ViewVC Help
View File | Revision Log | Show Annotations | Download File | Root Listing
root/radiance/ray/src/rt/ambcomp.c
(Generate patch)

Comparing ray/src/rt/ambcomp.c (file contents):
Revision 2.38 by greg, Sat Apr 26 15:54:17 2014 UTC vs.
Revision 2.98 by greg, Thu Apr 24 01:43:58 2025 UTC

# Line 8 | Line 8 | static const char      RCSid[] = "$Id$";
8   *      for Irradiance Caching" by Schwarzhaupt, Wann Jensen, & Jarosz
9   *      from ACM SIGGRAPH Asia 2012 conference proceedings.
10   *
11 + *  Added book-keeping optimization to avoid calculations that would
12 + *      cancel due to traversal both directions on edges that are adjacent
13 + *      to same-valued triangles.  This cuts about half of Hessian math.
14 + *
15   *  Declarations of external symbols in ambient.h
16   */
17  
# Line 17 | Line 21 | static const char      RCSid[] = "$Id$";
21   #include  "ambient.h"
22   #include  "random.h"
23  
24 < #ifdef NEWAMB
24 > #ifndef MINADIV
25 > #define MINADIV         7       /* minimum # divisions in each dimension */
26 > #endif
27  
28 < extern void             SDsquare2disk(double ds[2], double seedx, double seedy);
28 > typedef struct {
29 >        FVECT   p;              /* intersection point */
30 >        float   d;              /* reciprocal distance */
31 >        SCOLOR  v;              /* hemisphere sample value */
32 > } AMBSAMP;              /* sample value */
33  
34   typedef struct {
35          RAY     *rp;            /* originating ray sample */
26        FVECT   ux, uy;         /* tangent axis unit vectors */
36          int     ns;             /* number of samples per axis */
37 <        COLOR   acoef;          /* division contribution coefficient */
38 <        struct s_ambsamp {
39 <                COLOR   v;              /* hemisphere sample value */
40 <                FVECT   p;              /* intersection point */
41 <        } sa[1];                /* sample array (extends struct) */
37 >        int     sampOK;         /* acquired full sample set? */
38 >        int     atyp;           /* RAMBIENT or TAMBIENT */
39 >        SCOLOR  acoef;          /* division contribution coefficient */
40 >        SCOLOR  acol;           /* accumulated color */
41 >        FVECT   onrm;           /* oriented unperturbed surface normal */
42 >        FVECT   ux, uy;         /* tangent axis unit vectors */
43 >        AMBSAMP sa[1];          /* sample array (extends struct) */
44   }  AMBHEMI;             /* ambient sample hemisphere */
45  
46 < #define ambsamp(h,i,j)  (h)->sa[(i)*(h)->ns + (j)]
46 > #define AI(h,i,j)       ((i)*(h)->ns + (j))
47 > #define ambsam(h,i,j)   (h)->sa[AI(h,i,j)]
48  
49   typedef struct {
50          FVECT   r_i, r_i1, e_i, rcp, rI2_eJ2;
# Line 40 | Line 52 | typedef struct {
52   } FFTRI;                /* vectors and coefficients for Hessian calculation */
53  
54  
55 + static int
56 + ambcollision(                           /* proposed direciton collides? */
57 +        AMBHEMI *hp,
58 +        int     i,
59 +        int     j,
60 +        FVECT   dv
61 + )
62 + {
63 +        double  cos_thresh;
64 +        int     ii, jj;
65 +                                        /* min. spacing = 1/4th division */
66 +        cos_thresh = (PI/4.)/(double)hp->ns;
67 +        if (cos_thresh > 7.*PI/180.)    /* 7 degrees is enough in any case */
68 +                cos_thresh = 7.*PI/180.;
69 +        cos_thresh = 1. - .5*cos_thresh*cos_thresh;
70 +                                        /* check existing neighbors */
71 +        for (ii = i-1; ii <= i+1; ii++) {
72 +                if (ii < 0) continue;
73 +                if (ii >= hp->ns) break;
74 +                for (jj = j-1; jj <= j+1; jj++) {
75 +                        AMBSAMP *ap;
76 +                        FVECT   avec;
77 +                        double  dprod;
78 +                        if (jj < 0) continue;
79 +                        if (jj >= hp->ns) break;
80 +                        if ((ii==i) & (jj==j)) continue;
81 +                        ap = &ambsam(hp,ii,jj);
82 +                        if (ap->d <= .5/FHUGE)
83 +                                continue;       /* no one home */
84 +                        VSUB(avec, ap->p, hp->rp->rop);
85 +                        dprod = DOT(avec, dv);
86 +                        if (dprod >= cos_thresh*VLEN(avec))
87 +                                return(1);      /* collision */
88 +                }
89 +        }
90 +        return(0);                      /* nothing to worry about */
91 + }
92 +
93 +
94 + static int
95 + ambsample(                              /* initial ambient division sample */
96 +        AMBHEMI *hp,
97 +        int     i,
98 +        int     j,
99 +        int     n
100 + )
101 + {
102 +        AMBSAMP *ap = &ambsam(hp,i,j);
103 +        RAY     ar;
104 +        int     hlist[3], ii;
105 +        double  ss[2];
106 +        RREAL   spt[2];
107 +        double  zd;
108 +                                        /* generate hemispherical sample */
109 +                                        /* ambient coefficient for weight */
110 +        if (ambacc > FTINY)
111 +                setscolor(ar.rcoef, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
112 +        else
113 +                copyscolor(ar.rcoef, hp->acoef);
114 +        if (rayorigin(&ar, hp->atyp, hp->rp, ar.rcoef) < 0)
115 +                return(0);
116 +        if (ambacc > FTINY) {
117 +                smultscolor(ar.rcoef, hp->acoef);
118 +                scalescolor(ar.rcoef, 1./AVGREFL);
119 +        }
120 +        hlist[0] = hp->rp->rno;
121 +        hlist[1] = AI(hp,i,j);
122 +        hlist[2] = samplendx;
123 +        multisamp(ss, 2, urand(ilhash(hlist,3)+n));
124 + resample:
125 +        square2disk(spt, (j+ss[1])/hp->ns, (i+ss[0])/hp->ns);
126 +        zd = sqrt(1. - spt[0]*spt[0] - spt[1]*spt[1]);
127 +        for (ii = 3; ii--; )
128 +                ar.rdir[ii] =   spt[0]*hp->ux[ii] +
129 +                                spt[1]*hp->uy[ii] +
130 +                                zd*hp->onrm[ii];
131 +        checknorm(ar.rdir);
132 +                                        /* avoid coincident samples? */
133 +        if (!n & (ambacc > FTINY) & (hp->ns >= 4) &&
134 +                        ambcollision(hp, i, j, ar.rdir)) {
135 +                ss[0] = frandom(); ss[1] = frandom();
136 +                goto resample;          /* reject this sample */
137 +        }
138 +        dimlist[ndims++] = AI(hp,i,j) + 90171;
139 +        rayvalue(&ar);                  /* evaluate ray */
140 +        ndims--;
141 +        zd = raydistance(&ar);
142 +        if (zd <= FTINY)
143 +                return(0);              /* should never happen */
144 +        smultscolor(ar.rcol, ar.rcoef); /* apply coefficient */
145 +        if (zd*ap->d < 1.0)             /* new/closer distance? */
146 +                ap->d = 1.0/zd;
147 +        if (!n) {                       /* record first vertex & value */
148 +                if (zd > 10.0*thescene.cusize + 1000.)
