[ViewVC] Diff of: Development/ray/src/rt/ambcomp.c

Comparing ray/src/rt/ambcomp.c (file contents):
Revision 2.29 by greg, Wed Apr 23 06:04:17 2014 UTC vs.
Revision 2.105 by greg, Thu Aug 21 20:38:41 2025 UTC

+ *      for Irradiance Caching" by Schwarzhaupt, Wann Jensen, & Jarosz
+ *      from ACM SIGGRAPH Asia 2012 conference proceedings.
-+
+ *  Added book-keeping optimization to avoid calculations that would
-+
+ *      cancel due to traversal both directions on edges that are adjacent
-+
+ *      to same-valued triangles.  This cuts about half of Hessian math.
-+
+ *
+ *  Declarations of external symbols in ambient.h
+ */
+#include  "ambient.h"
+#include  "random.h"
-<
+#ifdef NEWAMB
->
+#ifndef MINADIV
->
+#define MINADIV         7       /* minimum # divisions in each dimension */
->
+#endif
->
+#ifndef MINSDIST
->
+#define MINSDIST        0.2     /* def. min. spacing = 1/5th division */
->
+#endif
-<
+extern void             SDsquare2disk(double ds[2], double seedx, double seedy);
->
+typedef struct {
->
+        FVECT   p;              /* intersection point */
->
+        float   d;              /* reciprocal distance */
->
+        SCOLOR  v;              /* hemisphere sample value */
->
+} AMBSAMP;              /* sample value */
+typedef struct {
+        RAY     *rp;            /* originating ray sample */
-–
+        FVECT   ux, uy;         /* tangent axis unit vectors */
+        int     ns;             /* number of samples per axis */
-<
+        COLOR   acoef;          /* division contribution coefficient */
-<
+        struct s_ambsamp {
-<
+                COLOR   v;              /* hemisphere sample value */
-<
+                float   p[3];           /* intersection point */
-<
+        } sa[1];                /* sample array (extends struct) */
->
+        int     sampOK;         /* acquired full sample set? */
->
+        int     atyp;           /* RAMBIENT or TAMBIENT */
->
+        SCOLOR  acoef;          /* division contribution coefficient */
->
+        SCOLOR  acol;           /* accumulated color */
->
+        FVECT   onrm;           /* oriented unperturbed surface normal */
->
+        FVECT   ux, uy;         /* tangent axis unit vectors */
->
+        AMBSAMP sa[1];          /* sample array (extends struct) */
+}  AMBHEMI;             /* ambient sample hemisphere */
-<
+#define ambsamp(h,i,j)  (h)->sa[(i)*(h)->ns + (j)]
->
+#define AI(h,i,j)       ((i)*(h)->ns + (j))
->
+#define ambsam(h,i,j)   (h)->sa[AI(h,i,j)]
+typedef struct {
-<
+        FVECT   r_i, r_i1, e_i;
-<
+        double  nf, I1, I2, J2;
->
+        FVECT   r_i, r_i1, e_i, rcp, rI2_eJ2;
->
+        double  I1, I2;
+} FFTRI;                /* vectors and coefficients for Hessian calculation */
-+
+#define XLOTSIZ         512             /* size of used car lot */
-+
+#define CFIRST          0               /* first corner */
-+
+#define COTHER          (CFIRST+4)      /* non-corner sample */
-+
+#define CMAXTARGET      (int)(XLOTSIZ*MINSDIST/(1-MINSDIST))
-+
-+
+static int
-+
+psample_class(double ss[2])             /* classify patch sample */
-+
+{
-+
+        if (ss[0] < MINSDIST) {
-+
+                if (ss[1] < MINSDIST)
-+
+                        return(CFIRST);
-+
+                if (ss[1] > 1.-MINSDIST)
-+
+                        return(CFIRST+2);
-+
+        } else if (ss[0] > 1.-MINSDIST) {
-+
+                if (ss[1] < MINSDIST)
-+
+                        return(CFIRST+1);
-+
+                if (ss[1] > 1.-MINSDIST)
-+
+                        return(CFIRST+3);
-+
+        }
-+
+        return(COTHER);                 /* not in a corner */
-+
+}
-+
-+
+static void
-+
+trade_patchsamp(double ss[2])           /* trade in problem patch position */
-+
+{
-+
+        static float    tradelot[XLOTSIZ][2];
-+
+        static int      gterm[COTHER+1];
-+
+        double          repl[2];
-+
+        int             sclass, rclass;
-+
+        int             x;
-+
+re_initialize:                          /* initialize lot? */
-+
+        while (gterm[COTHER] < XLOTSIZ) {
-+
+                tradelot[gterm[COTHER]][0] = frandom();
-+
+                tradelot[gterm[COTHER]][1] = frandom();
-+
+                ++gterm[COTHER];
-+
+        }
-+
+                                        /* get trade-in candidate... */
-+
+        sclass = psample_class(ss);     /* submitted corner or not? */
-+
+        switch (sclass) {
-+
+        case COTHER:                    /* trade mid-edge with corner/any */
-+
+                x = irandom( gterm[COTHER-1] > CMAXTARGET
-+
+                                ? gterm[COTHER-1] : XLOTSIZ );
-+
+                break;
-+
+        case CFIRST:                    /* kick out of first corner */
-+
+                x = gterm[CFIRST] + irandom(XLOTSIZ - gterm[CFIRST]);
-+
+                break;
-+
+        default:                        /* kick out of 2nd-4th corner */
-+
+                x = irandom(XLOTSIZ - (gterm[sclass] - gterm[sclass-1]));
-+
+                x += (x >= gterm[sclass-1])*(gterm[sclass] - gterm[sclass-1]);
-+
+                break;
-+
+        }
-+
+        if (x >= XLOTSIZ) {             /* uh-oh... trapped in a corner! */
-+
+                memset(gterm, 0, sizeof(gterm));
-+
+                goto re_initialize;
-+
+        }
-+
+        repl[0] = tradelot[x][0];       /* save selected replacement (result) */
-+
+        repl[1] = tradelot[x][1];
-+
+                                        /* identify replacement class */
-+
+        for (rclass = CFIRST; rclass < COTHER; rclass++)
-+
+                if (x < gterm[rclass])
-+
+                        break;          /* repark to keep classes grouped */
-+
+        while (rclass > sclass) {       /* replacement group after submitted? */
-+
+                tradelot[x][0] = tradelot[gterm[rclass-1]][0];
-+
+                tradelot[x][1] = tradelot[gterm[rclass-1]][1];
-+
+                x = gterm[--rclass]++;
-+
+        }
-+
+        while (rclass < sclass) {       /* replacement group before submitted? */
-+
+                tradelot[x][0] = tradelot[--gterm[rclass]][0];
-+
+                tradelot[x][1] = tradelot[gterm[rclass]][1];
-+
+                x = gterm[rclass++];
-+
+        }
-+
+        tradelot[x][0] = ss[0];         /* complete the trade-in */
-+
+        tradelot[x][1] = ss[1];
-+
+        ss[0] = repl[0];
-+
+        ss[1] = repl[1];
-+
+}
-+
-+
+#undef XLOTSIZ
-+
+#undef COTHER
-+
+#undef CFIRST
-+
-+
-+
+static int
-+
+ambcollision(                           /* proposed direction collides? */
-+
+        AMBHEMI *hp,
-+
+        int     i,
-+
+        int     j,
-+
+        RREAL   spt[2]
-+
+)
-+
+{
-+
+        int     ii, jj;
-+
+                                        /* check existing neighbors */
-+
+        for (ii = i-1; ii <= i+1; ii++) {
-+
+                if (ii < 0) continue;
-+
+                if (ii >= hp->ns) break;
-+
+                for (jj = j-1; jj <= j+1; jj++) {
-+
+                        AMBSAMP *ap;
-+
+                        FVECT   avec;
-+
+                        double  dx, dy;
-+
+                        if (jj < 0) continue;
-+
+                        if (jj >= hp->ns) break;
-+
+                        if ((ii==i) & (jj==j)) continue;
-+
+                        ap = &ambsam(hp,ii,jj);
-+
+                        if (ap->d <= .5/FHUGE)
-+
+                                continue;       /* no one home */
-+
+                        VSUB(avec, ap->p, hp->rp->rop);
-+
+                        normalize(avec);        /* use diskworld distance */
-+
