] = -r->ron[1];
378 >                hp->onrm[2] = -r->ron[2];
379 >        } else {
380 >                hp->atyp = RAMBIENT;
381 >                VCOPY(hp->onrm, r->ron);
382          }
383 <                                /* flag subsequent rows */
384 <        for (i = 1; i < hp->ns; i++) {
385 <            double      d2n = dist2(ambsam(hp,i,0).p, hp->rp->rop);
386 <            for (j = 0; j < hp->ns-1; j++) {
387 <                double  d2 = d2n;
388 <                if (d2 >= dist2a[j])    /* row before */
389 <                        vf[0] |= 1<<VDB_y;
390 <                else
391 <                        vf[-hp->ns] |= 1<<VDB_Y;
392 <                dist2a[j] = d2n;
393 <                if (d2 >= dist2a[j+1])  /* diagonal we care about */
394 <                        vf[0] |= 1<<VDB_Xy;
395 <                else
396 <                        vf[1-hp->ns] |= 1<<VDB_xY;
397 <                d2n = dist2(ambsam(hp,i,j+1).p, hp->rp->rop);
398 <                if (d2 >= d2n)          /* column after */
399 <                        vf[0] |= 1<<VDB_X;
400 <                else
401 <                        vf[1] |= 1<<VDB_x;
402 <                ++vf;
403 <            }
357 <            if (d2n >= dist2a[j])       /* final column edge */
358 <                vf[0] |= 1<<VDB_y;
359 <            else
360 <                vf[-hp->ns] |= 1<<VDB_Y;
361 <            dist2a[j] = d2n;
362 <            ++vf;
383 >        hp->rp = r;
384 >        hp->ns = n;
385 >        scolorblack(hp->acol);
386 >        memset(hp->sa, 0, sizeof(AMBSAMP)*n*n);
387 >        hp->sampOK = 0;
388 >                                        /* assign coefficient */
389 >        copyscolor(hp->acoef, rcol);
390 >        d = 1.0/(n*n);
391 >        scalescolor(hp->acoef, d);
392 >                                        /* make tangent plane axes */
393 >        if (!getperpendicular(hp->ux, hp->onrm, 1))
394 >                error(CONSISTENCY, "bad ray direction in samp_hemi");
395 >        VCROSS(hp->uy, hp->onrm, hp->ux);
396 >                                        /* sample divisions */
397 >        for (i = hp->ns; i--; )
398 >            for (j = hp->ns; j--; )
399 >                hp->sampOK += ambsample(hp, i, j, 0);
400 >        copyscolor(rcol, hp->acol);
401 >        if (!hp->sampOK) {              /* utter failure? */
402 >                free(hp);
403 >                return(NULL);
404          }
405 <        free(dist2a);
406 <        return(vflags);
405 >        if (hp->sampOK < hp->ns*hp->ns) {
406 >                hp->sampOK *= -1;       /* soft failure */
407 >                return(hp);
408 >        }
409 >        if (hp->sampOK <= MINADIV*MINADIV)
410 >                return(hp);             /* don't bother super-sampling */
411 >        n = ambssamp*wt + 0.5;
412 >        if (n >= 4*hp->ns) {            /* perform super-sampling? */
413 >                ambsupersamp(hp, n);
414 >                copyscolor(rcol, hp->acol);
415 >        }
416 >        return(hp);                     /* all is well */
417   }
418  
419  
420   /* Return brightness of farthest ambient sample */
421   static double
422 < back_ambval(AMBHEMI *hp, int i, int j, int dbit1, int dbit2, const uby8 *vflags)
422 > back_ambval(AMBHEMI *hp, const int n1, const int n2, const int n3)
423   {
424 <        const int       v0 = ambndx(hp,i,j);
425 <        const int       tflags = (1<<dbit1 | 1<<dbit2);
426 <        int             v1, v2;
427 <
428 <        if ((vflags[v0] & tflags) == tflags)    /* is v0 the farthest? */
429 <                return(colval(hp->sa[v0].v,CIEY));
430 <        v1 = adjacent_verti(hp, i, j, dbit1);
431 <        if (vflags[v0] & 1<<dbit2)              /* v1 farthest if v0>v2 */
381 <                return(colval(hp->sa[v1].v,CIEY));
382 <        v2 = adjacent_verti(hp, i, j, dbit2);
383 <        if (vflags[v0] & 1<<dbit1)              /* v2 farthest if v0>v1 */
384 <                return(colval(hp->sa[v2].v,CIEY));
385 <                                                /* else check if v1>v2 */
386 <        if (vflags[v1] & 1<<vdb_edge(dbit1,dbit2))
387 <                return(colval(hp->sa[v1].v,CIEY));
388 <        return(colval(hp->sa[v2].v,CIEY));
424 >        if (hp->sa[n1].d <= hp->sa[n2].d) {
425 >                if (hp->sa[n1].d <= hp->sa[n3].d)
426 >                        return(hp->sa[n1].v[0]);
427 >                return(hp->sa[n3].v[0]);
428 >        }
429 >        if (hp->sa[n2].d <= hp->sa[n3].d)
430 >                return(hp->sa[n2].v[0]);
431 >        return(hp->sa[n3].v[0]);
432   }
433  
434  
435   /* Compute vectors and coefficients for Hessian/gradient calcs */
436   static void
437 < comp_fftri(FFTRI *ftp, AMBHEMI *hp, int i, int j, int dbit, const uby8 *vflags)
437 > comp_fftri(FFTRI *ftp, AMBHEMI *hp, const int n0, const int n1)
438   {
439 <        const int       i0 = ambndx(hp,i,j);
440 <        double          rdot_cp, dot_e, dot_er, rdot_r, rdot_r1, J2;
398 <        int             i1, ii;
439 >        double  rdot_cp, dot_e, dot_er, rdot_r, rdot_r1, J2;
