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 2.51 by greg, Wed May 7 20:20:24 2014 UTC vs.
Revision 2.96 by greg, Fri Nov 15 20:47:42 2024 UTC

# Line 21 | 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  
26 – extern void             SDsquare2disk(double ds[2], double seedx, double seedy);
27 –
28 –                                /* vertex direction bit positions */
29 – #define VDB_xy  0
30 – #define VDB_y   01
31 – #define VDB_x   02
32 – #define VDB_Xy  03
33 – #define VDB_xY  04
34 – #define VDB_X   05
35 – #define VDB_Y   06
36 – #define VDB_XY  07
37 –                                /* get opposite vertex direction bit */
38 – #define VDB_OPP(f)      (~(f) & 07)
39 –                                /* adjacent triangle vertex flags */
40 – static const int  adjacent_trifl[8] = {
41 –                        0,                      /* forbidden diagonal */
42 –                        1<<VDB_x|1<<VDB_y|1<<VDB_Xy,
43 –                        1<<VDB_y|1<<VDB_x|1<<VDB_xY,
44 –                        1<<VDB_y|1<<VDB_Xy|1<<VDB_X,
45 –                        1<<VDB_x|1<<VDB_xY|1<<VDB_Y,
46 –                        1<<VDB_Xy|1<<VDB_X|1<<VDB_Y,
47 –                        1<<VDB_xY|1<<VDB_Y|1<<VDB_X,
48 –                        0,                      /* forbidden diagonal */
49 –                };
50 –
28   typedef struct {
52 –        COLOR   v;              /* hemisphere sample value */
53 –        float   d;              /* reciprocal distance (1/rt) */
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 */
59 –        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 ambndx(h,i,j)   ((i)*(h)->ns + (j))
47 < #define ambsam(h,i,j)   (h)->sa[ambndx(h,i,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;
51          double  I1, I2;
71 –        int     valid;
52   } FFTRI;                /* vectors and coefficients for Hessian calculation */
53  
54  
75 – /* Get index for adjacent vertex */
55   static int
56 < adjacent_verti(AMBHEMI *hp, int i, int j, int dbit)
56 > ambcollision(                           /* proposed direciton collides? */
57 >        AMBHEMI *hp,
58 >        int     i,
59 >        int     j,
60 >        FVECT   dv
61 > )
62   {
63 <        int     i0 = i*hp->ns + j;
64 <
65 <        switch (dbit) {
66 <        case VDB_y:     return(i0 - hp->ns);
67 <        case VDB_x:     return(i0 - 1);
68 <        case VDB_Xy:    return(i0 - hp->ns + 1);
69 <        case VDB_xY:    return(i0 + hp->ns - 1);
70 <        case VDB_X:     return(i0 + 1);
71 <        case VDB_Y:     return(i0 + hp->ns);
72 <                                /* the following should never occur */
73 <        case VDB_xy:    return(i0 - hp->ns - 1);
74 <        case VDB_XY:    return(i0 + hp->ns + 1);
63 >        double  cos_thresh;
64 >        int     ii, jj;
65 >                                        /* min. spacing = 1/4th division */
66 >        cos_thresh = (PI/4.)/(double)hp->ns;
67 >        cos_thresh = 1. - .5*cos_thresh*cos_thresh;
68 >                                        /* check existing neighbors */
69 >        for (ii = i-1; ii <= i+1; ii++) {
70 >                if (ii < 0) continue;
71 >                if (ii >= hp->ns) break;
72 >                for (jj = j-1; jj <= j+1; jj++) {
73 >                        AMBSAMP *ap;
74 >                        FVECT   avec;
75 >                        double  dprod;
76 >                        if (jj < 0) continue;
77 >                        if (jj >= hp->ns) break;
78 >                        if ((ii==i) & (jj==j)) continue;
79 >                        ap = &ambsam(hp,ii,jj);
80 >                        if (ap->d <= .5/FHUGE)
81 >                                continue;       /* no one home */
82 >                        VSUB(avec, ap->p, hp->rp->rop);
83 >                        dprod = DOT(avec, dv);
84 >                        if (dprod >= cos_thresh*VLEN(avec))
85 >                                return(1);      /* collision */
86 >                }
87          }
88 <        return(-1);
88 >        return(0);                      /* nothing to worry about */
89   }
90  
91  
96 – /* Get vertex direction bit for the opposite edge to complete triangle */
92   static int
93 < vdb_edge(int db1, int db2)
94 < {
95 <        switch (db1) {
96 <        case VDB_x:     return(db2==VDB_y ? VDB_Xy : VDB_Y);
97 <        case VDB_y:     return(db2==VDB_x ? VDB_xY : VDB_X);
103 <        case VDB_X:     return(db2==VDB_Xy ? VDB_y : VDB_xY);
104 <        case VDB_Y:     return(db2==VDB_xY ? VDB_x : VDB_Xy);
105 <        case VDB_xY:    return(db2==VDB_x ? VDB_y : VDB_X);
106 <        case VDB_Xy:    return(db2==VDB_y ? VDB_x : VDB_Y);
107 <        }
108 <        error(INTERNAL, "forbidden diagonal in vdb_edge()");
109 <        return(-1);
110 < }
111 <
112 <
113 < static AMBHEMI *
114 < inithemi(                       /* initialize sampling hemisphere */
115 <        COLOR   ac,
116 <        RAY     *r,
117 <        double  wt
93 > ambsample(                              /* initial ambient division sample */
94 >        AMBHEMI *hp,
95 >        int     i,
96 >        int     j,
97 >        int     n
98   )
99   {
100 <        AMBHEMI *hp;
101 <        double  d;
122 <        int     n, i;
123 <                                        /* set number of divisions */
124 <        if (ambacc <= FTINY &&
125 <                        wt > (d = 0.8*intens(ac)*r->rweight/(ambdiv*minweight)))
126 <                wt = d;                 /* avoid ray termination */
127 <        n = sqrt(ambdiv * wt) + 0.5;
128 <        i = 1 + 5*(ambacc > FTINY);     /* minimum number of samples */
129 <        if (n < i)
130 <                n = i;
131 <                                        /* allocate sampling array */
132 <        hp = (AMBHEMI *)malloc(sizeof(AMBHEMI) + sizeof(AMBSAMP)*(n*n - 1));
133 <        if (hp == NULL)
134 <                return(NULL);
135 <        hp->rp = r;
136 <        hp->ns = n;
137 <                                        /* assign coefficient */
138 <        copycolor(hp->acoef, ac);
139 <        d = 1.0/(n*n);
140 <        scalecolor(hp->acoef, d);
141 <                                        /* make tangent plane axes */
142 <        hp->uy[0] = 0.5 - frandom();
143 <        hp->uy[1] = 0.5 - frandom();
144 <        hp->uy[2] = 0.5 - frandom();
145 <        for (i = 3; i--; )
146 <                if ((-0.6 < r->ron[i]) & (r->ron[i] < 0.6))
147 <                        break;
148 <        if (i < 0)
149 <                error(CONSISTENCY, "bad ray direction in inithemi");
150 <        hp->uy[i] = 1.0;
151 <        VCROSS(hp->ux, hp->uy, r->ron);
152 <        normalize(hp->ux);
153 <        VCROSS(hp->uy, r->ron, hp->ux);
154 <                                        /* we're ready to sample */
155 <        return(hp);
156 < }
157 <
158 <
159 < /* Sample ambient division and apply weighting coefficient */
160 < static int
161 < getambsamp(RAY *arp, AMBHEMI *hp, int i, int j, int n)
162 < {
100 >        AMBSAMP *ap = &ambsam(hp,i,j);
101 >        RAY     ar;
102          int     hlist[3], ii;
103 <        double  spt[2], zd;
103 >        double  ss[2];
104 >        RREAL   spt[2];
105 >        double  zd;
106 >                                        /* generate hemispherical sample */
107                                          /* ambient coefficient for weight */
108          if (ambacc > FTINY)
109 <                setcolor(arp->rcoef, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
109 >                setscolor(ar.rcoef, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
110          else
111 <                copycolor(arp->rcoef, hp->acoef);
112 <        if (rayorigin(arp, AMBIENT, hp->rp, arp->rcoef) < 0)