+                        dx = DOT(avec, hp->ux) - spt[0];
-+
+                        dy = DOT(avec, hp->uy) - spt[1];
-+
+                        if ((dx*dx + dy*dy)*(hp->ns*hp->ns) <
-+
+                                        PI*MINSDIST*MINSDIST)
-+
+                                return(1);      /* too close */
-+
+                }
-+
+        }
-+
+        return(0);                      /* nothing to worry about */
-+
+}
-+
-+
-+
+static int
-+
+ambsample(                              /* initial ambient division sample */
-+
+        AMBHEMI *hp,
-+
+        int     i,
-+
+        int     j,
-+
+        int     n
-+
+)
-+
+{
-+
+        int     trade_ok = (!n & (hp->ns >= 4))*21;
-+
+        AMBSAMP *ap = &ambsam(hp,i,j);
-+
+        RAY     ar;
-+
+        int     hlist[3], ii;
-+
+        double  ss[2];
-+
+        RREAL   spt[2];
-+
+        double  zd;
-+
+                                        /* generate hemispherical sample */
-+
+                                        /* ambient coefficient for weight */
-+
+        if (ambacc > FTINY)
-+
+                setscolor(ar.rcoef, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
-+
+        else
-+
+                copyscolor(ar.rcoef, hp->acoef);
-+
+        if (rayorigin(&ar, hp->atyp, hp->rp, ar.rcoef) < 0)
-+
+                return(0);
-+
+        if (ambacc > FTINY) {
-+
+                smultscolor(ar.rcoef, hp->acoef);
-+
+                scalescolor(ar.rcoef, 1./AVGREFL);
-+
+        }
-+
+        hlist[0] = hp->rp->rno;
-+
+        hlist[1] = AI(hp,i,j);
-+
+        hlist[2] = samplendx;
-+
+        multisamp(ss, 2, urand(ilhash(hlist,3)+n));
-+
+        square2disk(spt, (j+ss[1])/hp->ns, (i+ss[0])/hp->ns);
-+
+                                        /* avoid coincident samples? */
-+
+        while (trade_ok-- && ambcollision(hp, i, j, spt)) {
-+
+                if (trade_ok) {
-+
+                        trade_patchsamp(ss);
-+
+                } else {                /* punting... */
-+
+                        ss[0] = MINSDIST + (1-2*MINSDIST)*frandom();
-+
+                        ss[1] = MINSDIST + (1-2*MINSDIST)*frandom();
-+
+                }
-+
+                square2disk(spt, (j+ss[1])/hp->ns, (i+ss[0])/hp->ns);
-+
+        }
-+
+        zd = sqrt(1. - spt[0]*spt[0] - spt[1]*spt[1]);
-+
+        for (ii = 3; ii--; )
-+
+                ar.rdir[ii] =   spt[0]*hp->ux[ii] +
-+
+                                spt[1]*hp->uy[ii] +
-+
+                                zd*hp->onrm[ii];
-+
+        checknorm(ar.rdir);
-+
+        dimlist[ndims_inc()] = AI(hp,i,j) + 90171;
-+
+        rayvalue(&ar);                  /* evaluate ray */
-+
+        dec_ndims();
-+
+        zd = raydistance(&ar);
-+
+        if (zd <= FTINY)
-+
+                return(0);              /* should never happen */
-+
+        smultscolor(ar.rcol, ar.rcoef); /* apply coefficient */
-+
+        if (zd*ap->d < 1.0)             /* new/closer distance? */
-+
+                ap->d = 1.0/zd;
-+
+        if (!n) {                       /* record first vertex & value */
-+
+                if (zd > 10.0*thescene.cusize + 1000.)
-+
+                        zd = 10.0*thescene.cusize + 1000.;
-+
+                VSUM(ap->p, ar.rorg, ar.rdir, zd);
-+
+                copyscolor(ap->v, ar.rcol);
-+
+        } else {                        /* else update recorded value */
-+
+                sopscolor(hp->acol, -=, ap->v);
-+
+                zd = 1.0/(double)(n+1);
-+
+                scalescolor(ar.rcol, zd);
-+
+                zd *= (double)n;
-+
+                scalescolor(ap->v, zd);
-+
+                saddscolor(ap->v, ar.rcol);
-+
+        }
-+
+        saddscolor(hp->acol, ap->v);    /* add to our sum */
-+
+        return(1);
-+
+}
-+
-+
-+
+/* Estimate variance based on ambient division differences */
-+
+static float *
-+
+getambdiffs(AMBHEMI *hp)
-+
+{
-+
+        const double    normf = 1./(pbright(hp->acoef) + FTINY);
-+
+        float   *earr = (float *)calloc(2*hp->ns*hp->ns, sizeof(float));
-+
+        float   *ep;
-+
+        AMBSAMP *ap;
-+
+        double  b, b1, d2;
-+
+        int     i, j;
-+
-+
+        if (earr == NULL)               /* out of memory? */
-+
+                return(NULL);
-+
+                                        /* sum squared neighbor diffs */
-+
+        ap = hp->sa;
-+
+        ep = earr + hp->ns*hp->ns;      /* original estimates to scratch */
-+
+        for (i = 0; i < hp->ns; i++)
-+
+            for (j = 0; j < hp->ns; j++, ap++, ep++) {
-+
+                b = pbright(ap[0].v);
-+
+                if (i) {                /* from above */
-+
+                        b1 = pbright(ap[-hp->ns].v);
-+
+                        d2 = b - b1;
-+
+                        d2 *= d2*normf/(b + b1 + FTINY);
-+
+                        ep[0] += d2;
-+
+                        ep[-hp->ns] += d2;
-+
+                }
-+
+                if (!j) continue;
-+
+                                        /* from behind */
-+
+                b1 = pbright(ap[-1].v);
-+
+                d2 = b - b1;
-+
+                d2 *= d2*normf/(b + b1 + FTINY);
-+
+                ep[0] += d2;
-+
+                ep[-1] += d2;
-+
+                if (!i) continue;
-+
+                                        /* diagonal */
-+
+                b1 = pbright(ap[-hp->ns-1].v);
-+
+                d2 = b - b1;
-+
+                d2 *= d2*normf/(b + b1 + FTINY);
-+
+                ep[0] += d2;
-+
+                ep[-hp->ns-1] += d2;
-+
+            }
-+
+                                        /* correct for number of neighbors */
-+
+        ep = earr + hp->ns*hp->ns;
-+
+        ep[0] *= 6./3.;
-+
+        ep[hp->ns-1] *= 6./3.;
-+
+        ep[(hp->ns-1)*hp->ns] *= 6./3.;
-+
+        ep[(hp->ns-1)*hp->ns + hp->ns-1] *= 6./3.;
-+
+        for (i = 1; i < hp->ns-1; i++) {
-+
+                ep[i*hp->ns] *= 6./5.;
-+
+                ep[i*hp->ns + hp->ns-1] *= 6./5.;
-+
+        }
-+
+        for (j = 1; j < hp->ns-1; j++) {
-+
+                ep[j] *= 6./5.;
-+
+                ep[(hp->ns-1)*hp->ns + j] *= 6./5.;
-+
+        }
-+
+                                        /* blur final map to reduce bias */
-+
+        for (i = 0; i < hp->ns-1; i++) {
-+
+            float  *ep2;
-+
+            ep = earr + i*hp->ns;
-+
+            ep2 = ep + hp->ns*hp->ns;
-+
+            for (j = 0; j < hp->ns-1; j++, ep++, ep2++) {
-+
+                ep[0] += .5*ep2[0] + .125*(ep2[1] + ep2[hp->ns]);
-+
+                ep[1] += .125*ep2[0];
-+
+                ep[hp->ns] += .125*ep2[0];
-+
+            }
-+
+        }
-+
+        return(earr);
-+
+}
-+
-+
-+
+/* Perform super-sampling on hemisphere (introduces bias) */
-+
+static void
-+
+ambsupersamp(AMBHEMI *hp, int cnt)
-+
+{
-+
+        float   *earr = getambdiffs(hp);
-+
+        double  e2rem = 0;
-+
+        float   *ep;
-+
+        int     i, j, n, nss;
-+
-+
+        if (earr == NULL)               /* just skip calc. if no memory */
-+
+                return;
-+
+                                        /* accumulate estimated variances */
-+
+        for (ep = earr + hp->ns*hp->ns; ep > earr; )
-+
+                e2rem += *--ep;
-+
+        ep = earr;                      /* perform super-sampling */
-+
+        for (i = 0; i < hp->ns; i++)
-+
+            for (j = 0; j < hp->ns; j++) {
-+
+                if (e2rem <= FTINY)
-+
+                        goto done;      /* nothing left to do */
-+
+                nss = *ep/e2rem*cnt + frandom();
-+
+                for (n = 1; n <= nss && ambsample(hp,i,j,n); n++)
