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 2.101 by greg, Tue Apr 29 23:41:10 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 50 | Line 55 | typedef struct {
55   } FFTRI;                /* vectors and coefficients for Hessian calculation */
56  
57  
58 + #define XLOTSIZ         512             /* size of used car lot */
59 + #define CFIRST          0               /* first corner */
60 + #define COTHER          (CFIRST+4)      /* non-corner sample */
61 + #define CMAXTARGET      (int)(XLOTSIZ*MINSDIST/(1-MINSDIST))
62 +
63   static int
64 < ambcollision(                           /* proposed direciton collides? */
64 > psample_class(double ss[2])             /* classify patch sample */
65 > {
66 >        if (ss[0] < MINSDIST) {
67 >                if (ss[1] < MINSDIST)
68 >                        return(CFIRST);
69 >                if (ss[1] > 1.-MINSDIST)
70 >                        return(CFIRST+2);
71 >        } else if (ss[0] > 1.-MINSDIST) {
72 >                if (ss[1] < MINSDIST)
73 >                        return(CFIRST+1);
74 >                if (ss[1] > 1.-MINSDIST)
75 >                        return(CFIRST+3);
76 >        }
77 >        return(COTHER);                 /* not in a corner */
78 > }
79 >
80 > static void
81 > trade_patchsamp(double ss[2])           /* trade in problem patch position */
82 > {
83 >        static float    tradelot[XLOTSIZ][2];
84 >        static short    gterm[COTHER+1];
85 >        double          repl[2];
86 >        int             sclass, rclass;
87 >        int             x;
88 >                                        /* initialize lot? */
89 >        while (gterm[COTHER] < XLOTSIZ) {
90 >                tradelot[gterm[COTHER]][0] = frandom();
91 >                tradelot[gterm[COTHER]][1] = frandom();
92 >                ++gterm[COTHER];
93 >        }
94 >                                        /* get trade-in candidate... */
95 >        sclass = psample_class(ss);     /* submitted corner or not? */
96 >        switch (sclass) {
97 >        case COTHER:                    /* trade mid-edge with corner/any */
98 >                x = irandom( gterm[COTHER-1] > CMAXTARGET
99 >                                ? gterm[COTHER-1] : XLOTSIZ );
100 >                break;
101 >        case CFIRST:                    /* kick out of first corner */
102 >                x = gterm[CFIRST] + irandom(XLOTSIZ - gterm[CFIRST]);
103 >                break;
104 >        default:                        /* kick out of 2nd-4th corner */
105 >                x = irandom(XLOTSIZ - (gterm[sclass] - gterm[sclass-1]));
106 >                x += (x >= gterm[sclass-1])*(gterm[sclass] - gterm[sclass-1]);
107 >                break;
108 >        }
109 >        repl[0] = tradelot[x][0];       /* save selected replacement (result) */
110 >        repl[1] = tradelot[x][1];
111 >                                        /* identify replacement class */
112 >        for (rclass = CFIRST; rclass < COTHER; rclass++)
113 >                if (x < gterm[rclass])
114 >                        break;          /* repark to keep classes grouped */
115 >        while (rclass > sclass) {       /* replacement group after submitted? */
116 >                tradelot[x][0] = tradelot[gterm[rclass-1]][0];
117 >                tradelot[x][1] = tradelot[gterm[rclass-1]][1];
118 >                x = gterm[--rclass]++;
119 >        }
120 >        while (rclass < sclass) {       /* replacement group before submitted? */
121 >                tradelot[x][0] = tradelot[--gterm[rclass]][0];
122 >                tradelot[x][1] = tradelot[gterm[rclass]][1];
123 >                x = gterm[rclass++];
124 >        }
125 >        tradelot[x][0] = ss[0];         /* complete the trade-in */
126 >        tradelot[x][1] = ss[1];
127 >        ss[0] = repl[0];
128 >        ss[1] = repl[1];
129 > }
130 >
131 > #undef XLOTSIZ
132 > #undef COTHER
133 > #undef CFIRST
134 >
135 >
136 > static int
137 > ambcollision(                           /* proposed direction collides? */
138          AMBHEMI *hp,
139          int     i,
140          int     j,
141 <        FVECT   dv
