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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 2.61 by greg, Sun May 18 18:59:55 2014 UTC

# Line 8 | Line 8 | static const char      RCSid[] = "$Id$";
8   *      for Irradiance Caching" by Schwarzhaupt, Wann Jensen, & Jarosz
9   *      from ACM SIGGRAPH Asia 2012 conference proceedings.
10   *
11 + *  Added book-keeping optimization to avoid calculations that would
12 + *      cancel due to traversal both directions on edges that are adjacent
13 + *      to same-valued triangles.  This cuts about half of Hessian math.
14 + *
15   *  Declarations of external symbols in ambient.h
16   */
17  
# Line 23 | Line 27 | extern void            SDsquare2disk(double ds[2], double seedx,
27  
28   typedef struct {
29          COLOR   v;              /* hemisphere sample value */
30 +        float   d;              /* reciprocal distance (1/rt) */
31          FVECT   p;              /* intersection point */
32   } AMBSAMP;              /* sample value */
33  
34   typedef struct {
35          RAY     *rp;            /* originating ray sample */
31 –        FVECT   ux, uy;         /* tangent axis unit vectors */
36          int     ns;             /* number of samples per axis */
37 +        int     sampOK;         /* acquired full sample set? */
38          COLOR   acoef;          /* division contribution coefficient */
39 +        double  acol[3];        /* accumulated color */
40 +        FVECT   ux, uy;         /* tangent axis unit vectors */
41          AMBSAMP sa[1];          /* sample array (extends struct) */
42   }  AMBHEMI;             /* ambient sample hemisphere */
43  
44 < #define ambsam(h,i,j)   (h)->sa[(i)*(h)->ns + (j)]
44 > #define AI(h,i,j)       ((i)*(h)->ns + (j))
45 > #define ambsam(h,i,j)   (h)->sa[AI(h,i,j)]
46  
47   typedef struct {
48          FVECT   r_i, r_i1, e_i, rcp, rI2_eJ2;
# Line 42 | Line 50 | typedef struct {
50   } FFTRI;                /* vectors and coefficients for Hessian calculation */
51  
52  
53 < static AMBHEMI *
54 < inithemi(                       /* initialize sampling hemisphere */
55 <        COLOR   ac,
56 <        RAY     *r,
57 <        double  wt
53 > static int
54 > ambsample(                              /* initial ambient division sample */
55 >        AMBHEMI *hp,
56 >        int     i,
57 >        int     j,
58 >        int     n
59   )
60   {
61 <        AMBHEMI *hp;
62 <        double  d;
54 <        int     n, i;
55 <                                        /* set number of divisions */
56 <        if (ambacc <= FTINY &&
57 <                        wt > (d = 0.8*intens(ac)*r->rweight/(ambdiv*minweight)))
58 <                wt = d;                 /* avoid ray termination */
59 <        n = sqrt(ambdiv * wt) + 0.5;
60 <        i = 1 + 5*(ambacc > FTINY);     /* minimum number of samples */
61 <        if (n < i)
62 <                n = i;
63 <                                        /* allocate sampling array */
64 <        hp = (AMBHEMI *)malloc(sizeof(AMBHEMI) + sizeof(AMBSAMP)*(n*n - 1));
65 <        if (hp == NULL)
66 <                return(NULL);
67 <        hp->rp = r;
68 <        hp->ns = n;
69 <                                        /* assign coefficient */
70 <        copycolor(hp->acoef, ac);
71 <        d = 1.0/(n*n);
72 <        scalecolor(hp->acoef, d);
73 <                                        /* make tangent plane axes */
74 <        hp->uy[0] = 0.5 - frandom();
75 <        hp->uy[1] = 0.5 - frandom();
76 <        hp->uy[2] = 0.5 - frandom();
77 <        for (i = 3; i--; )
