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 2.45 by greg, Thu May 1 22:34:25 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  
22 – extern void             SDsquare2disk(double ds[2], double seedx, double seedy);
23 –
28   typedef struct {
25 –        COLOR   v;              /* hemisphere sample value */
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 */
31 –        FVECT   ux, uy;         /* tangent axis unit vectors */
36          int     ns;             /* number of samples per axis */
37 <        COLOR   acoef;          /* division contribution coefficient */
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 ambsam(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 42 | Line 52 | typedef struct {
52   } FFTRI;                /* vectors and coefficients for Hessian calculation */
53  
54  
55 < static AMBHEMI *
56 < inithemi(                       /* initialize sampling hemisphere */
57 <        COLOR   ac,
58 <        RAY     *r,
59 <        double  wt
55 > static int
56 > ambcollision(                           /* proposed direciton collides? */
57 >        AMBHEMI *hp,
58 >        int     i,
59 >        int     j,
60 >        FVECT   dv
61   )
62   {
63 <        AMBHEMI *hp;
64 <        double  d;
65 <        int     n, i;
66 <                                        /* set number of divisions */
67 <        if (ambacc <= FTINY &&
68 <                        wt > (d = 0.8*intens(ac)*r->rweight/(ambdiv*minweight)))
69 <                wt = d;                 /* avoid ray termination */
70 <        n = sqrt(ambdiv * wt) + 0.5;
71 <        i = 1 + 5*(ambacc > FTINY);     /* minimum number of samples */
72 <        if (n < i)
73 <                n = i;
74 <                                        /* allocate sampling array */
75 <        hp = (AMBHEMI *)malloc(sizeof(AMBHEMI) + sizeof(AMBSAMP)*(n*n - 1));
76 <        if (hp == NULL)
77 <                return(NULL);
78 <        hp->rp = r;
79 <        hp->ns = n;
80 <                                        /* assign coefficient */
81 <        copycolor(hp->acoef, ac);
82 <        d = 1.0/(n*n);
83 <        scalecolor(hp->acoef, d);
84 <                                        /* make tangent plane axes */
85 <        hp->uy[0] = 0.5 - frandom();
86 <        hp->uy[1] = 0.5 - frandom();
87 <        hp->uy[2] = 0.5 - frandom();
88 <        for (i = 3; i--; )
89 <                if ((-0.6 < r->ron[i]) & (r->ron[i] < 0.6))
90 <                        break;
80 <        if (i < 0)
81 <                error(CONSISTENCY, "bad ray direction in inithemi");
82 <        hp->uy[i] = 1.0;
83 <        VCROSS(hp->ux, hp->uy, r->ron);
84 <        normalize(hp->ux);
85 <        VCROSS(hp->uy, r->ron, hp->ux);
86 <                                        /* we're ready to sample */
87 <        return(hp);
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  
91 – /* Sample ambient division and apply weighting coefficient */
94   static int
95 < getambsamp(RAY *arp, AMBHEMI *hp, int i, int j, int n)
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  spt[2], zd;
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 <                setcolor(arp->rcoef, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
111 >                setscolor(ar.rcoef, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
112          else
113 <                copycolor(arp->rcoef, hp->acoef);
114 <        if (rayorigin(arp, AMBIENT, hp->rp, arp->rcoef) < 0)
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 <                multcolor(arp->rcoef, hp->acoef);
118 <                scalecolor(arp->rcoef, 1./AVGREFL);
117 >                smultscolor(ar.rcoef, hp->acoef);
118 >                scalescolor(ar.rcoef, 1./AVGREFL);
119          }
120          hlist[0] = hp->rp->rno;
121 <        hlist[1] = i;
122 <        hlist[2] = j;
123 <        multisamp(spt, 2, urand(ilhash(hlist,3)+n));
124 <        if (!n) {                       /* avoid border samples for n==0 */
125 <                if ((spt[0] < 0.1) | (spt[0] > 0.9))
114 <                        spt[0] = 0.1 + 0.8*frandom();
