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 2.80 by greg, Wed Apr 11 17:05:59 2018 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 < #ifndef OLDAMB
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 –
31   typedef struct {
29 –        COLOR   v;              /* hemisphere sample value */
30 –        float   d;              /* reciprocal distance (1/rt) */
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 */
39          int     ns;             /* number of samples per axis */
40          int     sampOK;         /* acquired full sample set? */
41 <        COLOR   acoef;          /* division contribution coefficient */
42 <        double  acol[3];        /* accumulated color */
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 */
# Line 60 | Line 65 | ambcollision(                          /* proposed direciton collides? */
65   {
66          double  cos_thresh;
67          int     ii, jj;
68 <                                        /* min. spacing = 1/4th division */
69 <        cos_thresh = (PI/4.)/(double)hp->ns;
68 >
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++) {
# Line 87 | Line 92 | ambcollision(                          /* proposed direciton collides? */
92   }
93  
94  
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 + psample_class(double ss[2])             /* classify patch sample */
103 + {
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 +        return(COTHER);                 /* not in a corner */
116 + }
117 +
118 + static void
119 + trade_patchsamp(double ss[2])           /* trade in problem patch position */
120 + {
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 +
176 + static int
177   ambsample(                              /* initial ambient division sample */
178          AMBHEMI *hp,
179          int     i,
# Line 98 | Line 184 | ambsample(                             /* initial ambient division sample */
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(ar.rcoef, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
193 >                setscolor(ar.rcoef, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
194          else
195 <                copycolor(ar.rcoef, hp->acoef);
196 <        if (rayorigin(&ar, AMBIENT, hp->rp, ar.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(ar.rcoef, hp->acoef);
200 <                scalecolor(ar.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 < resample:
207 <        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                  ar.rdir[ii] =   spt[0]*hp->ux[ii] +
211                                  spt[1]*hp->uy[ii] +
212 <                                zd*hp->rp->ron[ii];
212 >                                zd*hp->onrm[ii];
213          checknorm(ar.rdir);
214                                          /* avoid coincident samples */
215 <        if (!n && ambcollision(hp, i, j, ar.rdir)) {
216 <                spt[0] = frandom(); spt[1] = frandom();
217 <                goto resample;          /* reject this sample */
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 <        if (ar.rt <= FTINY)
222 >        zd = raydistance(&ar);
223 >        if (zd <= FTINY)
224                  return(0);              /* should never happen */
225 <        multcolor(ar.rcol, ar.rcoef);   /* apply coefficient */
226 <        if (ar.rt*ap->d < 1.0)          /* new/closer distance? */
227 <                ap->d = 1.0/ar.rt;
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 (ar.rt > 10.0*thescene.cusize + 1000.)
230 <                        ar.rt = 10.0*thescene.cusize + 1000.;
231 <                VSUM(ap->p, ar.rorg, ar.rdir, ar.rt);
232 <                copycolor(ap->v, ar.rcol);
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 <                hp->acol[RED] -= colval(ap->v,RED);
146 <                hp->acol[GRN] -= colval(ap->v,GRN);
147 <                hp->acol[BLU] -= colval(ap->v,BLU);
234 >                sopscolor(hp->acol, -=, ap->v);
235                  zd = 1.0/(double)(n+1);
236 <                scalecolor(ar.rcol, zd);
236 >                scalescolor(ar.rcol, zd);
237                  zd *= (double)n;
238 <                scalecolor(ap->v, zd);