78 <                if ((-0.6 < r->ron[i]) & (r->ron[i] < 0.6))
79 <                        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);
88 < }
89 <
90 <
91 < /* Sample ambient division and apply weighting coefficient */
92 < static int
93 < getambsamp(RAY *arp, AMBHEMI *hp, int i, int j, int n)
94 < {
61 >        AMBSAMP *ap = &ambsam(hp,i,j);
62 >        RAY     ar;
63          int     hlist[3], ii;
64          double  spt[2], zd;
65 +                                        /* generate hemispherical sample */
66                                          /* ambient coefficient for weight */
67          if (ambacc > FTINY)
68 <                setcolor(arp->rcoef, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
68 >                setcolor(ar.rcoef, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
69          else
70 <                copycolor(arp->rcoef, hp->acoef);
71 <        if (rayorigin(arp, AMBIENT, hp->rp, arp->rcoef) < 0)
70 >                copycolor(ar.rcoef, hp->acoef);
71 >        if (rayorigin(&ar, AMBIENT, hp->rp, ar.rcoef) < 0) {
72 >                if (!n) memset(ap, 0, sizeof(AMBSAMP));
73                  return(0);
74 +        }
75          if (ambacc > FTINY) {
76 <                multcolor(arp->rcoef, hp->acoef);
77 <                scalecolor(arp->rcoef, 1./AVGREFL);
76 >                multcolor(ar.rcoef, hp->acoef);
77 >                scalecolor(ar.rcoef, 1./AVGREFL);
78          }
79          hlist[0] = hp->rp->rno;
80 <        hlist[1] = i;
81 <        hlist[2] = j;
80 >        hlist[1] = j;
81 >        hlist[2] = i;
82          multisamp(spt, 2, urand(ilhash(hlist,3)+n));
83          if (!n) {                       /* avoid border samples for n==0 */
84 <                if ((spt[0] < 0.1) | (spt[0] > 0.9))
84 >                if ((spt[0] < 0.1) | (spt[0] >= 0.9))
85                          spt[0] = 0.1 + 0.8*frandom();
86 <                if ((spt[1] < 0.1) | (spt[1] > 0.9))
86 >                if ((spt[1] < 0.1) | (spt[1] >= 0.9))
87                          spt[1] = 0.1 + 0.8*frandom();
88          }
89 <        SDsquare2disk(spt, (i+spt[0])/hp->ns, (j+spt[1])/hp->ns);
89 >        SDsquare2disk(spt, (j+spt[1])/hp->ns, (i+spt[0])/hp->ns);
90          zd = sqrt(1. - spt[0]*spt[0] - spt[1]*spt[1]);
91          for (ii = 3; ii--; )
92 <                arp->rdir[ii] = spt[0]*hp->ux[ii] +
92 >                ar.rdir[ii] =   spt[0]*hp->ux[ii] +
93                                  spt[1]*hp->uy[ii] +
94                                  zd*hp->rp->ron[ii];
95 <        checknorm(arp->rdir);
96 <        dimlist[ndims++] = i*hp->ns + j + 90171;
97 <        rayvalue(arp);                  /* evaluate ray */
98 <        ndims--;                        /* apply coefficient */
99 <        multcolor(arp->rcol, arp->rcoef);
95 >        checknorm(ar.rdir);
96 >        dimlist[ndims++] = AI(hp,i,j) + 90171;
97 >        rayvalue(&ar);                  /* evaluate ray */
98 >        ndims--;
99 >        if (ar.rt <= FTINY)
100 >                return(0);              /* should never happen */
101 >        multcolor(ar.rcol, ar.rcoef);   /* apply coefficient */
102 >        if (!n || ar.rt*ap->d < 1.0)    /* new/closer distance? */
103 >                ap->d = 1.0/ar.rt;
104 >        if (!n) {                       /* record first vertex & value */
105 >                if (ar.rt > 10.0*thescene.cusize)
106 >                        ar.rt = 10.0*thescene.cusize;
107 >                VSUM(ap->p, ar.rorg, ar.rdir, ar.rt);
108 >                copycolor(ap->v, ar.rcol);
109 >        } else {                        /* else update recorded value */