440 >        int     ii;
441  
442 <        ftp->valid = 0;                 /* check if we can skip this edge */
443 <        ii = adjacent_trifl[dbit];
444 <        if ((vflags[i0] & ii) == ii)    /* cancels if vertex used as value */
403 <                return;
404 <        i1 = adjacent_verti(hp, i, j, dbit);
405 <        ii = adjacent_trifl[VDB_OPP(dbit)];
406 <        if ((vflags[i1] & ii) == ii)    /* on either end (for both triangles) */
407 <                return;
408 <                                        /* else go ahead with calculation */
409 <        VSUB(ftp->r_i, hp->sa[i0].p, hp->rp->rop);
410 <        VSUB(ftp->r_i1, hp->sa[i1].p, hp->rp->rop);
411 <        VSUB(ftp->e_i, hp->sa[i1].p, hp->sa[i0].p);
442 >        VSUB(ftp->r_i, hp->sa[n0].p, hp->rp->rop);
443 >        VSUB(ftp->r_i1, hp->sa[n1].p, hp->rp->rop);
444 >        VSUB(ftp->e_i, hp->sa[n1].p, hp->sa[n0].p);
445          VCROSS(ftp->rcp, ftp->r_i, ftp->r_i1);
446          rdot_cp = 1.0/DOT(ftp->rcp,ftp->rcp);
447          dot_e = DOT(ftp->e_i,ftp->e_i);
# Line 422 | Line 455 | comp_fftri(FFTRI *ftp, AMBHEMI *hp, int i, int j, int
455          J2 =  ( 0.5*(rdot_r - rdot_r1) - dot_er*ftp->I2 ) / dot_e;
456          for (ii = 3; ii--; )
457                  ftp->rI2_eJ2[ii] = ftp->I2*ftp->r_i[ii] + J2*ftp->e_i[ii];
425 –        ftp->valid++;
458   }
459  
460  
# Line 448 | Line 480 | comp_hessian(FVECT hess[3], FFTRI *ftp, FVECT nrm)
480          double  d1, d2, d3, d4;
481          double  I3, J3, K3;
482          int     i, j;
451 –
452 –        if (!ftp->valid) {              /* preemptive test */
453 –                memset(hess, 0, sizeof(FVECT)*3);
454 –                return;
455 –        }
483                                          /* compute intermediate coefficients */
484          d1 = 1.0/DOT(ftp->r_i,ftp->r_i);
485          d2 = 1.0/DOT(ftp->r_i1,ftp->r_i1);
# Line 516 | Line 543 | comp_gradient(FVECT grad, FFTRI *ftp, FVECT nrm)
543          double  f1;
544          int     i;
545  
519 –        if (!ftp->valid) {              /* preemptive test */
520 –                memset(grad, 0, sizeof(FVECT));
521 –                return;
522 –        }
546          f1 = 2.0*DOT(nrm, ftp->rcp);
547          VCROSS(ncp, nrm, ftp->e_i);
548          for (i = 3; i--; )
# Line 549 | Line 572 | add2gradient(FVECT grad, FVECT egrad1, FVECT egrad2, F
572  
573  
574   /* Compute anisotropic radii and eigenvector directions */
575 < static int
575 > static void
576   eigenvectors(FVECT uv[2], float ra[2], FVECT hessian[3])
577   {
578          double  hess2[2][2];
# Line 571 | Line 594 | eigenvectors(FVECT uv[2], float ra[2], FVECT hessian[3
594          if (i == 1)                     /* double-root (circle) */
595                  evalue[1] = evalue[0];
596          if (!i || ((evalue[0] = fabs(evalue[0])) <= FTINY*FTINY) |
597 <                        ((evalue[1] = fabs(evalue[1])) <= FTINY*FTINY) )
598 <                error(INTERNAL, "bad eigenvalue calculation");
599 <
597 >                        ((evalue[1] = fabs(evalue[1])) <= FTINY*FTINY) ) {
598 >                ra[0] = ra[1] = maxarad;
599 >                return;
600 >        }
601          if (evalue[0] > evalue[1]) {
602                  ra[0] = sqrt(sqrt(4.0/evalue[0]));
603                  ra[1] = sqrt(sqrt(4.0/evalue[1]));
# Line 608 | Line 632 | ambHessian(                            /* anisotropic radii & pos. gradient */
632          static char     memerrmsg[] = "out of memory in ambHessian()";
633          FVECT           (*hessrow)[3] = NULL;
634          FVECT           *gradrow = NULL;
611 –        uby8            *vflags;
635          FVECT           hessian[3];
636          FVECT           gradient;
637          FFTRI           fftr;
# Line 630 | Line 653 | ambHessian(                            /* anisotropic radii & pos. gradient */
653                          error(SYSTEM, memerrmsg);
654                  memset(gradient, 0, sizeof(gradient));
655          }
633 –                                        /* get vertex position flags */
634 –        vflags = vertex_flags(hp);
656                                          /* compute first row of edges */
657          for (j = 0; j < hp->ns-1; j++) {
658 <                comp_fftri(&fftr, hp, 0, j, VDB_X, vflags);
658 >                comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,0,j), AI(hp,0,j+1));
659                  if (hessrow != NULL)
660 <                        comp_hessian(hessrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
660 >                        comp_hessian(hessrow[j], &fftr, hp->onrm);
661                  if (gradrow != NULL)
662 <                        comp_gradient(gradrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
662 >                        comp_gradient(gradrow[j], &fftr, hp->onrm);
663          }
664                                          /* sum each row of triangles */
665          for (i = 0; i < hp->ns-1; i++) {
666              FVECT       hesscol[3];     /* compute first vertical edge */
667              FVECT       gradcol;
