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

Comparing ray/src/rt/ambcomp.c (file contents):
Revision 2.30 by greg, Wed Apr 23 17:30:10 2014 UTC vs.
Revision 2.39 by greg, Tue Apr 29 15:40:00 2014 UTC

# Line 28 | Line 28 | typedef struct {
28          COLOR   acoef;          /* division contribution coefficient */
29          struct s_ambsamp {
30                  COLOR   v;              /* hemisphere sample value */
31 <                float   p[3];           /* intersection point */
31 >                FVECT   p;              /* intersection point */
32          } sa[1];                /* sample array (extends struct) */
33   }  AMBHEMI;             /* ambient sample hemisphere */
34  
35   #define ambsamp(h,i,j)  (h)->sa[(i)*(h)->ns + (j)]
36  
37   typedef struct {
38 <        FVECT   r_i, r_i1, e_i, rI2_eJ2;
39 <        double  nf, I1, I2;
38 >        FVECT   r_i, r_i1, e_i, rcp, rI2_eJ2;
39 >        double  I1, I2;
40   } FFTRI;                /* vectors and coefficients for Hessian calculation */
41  
42  
# Line 70 | Line 70 | inithemi(                      /* initialize sampling hemisphere */
70          d = 1.0/(n*n);
71          scalecolor(hp->acoef, d);
72                                          /* make tangent plane axes */
73 <        hp->uy[0] = 0.1 - 0.2*frandom();
74 <        hp->uy[1] = 0.1 - 0.2*frandom();
75 <        hp->uy[2] = 0.1 - 0.2*frandom();
76 <        for (i = 0; i < 3; i++)
77 <                if (r->ron[i] < 0.6 && r->ron[i] > -0.6)
73 >        hp->uy[0] = 0.5 - frandom();
74 >        hp->uy[1] = 0.5 - frandom();
75 >        hp->uy[2] = 0.5 - frandom();
76 >        for (i = 3; i--; )
77 >                if ((-0.6 < r->ron[i]) & (r->ron[i] < 0.6))
78                          break;
79 <        if (i >= 3)
80 <                error(CONSISTENCY, "bad ray direction in inithemi()");
79 >        if (i < 0)
80 >                error(CONSISTENCY, "bad ray direction in inithemi");
81          hp->uy[i] = 1.0;
82          VCROSS(hp->ux, hp->uy, r->ron);
83          normalize(hp->ux);
# Line 103 | Line 103 | ambsample(                             /* sample an ambient direction */
103                  setcolor(ar.rcoef, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
104          else
105                  copycolor(ar.rcoef, hp->acoef);
106 <        if (rayorigin(&ar, AMBIENT, hp->rp, ar.rcoef) < 0) {
107 <                setcolor(ap->v, 0., 0., 0.);
108 <                VCOPY(ap->p, hp->rp->rop);
109 <                return(NULL);           /* no sample taken */
110 <        }
106 >        if (rayorigin(&ar, AMBIENT, hp->rp, ar.rcoef) < 0)
107 >                goto badsample;
108          if (ambacc > FTINY) {
109                  multcolor(ar.rcoef, hp->acoef);
110                  scalecolor(ar.rcoef, 1./AVGREFL);
# Line 124 | Line 121 | ambsample(                             /* sample an ambient direction */
121          dimlist[ndims++] = i*hp->ns + j + 90171;
122          rayvalue(&ar);                  /* evaluate ray */
123          ndims--;
124 +                                        /* limit vertex distance */
125 +        if (ar.rt > 10.0*thescene.cusize)
126 +                ar.rt = 10.0*thescene.cusize;
127 +        else if (ar.rt <= FTINY)        /* should never happen! */
128 +                goto badsample;
129 +        VSUM(ap->p, ar.rorg, ar.rdir, ar.rt);
130          multcolor(ar.rcol, ar.rcoef);   /* apply coefficient */
131          copycolor(ap->v, ar.rcol);
