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root/radiance/ray/src/rt/ambcomp.c
(Generate patch)

Comparing ray/src/rt/ambcomp.c (file contents):
Revision 2.27 by greg, Sat Apr 19 02:39:44 2014 UTC vs.
Revision 2.44 by greg, Thu May 1 16:06:11 2014 UTC

# Line 22 | Line 22 | static const char      RCSid[] = "$Id$";
22   extern void             SDsquare2disk(double ds[2], double seedx, double seedy);
23  
24   typedef struct {
25 +        COLOR   v;              /* hemisphere sample value */
26 +        FVECT   p;              /* intersection point */
27 + } AMBSAMP;              /* sample value */
28 +
29 + typedef struct {
30          RAY     *rp;            /* originating ray sample */
31          FVECT   ux, uy;         /* tangent axis unit vectors */
32          int     ns;             /* number of samples per axis */
33          COLOR   acoef;          /* division contribution coefficient */
34 <        struct s_ambsamp {
30 <                COLOR   v;              /* hemisphere sample value */
31 <                float   p[3];           /* intersection point */
32 <        } sa[1];                /* sample array (extends struct) */
34 >        AMBSAMP sa[1];          /* sample array (extends struct) */
35   }  AMBHEMI;             /* ambient sample hemisphere */
36  
37 < #define ambsamp(h,i,j)  (h)->sa[(i)*(h)->ns + (j)]
37 > #define ambsam(h,i,j)   (h)->sa[(i)*(h)->ns + (j)]
38  
39   typedef struct {
40 <        FVECT   r_i, r_i1, e_i;
41 <        double  nf, I1, I2, J2;
40 >        FVECT   r_i, r_i1, e_i, rcp, rI2_eJ2;
41 >        double  I1, I2;
42   } FFTRI;                /* vectors and coefficients for Hessian calculation */
43  
44  
# Line 59 | Line 61 | inithemi(                      /* initialize sampling hemisphere */
61          if (n < i)
62                  n = i;
63                                          /* allocate sampling array */
64 <        hp = (AMBHEMI *)malloc(sizeof(AMBHEMI) +
63 <                                sizeof(struct s_ambsamp)*(n*n - 1));
64 >        hp = (AMBHEMI *)malloc(sizeof(AMBHEMI) + sizeof(AMBSAMP)*(n*n - 1));
65          if (hp == NULL)
66                  return(NULL);
67          hp->rp = r;
# Line 69 | Line 70 | inithemi(                      /* initialize sampling hemisphere */
70          copycolor(hp->acoef, ac);
71          d = 1.0/(n*n);
72          scalecolor(hp->acoef, d);
73 <                                        /* make tangent axes */
74 <        hp->uy[0] = hp->uy[1] = hp->uy[2] = 0.0;
75 <        for (i = 0; i < 3; i++)
76 <                if (r->ron[i] < 0.6 && r->ron[i] > -0.6)
73 >                                        /* make tangent plane axes */
74 >        hp->uy[0] = 0.5 - frandom();
75 >        hp->uy[1] = 0.5 - frandom();
76 >        hp->uy[2] = 0.5 - frandom();
77 >        for (i = 3; i--; )
78 >                if ((-0.6 < r->ron[i]) & (r->ron[i] < 0.6))
79                          break;
80 <        if (i >= 3)
81 <                error(CONSISTENCY, "bad ray direction in inithemi()");
80 >        if (i < 0)
81 >                error(CONSISTENCY, "bad ray direction in inithemi");
82          hp->uy[i] = 1.0;
83          VCROSS(hp->ux, hp->uy, r->ron);
84          normalize(hp->ux);
# Line 85 | Line 88 | inithemi(                      /* initialize sampling hemisphere */
88   }
89  
90  
91 + /* Sample ambient division and apply weighting coefficient */
92   static int
93 < ambsample(                              /* sample an ambient direction */
90 <        AMBHEMI *hp,
91 <        int     i,
92 <        int     j
93 < )
93 > getambsamp(RAY *arp, AMBHEMI *hp, int i, int j, int n)
94   {
95 <        struct s_ambsamp        *ap = &ambsamp(hp,i,j);
96 <        RAY                     ar;
97 <        int                     hlist[3];
98 <        double                  spt[2], zd;
99 <        int                     ii;
95 >        int     hlist[3], ii;
96 >        double  spt[2], zd;
97                                          /* ambient coefficient for weight */
98          if (ambacc > FTINY)