668 <            comp_fftri(&fftr, hp, i, 0, VDB_Y, vflags);
668 >            comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i,0), AI(hp,i+1,0));
669              if (hessrow != NULL)
670 <                comp_hessian(hesscol, &fftr, hp->rp->ron);
670 >                comp_hessian(hesscol, &fftr, hp->onrm);
671              if (gradrow != NULL)
672 <                comp_gradient(gradcol, &fftr, hp->rp->ron);
672 >                comp_gradient(gradcol, &fftr, hp->onrm);
673              for (j = 0; j < hp->ns-1; j++) {
674                  FVECT   hessdia[3];     /* compute triangle contributions */
675                  FVECT   graddia;
676                  double  backg;
677 <                backg = back_ambval(hp, i, j, VDB_X, VDB_Y, vflags);
677 >                backg = back_ambval(hp, AI(hp,i,j),
678 >                                        AI(hp,i,j+1), AI(hp,i+1,j));
679                                          /* diagonal (inner) edge */
680 <                comp_fftri(&fftr, hp, i, j+1, VDB_xY, vflags);
680 >                comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i,j+1), AI(hp,i+1,j));
681                  if (hessrow != NULL) {
682 <                    comp_hessian(hessdia, &fftr, hp->rp->ron);
682 >                    comp_hessian(hessdia, &fftr, hp->onrm);
683                      rev_hessian(hesscol);
684                      add2hessian(hessian, hessrow[j], hessdia, hesscol, backg);
685                  }
686                  if (gradrow != NULL) {
687 <                    comp_gradient(graddia, &fftr, hp->rp->ron);
687 >                    comp_gradient(graddia, &fftr, hp->onrm);
688                      rev_gradient(gradcol);
689                      add2gradient(gradient, gradrow[j], graddia, gradcol, backg);
690                  }
691                                          /* initialize edge in next row */
692 <                comp_fftri(&fftr, hp, i+1, j+1, VDB_x, vflags);
692 >                comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i+1,j+1), AI(hp,i+1,j));
693                  if (hessrow != NULL)
694 <                    comp_hessian(hessrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
694 >                    comp_hessian(hessrow[j], &fftr, hp->onrm);
695                  if (gradrow != NULL)
696 <                    comp_gradient(gradrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
696 >                    comp_gradient(gradrow[j], &fftr, hp->onrm);
697                                          /* new column edge & paired triangle */
698 <                backg = back_ambval(hp, i+1, j+1, VDB_x, VDB_y, vflags);
699 <                comp_fftri(&fftr, hp, i, j+1, VDB_Y, vflags);
698 >                backg = back_ambval(hp, AI(hp,i+1,j+1),
699 >                                        AI(hp,i+1,j), AI(hp,i,j+1));
700 >                comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i,j+1), AI(hp,i+1,j+1));
701                  if (hessrow != NULL) {
702 <                    comp_hessian(hesscol, &fftr, hp->rp->ron);
702 >                    comp_hessian(hesscol, &fftr, hp->onrm);
703                      rev_hessian(hessdia);
704                      add2hessian(hessian, hessrow[j], hessdia, hesscol, backg);
705                      if (i < hp->ns-2)
706                          rev_hessian(hessrow[j]);
707                  }
708                  if (gradrow != NULL) {
709 <                    comp_gradient(gradcol, &fftr, hp->rp->ron);
709 >                    comp_gradient(gradcol, &fftr, hp->onrm);
710                      rev_gradient(graddia);
711                      add2gradient(gradient, gradrow[j], graddia, gradcol, backg);
712                      if (i < hp->ns-2)
# Line 694 | Line 717 | ambHessian(                            /* anisotropic radii & pos. gradient */
717                                          /* release row buffers */
718          if (hessrow != NULL) free(hessrow);
719          if (gradrow != NULL) free(gradrow);
697 –        free(vflags);
720          
721          if (ra != NULL)                 /* extract eigenvectors & radii */
722                  eigenvectors(uv, ra, hessian);
# Line 720 | Line 742 | ambdirgrad(AMBHEMI *hp, FVECT uv[2], float dg[2])
742                                          /* use vector for azimuth + 90deg */
743                  VSUB(vd, ap->p, hp->rp->rop);
744                                          /* brightness over cosine factor */
745 <                gfact = colval(ap->v,CIEY) / DOT(hp->rp->ron, vd);
745 >                gfact = ap->v[0] / DOT(hp->onrm, vd);
746                                          /* sine = proj_radius/vd_length */
747                  dgsum[0] -= DOT(uv[1], vd) * gfact;
748                  dgsum[1] += DOT(uv[0], vd) * gfact;
# Line 730 | Line 752 | ambdirgrad(AMBHEMI *hp, FVECT uv[2], float dg[2])
752   }
753  
754  
755 + /* Compute potential light leak direction flags for cache value */
756 + static uint32
757 + ambcorral(AMBHEMI *hp, FVECT uv[2], const double r0, const double r1)
758 + {