149 +                        zd = 10.0*thescene.cusize + 1000.;
150 +                VSUM(ap->p, ar.rorg, ar.rdir, zd);
151 +                copyscolor(ap->v, ar.rcol);
152 +        } else {                        /* else update recorded value */
153 +                sopscolor(hp->acol, -=, ap->v);
154 +                zd = 1.0/(double)(n+1);
155 +                scalescolor(ar.rcol, zd);
156 +                zd *= (double)n;
157 +                scalescolor(ap->v, zd);
158 +                saddscolor(ap->v, ar.rcol);
159 +        }
160 +        saddscolor(hp->acol, ap->v);    /* add to our sum */
161 +        return(1);
162 + }
163 +
164 +
165 + /* Estimate variance based on ambient division differences */
166 + static float *
167 + getambdiffs(AMBHEMI *hp)
168 + {
169 +        const double    normf = 1./(pbright(hp->acoef) + FTINY);
170 +        float   *earr = (float *)calloc(2*hp->ns*hp->ns, sizeof(float));
171 +        float   *ep;
172 +        AMBSAMP *ap;
173 +        double  b, b1, d2;
174 +        int     i, j;
175 +
176 +        if (earr == NULL)               /* out of memory? */
177 +                return(NULL);
178 +                                        /* sum squared neighbor diffs */
179 +        ap = hp->sa;
180 +        ep = earr + hp->ns*hp->ns;      /* original estimates to scratch */
181 +        for (i = 0; i < hp->ns; i++)
182 +            for (j = 0; j < hp->ns; j++, ap++, ep++) {
183 +                b = pbright(ap[0].v);
184 +                if (i) {                /* from above */
185 +                        b1 = pbright(ap[-hp->ns].v);
186 +                        d2 = b - b1;
187 +                        d2 *= d2*normf/(b + b1 + FTINY);
188 +                        ep[0] += d2;
189 +                        ep[-hp->ns] += d2;
190 +                }
191 +                if (!j) continue;
192 +                                        /* from behind */
193 +                b1 = pbright(ap[-1].v);
194 +                d2 = b - b1;
195 +                d2 *= d2*normf/(b + b1 + FTINY);
196 +                ep[0] += d2;
197 +                ep[-1] += d2;
198 +                if (!i) continue;
199 +                                        /* diagonal */
200 +                b1 = pbright(ap[-hp->ns-1].v);
201 +                d2 = b - b1;
202 +                d2 *= d2*normf/(b + b1 + FTINY);
203 +                ep[0] += d2;
204 +                ep[-hp->ns-1] += d2;
205 +            }
206 +                                        /* correct for number of neighbors */
207 +        ep = earr + hp->ns*hp->ns;
208 +        ep[0] *= 6./3.;
209 +        ep[hp->ns-1] *= 6./3.;
210 +        ep[(hp->ns-1)*hp->ns] *= 6./3.;
211 +        ep[(hp->ns-1)*hp->ns + hp->ns-1] *= 6./3.;
212 +        for (i = 1; i < hp->ns-1; i++) {
213 +                ep[i*hp->ns] *= 6./5.;
214 +                ep[i*hp->ns + hp->ns-1] *= 6./5.;
215 +        }
216 +        for (j = 1; j < hp->ns-1; j++) {
217 +                ep[j] *= 6./5.;
218 +                ep[(hp->ns-1)*hp->ns + j] *= 6./5.;
219 +        }
220 +                                        /* blur final map to reduce bias */
221 +        for (i = 0; i < hp->ns-1; i++) {
222 +            float  *ep2;
223 +            ep = earr + i*hp->ns;
224 +            ep2 = ep + hp->ns*hp->ns;
225 +            for (j = 0; j < hp->ns-1; j++, ep++, ep2++) {
226 +                ep[0] += .5*ep2[0] + .125*(ep2[1] + ep2[hp->ns]);
227 +                ep[1] += .125*ep2[0];
228 +                ep[hp->ns] += .125*ep2[0];
229 +            }
230 +        }
231 +        return(earr);
232 + }
233 +
234 +
235 + /* Perform super-sampling on hemisphere (introduces bias) */
236 + static void
237 + ambsupersamp(AMBHEMI *hp, int cnt)
238 + {
239 +        float   *earr = getambdiffs(hp);
240 +        double  e2rem = 0;
241 +        float   *ep;
242 +        int     i, j, n, nss;
243 +
244 +        if (earr == NULL)               /* just skip calc. if no memory */
245 +                return;
246 +                                        /* accumulate estimated variances */
247 +        for (ep = earr + hp->ns*hp->ns; ep > earr; )
248 +                e2rem += *--ep;
249 +        ep = earr;                      /* perform super-sampling */
250 +        for (i = 0; i < hp->ns; i++)
251 +            for (j = 0; j < hp->ns; j++) {
252 +                if (e2rem <= FTINY)
253 +                        goto done;      /* nothing left to do */
254 +                nss = *ep/e2rem*cnt + frandom();
255 +                for (n = 1; n <= nss && ambsample(hp,i,j,n); n++)
256 +                        if (!--cnt) goto done;
257 +                e2rem -= *ep++;         /* update remainder */
258 +        }
259 + done:
260 +        free(earr);
261 + }
262 +
263 +
264   static AMBHEMI *
265 < inithemi(                       /* initialize sampling hemisphere */
266 <        COLOR   ac,
265 > samp_hemi(                              /* sample indirect hemisphere */
266 >        SCOLOR  rcol,
267          RAY     *r,
268          double  wt
269   )
270   {
271 +        int     backside = (wt < 0);
272          AMBHEMI *hp;
273          double  d;
274 <        int     n, i;
274 >        int     n, i, j;
275 >                                        /* insignificance check */
276 >        d = sintens(rcol);
277 >        if (d <= FTINY)
278 >                return(NULL);
279                                          /* set number of divisions */
280 +        if (backside) wt = -wt;
281          if (ambacc <= FTINY &&
282 <                        wt > (d = 0.8*intens(ac)*r->rweight/(ambdiv*minweight)))
282 >                        wt > (d *= 0.8*r->rweight/(ambdiv*minweight + 1e-20)))
283                  wt = d;                 /* avoid ray termination */
284          n = sqrt(ambdiv * wt) + 0.5;
285 <        i = 1 + 5*(ambacc > FTINY);     /* minimum number of samples */
286 <        if (n < i)
285 >        i = 1 + (MINADIV-1)*(ambacc > FTINY);
286 >        if (n < i)                      /* use minimum number of samples? */
287                  n = i;
288                                          /* allocate sampling array */
289 <        hp = (AMBHEMI *)malloc(sizeof(AMBHEMI) +
63 <                                sizeof(struct s_ambsamp)*(n*n - 1));
289 >        hp = (AMBHEMI *)malloc(sizeof(AMBHEMI) + sizeof(AMBSAMP)*(n*n - 1));
290          if (hp == NULL)
291 <                return(NULL);
291 >                error(SYSTEM, "out of memory in samp_hemi");
292 >
293 >        if (backside) {
294 >                hp->atyp = TAMBIENT;
295 >                hp->onrm[0] = -r->ron[0];
296 >                hp->onrm[1] = -r->ron[1];
297 >                hp->onrm[2] = -r->ron[2];
298 >        } else {