99 <                setcolor(ar.rcoef, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
99 >                setcolor(arp->rcoef, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
100          else
101 <                copycolor(ar.rcoef, hp->acoef);
102 <        if (rayorigin(&ar, AMBIENT, hp->rp, ar.rcoef) < 0) {
103 <                setcolor(ap->v, 0., 0., 0.);
107 <                VCOPY(ap->p, hp->rp->rop);
108 <                return(0);              /* no sample taken */
109 <        }
101 >                copycolor(arp->rcoef, hp->acoef);
102 >        if (rayorigin(arp, AMBIENT, hp->rp, arp->rcoef) < 0)
103 >                return(0);
104          if (ambacc > FTINY) {
105 <                multcolor(ar.rcoef, hp->acoef);
106 <                scalecolor(ar.rcoef, 1./AVGREFL);
105 >                multcolor(arp->rcoef, hp->acoef);
106 >                scalecolor(arp->rcoef, 1./AVGREFL);
107          }
108 <                                        /* generate hemispherical sample */
109 <        SDsquare2disk(spt,      (i+.1+.8*frandom())/hp->ns,
110 <                                (j+.1+.8*frandom())/hp->ns);
108 >        hlist[0] = hp->rp->rno;
109 >        hlist[1] = i;
110 >        hlist[2] = j;
111 >        multisamp(spt, 2, urand(ilhash(hlist,3)+n));
112 >        if (!n) {                       /* avoid border samples for n==0 */
113 >                if ((spt[0] < 0.1) | (spt[0] > 0.9))
114 >                        spt[0] = 0.1 + 0.8*frandom();
115 >                if ((spt[1] < 0.1) | (spt[1] > 0.9))
116 >                        spt[1] = 0.1 + 0.8*frandom();
117 >        }
118 >        SDsquare2disk(spt, (i+spt[0])/hp->ns, (j+spt[1])/hp->ns);
119          zd = sqrt(1. - spt[0]*spt[0] - spt[1]*spt[1]);
120          for (ii = 3; ii--; )
121 <                ar.rdir[ii] =   spt[0]*hp->ux[ii] +
121 >                arp->rdir[ii] = spt[0]*hp->ux[ii] +
122                                  spt[1]*hp->uy[ii] +
123                                  zd*hp->rp->ron[ii];
124 <        checknorm(ar.rdir);
124 >        checknorm(arp->rdir);
125          dimlist[ndims++] = i*hp->ns + j + 90171;
126 <        rayvalue(&ar);                  /* evaluate ray */
127 <        ndims--;
128 <        multcolor(ar.rcol, ar.rcoef);   /* apply coefficient */
127 <        copycolor(ap->v, ar.rcol);
128 <        if (ar.rt > 20.0*maxarad)       /* limit vertex distance */
129 <                ar.rt = 20.0*maxarad;
130 <        VSUM(ap->p, ar.rorg, ar.rdir, ar.rt);
126 >        rayvalue(arp);                  /* evaluate ray */
127 >        ndims--;                        /* apply coefficient */
128 >        multcolor(arp->rcol, arp->rcoef);
129          return(1);
130   }
131  
132  
133 + static AMBSAMP *
134 + ambsample(                              /* initial ambient division sample */
135 +        AMBHEMI *hp,
136 +        int     i,
137 +        int     j
138 + )
139 + {
140 +        AMBSAMP *ap = &ambsam(hp,i,j);
141 +        RAY     ar;
142 +                                        /* generate hemispherical sample */
143 +        if (!getambsamp(&ar, hp, i, j, 0))
144 +                goto badsample;
145 +                                        /* limit vertex distance */
146 +        if (ar.rt > 10.0*thescene.cusize)
147 +                ar.rt = 10.0*thescene.cusize;
148 +        else if (ar.rt <= FTINY)        /* should never happen! */
149 +                goto badsample;
150 +        VSUM(ap->p, ar.rorg, ar.rdir, ar.rt);
151 +        copycolor(ap->v, ar.rcol);
152 +        return(ap);
153 + badsample:
154 +        setcolor(ap->v, 0., 0., 0.);
155 +        VCOPY(ap->p, hp->rp->rop);
156 +        return(NULL);
157 + }
158 +
159 +
160 + /* Estimate errors based on ambient division differences */
161 + static float *
162 + getambdiffs(AMBHEMI *hp)
163 + {
164 +        float   *earr = calloc(hp->ns*hp->ns, sizeof(float));
165 +        float   *ep;
166 +        AMBSAMP *ap;
167 +        double  b, d2;
168 +        int     i, j;
169 +
170 +        if (earr == NULL)               /* out of memory? */
171 +                return(NULL);