759 +        const double    max_d = 1.0/(minarad*ambacc + 0.001);
760 +        const double    ang_res = 0.5*PI/hp->ns;
761 +        const double    ang_step = ang_res/((int)(16/PI*ang_res) + 1.01);
762 +        double          avg_d = 0;
763 +        uint32          flgs = 0;
764 +        FVECT           vec;
765 +        double          u, v;
766 +        double          ang, a1;
767 +        int             i, j;
768 +                                        /* don't bother for a few samples */
769 +        if (hp->ns < 8)
770 +                return(0);
771 +                                        /* check distances overhead */
772 +        for (i = hp->ns*3/4; i-- > hp->ns>>2; )
773 +            for (j = hp->ns*3/4; j-- > hp->ns>>2; )
774 +                avg_d += ambsam(hp,i,j).d;
775 +        avg_d *= 4.0/(hp->ns*hp->ns);
776 +        if (avg_d*r0 >= 1.0)            /* ceiling too low for corral? */
777 +                return(0);
778 +        if (avg_d >= max_d)             /* insurance */
779 +                return(0);
780 +                                        /* else circle around perimeter */
781 +        for (i = 0; i < hp->ns; i++)
782 +            for (j = 0; j < hp->ns; j += !i|(i==hp->ns-1) ? 1 : hp->ns-1) {
783 +                AMBSAMP *ap = &ambsam(hp,i,j);
784 +                if ((ap->d <= FTINY) | (ap->d >= max_d))
785 +                        continue;       /* too far or too near */
786 +                VSUB(vec, ap->p, hp->rp->rop);
787 +                u = DOT(vec, uv[0]);
788 +                v = DOT(vec, uv[1]);
789 +                if ((r0*r0*u*u + r1*r1*v*v) * ap->d*ap->d <= u*u + v*v)
790 +                        continue;       /* occluder outside ellipse */
791 +                ang = atan2a(v, u);     /* else set direction flags */
792 +                for (a1 = ang-ang_res; a1 <= ang+ang_res; a1 += ang_step)
793 +                        flgs |= 1L<<(int)(16/PI*(a1 + 2.*PI*(a1 < 0)));
794 +            }
795 +        return(flgs);
796 + }
797 +
798 +
799   int
800   doambient(                              /* compute ambient component */
801 <        COLOR   rcol,                   /* input/output color */
801 >        SCOLOR  rcol,                   /* input/output color */
802          RAY     *r,
803 <        double  wt,
803 >        double  wt,                     /* negative for back side */
804          FVECT   uv[2],                  /* returned (optional) */
805          float   ra[2],                  /* returned (optional) */
806          float   pg[2],                  /* returned (optional) */
807 <        float   dg[2]                   /* returned (optional) */
807 >        float   dg[2],                  /* returned (optional) */
808 >        uint32  *crlp                   /* returned (optional) */
809   )
810   {
811 <        AMBHEMI *hp = inithemi(rcol, r, wt);
745 <        int     cnt;
811 >        AMBHEMI *hp = samp_hemi(rcol, r, wt);
812          FVECT   my_uv[2];
813 <        double  d, K, acol[3];
813 >        double  d, K;
814          AMBSAMP *ap;
815 <        int     i, j;
816 <                                        /* check/initialize */
751 <        if (hp == NULL)
752 <                return(0);
815 >        int     i;
816 >                                        /* clear return values */
817          if (uv != NULL)
818                  memset(uv, 0, sizeof(FVECT)*2);
819          if (ra != NULL)
# Line 758 | Line 822 | doambient(                             /* compute ambient component */
822                  pg[0] = pg[1] = 0.0;
823          if (dg != NULL)
824                  dg[0] = dg[1] = 0.0;
825 <                                        /* sample the hemisphere */
826 <        acol[0] = acol[1] = acol[2] = 0.0;
827 <        cnt = 0;
828 <        for (i = hp->ns; i--; )
829 <                for (j = hp->ns; j--; )
830 <                        if ((ap = ambsample(hp, i, j)) != NULL) {
831 <                                addcolor(acol, ap->v);
832 <                                ++cnt;
833 <                        }
770 <        if (!cnt) {
771 <                setcolor(rcol, 0.0, 0.0, 0.0);
772 <                free(hp);
773 <                return(0);              /* no valid samples */
825 >        if (crlp != NULL)
826 >                *crlp = 0;
827 >        if (hp == NULL)                 /* sampling falure? */
828 >                return(0);
829 >
830 >        if ((ra == NULL) & (pg == NULL) & (dg == NULL) ||
831 >                        (hp->sampOK < 0) | (hp->ns < MINADIV)) {
832 >                free(hp);               /* Hessian not requested/possible */
833 >                return(-1);             /* value-only return value */
834          }
835 <        if (cnt < hp->ns*hp->ns) {      /* incomplete sampling? */
836 <                copycolor(rcol, acol);
777 <                free(hp);
778 <                return(-1);             /* return value w/o Hessian */
779 <        }
780 <        cnt = ambssamp*wt + 0.5;        /* perform super-sampling? */
781 <        if (cnt > 0)
782 <                ambsupersamp(acol, hp, cnt);