110 >                hp->acol[RED] -= colval(ap->v,RED);
111 >                hp->acol[GRN] -= colval(ap->v,GRN);
112 >                hp->acol[BLU] -= colval(ap->v,BLU);
113 >                zd = 1.0/(double)(n+1);
114 >                scalecolor(ar.rcol, zd);
115 >                zd *= (double)n;
116 >                scalecolor(ap->v, zd);
117 >                addcolor(ap->v, ar.rcol);
118 >        }
119 >        addcolor(hp->acol, ap->v);      /* add to our sum */
120          return(1);
121   }
122  
123  
133 – 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 –
124   /* Estimate errors based on ambient division differences */
125   static float *
126   getambdiffs(AMBHEMI *hp)
# Line 179 | Line 143 | getambdiffs(AMBHEMI *hp)
143                          ep[0] += d2;
144                          ep[-hp->ns] += d2;
145                  }
146 <                if (j) {                /* from behind */
147 <                        d2 = b - bright(ap[-1].v);
148 <                        d2 *= d2;
149 <                        ep[0] += d2;
150 <                        ep[-1] += d2;
151 <                }
146 >                if (!j) continue;
147 >                                        /* from behind */
148 >                d2 = b - bright(ap[-1].v);
149 >                d2 *= d2;
150 >                ep[0] += d2;
151 >                ep[-1] += d2;
152 >                if (!i) continue;
153 >                                        /* diagonal */
154 >                d2 = b - bright(ap[-hp->ns-1].v);
155 >                d2 *= d2;
156 >                ep[0] += d2;
157 >                ep[-hp->ns-1] += d2;
158              }
159                                          /* correct for number of neighbors */
160 <        earr[0] *= 2.f;
161 <        earr[hp->ns-1] *= 2.f;
162 <        earr[(hp->ns-1)*hp->ns] *= 2.f;
163 <        earr[(hp->ns-1)*hp->ns + hp->ns-1] *= 2.f;
160 >        earr[0] *= 8./3.;
161 >        earr[hp->ns-1] *= 8./3.;
162 >        earr[(hp->ns-1)*hp->ns] *= 8./3.;
163 >        earr[(hp->ns-1)*hp->ns + hp->ns-1] *= 8./3.;
164          for (i = 1; i < hp->ns-1; i++) {
165 <                earr[i*hp->ns] *= 4./3.;
166 <                earr[i*hp->ns + hp->ns-1] *= 4./3.;
165 >                earr[i*hp->ns] *= 8./5.;
166 >                earr[i*hp->ns + hp->ns-1] *= 8./5.;
167          }
168          for (j = 1; j < hp->ns-1; j++) {
169 <                earr[j] *= 4./3.;
170 <                earr[(hp->ns-1)*hp->ns + j] *= 4./3.;
169 >                earr[j] *= 8./5.;
170 >                earr[(hp->ns-1)*hp->ns + j] *= 8./5.;
171          }
172          return(earr);
173   }
# Line 205 | Line 175 | getambdiffs(AMBHEMI *hp)
175  
176   /* Perform super-sampling on hemisphere (introduces bias) */
177   static void
178 < ambsupersamp(double acol[3], AMBHEMI *hp, int cnt)
178 > ambsupersamp(AMBHEMI *hp, int cnt)
179   {
180          float   *earr = getambdiffs(hp);
181 <        double  e2sum = 0;
181 >        double  e2rem = 0;
182          AMBSAMP *ap;
183          RAY     ar;
214 –        COLOR   asum;
184          float   *ep;
185 <        int     i, j, n;
185 >        int     i, j, n, nss;
186  
187          if (earr == NULL)               /* just skip calc. if no memory */
188                  return;
189 <                                        /* add up estimated variances */
190 <        for (ep = earr + hp->ns*hp->ns; ep-- > earr; )
191 <                e2sum += *ep;
189 >                                        /* accumulate estimated variances */