115 <                if ((spt[1] < 0.1) | (spt[1] > 0.9))
116 <                        spt[1] = 0.1 + 0.8*frandom();
117 <        }
118 <        SDsquare2disk(spt, (i+spt[0])/hp->ns, (j+spt[1])/hp->ns);
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 <                arp->rdir[ii] = spt[0]*hp->ux[ii] +
128 >                ar.rdir[ii] =   spt[0]*hp->ux[ii] +
129                                  spt[1]*hp->uy[ii] +
130 <                                zd*hp->rp->ron[ii];
131 <        checknorm(arp->rdir);
132 <        dimlist[ndims++] = i*hp->ns + j + 90171;
133 <        rayvalue(arp);                  /* evaluate ray */
134 <        ndims--;                        /* apply coefficient */
135 <        multcolor(arp->rcol, arp->rcoef);
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 < static AMBSAMP *
134 < ambsample(                              /* initial ambient division sample */
135 <        AMBHEMI *hp,
136 <        int     i,
137 <        int     j
138 < )
139 < {
140 <        AMBSAMP *ap = &ambsam(hp,i,j);
141 <        RAY     ar;
142 <                                        /* generate hemispherical sample */
143 <        if (!getambsamp(&ar, hp, i, j, 0))
144 <                goto badsample;
145 <                                        /* limit vertex distance */
146 <        if (ar.rt > 10.0*thescene.cusize)
147 <                ar.rt = 10.0*thescene.cusize;
148 <        else if (ar.rt <= FTINY)        /* should never happen! */
149 <                goto badsample;
150 <        VSUM(ap->p, ar.rorg, ar.rdir, ar.rt);
151 <        copycolor(ap->v, ar.rcol);
152 <        return(ap);
153 < badsample:
154 <        setcolor(ap->v, 0., 0., 0.);
155 <        VCOPY(ap->p, hp->rp->rop);
156 <        return(NULL);
157 < }
158 <
159 <
160 < /* Estimate errors based on ambient division differences */
165 > /* Estimate variance based on ambient division differences */
166   static float *
167   getambdiffs(AMBHEMI *hp)
168   {
169 <        float   *earr = (float *)calloc(hp->ns*hp->ns, sizeof(float));
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, d2;
173 >        double  b, b1, d2;
174          int     i, j;
175  
176          if (earr == NULL)               /* out of memory? */
177                  return(NULL);
178 <                                        /* compute squared neighbor diffs */
179 <        for (ap = hp->sa, ep = earr, i = 0; i < hp->ns; i++)
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 = bright(ap[0].v);
183 >                b = pbright(ap[0].v);
184                  if (i) {                /* from above */
185 <                        d2 = b - bright(ap[-hp->ns].v);
186 <                        d2 *= d2;
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) {                /* from behind */
192 <                        d2 = b - bright(ap[-1].v);
193 <                        d2 *= d2;
194 <                        ep[0] += d2;
195 <                        ep[-1] += d2;
196 <                }
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 <        earr[0] *= 2.f;
208 <        earr[hp->ns-1] *= 2.f;
209 <        earr[(hp->ns-1)*hp->ns] *= 2.f;
210 <        earr[(hp->ns-1)*hp->ns + hp->ns-1] *= 2.f;
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 <                earr[i*hp->ns] *= 4./3.;
214 <                earr[i*hp->ns + hp->ns-1] *= 4./3.;
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 <                earr[j] *= 4./3.;
218 <                earr[(hp->ns-1)*hp->ns + j] *= 4./3.;
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(double acol[3], AMBHEMI *hp, int cnt)
237 > ambsupersamp(AMBHEMI *hp, int cnt)
238   {
239          float   *earr = getambdiffs(hp);
240 <        double  e2sum = 0;
212 <        AMBSAMP *ap;
213 <        RAY     ar;
214 <        COLOR   asum;
240 >        double  e2rem = 0;
241          float   *ep;
242 <        int     i, j, n;
242 >        int     i, j, n, nss;
243  
244          if (earr == NULL)               /* just skip calc. if no memory */
245                  return;
246 <                                        /* add up estimated variances */