783 <        copycolor(rcol, acol);          /* final indirect irradiance/PI */
784 <        if ((ra == NULL) & (pg == NULL) & (dg == NULL)) {
785 <                free(hp);
786 <                return(-1);             /* no radius or gradient calc. */
787 <        }
788 <        if ((d = bright(acol)) > FTINY) {       /* normalize Y values */
789 <                d = 0.99*(hp->ns*hp->ns)/d;
835 >        if ((d = scolor_mean(rcol)) > FTINY) {
836 >                d = 0.99*(hp->ns*hp->ns)/d;     /* normalize avg. values */
837                  K = 0.01;
838          } else {                        /* or fall back on geometric Hessian */
839                  K = 1.0;
840                  pg = NULL;
841                  dg = NULL;
842 +                crlp = NULL;
843          }
844 <        ap = hp->sa;                    /* relative Y channel from here on... */
844 >        ap = hp->sa;                    /* single channel from here on... */
845          for (i = hp->ns*hp->ns; i--; ap++)
846 <                colval(ap->v,CIEY) = bright(ap->v)*d + K;
846 >                ap->v[0] = scolor_mean(ap->v)*d + K;
847  
848          if (uv == NULL)                 /* make sure we have axis pointers */
849                  uv = my_uv;
# Line 819 | Line 867 | doambient(                             /* compute ambient component */
867                          if (ra[1] < minarad)
868                                  ra[1] = minarad;
869                  }
870 <                ra[0] *= d = 1.0/sqrt(sqrt(wt));
870 >                ra[0] *= d = 1.0/sqrt(fabs(wt));
871                  if ((ra[1] *= d) > 2.0*ra[0])
872                          ra[1] = 2.0*ra[0];
873                  if (ra[1] > maxarad) {
# Line 827 | Line 875 | doambient(                             /* compute ambient component */
875                          if (ra[0] > maxarad)
876                                  ra[0] = maxarad;
877                  }
878 +                                        /* flag encroached directions */
879 +                if (crlp != NULL)       /* XXX doesn't update with changes to ambacc */
880 +                        *crlp = ambcorral(hp, uv, ra[0]*ambacc, ra[1]*ambacc);
881                  if (pg != NULL) {       /* cap gradient if necessary */
882                          d = pg[0]*pg[0]*ra[0]*ra[0] + pg[1]*pg[1]*ra[1]*ra[1];
883                          if (d > 1.0) {
# Line 839 | Line 890 | doambient(                             /* compute ambient component */
890          free(hp);                       /* clean up and return */
891          return(1);
892   }
842 –
843 –
844 – #else /* ! NEWAMB */
845 –
846 –
847 – void
848 – inithemi(                       /* initialize sampling hemisphere */
849 –        AMBHEMI  *hp,
850 –        COLOR ac,
851 –        RAY  *r,
852 –        double  wt
853 – )
854 – {
855 –        double  d;
856 –        int  i;
857 –                                        /* set number of divisions */
858 –        if (ambacc <= FTINY &&
859 –                        wt > (d = 0.8*intens(ac)*r->rweight/(ambdiv*minweight)))
860 –                wt = d;                 /* avoid ray termination */
861 –        hp->nt = sqrt(ambdiv * wt / PI) + 0.5;
862 –        i = ambacc > FTINY ? 3 : 1;     /* minimum number of samples */
863 –        if (hp->nt < i)
864 –                hp->nt = i;
865 –        hp->np = PI * hp->nt + 0.5;
866 –                                        /* set number of super-samples */
867 –        hp->ns = ambssamp * wt + 0.5;
868 –                                        /* assign coefficient */
869 –        copycolor(hp->acoef, ac);
870 –        d = 1.0/(hp->nt*hp->np);
871 –        scalecolor(hp->acoef, d);
872 –                                        /* make axes */
873 –        VCOPY(hp->uz, r->ron);
874 –        hp->uy[0] = hp->uy[1] = hp->uy[2] = 0.0;
875 –        for (i = 0; i < 3; i++)
876 –                if (hp->uz[i] < 0.6 && hp->uz[i] > -0.6)
877 –                        break;
878 –        if (i >= 3)
879 –                error(CONSISTENCY, "bad ray direction in inithemi");
880 –        hp->uy[i] = 1.0;
881 –        fcross(hp->ux, hp->uy, hp->uz);
882 –        normalize(hp->ux);
883 –        fcross(hp->uy, hp->uz, hp->ux);
884 – }
885 –
886 –
887 – int
888 – divsample(                              /* sample a division */
889 –        AMBSAMP  *dp,
890 –        AMBHEMI  *h,
891 –        RAY  *r
892 – )
893 – {
894 –        RAY  ar;
895 –        int  hlist[3];
896 –        double  spt[2];
897 –        double  xd, yd, zd;
898 –        double  b2;
899 –        double  phi;
900 –        int  i;
901 –                                        /* ambient coefficient for weight */
902 –        if (ambacc > FTINY)
903 –                setcolor(ar.rcoef, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
904 –        else
905 –                copycolor(ar.rcoef, h->acoef);
906 –        if (rayorigin(&ar, AMBIENT, r, ar.rcoef) < 0)
907 –                return(-1);
908 –        if (ambacc > FTINY) {
909 –                multcolor(ar.rcoef, h->acoef);
