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

Comparing ray/src/rt/ambcomp.c (file contents):
Revision 2.26 by greg, Wed Apr 16 20:32:00 2014 UTC vs.
Revision 2.36 by greg, Sat Apr 26 04:37:48 2014 UTC

# Line 4 | Line 4 | static const char      RCSid[] = "$Id$";
4   /*
5   * Routines to compute "ambient" values using Monte Carlo
6   *
7 + *  Hessian calculations based on "Practical Hessian-Based Error Control
8 + *      for Irradiance Caching" by Schwarzhaupt, Wann Jensen, & Jarosz
9 + *      from ACM SIGGRAPH Asia 2012 conference proceedings.
10 + *
11   *  Declarations of external symbols in ambient.h
12   */
13  
# Line 19 | Line 23 | extern void            SDsquare2disk(double ds[2], double seedx,
23  
24   typedef struct {
25          RAY     *rp;            /* originating ray sample */
26 <        FVECT   ux, uy;         /* tangent axis directions */
26 >        FVECT   ux, uy;         /* tangent axis unit vectors */
27          int     ns;             /* number of samples per axis */
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, rcp, rI2_eJ2;
39 +        double  I1, I2;
40 + } FFTRI;                /* vectors and coefficients for Hessian calculation */
41  
42 +
43   static AMBHEMI *
44   inithemi(                       /* initialize sampling hemisphere */
45          COLOR   ac,
# Line 46 | Line 55 | inithemi(                      /* initialize sampling hemisphere */
55                          wt > (d = 0.8*intens(ac)*r->rweight/(ambdiv*minweight)))
56                  wt = d;                 /* avoid ray termination */
57          n = sqrt(ambdiv * wt) + 0.5;
58 <        i = 1 + 4*(ambacc > FTINY);     /* minimum number of samples */
58 >        i = 1 + 5*(ambacc > FTINY);     /* minimum number of samples */
59          if (n < i)
60                  n = i;
61                                          /* allocate sampling array */
# Line 60 | Line 69 | inithemi(                      /* initialize sampling hemisphere */
69          copycolor(hp->acoef, ac);
70          d = 1.0/(n*n);
71          scalecolor(hp->acoef, d);
72 <                                        /* make tangent axes */
73 <        hp->uy[0] = hp->uy[1] = hp->uy[2] = 0.0;
74 <        for (i = 0; i < 3; i++)
75 <                if (r->rn[i] < 0.6 && r->rn[i] > -0.6)
76 <                        break;
77 <        if (i >= 3)
72 >                                        /* make tangent plane axes */
73 >        hp->uy[0] = hp->uy[1] = hp->uy[2] = 0;
74 >        for (i = 3; i--; )
75 >                if ((0.6 < r->ron[i]) & (r->ron[i] < 0.6))
76 >                        hp->uy[i] = 0.1+frandom();
77 >        if (DOT(hp->uy,hp->uy) <= FTINY)
78                  error(CONSISTENCY, "bad ray direction in inithemi()");
79 <        hp->uy[i] = 1.0;
71 <        VCROSS(hp->ux, hp->uy, r->rn);
79 >        VCROSS(hp->ux, hp->uy, r->ron);
80          normalize(hp->ux);
81 <        VCROSS(hp->uy, r->rn, hp->ux);
81 >        VCROSS(hp->uy, r->ron, hp->ux);
82                                          /* we're ready to sample */
83          return(hp);
84   }
85  
86  
87 < static int
87 > static struct s_ambsamp *
88   ambsample(                              /* sample an ambient direction */
89          AMBHEMI *hp,
90          int     i,
91 <        int     j,
91 >        int     j
92   )
93   {
94          struct s_ambsamp        *ap = &ambsamp(hp,i,j);
95          RAY                     ar;
96 <        int                     hlist[3];
89 <        double                  spt[2], dz;
96 >        double                  spt[2], zd;
97          int                     ii;
98                                          /* ambient coefficient for weight */
99          if (ambacc > FTINY)
100                  setcolor(ar.rcoef, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
101          else
102                  copycolor(ar.rcoef, hp->acoef);