299 >                hp->atyp = RAMBIENT;
300 >                VCOPY(hp->onrm, r->ron);
301 >        }
302          hp->rp = r;
303          hp->ns = n;
304 +        scolorblack(hp->acol);
305 +        memset(hp->sa, 0, sizeof(AMBSAMP)*n*n);
306 +        hp->sampOK = 0;
307                                          /* assign coefficient */
308 <        copycolor(hp->acoef, ac);
308 >        copyscolor(hp->acoef, rcol);
309          d = 1.0/(n*n);
310 <        scalecolor(hp->acoef, d);
310 >        scalescolor(hp->acoef, d);
311                                          /* make tangent plane axes */
312 <        hp->uy[0] = 0.5 - frandom();
313 <        hp->uy[1] = 0.5 - frandom();
314 <        hp->uy[2] = 0.5 - frandom();
315 <        for (i = 3; i--; )
316 <                if ((-0.6 < r->ron[i]) & (r->ron[i] < 0.6))
317 <                        break;
318 <        if (i < 0)
319 <                error(CONSISTENCY, "bad ray direction in inithemi");
320 <        hp->uy[i] = 1.0;
321 <        VCROSS(hp->ux, hp->uy, r->ron);
322 <        normalize(hp->ux);
323 <        VCROSS(hp->uy, r->ron, hp->ux);
324 <                                        /* we're ready to sample */
325 <        return(hp);
312 >        if (!getperpendicular(hp->ux, hp->onrm, 1))
313 >                error(CONSISTENCY, "bad ray direction in samp_hemi");
314 >        VCROSS(hp->uy, hp->onrm, hp->ux);
315 >                                        /* sample divisions */
316 >        for (i = hp->ns; i--; )
317 >            for (j = hp->ns; j--; )
318 >                hp->sampOK += ambsample(hp, i, j, 0);
319 >        copyscolor(rcol, hp->acol);
320 >        if (!hp->sampOK) {              /* utter failure? */
321 >                free(hp);
322 >                return(NULL);
323 >        }
324 >        if (hp->sampOK < hp->ns*hp->ns) {
325 >                hp->sampOK *= -1;       /* soft failure */
326 >                return(hp);
327 >        }
328 >        if (hp->sampOK <= MINADIV*MINADIV)
329 >                return(hp);             /* don't bother super-sampling */
330 >        n = ambssamp*wt + 0.5;
331 >        if (n >= 4*hp->ns) {            /* perform super-sampling? */
332 >                ambsupersamp(hp, n);
333 >                copyscolor(rcol, hp->acol);
334 >        }
335 >        return(hp);                     /* all is well */
336   }
337  
338  
339 < static struct s_ambsamp *
340 < ambsample(                              /* sample an ambient direction */
341 <        AMBHEMI *hp,
93 <        int     i,
94 <        int     j
95 < )
339 > /* Return brightness of farthest ambient sample */
340 > static double
341 > back_ambval(AMBHEMI *hp, const int n1, const int n2, const int n3)
342   {
343 <        struct s_ambsamp        *ap = &ambsamp(hp,i,j);
344 <        RAY                     ar;
345 <        double                  spt[2], zd;
346 <        int                     ii;
101 <                                        /* ambient coefficient for weight */
102 <        if (ambacc > FTINY)
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 <                goto badsample;
108 <        if (ambacc > FTINY) {
109 <                multcolor(ar.rcoef, hp->acoef);
110 <                scalecolor(ar.rcoef, 1./AVGREFL);
343 >        if (hp->sa[n1].d <= hp->sa[n2].d) {
344 >                if (hp->sa[n1].d <= hp->sa[n3].d)
345 >                        return(hp->sa[n1].v[0]);
346 >                return(hp->sa[n3].v[0]);
347          }
348 <                                        /* generate hemispherical sample */
349 <        SDsquare2disk(spt,      (i+.1+.8*frandom())/hp->ns,
350 <                                (j+.1+.8*frandom())/hp->ns );
115 <        zd = sqrt(1. - spt[0]*spt[0] - spt[1]*spt[1]);
116 <        for (ii = 3; ii--; )
117 <                ar.rdir[ii] =   spt[0]*hp->ux[ii] +
118 <                                spt[1]*hp->uy[ii] +
119 <                                zd*hp->rp->ron[ii];
120 <        checknorm(ar.rdir);
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);
132 <        return(ap);
133 < badsample:
134 <        setcolor(ap->v, 0., 0., 0.);
135 <        VCOPY(ap->p, hp->rp->rop);
136 <        return(NULL);
348 >        if (hp->sa[n2].d <= hp->sa[n3].d)
349 >                return(hp->sa[n2].v[0]);
350 >        return(hp->sa[n3].v[0]);
351   }
352  
353  
354   /* Compute vectors and coefficients for Hessian/gradient calcs */
355   static void
356 < comp_fftri(FFTRI *ftp, FVECT ap0, FVECT ap1, FVECT rop)
356 > comp_fftri(FFTRI *ftp, AMBHEMI *hp, const int n0, const int n1)
357   {
358          double  rdot_cp, dot_e, dot_er, rdot_r, rdot_r1, J2;
359 <        int     i;
359 >        int     ii;
360  
361 <        VSUB(ftp->r_i, ap0, rop);
362 <        VSUB(ftp->r_i1, ap1, rop);
363 <        VSUB(ftp->e_i, ap1, ap0);
361 >        VSUB(ftp->r_i, hp->sa[n0].p, hp->rp->rop);
362 >        VSUB(ftp->r_i1, hp->sa[n1].p, hp->rp->rop);
363 >        VSUB(ftp->e_i, hp->sa[n1].p, hp->sa[n0].p);
364          VCROSS(ftp->rcp, ftp->r_i, ftp->r_i1);
365          rdot_cp = 1.0/DOT(ftp->rcp,ftp->rcp);
366          dot_e = DOT(ftp->e_i,ftp->e_i);
# Line 158 | Line 372 | comp_fftri(FFTRI *ftp, FVECT ap0, FVECT ap1, FVECT rop
372          ftp->I2 = ( DOT(ftp->e_i, ftp->r_i1)*rdot_r1 - dot_er*rdot_r +
373                          dot_e*ftp->I1 )*0.5*rdot_cp;
374          J2 =  ( 0.5*(rdot_r - rdot_r1) - dot_er*ftp->I2 ) / dot_e;
375 <        for (i = 3; i--; )
376 <                ftp->rI2_eJ2[i] = ftp->I2*ftp->r_i[i] + J2*ftp->e_i[i];
375 >        for (ii = 3; ii--; )
376 >                ftp->rI2_eJ2[ii] = ftp->I2*ftp->r_i[ii] + J2*ftp->e_i[ii];
377   }
378  
379  
# Line 208 | Line 422 | comp_hessian(FVECT hess[3], FFTRI *ftp, FVECT nrm)
422                  hess[i][j] = m1[i][j] + d1*( I3*m2[i][j] + K3*m3[i][j] +
423                                                  2.0*J3*m4[i][j] );
424                  hess[i][j] += d2*(i==j);
425 <                hess[i][j] *= 1.0/PI;
425 >                hess[i][j] *= -1.0/PI;
426              }
427   }
428  
# Line 230 | Line 444 | rev_hessian(FVECT hess[3])
444   /* Add to radiometric Hessian from the given triangle */
445   static void
446   add2hessian(FVECT hess[3], FVECT ehess1[3],
447 <                FVECT ehess2[3], FVECT ehess3[3], COLORV v)
447 >                FVECT ehess2[3], FVECT ehess3[3], double v)
448   {
449          int     i, j;
450  
# Line 251 | Line 465 | comp_gradient(FVECT grad, FFTRI *ftp, FVECT nrm)
465          f1 = 2.0*DOT(nrm, ftp->rcp);
466          VCROSS(ncp, nrm, ftp->e_i);
467          for (i = 3; i--; )
468 <                grad[i] = (-0.5/PI)*( ftp->I1*ncp[i] + f1*ftp->rI2_eJ2[i] );