190 >        for (ep = earr + hp->ns*hp->ns; ep > earr; )
191 >                e2rem += *--ep;
192          ep = earr;                      /* perform super-sampling */
193          for (ap = hp->sa, i = 0; i < hp->ns; i++)
194              for (j = 0; j < hp->ns; j++, ap++) {
195 <                int     nss = *ep/e2sum*cnt + frandom();
196 <                setcolor(asum, 0., 0., 0.);
197 <                for (n = 1; n <= nss; n++) {
198 <                        if (!getambsamp(&ar, hp, i, j, n)) {
199 <                                nss = n-1;
200 <                                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;
195 >                if (e2rem <= FTINY)
196 >                        goto done;      /* nothing left to do */
197 >                nss = *ep/e2rem*cnt + frandom();
198 >                for (n = 1; n <= nss; n++)
199 >                        cnt -= ambsample(hp, i, j, n);
200 >                e2rem -= *ep++;         /* update remainder */
201          }
202 + done:
203          free(earr);
204   }
205  
206  
207 + static AMBHEMI *
208 + samp_hemi(                              /* sample indirect hemisphere */
209 +        COLOR   rcol,
210 +        RAY     *r,
211 +        double  wt
212 + )
213 + {
214 +        AMBHEMI *hp;
215 +        double  d;
216 +        int     n, i, j;
217 +                                        /* set number of divisions */
218 +        if (ambacc <= FTINY &&
219 +                        wt > (d = 0.8*intens(rcol)*r->rweight/(ambdiv*minweight)))
220 +                wt = d;                 /* avoid ray termination */
221 +        n = sqrt(ambdiv * wt) + 0.5;
222 +        i = 1 + 5*(ambacc > FTINY);     /* minimum number of samples */
223 +        if (n < i)
224 +                n = i;
225 +                                        /* allocate sampling array */
226 +        hp = (AMBHEMI *)malloc(sizeof(AMBHEMI) + sizeof(AMBSAMP)*(n*n - 1));
227 +        if (hp == NULL)
228 +                error(SYSTEM, "out of memory in samp_hemi");
229 +        hp->rp = r;
230 +        hp->ns = n;
231 +        hp->acol[RED] = hp->acol[GRN] = hp->acol[BLU] = 0.0;
232 +        hp->sampOK = 0;
233 +                                        /* assign coefficient */
234 +        copycolor(hp->acoef, rcol);
235 +        d = 1.0/(n*n);
236 +        scalecolor(hp->acoef, d);
237 +                                        /* make tangent plane axes */
238 +        hp->uy[0] = 0.5 - frandom();
239 +        hp->uy[1] = 0.5 - frandom();
240 +        hp->uy[2] = 0.5 - frandom();
241 +        for (i = 3; i--; )
242 +                if ((-0.6 < r->ron[i]) & (r->ron[i] < 0.6))
243 +                        break;
244 +        if (i < 0)
245 +                error(CONSISTENCY, "bad ray direction in samp_hemi");
246 +        hp->uy[i] = 1.0;
247 +        VCROSS(hp->ux, hp->uy, r->ron);
248 +        normalize(hp->ux);
249 +        VCROSS(hp->uy, r->ron, hp->ux);
250 +                                        /* sample divisions */
251 +        for (i = hp->ns; i--; )
252 +            for (j = hp->ns; j--; )
253 +                hp->sampOK += ambsample(hp, i, j, 0);
254 +        copycolor(rcol, hp->acol);
255 +        if (!hp->sampOK) {              /* utter failure? */
256 +                free(hp);
257 +                return(NULL);
258 +        }
259 +        if (hp->sampOK < hp->ns*hp->ns) {
260 +                hp->sampOK *= -1;       /* soft failure */
261 +                return(hp);
262 +        }
263 +        n = ambssamp*wt + 0.5;
264 +        if (n > 8) {                    /* perform super-sampling? */