111 >                copyscolor(ar.rcoef, hp->acoef);
112 >        if (rayorigin(&ar, hp->atyp, hp->rp, ar.rcoef) < 0)
113                  return(0);
114          if (ambacc > FTINY) {
115 <                multcolor(arp->rcoef, hp->acoef);
116 <                scalecolor(arp->rcoef, 1./AVGREFL);
115 > #ifdef SSKIPOPT
116 >                ar.rsrc = -1;           /* protect cache from source opt. */
117 >                ar.scorr = 1.f;
118 > #endif
119 >                smultscolor(ar.rcoef, hp->acoef);
120 >                scalescolor(ar.rcoef, 1./AVGREFL);
121          }
122          hlist[0] = hp->rp->rno;
123 <        hlist[1] = j;
124 <        hlist[2] = i;
125 <        multisamp(spt, 2, urand(ilhash(hlist,3)+n));
126 <        if (!n) {                       /* avoid border samples for n==0 */
127 <                if ((spt[0] < 0.1) | (spt[0] >= 0.9))
182 <                        spt[0] = 0.1 + 0.8*frandom();
183 <                if ((spt[1] < 0.1) | (spt[1] >= 0.9))
184 <                        spt[1] = 0.1 + 0.8*frandom();
185 <        }
186 <        SDsquare2disk(spt, (j+spt[1])/hp->ns, (i+spt[0])/hp->ns);
123 >        hlist[1] = AI(hp,i,j);
124 >        hlist[2] = samplendx;
125 >        multisamp(ss, 2, urand(ilhash(hlist,3)+n));
126 > resample:
127 >        square2disk(spt, (j+ss[1])/hp->ns, (i+ss[0])/hp->ns);
128          zd = sqrt(1. - spt[0]*spt[0] - spt[1]*spt[1]);
129          for (ii = 3; ii--; )
130 <                arp->rdir[ii] = spt[0]*hp->ux[ii] +
130 >                ar.rdir[ii] =   spt[0]*hp->ux[ii] +
131                                  spt[1]*hp->uy[ii] +
132 <                                zd*hp->rp->ron[ii];
133 <        checknorm(arp->rdir);
134 <        dimlist[ndims++] = ambndx(hp,i,j) + 90171;
135 <        rayvalue(arp);                  /* evaluate ray */
136 <        ndims--;                        /* apply coefficient */
137 <        multcolor(arp->rcol, arp->rcoef);
132 >                                zd*hp->onrm[ii];
133 >        checknorm(ar.rdir);
134 >                                        /* avoid coincident samples */
135 >        if (!n && hp->ns >= 4 && ambcollision(hp, i, j, ar.rdir)) {
136 >                ss[0] = frandom(); ss[1] = frandom();
137 >                goto resample;          /* reject this sample */
138 >        }
139 >        dimlist[ndims++] = AI(hp,i,j) + 90171;
140 >        rayvalue(&ar);                  /* evaluate ray */
141 >        ndims--;
142 >        zd = raydistance(&ar);
143 >        if (zd <= FTINY)
144 >                return(0);              /* should never happen */
145 >        smultscolor(ar.rcol, ar.rcoef); /* apply coefficient */
146 >        if (zd*ap->d < 1.0)             /* new/closer distance? */
147 >                ap->d = 1.0/zd;
148 >        if (!n) {                       /* record first vertex & value */
149 >                if (zd > 10.0*thescene.cusize + 1000.)
150 >                        zd = 10.0*thescene.cusize + 1000.;
151 >                VSUM(ap->p, ar.rorg, ar.rdir, zd);
152 >                copyscolor(ap->v, ar.rcol);
153 >        } else {                        /* else update recorded value */
154 >                sopscolor(hp->acol, -=, ap->v);
155 >                zd = 1.0/(double)(n+1);
156 >                scalescolor(ar.rcol, zd);
157 >                zd *= (double)n;
158 >                scalescolor(ap->v, zd);
159 >                saddscolor(ap->v, ar.rcol);
160 >        }
161 >        saddscolor(hp->acol, ap->v);    /* add to our sum */
162          return(1);
163   }
164  
165  
166 < static AMBSAMP *
202 < ambsample(                              /* initial ambient division sample */
203 <        AMBHEMI *hp,
204 <        int     i,
205 <        int     j
206 < )
207 < {
208 <        AMBSAMP *ap = &ambsam(hp,i,j);
209 <        RAY     ar;
210 <                                        /* generate hemispherical sample */
211 <        if (!getambsamp(&ar, hp, i, j, 0) || ar.rt <= FTINY) {
212 <                memset(ap, 0, sizeof(AMBSAMP));
213 <                return(NULL);
214 <        }
215 <        ap->d = 1.0/ar.rt;              /* limit vertex distance */
216 <        if (ar.rt > 10.0*thescene.cusize)
217 <                ar.rt = 10.0*thescene.cusize;
218 <        VSUM(ap->p, ar.rorg, ar.rdir, ar.rt);
219 <        copycolor(ap->v, ar.rcol);
220 <        return(ap);
221 < }
222 <
223 <
224 < /* Estimate errors based on ambient division differences */
166 > /* Estimate variance based on ambient division differences */
167   static float *
168   getambdiffs(AMBHEMI *hp)
169   {
170 <        float   *earr = (float *)calloc(hp->ns*hp->ns, sizeof(float));
170 >        const double    normf = 1./(pbright(hp->acoef) + FTINY);
171 >        float   *earr = (float *)calloc(2*hp->ns*hp->ns, sizeof(float));
172          float   *ep;
173          AMBSAMP *ap;
174 <        double  b, d2;
174 >        double  b, b1, d2;
175          int     i, j;
176  
177          if (earr == NULL)               /* out of memory? */
178                  return(NULL);
179 <                                        /* compute squared neighbor diffs */
180 <        for (ap = hp->sa, ep = earr, i = 0; i < hp->ns; i++)
179 >                                        /* sum squared neighbor diffs */
180 >        ap = hp->sa;
181 >        ep = earr + hp->ns*hp->ns;      /* original estimates to scratch */
182 >        for (i = 0; i < hp->ns; i++)
183              for (j = 0; j < hp->ns; j++, ap++, ep++) {
184 <                b = bright(ap[0].v);
184 >                b = pbright(ap[0].v);
185                  if (i) {                /* from above */
186 <                        d2 = b - bright(ap[-hp->ns].v);
187 <                        d2 *= d2;
186 >                        b1 = pbright(ap[-hp->ns].v);
187 >                        d2 = b - b1;
188 >                        d2 *= d2*normf/(b + b1 + FTINY);
189                          ep[0] += d2;
190                          ep[-hp->ns] += d2;
191                  }
192 <                if (j) {                /* from behind */
193 <                        d2 = b - bright(ap[-1].v);
194 <                        d2 *= d2;
195 <                        ep[0] += d2;
196 <                        ep[-1] += d2;
197 <                }
192 >                if (!j) continue;
193 >                                        /* from behind */
194 >                b1 = pbright(ap[-1].v);
195 >                d2 = b - b1;
196 >                d2 *= d2*normf/(b + b1 + FTINY);
197 >                ep[0] += d2;
198 >                ep[-1] += d2;
199 >                if (!i) continue;
200 >                                        /* diagonal */
201 >                b1 = pbright(ap[-hp->ns-1].v);
202 >                d2 = b - b1;
203 >                d2 *= d2*normf/(b + b1 + FTINY);
204 >                ep[0] += d2;
205 >                ep[-hp->ns-1] += d2;
206              }
207                                          /* correct for number of neighbors */
208 <        earr[0] *= 2.f;
209 <        earr[hp->ns-1] *= 2.f;
210 <        earr[(hp->ns-1)*hp->ns] *= 2.f;
211 <        earr[(hp->ns-1)*hp->ns + hp->ns-1] *= 2.f;
208 >        ep = earr + hp->ns*hp->ns;
209 >        ep[0] *= 6./3.;
210 >        ep[hp->ns-1] *= 6./3.;
211 >        ep[(hp->ns-1)*hp->ns] *= 6./3.;
212 >        ep[(hp->ns-1)*hp->ns + hp->ns-1] *= 6./3.;
213          for (i = 1; i < hp->ns-1; i++) {
214 <                earr[i*hp->ns] *= 4./3.;
215 <                earr[i*hp->ns + hp->ns-1] *= 4./3.;
214 >                ep[i*hp->ns] *= 6./5.;
215 >                ep[i*hp->ns + hp->ns-1] *= 6./5.;
216          }
217          for (j = 1; j < hp->ns-1; j++) {
218 <                earr[j] *= 4./3.;