910 –                scalecolor(ar.rcoef, 1./AVGREFL);
911 –        }
912 –        hlist[0] = r->rno;
913 –        hlist[1] = dp->t;
914 –        hlist[2] = dp->p;
915 –        multisamp(spt, 2, urand(ilhash(hlist,3)+dp->n));
916 –        zd = sqrt((dp->t + spt[0])/h->nt);
917 –        phi = 2.0*PI * (dp->p + spt[1])/h->np;
918 –        xd = tcos(phi) * zd;
919 –        yd = tsin(phi) * zd;
920 –        zd = sqrt(1.0 - zd*zd);
921 –        for (i = 0; i < 3; i++)
922 –                ar.rdir[i] =    xd*h->ux[i] +
923 –                                yd*h->uy[i] +
924 –                                zd*h->uz[i];
925 –        checknorm(ar.rdir);
926 –        dimlist[ndims++] = dp->t*h->np + dp->p + 90171;
927 –        rayvalue(&ar);
928 –        ndims--;
929 –        multcolor(ar.rcol, ar.rcoef);   /* apply coefficient */
930 –        addcolor(dp->v, ar.rcol);
931 –                                        /* use rt to improve gradient calc */
932 –        if (ar.rt > FTINY && ar.rt < FHUGE)
933 –                dp->r += 1.0/ar.rt;
934 –                                        /* (re)initialize error */
935 –        if (dp->n++) {
936 –                b2 = bright(dp->v)/dp->n - bright(ar.rcol);
937 –                b2 = b2*b2 + dp->k*((dp->n-1)*(dp->n-1));
938 –                dp->k = b2/(dp->n*dp->n);
939 –        } else
940 –                dp->k = 0.0;
941 –        return(0);
942 – }
943 –
944 –
945 – static int
946 – ambcmp(                                 /* decreasing order */
947 –        const void *p1,
948 –        const void *p2
949 – )
950 – {
951 –        const AMBSAMP   *d1 = (const AMBSAMP *)p1;
952 –        const AMBSAMP   *d2 = (const AMBSAMP *)p2;
953 –
954 –        if (d1->k < d2->k)
955 –                return(1);
956 –        if (d1->k > d2->k)
957 –                return(-1);
958 –        return(0);
959 – }
960 –
961 –
962 – static int
963 – ambnorm(                                /* standard order */
964 –        const void *p1,
965 –        const void *p2
966 – )
967 – {
968 –        const AMBSAMP   *d1 = (const AMBSAMP *)p1;
969 –        const AMBSAMP   *d2 = (const AMBSAMP *)p2;
970 –        int     c;
971 –
972 –        if ( (c = d1->t - d2->t) )
973 –                return(c);
974 –        return(d1->p - d2->p);
975 – }
976 –
977 –
978 – double
979 – doambient(                              /* compute ambient component */
980 –        COLOR  rcol,
981 –        RAY  *r,
982 –        double  wt,
983 –        FVECT  pg,
984 –        FVECT  dg
985 – )
986 – {
987 –        double  b, d=0;
988 –        AMBHEMI  hemi;
989 –        AMBSAMP  *div;
990 –        AMBSAMP  dnew;
991 –        double  acol[3];
992 –        AMBSAMP  *dp;
993 –        double  arad;
994 –        int  divcnt;
995 –        int  i, j;
996 –                                        /* initialize hemisphere */
997 –        inithemi(&hemi, rcol, r, wt);
998 –        divcnt = hemi.nt * hemi.np;
999 –                                        /* initialize */
1000 –        if (pg != NULL)
1001 –                pg[0] = pg[1] = pg[2] = 0.0;
1002 –        if (dg != NULL)
1003 –                dg[0] = dg[1] = dg[2] = 0.0;
1004 –        setcolor(rcol, 0.0, 0.0, 0.0);
1005 –        if (divcnt == 0)
1006 –                return(0.0);
1007 –                                        /* allocate super-samples */
1008 –        if (hemi.ns > 0 || pg != NULL || dg != NULL) {
1009 –                div = (AMBSAMP *)malloc(divcnt*sizeof(AMBSAMP));
1010 –                if (div == NULL)
1011 –                        error(SYSTEM, "out of memory in doambient");
1012 –        } else
1013 –                div = NULL;
1014 –                                        /* sample the divisions */
1015 –        arad = 0.0;
1016 –        acol[0] = acol[1] = acol[2] = 0.0;
1017 –        if ((dp = div) == NULL)
1018 –                dp = &dnew;
1019 –        divcnt = 0;
1020 –        for (i = 0; i < hemi.nt; i++)
1021 –                for (j = 0; j < hemi.np; j++) {
1022 –                        dp->t = i; dp->p = j;
1023 –                        setcolor(dp->v, 0.0, 0.0, 0.0);
1024 –                        dp->r = 0.0;
1025 –                        dp->n = 0;
1026 –                        if (divsample(dp, &hemi, r) < 0) {
1027 –                                if (div != NULL)
1028 –                                        dp++;
1029 –                                continue;
1030 –                        }
1031 –                        arad += dp->r;
1032 –                        divcnt++;
1033 –                        if (div != NULL)
1034 –                                dp++;
1035 –                        else
1036 –                                addcolor(acol, dp->v);
1037 –                }
1038 –        if (!divcnt) {
1039 –                if (div != NULL)
1040 –                        free((void *)div);
1041 –                return(0.0);            /* no samples taken */
1042 –        }
1043 –        if (divcnt < hemi.nt*hemi.np) {
1044 –                pg = dg = NULL;         /* incomplete sampling */