468 >                grad[i] = (0.5/PI)*( ftp->I1*ncp[i] + f1*ftp->rI2_eJ2[i] );
469   }
470  
471  
# Line 267 | Line 481 | rev_gradient(FVECT grad)
481  
482   /* Add to displacement gradient from the given triangle */
483   static void
484 < add2gradient(FVECT grad, FVECT egrad1, FVECT egrad2, FVECT egrad3, COLORV v)
484 > add2gradient(FVECT grad, FVECT egrad1, FVECT egrad2, FVECT egrad3, double v)
485   {
486          int     i;
487  
# Line 276 | Line 490 | add2gradient(FVECT grad, FVECT egrad1, FVECT egrad2, F
490   }
491  
492  
279 /* Return brightness of furthest ambient sample */
280 static COLORV
281 back_ambval(struct s_ambsamp *ap1, struct s_ambsamp *ap2,
282                struct s_ambsamp *ap3, FVECT orig)
283 {
284        COLORV  vback;
285        FVECT   vec;
286        double  d2, d2best;
287
288        VSUB(vec, ap1->p, orig);
289        d2best = DOT(vec,vec);
290        vback = colval(ap1->v,CIEY);
291        VSUB(vec, ap2->p, orig);
292        d2 = DOT(vec,vec);
293        if (d2 > d2best) {
294                d2best = d2;
295                vback = colval(ap2->v,CIEY);
296        }
297        VSUB(vec, ap3->p, orig);
298        d2 = DOT(vec,vec);
299        if (d2 > d2best)
300                return(colval(ap3->v,CIEY));
301        return(vback);
302 }
303
304
493   /* Compute anisotropic radii and eigenvector directions */
494 < static int
494 > static void
495   eigenvectors(FVECT uv[2], float ra[2], FVECT hessian[3])
496   {
497          double  hess2[2][2];
# Line 325 | Line 513 | eigenvectors(FVECT uv[2], float ra[2], FVECT hessian[3
513          if (i == 1)                     /* double-root (circle) */
514                  evalue[1] = evalue[0];
515          if (!i || ((evalue[0] = fabs(evalue[0])) <= FTINY*FTINY) |
516 <                        ((evalue[1] = fabs(evalue[1])) <= FTINY*FTINY) )
517 <                error(INTERNAL, "bad eigenvalue calculation");
518 <
516 >                        ((evalue[1] = fabs(evalue[1])) <= FTINY*FTINY) ) {
517 >                ra[0] = ra[1] = maxarad;
518 >                return;
519 >        }
520          if (evalue[0] > evalue[1]) {
521                  ra[0] = sqrt(sqrt(4.0/evalue[0]));
522                  ra[1] = sqrt(sqrt(4.0/evalue[1]));
# Line 385 | Line 574 | ambHessian(                            /* anisotropic radii & pos. gradient */
574          }
575                                          /* compute first row of edges */
576          for (j = 0; j < hp->ns-1; j++) {
577 <                comp_fftri(&fftr, ambsamp(hp,0,j).p,
389 <                                ambsamp(hp,0,j+1).p, hp->rp->rop);
577 >                comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,0,j), AI(hp,0,j+1));
578                  if (hessrow != NULL)
579 <                        comp_hessian(hessrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
579 >                        comp_hessian(hessrow[j], &fftr, hp->onrm);
580                  if (gradrow != NULL)
581 <                        comp_gradient(gradrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
581 >                        comp_gradient(gradrow[j], &fftr, hp->onrm);
582          }
583                                          /* sum each row of triangles */
584          for (i = 0; i < hp->ns-1; i++) {
585              FVECT       hesscol[3];     /* compute first vertical edge */
586              FVECT       gradcol;
587 <            comp_fftri(&fftr, ambsamp(hp,i,0).p,
400 <                        ambsamp(hp,i+1,0).p, hp->rp->rop);
587 >            comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i,0), AI(hp,i+1,0));
588              if (hessrow != NULL)
589 <                comp_hessian(hesscol, &fftr, hp->rp->ron);
589 >                comp_hessian(hesscol, &fftr, hp->onrm);
590              if (gradrow != NULL)
591 <                comp_gradient(gradcol, &fftr, hp->rp->ron);
591 >                comp_gradient(gradcol, &fftr, hp->onrm);
592              for (j = 0; j < hp->ns-1; j++) {
593                  FVECT   hessdia[3];     /* compute triangle contributions */
594                  FVECT   graddia;
595 <                COLORV  backg;
596 <                backg = back_ambval(&ambsamp(hp,i,j), &ambsamp(hp,i,j+1),
597 <                                        &ambsamp(hp,i+1,j), hp->rp->rop);
595 >                double  backg;
596 >                backg = back_ambval(hp, AI(hp,i,j),
597 >                                        AI(hp,i,j+1), AI(hp,i+1,j));
598                                          /* diagonal (inner) edge */
599 <                comp_fftri(&fftr, ambsamp(hp,i,j+1).p,
413 <                                ambsamp(hp,i+1,j).p, hp->rp->rop);
599 >                comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i,j+1), AI(hp,i+1,j));
600                  if (hessrow != NULL) {
601 <                    comp_hessian(hessdia, &fftr, hp->rp->ron);
601 >                    comp_hessian(hessdia, &fftr, hp->onrm);
602                      rev_hessian(hesscol);
603                      add2hessian(hessian, hessrow[j], hessdia, hesscol, backg);
604                  }
605 <                if (gradient != NULL) {
606 <                    comp_gradient(graddia, &fftr, hp->rp->ron);
605 >                if (gradrow != NULL) {
606 >                    comp_gradient(graddia, &fftr, hp->onrm);
607                      rev_gradient(gradcol);
608                      add2gradient(gradient, gradrow[j], graddia, gradcol, backg);
609                  }
610                                          /* initialize edge in next row */
611 <                comp_fftri(&fftr, ambsamp(hp,i+1,j+1).p,
426 <                                ambsamp(hp,i+1,j).p, hp->rp->rop);
611 >                comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i+1,j+1), AI(hp,i+1,j));
612                  if (hessrow != NULL)
613 <                    comp_hessian(hessrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
613 >                    comp_hessian(hessrow[j], &fftr, hp->onrm);
614                  if (gradrow != NULL)
615 <                    comp_gradient(gradrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
615 >                    comp_gradient(gradrow[j], &fftr, hp->onrm);
616                                          /* new column edge & paired triangle */
617 <                backg = back_ambval(&ambsamp(hp,i,j+1), &ambsamp(hp,i+1,j+1),
618 <                                        &ambsamp(hp,i+1,j), hp->rp->rop);
619 <                comp_fftri(&fftr, ambsamp(hp,i,j+1).p, ambsamp(hp,i+1,j+1).p,
435 <                                hp->rp->rop);
617 >                backg = back_ambval(hp, AI(hp,i+1,j+1),
618 >                                        AI(hp,i+1,j), AI(hp,i,j+1));