219 <                earr[(hp->ns-1)*hp->ns + j] *= 4./3.;
218 >                ep[j] *= 6./5.;
219 >                ep[(hp->ns-1)*hp->ns + j] *= 6./5.;
220          }
221 +                                        /* blur final map to reduce bias */
222 +        for (i = 0; i < hp->ns-1; i++) {
223 +            float  *ep2;
224 +            ep = earr + i*hp->ns;
225 +            ep2 = ep + hp->ns*hp->ns;
226 +            for (j = 0; j < hp->ns-1; j++, ep++, ep2++) {
227 +                ep[0] += .5*ep2[0] + .125*(ep2[1] + ep2[hp->ns]);
228 +                ep[1] += .125*ep2[0];
229 +                ep[hp->ns] += .125*ep2[0];
230 +            }
231 +        }
232          return(earr);
233   }
234  
235  
236   /* Perform super-sampling on hemisphere (introduces bias) */
237   static void
238 < ambsupersamp(double acol[3], AMBHEMI *hp, int cnt)
238 > ambsupersamp(AMBHEMI *hp, int cnt)
239   {
240          float   *earr = getambdiffs(hp);
241 <        double  e2sum = 0.0;
276 <        AMBSAMP *ap;
277 <        RAY     ar;
278 <        double  asum[3];
241 >        double  e2rem = 0;
242          float   *ep;
243 <        int     i, j, n;
243 >        int     i, j, n, nss;
244  
245          if (earr == NULL)               /* just skip calc. if no memory */
246                  return;
247 <                                        /* add up estimated variances */
248 <        for (ep = earr + hp->ns*hp->ns; ep-- > earr; )
249 <                e2sum += *ep;
247 >                                        /* accumulate estimated variances */
248 >        for (ep = earr + hp->ns*hp->ns; ep > earr; )
249 >                e2rem += *--ep;
250          ep = earr;                      /* perform super-sampling */
251 <        for (ap = hp->sa, i = 0; i < hp->ns; i++)
252 <            for (j = 0; j < hp->ns; j++, ap++) {
253 <                int     nss = *ep/e2sum*cnt + frandom();
254 <                asum[0] = asum[1] = asum[2] = 0.0;
255 <                for (n = 1; n <= nss; n++) {
256 <                        if (!getambsamp(&ar, hp, i, j, n)) {
257 <                                nss = n-1;
258 <                                break;
296 <                        }
297 <                        addcolor(asum, ar.rcol);
298 <                }
299 <                if (nss) {              /* update returned ambient value */
300 <                        const double    ssf = 1./(nss + 1);
301 <                        for (n = 3; n--; )
302 <                                acol[n] += ssf*asum[n] +
303 <                                                (ssf - 1.)*colval(ap->v,n);
304 <                }
305 <                e2sum -= *ep++;         /* update remainders */
306 <                cnt -= nss;
251 >        for (i = 0; i < hp->ns; i++)
252 >            for (j = 0; j < hp->ns; j++) {
253 >                if (e2rem <= FTINY)
254 >                        goto done;      /* nothing left to do */
255 >                nss = *ep/e2rem*cnt + frandom();
256 >                for (n = 1; n <= nss && ambsample(hp,i,j,n); n++)
257 >                        if (!--cnt) goto done;
258 >                e2rem -= *ep++;         /* update remainder */
259          }
260 + done:
261          free(earr);
262   }
263  
264  
265 < /* Compute vertex flags, indicating farthest in each direction */
266 < static uby8 *
267 < vertex_flags(AMBHEMI *hp)
265 > static AMBHEMI *
266 > samp_hemi(                              /* sample indirect hemisphere */
267 >        SCOLOR  rcol,
268 >        RAY     *r,
269 >        double  wt
270 > )
271   {
272 <        uby8    *vflags = (uby8 *)calloc(hp->ns*hp->ns, sizeof(uby8));
273 <        uby8    *vf;
274 <        AMBSAMP *ap;
275 <        int     i, j;
272 >        int     backside = (wt < 0);
273 >        AMBHEMI *hp;
274 >        double  d;
275 >        int     n, i, j;
276 >                                        /* insignificance check */
277 >        d = sintens(rcol);
278 >        if (d <= FTINY)
279 >                return(NULL);
280 >                                        /* set number of divisions */
281 >        if (backside) wt = -wt;
282 >        if (ambacc <= FTINY &&
283 >                        wt > (d *= 0.8*r->rweight/(ambdiv*minweight + 1e-20)))
284 >                wt = d;                 /* avoid ray termination */
285 >        n = sqrt(ambdiv * wt) + 0.5;
286 >        i = 1 + (MINADIV-1)*(ambacc > FTINY);
287 >        if (n < i)                      /* use minimum number of samples? */
288 >                n = i;
289 >                                        /* allocate sampling array */
290 >        hp = (AMBHEMI *)malloc(sizeof(AMBHEMI) + sizeof(AMBSAMP)*(n*n - 1));
291 >        if (hp == NULL)
292 >                error(SYSTEM, "out of memory in samp_hemi");
293  
294 <        if (vflags == NULL)
295 <                error(SYSTEM, "out of memory in vertex_flags()");
296 <        vf = vflags;
297 <        ap = hp->sa;            /* compute farthest along first row */
298 <        for (j = 0; j < hp->ns-1; j++, vf++, ap++)
299 <                if (ap[0].d <= ap[1].d)
300 <                        vf[0] |= 1<<VDB_X;
301 <                else
329 <                        vf[1] |= 1<<VDB_x;
330 <        ++vf; ++ap;
331 <                                /* flag subsequent rows */
332 <        for (i = 1; i < hp->ns; i++) {
333 <            for (j = 0; j < hp->ns-1; j++, vf++, ap++) {
334 <                if (ap[0].d <= ap[-hp->ns].d)   /* row before */
335 <                        vf[0] |= 1<<VDB_y;
336 <                else
337 <                        vf[-hp->ns] |= 1<<VDB_Y;
338 <                if (ap[0].d <= ap[1-hp->ns].d)  /* diagonal we care about */
339 <                        vf[0] |= 1<<VDB_Xy;
340 <                else
341 <                        vf[1-hp->ns] |= 1<<VDB_xY;
342 <                if (ap[0].d <= ap[1].d)         /* column after */
343 <                        vf[0] |= 1<<VDB_X;
344 <                else
345 <                        vf[1] |= 1<<VDB_x;
346 <            }
347 <            if (ap[0].d <= ap[-hp->ns].d)       /* final column edge */
348 <                vf[0] |= 1<<VDB_y;
349 <            else
350 <                vf[-hp->ns] |= 1<<VDB_Y;
351 <            ++vf; ++ap;
294 >        if (backside) {
295 >                hp->atyp = TAMBIENT;
296 >                hp->onrm[0] = -r->ron[0];
297 >                hp->onrm[1] = -r->ron[1];
298 >                hp->onrm[2] = -r->ron[2];
299 >        } else {
300 >                hp->atyp = RAMBIENT;
301 >                VCOPY(hp->onrm, r->ron);
302          }
303 <        return(vflags);
303 >        hp->rp = r;
304 >        hp->ns = n;
305 >        scolorblack(hp->acol);
306 >        memset(hp->sa, 0, sizeof(AMBSAMP)*n*n);
307 >        hp->sampOK = 0;
308 >                                        /* assign coefficient */
309 >        copyscolor(hp->acoef, rcol);
310 >        d = 1.0/(n*n);
311 >        scalescolor(hp->acoef, d);
312 >                                        /* make tangent plane axes */
313 >        if (!getperpendicular(hp->ux, hp->onrm, 1))
314 >                error(CONSISTENCY, "bad ray direction in samp_hemi");
315 >        VCROSS(hp->uy, hp->onrm, hp->ux);
316 >                                        /* sample divisions */
317 >        for (i = hp->ns; i--; )
318 >            for (j = hp->ns; j--; )
319 >                hp->sampOK += ambsample(hp, i, j, 0);
320 >        copyscolor(rcol, hp->acol);
321 >        if (!hp->sampOK) {              /* utter failure? */
322 >                free(hp);
323 >                return(NULL);
324 >        }
325 >        if (hp->sampOK < hp->ns*hp->ns) {
326 >                hp->sampOK *= -1;       /* soft failure */
