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

Comparing ray/src/rt/ambcomp.c (file contents):
Revision 2.39 by greg, Tue Apr 29 15:40:00 2014 UTC vs.
Revision 2.62 by greg, Mon May 19 20:23:48 2014 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 22 | Line 26 | static const char      RCSid[] = "$Id$";
26   extern void             SDsquare2disk(double ds[2], double seedx, double seedy);
27  
28   typedef struct {
29 +        COLOR   v;              /* hemisphere sample value */
30 +        float   d;              /* reciprocal distance (1/rt) */
31 +        FVECT   p;              /* intersection point */
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 +        int     sampOK;         /* acquired full sample set? */
38          COLOR   acoef;          /* division contribution coefficient */
39 <        struct s_ambsamp {
40 <                COLOR   v;              /* hemisphere sample value */
41 <                FVECT   p;              /* intersection point */
32 <        } sa[1];                /* sample array (extends struct) */
39 >        double  acol[3];        /* accumulated color */
40 >        FVECT   ux, uy;         /* tangent axis unit vectors */
41 >        AMBSAMP sa[1];          /* sample array (extends struct) */
42   }  AMBHEMI;             /* ambient sample hemisphere */
43  
44 < #define ambsamp(h,i,j)  (h)->sa[(i)*(h)->ns + (j)]
44 > #define AI(h,i,j)       ((i)*(h)->ns + (j))
45 > #define ambsam(h,i,j)   (h)->sa[AI(h,i,j)]
46  
47   typedef struct {
48          FVECT   r_i, r_i1, e_i, rcp, rI2_eJ2;
# Line 40 | Line 50 | typedef struct {
50   } FFTRI;                /* vectors and coefficients for Hessian calculation */
51  
52  
53 + static int
54 + ambsample(                              /* initial ambient division sample */
55 +        AMBHEMI *hp,
56 +        int     i,
57 +        int     j,
58 +        int     n
59 + )
60 + {
61 +        AMBSAMP *ap = &ambsam(hp,i,j);
62 +        RAY     ar;
63 +        int     hlist[3], ii;
64 +        double  spt[2], zd;
65 +                                        /* generate hemispherical sample */
66 +                                        /* ambient coefficient for weight */
67 +        if (ambacc > FTINY)
68 +                setcolor(ar.rcoef, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
69 +        else
70 +                copycolor(ar.rcoef, hp->acoef);
71 +        if (rayorigin(&ar, AMBIENT, hp->rp, ar.rcoef) < 0)
72 +                return(0);
73 +        if (ambacc > FTINY) {
74 +                multcolor(ar.rcoef, hp->acoef);
75 +                scalecolor(ar.rcoef, 1./AVGREFL);
76 +        }
77 +        hlist[0] = hp->rp->rno;
78 +        hlist[1] = j;
79 +        hlist[2] = i;
80 +        multisamp(spt, 2, urand(ilhash(hlist,3)+n));
81 +        if (!n) {                       /* avoid border samples for n==0 */
82 +                if ((spt[0] < 0.1) | (spt[0] >= 0.9))
83 +                        spt[0] = 0.1 + 0.8*frandom();
84 +                if ((spt[1] < 0.1) | (spt[1] >= 0.9))
85 +                        spt[1] = 0.1 + 0.8*frandom();
86 +        }
87 +        SDsquare2disk(spt, (j+spt[1])/hp->ns, (i+spt[0])/hp->ns);
88 +        zd = sqrt(1. - spt[0]*spt[0] - spt[1]*spt[1]);
89 +        for (ii = 3; ii--; )
90 +                ar.rdir[ii] =   spt[0]*hp->ux[ii] +
91 +                                spt[1]*hp->uy[ii] +
92 +                                zd*hp->rp->ron[ii];
93 +        checknorm(ar.rdir);
94 +        dimlist[ndims++] = AI(hp,i,j) + 90171;
95 +        rayvalue(&ar);                  /* evaluate ray */
96 +        ndims--;
97 +        if (ar.rt <= FTINY)
98 +                return(0);              /* should never happen */