103 <        if (rayorigin(&ar, AMBIENT, hp->rp, ar.rcoef) < 0) {
104 <                setcolor(ap->v, 0., 0., 0.);
98 <                ap->r = 0.;
99 <                return(0);              /* no sample taken */
100 <        }
103 >        if (rayorigin(&ar, AMBIENT, hp->rp, ar.rcoef) < 0)
104 >                goto badsample;
105          if (ambacc > FTINY) {
106                  multcolor(ar.rcoef, hp->acoef);
107                  scalecolor(ar.rcoef, 1./AVGREFL);
108          }
109                                          /* generate hemispherical sample */
110 <        SDsquare2disk(spt, (i+frandom())/hp->ns, (j+frandom())/hp->ns);
110 >        SDsquare2disk(spt,      (i+.1+.8*frandom())/hp->ns,
111 >                                (j+.1+.8*frandom())/hp->ns );
112          zd = sqrt(1. - spt[0]*spt[0] - spt[1]*spt[1]);
113          for (ii = 3; ii--; )
114                  ar.rdir[ii] =   spt[0]*hp->ux[ii] +
# Line 113 | Line 118 | ambsample(                             /* sample an ambient direction */
118          dimlist[ndims++] = i*hp->ns + j + 90171;
119          rayvalue(&ar);                  /* evaluate ray */
120          ndims--;
121 +                                        /* limit vertex distance */
122 +        if (ar.rt > 10.0*thescene.cusize)
123 +                ar.rt = 10.0*thescene.cusize;
124 +        else if (ar.rt <= FTINY)        /* should never happen! */
125 +                goto badsample;
126 +        VSUM(ap->p, ar.rorg, ar.rdir, ar.rt);
127          multcolor(ar.rcol, ar.rcoef);   /* apply coefficient */
128          copycolor(ap->v, ar.rcol);
129 <        if (ar.rt > 20.0*maxarad)       /* limit vertex distance */
130 <                ar.rt = 20.0*maxarad;
131 <        VSUM(ap->p, ar.rorg, ar.rdir, ar.rt);
132 <        return(1);
129 >        return(ap);
130 > badsample:
131 >        setcolor(ap->v, 0., 0., 0.);
132 >        VCOPY(ap->p, hp->rp->rop);
133 >        return(NULL);
134   }
135  
136  
137 + /* Compute vectors and coefficients for Hessian/gradient calcs */
138   static void
139 + comp_fftri(FFTRI *ftp, FVECT ap0, FVECT ap1, FVECT rop)
140 + {
141 +        double  rdot_cp, dot_e, dot_er, rdot_r, rdot_r1, J2;
142 +        int     i;
143 +
144 +        VSUB(ftp->r_i, ap0, rop);
145 +        VSUB(ftp->r_i1, ap1, rop);
146 +        VSUB(ftp->e_i, ap1, ap0);
147 +        VCROSS(ftp->rcp, ftp->r_i, ftp->r_i1);
148 +        rdot_cp = 1.0/DOT(ftp->rcp,ftp->rcp);
149 +        dot_e = DOT(ftp->e_i,ftp->e_i);
150 +        dot_er = DOT(ftp->e_i, ftp->r_i);
151 +        rdot_r = 1.0/DOT(ftp->r_i,ftp->r_i);
152 +        rdot_r1 = 1.0/DOT(ftp->r_i1,ftp->r_i1);
153 +        ftp->I1 = acos( DOT(ftp->r_i, ftp->r_i1) * sqrt(rdot_r*rdot_r1) ) *
154 +                        sqrt( rdot_cp );
155 +        ftp->I2 = ( DOT(ftp->e_i, ftp->r_i1)*rdot_r1 - dot_er*rdot_r +
156 +                        dot_e*ftp->I1 )*0.5*rdot_cp;
157 +        J2 =  ( 0.5*(rdot_r - rdot_r1) - dot_er*ftp->I2 ) / dot_e;
158 +        for (i = 3; i--; )
159 +                ftp->rI2_eJ2[i] = ftp->I2*ftp->r_i[i] + J2*ftp->e_i[i];
160 + }
161 +
162 +
163 + /* Compose 3x3 matrix from two vectors */
164 + static void
165 + compose_matrix(FVECT mat[3], FVECT va, FVECT vb)
166 + {
167 +        mat[0][0] = 2.0*va[0]*vb[0];
168 +        mat[1][1] = 2.0*va[1]*vb[1];
169 +        mat[2][2] = 2.0*va[2]*vb[2];
170 +        mat[0][1] = mat[1][0] = va[0]*vb[1] + va[1]*vb[0];
171 +        mat[0][2] = mat[2][0] = va[0]*vb[2] + va[2]*vb[0];
172 +        mat[1][2] = mat[2][1] = va[1]*vb[2] + va[2]*vb[1];
173 + }
174 +
175 +
176 + /* Compute partial 3x3 Hessian matrix for edge */
177 + static void
178 + comp_hessian(FVECT hess[3], FFTRI *ftp, FVECT nrm)
179 + {
180 +        FVECT   ncp;
181 +        FVECT   m1[3], m2[3], m3[3], m4[3];
182 +        double  d1, d2, d3, d4;
183 +        double  I3, J3, K3;
184 +        int     i, j;