-+
+                        if (!--cnt) goto done;
-+
+                e2rem -= *ep++;         /* update remainder */
-+
+        }
-+
+done:
-+
+        free(earr);
-+
+}
-+
-+
+static AMBHEMI *
-<
+inithemi(                       /* initialize sampling hemisphere */
-<
+        COLOR   ac,
->
+samp_hemi(                              /* sample indirect hemisphere */
->
+        SCOLOR  rcol,
+        RAY     *r,
+        double  wt
-+
+        int     backside = (wt < 0);
+        AMBHEMI *hp;
+        double  d;
-<
+        int     n, i;
->
+        int     n, i, j;
->
+                                        /* insignificance check */
->
+        d = sintens(rcol);
->
+        if (d <= FTINY)
->
+                return(NULL);
+                                        /* set number of divisions */
-+
+        if (backside) wt = -wt;
+        if (ambacc <= FTINY &&
-<
+                        wt > (d = 0.8*intens(ac)*r->rweight/(ambdiv*minweight)))
->
+                        wt > (d *= 0.8*r->rweight/(ambdiv*minweight + 1e-20)))
+                wt = d;                 /* avoid ray termination */
+        n = sqrt(ambdiv * wt) + 0.5;
-<
+        i = 1 + 5*(ambacc > FTINY);     /* minimum number of samples */
-<
+        if (n < i)
->
+        i = 1 + (MINADIV-1)*(ambacc > FTINY);
->
+        if (n < i)                      /* use minimum number of samples? */
+                n = i;
+                                        /* allocate sampling array */
-<
+        hp = (AMBHEMI *)malloc(sizeof(AMBHEMI) +
-<
+                                sizeof(struct s_ambsamp)*(n*n - 1));
->
+        hp = (AMBHEMI *)malloc(sizeof(AMBHEMI) + sizeof(AMBSAMP)*(n*n - 1));
+        if (hp == NULL)
-<
+                return(NULL);
->
+                error(SYSTEM, "out of memory in samp_hemi");
->
->
+        if (backside) {
->
+                hp->atyp = TAMBIENT;
->
+                hp->onrm[0] = -r->ron[0];
->
+                hp->onrm[1] = -r->ron[1];
->
+                hp->onrm[2] = -r->ron[2];
->
+        } else {
->
+                hp->atyp = RAMBIENT;
->
+                VCOPY(hp->onrm, r->ron);
->
+        }
+        hp->rp = r;
+        hp->ns = n;
-+
+        scolorblack(hp->acol);
-+
+        memset(hp->sa, 0, sizeof(AMBSAMP)*n*n);
-+
+        hp->sampOK = 0;
+                                        /* assign coefficient */
-<
+        copycolor(hp->acoef, ac);
->
+        copyscolor(hp->acoef, rcol);
+        d = 1.0/(n*n);
-<
+        scalecolor(hp->acoef, d);
->
+        scalescolor(hp->acoef, d);
+                                        /* make tangent plane axes */
-<
+        hp->uy[0] = 0.1 - 0.2*frandom();
-<
+        hp->uy[1] = 0.1 - 0.2*frandom();
-<
+        hp->uy[2] = 0.1 - 0.2*frandom();
-<
+        for (i = 0; i < 3; i++)
-<
+                if (r->ron[i] < 0.6 && r->ron[i] > -0.6)
-<
+                        break;
-<
+        if (i >= 3)
-<
+                error(CONSISTENCY, "bad ray direction in inithemi()");
-<
+        hp->uy[i] = 1.0;
-<
+        VCROSS(hp->ux, hp->uy, r->ron);
-<
+        normalize(hp->ux);
-<
+        VCROSS(hp->uy, r->ron, hp->ux);
-<
+                                        /* we're ready to sample */
-<
+        return(hp);
->
+        if (!getperpendicular(hp->ux, hp->onrm, 1))
->
+                error(CONSISTENCY, "bad ray direction in samp_hemi");
->
+        VCROSS(hp->uy, hp->onrm, hp->ux);
->
+                                        /* sample divisions */
->
+        for (i = hp->ns; i--; )
->
+            for (j = hp->ns; j--; )
->
+                hp->sampOK += ambsample(hp, i, j, 0);
->
+        copyscolor(rcol, hp->acol);
->
+        if (!hp->sampOK) {              /* utter failure? */
->
+                free(hp);
->
+                return(NULL);
->
+        }
->
+        if (hp->sampOK < hp->ns*hp->ns) {
->
+                hp->sampOK *= -1;       /* soft failure */
->
+                return(hp);
->
+        }
->
+        if (hp->sampOK <= MINADIV*MINADIV)
->
+                return(hp);             /* don't bother super-sampling */
->
+        n = ambssamp*wt + 0.5;
->
+        if (n >= 4*hp->ns) {            /* perform super-sampling? */
->
+                ambsupersamp(hp, n);
->
+                copyscolor(rcol, hp->acol);
->
+        }
->
+        return(hp);                     /* all is well */
-<
+static struct s_ambsamp *
-<
+ambsample(                              /* sample an ambient direction */
-<
+        AMBHEMI *hp,
-<
+        int     i,
-<
+        int     j
-<
+)
->
+/* Return brightness of farthest ambient sample */
->
+static double
->
+back_ambval(AMBHEMI *hp, const int n1, const int n2, const int n3)
-<
+        struct s_ambsamp        *ap = &ambsamp(hp,i,j);
-<
+        RAY                     ar;
-<
+        double                  spt[2], zd;
-<
+        int                     ii;
-<
+                                        /* ambient coefficient for weight */
-<
+        if (ambacc > FTINY)
-<
+                setcolor(ar.rcoef, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
-<
+        else
-<
+                copycolor(ar.rcoef, hp->acoef);
-<
+        if (rayorigin(&ar, AMBIENT, hp->rp, ar.rcoef) < 0) {
-<
+                setcolor(ap->v, 0., 0., 0.);
-<
+                VCOPY(ap->p, hp->rp->rop);
-<
+                return(NULL);           /* no sample taken */
->
+        if (hp->sa[n1].d <= hp->sa[n2].d) {
->
+                if (hp->sa[n1].d <= hp->sa[n3].d)
->
+                        return(hp->sa[n1].v[0]);
->
+                return(hp->sa[n3].v[0]);
-<
+        if (ambacc > FTINY) {
-<
+                multcolor(ar.rcoef, hp->acoef);
-<
+                scalecolor(ar.rcoef, 1./AVGREFL);
-<
+        }
-<
+                                        /* generate hemispherical sample */
-<
+        SDsquare2disk(spt,      (i+.1+.8*frandom())/hp->ns,
-<
+                                (j+.1+.8*frandom())/hp->ns );
-<
+        zd = sqrt(1. - spt[0]*spt[0] - spt[1]*spt[1]);
-<
+        for (ii = 3; ii--; )
-<
+                ar.rdir[ii] =   spt[0]*hp->ux[ii] +
-<
+                                spt[1]*hp->uy[ii] +
-<
+                                zd*hp->rp->ron[ii];
-<
+        checknorm(ar.rdir);
-<
+        dimlist[ndims++] = i*hp->ns + j + 90171;
-<
+        rayvalue(&ar);                  /* evaluate ray */
-<
+        ndims--;
-<
+        multcolor(ar.rcol, ar.rcoef);   /* apply coefficient */
-<
+        copycolor(ap->v, ar.rcol);
-<
+        if (ar.rt > 20.0*maxarad)       /* limit vertex distance */
-<
+                VSUM(ap->p, ar.rorg, ar.rdir, 20.0*maxarad);
-<
+        else
-<
+                VCOPY(ap->p, ar.rop);
-<
+        return(ap);
->
+        if (hp->sa[n2].d <= hp->sa[n3].d)
->
+                return(hp->sa[n2].v[0]);
->
+        return(hp->sa[n3].v[0]);
+/* Compute vectors and coefficients for Hessian/gradient calcs */
+static void
-<
+comp_fftri(FFTRI *ftp, float ap0[3], float ap1[3], FVECT rop)
->
+comp_fftri(FFTRI *ftp, AMBHEMI *hp, const int n0, const int n1)
-<
+        FVECT   v1;
-<
+        double  dot_e, dot_er, dot_r, dot_r1;
->
+        double  rdot_cp, dot_e, dot_er, rdot_r, rdot_r1, J2;
->
+        int     ii;
-<
+        VSUB(ftp->r_i, ap0, rop);
-<
+        VSUB(ftp->r_i1, ap1, rop);
-<
+        VSUB(ftp->e_i, ap1, ap0);
-<
+        VCROSS(v1, ftp->e_i, ftp->r_i);
-<
+        ftp->nf = 1.0/DOT(v1,v1);
->
+        VSUB(ftp->r_i, hp->sa[n0].p, hp->rp->rop);
->
+        VSUB(ftp->r_i1, hp->sa[n1].p, hp->rp->rop);
->
+        VSUB(ftp->e_i, hp->sa[n1].p, hp->sa[n0].p);
->