99 +        multcolor(ar.rcol, ar.rcoef);   /* apply coefficient */
100 +        if (ar.rt*ap->d < 1.0)          /* new/closer distance? */
101 +                ap->d = 1.0/ar.rt;
102 +        if (!n) {                       /* record first vertex & value */
103 +                if (ar.rt > 10.0*thescene.cusize)
104 +                        ar.rt = 10.0*thescene.cusize;
105 +                VSUM(ap->p, ar.rorg, ar.rdir, ar.rt);
106 +                copycolor(ap->v, ar.rcol);
107 +        } else {                        /* else update recorded value */
108 +                hp->acol[RED] -= colval(ap->v,RED);
109 +                hp->acol[GRN] -= colval(ap->v,GRN);
110 +                hp->acol[BLU] -= colval(ap->v,BLU);
111 +                zd = 1.0/(double)(n+1);
112 +                scalecolor(ar.rcol, zd);
113 +                zd *= (double)n;
114 +                scalecolor(ap->v, zd);
115 +                addcolor(ap->v, ar.rcol);
116 +        }
117 +        addcolor(hp->acol, ap->v);      /* add to our sum */
118 +        return(1);
119 + }
120 +
121 +
122 + /* Estimate errors based on ambient division differences */
123 + static float *
124 + getambdiffs(AMBHEMI *hp)
125 + {
126 +        float   *earr = (float *)calloc(hp->ns*hp->ns, sizeof(float));
127 +        float   *ep;
128 +        AMBSAMP *ap;
129 +        double  b, d2;
130 +        int     i, j;
131 +
132 +        if (earr == NULL)               /* out of memory? */
133 +                return(NULL);
134 +                                        /* compute squared neighbor diffs */
135 +        for (ap = hp->sa, ep = earr, i = 0; i < hp->ns; i++)
136 +            for (j = 0; j < hp->ns; j++, ap++, ep++) {
137 +                b = bright(ap[0].v);
138 +                if (i) {                /* from above */
139 +                        d2 = b - bright(ap[-hp->ns].v);
140 +                        d2 *= d2;
141 +                        ep[0] += d2;
142 +                        ep[-hp->ns] += d2;
143 +                }
144 +                if (!j) continue;
145 +                                        /* from behind */
146 +                d2 = b - bright(ap[-1].v);
147 +                d2 *= d2;
148 +                ep[0] += d2;
149 +                ep[-1] += d2;
150 +                if (!i) continue;
151 +                                        /* diagonal */
152 +                d2 = b - bright(ap[-hp->ns-1].v);
153 +                d2 *= d2;
154 +                ep[0] += d2;
155 +                ep[-hp->ns-1] += d2;
156 +            }
157 +                                        /* correct for number of neighbors */
158 +        earr[0] *= 8./3.;
159 +        earr[hp->ns-1] *= 8./3.;
160 +        earr[(hp->ns-1)*hp->ns] *= 8./3.;
161 +        earr[(hp->ns-1)*hp->ns + hp->ns-1] *= 8./3.;
162 +        for (i = 1; i < hp->ns-1; i++) {
163 +                earr[i*hp->ns] *= 8./5.;
164 +                earr[i*hp->ns + hp->ns-1] *= 8./5.;
165 +        }
166 +        for (j = 1; j < hp->ns-1; j++) {
167 +                earr[j] *= 8./5.;
168 +                earr[(hp->ns-1)*hp->ns + j] *= 8./5.;
169 +        }
170 +        return(earr);
171 + }
172 +
173 +
174 + /* Perform super-sampling on hemisphere (introduces bias) */
175 + static void
176 + ambsupersamp(AMBHEMI *hp, int cnt)
177 + {
178 +        float   *earr = getambdiffs(hp);
179 +        double  e2rem = 0;
180 +        AMBSAMP *ap;
181 +        RAY     ar;
182 +        float   *ep;
183 +        int     i, j, n, nss;
184 +
185 +        if (earr == NULL)               /* just skip calc. if no memory */
186 +                return;
187 +                                        /* accumulate estimated variances */