185 +                                        /* compute intermediate coefficients */
186 +        d1 = 1.0/DOT(ftp->r_i,ftp->r_i);
187 +        d2 = 1.0/DOT(ftp->r_i1,ftp->r_i1);
188 +        d3 = 1.0/DOT(ftp->e_i,ftp->e_i);
189 +        d4 = DOT(ftp->e_i, ftp->r_i);
190 +        I3 = ( DOT(ftp->e_i, ftp->r_i1)*d2*d2 - d4*d1*d1 + 3.0/d3*ftp->I2 )
191 +                        / ( 4.0*DOT(ftp->rcp,ftp->rcp) );
192 +        J3 = 0.25*d3*(d1*d1 - d2*d2) - d4*d3*I3;
193 +        K3 = d3*(ftp->I2 - I3/d1 - 2.0*d4*J3);
194 +                                        /* intermediate matrices */
195 +        VCROSS(ncp, nrm, ftp->e_i);
196 +        compose_matrix(m1, ncp, ftp->rI2_eJ2);
197 +        compose_matrix(m2, ftp->r_i, ftp->r_i);
198 +        compose_matrix(m3, ftp->e_i, ftp->e_i);
199 +        compose_matrix(m4, ftp->r_i, ftp->e_i);
200 +        d1 = DOT(nrm, ftp->rcp);
201 +        d2 = -d1*ftp->I2;
202 +        d1 *= 2.0;
203 +        for (i = 3; i--; )              /* final matrix sum */
204 +            for (j = 3; j--; ) {
205 +                hess[i][j] = m1[i][j] + d1*( I3*m2[i][j] + K3*m3[i][j] +
206 +                                                2.0*J3*m4[i][j] );
207 +                hess[i][j] += d2*(i==j);
208 +                hess[i][j] *= 1.0/PI;
209 +            }
210 + }
211 +
212 +
213 + /* Reverse hessian calculation result for edge in other direction */
214 + static void
215 + rev_hessian(FVECT hess[3])
216 + {
217 +        int     i;
218 +
219 +        for (i = 3; i--; ) {
220 +                hess[i][0] = -hess[i][0];
221 +                hess[i][1] = -hess[i][1];
222 +                hess[i][2] = -hess[i][2];
223 +        }
224 + }
225 +
226 +
227 + /* Add to radiometric Hessian from the given triangle */
228 + static void
229 + add2hessian(FVECT hess[3], FVECT ehess1[3],
230 +                FVECT ehess2[3], FVECT ehess3[3], COLORV v)
231 + {
232 +        int     i, j;
233 +
234 +        for (i = 3; i--; )
235 +            for (j = 3; j--; )
236 +                hess[i][j] += v*( ehess1[i][j] + ehess2[i][j] + ehess3[i][j] );
237 + }
238 +
239 +
240 + /* Compute partial displacement form factor gradient for edge */
241 + static void
242 + comp_gradient(FVECT grad, FFTRI *ftp, FVECT nrm)
243 + {
244 +        FVECT   ncp;
245 +        double  f1;
246 +        int     i;
247 +
248 +        f1 = 2.0*DOT(nrm, ftp->rcp);
249 +        VCROSS(ncp, nrm, ftp->e_i);
250 +        for (i = 3; i--; )
251 +                grad[i] = (-0.5/PI)*( ftp->I1*ncp[i] + f1*ftp->rI2_eJ2[i] );
252 + }
253 +
254 +
255 + /* Reverse gradient calculation result for edge in other direction */
256 + static void
257 + rev_gradient(FVECT grad)
258 + {
259 +        grad[0] = -grad[0];
260 +        grad[1] = -grad[1];
261 +        grad[2] = -grad[2];
262 + }
263 +
264 +
265 + /* Add to displacement gradient from the given triangle */
266 + static void
267 + add2gradient(FVECT grad, FVECT egrad1, FVECT egrad2, FVECT egrad3, COLORV v)
268 + {
269 +        int     i;
270 +
271 +        for (i = 3; i--; )
272 +                grad[i] += v*( egrad1[i] + egrad2[i] + egrad3[i] );
273 + }
274 +
275 +
276 + /* Return brightness of furthest ambient sample */
277 + static COLORV
278 + back_ambval(struct s_ambsamp *ap1, struct s_ambsamp *ap2,
279 +                struct s_ambsamp *ap3, FVECT orig)
280 + {
281 +        COLORV  vback;
282 +        FVECT   vec;
283 +        double  d2, d2best;
284 +
285 +        VSUB(vec, ap1->p, orig);
286 +        d2best = DOT(vec,vec);
287 +        vback = colval(ap1->v,CIEY);
288 +        VSUB(vec, ap2->p, orig);
289 +        d2 = DOT(vec,vec);
290 +        if (d2 > d2best) {
291 +                d2best = d2;
292 +                vback = colval(ap2->v,CIEY);
293 +        }
294 +        VSUB(vec, ap3->p, orig);
295 +        d2 = DOT(vec,vec);
296 +        if (d2 > d2best)