172 +                                        /* compute squared neighbor diffs */
173 +        for (ap = hp->sa, ep = earr, i = 0; i < hp->ns; i++)
174 +            for (j = 0; j < hp->ns; j++, ap++, ep++) {
175 +                b = bright(ap[0].v);
176 +                if (i) {                /* from above */
177 +                        d2 = b - bright(ap[-hp->ns].v);
178 +                        d2 *= d2;
179 +                        ep[0] += d2;
180 +                        ep[-hp->ns] += d2;
181 +                }
182 +                if (j) {                /* from behind */
183 +                        d2 = b - bright(ap[-1].v);
184 +                        d2 *= d2;
185 +                        ep[0] += d2;
186 +                        ep[-1] += d2;
187 +                }
188 +            }
189 +                                        /* correct for number of neighbors */
190 +        earr[0] *= 2.f;
191 +        earr[hp->ns-1] *= 2.f;
192 +        earr[(hp->ns-1)*hp->ns] *= 2.f;
193 +        earr[(hp->ns-1)*hp->ns + hp->ns-1] *= 2.f;
194 +        for (i = 1; i < hp->ns-1; i++) {
195 +                earr[i*hp->ns] *= 4./3.;
196 +                earr[i*hp->ns + hp->ns-1] *= 4./3.;
197 +        }
198 +        for (j = 1; j < hp->ns-1; j++) {
199 +                earr[j] *= 4./3.;
200 +                earr[(hp->ns-1)*hp->ns + j] *= 4./3.;
201 +        }
202 +        return(earr);
203 + }
204 +
205 +
206 + /* Perform super-sampling on hemisphere (introduces bias) */
207 + static void
208 + ambsupersamp(double acol[3], AMBHEMI *hp, int cnt)
209 + {
210 +        float   *earr = getambdiffs(hp);
211 +        double  e2sum = 0;
212 +        AMBSAMP *ap;
213 +        RAY     ar;
214 +        COLOR   asum;
215 +        float   *ep;
216 +        int     i, j, n;
217 +
218 +        if (earr == NULL)               /* just skip calc. if no memory */
219 +                return;
220 +                                        /* add up estimated variances */
221 +        for (ep = earr + hp->ns*hp->ns; ep-- > earr; )
222 +                e2sum += *ep;
223 +        ep = earr;                      /* perform super-sampling */
224 +        for (ap = hp->sa, i = 0; i < hp->ns; i++)
225 +            for (j = 0; j < hp->ns; j++, ap++) {
226 +                int     nss = *ep/e2sum*cnt + frandom();
227 +                setcolor(asum, 0., 0., 0.);
228 +                for (n = 1; n <= nss; n++) {
229 +                        if (!getambsamp(&ar, hp, i, j, n)) {
230 +                                nss = n-1;
231 +                                break;
232 +                        }
233 +                        addcolor(asum, ar.rcol);
234 +                }
235 +                if (nss) {              /* update returned ambient value */
236 +                        const double    ssf = 1./(nss + 1);
237 +                        for (n = 3; n--; )
238 +                                acol[n] += ssf*colval(asum,n) +
239 +                                                (ssf - 1.)*colval(ap->v,n);
240 +                }
241 +                e2sum -= *ep++;         /* update remainders */
242 +                cnt -= nss;
243 +        }
244 +        free(earr);
245 + }
246 +
247 +
248   /* Compute vectors and coefficients for Hessian/gradient calcs */
249   static void
250 < comp_fftri(FFTRI *ftp, float ap0[3], float ap1[3], FVECT rop)
250 > comp_fftri(FFTRI *ftp, FVECT ap0, FVECT ap1, FVECT rop)
251   {
252 <        FVECT   v1;
253 <        double  dot_e, dot_er, dot_r, dot_r1;
252 >        double  rdot_cp, dot_e, dot_er, rdot_r, rdot_r1, J2;
253 >        int     i;
254  
255          VSUB(ftp->r_i, ap0, rop);
256          VSUB(ftp->r_i1, ap1, rop);
257          VSUB(ftp->e_i, ap1, ap0);
258 <        VCROSS(v1, ftp->e_i, ftp->r_i);
259 <        ftp->nf = 1.0/DOT(v1,v1);
147 <        VCROSS(v1, ftp->r_i, ftp->r_i1);
148 <        ftp->I1 = sqrt(DOT(v1,v1)*ftp->nf);
258 >        VCROSS(ftp->rcp, ftp->r_i, ftp->r_i1);
259 >        rdot_cp = 1.0/DOT(ftp->rcp,ftp->rcp);
260          dot_e = DOT(ftp->e_i,ftp->e_i);
261          dot_er = DOT(ftp->e_i, ftp->r_i);