1045 –                hemi.ns = 0;
1046 –        } else if (arad > FTINY && divcnt/arad < minarad) {
1047 –                hemi.ns = 0;            /* close enough */
1048 –        } else if (hemi.ns > 0) {       /* else perform super-sampling? */
1049 –                comperrs(div, &hemi);                   /* compute errors */
1050 –                qsort(div, divcnt, sizeof(AMBSAMP), ambcmp);    /* sort divs */
1051 –                                                /* super-sample */
1052 –                for (i = hemi.ns; i > 0; i--) {
1053 –                        dnew = *div;
1054 –                        if (divsample(&dnew, &hemi, r) < 0) {
1055 –                                dp++;
1056 –                                continue;
1057 –                        }
1058 –                        dp = div;               /* reinsert */
1059 –                        j = divcnt < i ? divcnt : i;
1060 –                        while (--j > 0 && dnew.k < dp[1].k) {
1061 –                                *dp = *(dp+1);
1062 –                                dp++;
1063 –                        }
1064 –                        *dp = dnew;
1065 –                }
1066 –                if (pg != NULL || dg != NULL)   /* restore order */
1067 –                        qsort(div, divcnt, sizeof(AMBSAMP), ambnorm);
1068 –        }
1069 –                                        /* compute returned values */
1070 –        if (div != NULL) {
1071 –                arad = 0.0;             /* note: divcnt may be < nt*np */
1072 –                for (i = hemi.nt*hemi.np, dp = div; i-- > 0; dp++) {
1073 –                        arad += dp->r;
1074 –                        if (dp->n > 1) {
1075 –                                b = 1.0/dp->n;
1076 –                                scalecolor(dp->v, b);
1077 –                                dp->r *= b;
1078 –                                dp->n = 1;
1079 –                        }
1080 –                        addcolor(acol, dp->v);
1081 –                }
1082 –                b = bright(acol);
1083 –                if (b > FTINY) {
1084 –                        b = 1.0/b;      /* compute & normalize gradient(s) */
1085 –                        if (pg != NULL) {
1086 –                                posgradient(pg, div, &hemi);
1087 –                                for (i = 0; i < 3; i++)
1088 –                                        pg[i] *= b;
1089 –                        }
1090 –                        if (dg != NULL) {
1091 –                                dirgradient(dg, div, &hemi);
1092 –                                for (i = 0; i < 3; i++)
1093 –                                        dg[i] *= b;
1094 –                        }
1095 –                }
1096 –                free((void *)div);
1097 –        }
1098 –        copycolor(rcol, acol);
1099 –        if (arad <= FTINY)
1100 –                arad = maxarad;
1101 –        else
1102 –                arad = (divcnt+hemi.ns)/arad;
1103 –        if (pg != NULL) {               /* reduce radius if gradient large */
1104 –                d = DOT(pg,pg);
1105 –                if (d*arad*arad > 1.0)
1106 –                        arad = 1.0/sqrt(d);
1107 –        }
1108 –        if (arad < minarad) {
1109 –                arad = minarad;
1110 –                if (pg != NULL && d*arad*arad > 1.0) {  /* cap gradient */
1111 –                        d = 1.0/arad/sqrt(d);
1112 –                        for (i = 0; i < 3; i++)
1113 –                                pg[i] *= d;
1114 –                }
1115 –        }
1116 –        if ((arad /= sqrt(wt)) > maxarad)
1117 –                arad = maxarad;
1118 –        return(arad);
1119 – }
1120 –
1121 –
1122 – void
1123 – comperrs(                       /* compute initial error estimates */
1124 –        AMBSAMP  *da,   /* assumes standard ordering */
1125 –        AMBHEMI  *hp
1126 – )
1127 – {
1128 –        double  b, b2;
1129 –        int  i, j;
1130 –        AMBSAMP  *dp;
1131 –                                /* sum differences from neighbors */
1132 –        dp = da;
1133 –        for (i = 0; i < hp->nt; i++)
1134 –                for (j = 0; j < hp->np; j++) {
1135 – #ifdef  DEBUG
1136 –                        if (dp->t != i || dp->p != j)
1137 –                                error(CONSISTENCY,
1138 –                                        "division order in comperrs");
1139 – #endif
1140 –                        b = bright(dp[0].v);
1141 –                        if (i > 0) {            /* from above */
1142 –                                b2 = bright(dp[-hp->np].v) - b;
1143 –                                b2 *= b2 * 0.25;
1144 –                                dp[0].k += b2;
1145 –                                dp[-hp->np].k += b2;
1146 –                        }
1147 –                        if (j > 0) {            /* from behind */
1148 –                                b2 = bright(dp[-1].v) - b;
1149 –                                b2 *= b2 * 0.25;
1150 –                                dp[0].k += b2;
1151 –                                dp[-1].k += b2;