247 <        for (ep = earr + hp->ns*hp->ns; ep-- > earr; )
248 <                e2sum += *ep;
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 (ap = hp->sa, i = 0; i < hp->ns; i++)
251 <            for (j = 0; j < hp->ns; j++, ap++) {
252 <                int     nss = *ep/e2sum*cnt + frandom();
253 <                setcolor(asum, 0., 0., 0.);
254 <                for (n = 1; n <= nss; n++) {
255 <                        if (!getambsamp(&ar, hp, i, j, n)) {
256 <                                nss = n-1;
257 <                                break;
232 <                        }
233 <                        addcolor(asum, ar.rcol);
234 <                }
235 <                if (nss) {              /* update returned ambient value */
236 <                        const double    ssf = 1./(nss + 1);
237 <                        for (n = 3; n--; )
238 <                                acol[n] += ssf*colval(asum,n) +
239 <                                                (ssf - 1.)*colval(ap->v,n);
240 <                }
241 <                e2sum -= *ep++;         /* update remainders */
242 <                cnt -= nss;
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 + 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, 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*r->rweight/(ambdiv*minweight + 1e-20)))
283 +                wt = d;                 /* avoid ray termination */
284 +        n = sqrt(ambdiv * wt) + 0.5;
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) + sizeof(AMBSAMP)*(n*n - 1));
290 +        if (hp == 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 +        copyscolor(hp->acoef, rcol);
309 +        d = 1.0/(n*n);
310 +        scalescolor(hp->acoef, d);
311 +                                        /* make tangent plane axes */
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 + /* 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 +        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 +        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 266 | 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 316 | 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 338 | 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 359 | 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 375 | 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 384 | Line 490 | add2gradient(FVECT grad, FVECT egrad1, FVECT egrad2, F
490   }
491  
492  
387 – /* Return brightness of furthest ambient sample */
388 – static COLORV
389 – back_ambval(AMBSAMP *ap1, AMBSAMP *ap2, AMBSAMP *ap3, FVECT orig)
390 – {
391 –        COLORV  vback;
392 –        FVECT   vec;
393 –        double  d2, d2best;
394 –
395 –        VSUB(vec, ap1->p, orig);
396 –        d2best = DOT(vec,vec);
397 –        vback = colval(ap1->v,CIEY);
398 –        VSUB(vec, ap2->p, orig);
399 –        d2 = DOT(vec,vec);
400 –        if (d2 > d2best) {
401 –                d2best = d2;
402 –                vback = colval(ap2->v,CIEY);
403 –        }
404 –        VSUB(vec, ap3->p, orig);
405 –        d2 = DOT(vec,vec);
406 –        if (d2 > d2best)
407 –                return(colval(ap3->v,CIEY));
408 –        return(vback);
409 – }
410 –
411 –
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 432 | 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 492 | 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, ambsam(hp,0,j).p,
496 <                                ambsam(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, ambsam(hp,i,0).p,
507 <                        ambsam(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(&ambsam(hp,i,j), &ambsam(hp,i,j+1),
597 <                                        &ambsam(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, ambsam(hp,i,j+1).p,
520 <                                ambsam(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 (gradrow != NULL) {
606 <                    comp_gradient(graddia, &fftr, hp->rp->ron);
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, ambsam(hp,i+1,j+1).p,