129 –        if (ar.rt > 20.0*maxarad)       /* limit vertex distance */
130 –                VSUM(ap->p, ar.rorg, ar.rdir, 20.0*maxarad);
131 –        else
132 –                VCOPY(ap->p, ar.rop);
132          return(ap);
133 + badsample:
134 +        setcolor(ap->v, 0., 0., 0.);
135 +        VCOPY(ap->p, hp->rp->rop);
136 +        return(NULL);
137   }
138  
139  
140   /* Compute vectors and coefficients for Hessian/gradient calcs */
141   static void
142 < comp_fftri(FFTRI *ftp, float ap0[3], float ap1[3], FVECT rop)
142 > comp_fftri(FFTRI *ftp, FVECT ap0, FVECT ap1, FVECT rop)
143   {
144 <        FVECT   vcp;
142 <        double  dot_e, dot_er, dot_r, dot_r1, J2;
144 >        double  rdot_cp, dot_e, dot_er, rdot_r, rdot_r1, J2;
145          int     i;
146  
147          VSUB(ftp->r_i, ap0, rop);
148          VSUB(ftp->r_i1, ap1, rop);
149          VSUB(ftp->e_i, ap1, ap0);
150 <        VCROSS(vcp, ftp->e_i, ftp->r_i);
151 <        ftp->nf = 1.0/DOT(vcp,vcp);
150 >        VCROSS(ftp->rcp, ftp->r_i, ftp->r_i1);
151 >        rdot_cp = 1.0/DOT(ftp->rcp,ftp->rcp);
152          dot_e = DOT(ftp->e_i,ftp->e_i);
153          dot_er = DOT(ftp->e_i, ftp->r_i);
154 <        dot_r = DOT(ftp->r_i,ftp->r_i);
155 <        dot_r1 = DOT(ftp->r_i1,ftp->r_i1);
156 <        ftp->I1 = acos( DOT(ftp->r_i, ftp->r_i1) / sqrt(dot_r*dot_r1) ) *
157 <                        sqrt( ftp->nf );
158 <        ftp->I2 = ( DOT(ftp->e_i, ftp->r_i1)/dot_r1 - dot_er/dot_r +
159 <                        dot_e*ftp->I1 )*0.5*ftp->nf;
160 <        J2 =  0.5/dot_e*( 1.0/dot_r - 1.0/dot_r1 ) - dot_er/dot_e*ftp->I2;
154 >        rdot_r = 1.0/DOT(ftp->r_i,ftp->r_i);
155 >        rdot_r1 = 1.0/DOT(ftp->r_i1,ftp->r_i1);
156 >        ftp->I1 = acos( DOT(ftp->r_i, ftp->r_i1) * sqrt(rdot_r*rdot_r1) ) *
157 >                        sqrt( rdot_cp );
158 >        ftp->I2 = ( DOT(ftp->e_i, ftp->r_i1)*rdot_r1 - dot_er*rdot_r +
159 >                        dot_e*ftp->I1 )*0.5*rdot_cp;
160 >        J2 =  ( 0.5*(rdot_r - rdot_r1) - dot_er*ftp->I2 ) / dot_e;
161          for (i = 3; i--; )
162                  ftp->rI2_eJ2[i] = ftp->I2*ftp->r_i[i] + J2*ftp->e_i[i];
163   }
# Line 178 | Line 180 | compose_matrix(FVECT mat[3], FVECT va, FVECT vb)
180   static void
181   comp_hessian(FVECT hess[3], FFTRI *ftp, FVECT nrm)
182   {
183 <        FVECT   vcp;
183 >        FVECT   ncp;
184          FVECT   m1[3], m2[3], m3[3], m4[3];
185          double  d1, d2, d3, d4;
186          double  I3, J3, K3;
# Line 188 | Line 190 | comp_hessian(FVECT hess[3], FFTRI *ftp, FVECT nrm)
190          d2 = 1.0/DOT(ftp->r_i1,ftp->r_i1);
191          d3 = 1.0/DOT(ftp->e_i,ftp->e_i);
192          d4 = DOT(ftp->e_i, ftp->r_i);
193 <        I3 = 0.25*ftp->nf*( DOT(ftp->e_i, ftp->r_i1)*d2*d2 - d4*d1*d1 +
194 <                                3.0/d3*ftp->I2 );
193 >        I3 = ( DOT(ftp->e_i, ftp->r_i1)*d2*d2 - d4*d1*d1 + 3.0/d3*ftp->I2 )
194 >                        / ( 4.0*DOT(ftp->rcp,ftp->rcp) );
195          J3 = 0.25*d3*(d1*d1 - d2*d2) - d4*d3*I3;
196          K3 = d3*(ftp->I2 - I3/d1 - 2.0*d4*J3);
197                                          /* intermediate matrices */
198 <        VCROSS(vcp, nrm, ftp->e_i);
199 <        compose_matrix(m1, vcp, ftp->rI2_eJ2);
198 >        VCROSS(ncp, nrm, ftp->e_i);
199 >        compose_matrix(m1, ncp, ftp->rI2_eJ2);
200          compose_matrix(m2, ftp->r_i, ftp->r_i);
201          compose_matrix(m3, ftp->e_i, ftp->e_i);
202          compose_matrix(m4, ftp->r_i, ftp->e_i);