262 <        dot_r = DOT(ftp->r_i,ftp->r_i);
263 <        dot_r1 = DOT(ftp->r_i1,ftp->r_i1);
264 <        ftp->I2 = ( DOT(ftp->e_i, ftp->r_i1)/dot_r1 - dot_er/dot_r +
265 <                        dot_e*ftp->I1 )*0.5*ftp->nf;
266 <        ftp->J2 =  0.25*ftp->nf*( 1.0/dot_r - 1.0/dot_r1 ) -
267 <                        dot_er/dot_e*ftp->I2;
262 >        rdot_r = 1.0/DOT(ftp->r_i,ftp->r_i);
263 >        rdot_r1 = 1.0/DOT(ftp->r_i1,ftp->r_i1);
264 >        ftp->I1 = acos( DOT(ftp->r_i, ftp->r_i1) * sqrt(rdot_r*rdot_r1) ) *
265 >                        sqrt( rdot_cp );
266 >        ftp->I2 = ( DOT(ftp->e_i, ftp->r_i1)*rdot_r1 - dot_er*rdot_r +
267 >                        dot_e*ftp->I1 )*0.5*rdot_cp;
268 >        J2 =  ( 0.5*(rdot_r - rdot_r1) - dot_er*ftp->I2 ) / dot_e;
269 >        for (i = 3; i--; )
270 >                ftp->rI2_eJ2[i] = ftp->I2*ftp->r_i[i] + J2*ftp->e_i[i];
271   }
272  
273  
274 < /* Compose matrix from two vectors */
274 > /* Compose 3x3 matrix from two vectors */
275   static void
276   compose_matrix(FVECT mat[3], FVECT va, FVECT vb)
277   {
# Line 174 | Line 288 | compose_matrix(FVECT mat[3], FVECT va, FVECT vb)
288   static void
289   comp_hessian(FVECT hess[3], FFTRI *ftp, FVECT nrm)
290   {
291 <        FVECT   v1, v2;
291 >        FVECT   ncp;
292          FVECT   m1[3], m2[3], m3[3], m4[3];
293          double  d1, d2, d3, d4;
294          double  I3, J3, K3;
# Line 184 | Line 298 | comp_hessian(FVECT hess[3], FFTRI *ftp, FVECT nrm)
298          d2 = 1.0/DOT(ftp->r_i1,ftp->r_i1);
299          d3 = 1.0/DOT(ftp->e_i,ftp->e_i);
300          d4 = DOT(ftp->e_i, ftp->r_i);
301 <        I3 = 0.25*ftp->nf*( DOT(ftp->e_i, ftp->r_i1)*d2*d2 - d4*d1*d1 +
302 <                                3.0*ftp->I2*d3 );
301 >        I3 = ( DOT(ftp->e_i, ftp->r_i1)*d2*d2 - d4*d1*d1 + 3.0/d3*ftp->I2 )
302 >                        / ( 4.0*DOT(ftp->rcp,ftp->rcp) );
303          J3 = 0.25*d3*(d1*d1 - d2*d2) - d4*d3*I3;
304          K3 = d3*(ftp->I2 - I3/d1 - 2.0*d4*J3);
305                                          /* intermediate matrices */
306 <        VCROSS(v1, nrm, ftp->e_i);
307 <        for (j = 3; j--; )
194 <                v2[i] = ftp->I2*ftp->r_i[j] + ftp->J2*ftp->e_i[j];
195 <        compose_matrix(m1, v1, v2);
306 >        VCROSS(ncp, nrm, ftp->e_i);
307 >        compose_matrix(m1, ncp, ftp->rI2_eJ2);
308          compose_matrix(m2, ftp->r_i, ftp->r_i);
309          compose_matrix(m3, ftp->e_i, ftp->e_i);
310          compose_matrix(m4, ftp->r_i, ftp->e_i);
311 <        VCROSS(v1, ftp->r_i, ftp->e_i);
200 <        d1 = DOT(nrm, v1);
311 >        d1 = DOT(nrm, ftp->rcp);
312          d2 = -d1*ftp->I2;
313          d1 *= 2.0;
314          for (i = 3; i--; )              /* final matrix sum */
# Line 205 | Line 316 | comp_hessian(FVECT hess[3], FFTRI *ftp, FVECT nrm)
316                  hess[i][j] = m1[i][j] + d1*( I3*m2[i][j] + K3*m3[i][j] +
317                                                  2.0*J3*m4[i][j] );
318                  hess[i][j] += d2*(i==j);
319 <                hess[i][j] *= -1.0/PI;
319 >                hess[i][j] *= 1.0/PI;
320              }
321   }
322  
# Line 241 | Line 352 | add2hessian(FVECT hess[3], FVECT ehess1[3],
352   static void
353   comp_gradient(FVECT grad, FFTRI *ftp, FVECT nrm)
354   {
355 <        FVECT   vcp;
355 >        FVECT   ncp;
356          double  f1;
357          int     i;
358  
359 <        VCROSS(vcp, ftp->r_i, ftp->r_i1);
360 <        f1 = 2.0*DOT(nrm, vcp);
250 <        VCROSS(vcp, nrm, ftp->e_i);
359 >        f1 = 2.0*DOT(nrm, ftp->rcp);
360 >        VCROSS(ncp, nrm, ftp->e_i);
361          for (i = 3; i--; )
362 <                grad[i] = (0.5/PI)*( ftp->I1*vcp[i] +
253 <                            f1*(ftp->I2*ftp->r_i[i] + ftp->J2*ftp->e_i[i]) );
362 >                grad[i] = (-0.5/PI)*( ftp->I1*ncp[i] + f1*ftp->rI2_eJ2[i] );
363   }
364  
365  
# Line 277 | Line 386 | add2gradient(FVECT grad, FVECT egrad1, FVECT egrad2, F
386  
387   /* Return brightness of furthest ambient sample */
388   static COLORV