533 <                                ambsam(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(&ambsam(hp,i,j+1), &ambsam(hp,i+1,j+1),
618 <                                        &ambsam(hp,i+1,j), hp->rp->rop);
619 <                comp_fftri(&fftr, ambsam(hp,i,j+1).p, ambsam(hp,i+1,j+1).p,
542 <                                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 584 | Line 661 | ambdirgrad(AMBHEMI *hp, FVECT uv[2], float dg[2])
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);
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;
# Line 594 | Line 671 | ambdirgrad(AMBHEMI *hp, FVECT uv[2], float dg[2])
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);
609 <        int     cnt;
730 >        AMBHEMI *hp = samp_hemi(rcol, r, wt);
731          FVECT   my_uv[2];
732 <        double  d, K, acol[3];
732 >        double  d, K;
733          AMBSAMP *ap;
734 <        int     i, j;
735 <                                        /* check/initialize */
615 <        if (hp == NULL)
616 <                return(0);
734 >        int     i;
735 >                                        /* clear return values */
736          if (uv != NULL)
737                  memset(uv, 0, sizeof(FVECT)*2);
738          if (ra != NULL)
# Line 622 | 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 <        cnt = 0;
747 <        for (i = hp->ns; i--; )
748 <                for (j = hp->ns; j--; )
749 <                        if ((ap = ambsample(hp, i, j)) != NULL) {
750 <                                addcolor(acol, ap->v);
751 <                                ++cnt;
752 <                        }
634 <        if (!cnt) {
635 <                setcolor(rcol, 0.0, 0.0, 0.0);
636 <                free(hp);
637 <                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 <        if (cnt < hp->ns*hp->ns) {      /* incomplete sampling? */
755 <                copycolor(rcol, acol);
641 <                free(hp);
642 <                return(-1);             /* return value w/o Hessian */
643 <        }
644 <        cnt = ambssamp*wt + 0.5;        /* perform super-sampling? */
645 <        if (cnt > 0)
646 <                ambsupersamp(acol, hp, cnt);
647 <        copycolor(rcol, acol);          /* final indirect irradiance/PI */
648 <        if ((ra == NULL) & (pg == NULL) & (dg == NULL)) {
649 <                free(hp);
650 <                return(-1);             /* no radius or gradient calc. */
651 <        }
652 <        if ((d = bright(acol)) > FTINY) {       /* normalize Y values */
653 <                d = 0.99*(hp->ns*hp->ns)/d;
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 {                        /* 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 683 | 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 691 | 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 703 | Line 809 | doambient(                             /* compute ambient component */
809          free(hp);                       /* clean up and return */
810          return(1);
811   }
706 –
707 –
708 – #else /* ! NEWAMB */
709 –
710 –
711 – void
712 – inithemi(                       /* initialize sampling hemisphere */
713 –        AMBHEMI  *hp,
714 –        COLOR ac,
715 –        RAY  *r,
716 –        double  wt
717 – )
718 – {
719 –        double  d;
720 –        int  i;
721 –                                        /* set number of divisions */
722 –        if (ambacc <= FTINY &&
723 –                        wt > (d = 0.8*intens(ac)*r->rweight/(ambdiv*minweight)))
724 –                wt = d;                 /* avoid ray termination */
725 –        hp->nt = sqrt(ambdiv * wt / PI) + 0.5;
726 –        i = ambacc > FTINY ? 3 : 1;     /* minimum number of samples */
727 –        if (hp->nt < i)
728 –                hp->nt = i;
729 –        hp->np = PI * hp->nt + 0.5;
730 –                                        /* set number of super-samples */
731 –        hp->ns = ambssamp * wt + 0.5;
732 –                                        /* assign coefficient */
733 –        copycolor(hp->acoef, ac);
734 –        d = 1.0/(hp->nt*hp->np);
735 –        scalecolor(hp->acoef, d);