203 <        VCROSS(vcp, ftp->r_i, ftp->e_i);
202 <        d1 = DOT(nrm, vcp);
203 >        d1 = DOT(nrm, ftp->rcp);
204          d2 = -d1*ftp->I2;
205          d1 *= 2.0;
206          for (i = 3; i--; )              /* final matrix sum */
# Line 207 | Line 208 | comp_hessian(FVECT hess[3], FFTRI *ftp, FVECT nrm)
208                  hess[i][j] = m1[i][j] + d1*( I3*m2[i][j] + K3*m3[i][j] +
209                                                  2.0*J3*m4[i][j] );
210                  hess[i][j] += d2*(i==j);
211 <                hess[i][j] *= -1.0/PI;
211 >                hess[i][j] *= 1.0/PI;
212              }
213   }
214  
# Line 243 | Line 244 | add2hessian(FVECT hess[3], FVECT ehess1[3],
244   static void
245   comp_gradient(FVECT grad, FFTRI *ftp, FVECT nrm)
246   {
247 <        FVECT   vcp;
247 >        FVECT   ncp;
248          double  f1;
249          int     i;
250  
251 <        VCROSS(vcp, ftp->r_i, ftp->r_i1);
252 <        f1 = 2.0*DOT(nrm, vcp);
252 <        VCROSS(vcp, nrm, ftp->e_i);
251 >        f1 = 2.0*DOT(nrm, ftp->rcp);
252 >        VCROSS(ncp, nrm, ftp->e_i);
253          for (i = 3; i--; )
254 <                grad[i] = (0.5/PI)*( ftp->I1*vcp[i] + f1*ftp->rI2_eJ2[i] );
254 >                grad[i] = (-0.5/PI)*( ftp->I1*ncp[i] + f1*ftp->rI2_eJ2[i] );
255   }
256  
257  
# Line 319 | Line 319 | eigenvectors(FVECT uv[2], float ra[2], FVECT hessian[3
319          hess2[0][1] = DOT(uv[0], b);
320          hess2[1][0] = DOT(uv[1], a);
321          hess2[1][1] = DOT(uv[1], b);
322 <                                        /* compute eigenvalues */
323 <        if ( quadratic(evalue, 1.0, -hess2[0][0]-hess2[1][1],
324 <                        hess2[0][0]*hess2[1][1]-hess2[0][1]*hess2[1][0]) != 2 ||
325 <                        (evalue[0] = fabs(evalue[0])) <= FTINY*FTINY ||
326 <                        (evalue[1] = fabs(evalue[1])) <= FTINY*FTINY )
322 >                                        /* compute eigenvalue(s) */
323 >        i = quadratic(evalue, 1.0, -hess2[0][0]-hess2[1][1],
324 >                        hess2[0][0]*hess2[1][1]-hess2[0][1]*hess2[1][0]);
325 >        if (i == 1)                     /* double-root (circle) */
326 >                evalue[1] = evalue[0];
327 >        if (!i || ((evalue[0] = fabs(evalue[0])) <= FTINY*FTINY) |
328 >                        ((evalue[1] = fabs(evalue[1])) <= FTINY*FTINY) )
329                  error(INTERNAL, "bad eigenvalue calculation");
330  
331          if (evalue[0] > evalue[1]) {
# Line 414 | Line 416 | ambHessian(                            /* anisotropic radii & pos. gradient */
416                      rev_hessian(hesscol);
417                      add2hessian(hessian, hessrow[j], hessdia, hesscol, backg);
418                  }
419 <                if (gradient != NULL) {
419 >                if (gradrow != NULL) {
420                      comp_gradient(graddia, &fftr, hp->rp->ron);
421                      rev_gradient(gradcol);
422                      add2gradient(gradient, gradrow[j], graddia, gradcol, backg);
# Line 453 | Line 455 | ambHessian(                            /* anisotropic radii & pos. gradient */
455          
456          if (ra != NULL)                 /* extract eigenvectors & radii */
457                  eigenvectors(uv, ra, hessian);
458 <        if (pg != NULL) {               /* tangential position gradient/PI */
459 <                pg[0] = DOT(gradient, uv[0]) / PI;
460 <                pg[1] = DOT(gradient, uv[1]) / PI;