188 +        for (ep = earr + hp->ns*hp->ns; ep > earr; )
189 +                e2rem += *--ep;
190 +        ep = earr;                      /* perform super-sampling */
191 +        for (ap = hp->sa, i = 0; i < hp->ns; i++)
192 +            for (j = 0; j < hp->ns; j++, ap++) {
193 +                if (e2rem <= FTINY)
194 +                        goto done;      /* nothing left to do */
195 +                nss = *ep/e2rem*cnt + frandom();
196 +                for (n = 1; n <= nss && ambsample(hp,i,j,n); n++)
197 +                        --cnt;
198 +                e2rem -= *ep++;         /* update remainder */
199 +        }
200 + done:
201 +        free(earr);
202 + }
203 +
204 +
205   static AMBHEMI *
206 < inithemi(                       /* initialize sampling hemisphere */
207 <        COLOR   ac,
206 > samp_hemi(                              /* sample indirect hemisphere */
207 >        COLOR   rcol,
208          RAY     *r,
209          double  wt
210   )
211   {
212          AMBHEMI *hp;
213          double  d;
214 <        int     n, i;
214 >        int     n, i, j;
215                                          /* set number of divisions */
216          if (ambacc <= FTINY &&
217 <                        wt > (d = 0.8*intens(ac)*r->rweight/(ambdiv*minweight)))
217 >                        wt > (d = 0.8*intens(rcol)*r->rweight/(ambdiv*minweight)))
218                  wt = d;                 /* avoid ray termination */
219          n = sqrt(ambdiv * wt) + 0.5;
220          i = 1 + 5*(ambacc > FTINY);     /* minimum number of samples */
221          if (n < i)
222                  n = i;
223                                          /* allocate sampling array */
224 <        hp = (AMBHEMI *)malloc(sizeof(AMBHEMI) +
63 <                                sizeof(struct s_ambsamp)*(n*n - 1));
224 >        hp = (AMBHEMI *)malloc(sizeof(AMBHEMI) + sizeof(AMBSAMP)*(n*n - 1));
225          if (hp == NULL)
226 <                return(NULL);
226 >                error(SYSTEM, "out of memory in samp_hemi");
227          hp->rp = r;
228          hp->ns = n;
229 +        hp->acol[RED] = hp->acol[GRN] = hp->acol[BLU] = 0.0;
230 +        memset(hp->sa, 0, sizeof(AMBSAMP)*n*n);
231 +        hp->sampOK = 0;
232                                          /* assign coefficient */
233 <        copycolor(hp->acoef, ac);
233 >        copycolor(hp->acoef, rcol);
234          d = 1.0/(n*n);
235          scalecolor(hp->acoef, d);
236                                          /* make tangent plane axes */
# Line 77 | Line 241 | inithemi(                      /* initialize sampling hemisphere */
241                  if ((-0.6 < r->ron[i]) & (r->ron[i] < 0.6))
242                          break;
243          if (i < 0)
244 <                error(CONSISTENCY, "bad ray direction in inithemi");
244 >                error(CONSISTENCY, "bad ray direction in samp_hemi");
245          hp->uy[i] = 1.0;
246          VCROSS(hp->ux, hp->uy, r->ron);
247          normalize(hp->ux);
248          VCROSS(hp->uy, r->ron, hp->ux);
249 <                                        /* we're ready to sample */
250 <        return(hp);
249 >                                        /* sample divisions */
250 >        for (i = hp->ns; i--; )
251 >            for (j = hp->ns; j--; )
252 >                hp->sampOK += ambsample(hp, i, j, 0);
253 >        copycolor(rcol, hp->acol);
254 >        if (!hp->sampOK) {              /* utter failure? */
255 >                free(hp);
256 >                return(NULL);
257 >        }
258 >        if (hp->sampOK < hp->ns*hp->ns) {
259 >                hp->sampOK *= -1;       /* soft failure */
260 >                return(hp);