141 >        RREAL   spt[2]
142   )
143   {
61 –        double  cos_thresh;
144          int     ii, jj;
63 –                                        /* min. spacing = 1/4th division */
64 –        cos_thresh = (PI/4.)/(double)hp->ns;
65 –        cos_thresh = 1. - .5*cos_thresh*cos_thresh;
145                                          /* check existing neighbors */
146          for (ii = i-1; ii <= i+1; ii++) {
147                  if (ii < 0) continue;
# Line 70 | Line 149 | ambcollision(                          /* proposed direciton collides? */
149                  for (jj = j-1; jj <= j+1; jj++) {
150                          AMBSAMP *ap;
151                          FVECT   avec;
152 <                        double  dprod;
152 >                        double  dx, dy;
153                          if (jj < 0) continue;
154                          if (jj >= hp->ns) break;
155                          if ((ii==i) & (jj==j)) continue;
# Line 78 | Line 157 | ambcollision(                          /* proposed direciton collides? */
157                          if (ap->d <= .5/FHUGE)
158                                  continue;       /* no one home */
159                          VSUB(avec, ap->p, hp->rp->rop);
160 <                        dprod = DOT(avec, dv);
161 <                        if (dprod >= cos_thresh*VLEN(avec))
162 <                                return(1);      /* collision */
160 >                        normalize(avec);        /* use diskworld distance */
161 >                        dx = DOT(avec, hp->ux) - spt[0];
162 >                        dy = DOT(avec, hp->uy) - spt[1];
163 >                        if ((dx*dx + dy*dy)*(hp->ns*hp->ns) <
164 >                                        PI*MINSDIST*MINSDIST)
165 >                                return(1);      /* too close */
166                  }
167          }
168          return(0);                      /* nothing to worry about */
# Line 95 | Line 177 | ambsample(                             /* initial ambient division sample */
177          int     n
178   )
179   {
180 +        int     trade_ok = (!n & (hp->ns >= 4))*21;
181          AMBSAMP *ap = &ambsam(hp,i,j);
182          RAY     ar;
183          int     hlist[3], ii;
184 <        double  spt[2], zd;
184 >        double  ss[2];
185 >        RREAL   spt[2];
186 >        double  zd;
187                                          /* generate hemispherical sample */
188                                          /* ambient coefficient for weight */
189          if (ambacc > FTINY)
190 <                setcolor(ar.rcoef, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
190 >                setscolor(ar.rcoef, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
191          else
192 <                copycolor(ar.rcoef, hp->acoef);
193 <        if (rayorigin(&ar, AMBIENT, hp->rp, ar.rcoef) < 0)
192 >                copyscolor(ar.rcoef, hp->acoef);
193 >        if (rayorigin(&ar, hp->atyp, hp->rp, ar.rcoef) < 0)
194                  return(0);
195          if (ambacc > FTINY) {
196 <                multcolor(ar.rcoef, hp->acoef);
197 <                scalecolor(ar.rcoef, 1./AVGREFL);
196 >                smultscolor(ar.rcoef, hp->acoef);
197 >                scalescolor(ar.rcoef, 1./AVGREFL);
198          }
199          hlist[0] = hp->rp->rno;
200 <        hlist[1] = j;
201 <        hlist[2] = i;
202 <        multisamp(spt, 2, urand(ilhash(hlist,3)+n));
203 < resample:
204 <        SDsquare2disk(spt, (j+spt[1])/hp->ns, (i+spt[0])/hp->ns);
200 >        hlist[1] = AI(hp,i,j);
201 >        hlist[2] = samplendx;
202 >        multisamp(ss, 2, urand(ilhash(hlist,3)+n));
203 >        square2disk(spt, (j+ss[1])/hp->ns, (i+ss[0])/hp->ns);
204 >                                        /* avoid coincident samples? */
205 >        while (trade_ok-- && ambcollision(hp, i, j, spt)) {
206 >                if (trade_ok) {
207 >                        trade_patchsamp(ss);
208 >                } else {                /* punting... */
209 >                        ss[0] = MINSDIST + (1-2*MINSDIST)*frandom();