389 < back_ambval(struct s_ambsamp *ap1, struct s_ambsamp *ap2,
281 <                struct s_ambsamp *ap3, FVECT orig)
389 > back_ambval(AMBSAMP *ap1, AMBSAMP *ap2, AMBSAMP *ap3, FVECT orig)
390   {
391          COLORV  vback;
392          FVECT   vec;
# Line 286 | Line 394 | back_ambval(struct s_ambsamp *ap1, struct s_ambsamp *a
394  
395          VSUB(vec, ap1->p, orig);
396          d2best = DOT(vec,vec);
397 <        vback = ap1->v[CIEY];
397 >        vback = colval(ap1->v,CIEY);
398          VSUB(vec, ap2->p, orig);
399          d2 = DOT(vec,vec);
400          if (d2 > d2best) {
401                  d2best = d2;
402 <                vback = ap2->v[CIEY];
402 >                vback = colval(ap2->v,CIEY);
403          }
404          VSUB(vec, ap3->p, orig);
405          d2 = DOT(vec,vec);
406          if (d2 > d2best)
407 <                return(ap3->v[CIEY]);
407 >                return(colval(ap3->v,CIEY));
408          return(vback);
409   }
410  
# Line 318 | Line 426 | eigenvectors(FVECT uv[2], float ra[2], FVECT hessian[3
426          hess2[0][1] = DOT(uv[0], b);
427          hess2[1][0] = DOT(uv[1], a);
428          hess2[1][1] = DOT(uv[1], b);
429 <                                        /* compute eigenvalues */
430 <        if (quadratic(evalue, 1.0, -hess2[0][0]-hess2[1][1],
431 <                        hess2[0][0]*hess2[1][1]-hess2[0][1]*hess2[1][0]) != 2 ||
432 <                        (evalue[0] = fabs(evalue[0])) <= FTINY*FTINY*FTINY ||
433 <                        (evalue[1] = fabs(evalue[1])) <= FTINY*FTINY*FTINY)
429 >                                        /* compute eigenvalue(s) */
430 >        i = quadratic(evalue, 1.0, -hess2[0][0]-hess2[1][1],
431 >                        hess2[0][0]*hess2[1][1]-hess2[0][1]*hess2[1][0]);
432 >        if (i == 1)                     /* double-root (circle) */
433 >                evalue[1] = evalue[0];
434 >        if (!i || ((evalue[0] = fabs(evalue[0])) <= FTINY*FTINY) |
435 >                        ((evalue[1] = fabs(evalue[1])) <= FTINY*FTINY) )
436                  error(INTERNAL, "bad eigenvalue calculation");
437  
438          if (evalue[0] > evalue[1]) {
439 <                ra[0] = 1.0/sqrt(sqrt(evalue[0]));
440 <                ra[1] = 1.0/sqrt(sqrt(evalue[1]));
439 >                ra[0] = sqrt(sqrt(4.0/evalue[0]));
440 >                ra[1] = sqrt(sqrt(4.0/evalue[1]));
441                  slope1 = evalue[1];
442          } else {
443 <                ra[0] = 1.0/sqrt(sqrt(evalue[1]));
444 <                ra[1] = 1.0/sqrt(sqrt(evalue[0]));
443 >                ra[0] = sqrt(sqrt(4.0/evalue[1]));
444 >                ra[1] = sqrt(sqrt(4.0/evalue[0]));
445                  slope1 = evalue[0];
446          }
447                                          /* compute unit eigenvectors */
# Line 352 | Line 462 | static void
462   ambHessian(                             /* anisotropic radii & pos. gradient */
463          AMBHEMI *hp,
464          FVECT   uv[2],                  /* returned */
465 <        float   ra[2],                  /* returned */
466 <        float   pg[2]                   /* returned */
465 >        float   ra[2],                  /* returned (optional) */
466 >        float   pg[2]                   /* returned (optional) */
467   )
468   {
469          static char     memerrmsg[] = "out of memory in ambHessian()";
# Line 368 | Line 478 | ambHessian(                            /* anisotropic radii & pos. gradient */
478          VCOPY(uv[1], hp->uy);
479                          /* clock-wise vertex traversal from sample POV */
480          if (ra != NULL) {               /* initialize Hessian row buffer */
481 <                hessrow = (FVECT (*)[3])malloc(sizeof(FVECT)*3*hp->ns);
481 >                hessrow = (FVECT (*)[3])malloc(sizeof(FVECT)*3*(hp->ns-1));
482                  if (hessrow == NULL)
483                          error(SYSTEM, memerrmsg);
484                  memset(hessian, 0, sizeof(hessian));
485          } else if (pg == NULL)          /* bogus call? */
486                  return;