+        VCROSS(ftp->rcp, ftp->r_i, ftp->r_i1);
->
+        rdot_cp = 1.0/DOT(ftp->rcp,ftp->rcp);
+        dot_e = DOT(ftp->e_i,ftp->e_i);
+        dot_er = DOT(ftp->e_i, ftp->r_i);
-<
+        dot_r = DOT(ftp->r_i,ftp->r_i);
-<
+        dot_r1 = DOT(ftp->r_i1,ftp->r_i1);
-<
+        ftp->I1 = acos( DOT(ftp->r_i, ftp->r_i1) / sqrt(dot_r*dot_r1) ) *
-<
+                        sqrt( ftp->nf );
-<
+        ftp->I2 = ( DOT(ftp->e_i, ftp->r_i1)/dot_r1 - dot_er/dot_r +
-<
+                        dot_e*ftp->I1 )*0.5*ftp->nf;
-<
+        ftp->J2 =  0.5/dot_e*( 1.0/dot_r - 1.0/dot_r1 ) -
-<
+                        dot_er/dot_e*ftp->I2;
->
+        rdot_r = 1.0/DOT(ftp->r_i,ftp->r_i);
->
+        rdot_r1 = 1.0/DOT(ftp->r_i1,ftp->r_i1);
->
+        ftp->I1 = acos( DOT(ftp->r_i, ftp->r_i1) * sqrt(rdot_r*rdot_r1) ) *
->
+                        sqrt( rdot_cp );
->
+        ftp->I2 = ( DOT(ftp->e_i, ftp->r_i1)*rdot_r1 - dot_er*rdot_r +
->
+                        dot_e*ftp->I1 )*0.5*rdot_cp;
->
+        J2 =  ( 0.5*(rdot_r - rdot_r1) - dot_er*ftp->I2 ) / dot_e;
->
+        for (ii = 3; ii--; )
->
+                ftp->rI2_eJ2[ii] = ftp->I2*ftp->r_i[ii] + J2*ftp->e_i[ii];
+static void
+comp_hessian(FVECT hess[3], FFTRI *ftp, FVECT nrm)
-<
+        FVECT   v1, v2;
->
+        FVECT   ncp;
+        FVECT   m1[3], m2[3], m3[3], m4[3];
+        double  d1, d2, d3, d4;
+        double  I3, J3, K3;
+        d2 = 1.0/DOT(ftp->r_i1,ftp->r_i1);
+        d3 = 1.0/DOT(ftp->e_i,ftp->e_i);
+        d4 = DOT(ftp->e_i, ftp->r_i);
-<
+        I3 = 0.25*ftp->nf*( DOT(ftp->e_i, ftp->r_i1)*d2*d2 - d4*d1*d1 +
-<
+.0/d3*ftp->I2 );
->
+        I3 = ( DOT(ftp->e_i, ftp->r_i1)*d2*d2 - d4*d1*d1 + 3.0/d3*ftp->I2 )
->
+                        / ( 4.0*DOT(ftp->rcp,ftp->rcp) );
+        J3 = 0.25*d3*(d1*d1 - d2*d2) - d4*d3*I3;
+        K3 = d3*(ftp->I2 - I3/d1 - 2.0*d4*J3);
+                                        /* intermediate matrices */
-<
+        VCROSS(v1, nrm, ftp->e_i);
-<
+        for (j = 3; j--; )
-<
+                v2[j] = ftp->I2*ftp->r_i[j] + ftp->J2*ftp->e_i[j];
-<
+        compose_matrix(m1, v1, v2);
->
+        VCROSS(ncp, nrm, ftp->e_i);
->
+        compose_matrix(m1, ncp, ftp->rI2_eJ2);
+        compose_matrix(m2, ftp->r_i, ftp->r_i);
+        compose_matrix(m3, ftp->e_i, ftp->e_i);
+        compose_matrix(m4, ftp->r_i, ftp->e_i);
-<
+        VCROSS(v1, ftp->r_i, ftp->e_i);
-<
+        d1 = DOT(nrm, v1);
->
+        d1 = DOT(nrm, ftp->rcp);
+        d2 = -d1*ftp->I2;
+        d1 *= 2.0;
+        for (i = 3; i--; )              /* final matrix sum */
+/* Add to radiometric Hessian from the given triangle */
+static void
+add2hessian(FVECT hess[3], FVECT ehess1[3],
-<
+                FVECT ehess2[3], FVECT ehess3[3], COLORV v)
->
+                FVECT ehess2[3], FVECT ehess3[3], double v)
+        int     i, j;
+static void
+comp_gradient(FVECT grad, FFTRI *ftp, FVECT nrm)
-<
+        FVECT   vcp;
->
+        FVECT   ncp;
+        double  f1;
+        int     i;
-<
+        VCROSS(vcp, ftp->r_i, ftp->r_i1);
-<
+        f1 = 2.0*DOT(nrm, vcp);
-<
+        VCROSS(vcp, nrm, ftp->e_i);
->
+        f1 = 2.0*DOT(nrm, ftp->rcp);
->
+        VCROSS(ncp, nrm, ftp->e_i);
+        for (i = 3; i--; )
-<
+                grad[i] = (0.5/PI)*( ftp->I1*vcp[i] +
-<
+                            f1*(ftp->I2*ftp->r_i[i] + ftp->J2*ftp->e_i[i]) );
->
+                grad[i] = (0.5/PI)*( ftp->I1*ncp[i] + f1*ftp->rI2_eJ2[i] );
+/* Add to displacement gradient from the given triangle */
+static void
-<
+add2gradient(FVECT grad, FVECT egrad1, FVECT egrad2, FVECT egrad3, COLORV v)
->
+add2gradient(FVECT grad, FVECT egrad1, FVECT egrad2, FVECT egrad3, double v)
+        int     i;
-–
+/* Return brightness of furthest ambient sample */
-–
+static COLORV
-–
+back_ambval(struct s_ambsamp *ap1, struct s_ambsamp *ap2,
-–
+                struct s_ambsamp *ap3, FVECT orig)
-–
+{
-–
+        COLORV  vback;
-–
+        FVECT   vec;
-–
+        double  d2, d2best;
-–
-–
+        VSUB(vec, ap1->p, orig);
-–
+        d2best = DOT(vec,vec);
-–
+        vback = colval(ap1->v,CIEY);
-–
+        VSUB(vec, ap2->p, orig);
-–
+        d2 = DOT(vec,vec);
-–
+        if (d2 > d2best) {
-–
+                d2best = d2;
-–
+                vback = colval(ap2->v,CIEY);
-–
+        }
-–
+        VSUB(vec, ap3->p, orig);
-–
+        d2 = DOT(vec,vec);
-–
+        if (d2 > d2best)
-–
+                return(colval(ap3->v,CIEY));
-–
+        return(vback);
-–
+}
-–
-–
+/* Compute anisotropic radii and eigenvector directions */
-<
+static int
->
+static void
+eigenvectors(FVECT uv[2], float ra[2], FVECT hessian[3])
+        double  hess2[2][2];
+        hess2[0][1] = DOT(uv[0], b);
+        hess2[1][0] = DOT(uv[1], a);
+        hess2[1][1] = DOT(uv[1], b);
-<
+                                        /* compute eigenvalues */
-<
+        if ( quadratic(evalue, 1.0, -hess2[0][0]-hess2[1][1],
-<
+                        hess2[0][0]*hess2[1][1]-hess2[0][1]*hess2[1][0]) != 2 ||
-<
+                        (evalue[0] = fabs(evalue[0])) <= FTINY*FTINY ||
-<
+                        (evalue[1] = fabs(evalue[1])) <= FTINY*FTINY )
-<
+                error(INTERNAL, "bad eigenvalue calculation");
-<
->
+                                        /* compute eigenvalue(s) */
->
+        i = quadratic(evalue, 1.0, -hess2[0][0]-hess2[1][1],
->
+                        hess2[0][0]*hess2[1][1]-hess2[0][1]*hess2[1][0]);
->
+        if (i == 1)                     /* double-root (circle) */
->
+                evalue[1] = evalue[0];
->
+        if (!i || ((evalue[0] = fabs(evalue[0])) <= FTINY*FTINY) |
->
+                        ((evalue[1] = fabs(evalue[1])) <= FTINY*FTINY) ) {
->
+                ra[0] = ra[1] = maxarad;
->
+                return;
->
+        }
+        if (evalue[0] > evalue[1]) {
+                ra[0] = sqrt(sqrt(4.0/evalue[0]));
+                ra[1] = sqrt(sqrt(4.0/evalue[1]));
+                                        /* compute first row of edges */
+        for (j = 0; j < hp->ns-1; j++) {
-<
+                comp_fftri(&fftr, ambsamp(hp,0,j).p,
-<
+                                ambsamp(hp,0,j+1).p, hp->rp->rop);
->
+                comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,0,j), AI(hp,0,j+1));
+                if (hessrow != NULL)
-<
+                        comp_hessian(hessrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
->
+                        comp_hessian(hessrow[j], &fftr, hp->onrm);
+                if (gradrow != NULL)
-<
+                        comp_gradient(gradrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
->
+                        comp_gradient(gradrow[j], &fftr, hp->onrm);
+                                        /* sum each row of triangles */
+        for (i = 0; i < hp->ns-1; i++) {
+            FVECT       hesscol[3];     /* compute first vertical edge */
+            FVECT       gradcol;
-<
+            comp_fftri(&fftr, ambsamp(hp,i,0).p,
-<
+                        ambsamp(hp,i+1,0).p, hp->rp->rop);
->
+            comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i,0), AI(hp,i+1,0));
+            if (hessrow != NULL)
-<
+                comp_hessian(hesscol, &fftr, hp->rp->ron);
->
+                comp_hessian(hesscol, &fftr, hp->onrm);
+            if (gradrow != NULL)
-<
+                comp_gradient(gradcol, &fftr, hp->rp->ron);
->
+                comp_gradient(gradcol, &fftr, hp->onrm);
+            for (j = 0; j < hp->ns-1; j++) {
+                FVECT   hessdia[3];     /* compute triangle contributions */