239 <                addcolor(ap->v, ar.rcol);
238 >                scalescolor(ap->v, zd);
239 >                saddscolor(ap->v, ar.rcol);
240          }
241 <        addcolor(hp->acol, ap->v);      /* add to our sum */
241 >        saddscolor(hp->acol, ap->v);    /* add to our sum */
242          return(1);
243   }
244  
245  
246 < /* Estimate errors based on ambient division differences */
246 > /* Estimate variance based on ambient division differences */
247   static float *
248   getambdiffs(AMBHEMI *hp)
249   {
250 <        const double    normf = 1./bright(hp->acoef);
251 <        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 = normf*(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) continue;
273                                          /* from behind */
274 <                d2 = normf*(b - bright(ap[-1].v));
275 <                d2 *= d2;
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 <                d2 = normf*(b - bright(ap[-hp->ns-1].v));
282 <                d2 *= d2;
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] *= 8./3.;
289 <        earr[hp->ns-1] *= 8./3.;
290 <        earr[(hp->ns-1)*hp->ns] *= 8./3.;
291 <        earr[(hp->ns-1)*hp->ns + hp->ns-1] *= 8./3.;
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] *= 8./5.;
295 <                earr[i*hp->ns + hp->ns-1] *= 8./5.;
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] *= 8./5.;
299 <                earr[(hp->ns-1)*hp->ns + j] *= 8./5.;
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  
# Line 215 | Line 319 | ambsupersamp(AMBHEMI *hp, int cnt)
319   {
320          float   *earr = getambdiffs(hp);
321          double  e2rem = 0;
218 –        AMBSAMP *ap;
322          float   *ep;
323          int     i, j, n, nss;
324  
# Line 225 | Line 328 | ambsupersamp(AMBHEMI *hp, int cnt)
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++) {
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();
# Line 241 | Line 344 | done:
344  
345   static AMBHEMI *
346   samp_hemi(                              /* sample indirect hemisphere */
347 <        COLOR   rcol,
347 >        SCOLOR  rcol,
348          RAY     *r,
349          double  wt
350   )
351   {
352 +        int     backside = (wt < 0);
353          AMBHEMI *hp;
354          double  d;
355          int     n, i, j;
356                                          /* insignificance check */
357 <        if (bright(rcol) <= FTINY)
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*intens(rcol)*r->rweight/(ambdiv*minweight)))
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 + 5*(ambacc > FTINY);     /* minimum number of samples */
367 <        if (n < i)
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 (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          hp->rp = r;
384          hp->ns = n;
385 <        hp->acol[RED] = hp->acol[GRN] = hp->acol[BLU] = 0.0;
385 >        scolorblack(hp->acol);
386          memset(hp->sa, 0, sizeof(AMBSAMP)*n*n);
387          hp->sampOK = 0;
388                                          /* assign coefficient */
389 <        copycolor(hp->acoef, rcol);
389 >        copyscolor(hp->acoef, rcol);
390          d = 1.0/(n*n);
391 <        scalecolor(hp->acoef, d);
391 >        scalescolor(hp->acoef, d);
392                                          /* make tangent plane axes */
393 <        if (!getperpendicular(hp->ux, r->ron, 1))
393 >        if (!getperpendicular(hp->ux, hp->onrm, 1))
394                  error(CONSISTENCY, "bad ray direction in samp_hemi");
395 <        VCROSS(hp->uy, r->ron, hp->ux);
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 <        copycolor(rcol, hp->acol);
400 >        copyscolor(rcol, hp->acol);
401          if (!hp->sampOK) {              /* utter failure? */
402                  free(hp);
403                  return(NULL);
# Line 290 | Line 406 | samp_hemi(                             /* sample indirect hemisphere */
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 > 8) {                    /* perform super-sampling? */
412 >        if (n >= 4*hp->ns) {            /* perform super-sampling? */
413                  ambsupersamp(hp, n);