327 >                return(hp);
328 >        }
329 >        if (hp->sampOK <= MINADIV*MINADIV)
330 >                return(hp);             /* don't bother super-sampling */
331 >        n = ambssamp*wt + 0.5;
332 >        if (n >= 4*hp->ns) {            /* perform super-sampling? */
333 >                ambsupersamp(hp, n);
334 >                copyscolor(rcol, hp->acol);
335 >        }
336 >        return(hp);                     /* all is well */
337   }
338  
339  
340   /* Return brightness of farthest ambient sample */
341   static double
342 < back_ambval(AMBHEMI *hp, int i, int j, int dbit1, int dbit2, const uby8 *vflags)
342 > back_ambval(AMBHEMI *hp, const int n1, const int n2, const int n3)
343   {
344 <        const int       v0 = ambndx(hp,i,j);
345 <        const int       tflags = (1<<dbit1 | 1<<dbit2);
346 <        int             v1, v2;
347 <
348 <        if ((vflags[v0] & tflags) == tflags)    /* is v0 the farthest? */
349 <                return(colval(hp->sa[v0].v,CIEY));
350 <        v1 = adjacent_verti(hp, i, j, dbit1);
351 <        if (vflags[v0] & 1<<dbit2)              /* v1 farthest if v0>v2 */
369 <                return(colval(hp->sa[v1].v,CIEY));
370 <        v2 = adjacent_verti(hp, i, j, dbit2);
371 <        if (vflags[v0] & 1<<dbit1)              /* v2 farthest if v0>v1 */
372 <                return(colval(hp->sa[v2].v,CIEY));
373 <                                                /* else check if v1>v2 */
374 <        if (vflags[v1] & 1<<vdb_edge(dbit1,dbit2))
375 <                return(colval(hp->sa[v1].v,CIEY));
376 <        return(colval(hp->sa[v2].v,CIEY));
344 >        if (hp->sa[n1].d <= hp->sa[n2].d) {
345 >                if (hp->sa[n1].d <= hp->sa[n3].d)
346 >                        return(hp->sa[n1].v[0]);
347 >                return(hp->sa[n3].v[0]);
348 >        }
349 >        if (hp->sa[n2].d <= hp->sa[n3].d)
350 >                return(hp->sa[n2].v[0]);
351 >        return(hp->sa[n3].v[0]);
352   }
353  
354  
355   /* Compute vectors and coefficients for Hessian/gradient calcs */
356   static void
357 < comp_fftri(FFTRI *ftp, AMBHEMI *hp, int i, int j, int dbit, const uby8 *vflags)
357 > comp_fftri(FFTRI *ftp, AMBHEMI *hp, const int n0, const int n1)
358   {
359 <        const int       i0 = ambndx(hp,i,j);
360 <        double          rdot_cp, dot_e, dot_er, rdot_r, rdot_r1, J2;
386 <        int             i1, ii;
359 >        double  rdot_cp, dot_e, dot_er, rdot_r, rdot_r1, J2;
360 >        int     ii;
361  
362 <        ftp->valid = 0;                 /* check if we can skip this edge */
363 <        ii = adjacent_trifl[dbit];
364 <        if ((vflags[i0] & ii) == ii)    /* cancels if vertex used as value */
391 <                return;
392 <        i1 = adjacent_verti(hp, i, j, dbit);
393 <        ii = adjacent_trifl[VDB_OPP(dbit)];
394 <        if ((vflags[i1] & ii) == ii)    /* on either end (for both triangles) */
395 <                return;
396 <                                        /* else go ahead with calculation */
397 <        VSUB(ftp->r_i, hp->sa[i0].p, hp->rp->rop);
398 <        VSUB(ftp->r_i1, hp->sa[i1].p, hp->rp->rop);
399 <        VSUB(ftp->e_i, hp->sa[i1].p, hp->sa[i0].p);
362 >        VSUB(ftp->r_i, hp->sa[n0].p, hp->rp->rop);
363 >        VSUB(ftp->r_i1, hp->sa[n1].p, hp->rp->rop);
364 >        VSUB(ftp->e_i, hp->sa[n1].p, hp->sa[n0].p);
365          VCROSS(ftp->rcp, ftp->r_i, ftp->r_i1);
366          rdot_cp = 1.0/DOT(ftp->rcp,ftp->rcp);
367          dot_e = DOT(ftp->e_i,ftp->e_i);
# Line 410 | Line 375 | comp_fftri(FFTRI *ftp, AMBHEMI *hp, int i, int j, int
375          J2 =  ( 0.5*(rdot_r - rdot_r1) - dot_er*ftp->I2 ) / dot_e;
376          for (ii = 3; ii--; )
377                  ftp->rI2_eJ2[ii] = ftp->I2*ftp->r_i[ii] + J2*ftp->e_i[ii];
413 –        ftp->valid++;
378   }
379  
380  
# Line 436 | Line 400 | comp_hessian(FVECT hess[3], FFTRI *ftp, FVECT nrm)
400          double  d1, d2, d3, d4;
401          double  I3, J3, K3;
402          int     i, j;
439 –
440 –        if (!ftp->valid) {              /* preemptive test */
441 –                memset(hess, 0, sizeof(FVECT)*3);
442 –                return;
443 –        }
403                                          /* compute intermediate coefficients */
404          d1 = 1.0/DOT(ftp->r_i,ftp->r_i);
405          d2 = 1.0/DOT(ftp->r_i1,ftp->r_i1);
# Line 504 | Line 463 | comp_gradient(FVECT grad, FFTRI *ftp, FVECT nrm)
463          double  f1;
464          int     i;
465  
507 –        if (!ftp->valid) {              /* preemptive test */
508 –                memset(grad, 0, sizeof(FVECT));
509 –                return;
510 –        }
466          f1 = 2.0*DOT(nrm, ftp->rcp);
467          VCROSS(ncp, nrm, ftp->e_i);
468          for (i = 3; i--; )
# Line 537 | Line 492 | add2gradient(FVECT grad, FVECT egrad1, FVECT egrad2, F
492  
493  
494   /* Compute anisotropic radii and eigenvector directions */
495 < static int
495 > static void
496   eigenvectors(FVECT uv[2], float ra[2], FVECT hessian[3])
497   {
498          double  hess2[2][2];
# Line 559 | Line 514 | eigenvectors(FVECT uv[2], float ra[2], FVECT hessian[3
514          if (i == 1)                     /* double-root (circle) */
515                  evalue[1] = evalue[0];
516          if (!i || ((evalue[0] = fabs(evalue[0])) <= FTINY*FTINY) |
517 <                        ((evalue[1] = fabs(evalue[1])) <= FTINY*FTINY) )
518 <                error(INTERNAL, "bad eigenvalue calculation");
519 <
517 >                        ((evalue[1] = fabs(evalue[1])) <= FTINY*FTINY) ) {
518 >                ra[0] = ra[1] = maxarad;
519 >                return;
520 >        }
521          if (evalue[0] > evalue[1]) {
522                  ra[0] = sqrt(sqrt(4.0/evalue[0]));
523                  ra[1] = sqrt(sqrt(4.0/evalue[1]));
# Line 596 | Line 552 | ambHessian(                            /* anisotropic radii & pos. gradient */
552          static char     memerrmsg[] = "out of memory in ambHessian()";
553          FVECT           (*hessrow)[3] = NULL;
554          FVECT           *gradrow = NULL;
599 –        uby8            *vflags;
555          FVECT           hessian[3];
556          FVECT           gradient;
557          FFTRI           fftr;
# Line 618 | Line 573 | ambHessian(                            /* anisotropic radii & pos. gradient */
573                          error(SYSTEM, memerrmsg);
574                  memset(gradient, 0, sizeof(gradient));
575          }
621 –                                        /* get vertex position flags */
622 –        vflags = vertex_flags(hp);
576                                          /* compute first row of edges */
577          for (j = 0; j < hp->ns-1; j++) {
578 <                comp_fftri(&fftr, hp, 0, j, VDB_X, vflags);
578 >                comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,0,j), AI(hp,0,j+1));
579                  if (hessrow != NULL)
580 <                        comp_hessian(hessrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
580 >                        comp_hessian(hessrow[j], &fftr, hp->onrm);
581                  if (gradrow != NULL)
582 <                        comp_gradient(gradrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
582 >                        comp_gradient(gradrow[j], &fftr, hp->onrm);
583          }
584                                          /* sum each row of triangles */
585          for (i = 0; i < hp->ns-1; i++) {
586              FVECT       hesscol[3];     /* compute first vertical edge */
587              FVECT       gradcol;
588 <            comp_fftri(&fftr, hp, i, 0, VDB_Y, vflags);
588 >            comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i,0), AI(hp,i+1,0));