487          if (pg != NULL) {               /* initialize form factor row buffer */
488 <                gradrow = (FVECT *)malloc(sizeof(FVECT)*hp->ns);
488 >                gradrow = (FVECT *)malloc(sizeof(FVECT)*(hp->ns-1));
489                  if (gradrow == NULL)
490                          error(SYSTEM, memerrmsg);
491                  memset(gradient, 0, sizeof(gradient));
492          }
493                                          /* compute first row of edges */
494          for (j = 0; j < hp->ns-1; j++) {
495 <                comp_fftri(&fftr, ambsamp(hp,0,j).p,
496 <                                ambsamp(hp,0,j+1).p, hp->rp->rop);
495 >                comp_fftri(&fftr, ambsam(hp,0,j).p,
496 >                                ambsam(hp,0,j+1).p, hp->rp->rop);
497                  if (hessrow != NULL)
498                          comp_hessian(hessrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
499                  if (gradrow != NULL)
# Line 393 | Line 503 | ambHessian(                            /* anisotropic radii & pos. gradient */
503          for (i = 0; i < hp->ns-1; i++) {
504              FVECT       hesscol[3];     /* compute first vertical edge */
505              FVECT       gradcol;
506 <            comp_fftri(&fftr, ambsamp(hp,i,0).p,
507 <                        ambsamp(hp,i+1,0).p, hp->rp->rop);
506 >            comp_fftri(&fftr, ambsam(hp,i,0).p,
507 >                        ambsam(hp,i+1,0).p, hp->rp->rop);
508              if (hessrow != NULL)
509                  comp_hessian(hesscol, &fftr, hp->rp->ron);
510              if (gradrow != NULL)
# Line 403 | Line 513 | ambHessian(                            /* anisotropic radii & pos. gradient */
513                  FVECT   hessdia[3];     /* compute triangle contributions */
514                  FVECT   graddia;
515                  COLORV  backg;
516 <                backg = back_ambval(&ambsamp(hp,i,j), &ambsamp(hp,i,j+1),
517 <                                        &ambsamp(hp,i+1,j), hp->rp->rop);
516 >                backg = back_ambval(&ambsam(hp,i,j), &ambsam(hp,i,j+1),
517 >                                        &ambsam(hp,i+1,j), hp->rp->rop);
518                                          /* diagonal (inner) edge */
519 <                comp_fftri(&fftr, ambsamp(hp,i,j+1).p,
520 <                                ambsamp(hp,i+1,j).p, hp->rp->rop);
519 >                comp_fftri(&fftr, ambsam(hp,i,j+1).p,
520 >                                ambsam(hp,i+1,j).p, hp->rp->rop);
521                  if (hessrow != NULL) {
522                      comp_hessian(hessdia, &fftr, hp->rp->ron);
523                      rev_hessian(hesscol);
524                      add2hessian(hessian, hessrow[j], hessdia, hesscol, backg);
525                  }
526 <                if (gradient != NULL) {
526 >                if (gradrow != NULL) {
527                      comp_gradient(graddia, &fftr, hp->rp->ron);
528                      rev_gradient(gradcol);
529                      add2gradient(gradient, gradrow[j], graddia, gradcol, backg);
530                  }
531                                          /* initialize edge in next row */
532 <                comp_fftri(&fftr, ambsamp(hp,i+1,j+1).p,
533 <                                ambsamp(hp,i+1,j).p, hp->rp->rop);
532 >                comp_fftri(&fftr, ambsam(hp,i+1,j+1).p,
533 >                                ambsam(hp,i+1,j).p, hp->rp->rop);
534                  if (hessrow != NULL)
535                      comp_hessian(hessrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
536                  if (gradrow != NULL)
537                      comp_gradient(gradrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
538                                          /* new column edge & paired triangle */
539 <                backg = back_ambval(&ambsamp(hp,i,j+1), &ambsamp(hp,i+1,j+1),
540 <                                        &ambsamp(hp,i+1,j), hp->rp->rop);
541 <                comp_fftri(&fftr, ambsamp(hp,i,j+1).p, ambsamp(hp,i+1,j+1).p,
539 >                backg = back_ambval(&ambsam(hp,i,j+1), &ambsam(hp,i+1,j+1),