265 +                ambsupersamp(hp, n);
266 +                copycolor(rcol, hp->acol);
267 +        }
268 +        return(hp);                     /* all is well */
269 + }
270 +
271 +
272 + /* Return brightness of farthest ambient sample */
273 + static double
274 + back_ambval(AMBHEMI *hp, const int n1, const int n2, const int n3)
275 + {
276 +        if (hp->sa[n1].d <= hp->sa[n2].d) {
277 +                if (hp->sa[n1].d <= hp->sa[n3].d)
278 +                        return(colval(hp->sa[n1].v,CIEY));
279 +                return(colval(hp->sa[n3].v,CIEY));
280 +        }
281 +        if (hp->sa[n2].d <= hp->sa[n3].d)
282 +                return(colval(hp->sa[n2].v,CIEY));
283 +        return(colval(hp->sa[n3].v,CIEY));
284 + }
285 +
286 +
287   /* Compute vectors and coefficients for Hessian/gradient calcs */
288   static void
289 < comp_fftri(FFTRI *ftp, FVECT ap0, FVECT ap1, FVECT rop)
289 > comp_fftri(FFTRI *ftp, AMBHEMI *hp, const int n0, const int n1)
290   {
291          double  rdot_cp, dot_e, dot_er, rdot_r, rdot_r1, J2;
292 <        int     i;
292 >        int     ii;
293  
294 <        VSUB(ftp->r_i, ap0, rop);
295 <        VSUB(ftp->r_i1, ap1, rop);
296 <        VSUB(ftp->e_i, ap1, ap0);
294 >        VSUB(ftp->r_i, hp->sa[n0].p, hp->rp->rop);
295 >        VSUB(ftp->r_i1, hp->sa[n1].p, hp->rp->rop);
296 >        VSUB(ftp->e_i, hp->sa[n1].p, hp->sa[n0].p);
297          VCROSS(ftp->rcp, ftp->r_i, ftp->r_i1);
298          rdot_cp = 1.0/DOT(ftp->rcp,ftp->rcp);
299          dot_e = DOT(ftp->e_i,ftp->e_i);
# Line 266 | Line 305 | comp_fftri(FFTRI *ftp, FVECT ap0, FVECT ap1, FVECT rop
305          ftp->I2 = ( DOT(ftp->e_i, ftp->r_i1)*rdot_r1 - dot_er*rdot_r +
306                          dot_e*ftp->I1 )*0.5*rdot_cp;
307          J2 =  ( 0.5*(rdot_r - rdot_r1) - dot_er*ftp->I2 ) / dot_e;
308 <        for (i = 3; i--; )
309 <                ftp->rI2_eJ2[i] = ftp->I2*ftp->r_i[i] + J2*ftp->e_i[i];
308 >        for (ii = 3; ii--; )
309 >                ftp->rI2_eJ2[ii] = ftp->I2*ftp->r_i[ii] + J2*ftp->e_i[ii];
310   }
311  
312  
# Line 316 | Line 355 | comp_hessian(FVECT hess[3], FFTRI *ftp, FVECT nrm)
355                  hess[i][j] = m1[i][j] + d1*( I3*m2[i][j] + K3*m3[i][j] +
356                                                  2.0*J3*m4[i][j] );
357                  hess[i][j] += d2*(i==j);
358 <                hess[i][j] *= 1.0/PI;
358 >                hess[i][j] *= -1.0/PI;
359              }
360   }
361  
# Line 338 | Line 377 | rev_hessian(FVECT hess[3])
377   /* Add to radiometric Hessian from the given triangle */
378   static void
379   add2hessian(FVECT hess[3], FVECT ehess1[3],
380 <                FVECT ehess2[3], FVECT ehess3[3], COLORV v)
380 >                FVECT ehess2[3], FVECT ehess3[3], double v)
381   {
382          int     i, j;
383  
# Line 359 | Line 398 | comp_gradient(FVECT grad, FFTRI *ftp, FVECT nrm)
398          f1 = 2.0*DOT(nrm, ftp->rcp);
399          VCROSS(ncp, nrm, ftp->e_i);
400          for (i = 3; i--; )
401 <                grad[i] = (-0.5/PI)*( ftp->I1*ncp[i] + f1*ftp->rI2_eJ2[i] );
401 >                grad[i] = (0.5/PI)*( ftp->I1*ncp[i] + f1*ftp->rI2_eJ2[i] );
402   }
403  
404  
# Line 375 | Line 414 | rev_gradient(FVECT grad)
414  
415   /* Add to displacement gradient from the given triangle */
416   static void
417 < add2gradient(FVECT grad, FVECT egrad1, FVECT egrad2, FVECT egrad3, COLORV v)
417 > add2gradient(FVECT grad, FVECT egrad1, FVECT egrad2, FVECT egrad3, double v)
418   {
419          int     i;
420  
# Line 384 | Line 423 | add2gradient(FVECT grad, FVECT egrad1, FVECT egrad2, F
423   }