589              if (hessrow != NULL)
590 <                comp_hessian(hesscol, &fftr, hp->rp->ron);
590 >                comp_hessian(hesscol, &fftr, hp->onrm);
591              if (gradrow != NULL)
592 <                comp_gradient(gradcol, &fftr, hp->rp->ron);
592 >                comp_gradient(gradcol, &fftr, hp->onrm);
593              for (j = 0; j < hp->ns-1; j++) {
594                  FVECT   hessdia[3];     /* compute triangle contributions */
595                  FVECT   graddia;
596                  double  backg;
597 <                backg = back_ambval(hp, i, j, VDB_X, VDB_Y, vflags);
597 >                backg = back_ambval(hp, AI(hp,i,j),
598 >                                        AI(hp,i,j+1), AI(hp,i+1,j));
599                                          /* diagonal (inner) edge */
600 <                comp_fftri(&fftr, hp, i, j+1, VDB_xY, vflags);
600 >                comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i,j+1), AI(hp,i+1,j));
601                  if (hessrow != NULL) {
602 <                    comp_hessian(hessdia, &fftr, hp->rp->ron);
602 >                    comp_hessian(hessdia, &fftr, hp->onrm);
603                      rev_hessian(hesscol);
604                      add2hessian(hessian, hessrow[j], hessdia, hesscol, backg);
605                  }
606                  if (gradrow != NULL) {
607 <                    comp_gradient(graddia, &fftr, hp->rp->ron);
607 >                    comp_gradient(graddia, &fftr, hp->onrm);
608                      rev_gradient(gradcol);
609                      add2gradient(gradient, gradrow[j], graddia, gradcol, backg);
610                  }
611                                          /* initialize edge in next row */
612 <                comp_fftri(&fftr, hp, i+1, j+1, VDB_x, vflags);
612 >                comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i+1,j+1), AI(hp,i+1,j));
613                  if (hessrow != NULL)
614 <                    comp_hessian(hessrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
614 >                    comp_hessian(hessrow[j], &fftr, hp->onrm);
615                  if (gradrow != NULL)
616 <                    comp_gradient(gradrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
616 >                    comp_gradient(gradrow[j], &fftr, hp->onrm);
617                                          /* new column edge & paired triangle */
618 <                backg = back_ambval(hp, i+1, j+1, VDB_x, VDB_y, vflags);
619 <                comp_fftri(&fftr, hp, i, j+1, VDB_Y, vflags);
618 >                backg = back_ambval(hp, AI(hp,i+1,j+1),
619 >                                        AI(hp,i+1,j), AI(hp,i,j+1));
620 >                comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i,j+1), AI(hp,i+1,j+1));
621                  if (hessrow != NULL) {
622 <                    comp_hessian(hesscol, &fftr, hp->rp->ron);
622 >                    comp_hessian(hesscol, &fftr, hp->onrm);
623                      rev_hessian(hessdia);
624                      add2hessian(hessian, hessrow[j], hessdia, hesscol, backg);
625                      if (i < hp->ns-2)
626                          rev_hessian(hessrow[j]);
627                  }
628                  if (gradrow != NULL) {
629 <                    comp_gradient(gradcol, &fftr, hp->rp->ron);
629 >                    comp_gradient(gradcol, &fftr, hp->onrm);
630                      rev_gradient(graddia);
631                      add2gradient(gradient, gradrow[j], graddia, gradcol, backg);
632                      if (i < hp->ns-2)
# Line 682 | Line 637 | ambHessian(                            /* anisotropic radii & pos. gradient */
637                                          /* release row buffers */
638          if (hessrow != NULL) free(hessrow);
639          if (gradrow != NULL) free(gradrow);
685 –        free(vflags);
640          
641          if (ra != NULL)                 /* extract eigenvectors & radii */
642                  eigenvectors(uv, ra, hessian);
# Line 708 | Line 662 | ambdirgrad(AMBHEMI *hp, FVECT uv[2], float dg[2])
662                                          /* use vector for azimuth + 90deg */
663                  VSUB(vd, ap->p, hp->rp->rop);
664                                          /* brightness over cosine factor */
665 <                gfact = colval(ap->v,CIEY) / DOT(hp->rp->ron, vd);
665 >                gfact = ap->v[0] / DOT(hp->onrm, vd);
666                                          /* sine = proj_radius/vd_length */
667                  dgsum[0] -= DOT(uv[1], vd) * gfact;
668                  dgsum[1] += DOT(uv[0], vd) * gfact;
# Line 723 | Line 677 | static uint32
677   ambcorral(AMBHEMI *hp, FVECT uv[2], const double r0, const double r1)
678   {
679          const double    max_d = 1.0/(minarad*ambacc + 0.001);
680 <        const double    ang_res = 0.5*PI/(hp->ns-1);
681 <        const double    ang_step = ang_res/((int)(16/PI*ang_res) + (1+FTINY));
680 >        const double    ang_res = 0.5*PI/hp->ns;
681 >        const double    ang_step = ang_res/((int)(16/PI*ang_res) + 1.01);
682          double          avg_d = 0;
683          uint32          flgs = 0;
684 +        FVECT           vec;
685 +        double          u, v;
686 +        double          ang, a1;
687          int             i, j;
688 <                                        /* check distances above us */
688 >                                        /* don't bother for a few samples */
689 >        if (hp->ns < 8)
690 >                return(0);
691 >                                        /* check distances overhead */
692          for (i = hp->ns*3/4; i-- > hp->ns>>2; )
693              for (j = hp->ns*3/4; j-- > hp->ns>>2; )
694                  avg_d += ambsam(hp,i,j).d;
695          avg_d *= 4.0/(hp->ns*hp->ns);
696 <        if (avg_d >= max_d)             /* too close to corral? */
696 >        if (avg_d*r0 >= 1.0)            /* ceiling too low for corral? */
697                  return(0);
698 +        if (avg_d >= max_d)             /* insurance */
699 +                return(0);
700                                          /* else circle around perimeter */
701          for (i = 0; i < hp->ns; i++)
702              for (j = 0; j < hp->ns; j += !i|(i==hp->ns-1) ? 1 : hp->ns-1) {
703                  AMBSAMP *ap = &ambsam(hp,i,j);
742 –                FVECT   vec;
743 –                double  u, v;
744 –                double  ang, a1;
745 –                int     abp;
704                  if ((ap->d <= FTINY) | (ap->d >= max_d))
705                          continue;       /* too far or too near */
706                  VSUB(vec, ap->p, hp->rp->rop);
707 <                u = DOT(vec, uv[0]) * ap->d;
708 <                v = DOT(vec, uv[1]) * ap->d;
709 <                if ((r0*r0*u*u + r1*r1*v*v) * ap->d*ap->d <= 1.0)
707 >                u = DOT(vec, uv[0]);
708 >                v = DOT(vec, uv[1]);
709 >                if ((r0*r0*u*u + r1*r1*v*v) * ap->d*ap->d <= u*u + v*v)
710                          continue;       /* occluder outside ellipse */
711                  ang = atan2a(v, u);     /* else set direction flags */
712 <                for (a1 = ang-.5*ang_res; a1 <= ang+.5*ang_res; a1 += ang_step)
712 >                for (a1 = ang-ang_res; a1 <= ang+ang_res; a1 += ang_step)
713                          flgs |= 1L<<(int)(16/PI*(a1 + 2.*PI*(a1 < 0)));
714              }
715          return(flgs);
# Line 760 | Line 718 | ambcorral(AMBHEMI *hp, FVECT uv[2], const double r0, c
718  
719   int
720   doambient(                              /* compute ambient component */
721 <        COLOR   rcol,                   /* input/output color */