736 –                                        /* make axes */
737 –        VCOPY(hp->uz, r->ron);
738 –        hp->uy[0] = hp->uy[1] = hp->uy[2] = 0.0;
739 –        for (i = 0; i < 3; i++)
740 –                if (hp->uz[i] < 0.6 && hp->uz[i] > -0.6)
741 –                        break;
742 –        if (i >= 3)
743 –                error(CONSISTENCY, "bad ray direction in inithemi");
744 –        hp->uy[i] = 1.0;
745 –        fcross(hp->ux, hp->uy, hp->uz);
746 –        normalize(hp->ux);
747 –        fcross(hp->uy, hp->uz, hp->ux);
748 – }
749 –
750 –
751 – int
752 – divsample(                              /* sample a division */
753 –        AMBSAMP  *dp,
754 –        AMBHEMI  *h,
755 –        RAY  *r
756 – )
757 – {
758 –        RAY  ar;
759 –        int  hlist[3];
760 –        double  spt[2];
761 –        double  xd, yd, zd;
762 –        double  b2;
763 –        double  phi;
764 –        int  i;
765 –                                        /* ambient coefficient for weight */
766 –        if (ambacc > FTINY)
767 –                setcolor(ar.rcoef, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
768 –        else
769 –                copycolor(ar.rcoef, h->acoef);
770 –        if (rayorigin(&ar, AMBIENT, r, ar.rcoef) < 0)
771 –                return(-1);
772 –        if (ambacc > FTINY) {
773 –                multcolor(ar.rcoef, h->acoef);
774 –                scalecolor(ar.rcoef, 1./AVGREFL);
775 –        }
776 –        hlist[0] = r->rno;
777 –        hlist[1] = dp->t;
778 –        hlist[2] = dp->p;
779 –        multisamp(spt, 2, urand(ilhash(hlist,3)+dp->n));
780 –        zd = sqrt((dp->t + spt[0])/h->nt);
781 –        phi = 2.0*PI * (dp->p + spt[1])/h->np;
782 –        xd = tcos(phi) * zd;
783 –        yd = tsin(phi) * zd;
784 –        zd = sqrt(1.0 - zd*zd);
785 –        for (i = 0; i < 3; i++)
786 –                ar.rdir[i] =    xd*h->ux[i] +
787 –                                yd*h->uy[i] +
788 –                                zd*h->uz[i];
789 –        checknorm(ar.rdir);
790 –        dimlist[ndims++] = dp->t*h->np + dp->p + 90171;
791 –        rayvalue(&ar);
792 –        ndims--;
793 –        multcolor(ar.rcol, ar.rcoef);   /* apply coefficient */
794 –        addcolor(dp->v, ar.rcol);
795 –                                        /* use rt to improve gradient calc */
796 –        if (ar.rt > FTINY && ar.rt < FHUGE)
797 –                dp->r += 1.0/ar.rt;
798 –                                        /* (re)initialize error */
799 –        if (dp->n++) {
800 –                b2 = bright(dp->v)/dp->n - bright(ar.rcol);
801 –                b2 = b2*b2 + dp->k*((dp->n-1)*(dp->n-1));
802 –                dp->k = b2/(dp->n*dp->n);
803 –        } else
804 –                dp->k = 0.0;
805 –        return(0);
806 – }
807 –
808 –
809 – static int
810 – ambcmp(                                 /* decreasing order */
811 –        const void *p1,
812 –        const void *p2
813 – )
814 – {
815 –        const AMBSAMP   *d1 = (const AMBSAMP *)p1;
816 –        const AMBSAMP   *d2 = (const AMBSAMP *)p2;
817 –
818 –        if (d1->k < d2->k)
819 –                return(1);
820 –        if (d1->k > d2->k)
821 –                return(-1);
822 –        return(0);
823 – }
824 –
825 –
826 – static int
827 – ambnorm(                                /* standard order */
828 –        const void *p1,
829 –        const void *p2
830 – )
831 – {
832 –        const AMBSAMP   *d1 = (const AMBSAMP *)p1;
833 –        const AMBSAMP   *d2 = (const AMBSAMP *)p2;
834 –        int     c;
835 –
836 –        if ( (c = d1->t - d2->t) )
837 –                return(c);
838 –        return(d1->p - d2->p);
839 – }
840 –
841 –
842 – double
843 – doambient(                              /* compute ambient component */
844 –        COLOR  rcol,
845 –        RAY  *r,
846 –        double  wt,
847 –        FVECT  pg,
848 –        FVECT  dg
849 – )
850 – {
851 –        double  b, d=0;
852 –        AMBHEMI  hemi;
853 –        AMBSAMP  *div;
854 –        AMBSAMP  dnew;
855 –        double  acol[3];
856 –        AMBSAMP  *dp;
857 –        double  arad;
858 –        int  divcnt;