414 <                copycolor(rcol, hp->acol);
414 >                copyscolor(rcol, hp->acol);
415          }
416          return(hp);                     /* all is well */
417   }
# Line 305 | Line 423 | back_ambval(AMBHEMI *hp, const int n1, const int n2, c
423   {
424          if (hp->sa[n1].d <= hp->sa[n2].d) {
425                  if (hp->sa[n1].d <= hp->sa[n3].d)
426 <                        return(colval(hp->sa[n1].v,CIEY));
427 <                return(colval(hp->sa[n3].v,CIEY));
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(colval(hp->sa[n2].v,CIEY));
431 <        return(colval(hp->sa[n3].v,CIEY));
430 >                return(hp->sa[n2].v[0]);
431 >        return(hp->sa[n3].v[0]);
432   }
433  
434  
# Line 539 | Line 657 | ambHessian(                            /* anisotropic radii & pos. gradient */
657          for (j = 0; j < hp->ns-1; j++) {
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++) {
# Line 549 | Line 667 | ambHessian(                            /* anisotropic radii & pos. gradient */
667              FVECT       gradcol;
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;
# Line 561 | Line 679 | ambHessian(                            /* anisotropic radii & pos. gradient */
679                                          /* diagonal (inner) edge */
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, 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, 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 624 | 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 680 | Line 798 | ambcorral(AMBHEMI *hp, FVECT uv[2], const double r0, c
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) */
# Line 710 | Line 828 | doambient(                             /* compute ambient component */
828                  return(0);
829  
830          if ((ra == NULL) & (pg == NULL) & (dg == NULL) ||
831 <                        (hp->sampOK < 0) | (hp->ns < 6)) {
831 >                        (hp->sampOK < 0) | (hp->ns < MINADIV)) {
832                  free(hp);               /* Hessian not requested/possible */
833                  return(-1);             /* value-only return value */
834          }
835 <        if ((d = bright(rcol)) > FTINY) {       /* normalize Y values */
836 <                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;
# Line 723 | Line 841 | doambient(                             /* compute ambient component */
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 749 | Line 867 | doambient(                             /* compute ambient component */
867                          if (ra[1] < minarad)
868                                  ra[1] = minarad;
869                  }
870 <                ra[0] *= d = 1.0/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 758 | Line 876 | doambient(                             /* compute ambient component */
876                                  ra[0] = maxarad;
877                  }
878                                          /* flag encroached directions */
879 <                if (crlp != NULL)
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];
# Line 772 | Line 890 | doambient(                             /* compute ambient component */
890          free(hp);                       /* clean up and return */
891          return(1);
892   }
775 –
776 –
777 – #else /* ! NEWAMB */
778 –
779 –
780 – void
781 – inithemi(                       /* initialize sampling hemisphere */
782 –        AMBHEMI  *hp,
783 –        COLOR ac,
784 –        RAY  *r,
785 –        double  wt
786 – )
787 – {
788 –        double  d;
789 –        int  i;
790 –                                        /* set number of divisions */
791 –        if (ambacc <= FTINY &&
792 –                        wt > (d = 0.8*intens(ac)*r->rweight/(ambdiv*minweight)))
793 –                wt = d;                 /* avoid ray termination */
794 –        hp->nt = sqrt(ambdiv * wt / PI) + 0.5;
795 –        i = ambacc > FTINY ? 3 : 1;     /* minimum number of samples */
796 –        if (hp->nt < i)
797 –                hp->nt = i;
798 –        hp->np = PI * hp->nt + 0.5;
799 –                                        /* set number of super-samples */