210 >                        ss[1] = MINSDIST + (1-2*MINSDIST)*frandom();
211 >                }
212 >                square2disk(spt, (j+ss[1])/hp->ns, (i+ss[0])/hp->ns);
213 >        }
214          zd = sqrt(1. - spt[0]*spt[0] - spt[1]*spt[1]);
215          for (ii = 3; ii--; )
216                  ar.rdir[ii] =   spt[0]*hp->ux[ii] +
217                                  spt[1]*hp->uy[ii] +
218 <                                zd*hp->rp->ron[ii];
218 >                                zd*hp->onrm[ii];
219          checknorm(ar.rdir);
126 –                                        /* avoid coincident samples */
127 –        if (!n && ambcollision(hp, i, j, ar.rdir)) {
128 –                spt[0] = frandom(); spt[1] = frandom();
129 –                goto resample;          /* reject this sample */
130 –        }
220          dimlist[ndims++] = AI(hp,i,j) + 90171;
221          rayvalue(&ar);                  /* evaluate ray */
222          ndims--;
223 <        if (ar.rt <= FTINY)
223 >        zd = raydistance(&ar);
224 >        if (zd <= FTINY)
225                  return(0);              /* should never happen */
226 <        multcolor(ar.rcol, ar.rcoef);   /* apply coefficient */
227 <        if (ar.rt*ap->d < 1.0)          /* new/closer distance? */
228 <                ap->d = 1.0/ar.rt;
226 >        smultscolor(ar.rcol, ar.rcoef); /* apply coefficient */
227 >        if (zd*ap->d < 1.0)             /* new/closer distance? */
228 >                ap->d = 1.0/zd;
229          if (!n) {                       /* record first vertex & value */
230 <                if (ar.rt > 10.0*thescene.cusize + 1000.)
231 <                        ar.rt = 10.0*thescene.cusize + 1000.;
232 <                VSUM(ap->p, ar.rorg, ar.rdir, ar.rt);
233 <                copycolor(ap->v, ar.rcol);
230 >                if (zd > 10.0*thescene.cusize + 1000.)
231 >                        zd = 10.0*thescene.cusize + 1000.;
232 >                VSUM(ap->p, ar.rorg, ar.rdir, zd);
233 >                copyscolor(ap->v, ar.rcol);
234          } else {                        /* else update recorded value */
235 <                hp->acol[RED] -= colval(ap->v,RED);
146 <                hp->acol[GRN] -= colval(ap->v,GRN);
147 <                hp->acol[BLU] -= colval(ap->v,BLU);
235 >                sopscolor(hp->acol, -=, ap->v);
236                  zd = 1.0/(double)(n+1);
237 <                scalecolor(ar.rcol, zd);
237 >                scalescolor(ar.rcol, zd);
238                  zd *= (double)n;
239 <                scalecolor(ap->v, zd);
240 <                addcolor(ap->v, ar.rcol);
239 >                scalescolor(ap->v, zd);
240 >                saddscolor(ap->v, ar.rcol);
241          }
242 <        addcolor(hp->acol, ap->v);      /* add to our sum */
242 >        saddscolor(hp->acol, ap->v);    /* add to our sum */
243          return(1);
244   }
245  
246  
247 < /* Estimate errors based on ambient division differences */
247 > /* Estimate variance based on ambient division differences */
248   static float *
249   getambdiffs(AMBHEMI *hp)
250   {
251 <        const double    normf = 1./bright(hp->acoef);
252 <        float   *earr = (float *)calloc(hp->ns*hp->ns, sizeof(float));
251 >        const double    normf = 1./(pbright(hp->acoef) + FTINY);
252 >        float   *earr = (float *)calloc(2*hp->ns*hp->ns, sizeof(float));
253          float   *ep;
254          AMBSAMP *ap;
255 <        double  b, d2;
255 >        double  b, b1, d2;
256          int     i, j;
257  
258          if (earr == NULL)               /* out of memory? */
259                  return(NULL);
260 <                                        /* compute squared neighbor diffs */
261 <        for (ap = hp->sa, ep = earr, i = 0; i < hp->ns; i++)
260 >                                        /* sum squared neighbor diffs */
261 >        ap = hp->sa;
262 >        ep = earr + hp->ns*hp->ns;      /* original estimates to scratch */
263 >        for (i = 0; i < hp->ns; i++)
264              for (j = 0; j < hp->ns; j++, ap++, ep++) {
265 <                b = bright(ap[0].v);
265 >                b = pbright(ap[0].v);