261 >        }
262 >        n = ambssamp*wt + 0.5;
263 >        if (n > 8) {                    /* perform super-sampling? */
264 >                ambsupersamp(hp, n);
265 >                copycolor(rcol, hp->acol);
266 >        }
267 >        return(hp);                     /* all is well */
268   }
269  
270  
271 < static struct s_ambsamp *
272 < ambsample(                              /* sample an ambient direction */
273 <        AMBHEMI *hp,
93 <        int     i,
94 <        int     j
95 < )
271 > /* Return brightness of farthest ambient sample */
272 > static double
273 > back_ambval(AMBHEMI *hp, const int n1, const int n2, const int n3)
274   {
275 <        struct s_ambsamp        *ap = &ambsamp(hp,i,j);
276 <        RAY                     ar;
277 <        double                  spt[2], zd;
278 <        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);
275 >        if (hp->sa[n1].d <= hp->sa[n2].d) {
276 >                if (hp->sa[n1].d <= hp->sa[n3].d)
277 >                        return(colval(hp->sa[n1].v,CIEY));
278 >                return(colval(hp->sa[n3].v,CIEY));
279          }
280 <                                        /* generate hemispherical sample */
281 <        SDsquare2disk(spt,      (i+.1+.8*frandom())/hp->ns,
282 <                                (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);
280 >        if (hp->sa[n2].d <= hp->sa[n3].d)
281 >                return(colval(hp->sa[n2].v,CIEY));
282 >        return(colval(hp->sa[n3].v,CIEY));
283   }
284  
285  
286   /* Compute vectors and coefficients for Hessian/gradient calcs */
287   static void
288 < comp_fftri(FFTRI *ftp, FVECT ap0, FVECT ap1, FVECT rop)
288 > comp_fftri(FFTRI *ftp, AMBHEMI *hp, const int n0, const int n1)
289   {
290          double  rdot_cp, dot_e, dot_er, rdot_r, rdot_r1, J2;
291 <        int     i;
291 >        int     ii;
292  
293 <        VSUB(ftp->r_i, ap0, rop);
294 <        VSUB(ftp->r_i1, ap1, rop);
295 <        VSUB(ftp->e_i, ap1, ap0);
293 >        VSUB(ftp->r_i, hp->sa[n0].p, hp->rp->rop);
294 >        VSUB(ftp->r_i1, hp->sa[n1].p, hp->rp->rop);
295 >        VSUB(ftp->e_i, hp->sa[n1].p, hp->sa[n0].p);
296          VCROSS(ftp->rcp, ftp->r_i, ftp->r_i1);
297          rdot_cp = 1.0/DOT(ftp->rcp,ftp->rcp);
298          dot_e = DOT(ftp->e_i,ftp->e_i);
# Line 158 | Line 304 | comp_fftri(FFTRI *ftp, FVECT ap0, FVECT ap1, FVECT rop
304          ftp->I2 = ( DOT(ftp->e_i, ftp->r_i1)*rdot_r1 - dot_er*rdot_r +
305                          dot_e*ftp->I1 )*0.5*rdot_cp;
306          J2 =  ( 0.5*(rdot_r - rdot_r1) - dot_er*ftp->I2 ) / dot_e;
307 <        for (i = 3; i--; )
308 <                ftp->rI2_eJ2[i] = ftp->I2*ftp->r_i[i] + J2*ftp->e_i[i];
307 >        for (ii = 3; ii--; )
308 >                ftp->rI2_eJ2[ii] = ftp->I2*ftp->r_i[ii] + J2*ftp->e_i[ii];
309   }
310  
311  
# Line 208 | Line 354 | comp_hessian(FVECT hess[3], FFTRI *ftp, FVECT nrm)
354                  hess[i][j] = m1[i][j] + d1*( I3*m2[i][j] + K3*m3[i][j] +
355                                                  2.0*J3*m4[i][j] );
356                  hess[i][j] += d2*(i==j);
357 <                hess[i][j] *= 1.0/PI;
357 >                hess[i][j] *= -1.0/PI;
358              }
359   }
360  
# Line 230 | Line 376 | rev_hessian(FVECT hess[3])
376   /* Add to radiometric Hessian from the given triangle */
377   static void
378   add2hessian(FVECT hess[3], FVECT ehess1[3],
379 <                FVECT ehess2[3], FVECT ehess3[3], COLORV v)
379 >                FVECT ehess2[3], FVECT ehess3[3], double v)
380   {
381          int     i, j;
382  
# Line 251 | Line 397 | comp_gradient(FVECT grad, FFTRI *ftp, FVECT nrm)
397          f1 = 2.0*DOT(nrm, ftp->rcp);