297 +                return(colval(ap3->v,CIEY));
298 +        return(vback);
299 + }
300 +
301 +
302 + /* Compute anisotropic radii and eigenvector directions */
303 + static int
304 + eigenvectors(FVECT uv[2], float ra[2], FVECT hessian[3])
305 + {
306 +        double  hess2[2][2];
307 +        FVECT   a, b;
308 +        double  evalue[2], slope1, xmag1;
309 +        int     i;
310 +                                        /* project Hessian to sample plane */
311 +        for (i = 3; i--; ) {
312 +                a[i] = DOT(hessian[i], uv[0]);
313 +                b[i] = DOT(hessian[i], uv[1]);
314 +        }
315 +        hess2[0][0] = DOT(uv[0], a);
316 +        hess2[0][1] = DOT(uv[0], b);
317 +        hess2[1][0] = DOT(uv[1], a);
318 +        hess2[1][1] = DOT(uv[1], b);
319 +                                        /* compute eigenvalues */
320 +        if ( quadratic(evalue, 1.0, -hess2[0][0]-hess2[1][1],
321 +                        hess2[0][0]*hess2[1][1]-hess2[0][1]*hess2[1][0]) != 2 ||
322 +                        ((evalue[0] = fabs(evalue[0])) <= FTINY*FTINY) |
323 +                        ((evalue[1] = fabs(evalue[1])) <= FTINY*FTINY) )
324 +                error(INTERNAL, "bad eigenvalue calculation");
325 +
326 +        if (evalue[0] > evalue[1]) {
327 +                ra[0] = sqrt(sqrt(4.0/evalue[0]));
328 +                ra[1] = sqrt(sqrt(4.0/evalue[1]));
329 +                slope1 = evalue[1];
330 +        } else {
331 +                ra[0] = sqrt(sqrt(4.0/evalue[1]));
332 +                ra[1] = sqrt(sqrt(4.0/evalue[0]));
333 +                slope1 = evalue[0];
334 +        }
335 +                                        /* compute unit eigenvectors */
336 +        if (fabs(hess2[0][1]) <= FTINY)
337 +                return;                 /* uv OK as is */
338 +        slope1 = (slope1 - hess2[0][0]) / hess2[0][1];
339 +        xmag1 = sqrt(1.0/(1.0 + slope1*slope1));
340 +        for (i = 3; i--; ) {
341 +                b[i] = xmag1*uv[0][i] + slope1*xmag1*uv[1][i];
342 +                a[i] = slope1*xmag1*uv[0][i] - xmag1*uv[1][i];
343 +        }
344 +        VCOPY(uv[0], a);
345 +        VCOPY(uv[1], b);
346 + }
347 +
348 +
349 + static void
350   ambHessian(                             /* anisotropic radii & pos. gradient */
351          AMBHEMI *hp,
352          FVECT   uv[2],                  /* returned */
353 <        float   ra[2],                  /* returned */
354 <        float   pg[2]                   /* returned */
353 >        float   ra[2],                  /* returned (optional) */
354 >        float   pg[2]                   /* returned (optional) */
355   )
356   {
357 <        if (ra != NULL) {               /* compute Hessian-derived radii */
358 <        } else {                        /* else copy original tangent axes */
359 <                VCOPY(uv[0], hp->ux);
360 <                VCOPY(uv[1], hp->uy);
361 <        }
362 <        if (pg == NULL)                 /* no position gradient requested? */
357 >        static char     memerrmsg[] = "out of memory in ambHessian()";
358 >        FVECT           (*hessrow)[3] = NULL;
359 >        FVECT           *gradrow = NULL;
360 >        FVECT           hessian[3];
361 >        FVECT           gradient;
362 >        FFTRI           fftr;
363 >        int             i, j;
364 >                                        /* be sure to assign unit vectors */
365 >        VCOPY(uv[0], hp->ux);
366 >        VCOPY(uv[1], hp->uy);
367 >                        /* clock-wise vertex traversal from sample POV */
368 >        if (ra != NULL) {               /* initialize Hessian row buffer */
369 >                hessrow = (FVECT (*)[3])malloc(sizeof(FVECT)*3*(hp->ns-1));
370 >                if (hessrow == NULL)
371 >                        error(SYSTEM, memerrmsg);
372 >                memset(hessian, 0, sizeof(hessian));