266                  if (i) {                /* from above */
267 <                        d2 = normf*(b - bright(ap[-hp->ns].v));
268 <                        d2 *= d2;
267 >                        b1 = pbright(ap[-hp->ns].v);
268 >                        d2 = b - b1;
269 >                        d2 *= d2*normf/(b + b1 + FTINY);
270                          ep[0] += d2;
271                          ep[-hp->ns] += d2;
272                  }
273                  if (!j) continue;
274                                          /* from behind */
275 <                d2 = normf*(b - bright(ap[-1].v));
276 <                d2 *= d2;
275 >                b1 = pbright(ap[-1].v);
276 >                d2 = b - b1;
277 >                d2 *= d2*normf/(b + b1 + FTINY);
278                  ep[0] += d2;
279                  ep[-1] += d2;
280                  if (!i) continue;
281                                          /* diagonal */
282 <                d2 = normf*(b - bright(ap[-hp->ns-1].v));
283 <                d2 *= d2;
282 >                b1 = pbright(ap[-hp->ns-1].v);
283 >                d2 = b - b1;
284 >                d2 *= d2*normf/(b + b1 + FTINY);
285                  ep[0] += d2;
286                  ep[-hp->ns-1] += d2;
287              }
288                                          /* correct for number of neighbors */
289 <        earr[0] *= 8./3.;
290 <        earr[hp->ns-1] *= 8./3.;
291 <        earr[(hp->ns-1)*hp->ns] *= 8./3.;
292 <        earr[(hp->ns-1)*hp->ns + hp->ns-1] *= 8./3.;
289 >        ep = earr + hp->ns*hp->ns;
290 >        ep[0] *= 6./3.;
291 >        ep[hp->ns-1] *= 6./3.;
292 >        ep[(hp->ns-1)*hp->ns] *= 6./3.;
293 >        ep[(hp->ns-1)*hp->ns + hp->ns-1] *= 6./3.;
294          for (i = 1; i < hp->ns-1; i++) {
295 <                earr[i*hp->ns] *= 8./5.;
296 <                earr[i*hp->ns + hp->ns-1] *= 8./5.;
295 >                ep[i*hp->ns] *= 6./5.;
296 >                ep[i*hp->ns + hp->ns-1] *= 6./5.;
297          }
298          for (j = 1; j < hp->ns-1; j++) {
299 <                earr[j] *= 8./5.;
300 <                earr[(hp->ns-1)*hp->ns + j] *= 8./5.;
299 >                ep[j] *= 6./5.;
300 >                ep[(hp->ns-1)*hp->ns + j] *= 6./5.;
301          }
302 +                                        /* blur final map to reduce bias */
303 +        for (i = 0; i < hp->ns-1; i++) {
304 +            float  *ep2;
305 +            ep = earr + i*hp->ns;
306 +            ep2 = ep + hp->ns*hp->ns;
307 +            for (j = 0; j < hp->ns-1; j++, ep++, ep2++) {
308 +                ep[0] += .5*ep2[0] + .125*(ep2[1] + ep2[hp->ns]);
309 +                ep[1] += .125*ep2[0];
310 +                ep[hp->ns] += .125*ep2[0];
311 +            }
312 +        }
313          return(earr);
314   }
315  
# Line 215 | Line 320 | ambsupersamp(AMBHEMI *hp, int cnt)
320   {
321          float   *earr = getambdiffs(hp);
322          double  e2rem = 0;
218 –        AMBSAMP *ap;
323          float   *ep;
324          int     i, j, n, nss;
325  
# Line 225 | Line 329 | ambsupersamp(AMBHEMI *hp, int cnt)
329          for (ep = earr + hp->ns*hp->ns; ep > earr; )
330                  e2rem += *--ep;
331          ep = earr;                      /* perform super-sampling */
332 <        for (ap = hp->sa, i = 0; i < hp->ns; i++)
333 <            for (j = 0; j < hp->ns; j++, ap++) {
332 >        for (i = 0; i < hp->ns; i++)
333 >            for (j = 0; j < hp->ns; j++) {
334                  if (e2rem <= FTINY)
335                          goto done;      /* nothing left to do */
336                  nss = *ep/e2rem*cnt + frandom();
# Line 241 | Line 345 | done:
345  
346   static AMBHEMI *
347   samp_hemi(                              /* sample indirect hemisphere */
348 <        COLOR   rcol,
348 >        SCOLOR  rcol,
349          RAY     *r,
350          double  wt
351   )
352   {
353 +        int     backside = (wt < 0);
354          AMBHEMI *hp;
355          double  d;
356          int     n, i, j;
357                                          /* insignificance check */
358 <        if (bright(rcol) <= FTINY)
358 >        d = sintens(rcol);
359 >        if (d <= FTINY)