540 >                                        &ambsam(hp,i+1,j), hp->rp->rop);
541 >                comp_fftri(&fftr, ambsam(hp,i,j+1).p, ambsam(hp,i+1,j+1).p,
542                                  hp->rp->rop);
543                  if (hessrow != NULL) {
544                      comp_hessian(hesscol, &fftr, hp->rp->ron);
# Line 452 | Line 562 | ambHessian(                            /* anisotropic radii & pos. gradient */
562          
563          if (ra != NULL)                 /* extract eigenvectors & radii */
564                  eigenvectors(uv, ra, hessian);
565 <        if (pg != NULL) {               /* project position gradient */
565 >        if (pg != NULL) {               /* tangential position gradient */
566                  pg[0] = DOT(gradient, uv[0]);
567                  pg[1] = DOT(gradient, uv[1]);
568          }
# Line 463 | Line 573 | ambHessian(                            /* anisotropic radii & pos. gradient */
573   static void
574   ambdirgrad(AMBHEMI *hp, FVECT uv[2], float dg[2])
575   {
576 <        struct s_ambsamp        *ap;
577 <        int                     n;
576 >        AMBSAMP *ap;
577 >        double  dgsum[2];
578 >        int     n;
579 >        FVECT   vd;
580 >        double  gfact;
581  
582 <        dg[0] = dg[1] = 0;
582 >        dgsum[0] = dgsum[1] = 0.0;      /* sum values times -tan(theta) */
583          for (ap = hp->sa, n = hp->ns*hp->ns; n--; ap++) {
471 –                FVECT   vd;
472 –                double  gfact;
584                                          /* use vector for azimuth + 90deg */
585                  VSUB(vd, ap->p, hp->rp->rop);
586 <                                        /* brightness with tangent factor */
587 <                gfact = ap->v[CIEY] / DOT(hp->rp->ron, vd);
586 >                                        /* brightness over cosine factor */
587 >                gfact = colval(ap->v,CIEY) / DOT(hp->rp->ron, vd);
588                                          /* sine = proj_radius/vd_length */
589 <                dg[0] -= DOT(uv[1], vd) * gfact ;
590 <                dg[1] += DOT(uv[0], vd) * gfact;
589 >                dgsum[0] -= DOT(uv[1], vd) * gfact;
590 >                dgsum[1] += DOT(uv[0], vd) * gfact;
591          }
592 +        dg[0] = dgsum[0] / (hp->ns*hp->ns);
593 +        dg[1] = dgsum[1] / (hp->ns*hp->ns);
594   }
595  
596  
# Line 492 | Line 605 | doambient(                             /* compute ambient component */
605          float   dg[2]                   /* returned (optional) */
606   )
607   {
608 <        int                     cnt = 0;
609 <        FVECT                   my_uv[2];
610 <        AMBHEMI                 *hp;
611 <        double                  d, acol[3];
612 <        struct s_ambsamp        *ap;
613 <        int                     i, j;
614 <                                        /* initialize */
615 <        if ((hp = inithemi(rcol, r, wt)) == NULL)
608 >        AMBHEMI *hp = inithemi(rcol, r, wt);
609 >        int     cnt = 0;
610 >        FVECT   my_uv[2];
611 >        double  d, K, acol[3];
612 >        AMBSAMP *ap;
613 >        int     i, j;
614 >                                        /* check/initialize */
615 >        if (hp == NULL)
616                  return(0);
617          if (uv != NULL)
618                  memset(uv, 0, sizeof(FVECT)*2);
# Line 513 | Line 626 | doambient(                             /* compute ambient component */
626          acol[0] = acol[1] = acol[2] = 0.0;
627          for (i = hp->ns; i--; )
628                  for (j = hp->ns; j--; )
629 <                        if (ambsample(hp, i, j)) {
517 <                                ap = &ambsamp(hp,i,j);
629 >                        if ((ap = ambsample(hp, i, j)) != NULL) {
630                                  addcolor(acol, ap->v);
631                                  ++cnt;
632                          }
# Line 523 | Line 635 | doambient(                             /* compute ambient component */
635                  free(hp);
636                  return(0);              /* no valid samples */