+                FVECT   graddia;
-<
+                COLORV  backg;
-<
+                backg = back_ambval(&ambsamp(hp,i,j), &ambsamp(hp,i,j+1),
-<
+                                        &ambsamp(hp,i+1,j), hp->rp->rop);
->
+                double  backg;
->
+                backg = back_ambval(hp, AI(hp,i,j),
->
+                                        AI(hp,i,j+1), AI(hp,i+1,j));
+                                        /* diagonal (inner) edge */
-<
+                comp_fftri(&fftr, ambsamp(hp,i,j+1).p,
-<
+                                ambsamp(hp,i+1,j).p, hp->rp->rop);
->
+                comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i,j+1), AI(hp,i+1,j));
+                if (hessrow != NULL) {
-<
+                    comp_hessian(hessdia, &fftr, hp->rp->ron);
->
+                    comp_hessian(hessdia, &fftr, hp->onrm);
+                    rev_hessian(hesscol);
+                    add2hessian(hessian, hessrow[j], hessdia, hesscol, backg);
-<
+                if (gradient != NULL) {
-<
+                    comp_gradient(graddia, &fftr, hp->rp->ron);
->
+                if (gradrow != NULL) {
->
+                    comp_gradient(graddia, &fftr, hp->onrm);
+                    rev_gradient(gradcol);
+                    add2gradient(gradient, gradrow[j], graddia, gradcol, backg);
+                                        /* initialize edge in next row */
-<
+                comp_fftri(&fftr, ambsamp(hp,i+1,j+1).p,
-<
+                                ambsamp(hp,i+1,j).p, hp->rp->rop);
->
+                comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i+1,j+1), AI(hp,i+1,j));
+                if (hessrow != NULL)
-<
+                    comp_hessian(hessrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
->
+                    comp_hessian(hessrow[j], &fftr, hp->onrm);
+                if (gradrow != NULL)
-<
+                    comp_gradient(gradrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
->
+                    comp_gradient(gradrow[j], &fftr, hp->onrm);
+                                        /* new column edge & paired triangle */
-<
+                backg = back_ambval(&ambsamp(hp,i,j+1), &ambsamp(hp,i+1,j+1),
-<
+                                        &ambsamp(hp,i+1,j), hp->rp->rop);
-<
+                comp_fftri(&fftr, ambsamp(hp,i,j+1).p, ambsamp(hp,i+1,j+1).p,
-<
+                                hp->rp->rop);
->
+                backg = back_ambval(hp, AI(hp,i+1,j+1),
->
+                                        AI(hp,i+1,j), AI(hp,i,j+1));
->
+                comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i,j+1), AI(hp,i+1,j+1));
+                if (hessrow != NULL) {
-<
+                    comp_hessian(hesscol, &fftr, hp->rp->ron);
->
+                    comp_hessian(hesscol, &fftr, hp->onrm);
+                    rev_hessian(hessdia);
+                    add2hessian(hessian, hessrow[j], hessdia, hesscol, backg);
+                    if (i < hp->ns-2)
+                        rev_hessian(hessrow[j]);
+                if (gradrow != NULL) {
-<
+                    comp_gradient(gradcol, &fftr, hp->rp->ron);
->
+                    comp_gradient(gradcol, &fftr, hp->onrm);
+                    rev_gradient(graddia);
+                    add2gradient(gradient, gradrow[j], graddia, gradcol, backg);
+                    if (i < hp->ns-2)
+        if (ra != NULL)                 /* extract eigenvectors & radii */
+                eigenvectors(uv, ra, hessian);
-<
+        if (pg != NULL) {               /* tangential position gradient/PI */
-<
+                pg[0] = DOT(gradient, uv[0]) / PI;
-<
+                pg[1] = DOT(gradient, uv[1]) / PI;
->
+        if (pg != NULL) {               /* tangential position gradient */
->
+                pg[0] = DOT(gradient, uv[0]);
->
+                pg[1] = DOT(gradient, uv[1]);
+static void
+ambdirgrad(AMBHEMI *hp, FVECT uv[2], float dg[2])
-<
+        struct s_ambsamp        *ap;
-<
+        double                  dgsum[2];
-<
+        int                     n;
-<
+        FVECT                   vd;
-<
+        double                  gfact;
->
+        AMBSAMP *ap;
->
+        double  dgsum[2];
->
+        int     n;
->
+        FVECT   vd;
->
+        double  gfact;
+        dgsum[0] = dgsum[1] = 0.0;      /* sum values times -tan(theta) */
+        for (ap = hp->sa, n = hp->ns*hp->ns; n--; ap++) {
+                                        /* use vector for azimuth + 90deg */
+                VSUB(vd, ap->p, hp->rp->rop);
+                                        /* brightness over cosine factor */
-<
+                gfact = colval(ap->v,CIEY) / DOT(hp->rp->ron, vd);
-<
+                                        /* -sine = -proj_radius/vd_length */
-<
+                dgsum[0] += DOT(uv[1], vd) * gfact;
-<
+                dgsum[1] -= DOT(uv[0], vd) * gfact;
->
+                gfact = ap->v[0] / DOT(hp->onrm, vd);
->
+                                        /* sine = proj_radius/vd_length */
->
+                dgsum[0] -= DOT(uv[1], vd) * gfact;
->
+                dgsum[1] += DOT(uv[0], vd) * gfact;
+        dg[0] = dgsum[0] / (hp->ns*hp->ns);
+        dg[1] = dgsum[1] / (hp->ns*hp->ns);
-+
+/* Compute potential light leak direction flags for cache value */
-+
+static uint32
-+
+ambcorral(AMBHEMI *hp, FVECT uv[2], const double r0, const double r1)
-+
+{
-+
+        const double    max_d = 1.0/(minarad*ambacc + 0.001);
-+
+        const double    ang_res = 0.5*PI/hp->ns;
-+
+        const double    ang_step = ang_res/((int)(16/PI*ang_res) + 1.01);
-+
+        double          avg_d = 0;
-+
+        uint32          flgs = 0;
-+
+        FVECT           vec;
-+
+        double          u, v;
-+
+        double          ang, a1;
-+
+        int             i, j;
-+
+                                        /* don't bother for a few samples */
-+
+        if (hp->ns < 8)
-+
+                return(0);
-+
+                                        /* check distances overhead */
-+
+        for (i = hp->ns*3/4; i-- > hp->ns>>2; )
-+
+            for (j = hp->ns*3/4; j-- > hp->ns>>2; )
-+
+                avg_d += ambsam(hp,i,j).d;
-+
+        avg_d *= 4.0/(hp->ns*hp->ns);
-+
+        if (avg_d*r0 >= 1.0)            /* ceiling too low for corral? */
-+
+                return(0);
-+
+        if (avg_d >= max_d)             /* insurance */
-+
+                return(0);
-+
+                                        /* else circle around perimeter */
-+
+        for (i = 0; i < hp->ns; i++)
-+
+            for (j = 0; j < hp->ns; j += !i|(i==hp->ns-1) ? 1 : hp->ns-1) {
-+
+                AMBSAMP *ap = &ambsam(hp,i,j);
-+
+                if ((ap->d <= FTINY) | (ap->d >= max_d))
-+
+                        continue;       /* too far or too near */
-+
+                VSUB(vec, ap->p, hp->rp->rop);
-+
+                u = DOT(vec, uv[0]);
-+
+                v = DOT(vec, uv[1]);
-+
+                if ((r0*r0*u*u + r1*r1*v*v) * ap->d*ap->d <= u*u + v*v)
-+
+                        continue;       /* occluder outside ellipse */
-+
+                ang = atan2a(v, u);     /* else set direction flags */
-+
+                for (a1 = ang-ang_res; a1 <= ang+ang_res; a1 += ang_step)
-+
+                        flgs |= 1L<<(int)(16/PI*(a1 + 2.*PI*(a1 < 0)));
-+
+            }
-+
+        return(flgs);
-+
+}
-+
-+
+int
+doambient(                              /* compute ambient component */
-<
+        COLOR   rcol,                   /* input/output color */
->
+        SCOLOR  rcol,                   /* input/output color */