360                  return(NULL);
361                                          /* set number of divisions */
362 +        if (backside) wt = -wt;
363          if (ambacc <= FTINY &&
364 <                        wt > (d = 0.8*intens(rcol)*r->rweight/(ambdiv*minweight)))
364 >                        wt > (d *= 0.8*r->rweight/(ambdiv*minweight + 1e-20)))
365                  wt = d;                 /* avoid ray termination */
366          n = sqrt(ambdiv * wt) + 0.5;
367 <        i = 1 + 5*(ambacc > FTINY);     /* minimum number of samples */
368 <        if (n < i)
367 >        i = 1 + (MINADIV-1)*(ambacc > FTINY);
368 >        if (n < i)                      /* use minimum number of samples? */
369                  n = i;
370                                          /* allocate sampling array */
371          hp = (AMBHEMI *)malloc(sizeof(AMBHEMI) + sizeof(AMBSAMP)*(n*n - 1));
372          if (hp == NULL)
373                  error(SYSTEM, "out of memory in samp_hemi");
374 +
375 +        if (backside) {
376 +                hp->atyp = TAMBIENT;
377 +                hp->onrm[0] = -r->ron[0];
378 +                hp->onrm[1] = -r->ron[1];
379 +                hp->onrm[2] = -r->ron[2];
380 +        } else {
381 +                hp->atyp = RAMBIENT;
382 +                VCOPY(hp->onrm, r->ron);
383 +        }
384          hp->rp = r;
385          hp->ns = n;
386 <        hp->acol[RED] = hp->acol[GRN] = hp->acol[BLU] = 0.0;
386 >        scolorblack(hp->acol);
387          memset(hp->sa, 0, sizeof(AMBSAMP)*n*n);
388          hp->sampOK = 0;
389                                          /* assign coefficient */
390 <        copycolor(hp->acoef, rcol);
390 >        copyscolor(hp->acoef, rcol);
391          d = 1.0/(n*n);
392 <        scalecolor(hp->acoef, d);
392 >        scalescolor(hp->acoef, d);
393                                          /* make tangent plane axes */
394 <        if (!getperpendicular(hp->ux, r->ron, 1))
394 >        if (!getperpendicular(hp->ux, hp->onrm, 1))
395                  error(CONSISTENCY, "bad ray direction in samp_hemi");
396 <        VCROSS(hp->uy, r->ron, hp->ux);
396 >        VCROSS(hp->uy, hp->onrm, hp->ux);
397                                          /* sample divisions */
398          for (i = hp->ns; i--; )
399              for (j = hp->ns; j--; )
400                  hp->sampOK += ambsample(hp, i, j, 0);
401 <        copycolor(rcol, hp->acol);
401 >        copyscolor(rcol, hp->acol);
402          if (!hp->sampOK) {              /* utter failure? */
403                  free(hp);
404                  return(NULL);
# Line 290 | Line 407 | samp_hemi(                             /* sample indirect hemisphere */
407                  hp->sampOK *= -1;       /* soft failure */
408                  return(hp);
409          }
410 +        if (hp->sampOK <= MINADIV*MINADIV)
411 +                return(hp);             /* don't bother super-sampling */
412          n = ambssamp*wt + 0.5;
413 <        if (n > 8) {                    /* perform super-sampling? */
413 >        if (n >= 4*hp->ns) {            /* perform super-sampling? */
414                  ambsupersamp(hp, n);
415 <                copycolor(rcol, hp->acol);
415 >                copyscolor(rcol, hp->acol);
416          }
417          return(hp);                     /* all is well */
418   }
# Line 305 | Line 424 | back_ambval(AMBHEMI *hp, const int n1, const int n2, c
424   {
425          if (hp->sa[n1].d <= hp->sa[n2].d) {
426                  if (hp->sa[n1].d <= hp->sa[n3].d)
427 <                        return(colval(hp->sa[n1].v,CIEY));
428 <                return(colval(hp->sa[n3].v,CIEY));
427 >                        return(hp->sa[n1].v[0]);
428 >                return(hp->sa[n3].v[0]);
429          }
430          if (hp->sa[n2].d <= hp->sa[n3].d)
431 <                return(colval(hp->sa[n2].v,CIEY));
432 <        return(colval(hp->sa[n3].v,CIEY));
431 >                return(hp->sa[n2].v[0]);
432 >        return(hp->sa[n3].v[0]);
433   }
434  
435  
# Line 539 | Line 658 | ambHessian(                            /* anisotropic radii & pos. gradient */
658          for (j = 0; j < hp->ns-1; j++) {