800 –        hp->ns = ambssamp * wt + 0.5;
801 –                                        /* assign coefficient */
802 –        copycolor(hp->acoef, ac);
803 –        d = 1.0/(hp->nt*hp->np);
804 –        scalecolor(hp->acoef, d);
805 –                                        /* make axes */
806 –        VCOPY(hp->uz, r->ron);
807 –        hp->uy[0] = hp->uy[1] = hp->uy[2] = 0.0;
808 –        for (i = 0; i < 3; i++)
809 –                if (hp->uz[i] < 0.6 && hp->uz[i] > -0.6)
810 –                        break;
811 –        if (i >= 3)
812 –                error(CONSISTENCY, "bad ray direction in inithemi");
813 –        hp->uy[i] = 1.0;
814 –        fcross(hp->ux, hp->uy, hp->uz);
815 –        normalize(hp->ux);
816 –        fcross(hp->uy, hp->uz, hp->ux);
817 – }
818 –
819 –
820 – int
821 – divsample(                              /* sample a division */
822 –        AMBSAMP  *dp,
823 –        AMBHEMI  *h,
824 –        RAY  *r
825 – )
826 – {
827 –        RAY  ar;
828 –        int  hlist[3];
829 –        double  spt[2];
830 –        double  xd, yd, zd;
831 –        double  b2;
832 –        double  phi;
833 –        int  i;
834 –                                        /* ambient coefficient for weight */
835 –        if (ambacc > FTINY)
836 –                setcolor(ar.rcoef, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
837 –        else
838 –                copycolor(ar.rcoef, h->acoef);
839 –        if (rayorigin(&ar, AMBIENT, r, ar.rcoef) < 0)
840 –                return(-1);
841 –        if (ambacc > FTINY) {
842 –                multcolor(ar.rcoef, h->acoef);
843 –                scalecolor(ar.rcoef, 1./AVGREFL);
844 –        }
845 –        hlist[0] = r->rno;
846 –        hlist[1] = dp->t;
847 –        hlist[2] = dp->p;
848 –        multisamp(spt, 2, urand(ilhash(hlist,3)+dp->n));
849 –        zd = sqrt((dp->t + spt[0])/h->nt);
850 –        phi = 2.0*PI * (dp->p + spt[1])/h->np;
851 –        xd = tcos(phi) * zd;
852 –        yd = tsin(phi) * zd;
853 –        zd = sqrt(1.0 - zd*zd);
854 –        for (i = 0; i < 3; i++)
855 –                ar.rdir[i] =    xd*h->ux[i] +
856 –                                yd*h->uy[i] +
857 –                                zd*h->uz[i];
858 –        checknorm(ar.rdir);
859 –        dimlist[ndims++] = dp->t*h->np + dp->p + 90171;
860 –        rayvalue(&ar);
861 –        ndims--;
862 –        multcolor(ar.rcol, ar.rcoef);   /* apply coefficient */
863 –        addcolor(dp->v, ar.rcol);
864 –                                        /* use rt to improve gradient calc */
865 –        if (ar.rt > FTINY && ar.rt < FHUGE)
866 –                dp->r += 1.0/ar.rt;
867 –                                        /* (re)initialize error */
868 –        if (dp->n++) {
869 –                b2 = bright(dp->v)/dp->n - bright(ar.rcol);
870 –                b2 = b2*b2 + dp->k*((dp->n-1)*(dp->n-1));
871 –                dp->k = b2/(dp->n*dp->n);
872 –        } else
873 –                dp->k = 0.0;
874 –        return(0);
875 – }
876 –
877 –
878 – static int
879 – ambcmp(                                 /* decreasing order */
880 –        const void *p1,
881 –        const void *p2
882 – )
883 – {
884 –        const AMBSAMP   *d1 = (const AMBSAMP *)p1;
885 –        const AMBSAMP   *d2 = (const AMBSAMP *)p2;
886 –
887 –        if (d1->k < d2->k)
888 –                return(1);
889 –        if (d1->k > d2->k)
890 –                return(-1);
891 –        return(0);
892 – }
893 –
894 –
895 – static int
896 – ambnorm(                                /* standard order */
897 –        const void *p1,
898 –        const void *p2
899 – )
900 – {
901 –        const AMBSAMP   *d1 = (const AMBSAMP *)p1;
902 –        const AMBSAMP   *d2 = (const AMBSAMP *)p2;
903 –        int     c;
904 –
905 –        if ( (c = d1->t - d2->t) )
906 –                return(c);
907 –        return(d1->p - d2->p);
908 – }
909 –
910 –
911 – double
912 – doambient(                              /* compute ambient component */
913 –        COLOR  rcol,
914 –        RAY  *r,
915 –        double  wt,
916 –        FVECT  pg,
917 –        FVECT  dg
918 – )
919 – {
920 –        double  b, d=0;
921 –        AMBHEMI  hemi;