398          VCROSS(ncp, nrm, ftp->e_i);
399          for (i = 3; i--; )
400 <                grad[i] = (-0.5/PI)*( ftp->I1*ncp[i] + f1*ftp->rI2_eJ2[i] );
400 >                grad[i] = (0.5/PI)*( ftp->I1*ncp[i] + f1*ftp->rI2_eJ2[i] );
401   }
402  
403  
# Line 267 | Line 413 | rev_gradient(FVECT grad)
413  
414   /* Add to displacement gradient from the given triangle */
415   static void
416 < add2gradient(FVECT grad, FVECT egrad1, FVECT egrad2, FVECT egrad3, COLORV v)
416 > add2gradient(FVECT grad, FVECT egrad1, FVECT egrad2, FVECT egrad3, double v)
417   {
418          int     i;
419  
# Line 276 | Line 422 | add2gradient(FVECT grad, FVECT egrad1, FVECT egrad2, F
422   }
423  
424  
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 –
425   /* Compute anisotropic radii and eigenvector directions */
426 < static int
426 > static void
427   eigenvectors(FVECT uv[2], float ra[2], FVECT hessian[3])
428   {
429          double  hess2[2][2];
# Line 325 | Line 445 | eigenvectors(FVECT uv[2], float ra[2], FVECT hessian[3
445          if (i == 1)                     /* double-root (circle) */
446                  evalue[1] = evalue[0];
447          if (!i || ((evalue[0] = fabs(evalue[0])) <= FTINY*FTINY) |
448 <                        ((evalue[1] = fabs(evalue[1])) <= FTINY*FTINY) )
449 <                error(INTERNAL, "bad eigenvalue calculation");
450 <
448 >                        ((evalue[1] = fabs(evalue[1])) <= FTINY*FTINY) ) {
449 >                ra[0] = ra[1] = maxarad;
450 >                return;
451 >        }
452          if (evalue[0] > evalue[1]) {
453                  ra[0] = sqrt(sqrt(4.0/evalue[0]));
454                  ra[1] = sqrt(sqrt(4.0/evalue[1]));
# Line 385 | Line 506 | ambHessian(                            /* anisotropic radii & pos. gradient */
506          }
507                                          /* compute first row of edges */
508          for (j = 0; j < hp->ns-1; j++) {
509 <                comp_fftri(&fftr, ambsamp(hp,0,j).p,
389 <                                ambsamp(hp,0,j+1).p, hp->rp->rop);
509 >                comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,0,j), AI(hp,0,j+1));
510                  if (hessrow != NULL)
511                          comp_hessian(hessrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
512                  if (gradrow != NULL)
# Line 396 | Line 516 | ambHessian(                            /* anisotropic radii & pos. gradient */
516          for (i = 0; i < hp->ns-1; i++) {
517              FVECT       hesscol[3];     /* compute first vertical edge */
518              FVECT       gradcol;
519 <            comp_fftri(&fftr, ambsamp(hp,i,0).p,
400 <                        ambsamp(hp,i+1,0).p, hp->rp->rop);
519 >            comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i,0), AI(hp,i+1,0));
520              if (hessrow != NULL)
521                  comp_hessian(hesscol, &fftr, hp->rp->ron);
522              if (gradrow != NULL)
# Line 405 | Line 524 | ambHessian(                            /* anisotropic radii & pos. gradient */
524              for (j = 0; j < hp->ns-1; j++) {
525                  FVECT   hessdia[3];     /* compute triangle contributions */
526                  FVECT   graddia;
527 <                COLORV  backg;
528 <                backg = back_ambval(&ambsamp(hp,i,j), &ambsamp(hp,i,j+1),
529 <                                        &ambsamp(hp,i+1,j), hp->rp->rop);
527 >                double  backg;
528 >                backg = back_ambval(hp, AI(hp,i,j),
529 >                                        AI(hp,i,j+1), AI(hp,i+1,j));
530                                          /* diagonal (inner) edge */