637          }
638 <        d = 1.0 / cnt;                  /* final indirect irradiance/PI */
639 <        acol[0] *= d; acol[1] *= d; acol[2] *= d;
528 <        copycolor(rcol, acol);
529 <        if (cnt < hp->ns*hp->ns ||      /* incomplete sampling? */
530 <                        (ra == NULL) & (pg == NULL) & (dg == NULL)) {
638 >        if (cnt < hp->ns*hp->ns) {      /* incomplete sampling? */
639 >                copycolor(rcol, acol);
640                  free(hp);
641 +                return(-1);             /* return value w/o Hessian */
642 +        }
643 +        cnt = ambssamp*wt + 0.5;        /* perform super-sampling? */
644 +        if (cnt > 0)
645 +                ambsupersamp(acol, hp, cnt);
646 +        copycolor(rcol, acol);          /* final indirect irradiance/PI */
647 +        if ((ra == NULL) & (pg == NULL) & (dg == NULL)) {
648 +                free(hp);
649                  return(-1);             /* no radius or gradient calc. */
650          }
651 <        d = 0.01 * bright(rcol);        /* add in 1% before Hessian comp. */
652 <        if (d < FTINY) d = FTINY;
653 <        ap = hp->sa;                    /* using Y channel from here on... */
651 >        if (bright(acol) > FTINY) {     /* normalize Y values */
652 >                d = 0.99*cnt/bright(acol);
653 >                K = 0.01;
654 >        } else {                        /* geometric Hessian fall-back */
655 >                d = 0.0;
656 >                K = 1.0;
657 >                pg = NULL;
658 >                dg = NULL;
659 >        }
660 >        ap = hp->sa;                    /* relative Y channel from here on... */
661          for (i = hp->ns*hp->ns; i--; ap++)
662 <                colval(ap->v,CIEY) = bright(ap->v) + d;
662 >                colval(ap->v,CIEY) = bright(ap->v)*d + K;
663  
664          if (uv == NULL)                 /* make sure we have axis pointers */
665                  uv = my_uv;
666                                          /* compute radii & pos. gradient */
667          ambHessian(hp, uv, ra, pg);
668 +
669          if (dg != NULL)                 /* compute direction gradient */
670                  ambdirgrad(hp, uv, dg);
671 <        if (ra != NULL) {               /* adjust/clamp radii */
672 <                d = sqrt(sqrt((4.0/PI)*bright(rcol)/wt));
673 <                if ((ra[0] *= d) > maxarad)
674 <                        ra[0] = maxarad;
671 >
672 >        if (ra != NULL) {               /* scale/clamp radii */
673 >                if (pg != NULL) {
674 >                        if (ra[0]*(d = fabs(pg[0])) > 1.0)
675 >                                ra[0] = 1.0/d;
676 >                        if (ra[1]*(d = fabs(pg[1])) > 1.0)
677 >                                ra[1] = 1.0/d;
678 >                        if (ra[0] > ra[1])
679 >                                ra[0] = ra[1];
680 >                }
681 >                if (ra[0] < minarad) {
682 >                        ra[0] = minarad;
683 >                        if (ra[1] < minarad)
684 >                                ra[1] = minarad;
685 >                }
686 >                ra[0] *= d = 1.0/sqrt(sqrt(wt));
687                  if ((ra[1] *= d) > 2.0*ra[0])
688                          ra[1] = 2.0*ra[0];
689 +                if (ra[1] > maxarad) {
690 +                        ra[1] = maxarad;
691 +                        if (ra[0] > maxarad)
692 +                                ra[0] = maxarad;
693 +                }
694 +                if (pg != NULL) {       /* cap gradient if necessary */
695 +                        d = pg[0]*pg[0]*ra[0]*ra[0] + pg[1]*pg[1]*ra[1]*ra[1];
696 +                        if (d > 1.0) {
697 +                                d = 1.0/sqrt(d);
698 +                                pg[0] *= d;
699 +                                pg[1] *= d;
700 +                        }
701 +                }
702          }
703          free(hp);                       /* clean up and return */
704          return(1);

Diff Legend

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