373 >        } else if (pg == NULL)          /* bogus call? */
374                  return;
375 +        if (pg != NULL) {               /* initialize form factor row buffer */
376 +                gradrow = (FVECT *)malloc(sizeof(FVECT)*(hp->ns-1));
377 +                if (gradrow == NULL)
378 +                        error(SYSTEM, memerrmsg);
379 +                memset(gradient, 0, sizeof(gradient));
380 +        }
381 +                                        /* compute first row of edges */
382 +        for (j = 0; j < hp->ns-1; j++) {
383 +                comp_fftri(&fftr, ambsamp(hp,0,j).p,
384 +                                ambsamp(hp,0,j+1).p, hp->rp->rop);
385 +                if (hessrow != NULL)
386 +                        comp_hessian(hessrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
387 +                if (gradrow != NULL)
388 +                        comp_gradient(gradrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
389 +        }
390 +                                        /* sum each row of triangles */
391 +        for (i = 0; i < hp->ns-1; i++) {
392 +            FVECT       hesscol[3];     /* compute first vertical edge */
393 +            FVECT       gradcol;
394 +            comp_fftri(&fftr, ambsamp(hp,i,0).p,
395 +                        ambsamp(hp,i+1,0).p, hp->rp->rop);
396 +            if (hessrow != NULL)
397 +                comp_hessian(hesscol, &fftr, hp->rp->ron);
398 +            if (gradrow != NULL)
399 +                comp_gradient(gradcol, &fftr, hp->rp->ron);
400 +            for (j = 0; j < hp->ns-1; j++) {
401 +                FVECT   hessdia[3];     /* compute triangle contributions */
402 +                FVECT   graddia;
403 +                COLORV  backg;
404 +                backg = back_ambval(&ambsamp(hp,i,j), &ambsamp(hp,i,j+1),
405 +                                        &ambsamp(hp,i+1,j), hp->rp->rop);
406 +                                        /* diagonal (inner) edge */
407 +                comp_fftri(&fftr, ambsamp(hp,i,j+1).p,
408 +                                ambsamp(hp,i+1,j).p, hp->rp->rop);
409 +                if (hessrow != NULL) {
410 +                    comp_hessian(hessdia, &fftr, hp->rp->ron);
411 +                    rev_hessian(hesscol);
412 +                    add2hessian(hessian, hessrow[j], hessdia, hesscol, backg);
413 +                }
414 +                if (gradient != NULL) {
415 +                    comp_gradient(graddia, &fftr, hp->rp->ron);
416 +                    rev_gradient(gradcol);
417 +                    add2gradient(gradient, gradrow[j], graddia, gradcol, backg);
418 +                }
419 +                                        /* initialize edge in next row */
420 +                comp_fftri(&fftr, ambsamp(hp,i+1,j+1).p,
421 +                                ambsamp(hp,i+1,j).p, hp->rp->rop);
422 +                if (hessrow != NULL)
423 +                    comp_hessian(hessrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
424 +                if (gradrow != NULL)
425 +                    comp_gradient(gradrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
426 +                                        /* new column edge & paired triangle */
427 +                backg = back_ambval(&ambsamp(hp,i,j+1), &ambsamp(hp,i+1,j+1),
428 +                                        &ambsamp(hp,i+1,j), hp->rp->rop);
429 +                comp_fftri(&fftr, ambsamp(hp,i,j+1).p, ambsamp(hp,i+1,j+1).p,
430 +                                hp->rp->rop);
431 +                if (hessrow != NULL) {
432 +                    comp_hessian(hesscol, &fftr, hp->rp->ron);
433 +                    rev_hessian(hessdia);
434 +                    add2hessian(hessian, hessrow[j], hessdia, hesscol, backg);
435 +                    if (i < hp->ns-2)
436 +                        rev_hessian(hessrow[j]);
437 +                }
438 +                if (gradrow != NULL) {