619 >                comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i,j+1), AI(hp,i+1,j+1));
620                  if (hessrow != NULL) {
621 <                    comp_hessian(hesscol, &fftr, hp->rp->ron);
621 >                    comp_hessian(hesscol, &fftr, hp->onrm);
622                      rev_hessian(hessdia);
623                      add2hessian(hessian, hessrow[j], hessdia, hesscol, backg);
624                      if (i < hp->ns-2)
625                          rev_hessian(hessrow[j]);
626                  }
627                  if (gradrow != NULL) {
628 <                    comp_gradient(gradcol, &fftr, hp->rp->ron);
628 >                    comp_gradient(gradcol, &fftr, hp->onrm);
629                      rev_gradient(graddia);
630                      add2gradient(gradient, gradrow[j], graddia, gradcol, backg);
631                      if (i < hp->ns-2)
# Line 466 | Line 650 | ambHessian(                            /* anisotropic radii & pos. gradient */
650   static void
651   ambdirgrad(AMBHEMI *hp, FVECT uv[2], float dg[2])
652   {
653 <        struct s_ambsamp        *ap;
654 <        double                  dgsum[2];
655 <        int                     n;
656 <        FVECT                   vd;
657 <        double                  gfact;
653 >        AMBSAMP *ap;
654 >        double  dgsum[2];
655 >        int     n;
656 >        FVECT   vd;
657 >        double  gfact;
658  
659          dgsum[0] = dgsum[1] = 0.0;      /* sum values times -tan(theta) */
660          for (ap = hp->sa, n = hp->ns*hp->ns; n--; ap++) {
661                                          /* use vector for azimuth + 90deg */
662                  VSUB(vd, ap->p, hp->rp->rop);
663                                          /* brightness over cosine factor */
664 <                gfact = colval(ap->v,CIEY) / DOT(hp->rp->ron, vd);
665 <                                        /* -sine = -proj_radius/vd_length */
666 <                dgsum[0] += DOT(uv[1], vd) * gfact;
667 <                dgsum[1] -= DOT(uv[0], vd) * gfact;
664 >                gfact = ap->v[0] / DOT(hp->onrm, vd);
665 >                                        /* sine = proj_radius/vd_length */
666 >                dgsum[0] -= DOT(uv[1], vd) * gfact;
667 >                dgsum[1] += DOT(uv[0], vd) * gfact;
668          }
669          dg[0] = dgsum[0] / (hp->ns*hp->ns);
670          dg[1] = dgsum[1] / (hp->ns*hp->ns);
671   }
672  
673  
674 + /* Compute potential light leak direction flags for cache value */
675 + static uint32
676 + ambcorral(AMBHEMI *hp, FVECT uv[2], const double r0, const double r1)
677 + {
678 +        const double    max_d = 1.0/(minarad*ambacc + 0.001);
679 +        const double    ang_res = 0.5*PI/hp->ns;
680 +        const double    ang_step = ang_res/((int)(16/PI*ang_res) + 1.01);
681 +        double          avg_d = 0;
682 +        uint32          flgs = 0;
683 +        FVECT           vec;
684 +        double          u, v;
685 +        double          ang, a1;
686 +        int             i, j;
687 +                                        /* don't bother for a few samples */
688 +        if (hp->ns < 8)
689 +                return(0);
690 +                                        /* check distances overhead */
691 +        for (i = hp->ns*3/4; i-- > hp->ns>>2; )
692 +            for (j = hp->ns*3/4; j-- > hp->ns>>2; )
693 +                avg_d += ambsam(hp,i,j).d;
694 +        avg_d *= 4.0/(hp->ns*hp->ns);
695 +        if (avg_d*r0 >= 1.0)            /* ceiling too low for corral? */
696 +                return(0);
697 +        if (avg_d >= max_d)             /* insurance */
698 +                return(0);
699 +                                        /* else circle around perimeter */
700 +        for (i = 0; i < hp->ns; i++)
701 +            for (j = 0; j < hp->ns; j += !i|(i==hp->ns-1) ? 1 : hp->ns-1) {
702 +                AMBSAMP *ap = &ambsam(hp,i,j);
703 +                if ((ap->d <= FTINY) | (ap->d >= max_d))
704 +                        continue;       /* too far or too near */
705 +                VSUB(vec, ap->p, hp->rp->rop);
706 +                u = DOT(vec, uv[0]);
707 +                v = DOT(vec, uv[1]);
708 +                if ((r0*r0*u*u + r1*r1*v*v) * ap->d*ap->d <= u*u + v*v)
709 +                        continue;       /* occluder outside ellipse */
710 +                ang = atan2a(v, u);     /* else set direction flags */
711 +                for (a1 = ang-ang_res; a1 <= ang+ang_res; a1 += ang_step)
712 +                        flgs |= 1L<<(int)(16/PI*(a1 + 2.*PI*(a1 < 0)));
713 +            }
714 +        return(flgs);
715 + }
716 +
717 +
718   int
719   doambient(                              /* compute ambient component */
720 <        COLOR   rcol,                   /* input/output color */
720 >        SCOLOR  rcol,                   /* input/output color */
721          RAY     *r,
722 <        double  wt,
722 >        double  wt,                     /* negative for back side */
723          FVECT   uv[2],                  /* returned (optional) */
724          float   ra[2],                  /* returned (optional) */
725          float   pg[2],                  /* returned (optional) */
726 <        float   dg[2]                   /* returned (optional) */
726 >        float   dg[2],                  /* returned (optional) */
727 >        uint32  *crlp                   /* returned (optional) */
728   )
729   {
730 <        AMBHEMI                 *hp = inithemi(rcol, r, wt);
731 <        int                     cnt = 0;
732 <        FVECT                   my_uv[2];
733 <        double                  d, K, acol[3];
734 <        struct s_ambsamp        *ap;
735 <        int                     i, j;
507 <                                        /* check/initialize */
508 <        if (hp == NULL)
509 <                return(0);
730 >        AMBHEMI *hp = samp_hemi(rcol, r, wt);
731 >        FVECT   my_uv[2];
732 >        double  d, K;
733 >        AMBSAMP *ap;
734 >        int     i;
735 >                                        /* clear return values */
736          if (uv != NULL)
737                  memset(uv, 0, sizeof(FVECT)*2);
738          if (ra != NULL)
# Line 515 | Line 741 | doambient(                             /* compute ambient component */
741                  pg[0] = pg[1] = 0.0;
742          if (dg != NULL)
743                  dg[0] = dg[1] = 0.0;
744 <                                        /* sample the hemisphere */
745 <        acol[0] = acol[1] = acol[2] = 0.0;
746 <        for (i = hp->ns; i--; )
747 <                for (j = hp->ns; j--; )
748 <                        if ((ap = ambsample(hp, i, j)) != NULL) {