+        RAY     *r,
-<
+        double  wt,
->
+        double  wt,                     /* negative for back side */
+        FVECT   uv[2],                  /* returned (optional) */
+        float   ra[2],                  /* returned (optional) */
+        float   pg[2],                  /* returned (optional) */
-<
+        float   dg[2]                   /* returned (optional) */
->
+        float   dg[2],                  /* returned (optional) */
->
+        uint32  *crlp                   /* returned (optional) */
-<
+        AMBHEMI                 *hp = inithemi(rcol, r, wt);
-<
+        int                     cnt = 0;
-<
+        FVECT                   my_uv[2];
-<
+        double                  d, acol[3];
-<
+        struct s_ambsamp        *ap;
-<
+        int                     i, j;
-<
+                                        /* check/initialize */
-<
+        if (hp == NULL)
-<
+                return(0);
->
+        AMBHEMI *hp = samp_hemi(rcol, r, wt);
->
+        FVECT   my_uv[2];
->
+        double  d, K;
->
+        AMBSAMP *ap;
->
+        int     i;
->
+                                        /* clear return values */
+        if (uv != NULL)
+                memset(uv, 0, sizeof(FVECT)*2);
+        if (ra != NULL)
+                pg[0] = pg[1] = 0.0;
+        if (dg != NULL)
+                dg[0] = dg[1] = 0.0;
-<
+                                        /* sample the hemisphere */
-<
+        acol[0] = acol[1] = acol[2] = 0.0;
-<
+        for (i = hp->ns; i--; )
-<
+                for (j = hp->ns; j--; )
-<
+                        if ((ap = ambsample(hp, i, j)) != NULL) {
-<
+                                addcolor(acol, ap->v);
-<
+                                ++cnt;
-<
+                        }
-<
+        if (!cnt) {
-<
+                setcolor(rcol, 0.0, 0.0, 0.0);
-<
+                free(hp);
-<
+                return(0);              /* no valid samples */
->
+        if (crlp != NULL)
->
+                *crlp = 0;
->
+        if (hp == NULL)                 /* sampling falure? */
->
+                return(0);
->
->
+        if ((ra == NULL) & (pg == NULL) & (dg == NULL) ||
->
+                        (hp->sampOK < 0) | (hp->ns < MINADIV)) {
->
+                free(hp);               /* Hessian not requested/possible */
->
+                return(-1);             /* value-only return value */
-<
+        copycolor(rcol, acol);          /* final indirect irradiance/PI */
-<
+        if (cnt < hp->ns*hp->ns ||      /* incomplete sampling? */
-<
+                        (ra == NULL) & (pg == NULL) & (dg == NULL)) {
-<
+                free(hp);
-<
+                return(-1);             /* no radius or gradient calc. */
->
+        if ((d = scolor_mean(rcol)) > FTINY) {
->
+                d = 0.99*(hp->ns*hp->ns)/d;     /* normalize avg. values */
->
+                K = 0.01;
->
+        } else {                        /* or fall back on geometric Hessian */
->
+                K = 1.0;
->
+                pg = NULL;
->
+                dg = NULL;
->
+                crlp = NULL;
-<
+        multcolor(acol, hp->acoef);     /* normalize Y values */
-<
+        if ((d = bright(acol)) > FTINY)
-<
+                d = 1.0/d;
-<
+        else
-<
+                d = 0.0;
-<
+        ap = hp->sa;                    /* relative Y channel from here on... */
->
+        ap = hp->sa;                    /* single channel from here on... */
+        for (i = hp->ns*hp->ns; i--; ap++)
-<
+                colval(ap->v,CIEY) = bright(ap->v)*d + 0.0314;
->
+                ap->v[0] = scolor_mean(ap->v)*d + K;
+        if (uv == NULL)                 /* make sure we have axis pointers */
+                uv = my_uv;
+                ambdirgrad(hp, uv, dg);
+        if (ra != NULL) {               /* scale/clamp radii */
-+
+                if (pg != NULL) {
-+
+                        if (ra[0]*(d = fabs(pg[0])) > 1.0)
-+
+                                ra[0] = 1.0/d;
-+
+                        if (ra[1]*(d = fabs(pg[1])) > 1.0)
-+
+                                ra[1] = 1.0/d;
-+
+                        if (ra[0] > ra[1])
-+
+                                ra[0] = ra[1];
-+
+                }
+                if (ra[0] < minarad) {
+                        ra[0] = minarad;
+                        if (ra[1] < minarad)
+                                ra[1] = minarad;
-<
+                ra[0] *= d = 1.0/sqrt(sqrt(wt));
->
+                ra[0] *= d = 1.0/sqrt(fabs(wt));
+                if ((ra[1] *= d) > 2.0*ra[0])
+                        ra[1] = 2.0*ra[0];
+                if (ra[1] > maxarad) {
+                        if (ra[0] > maxarad)
+                                ra[0] = maxarad;
-+
+                                        /* flag encroached directions */
-+
+                if (crlp != NULL)       /* XXX doesn't update with changes to ambacc */
-+
+                        *crlp = ambcorral(hp, uv, ra[0]*ambacc, ra[1]*ambacc);
-+
+                if (pg != NULL) {       /* cap gradient if necessary */
-+
+                        d = pg[0]*pg[0]*ra[0]*ra[0] + pg[1]*pg[1]*ra[1]*ra[1];
-+
+                        if (d > 1.0) {
-+
+                                d = 1.0/sqrt(d);
-+
+                                pg[0] *= d;
-+
+                                pg[1] *= d;
-+
+                        }
-+
+                }
+        free(hp);                       /* clean up and return */
+        return(1);
-–
-–
-–
+#else /* ! NEWAMB */
-–
-–
-–
+void
-–
+inithemi(                       /* initialize sampling hemisphere */
-–
+        AMBHEMI  *hp,
-–
+        COLOR ac,
-–
+        RAY  *r,
-–
+        double  wt
-–
+)
-–
+{
-–
+        double  d;
-–
+        int  i;
-–
+                                        /* set number of divisions */
-–
+        if (ambacc <= FTINY &&
-–
+                        wt > (d = 0.8*intens(ac)*r->rweight/(ambdiv*minweight)))
-–
+                wt = d;                 /* avoid ray termination */
-–
+        hp->nt = sqrt(ambdiv * wt / PI) + 0.5;
-–
+        i = ambacc > FTINY ? 3 : 1;     /* minimum number of samples */
-–
+        if (hp->nt < i)
-–
+                hp->nt = i;
-–
+        hp->np = PI * hp->nt + 0.5;
-–
+                                        /* set number of super-samples */
-–
+        hp->ns = ambssamp * wt + 0.5;
-–
+                                        /* assign coefficient */
-–
+        copycolor(hp->acoef, ac);
-–
+        d = 1.0/(hp->nt*hp->np);
-–
+        scalecolor(hp->acoef, d);
-–
+                                        /* make axes */
-–
+        VCOPY(hp->uz, r->ron);
-–
+        hp->uy[0] = hp->uy[1] = hp->uy[2] = 0.0;
-–
+        for (i = 0; i < 3; i++)
-–
+                if (hp->uz[i] < 0.6 && hp->uz[i] > -0.6)
-–
+                        break;
-–
+        if (i >= 3)
-–
+                error(CONSISTENCY, "bad ray direction in inithemi");
-–
+        hp->uy[i] = 1.0;
-–
+        fcross(hp->ux, hp->uy, hp->uz);
-–
+        normalize(hp->ux);
-–
+        fcross(hp->uy, hp->uz, hp->ux);
-–
+}
-–
-–
-–
+int
-–
+divsample(                              /* sample a division */
-–
+        AMBSAMP  *dp,
-–
+        AMBHEMI  *h,
-–
+        RAY  *r
-–
+)
-–
+{
-–
+        RAY  ar;
-–
+        int  hlist[3];
-–
+        double  spt[2];
-–
+        double  xd, yd, zd;
-–
+        double  b2;
-–
+        double  phi;
-–
+        int  i;
-–
+                                        /* ambient coefficient for weight */
-–
+        if (ambacc > FTINY)
-–
+                setcolor(ar.rcoef, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