859 –        int  i, j;
860 –                                        /* initialize hemisphere */
861 –        inithemi(&hemi, rcol, r, wt);
862 –        divcnt = hemi.nt * hemi.np;
863 –                                        /* initialize */
864 –        if (pg != NULL)
865 –                pg[0] = pg[1] = pg[2] = 0.0;
866 –        if (dg != NULL)
867 –                dg[0] = dg[1] = dg[2] = 0.0;
868 –        setcolor(rcol, 0.0, 0.0, 0.0);
869 –        if (divcnt == 0)
870 –                return(0.0);
871 –                                        /* allocate super-samples */
872 –        if (hemi.ns > 0 || pg != NULL || dg != NULL) {
873 –                div = (AMBSAMP *)malloc(divcnt*sizeof(AMBSAMP));
874 –                if (div == NULL)
875 –                        error(SYSTEM, "out of memory in doambient");
876 –        } else
877 –                div = NULL;
878 –                                        /* sample the divisions */
879 –        arad = 0.0;
880 –        acol[0] = acol[1] = acol[2] = 0.0;
881 –        if ((dp = div) == NULL)
882 –                dp = &dnew;
883 –        divcnt = 0;
884 –        for (i = 0; i < hemi.nt; i++)
885 –                for (j = 0; j < hemi.np; j++) {
886 –                        dp->t = i; dp->p = j;
887 –                        setcolor(dp->v, 0.0, 0.0, 0.0);
888 –                        dp->r = 0.0;
889 –                        dp->n = 0;
890 –                        if (divsample(dp, &hemi, r) < 0) {
891 –                                if (div != NULL)
892 –                                        dp++;
893 –                                continue;
894 –                        }
895 –                        arad += dp->r;
896 –                        divcnt++;
897 –                        if (div != NULL)
898 –                                dp++;
899 –                        else
900 –                                addcolor(acol, dp->v);
901 –                }
902 –        if (!divcnt) {
903 –                if (div != NULL)
904 –                        free((void *)div);
905 –                return(0.0);            /* no samples taken */
906 –        }
907 –        if (divcnt < hemi.nt*hemi.np) {
908 –                pg = dg = NULL;         /* incomplete sampling */
909 –                hemi.ns = 0;
910 –        } else if (arad > FTINY && divcnt/arad < minarad) {
911 –                hemi.ns = 0;            /* close enough */
912 –        } else if (hemi.ns > 0) {       /* else perform super-sampling? */
913 –                comperrs(div, &hemi);                   /* compute errors */
914 –                qsort(div, divcnt, sizeof(AMBSAMP), ambcmp);    /* sort divs */
915 –                                                /* super-sample */
916 –                for (i = hemi.ns; i > 0; i--) {
917 –                        dnew = *div;
918 –                        if (divsample(&dnew, &hemi, r) < 0) {
919 –                                dp++;
920 –                                continue;
921 –                        }
922 –                        dp = div;               /* reinsert */
923 –                        j = divcnt < i ? divcnt : i;
924 –                        while (--j > 0 && dnew.k < dp[1].k) {
925 –                                *dp = *(dp+1);
926 –                                dp++;
927 –                        }
928 –                        *dp = dnew;
929 –                }
930 –                if (pg != NULL || dg != NULL)   /* restore order */
931 –                        qsort(div, divcnt, sizeof(AMBSAMP), ambnorm);
932 –        }
933 –                                        /* compute returned values */
934 –        if (div != NULL) {
935 –                arad = 0.0;             /* note: divcnt may be < nt*np */
936 –                for (i = hemi.nt*hemi.np, dp = div; i-- > 0; dp++) {
937 –                        arad += dp->r;
938 –                        if (dp->n > 1) {
939 –                                b = 1.0/dp->n;
940 –                                scalecolor(dp->v, b);
941 –                                dp->r *= b;
942 –                                dp->n = 1;