531 <                comp_fftri(&fftr, ambsamp(hp,i,j+1).p,
413 <                                ambsamp(hp,i+1,j).p, hp->rp->rop);
531 >                comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i,j+1), AI(hp,i+1,j));
532                  if (hessrow != NULL) {
533                      comp_hessian(hessdia, &fftr, hp->rp->ron);
534                      rev_hessian(hesscol);
# Line 422 | Line 540 | ambHessian(                            /* anisotropic radii & pos. gradient */
540                      add2gradient(gradient, gradrow[j], graddia, gradcol, backg);
541                  }
542                                          /* initialize edge in next row */
543 <                comp_fftri(&fftr, ambsamp(hp,i+1,j+1).p,
426 <                                ambsamp(hp,i+1,j).p, hp->rp->rop);
543 >                comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i+1,j+1), AI(hp,i+1,j));
544                  if (hessrow != NULL)
545                      comp_hessian(hessrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
546                  if (gradrow != NULL)
547                      comp_gradient(gradrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
548                                          /* new column edge & paired triangle */
549 <                backg = back_ambval(&ambsamp(hp,i,j+1), &ambsamp(hp,i+1,j+1),
550 <                                        &ambsamp(hp,i+1,j), hp->rp->rop);
551 <                comp_fftri(&fftr, ambsamp(hp,i,j+1).p, ambsamp(hp,i+1,j+1).p,
435 <                                hp->rp->rop);
549 >                backg = back_ambval(hp, AI(hp,i+1,j+1),
550 >                                        AI(hp,i+1,j), AI(hp,i,j+1));
551 >                comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i,j+1), AI(hp,i+1,j+1));
552                  if (hessrow != NULL) {
553                      comp_hessian(hesscol, &fftr, hp->rp->ron);
554                      rev_hessian(hessdia);
# Line 466 | Line 582 | ambHessian(                            /* anisotropic radii & pos. gradient */
582   static void
583   ambdirgrad(AMBHEMI *hp, FVECT uv[2], float dg[2])
584   {
585 <        struct s_ambsamp        *ap;
586 <        double                  dgsum[2];
587 <        int                     n;
588 <        FVECT                   vd;
589 <        double                  gfact;
585 >        AMBSAMP *ap;
586 >        double  dgsum[2];
587 >        int     n;
588 >        FVECT   vd;
589 >        double  gfact;
590  
591          dgsum[0] = dgsum[1] = 0.0;      /* sum values times -tan(theta) */
592          for (ap = hp->sa, n = hp->ns*hp->ns; n--; ap++) {
# Line 478 | Line 594 | ambdirgrad(AMBHEMI *hp, FVECT uv[2], float dg[2])
594                  VSUB(vd, ap->p, hp->rp->rop);
595                                          /* brightness over cosine factor */
596                  gfact = colval(ap->v,CIEY) / DOT(hp->rp->ron, vd);
597 <                                        /* -sine = -proj_radius/vd_length */
598 <                dgsum[0] += DOT(uv[1], vd) * gfact;
599 <                dgsum[1] -= DOT(uv[0], vd) * gfact;
597 >                                        /* sine = proj_radius/vd_length */
598 >                dgsum[0] -= DOT(uv[1], vd) * gfact;
599 >                dgsum[1] += DOT(uv[0], vd) * gfact;
600          }
601          dg[0] = dgsum[0] / (hp->ns*hp->ns);
602          dg[1] = dgsum[1] / (hp->ns*hp->ns);
603   }
604  
605  
606 + /* Compute potential light leak direction flags for cache value */
607 + static uint32
608 + ambcorral(AMBHEMI *hp, FVECT uv[2], const double r0, const double r1)
609 + {
610 +        const double    max_d = 1.0/(minarad*ambacc + 0.001);