458 >        if (pg != NULL) {               /* tangential position gradient */
459 >                pg[0] = DOT(gradient, uv[0]);
460 >                pg[1] = DOT(gradient, uv[1]);
461          }
462   }
463  
# Line 499 | Line 501 | doambient(                             /* compute ambient component */
501          AMBHEMI                 *hp = inithemi(rcol, r, wt);
502          int                     cnt = 0;
503          FVECT                   my_uv[2];
504 <        double                  d, acol[3];
504 >        double                  d, K, acol[3];
505          struct s_ambsamp        *ap;
506          int                     i, j;
507                                          /* check/initialize */
# Line 532 | Line 534 | doambient(                             /* compute ambient component */
534                  free(hp);
535                  return(-1);             /* no radius or gradient calc. */
536          }
537 <        multcolor(acol, hp->acoef);     /* normalize Y values */
538 <        if ((d = bright(acol)) > FTINY)
539 <                d = 1.0/d;
540 <        else
537 >        if (bright(acol) > FTINY) {     /* normalize Y values */
538 >                d = 0.99*cnt/bright(acol);
539 >                K = 0.01;
540 >        } else {                        /* geometric Hessian fall-back */
541                  d = 0.0;
542 +                K = 1.0;
543 +                pg = NULL;
544 +                dg = NULL;
545 +        }
546          ap = hp->sa;                    /* relative Y channel from here on... */
547          for (i = hp->ns*hp->ns; i--; ap++)
548 <                colval(ap->v,CIEY) = bright(ap->v)*d + 0.0314;
548 >                colval(ap->v,CIEY) = bright(ap->v)*d + K;
549  
550          if (uv == NULL)                 /* make sure we have axis pointers */
551                  uv = my_uv;
# Line 550 | Line 556 | doambient(                             /* compute ambient component */
556                  ambdirgrad(hp, uv, dg);
557  
558          if (ra != NULL) {               /* scale/clamp radii */
559 +                if (pg != NULL) {
560 +                        if (ra[0]*(d = fabs(pg[0])) > 1.0)
561 +                                ra[0] = 1.0/d;
562 +                        if (ra[1]*(d = fabs(pg[1])) > 1.0)
563 +                                ra[1] = 1.0/d;
564 +                        if (ra[0] > ra[1])
565 +                                ra[0] = ra[1];
566 +                }
567                  if (ra[0] < minarad) {
568                          ra[0] = minarad;
569                          if (ra[1] < minarad)
# Line 562 | Line 576 | doambient(                             /* compute ambient component */
576                          ra[1] = maxarad;
577                          if (ra[0] > maxarad)
578                                  ra[0] = maxarad;
579 +                }
580 +                if (pg != NULL) {       /* cap gradient if necessary */
581 +                        d = pg[0]*pg[0]*ra[0]*ra[0] + pg[1]*pg[1]*ra[1]*ra[1];
582 +                        if (d > 1.0) {
583 +                                d = 1.0/sqrt(d);
584 +                                pg[0] *= d;
585 +                                pg[1] *= d;
586 +                        }
587                  }
588          }
589          free(hp);                       /* clean up and return */

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+ Added lines
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> Changed lines