922 –        AMBSAMP  *div;
923 –        AMBSAMP  dnew;
924 –        double  acol[3];
925 –        AMBSAMP  *dp;
926 –        double  arad;
927 –        int  divcnt;
928 –        int  i, j;
929 –                                        /* initialize hemisphere */
930 –        inithemi(&hemi, rcol, r, wt);
931 –        divcnt = hemi.nt * hemi.np;
932 –                                        /* initialize */
933 –        if (pg != NULL)
934 –                pg[0] = pg[1] = pg[2] = 0.0;
935 –        if (dg != NULL)
936 –                dg[0] = dg[1] = dg[2] = 0.0;
937 –        setcolor(rcol, 0.0, 0.0, 0.0);
938 –        if (divcnt == 0)
939 –                return(0.0);
940 –                                        /* allocate super-samples */
941 –        if (hemi.ns > 0 || pg != NULL || dg != NULL) {
942 –                div = (AMBSAMP *)malloc(divcnt*sizeof(AMBSAMP));
943 –                if (div == NULL)
944 –                        error(SYSTEM, "out of memory in doambient");
945 –        } else
946 –                div = NULL;
947 –                                        /* sample the divisions */
948 –        arad = 0.0;
949 –        acol[0] = acol[1] = acol[2] = 0.0;
950 –        if ((dp = div) == NULL)
951 –                dp = &dnew;
952 –        divcnt = 0;
953 –        for (i = 0; i < hemi.nt; i++)
954 –                for (j = 0; j < hemi.np; j++) {
955 –                        dp->t = i; dp->p = j;
956 –                        setcolor(dp->v, 0.0, 0.0, 0.0);
957 –                        dp->r = 0.0;
958 –                        dp->n = 0;
959 –                        if (divsample(dp, &hemi, r) < 0) {
960 –                                if (div != NULL)
961 –                                        dp++;
962 –                                continue;
963 –                        }
964 –                        arad += dp->r;
965 –                        divcnt++;
966 –                        if (div != NULL)
967 –                                dp++;
968 –                        else
969 –                                addcolor(acol, dp->v);
970 –                }
971 –        if (!divcnt) {
972 –                if (div != NULL)
973 –                        free((void *)div);
974 –                return(0.0);            /* no samples taken */
975 –        }
976 –        if (divcnt < hemi.nt*hemi.np) {
977 –                pg = dg = NULL;         /* incomplete sampling */
978 –                hemi.ns = 0;
979 –        } else if (arad > FTINY && divcnt/arad < minarad) {
980 –                hemi.ns = 0;            /* close enough */
981 –        } else if (hemi.ns > 0) {       /* else perform super-sampling? */
982 –                comperrs(div, &hemi);                   /* compute errors */
983 –                qsort(div, divcnt, sizeof(AMBSAMP), ambcmp);    /* sort divs */
984 –                                                /* super-sample */
985 –                for (i = hemi.ns; i > 0; i--) {
986 –                        dnew = *div;
987 –                        if (divsample(&dnew, &hemi, r) < 0) {
988 –                                dp++;
989 –                                continue;
990 –                        }
991 –                        dp = div;               /* reinsert */
992 –                        j = divcnt < i ? divcnt : i;
993 –                        while (--j > 0 && dnew.k < dp[1].k) {
994 –                                *dp = *(dp+1);
995 –                                dp++;
996 –                        }
997 –                        *dp = dnew;
998 –                }
999 –                if (pg != NULL || dg != NULL)   /* restore order */
1000 –                        qsort(div, divcnt, sizeof(AMBSAMP), ambnorm);
1001 –        }
1002 –                                        /* compute returned values */
1003 –        if (div != NULL) {
1004 –                arad = 0.0;             /* note: divcnt may be < nt*np */
1005 –                for (i = hemi.nt*hemi.np, dp = div; i-- > 0; dp++) {
1006 –                        arad += dp->r;
1007 –                        if (dp->n > 1) {
1008 –                                b = 1.0/dp->n;
1009 –                                scalecolor(dp->v, b);