659                  comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,0,j), AI(hp,0,j+1));
660                  if (hessrow != NULL)
661 <                        comp_hessian(hessrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
661 >                        comp_hessian(hessrow[j], &fftr, hp->onrm);
662                  if (gradrow != NULL)
663 <                        comp_gradient(gradrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
663 >                        comp_gradient(gradrow[j], &fftr, hp->onrm);
664          }
665                                          /* sum each row of triangles */
666          for (i = 0; i < hp->ns-1; i++) {
# Line 549 | Line 668 | ambHessian(                            /* anisotropic radii & pos. gradient */
668              FVECT       gradcol;
669              comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i,0), AI(hp,i+1,0));
670              if (hessrow != NULL)
671 <                comp_hessian(hesscol, &fftr, hp->rp->ron);
671 >                comp_hessian(hesscol, &fftr, hp->onrm);
672              if (gradrow != NULL)
673 <                comp_gradient(gradcol, &fftr, hp->rp->ron);
673 >                comp_gradient(gradcol, &fftr, hp->onrm);
674              for (j = 0; j < hp->ns-1; j++) {
675                  FVECT   hessdia[3];     /* compute triangle contributions */
676                  FVECT   graddia;
# Line 561 | Line 680 | ambHessian(                            /* anisotropic radii & pos. gradient */
680                                          /* diagonal (inner) edge */
681                  comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i,j+1), AI(hp,i+1,j));
682                  if (hessrow != NULL) {
683 <                    comp_hessian(hessdia, &fftr, hp->rp->ron);
683 >                    comp_hessian(hessdia, &fftr, hp->onrm);
684                      rev_hessian(hesscol);
685                      add2hessian(hessian, hessrow[j], hessdia, hesscol, backg);
686                  }
687                  if (gradrow != NULL) {
688 <                    comp_gradient(graddia, &fftr, hp->rp->ron);
688 >                    comp_gradient(graddia, &fftr, hp->onrm);
689                      rev_gradient(gradcol);
690                      add2gradient(gradient, gradrow[j], graddia, gradcol, backg);
691                  }
692                                          /* initialize edge in next row */
693                  comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i+1,j+1), AI(hp,i+1,j));
694                  if (hessrow != NULL)
695 <                    comp_hessian(hessrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
695 >                    comp_hessian(hessrow[j], &fftr, hp->onrm);
696                  if (gradrow != NULL)
697 <                    comp_gradient(gradrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
697 >                    comp_gradient(gradrow[j], &fftr, hp->onrm);
698                                          /* new column edge & paired triangle */
699                  backg = back_ambval(hp, AI(hp,i+1,j+1),
700                                          AI(hp,i+1,j), AI(hp,i,j+1));
701                  comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i,j+1), AI(hp,i+1,j+1));
702                  if (hessrow != NULL) {
703 <                    comp_hessian(hesscol, &fftr, hp->rp->ron);
703 >                    comp_hessian(hesscol, &fftr, hp->onrm);
704                      rev_hessian(hessdia);
705                      add2hessian(hessian, hessrow[j], hessdia, hesscol, backg);
706                      if (i < hp->ns-2)
707                          rev_hessian(hessrow[j]);
708                  }
709                  if (gradrow != NULL) {
710 <                    comp_gradient(gradcol, &fftr, hp->rp->ron);
710 >                    comp_gradient(gradcol, &fftr, hp->onrm);
711                      rev_gradient(graddia);
712                      add2gradient(gradient, gradrow[j], graddia, gradcol, backg);
713                      if (i < hp->ns-2)