749 <                                addcolor(acol, ap->v);
750 <                                ++cnt;
751 <                        }
752 <        if (!cnt) {
527 <                setcolor(rcol, 0.0, 0.0, 0.0);
528 <                free(hp);
529 <                return(0);              /* no valid samples */
744 >        if (crlp != NULL)
745 >                *crlp = 0;
746 >        if (hp == NULL)                 /* sampling falure? */
747 >                return(0);
748 >
749 >        if ((ra == NULL) & (pg == NULL) & (dg == NULL) ||
750 >                        (hp->sampOK < 0) | (hp->ns < MINADIV)) {
751 >                free(hp);               /* Hessian not requested/possible */
752 >                return(-1);             /* value-only return value */
753          }
754 <        copycolor(rcol, acol);          /* final indirect irradiance/PI */
755 <        if (cnt < hp->ns*hp->ns ||      /* incomplete sampling? */
533 <                        (ra == NULL) & (pg == NULL) & (dg == NULL)) {
534 <                free(hp);
535 <                return(-1);             /* no radius or gradient calc. */
536 <        }
537 <        if (bright(acol) > FTINY) {     /* normalize Y values */
538 <                d = 0.99*cnt/bright(acol);
754 >        if ((d = scolor_mean(rcol)) > FTINY) {
755 >                d = 0.99*(hp->ns*hp->ns)/d;     /* normalize avg. values */
756                  K = 0.01;
757 <        } else {                        /* geometric Hessian fall-back */
541 <                d = 0.0;
757 >        } else {                        /* or fall back on geometric Hessian */
758                  K = 1.0;
759                  pg = NULL;
760                  dg = NULL;
761 +                crlp = NULL;
762          }
763 <        ap = hp->sa;                    /* relative Y channel from here on... */
763 >        ap = hp->sa;                    /* single channel from here on... */
764          for (i = hp->ns*hp->ns; i--; ap++)
765 <                colval(ap->v,CIEY) = bright(ap->v)*d + K;
765 >                ap->v[0] = scolor_mean(ap->v)*d + K;
766  
767          if (uv == NULL)                 /* make sure we have axis pointers */
768                  uv = my_uv;
# Line 569 | Line 786 | doambient(                             /* compute ambient component */
786                          if (ra[1] < minarad)
787                                  ra[1] = minarad;
788                  }
789 <                ra[0] *= d = 1.0/sqrt(sqrt(wt));
789 >                ra[0] *= d = 1.0/sqrt(fabs(wt));
790                  if ((ra[1] *= d) > 2.0*ra[0])
791                          ra[1] = 2.0*ra[0];
792                  if (ra[1] > maxarad) {
# Line 577 | Line 794 | doambient(                             /* compute ambient component */
794                          if (ra[0] > maxarad)
795                                  ra[0] = maxarad;
796                  }
797 +                                        /* flag encroached directions */
798 +                if (crlp != NULL)       /* XXX doesn't update with changes to ambacc */
799 +                        *crlp = ambcorral(hp, uv, ra[0]*ambacc, ra[1]*ambacc);
800                  if (pg != NULL) {       /* cap gradient if necessary */
801                          d = pg[0]*pg[0]*ra[0]*ra[0] + pg[1]*pg[1]*ra[1]*ra[1];
802                          if (d > 1.0) {
# Line 589 | Line 809 | doambient(                             /* compute ambient component */
809          free(hp);                       /* clean up and return */
810          return(1);
811   }
592
593
594 #else /* ! NEWAMB */
595
596
597 void
598 inithemi(                       /* initialize sampling hemisphere */
599        AMBHEMI  *hp,
600        COLOR ac,
601        RAY  *r,
602        double  wt
603 )
604 {
605        double  d;
606        int  i;
607                                        /* set number of divisions */
608        if (ambacc <= FTINY &&
609                        wt > (d = 0.8*intens(ac)*r->rweight/(ambdiv*minweight)))
610                wt = d;                 /* avoid ray termination */
611        hp->nt = sqrt(ambdiv * wt / PI) + 0.5;
612        i = ambacc > FTINY ? 3 : 1;     /* minimum number of samples */
613        if (hp->nt < i)
614                hp->nt = i;
615        hp->np = PI * hp->nt + 0.5;
616                                        /* set number of super-samples */
617        hp->ns = ambssamp * wt + 0.5;
618                                        /* assign coefficient */
619        copycolor(hp->acoef, ac);
620        d = 1.0/(hp->nt*hp->np);
621        scalecolor(hp->acoef, d);
622                                        /* make axes */
623        VCOPY(hp->uz, r->ron);
624        hp->uy[0] = hp->uy[1] = hp->uy[2] = 0.0;
625        for (i = 0; i < 3; i++)
626                if (hp->uz[i] < 0.6 && hp->uz[i] > -0.6)
627                        break;
628        if (i >= 3)
629                error(CONSISTENCY, "bad ray direction in inithemi");
630        hp->uy[i] = 1.0;
631        fcross(hp->ux, hp->uy, hp->uz);
632        normalize(hp->ux);
633        fcross(hp->uy, hp->uz, hp->ux);
634 }
635
636
637 int
638 divsample(                              /* sample a division */
639        AMBSAMP  *dp,
640        AMBHEMI  *h,
641        RAY  *r
642 )
643 {
644        RAY  ar;
645        int  hlist[3];
646        double  spt[2];
647        double  xd, yd, zd;
648        double  b2;
649        double  phi;
650        int  i;
651                                        /* ambient coefficient for weight */
652        if (ambacc > FTINY)
653                setcolor(ar.rcoef, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
654        else
655                copycolor(ar.rcoef, h->acoef);
656        if (rayorigin(&ar, AMBIENT, r, ar.rcoef) < 0)
657                return(-1);
658        if (ambacc > FTINY) {
659                multcolor(ar.rcoef, h->acoef);
660                scalecolor(ar.rcoef, 1./AVGREFL);
661        }
662        hlist[0] = r->rno;
663        hlist[1] = dp->t;
664        hlist[2] = dp->p;
665        multisamp(spt, 2, urand(ilhash(hlist,3)+dp->n));
666        zd = sqrt((dp->t + spt[0])/h->nt);
667        phi = 2.0*PI * (dp->p + spt[1])/h->np;
668        xd = tcos(phi) * zd;
669        yd = tsin(phi) * zd;
670        zd = sqrt(1.0 - zd*zd);
671        for (i = 0; i < 3; i++)
672                ar.rdir[i] =    xd*h->ux[i] +
673                                yd*h->uy[i] +
674                                zd*h->uz[i];
675        checknorm(ar.rdir);
676        dimlist[ndims++] = dp->t*h->np + dp->p + 90171;
677        rayvalue(&ar);
678        ndims--;
679        multcolor(ar.rcol, ar.rcoef);   /* apply coefficient */
680        addcolor(dp->v, ar.rcol);