1010 –                                dp->r *= b;
1011 –                                dp->n = 1;
1012 –                        }
1013 –                        addcolor(acol, dp->v);
1014 –                }
1015 –                b = bright(acol);
1016 –                if (b > FTINY) {
1017 –                        b = 1.0/b;      /* compute & normalize gradient(s) */
1018 –                        if (pg != NULL) {
1019 –                                posgradient(pg, div, &hemi);
1020 –                                for (i = 0; i < 3; i++)
1021 –                                        pg[i] *= b;
1022 –                        }
1023 –                        if (dg != NULL) {
1024 –                                dirgradient(dg, div, &hemi);
1025 –                                for (i = 0; i < 3; i++)
1026 –                                        dg[i] *= b;
1027 –                        }
1028 –                }
1029 –                free((void *)div);
1030 –        }
1031 –        copycolor(rcol, acol);
1032 –        if (arad <= FTINY)
1033 –                arad = maxarad;
1034 –        else
1035 –                arad = (divcnt+hemi.ns)/arad;
1036 –        if (pg != NULL) {               /* reduce radius if gradient large */
1037 –                d = DOT(pg,pg);
1038 –                if (d*arad*arad > 1.0)
1039 –                        arad = 1.0/sqrt(d);
1040 –        }
1041 –        if (arad < minarad) {
1042 –                arad = minarad;
1043 –                if (pg != NULL && d*arad*arad > 1.0) {  /* cap gradient */
1044 –                        d = 1.0/arad/sqrt(d);
1045 –                        for (i = 0; i < 3; i++)
1046 –                                pg[i] *= d;
1047 –                }
1048 –        }
1049 –        if ((arad /= sqrt(wt)) > maxarad)
1050 –                arad = maxarad;
1051 –        return(arad);
1052 – }
1053 –
1054 –
1055 – void
1056 – comperrs(                       /* compute initial error estimates */
1057 –        AMBSAMP  *da,   /* assumes standard ordering */
1058 –        AMBHEMI  *hp
1059 – )
1060 – {
1061 –        double  b, b2;
1062 –        int  i, j;
1063 –        AMBSAMP  *dp;
1064 –                                /* sum differences from neighbors */
1065 –        dp = da;
1066 –        for (i = 0; i < hp->nt; i++)
1067 –                for (j = 0; j < hp->np; j++) {
1068 – #ifdef  DEBUG
1069 –                        if (dp->t != i || dp->p != j)
1070 –                                error(CONSISTENCY,
1071 –                                        "division order in comperrs");
1072 – #endif
1073 –                        b = bright(dp[0].v);
1074 –                        if (i > 0) {            /* from above */
1075 –                                b2 = bright(dp[-hp->np].v) - b;
1076 –                                b2 *= b2 * 0.25;
1077 –                                dp[0].k += b2;
1078 –                                dp[-hp->np].k += b2;
1079 –                        }
1080 –                        if (j > 0) {            /* from behind */
1081 –                                b2 = bright(dp[-1].v) - b;
1082 –                                b2 *= b2 * 0.25;
1083 –                                dp[0].k += b2;
1084 –                                dp[-1].k += b2;
1085 –                        } else {                /* around */
1086 –                                b2 = bright(dp[hp->np-1].v) - b;
1087 –                                b2 *= b2 * 0.25;
1088 –                                dp[0].k += b2;
1089 –                                dp[hp->np-1].k += b2;
1090 –                        }
1091 –                        dp++;
1092 –                }
1093 –                                /* divide by number of neighbors */
1094 –        dp = da;
1095 –        for (j = 0; j < hp->np; j++)            /* top row */
1096 –                (dp++)->k *= 1.0/3.0;
1097 –        if (hp->nt < 2)
1098 –                return;
1099 –        for (i = 1; i < hp->nt-1; i++)          /* central region */
1100 –                for (j = 0; j < hp->np; j++)
1101 –                        (dp++)->k *= 0.25;