# Line 624 | Line 743 | ambdirgrad(AMBHEMI *hp, FVECT uv[2], float dg[2])
743                                          /* use vector for azimuth + 90deg */
744                  VSUB(vd, ap->p, hp->rp->rop);
745                                          /* brightness over cosine factor */
746 <                gfact = colval(ap->v,CIEY) / DOT(hp->rp->ron, vd);
746 >                gfact = ap->v[0] / DOT(hp->onrm, vd);
747                                          /* sine = proj_radius/vd_length */
748                  dgsum[0] -= DOT(uv[1], vd) * gfact;
749                  dgsum[1] += DOT(uv[0], vd) * gfact;
# Line 680 | Line 799 | ambcorral(AMBHEMI *hp, FVECT uv[2], const double r0, c
799  
800   int
801   doambient(                              /* compute ambient component */
802 <        COLOR   rcol,                   /* input/output color */
802 >        SCOLOR  rcol,                   /* input/output color */
803          RAY     *r,
804 <        double  wt,
804 >        double  wt,                     /* negative for back side */
805          FVECT   uv[2],                  /* returned (optional) */
806          float   ra[2],                  /* returned (optional) */
807          float   pg[2],                  /* returned (optional) */
# Line 710 | Line 829 | doambient(                             /* compute ambient component */
829                  return(0);
830  
831          if ((ra == NULL) & (pg == NULL) & (dg == NULL) ||
832 <                        (hp->sampOK < 0) | (hp->ns < 6)) {
832 >                        (hp->sampOK < 0) | (hp->ns < MINADIV)) {
833                  free(hp);               /* Hessian not requested/possible */
834                  return(-1);             /* value-only return value */
835          }
836 <        if ((d = bright(rcol)) > FTINY) {       /* normalize Y values */
837 <                d = 0.99*(hp->ns*hp->ns)/d;
836 >        if ((d = scolor_mean(rcol)) > FTINY) {
837 >                d = 0.99*(hp->ns*hp->ns)/d;     /* normalize avg. values */
838                  K = 0.01;
839          } else {                        /* or fall back on geometric Hessian */
840                  K = 1.0;
# Line 723 | Line 842 | doambient(                             /* compute ambient component */
842                  dg = NULL;
843                  crlp = NULL;
844          }
845 <        ap = hp->sa;                    /* relative Y channel from here on... */
845 >        ap = hp->sa;                    /* single channel from here on... */
846          for (i = hp->ns*hp->ns; i--; ap++)
847 <                colval(ap->v,CIEY) = bright(ap->v)*d + K;
847 >                ap->v[0] = scolor_mean(ap->v)*d + K;
848  
849          if (uv == NULL)                 /* make sure we have axis pointers */
850                  uv = my_uv;
# Line 749 | Line 868 | doambient(                             /* compute ambient component */
868                          if (ra[1] < minarad)
869                                  ra[1] = minarad;
870                  }
871 <                ra[0] *= d = 1.0/sqrt(wt);
871 >                ra[0] *= d = 1.0/sqrt(fabs(wt));
872                  if ((ra[1] *= d) > 2.0*ra[0])
873                          ra[1] = 2.0*ra[0];
874                  if (ra[1] > maxarad) {
# Line 758 | Line 877 | doambient(                             /* compute ambient component */
877                                  ra[0] = maxarad;
878                  }
879                                          /* flag encroached directions */
880 <                if (crlp != NULL)
880 >                if (crlp != NULL)       /* XXX doesn't update with changes to ambacc */
881                          *crlp = ambcorral(hp, uv, ra[0]*ambacc, ra[1]*ambacc);
882                  if (pg != NULL) {       /* cap gradient if necessary */
883                          d = pg[0]*pg[0]*ra[0]*ra[0] + pg[1]*pg[1]*ra[1]*ra[1];
# Line 772 | Line 891 | doambient(                             /* compute ambient component */
891          free(hp);                       /* clean up and return */
892          return(1);
893   }
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