611 +        const double    ang_res = 0.5*PI/(hp->ns-1);
612 +        const double    ang_step = ang_res/((int)(16/PI*ang_res) + (1+FTINY));
613 +        double          avg_d = 0;
614 +        uint32          flgs = 0;
615 +        FVECT           vec;
616 +        double          u, v;
617 +        double          ang, a1;
618 +        int             i, j;
619 +                                        /* don't bother for a few samples */
620 +        if (hp->ns < 12)
621 +                return(0);
622 +                                        /* check distances overhead */
623 +        for (i = hp->ns*3/4; i-- > hp->ns>>2; )
624 +            for (j = hp->ns*3/4; j-- > hp->ns>>2; )
625 +                avg_d += ambsam(hp,i,j).d;
626 +        avg_d *= 4.0/(hp->ns*hp->ns);
627 +        if (avg_d*r0 >= 1.0)            /* ceiling too low for corral? */
628 +                return(0);
629 +        if (avg_d >= max_d)             /* insurance */
630 +                return(0);
631 +                                        /* else circle around perimeter */
632 +        for (i = 0; i < hp->ns; i++)
633 +            for (j = 0; j < hp->ns; j += !i|(i==hp->ns-1) ? 1 : hp->ns-1) {
634 +                AMBSAMP *ap = &ambsam(hp,i,j);
635 +                if ((ap->d <= FTINY) | (ap->d >= max_d))
636 +                        continue;       /* too far or too near */
637 +                VSUB(vec, ap->p, hp->rp->rop);
638 +                u = DOT(vec, uv[0]);
639 +                v = DOT(vec, uv[1]);
640 +                if ((r0*r0*u*u + r1*r1*v*v) * ap->d*ap->d <= u*u + v*v)
641 +                        continue;       /* occluder outside ellipse */
642 +                ang = atan2a(v, u);     /* else set direction flags */
643 +                for (a1 = ang-.5*ang_res; a1 <= ang+.5*ang_res; a1 += ang_step)
644 +                        flgs |= 1L<<(int)(16/PI*(a1 + 2.*PI*(a1 < 0)));
645 +            }
646 +                                        /* add low-angle incident (< 20deg) */
647 +        if (fabs(hp->rp->rod) <= 0.342) {
648 +                u = -DOT(hp->rp->rdir, uv[0]);
649 +                v = -DOT(hp->rp->rdir, uv[1]);
650 +                if ((r0*r0*u*u + r1*r1*v*v) > hp->rp->rot*hp->rp->rot) {
651 +                        ang = atan2a(v, u);
652 +                        ang += 2.*PI*(ang < 0);
653 +                        ang *= 16/PI;
654 +                        if ((ang < .5) | (ang >= 31.5))
655 +                                flgs |= 0x80000001;
656 +                        else
657 +                                flgs |= 3L<<(int)(ang-.5);
658 +                }
659 +        }
660 +        return(flgs);
661 + }
662 +
663 +
664   int
665   doambient(                              /* compute ambient component */
666          COLOR   rcol,                   /* input/output color */
# Line 495 | Line 669 | doambient(                             /* compute ambient component */
669          FVECT   uv[2],                  /* returned (optional) */
670          float   ra[2],                  /* returned (optional) */
671          float   pg[2],                  /* returned (optional) */
672 <        float   dg[2]                   /* returned (optional) */
672 >        float   dg[2],                  /* returned (optional) */
673 >        uint32  *crlp                   /* returned (optional) */
674   )
675   {
676 <        AMBHEMI                 *hp = inithemi(rcol, r, wt);
677 <        int                     cnt = 0;
678 <        FVECT                   my_uv[2];
679 <        double                  d, K, acol[3];
680 <        struct s_ambsamp        *ap;
681 <        int                     i, j;