721 >        SCOLOR  rcol,                   /* input/output color */
722          RAY     *r,
723 <        double  wt,
723 >        double  wt,                     /* negative for back side */
724          FVECT   uv[2],                  /* returned (optional) */
725          float   ra[2],                  /* returned (optional) */
726          float   pg[2],                  /* returned (optional) */
# Line 770 | Line 728 | doambient(                             /* compute ambient component */
728          uint32  *crlp                   /* returned (optional) */
729   )
730   {
731 <        AMBHEMI *hp = inithemi(rcol, r, wt);
774 <        int     cnt;
731 >        AMBHEMI *hp = samp_hemi(rcol, r, wt);
732          FVECT   my_uv[2];
733 <        double  d, K, acol[3];
733 >        double  d, K;
734          AMBSAMP *ap;
735 <        int     i, j;
736 <                                        /* check/initialize */
780 <        if (hp == NULL)
781 <                return(0);
735 >        int     i;
736 >                                        /* clear return values */
737          if (uv != NULL)
738                  memset(uv, 0, sizeof(FVECT)*2);
739          if (ra != NULL)
# Line 789 | Line 744 | doambient(                             /* compute ambient component */
744                  dg[0] = dg[1] = 0.0;
745          if (crlp != NULL)
746                  *crlp = 0;
747 <                                        /* sample the hemisphere */
748 <        acol[0] = acol[1] = acol[2] = 0.0;
749 <        cnt = 0;
750 <        for (i = hp->ns; i--; )
751 <                for (j = hp->ns; j--; )
752 <                        if ((ap = ambsample(hp, i, j)) != NULL) {
753 <                                addcolor(acol, ap->v);
799 <                                ++cnt;
800 <                        }
801 <        if (!cnt) {
802 <                setcolor(rcol, 0.0, 0.0, 0.0);
803 <                free(hp);
804 <                return(0);              /* no valid samples */
747 >        if (hp == NULL)                 /* sampling falure? */
748 >                return(0);
749 >
750 >        if ((ra == NULL) & (pg == NULL) & (dg == NULL) ||
751 >                        (hp->sampOK < 0) | (hp->ns < MINADIV)) {
752 >                free(hp);               /* Hessian not requested/possible */
753 >                return(-1);             /* value-only return value */
754          }
755 <        if (cnt < hp->ns*hp->ns) {      /* incomplete sampling? */
756 <                copycolor(rcol, acol);
808 <                free(hp);
809 <                return(-1);             /* return value w/o Hessian */
810 <        }
811 <        cnt = ambssamp*wt + 0.5;        /* perform super-sampling? */
812 <        if (cnt > 8)
813 <                ambsupersamp(acol, hp, cnt);
814 <        copycolor(rcol, acol);          /* final indirect irradiance/PI */
815 <        if ((ra == NULL) & (pg == NULL) & (dg == NULL)) {
816 <                free(hp);
817 <                return(-1);             /* no radius or gradient calc. */
818 <        }
819 <        if ((d = bright(acol)) > FTINY) {       /* normalize Y values */
820 <                d = 0.99*(hp->ns*hp->ns)/d;
755 >        if ((d = scolor_mean(rcol)) > FTINY) {
756 >                d = 0.99*(hp->ns*hp->ns)/d;     /* normalize avg. values */
757                  K = 0.01;
758          } else {                        /* or fall back on geometric Hessian */
759                  K = 1.0;
760                  pg = NULL;
761                  dg = NULL;
762 +                crlp = NULL;
763          }
764 <        ap = hp->sa;                    /* relative Y channel from here on... */
764 >        ap = hp->sa;                    /* single channel from here on... */
765          for (i = hp->ns*hp->ns; i--; ap++)
766 <                colval(ap->v,CIEY) = bright(ap->v)*d + K;
766 >                ap->v[0] = scolor_mean(ap->v)*d + K;
767  
768          if (uv == NULL)                 /* make sure we have axis pointers */
769                  uv = my_uv;
# Line 850 | Line 787 | doambient(                             /* compute ambient component */
787                          if (ra[1] < minarad)
788                                  ra[1] = minarad;
789                  }
790 <                ra[0] *= d = 1.0/sqrt(sqrt(wt));
790 >                ra[0] *= d = 1.0/sqrt(fabs(wt));
791                  if ((ra[1] *= d) > 2.0*ra[0])
792                          ra[1] = 2.0*ra[0];
793                  if (ra[1] > maxarad) {
# Line 858 | Line 795 | doambient(                             /* compute ambient component */
795                          if (ra[0] > maxarad)
796                                  ra[0] = maxarad;
797                  }
798 <                if (crlp != NULL)       /* flag encroached directions */
798 >                                        /* flag encroached directions */
799 >                if (crlp != NULL)       /* XXX doesn't update with changes to ambacc */
800                          *crlp = ambcorral(hp, uv, ra[0]*ambacc, ra[1]*ambacc);
801                  if (pg != NULL) {       /* cap gradient if necessary */
802                          d = pg[0]*pg[0]*ra[0]*ra[0] + pg[1]*pg[1]*ra[1]*ra[1];
# Line 872 | Line 810 | doambient(                             /* compute ambient component */
810          free(hp);                       /* clean up and return */
811          return(1);
812   }
875 –
876 –
877 – #else /* ! NEWAMB */
878 –
879 –
880 – void
881 – inithemi(                       /* initialize sampling hemisphere */
882 –        AMBHEMI  *hp,
883 –        COLOR ac,
884 –        RAY  *r,
885 –        double  wt
886 – )
887 – {
888 –        double  d;
889 –        int  i;
890 –                                        /* set number of divisions */
891 –        if (ambacc <= FTINY &&
892 –                        wt > (d = 0.8*intens(ac)*r->rweight/(ambdiv*minweight)))
893 –                wt = d;                 /* avoid ray termination */
894 –        hp->nt = sqrt(ambdiv * wt / PI) + 0.5;
895 –        i = ambacc > FTINY ? 3 : 1;     /* minimum number of samples */
896 –        if (hp->nt < i)
897 –                hp->nt = i;
898 –        hp->np = PI * hp->nt + 0.5;
899 –                                        /* set number of super-samples */
900 –        hp->ns = ambssamp * wt + 0.5;
901 –                                        /* assign coefficient */
902 –        copycolor(hp->acoef, ac);
903 –        d = 1.0/(hp->nt*hp->np);
904 –        scalecolor(hp->acoef, d);
905 –                                        /* make axes */
906 –        VCOPY(hp->uz, r->ron);
907 –        hp->uy[0] = hp->uy[1] = hp->uy[2] = 0.0;
908 –        for (i = 0; i < 3; i++)
909 –                if (hp->uz[i] < 0.6 && hp->uz[i] > -0.6)
910 –                        break;
911 –        if (i >= 3)
912 –                error(CONSISTENCY, "bad ray direction in inithemi");
913 –        hp->uy[i] = 1.0;
914 –        fcross(hp->ux, hp->uy, hp->uz);
915 –        normalize(hp->ux);
916 –        fcross(hp->uy, hp->uz, hp->ux);
917 – }
918 –
919 –
920 – int
921 – divsample(                              /* sample a division */
922 –        AMBSAMP  *dp,
923 –        AMBHEMI  *h,
924 –        RAY  *r
925 – )
926 – {
927 –        RAY  ar;
928 –        int  hlist[3];
929 –        double  spt[2];
930 –        double  xd, yd, zd;
931 –        double  b2;
932 –        double  phi;
933 –        int  i;
934 –                                        /* ambient coefficient for weight */
935 –        if (ambacc > FTINY)
936 –                setcolor(ar.rcoef, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
937 –        else
938 –                copycolor(ar.rcoef, h->acoef);