1152 –                        } else {                /* around */
1153 –                                b2 = bright(dp[hp->np-1].v) - b;
1154 –                                b2 *= b2 * 0.25;
1155 –                                dp[0].k += b2;
1156 –                                dp[hp->np-1].k += b2;
1157 –                        }
1158 –                        dp++;
1159 –                }
1160 –                                /* divide by number of neighbors */
1161 –        dp = da;
1162 –        for (j = 0; j < hp->np; j++)            /* top row */
1163 –                (dp++)->k *= 1.0/3.0;
1164 –        if (hp->nt < 2)
1165 –                return;
1166 –        for (i = 1; i < hp->nt-1; i++)          /* central region */
1167 –                for (j = 0; j < hp->np; j++)
1168 –                        (dp++)->k *= 0.25;
1169 –        for (j = 0; j < hp->np; j++)            /* bottom row */
1170 –                (dp++)->k *= 1.0/3.0;
1171 – }
1172 –
1173 –
1174 – void
1175 – posgradient(                                    /* compute position gradient */
1176 –        FVECT  gv,
1177 –        AMBSAMP  *da,                   /* assumes standard ordering */
1178 –        AMBHEMI  *hp
1179 – )
1180 – {
1181 –        int  i, j;
1182 –        double  nextsine, lastsine, b, d;
1183 –        double  mag0, mag1;
1184 –        double  phi, cosp, sinp, xd, yd;
1185 –        AMBSAMP  *dp;
1186 –
1187 –        xd = yd = 0.0;
1188 –        for (j = 0; j < hp->np; j++) {
1189 –                dp = da + j;
1190 –                mag0 = mag1 = 0.0;
1191 –                lastsine = 0.0;
1192 –                for (i = 0; i < hp->nt; i++) {
1193 – #ifdef  DEBUG
1194 –                        if (dp->t != i || dp->p != j)
1195 –                                error(CONSISTENCY,
1196 –                                        "division order in posgradient");
1197 – #endif
1198 –                        b = bright(dp->v);
1199 –                        if (i > 0) {
1200 –                                d = dp[-hp->np].r;
1201 –                                if (dp[0].r > d) d = dp[0].r;
1202 –                                                        /* sin(t)*cos(t)^2 */
1203 –                                d *= lastsine * (1.0 - (double)i/hp->nt);
1204 –                                mag0 += d*(b - bright(dp[-hp->np].v));
1205 –                        }
1206 –                        nextsine = sqrt((double)(i+1)/hp->nt);
1207 –                        if (j > 0) {
1208 –                                d = dp[-1].r;
1209 –                                if (dp[0].r > d) d = dp[0].r;
1210 –                                mag1 += d * (nextsine - lastsine) *
1211 –                                                (b - bright(dp[-1].v));
1212 –                        } else {
1213 –                                d = dp[hp->np-1].r;
1214 –                                if (dp[0].r > d) d = dp[0].r;
1215 –                                mag1 += d * (nextsine - lastsine) *
1216 –                                                (b - bright(dp[hp->np-1].v));
1217 –                        }
1218 –                        dp += hp->np;
1219 –                        lastsine = nextsine;
1220 –                }
1221 –                mag0 *= 2.0*PI / hp->np;
1222 –                phi = 2.0*PI * (double)j/hp->np;
1223 –                cosp = tcos(phi); sinp = tsin(phi);
1224 –                xd += mag0*cosp - mag1*sinp;
1225 –                yd += mag0*sinp + mag1*cosp;
1226 –        }
1227 –        for (i = 0; i < 3; i++)
1228 –                gv[i] = (xd*hp->ux[i] + yd*hp->uy[i])*(hp->nt*hp->np)/PI;
1229 – }
1230 –
1231 –
1232 – void
1233 – dirgradient(                                    /* compute direction gradient */
1234 –        FVECT  gv,
1235 –        AMBSAMP  *da,                   /* assumes standard ordering */
1236 –        AMBHEMI  *hp
1237 – )
1238 – {
1239 –        int  i, j;
1240 –        double  mag;
1241 –        double  phi, xd, yd;
1242 –        AMBSAMP  *dp;
1243 –
1244 –        xd = yd = 0.0;
1245 –        for (j = 0; j < hp->np; j++) {
1246 –                dp = da + j;
1247 –                mag = 0.0;
1248 –                for (i = 0; i < hp->nt; i++) {
1249 – #ifdef  DEBUG
1250 –                        if (dp->t != i || dp->p != j)
1251 –                                error(CONSISTENCY,
1252 –                                        "division order in dirgradient");
1253 – #endif
1254 –                                                        /* tan(t) */
1255 –                        mag += bright(dp->v)/sqrt(hp->nt/(i+.5) - 1.0);
1256 –                        dp += hp->np;
1257 –                }
1258 –                phi = 2.0*PI * (j+.5)/hp->np + PI/2.0;
1259 –                xd += mag * tcos(phi);
1260 –                yd += mag * tsin(phi);
1261 –        }
1262 –        for (i = 0; i < 3; i++)
1263 –                gv[i] = xd*hp->ux[i] + yd*hp->uy[i];
1264 – }
1265 –
1266 – #endif  /* ! NEWAMB */

Diff Legend

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