439 +                    comp_gradient(gradcol, &fftr, hp->rp->ron);
440 +                    rev_gradient(graddia);
441 +                    add2gradient(gradient, gradrow[j], graddia, gradcol, backg);
442 +                    if (i < hp->ns-2)
443 +                        rev_gradient(gradrow[j]);
444 +                }
445 +            }
446 +        }
447 +                                        /* release row buffers */
448 +        if (hessrow != NULL) free(hessrow);
449 +        if (gradrow != NULL) free(gradrow);
450 +        
451 +        if (ra != NULL)                 /* extract eigenvectors & radii */
452 +                eigenvectors(uv, ra, hessian);
453 +        if (pg != NULL) {               /* tangential position gradient */
454 +                pg[0] = DOT(gradient, uv[0]);
455 +                pg[1] = DOT(gradient, uv[1]);
456 +        }
457   }
458  
459 +
460 + /* Compute direction gradient from a hemispherical sampling */
461 + static void
462 + ambdirgrad(AMBHEMI *hp, FVECT uv[2], float dg[2])
463 + {
464 +        struct s_ambsamp        *ap;
465 +        double                  dgsum[2];
466 +        int                     n;
467 +        FVECT                   vd;
468 +        double                  gfact;
469 +
470 +        dgsum[0] = dgsum[1] = 0.0;      /* sum values times -tan(theta) */
471 +        for (ap = hp->sa, n = hp->ns*hp->ns; n--; ap++) {
472 +                                        /* use vector for azimuth + 90deg */
473 +                VSUB(vd, ap->p, hp->rp->rop);
474 +                                        /* brightness over cosine factor */
475 +                gfact = colval(ap->v,CIEY) / DOT(hp->rp->ron, vd);
476 +                                        /* -sine = -proj_radius/vd_length */
477 +                dgsum[0] += DOT(uv[1], vd) * gfact;
478 +                dgsum[1] -= DOT(uv[0], vd) * gfact;
479 +        }
480 +        dg[0] = dgsum[0] / (hp->ns*hp->ns);
481 +        dg[1] = dgsum[1] / (hp->ns*hp->ns);
482 + }
483 +
484 +
485   int
486   doambient(                              /* compute ambient component */
487          COLOR   rcol,                   /* input/output color */
488          RAY     *r,
489          double  wt,
490 <        FVECT   uv[2],                  /* returned */
491 <        float   ra[2],                  /* returned */
492 <        float   pg[2],                  /* returned */
493 <        float   dg[2]                   /* returned */
490 >        FVECT   uv[2],                  /* returned (optional) */
491 >        float   ra[2],                  /* returned (optional) */
492 >        float   pg[2],                  /* returned (optional) */
493 >        float   dg[2]                   /* returned (optional) */
494   )
495   {
496 +        AMBHEMI                 *hp = inithemi(rcol, r, wt);
497          int                     cnt = 0;
498          FVECT                   my_uv[2];
155 –        AMBHEMI                 *hp;
499          double                  d, acol[3];
500          struct s_ambsamp        *ap;
501          int                     i, j;
502 <                                        /* initialize */
503 <        if ((hp = inithemi(rcol, r, wt)) == NULL)
502 >                                        /* check/initialize */
503 >        if (hp == NULL)
504                  return(0);
505          if (uv != NULL)
506                  memset(uv, 0, sizeof(FVECT)*2);
# Line 169 | Line 512 | doambient(                             /* compute ambient component */
512                  dg[0] = dg[1] = 0.0;
513                                          /* sample the hemisphere */
514          acol[0] = acol[1] = acol[2] = 0.0;
515 <        for (i = hemi.ns; i--; )
516 <                for (j = hemi.ns; j--; )
517 <                        if (ambsample(hp, i, j)) {
175 <                                ap = &ambsamp(hp,i,j);