939 –        if (rayorigin(&ar, AMBIENT, r, ar.rcoef) < 0)
940 –                return(-1);
941 –        if (ambacc > FTINY) {
942 –                multcolor(ar.rcoef, h->acoef);
943 –                scalecolor(ar.rcoef, 1./AVGREFL);
944 –        }
945 –        hlist[0] = r->rno;
946 –        hlist[1] = dp->t;
947 –        hlist[2] = dp->p;
948 –        multisamp(spt, 2, urand(ilhash(hlist,3)+dp->n));
949 –        zd = sqrt((dp->t + spt[0])/h->nt);
950 –        phi = 2.0*PI * (dp->p + spt[1])/h->np;
951 –        xd = tcos(phi) * zd;
952 –        yd = tsin(phi) * zd;
953 –        zd = sqrt(1.0 - zd*zd);
954 –        for (i = 0; i < 3; i++)
955 –                ar.rdir[i] =    xd*h->ux[i] +
956 –                                yd*h->uy[i] +
957 –                                zd*h->uz[i];
958 –        checknorm(ar.rdir);
959 –        dimlist[ndims++] = dp->t*h->np + dp->p + 90171;
960 –        rayvalue(&ar);
961 –        ndims--;
962 –        multcolor(ar.rcol, ar.rcoef);   /* apply coefficient */
963 –        addcolor(dp->v, ar.rcol);
964 –                                        /* use rt to improve gradient calc */
965 –        if (ar.rt > FTINY && ar.rt < FHUGE)
966 –                dp->r += 1.0/ar.rt;
967 –                                        /* (re)initialize error */
968 –        if (dp->n++) {
969 –                b2 = bright(dp->v)/dp->n - bright(ar.rcol);
970 –                b2 = b2*b2 + dp->k*((dp->n-1)*(dp->n-1));
971 –                dp->k = b2/(dp->n*dp->n);
972 –        } else
973 –                dp->k = 0.0;
974 –        return(0);
975 – }
976 –
977 –
978 – static int
979 – ambcmp(                                 /* decreasing order */
980 –        const void *p1,
981 –        const void *p2
982 – )
983 – {
984 –        const AMBSAMP   *d1 = (const AMBSAMP *)p1;
985 –        const AMBSAMP   *d2 = (const AMBSAMP *)p2;
986 –
987 –        if (d1->k < d2->k)
988 –                return(1);
989 –        if (d1->k > d2->k)
990 –                return(-1);
991 –        return(0);
992 – }
993 –
994 –
995 – static int
996 – ambnorm(                                /* standard order */
997 –        const void *p1,
998 –        const void *p2
999 – )
1000 – {
1001 –        const AMBSAMP   *d1 = (const AMBSAMP *)p1;
1002 –        const AMBSAMP   *d2 = (const AMBSAMP *)p2;
1003 –        int     c;
1004 –
1005 –        if ( (c = d1->t - d2->t) )
1006 –                return(c);
1007 –        return(d1->p - d2->p);
1008 – }
1009 –
1010 –
1011 – double
1012 – doambient(                              /* compute ambient component */
1013 –        COLOR  rcol,
1014 –        RAY  *r,
1015 –        double  wt,
1016 –        FVECT  pg,
1017 –        FVECT  dg
1018 – )
1019 – {
1020 –        double  b, d=0;
1021 –        AMBHEMI  hemi;
1022 –        AMBSAMP  *div;
1023 –        AMBSAMP  dnew;
1024 –        double  acol[3];
1025 –        AMBSAMP  *dp;
1026 –        double  arad;
1027 –        int  divcnt;
1028 –        int  i, j;
1029 –                                        /* initialize hemisphere */
1030 –        inithemi(&hemi, rcol, r, wt);
1031 –        divcnt = hemi.nt * hemi.np;
1032 –                                        /* initialize */
1033 –        if (pg != NULL)
1034 –                pg[0] = pg[1] = pg[2] = 0.0;
1035 –        if (dg != NULL)
1036 –                dg[0] = dg[1] = dg[2] = 0.0;
1037 –        setcolor(rcol, 0.0, 0.0, 0.0);
1038 –        if (divcnt == 0)
1039 –                return(0.0);
1040 –                                        /* allocate super-samples */
1041 –        if (hemi.ns > 0 || pg != NULL || dg != NULL) {
1042 –                div = (AMBSAMP *)malloc(divcnt*sizeof(AMBSAMP));
1043 –                if (div == NULL)
1044 –                        error(SYSTEM, "out of memory in doambient");
1045 –        } else
1046 –                div = NULL;
1047 –                                        /* sample the divisions */
1048 –        arad = 0.0;
1049 –        acol[0] = acol[1] = acol[2] = 0.0;
1050 –        if ((dp = div) == NULL)
1051 –                dp = &dnew;
1052 –        divcnt = 0;
1053 –        for (i = 0; i < hemi.nt; i++)
1054 –                for (j = 0; j < hemi.np; j++) {
1055 –                        dp->t = i; dp->p = j;
1056 –                        setcolor(dp->v, 0.0, 0.0, 0.0);
1057 –                        dp->r = 0.0;
1058 –                        dp->n = 0;
1059 –                        if (divsample(dp, &hemi, r) < 0) {
1060 –                                if (div != NULL)
1061 –                                        dp++;
1062 –                                continue;
1063 –                        }
1064 –                        arad += dp->r;
1065 –                        divcnt++;
1066 –                        if (div != NULL)
1067 –                                dp++;
1068 –                        else
1069 –                                addcolor(acol, dp->v);
1070 –                }
1071 –        if (!divcnt) {
1072 –                if (div != NULL)
1073 –                        free((void *)div);
1074 –                return(0.0);            /* no samples taken */
1075 –        }
1076 –        if (divcnt < hemi.nt*hemi.np) {
1077 –                pg = dg = NULL;         /* incomplete sampling */
1078 –                hemi.ns = 0;
1079 –        } else if (arad > FTINY && divcnt/arad < minarad) {
1080 –                hemi.ns = 0;            /* close enough */
1081 –        } else if (hemi.ns > 0) {       /* else perform super-sampling? */
1082 –                comperrs(div, &hemi);                   /* compute errors */
1083 –                qsort(div, divcnt, sizeof(AMBSAMP), ambcmp);    /* sort divs */
1084 –                                                /* super-sample */
1085 –                for (i = hemi.ns; i > 0; i--) {
1086 –                        dnew = *div;
1087 –                        if (divsample(&dnew, &hemi, r) < 0) {
1088 –                                dp++;
1089 –                                continue;
1090 –                        }
1091 –                        dp = div;               /* reinsert */
1092 –                        j = divcnt < i ? divcnt : i;
1093 –                        while (--j > 0 && dnew.k < dp[1].k) {
1094 –                                *dp = *(dp+1);
1095 –                                dp++;
1096 –                        }
1097 –                        *dp = dnew;
1098 –                }
1099 –                if (pg != NULL || dg != NULL)   /* restore order */
1100 –                        qsort(div, divcnt, sizeof(AMBSAMP), ambnorm);
1101 –        }
1102 –                                        /* compute returned values */
1103 –        if (div != NULL) {
1104 –                arad = 0.0;             /* note: divcnt may be < nt*np */
1105 –                for (i = hemi.nt*hemi.np, dp = div; i-- > 0; dp++) {
1106 –                        arad += dp->r;
1107 –                        if (dp->n > 1) {
1108 –                                b = 1.0/dp->n;
1109 –                                scalecolor(dp->v, b);
1110 –                                dp->r *= b;
1111 –                                dp->n = 1;
1112 –                        }
1113 –                        addcolor(acol, dp->v);
1114 –                }
1115 –                b = bright(acol);
1116 –                if (b > FTINY) {
1117 –                        b = 1.0/b;      /* compute & normalize gradient(s) */
1118 –                        if (pg != NULL) {
1119 –                                posgradient(pg, div, &hemi);
1120 –                                for (i = 0; i < 3; i++)
1121 –                                        pg[i] *= b;
1122 –                        }