943 –                        }
944 –                        addcolor(acol, dp->v);
945 –                }
946 –                b = bright(acol);
947 –                if (b > FTINY) {
948 –                        b = 1.0/b;      /* compute & normalize gradient(s) */
949 –                        if (pg != NULL) {
950 –                                posgradient(pg, div, &hemi);
951 –                                for (i = 0; i < 3; i++)
952 –                                        pg[i] *= b;
953 –                        }
954 –                        if (dg != NULL) {
955 –                                dirgradient(dg, div, &hemi);
956 –                                for (i = 0; i < 3; i++)
957 –                                        dg[i] *= b;
958 –                        }
959 –                }
960 –                free((void *)div);
961 –        }
962 –        copycolor(rcol, acol);
963 –        if (arad <= FTINY)
964 –                arad = maxarad;
965 –        else
966 –                arad = (divcnt+hemi.ns)/arad;
967 –        if (pg != NULL) {               /* reduce radius if gradient large */
968 –                d = DOT(pg,pg);
969 –                if (d*arad*arad > 1.0)
970 –                        arad = 1.0/sqrt(d);
971 –        }
972 –        if (arad < minarad) {
973 –                arad = minarad;
974 –                if (pg != NULL && d*arad*arad > 1.0) {  /* cap gradient */
975 –                        d = 1.0/arad/sqrt(d);
976 –                        for (i = 0; i < 3; i++)
977 –                                pg[i] *= d;
978 –                }
979 –        }
980 –        if ((arad /= sqrt(wt)) > maxarad)
981 –                arad = maxarad;
982 –        return(arad);
983 – }
984 –
985 –
986 – void
987 – comperrs(                       /* compute initial error estimates */
988 –        AMBSAMP  *da,   /* assumes standard ordering */
989 –        AMBHEMI  *hp
990 – )
991 – {
992 –        double  b, b2;
993 –        int  i, j;
994 –        AMBSAMP  *dp;
995 –                                /* sum differences from neighbors */
996 –        dp = da;
997 –        for (i = 0; i < hp->nt; i++)
998 –                for (j = 0; j < hp->np; j++) {
999 – #ifdef  DEBUG
1000 –                        if (dp->t != i || dp->p != j)
1001 –                                error(CONSISTENCY,
1002 –                                        "division order in comperrs");
1003 – #endif
1004 –                        b = bright(dp[0].v);
1005 –                        if (i > 0) {            /* from above */
1006 –                                b2 = bright(dp[-hp->np].v) - b;
1007 –                                b2 *= b2 * 0.25;
1008 –                                dp[0].k += b2;
1009 –                                dp[-hp->np].k += b2;
1010 –                        }
1011 –                        if (j > 0) {            /* from behind */
1012 –                                b2 = bright(dp[-1].v) - b;
1013 –                                b2 *= b2 * 0.25;
1014 –                                dp[0].k += b2;
1015 –                                dp[-1].k += b2;
1016 –                        } else {                /* around */
1017 –                                b2 = bright(dp[hp->np-1].v) - b;
1018 –                                b2 *= b2 * 0.25;
1019 –                                dp[0].k += b2;
1020 –                                dp[hp->np-1].k += b2;
1021 –                        }
1022 –                        dp++;
1023 –                }
1024 –                                /* divide by number of neighbors */
1025 –        dp = da;
1026 –        for (j = 0; j < hp->np; j++)            /* top row */
1027 –                (dp++)->k *= 1.0/3.0;
1028 –        if (hp->nt < 2)
1029 –                return;
1030 –        for (i = 1; i < hp->nt-1; i++)          /* central region */
1031 –                for (j = 0; j < hp->np; j++)
1032 –                        (dp++)->k *= 0.25;
1033 –        for (j = 0; j < hp->np; j++)            /* bottom row */
1034 –                (dp++)->k *= 1.0/3.0;