-–
+        else
-–
+                copycolor(ar.rcoef, h->acoef);
-–
+        if (rayorigin(&ar, AMBIENT, r, ar.rcoef) < 0)
-–
+                return(-1);
-–
+        if (ambacc > FTINY) {
-–
+                multcolor(ar.rcoef, h->acoef);
-–
+                scalecolor(ar.rcoef, 1./AVGREFL);
-–
+        }
-–
+        hlist[0] = r->rno;
-–
+        hlist[1] = dp->t;
-–
+        hlist[2] = dp->p;
-–
+        multisamp(spt, 2, urand(ilhash(hlist,3)+dp->n));
-–
+        zd = sqrt((dp->t + spt[0])/h->nt);
-–
+        phi = 2.0*PI * (dp->p + spt[1])/h->np;
-–
+        xd = tcos(phi) * zd;
-–
+        yd = tsin(phi) * zd;
-–
+        zd = sqrt(1.0 - zd*zd);
-–
+        for (i = 0; i < 3; i++)
-–
+                ar.rdir[i] =    xd*h->ux[i] +
-–
+                                yd*h->uy[i] +
-–
+                                zd*h->uz[i];
-–
+        checknorm(ar.rdir);
-–
+        dimlist[ndims++] = dp->t*h->np + dp->p + 90171;
-–
+        rayvalue(&ar);
-–
+        ndims--;
-–
+        multcolor(ar.rcol, ar.rcoef);   /* apply coefficient */
-–
+        addcolor(dp->v, ar.rcol);
-–
+                                        /* use rt to improve gradient calc */
-–
+        if (ar.rt > FTINY && ar.rt < FHUGE)
-–
+                dp->r += 1.0/ar.rt;
-–
+                                        /* (re)initialize error */
-–
+        if (dp->n++) {
-–
+                b2 = bright(dp->v)/dp->n - bright(ar.rcol);
-–
+                b2 = b2*b2 + dp->k*((dp->n-1)*(dp->n-1));
-–
+                dp->k = b2/(dp->n*dp->n);
-–
+        } else
-–
+                dp->k = 0.0;
-–
+        return(0);
-–
+}
-–
-–
-–
+static int
-–
+ambcmp(                                 /* decreasing order */
-–
+        const void *p1,
-–
+        const void *p2
-–
+)
-–
+{
-–
+        const AMBSAMP   *d1 = (const AMBSAMP *)p1;
-–
+        const AMBSAMP   *d2 = (const AMBSAMP *)p2;
-–
-–
+        if (d1->k < d2->k)
-–
+                return(1);
-–
+        if (d1->k > d2->k)
-–
+                return(-1);
-–
+        return(0);
-–
+}
-–
-–
-–
+static int
-–
+ambnorm(                                /* standard order */
-–
+        const void *p1,
-–
+        const void *p2
-–
+)
-–
+{
-–
+        const AMBSAMP   *d1 = (const AMBSAMP *)p1;
-–
+        const AMBSAMP   *d2 = (const AMBSAMP *)p2;
-–
+        int     c;
-–
-–
+        if ( (c = d1->t - d2->t) )
-–
+                return(c);
-–
+        return(d1->p - d2->p);
-–
+}
-–
-–
-–
+double
-–
+doambient(                              /* compute ambient component */
-–
+        COLOR  rcol,
-–
+        RAY  *r,
-–
+        double  wt,
-–
+        FVECT  pg,
-–
+        FVECT  dg
-–
+)
-–
+{
-–
+        double  b, d=0;
-–
+        AMBHEMI  hemi;
-–
+        AMBSAMP  *div;
-–
+        AMBSAMP  dnew;
-–
+        double  acol[3];
-–
+        AMBSAMP  *dp;
-–
+        double  arad;
-–
+        int  divcnt;
-–
+        int  i, j;
-–
+                                        /* initialize hemisphere */
-–
+        inithemi(&hemi, rcol, r, wt);
-–
+        divcnt = hemi.nt * hemi.np;
-–
+                                        /* initialize */
-–
+        if (pg != NULL)
-–
+                pg[0] = pg[1] = pg[2] = 0.0;
-–
+        if (dg != NULL)
-–
+                dg[0] = dg[1] = dg[2] = 0.0;
-–
+        setcolor(rcol, 0.0, 0.0, 0.0);
-–
+        if (divcnt == 0)
-–
+                return(0.0);
-–
+                                        /* allocate super-samples */
-–
+        if (hemi.ns > 0 || pg != NULL || dg != NULL) {
-–
+                div = (AMBSAMP *)malloc(divcnt*sizeof(AMBSAMP));
-–
+                if (div == NULL)
-–
+                        error(SYSTEM, "out of memory in doambient");
-–
+        } else
-–
+                div = NULL;
-–
+                                        /* sample the divisions */
-–
+        arad = 0.0;
-–
+        acol[0] = acol[1] = acol[2] = 0.0;
-–
+        if ((dp = div) == NULL)
-–
+                dp = &dnew;
-–
+        divcnt = 0;
-–
+        for (i = 0; i < hemi.nt; i++)
-–
+                for (j = 0; j < hemi.np; j++) {
-–
+                        dp->t = i; dp->p = j;
-–
+                        setcolor(dp->v, 0.0, 0.0, 0.0);
-–
+                        dp->r = 0.0;
-–
+                        dp->n = 0;
-–
+                        if (divsample(dp, &hemi, r) < 0) {
-–
+                                if (div != NULL)
-–
+                                        dp++;
-–
+                                continue;
-–
+                        }
-–
+                        arad += dp->r;
-–
+                        divcnt++;
-–
+                        if (div != NULL)
-–
+                                dp++;
-–
+                        else
-–
+                                addcolor(acol, dp->v);
-–
+                }
-–
+        if (!divcnt) {
-–
+                if (div != NULL)
-–
+                        free((void *)div);
-–
+                return(0.0);            /* no samples taken */
-–
+        }
-–
+        if (divcnt < hemi.nt*hemi.np) {
-–
+                pg = dg = NULL;         /* incomplete sampling */
-–
+                hemi.ns = 0;
-–
+        } else if (arad > FTINY && divcnt/arad < minarad) {
-–
+                hemi.ns = 0;            /* close enough */
-–
+        } else if (hemi.ns > 0) {       /* else perform super-sampling? */
-–
+                comperrs(div, &hemi);                   /* compute errors */
-–
+                qsort(div, divcnt, sizeof(AMBSAMP), ambcmp);    /* sort divs */
-–
+                                                /* super-sample */
-–
+                for (i = hemi.ns; i > 0; i--) {
-–
+                        dnew = *div;
-–
+                        if (divsample(&dnew, &hemi, r) < 0) {
-–
+                                dp++;
-–
+                                continue;
-–
+                        }
-–
+                        dp = div;               /* reinsert */
-–
+                        j = divcnt < i ? divcnt : i;
-–
+                        while (--j > 0 && dnew.k < dp[1].k) {
-–
+                                *dp = *(dp+1);
-–
+                                dp++;
-–
+                        }
-–
+                        *dp = dnew;
-–
+                }
-–
+                if (pg != NULL || dg != NULL)   /* restore order */
-–
+                        qsort(div, divcnt, sizeof(AMBSAMP), ambnorm);
-–
+        }
-–
+                                        /* compute returned values */
-–
+        if (div != NULL) {
-–
+                arad = 0.0;             /* note: divcnt may be < nt*np */
-–
+                for (i = hemi.nt*hemi.np, dp = div; i-- > 0; dp++) {
-–
+                        arad += dp->r;
-–
+                        if (dp->n > 1) {
-–
+                                b = 1.0/dp->n;
-–
+                                scalecolor(dp->v, b);
-–
+                                dp->r *= b;
-–
+                                dp->n = 1;
-–
+                        }
-–
+                        addcolor(acol, dp->v);
-–
+                }
-–
+                b = bright(acol);
-–
+                if (b > FTINY) {
-–
+                        b = 1.0/b;      /* compute & normalize gradient(s) */
-–
+                        if (pg != NULL) {
-–
+                                posgradient(pg, div, &hemi);
-–
+                                for (i = 0; i < 3; i++)
-–
+                                        pg[i] *= b;
-–
+                        }
-–
+                        if (dg != NULL) {
-–
+                                dirgradient(dg, div, &hemi);