515 >        for (i = hp->ns; i--; )
516 >                for (j = hp->ns; j--; )
517 >                        if ((ap = ambsample(hp, i, j)) != NULL) {
518                                  addcolor(acol, ap->v);
519                                  ++cnt;
520                          }
# Line 181 | Line 523 | doambient(                             /* compute ambient component */
523                  free(hp);
524                  return(0);              /* no valid samples */
525          }
526 <        d = 1.0 / cnt;                  /* final indirect irradiance/PI */
185 <        acol[0] *= d; acol[1] *= d; acol[2] *= d;
186 <        copycolor(rcol, acol);
526 >        copycolor(rcol, acol);          /* final indirect irradiance/PI */
527          if (cnt < hp->ns*hp->ns ||      /* incomplete sampling? */
528                          (ra == NULL) & (pg == NULL) & (dg == NULL)) {
529                  free(hp);
530                  return(-1);             /* no radius or gradient calc. */
531          }
532 <        d = 0.01 * bright(rcol);        /* add in 1% before Hessian comp. */
533 <        if (d < FTINY) d = FTINY;
534 <        ap = hp->sa;                    /* using Y channel from here on... */
532 >        if (bright(acol) > FTINY)       /* normalize Y values */
533 >                d = cnt/bright(acol);
534 >        else
535 >                d = 0.0;
536 >        ap = hp->sa;                    /* relative Y channel from here on... */
537          for (i = hp->ns*hp->ns; i--; ap++)
538 <                colval(ap->v,CIEY) = bright(ap->v) + d;
538 >                colval(ap->v,CIEY) = bright(ap->v)*d + 0.01;
539  
540          if (uv == NULL)                 /* make sure we have axis pointers */
541                  uv = my_uv;
542                                          /* compute radii & pos. gradient */
543          ambHessian(hp, uv, ra, pg);
544 +
545          if (dg != NULL)                 /* compute direction gradient */
546                  ambdirgrad(hp, uv, dg);
547 <        if (ra != NULL) {               /* adjust/clamp radii */
548 <                d = pow(wt, -0.25);
549 <                if ((ra[0] *= d) > maxarad)
550 <                        ra[0] = maxarad;
547 >
548 >        if (ra != NULL) {               /* scale/clamp radii */
549 >                if (pg != NULL) {
550 >                        if (ra[0]*(d = fabs(pg[0])) > 1.0)
551 >                                ra[0] = 1.0/d;
552 >                        if (ra[1]*(d = fabs(pg[1])) > 1.0)
553 >                                ra[1] = 1.0/d;
554 >                        if (ra[0] > ra[1])
555 >                                ra[0] = ra[1];
556 >                }
557 >                if (ra[0] < minarad) {
558 >                        ra[0] = minarad;
559 >                        if (ra[1] < minarad)
560 >                                ra[1] = minarad;
561 >                }
562 >                ra[0] *= d = 1.0/sqrt(sqrt(wt));
563                  if ((ra[1] *= d) > 2.0*ra[0])
564                          ra[1] = 2.0*ra[0];
565 +                if (ra[1] > maxarad) {
566 +                        ra[1] = maxarad;
567 +                        if (ra[0] > maxarad)
568 +                                ra[0] = maxarad;
569 +                }
570 +                if (pg != NULL) {       /* cap gradient if necessary */
571 +                        d = pg[0]*pg[0]*ra[0]*ra[0] + pg[1]*pg[1]*ra[1]*ra[1];
572 +                        if (d > 1.0) {
573 +                                d = 1.0/sqrt(d);
574 +                                pg[0] *= d;
575 +                                pg[1] *= d;
576 +                        }
577 +                }
578          }
579          free(hp);                       /* clean up and return */
580          return(1);

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