1035 – }
1036 –
1037 –
1038 – void
1039 – posgradient(                                    /* compute position gradient */
1040 –        FVECT  gv,
1041 –        AMBSAMP  *da,                   /* assumes standard ordering */
1042 –        AMBHEMI  *hp
1043 – )
1044 – {
1045 –        int  i, j;
1046 –        double  nextsine, lastsine, b, d;
1047 –        double  mag0, mag1;
1048 –        double  phi, cosp, sinp, xd, yd;
1049 –        AMBSAMP  *dp;
1050 –
1051 –        xd = yd = 0.0;
1052 –        for (j = 0; j < hp->np; j++) {
1053 –                dp = da + j;
1054 –                mag0 = mag1 = 0.0;
1055 –                lastsine = 0.0;
1056 –                for (i = 0; i < hp->nt; i++) {
1057 – #ifdef  DEBUG
1058 –                        if (dp->t != i || dp->p != j)
1059 –                                error(CONSISTENCY,
1060 –                                        "division order in posgradient");
1061 – #endif
1062 –                        b = bright(dp->v);
1063 –                        if (i > 0) {
1064 –                                d = dp[-hp->np].r;
1065 –                                if (dp[0].r > d) d = dp[0].r;
1066 –                                                        /* sin(t)*cos(t)^2 */
1067 –                                d *= lastsine * (1.0 - (double)i/hp->nt);
1068 –                                mag0 += d*(b - bright(dp[-hp->np].v));
1069 –                        }
1070 –                        nextsine = sqrt((double)(i+1)/hp->nt);
1071 –                        if (j > 0) {
1072 –                                d = dp[-1].r;
1073 –                                if (dp[0].r > d) d = dp[0].r;
1074 –                                mag1 += d * (nextsine - lastsine) *
1075 –                                                (b - bright(dp[-1].v));
1076 –                        } else {
1077 –                                d = dp[hp->np-1].r;
1078 –                                if (dp[0].r > d) d = dp[0].r;
1079 –                                mag1 += d * (nextsine - lastsine) *
1080 –                                                (b - bright(dp[hp->np-1].v));
1081 –                        }
1082 –                        dp += hp->np;
1083 –                        lastsine = nextsine;
1084 –                }
1085 –                mag0 *= 2.0*PI / hp->np;
1086 –                phi = 2.0*PI * (double)j/hp->np;
1087 –                cosp = tcos(phi); sinp = tsin(phi);
1088 –                xd += mag0*cosp - mag1*sinp;
1089 –                yd += mag0*sinp + mag1*cosp;
1090 –        }
1091 –        for (i = 0; i < 3; i++)
1092 –                gv[i] = (xd*hp->ux[i] + yd*hp->uy[i])*(hp->nt*hp->np)/PI;
1093 – }
1094 –
1095 –
1096 – void
1097 – dirgradient(                                    /* compute direction gradient */
1098 –        FVECT  gv,
1099 –        AMBSAMP  *da,                   /* assumes standard ordering */
1100 –        AMBHEMI  *hp
1101 – )
1102 – {
1103 –        int  i, j;
1104 –        double  mag;
1105 –        double  phi, xd, yd;
1106 –        AMBSAMP  *dp;
1107 –
1108 –        xd = yd = 0.0;
1109 –        for (j = 0; j < hp->np; j++) {
1110 –                dp = da + j;
1111 –                mag = 0.0;
1112 –                for (i = 0; i < hp->nt; i++) {
1113 – #ifdef  DEBUG
1114 –                        if (dp->t != i || dp->p != j)
1115 –                                error(CONSISTENCY,
1116 –                                        "division order in dirgradient");
1117 – #endif
1118 –                                                        /* tan(t) */
1119 –                        mag += bright(dp->v)/sqrt(hp->nt/(i+.5) - 1.0);
1120 –                        dp += hp->np;
1121 –                }
1122 –                phi = 2.0*PI * (j+.5)/hp->np + PI/2.0;
1123 –                xd += mag * tcos(phi);
1124 –                yd += mag * tsin(phi);
1125 –        }
1126 –        for (i = 0; i < 3; i++)
1127 –                gv[i] = xd*hp->ux[i] + yd*hp->uy[i];
1128 – }
1129 –
1130 – #endif  /* ! NEWAMB */

Diff Legend

– Removed lines
+ Added lines
< Changed lines
> Changed lines