-–
+                                for (i = 0; i < 3; i++)
-–
+                                        dg[i] *= b;
-–
+                        }
-–
+                }
-–
+                free((void *)div);
-–
+        }
-–
+        copycolor(rcol, acol);
-–
+        if (arad <= FTINY)
-–
+                arad = maxarad;
-–
+        else
-–
+                arad = (divcnt+hemi.ns)/arad;
-–
+        if (pg != NULL) {               /* reduce radius if gradient large */
-–
+                d = DOT(pg,pg);
-–
+                if (d*arad*arad > 1.0)
-–
+                        arad = 1.0/sqrt(d);
-–
+        }
-–
+        if (arad < minarad) {
-–
+                arad = minarad;
-–
+                if (pg != NULL && d*arad*arad > 1.0) {  /* cap gradient */
-–
+                        d = 1.0/arad/sqrt(d);
-–
+                        for (i = 0; i < 3; i++)
-–
+                                pg[i] *= d;
-–
+                }
-–
+        }
-–
+        if ((arad /= sqrt(wt)) > maxarad)
-–
+                arad = maxarad;
-–
+        return(arad);
-–
+}
-–
-–
-–
+void
-–
+comperrs(                       /* compute initial error estimates */
-–
+        AMBSAMP  *da,   /* assumes standard ordering */
-–
+        AMBHEMI  *hp
-–
+)
-–
+{
-–
+        double  b, b2;
-–
+        int  i, j;
-–
+        AMBSAMP  *dp;
-–
+                                /* sum differences from neighbors */
-–
+        dp = da;
-–
+        for (i = 0; i < hp->nt; i++)
-–
+                for (j = 0; j < hp->np; j++) {
-–
+#ifdef  DEBUG
-–
+                        if (dp->t != i || dp->p != j)
-–
+                                error(CONSISTENCY,
-–
+                                        "division order in comperrs");
-–
+#endif
-–
+                        b = bright(dp[0].v);
-–
+                        if (i > 0) {            /* from above */
-–
+                                b2 = bright(dp[-hp->np].v) - b;
-–
+                                b2 *= b2 * 0.25;
-–
+                                dp[0].k += b2;
-–
+                                dp[-hp->np].k += b2;
-–
+                        }
-–
+                        if (j > 0) {            /* from behind */
-–
+                                b2 = bright(dp[-1].v) - b;
-–
+                                b2 *= b2 * 0.25;
-–
+                                dp[0].k += b2;
-–
+                                dp[-1].k += b2;
-–
+                        } else {                /* around */
-–
+                                b2 = bright(dp[hp->np-1].v) - b;
-–
+                                b2 *= b2 * 0.25;
-–
+                                dp[0].k += b2;
-–
+                                dp[hp->np-1].k += b2;
-–
+                        }
-–
+                        dp++;
-–
+                }
-–
+                                /* divide by number of neighbors */
-–
+        dp = da;
-–
+        for (j = 0; j < hp->np; j++)            /* top row */
-–
+                (dp++)->k *= 1.0/3.0;
-–
+        if (hp->nt < 2)
-–
+                return;
-–
+        for (i = 1; i < hp->nt-1; i++)          /* central region */
-–
+                for (j = 0; j < hp->np; j++)
-–
+                        (dp++)->k *= 0.25;
-–
+        for (j = 0; j < hp->np; j++)            /* bottom row */
-–
+                (dp++)->k *= 1.0/3.0;
-–
+}
-–
-–
-–
+void
-–
+posgradient(                                    /* compute position gradient */
-–
+        FVECT  gv,
-–
+        AMBSAMP  *da,                   /* assumes standard ordering */
-–
+        AMBHEMI  *hp
-–
+)
-–
+{
-–
+        int  i, j;
-–
+        double  nextsine, lastsine, b, d;
-–
+        double  mag0, mag1;
-–
+        double  phi, cosp, sinp, xd, yd;
-–
+        AMBSAMP  *dp;
-–
-–
+        xd = yd = 0.0;
-–
+        for (j = 0; j < hp->np; j++) {
-–
+                dp = da + j;
-–
+                mag0 = mag1 = 0.0;
-–
+                lastsine = 0.0;
-–
+                for (i = 0; i < hp->nt; i++) {
-–
+#ifdef  DEBUG
-–
+                        if (dp->t != i || dp->p != j)
-–
+                                error(CONSISTENCY,
-–
+                                        "division order in posgradient");
-–
+#endif
-–
+                        b = bright(dp->v);
-–
+                        if (i > 0) {
-–
+                                d = dp[-hp->np].r;
-–
+                                if (dp[0].r > d) d = dp[0].r;
-–
+                                                        /* sin(t)*cos(t)^2 */
-–
+                                d *= lastsine * (1.0 - (double)i/hp->nt);
-–
+                                mag0 += d*(b - bright(dp[-hp->np].v));
-–
+                        }
-–
+                        nextsine = sqrt((double)(i+1)/hp->nt);
-–
+                        if (j > 0) {
-–
+                                d = dp[-1].r;
-–
+                                if (dp[0].r > d) d = dp[0].r;
-–
+                                mag1 += d * (nextsine - lastsine) *
-–
+                                                (b - bright(dp[-1].v));
-–
+                        } else {
-–
+                                d = dp[hp->np-1].r;
-–
+                                if (dp[0].r > d) d = dp[0].r;
-–
+                                mag1 += d * (nextsine - lastsine) *
-–
+                                                (b - bright(dp[hp->np-1].v));
-–
+                        }
-–
+                        dp += hp->np;
-–
+                        lastsine = nextsine;
-–
+                }
-–
+                mag0 *= 2.0*PI / hp->np;
-–
+                phi = 2.0*PI * (double)j/hp->np;
-–
+                cosp = tcos(phi); sinp = tsin(phi);
-–
+                xd += mag0*cosp - mag1*sinp;
-–
+                yd += mag0*sinp + mag1*cosp;
-–
+        }
-–
+        for (i = 0; i < 3; i++)
-–
+                gv[i] = (xd*hp->ux[i] + yd*hp->uy[i])*(hp->nt*hp->np)/PI;
-–
+}
-–
-–
-–
+void
-–
+dirgradient(                                    /* compute direction gradient */
-–
+        FVECT  gv,
-–
+        AMBSAMP  *da,                   /* assumes standard ordering */
-–
+        AMBHEMI  *hp
-–
+)
-–
+{
-–
+        int  i, j;
-–
+        double  mag;
-–
+        double  phi, xd, yd;
-–
+        AMBSAMP  *dp;
-–
-–
+        xd = yd = 0.0;
-–
+        for (j = 0; j < hp->np; j++) {
-–
+                dp = da + j;
-–
+                mag = 0.0;
-–
+                for (i = 0; i < hp->nt; i++) {
-–
+#ifdef  DEBUG
-–
+                        if (dp->t != i || dp->p != j)
-–
+                                error(CONSISTENCY,
-–
+                                        "division order in dirgradient");
-–
+#endif
-–
+                                                        /* tan(t) */
-–
+                        mag += bright(dp->v)/sqrt(hp->nt/(i+.5) - 1.0);
-–
+                        dp += hp->np;
-–
+                }
-–
+                phi = 2.0*PI * (j+.5)/hp->np + PI/2.0;
-–
+                xd += mag * tcos(phi);
-–
+                yd += mag * tsin(phi);
-–
+        }
-–
+        for (i = 0; i < 3; i++)
-–
+                gv[i] = xd*hp->ux[i] + yd*hp->uy[i];
-–
+}
-–
-–
+#endif  /* ! NEWAMB */

Diff Legend

-–
+Removed lines
-+
+Added lines
-<
+Changed lines (old)
->
+Changed lines (new)

Comparing ray/src/rt/ambcomp.c (file contents): Revision 2.29 by greg, Wed Apr 23 06:04:17 2014 UTC vs. Revision 2.105 by greg, Thu Aug 21 20:38:41 2025 UTC

Diff Legend

Comparing ray/src/rt/ambcomp.c (file contents):
Revision 2.29 by greg, Wed Apr 23 06:04:17 2014 UTC vs.
Revision 2.105 by greg, Thu Aug 21 20:38:41 2025 UTC