507 <                                        /* check/initialize */
508 <        if (hp == NULL)
509 <                return(0);
676 >        AMBHEMI *hp = samp_hemi(rcol, r, wt);
677 >        FVECT   my_uv[2];
678 >        double  d, K;
679 >        AMBSAMP *ap;
680 >        int     i;
681 >                                        /* clear return values */
682          if (uv != NULL)
683                  memset(uv, 0, sizeof(FVECT)*2);
684          if (ra != NULL)
# Line 515 | Line 687 | doambient(                             /* compute ambient component */
687                  pg[0] = pg[1] = 0.0;
688          if (dg != NULL)
689                  dg[0] = dg[1] = 0.0;
690 <                                        /* sample the hemisphere */
691 <        acol[0] = acol[1] = acol[2] = 0.0;
692 <        for (i = hp->ns; i--; )
693 <                for (j = hp->ns; j--; )
694 <                        if ((ap = ambsample(hp, i, j)) != NULL) {
695 <                                addcolor(acol, ap->v);
696 <                                ++cnt;
697 <                        }
698 <        if (!cnt) {
527 <                setcolor(rcol, 0.0, 0.0, 0.0);
528 <                free(hp);
529 <                return(0);              /* no valid samples */
690 >        if (crlp != NULL)
691 >                *crlp = 0;
692 >        if (hp == NULL)                 /* sampling falure? */
693 >                return(0);
694 >
695 >        if ((ra == NULL) & (pg == NULL) & (dg == NULL) ||
696 >                        (hp->sampOK < 0) | (hp->ns < 4)) {
697 >                free(hp);               /* Hessian not requested/possible */
698 >                return(-1);             /* value-only return value */
699          }
700 <        copycolor(rcol, acol);          /* final indirect irradiance/PI */
701 <        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);
700 >        if ((d = bright(rcol)) > FTINY) {       /* normalize Y values */
701 >                d = 0.99*(hp->ns*hp->ns)/d;
702                  K = 0.01;
703 <        } else {                        /* geometric Hessian fall-back */
541 <                d = 0.0;
703 >        } else {                        /* or fall back on geometric Hessian */
704                  K = 1.0;
705                  pg = NULL;
706                  dg = NULL;
707 +                crlp = NULL;
708          }
709          ap = hp->sa;                    /* relative Y channel from here on... */
710          for (i = hp->ns*hp->ns; i--; ap++)
# Line 569 | Line 732 | doambient(                             /* compute ambient component */
732                          if (ra[1] < minarad)
733                                  ra[1] = minarad;
734                  }
735 <                ra[0] *= d = 1.0/sqrt(sqrt(wt));
735 >                ra[0] *= d = 1.0/sqrt(wt);
736                  if ((ra[1] *= d) > 2.0*ra[0])
737                          ra[1] = 2.0*ra[0];
738                  if (ra[1] > maxarad) {
# Line 577 | Line 740 | doambient(                             /* compute ambient component */
740                          if (ra[0] > maxarad)
741                                  ra[0] = maxarad;
742                  }
743 +                                        /* flag encroached directions */
744 +                if ((wt >= 0.89*AVGREFL) & (crlp != NULL))
745 +                        *crlp = ambcorral(hp, uv, ra[0]*ambacc, ra[1]*ambacc);
746                  if (pg != NULL) {       /* cap gradient if necessary */
747                          d = pg[0]*pg[0]*ra[0]*ra[0] + pg[1]*pg[1]*ra[1]*ra[1];
748                          if (d > 1.0) {

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