1123 –                        if (dg != NULL) {
1124 –                                dirgradient(dg, div, &hemi);
1125 –                                for (i = 0; i < 3; i++)
1126 –                                        dg[i] *= b;
1127 –                        }
1128 –                }
1129 –                free((void *)div);
1130 –        }
1131 –        copycolor(rcol, acol);
1132 –        if (arad <= FTINY)
1133 –                arad = maxarad;
1134 –        else
1135 –                arad = (divcnt+hemi.ns)/arad;
1136 –        if (pg != NULL) {               /* reduce radius if gradient large */
1137 –                d = DOT(pg,pg);
1138 –                if (d*arad*arad > 1.0)
1139 –                        arad = 1.0/sqrt(d);
1140 –        }
1141 –        if (arad < minarad) {
1142 –                arad = minarad;
1143 –                if (pg != NULL && d*arad*arad > 1.0) {  /* cap gradient */
1144 –                        d = 1.0/arad/sqrt(d);
1145 –                        for (i = 0; i < 3; i++)
1146 –                                pg[i] *= d;
1147 –                }
1148 –        }
1149 –        if ((arad /= sqrt(wt)) > maxarad)
1150 –                arad = maxarad;
1151 –        return(arad);
1152 – }
1153 –
1154 –
1155 – void
1156 – comperrs(                       /* compute initial error estimates */
1157 –        AMBSAMP  *da,   /* assumes standard ordering */
1158 –        AMBHEMI  *hp
1159 – )
1160 – {
1161 –        double  b, b2;
1162 –        int  i, j;
1163 –        AMBSAMP  *dp;
1164 –                                /* sum differences from neighbors */
1165 –        dp = da;
1166 –        for (i = 0; i < hp->nt; i++)
1167 –                for (j = 0; j < hp->np; j++) {
1168 – #ifdef  DEBUG
1169 –                        if (dp->t != i || dp->p != j)
1170 –                                error(CONSISTENCY,
1171 –                                        "division order in comperrs");
1172 – #endif
1173 –                        b = bright(dp[0].v);
1174 –                        if (i > 0) {            /* from above */
1175 –                                b2 = bright(dp[-hp->np].v) - b;
1176 –                                b2 *= b2 * 0.25;
1177 –                                dp[0].k += b2;
1178 –                                dp[-hp->np].k += b2;
1179 –                        }
1180 –                        if (j > 0) {            /* from behind */
1181 –                                b2 = bright(dp[-1].v) - b;
1182 –                                b2 *= b2 * 0.25;
1183 –                                dp[0].k += b2;
1184 –                                dp[-1].k += b2;
1185 –                        } else {                /* around */
1186 –                                b2 = bright(dp[hp->np-1].v) - b;
1187 –                                b2 *= b2 * 0.25;
1188 –                                dp[0].k += b2;
1189 –                                dp[hp->np-1].k += b2;
1190 –                        }
1191 –                        dp++;
1192 –                }
1193 –                                /* divide by number of neighbors */
1194 –        dp = da;
1195 –        for (j = 0; j < hp->np; j++)            /* top row */
1196 –                (dp++)->k *= 1.0/3.0;
1197 –        if (hp->nt < 2)
1198 –                return;
1199 –        for (i = 1; i < hp->nt-1; i++)          /* central region */
1200 –                for (j = 0; j < hp->np; j++)
1201 –                        (dp++)->k *= 0.25;
1202 –        for (j = 0; j < hp->np; j++)            /* bottom row */
1203 –                (dp++)->k *= 1.0/3.0;
1204 – }
1205 –
1206 –
1207 – void
1208 – posgradient(                                    /* compute position gradient */
1209 –        FVECT  gv,
1210 –        AMBSAMP  *da,                   /* assumes standard ordering */
1211 –        AMBHEMI  *hp
1212 – )
1213 – {
1214 –        int  i, j;
1215 –        double  nextsine, lastsine, b, d;
1216 –        double  mag0, mag1;
1217 –        double  phi, cosp, sinp, xd, yd;
1218 –        AMBSAMP  *dp;
1219 –
1220 –        xd = yd = 0.0;
1221 –        for (j = 0; j < hp->np; j++) {
1222 –                dp = da + j;
1223 –                mag0 = mag1 = 0.0;
1224 –                lastsine = 0.0;
1225 –                for (i = 0; i < hp->nt; i++) {
1226 – #ifdef  DEBUG
1227 –                        if (dp->t != i || dp->p != j)
1228 –                                error(CONSISTENCY,
1229 –                                        "division order in posgradient");
1230 – #endif
1231 –                        b = bright(dp->v);
1232 –                        if (i > 0) {
1233 –                                d = dp[-hp->np].r;
1234 –                                if (dp[0].r > d) d = dp[0].r;
1235 –                                                        /* sin(t)*cos(t)^2 */
1236 –                                d *= lastsine * (1.0 - (double)i/hp->nt);
1237 –                                mag0 += d*(b - bright(dp[-hp->np].v));
1238 –                        }
1239 –                        nextsine = sqrt((double)(i+1)/hp->nt);
1240 –                        if (j > 0) {
1241 –                                d = dp[-1].r;
1242 –                                if (dp[0].r > d) d = dp[0].r;
1243 –                                mag1 += d * (nextsine - lastsine) *
1244 –                                                (b - bright(dp[-1].v));
1245 –                        } else {
1246 –                                d = dp[hp->np-1].r;
1247 –                                if (dp[0].r > d) d = dp[0].r;
1248 –                                mag1 += d * (nextsine - lastsine) *
1249 –                                                (b - bright(dp[hp->np-1].v));
1250 –                        }
1251 –                        dp += hp->np;
1252 –                        lastsine = nextsine;
1253 –                }
1254 –                mag0 *= 2.0*PI / hp->np;
1255 –                phi = 2.0*PI * (double)j/hp->np;
1256 –                cosp = tcos(phi); sinp = tsin(phi);
1257 –                xd += mag0*cosp - mag1*sinp;
1258 –                yd += mag0*sinp + mag1*cosp;
1259 –        }
1260 –        for (i = 0; i < 3; i++)
1261 –                gv[i] = (xd*hp->ux[i] + yd*hp->uy[i])*(hp->nt*hp->np)/PI;
1262 – }
1263 –
1264 –
1265 – void
1266 – dirgradient(                                    /* compute direction gradient */
1267 –        FVECT  gv,
1268 –        AMBSAMP  *da,                   /* assumes standard ordering */
1269 –        AMBHEMI  *hp
1270 – )
1271 – {
1272 –        int  i, j;
1273 –        double  mag;
1274 –        double  phi, xd, yd;
1275 –        AMBSAMP  *dp;
1276 –
1277 –        xd = yd = 0.0;
1278 –        for (j = 0; j < hp->np; j++) {
1279 –                dp = da + j;
1280 –                mag = 0.0;
1281 –                for (i = 0; i < hp->nt; i++) {
1282 – #ifdef  DEBUG
1283 –                        if (dp->t != i || dp->p != j)
1284 –                                error(CONSISTENCY,
1285 –                                        "division order in dirgradient");
1286 – #endif
1287 –                                                        /* tan(t) */
1288 –                        mag += bright(dp->v)/sqrt(hp->nt/(i+.5) - 1.0);
1289 –                        dp += hp->np;
1290 –                }
1291 –                phi = 2.0*PI * (j+.5)/hp->np + PI/2.0;
1292 –                xd += mag * tcos(phi);
1293 –                yd += mag * tsin(phi);
1294 –        }
1295 –        for (i = 0; i < 3; i++)
1296 –                gv[i] = xd*hp->ux[i] + yd*hp->uy[i];
1297 – }
1298 –
1299 – #endif  /* ! NEWAMB */

Diff Legend

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