681                                        /* use rt to improve gradient calc */
682        if (ar.rt > FTINY && ar.rt < FHUGE)
683                dp->r += 1.0/ar.rt;
684                                        /* (re)initialize error */
685        if (dp->n++) {
686                b2 = bright(dp->v)/dp->n - bright(ar.rcol);
687                b2 = b2*b2 + dp->k*((dp->n-1)*(dp->n-1));
688                dp->k = b2/(dp->n*dp->n);
689        } else
690                dp->k = 0.0;
691        return(0);
692 }
693
694
695 static int
696 ambcmp(                                 /* decreasing order */
697        const void *p1,
698        const void *p2
699 )
700 {
701        const AMBSAMP   *d1 = (const AMBSAMP *)p1;
702        const AMBSAMP   *d2 = (const AMBSAMP *)p2;
703
704        if (d1->k < d2->k)
705                return(1);
706        if (d1->k > d2->k)
707                return(-1);
708        return(0);
709 }
710
711
712 static int
713 ambnorm(                                /* standard order */
714        const void *p1,
715        const void *p2
716 )
717 {
718        const AMBSAMP   *d1 = (const AMBSAMP *)p1;
719        const AMBSAMP   *d2 = (const AMBSAMP *)p2;
720        int     c;
721
722        if ( (c = d1->t - d2->t) )
723                return(c);
724        return(d1->p - d2->p);
725 }
726
727
728 double
729 doambient(                              /* compute ambient component */
730        COLOR  rcol,
731        RAY  *r,
732        double  wt,
733        FVECT  pg,
734        FVECT  dg
735 )
736 {
737        double  b, d=0;
738        AMBHEMI  hemi;
739        AMBSAMP  *div;
740        AMBSAMP  dnew;
741        double  acol[3];
742        AMBSAMP  *dp;
743        double  arad;
744        int  divcnt;
745        int  i, j;
746                                        /* initialize hemisphere */
747        inithemi(&hemi, rcol, r, wt);
748        divcnt = hemi.nt * hemi.np;
749                                        /* initialize */
750        if (pg != NULL)
751                pg[0] = pg[1] = pg[2] = 0.0;
752        if (dg != NULL)
753                dg[0] = dg[1] = dg[2] = 0.0;
754        setcolor(rcol, 0.0, 0.0, 0.0);
755        if (divcnt == 0)
756                return(0.0);
757                                        /* allocate super-samples */
758        if (hemi.ns > 0 || pg != NULL || dg != NULL) {
759                div = (AMBSAMP *)malloc(divcnt*sizeof(AMBSAMP));
760                if (div == NULL)
761                        error(SYSTEM, "out of memory in doambient");
762        } else
763                div = NULL;
764                                        /* sample the divisions */
765        arad = 0.0;
766        acol[0] = acol[1] = acol[2] = 0.0;
767        if ((dp = div) == NULL)
768                dp = &dnew;
769        divcnt = 0;
770        for (i = 0; i < hemi.nt; i++)
771                for (j = 0; j < hemi.np; j++) {
772                        dp->t = i; dp->p = j;
773                        setcolor(dp->v, 0.0, 0.0, 0.0);
774                        dp->r = 0.0;
775                        dp->n = 0;
776                        if (divsample(dp, &hemi, r) < 0) {
777                                if (div != NULL)
778                                        dp++;
779                                continue;
780                        }
781                        arad += dp->r;
782                        divcnt++;
783                        if (div != NULL)
784                                dp++;
785                        else
786                                addcolor(acol, dp->v);
787                }
788        if (!divcnt) {
789                if (div != NULL)
790                        free((void *)div);
791                return(0.0);            /* no samples taken */
792        }
793        if (divcnt < hemi.nt*hemi.np) {
794                pg = dg = NULL;         /* incomplete sampling */
795                hemi.ns = 0;
796        } else if (arad > FTINY && divcnt/arad < minarad) {
797                hemi.ns = 0;            /* close enough */
798        } else if (hemi.ns > 0) {       /* else perform super-sampling? */
799                comperrs(div, &hemi);                   /* compute errors */
800                qsort(div, divcnt, sizeof(AMBSAMP), ambcmp);    /* sort divs */
801                                                /* super-sample */
802                for (i = hemi.ns; i > 0; i--) {
803                        dnew = *div;
804                        if (divsample(&dnew, &hemi, r) < 0) {
805                                dp++;
806                                continue;
807                        }
808                        dp = div;               /* reinsert */
809                        j = divcnt < i ? divcnt : i;
810                        while (--j > 0 && dnew.k < dp[1].k) {
811                                *dp = *(dp+1);
812                                dp++;
813                        }
814                        *dp = dnew;
815                }
816                if (pg != NULL || dg != NULL)   /* restore order */
817                        qsort(div, divcnt, sizeof(AMBSAMP), ambnorm);
818        }
819                                        /* compute returned values */
820        if (div != NULL) {
821                arad = 0.0;             /* note: divcnt may be < nt*np */
822                for (i = hemi.nt*hemi.np, dp = div; i-- > 0; dp++) {
823                        arad += dp->r;
824                        if (dp->n > 1) {
825                                b = 1.0/dp->n;
826                                scalecolor(dp->v, b);
827                                dp->r *= b;
828                                dp->n = 1;
829                        }
830                        addcolor(acol, dp->v);
831                }
832                b = bright(acol);
833                if (b > FTINY) {
834                        b = 1.0/b;      /* compute & normalize gradient(s) */
835                        if (pg != NULL) {
836                                posgradient(pg, div, &hemi);
837                                for (i = 0; i < 3; i++)
838                                        pg[i] *= b;
839                        }
840                        if (dg != NULL) {
841                                dirgradient(dg, div, &hemi);
842                                for (i = 0; i < 3; i++)
843                                        dg[i] *= b;
844                        }
845                }
846                free((void *)div);
847        }
848        copycolor(rcol, acol);
849        if (arad <= FTINY)
850                arad = maxarad;
851        else
852                arad = (divcnt+hemi.ns)/arad;