1102 –        for (j = 0; j < hp->np; j++)            /* bottom row */
1103 –                (dp++)->k *= 1.0/3.0;
1104 – }
1105 –
1106 –
1107 – void
1108 – posgradient(                                    /* compute position gradient */
1109 –        FVECT  gv,
1110 –        AMBSAMP  *da,                   /* assumes standard ordering */
1111 –        AMBHEMI  *hp
1112 – )
1113 – {
1114 –        int  i, j;
1115 –        double  nextsine, lastsine, b, d;
1116 –        double  mag0, mag1;
1117 –        double  phi, cosp, sinp, xd, yd;
1118 –        AMBSAMP  *dp;
1119 –
1120 –        xd = yd = 0.0;
1121 –        for (j = 0; j < hp->np; j++) {
1122 –                dp = da + j;
1123 –                mag0 = mag1 = 0.0;
1124 –                lastsine = 0.0;
1125 –                for (i = 0; i < hp->nt; i++) {
1126 – #ifdef  DEBUG
1127 –                        if (dp->t != i || dp->p != j)
1128 –                                error(CONSISTENCY,
1129 –                                        "division order in posgradient");
1130 – #endif
1131 –                        b = bright(dp->v);
1132 –                        if (i > 0) {
1133 –                                d = dp[-hp->np].r;
1134 –                                if (dp[0].r > d) d = dp[0].r;
1135 –                                                        /* sin(t)*cos(t)^2 */
1136 –                                d *= lastsine * (1.0 - (double)i/hp->nt);
1137 –                                mag0 += d*(b - bright(dp[-hp->np].v));
1138 –                        }
1139 –                        nextsine = sqrt((double)(i+1)/hp->nt);
1140 –                        if (j > 0) {
1141 –                                d = dp[-1].r;
1142 –                                if (dp[0].r > d) d = dp[0].r;
1143 –                                mag1 += d * (nextsine - lastsine) *
1144 –                                                (b - bright(dp[-1].v));
1145 –                        } else {
1146 –                                d = dp[hp->np-1].r;
1147 –                                if (dp[0].r > d) d = dp[0].r;
1148 –                                mag1 += d * (nextsine - lastsine) *
1149 –                                                (b - bright(dp[hp->np-1].v));
1150 –                        }
1151 –                        dp += hp->np;
1152 –                        lastsine = nextsine;
1153 –                }
1154 –                mag0 *= 2.0*PI / hp->np;
1155 –                phi = 2.0*PI * (double)j/hp->np;
1156 –                cosp = tcos(phi); sinp = tsin(phi);
1157 –                xd += mag0*cosp - mag1*sinp;
1158 –                yd += mag0*sinp + mag1*cosp;
1159 –        }
1160 –        for (i = 0; i < 3; i++)
1161 –                gv[i] = (xd*hp->ux[i] + yd*hp->uy[i])*(hp->nt*hp->np)/PI;
1162 – }
1163 –
1164 –
1165 – void
1166 – dirgradient(                                    /* compute direction gradient */
1167 –        FVECT  gv,
1168 –        AMBSAMP  *da,                   /* assumes standard ordering */
1169 –        AMBHEMI  *hp
1170 – )
1171 – {
1172 –        int  i, j;
1173 –        double  mag;
1174 –        double  phi, xd, yd;
1175 –        AMBSAMP  *dp;
1176 –
1177 –        xd = yd = 0.0;
1178 –        for (j = 0; j < hp->np; j++) {
1179 –                dp = da + j;
1180 –                mag = 0.0;
1181 –                for (i = 0; i < hp->nt; i++) {
1182 – #ifdef  DEBUG
1183 –                        if (dp->t != i || dp->p != j)
1184 –                                error(CONSISTENCY,
1185 –                                        "division order in dirgradient");
1186 – #endif
1187 –                                                        /* tan(t) */
1188 –                        mag += bright(dp->v)/sqrt(hp->nt/(i+.5) - 1.0);
1189 –                        dp += hp->np;
1190 –                }
1191 –                phi = 2.0*PI * (j+.5)/hp->np + PI/2.0;
1192 –                xd += mag * tcos(phi);
1193 –                yd += mag * tsin(phi);
1194 –        }
1195 –        for (i = 0; i < 3; i++)
1196 –                gv[i] = xd*hp->ux[i] + yd*hp->uy[i];
1197 – }
1198 –
1199 – #endif  /* ! NEWAMB */

Diff Legend

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