853        if (pg != NULL) {               /* reduce radius if gradient large */
854                d = DOT(pg,pg);
855                if (d*arad*arad > 1.0)
856                        arad = 1.0/sqrt(d);
857        }
858        if (arad < minarad) {
859                arad = minarad;
860                if (pg != NULL && d*arad*arad > 1.0) {  /* cap gradient */
861                        d = 1.0/arad/sqrt(d);
862                        for (i = 0; i < 3; i++)
863                                pg[i] *= d;
864                }
865        }
866        if ((arad /= sqrt(wt)) > maxarad)
867                arad = maxarad;
868        return(arad);
869 }
870
871
872 void
873 comperrs(                       /* compute initial error estimates */
874        AMBSAMP  *da,   /* assumes standard ordering */
875        AMBHEMI  *hp
876 )
877 {
878        double  b, b2;
879        int  i, j;
880        AMBSAMP  *dp;
881                                /* sum differences from neighbors */
882        dp = da;
883        for (i = 0; i < hp->nt; i++)
884                for (j = 0; j < hp->np; j++) {
885 #ifdef  DEBUG
886                        if (dp->t != i || dp->p != j)
887                                error(CONSISTENCY,
888                                        "division order in comperrs");
889 #endif
890                        b = bright(dp[0].v);
891                        if (i > 0) {            /* from above */
892                                b2 = bright(dp[-hp->np].v) - b;
893                                b2 *= b2 * 0.25;
894                                dp[0].k += b2;
895                                dp[-hp->np].k += b2;
896                        }
897                        if (j > 0) {            /* from behind */
898                                b2 = bright(dp[-1].v) - b;
899                                b2 *= b2 * 0.25;
900                                dp[0].k += b2;
901                                dp[-1].k += b2;
902                        } else {                /* around */
903                                b2 = bright(dp[hp->np-1].v) - b;
904                                b2 *= b2 * 0.25;
905                                dp[0].k += b2;
906                                dp[hp->np-1].k += b2;
907                        }
908                        dp++;
909                }
910                                /* divide by number of neighbors */
911        dp = da;
912        for (j = 0; j < hp->np; j++)            /* top row */
913                (dp++)->k *= 1.0/3.0;
914        if (hp->nt < 2)
915                return;
916        for (i = 1; i < hp->nt-1; i++)          /* central region */
917                for (j = 0; j < hp->np; j++)
918                        (dp++)->k *= 0.25;
919        for (j = 0; j < hp->np; j++)            /* bottom row */
920                (dp++)->k *= 1.0/3.0;
921 }
922
923
924 void
925 posgradient(                                    /* compute position gradient */
926        FVECT  gv,
927        AMBSAMP  *da,                   /* assumes standard ordering */
928        AMBHEMI  *hp
929 )
930 {
931        int  i, j;
932        double  nextsine, lastsine, b, d;
933        double  mag0, mag1;
934        double  phi, cosp, sinp, xd, yd;
935        AMBSAMP  *dp;
936
937        xd = yd = 0.0;
938        for (j = 0; j < hp->np; j++) {
939                dp = da + j;
940                mag0 = mag1 = 0.0;
941                lastsine = 0.0;
942                for (i = 0; i < hp->nt; i++) {
943 #ifdef  DEBUG
944                        if (dp->t != i || dp->p != j)
945                                error(CONSISTENCY,
946                                        "division order in posgradient");
947 #endif
948                        b = bright(dp->v);
949                        if (i > 0) {
950                                d = dp[-hp->np].r;
951                                if (dp[0].r > d) d = dp[0].r;
952                                                        /* sin(t)*cos(t)^2 */
953                                d *= lastsine * (1.0 - (double)i/hp->nt);
954                                mag0 += d*(b - bright(dp[-hp->np].v));
955                        }
956                        nextsine = sqrt((double)(i+1)/hp->nt);
957                        if (j > 0) {
958                                d = dp[-1].r;
959                                if (dp[0].r > d) d = dp[0].r;
960                                mag1 += d * (nextsine - lastsine) *
961                                                (b - bright(dp[-1].v));
962                        } else {
963                                d = dp[hp->np-1].r;
964                                if (dp[0].r > d) d = dp[0].r;
965                                mag1 += d * (nextsine - lastsine) *
966                                                (b - bright(dp[hp->np-1].v));
967                        }
968                        dp += hp->np;
969                        lastsine = nextsine;
970                }
971                mag0 *= 2.0*PI / hp->np;
972                phi = 2.0*PI * (double)j/hp->np;
973                cosp = tcos(phi); sinp = tsin(phi);
974                xd += mag0*cosp - mag1*sinp;
975                yd += mag0*sinp + mag1*cosp;
976        }
977        for (i = 0; i < 3; i++)
978                gv[i] = (xd*hp->ux[i] + yd*hp->uy[i])*(hp->nt*hp->np)/PI;
979 }
980
981
982 void
983 dirgradient(                                    /* compute direction gradient */
984        FVECT  gv,
985        AMBSAMP  *da,                   /* assumes standard ordering */
986        AMBHEMI  *hp
987 )
988 {
989        int  i, j;
990        double  mag;
991        double  phi, xd, yd;
992        AMBSAMP  *dp;
993
994        xd = yd = 0.0;
995        for (j = 0; j < hp->np; j++) {
996                dp = da + j;
997                mag = 0.0;
998                for (i = 0; i < hp->nt; i++) {
999 #ifdef  DEBUG
1000                        if (dp->t != i || dp->p != j)
1001                                error(CONSISTENCY,
1002                                        "division order in dirgradient");
1003 #endif
1004                                                        /* tan(t) */
1005                        mag += bright(dp->v)/sqrt(hp->nt/(i+.5) - 1.0);
1006                        dp += hp->np;
1007                }
1008                phi = 2.0*PI * (j+.5)/hp->np + PI/2.0;
1009                xd += mag * tcos(phi);
1010                yd += mag * tsin(phi);
1011        }
1012        for (i = 0; i < 3; i++)
1013                gv[i] = xd*hp->ux[i] + yd*hp->uy[i];
1014 }
1015
1016 #endif  /* ! NEWAMB */

Diff Legend

Removed lines
+ Added lines
< Changed lines
> Changed lines