424  
425  
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 –
426   /* Compute anisotropic radii and eigenvector directions */
427 < static int
427 > static void
428   eigenvectors(FVECT uv[2], float ra[2], FVECT hessian[3])
429   {
430          double  hess2[2][2];
# Line 432 | Line 446 | eigenvectors(FVECT uv[2], float ra[2], FVECT hessian[3
446          if (i == 1)                     /* double-root (circle) */
447                  evalue[1] = evalue[0];
448          if (!i || ((evalue[0] = fabs(evalue[0])) <= FTINY*FTINY) |
449 <                        ((evalue[1] = fabs(evalue[1])) <= FTINY*FTINY) )
450 <                error(INTERNAL, "bad eigenvalue calculation");
451 <
449 >                        ((evalue[1] = fabs(evalue[1])) <= FTINY*FTINY) ) {
450 >                ra[0] = ra[1] = maxarad;
451 >                return;
452 >        }
453          if (evalue[0] > evalue[1]) {
454                  ra[0] = sqrt(sqrt(4.0/evalue[0]));
455                  ra[1] = sqrt(sqrt(4.0/evalue[1]));
# Line 492 | Line 507 | ambHessian(                            /* anisotropic radii & pos. gradient */
507          }
508                                          /* compute first row of edges */
509          for (j = 0; j < hp->ns-1; j++) {
510 <                comp_fftri(&fftr, ambsam(hp,0,j).p,
496 <                                ambsam(hp,0,j+1).p, hp->rp->rop);
510 >                comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,0,j), AI(hp,0,j+1));
511                  if (hessrow != NULL)
512                          comp_hessian(hessrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
513                  if (gradrow != NULL)
# Line 503 | Line 517 | ambHessian(                            /* anisotropic radii & pos. gradient */
517          for (i = 0; i < hp->ns-1; i++) {
518              FVECT       hesscol[3];     /* compute first vertical edge */
519              FVECT       gradcol;
520 <            comp_fftri(&fftr, ambsam(hp,i,0).p,
507 <                        ambsam(hp,i+1,0).p, hp->rp->rop);
520 >            comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i,0), AI(hp,i+1,0));
521              if (hessrow != NULL)
522                  comp_hessian(hesscol, &fftr, hp->rp->ron);
523              if (gradrow != NULL)
# Line 512 | Line 525 | ambHessian(                            /* anisotropic radii & pos. gradient */
525              for (j = 0; j < hp->ns-1; j++) {
526                  FVECT   hessdia[3];     /* compute triangle contributions */
527                  FVECT   graddia;
528 <                COLORV  backg;
529 <                backg = back_ambval(&ambsam(hp,i,j), &ambsam(hp,i,j+1),
530 <                                        &ambsam(hp,i+1,j), hp->rp->rop);
528 >                double  backg;
529 >                backg = back_ambval(hp, AI(hp,i,j),
530 >                                        AI(hp,i,j+1), AI(hp,i+1,j));
531                                          /* diagonal (inner) edge */
532 <                comp_fftri(&fftr, ambsam(hp,i,j+1).p,
520 <                                ambsam(hp,i+1,j).p, hp->rp->rop);
532 >                comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i,j+1), AI(hp,i+1,j));
533                  if (hessrow != NULL) {
534                      comp_hessian(hessdia, &fftr, hp->rp->ron);
535                      rev_hessian(hesscol);
# Line 529 | Line 541 | ambHessian(                            /* anisotropic radii & pos. gradient */
541                      add2gradient(gradient, gradrow[j], graddia, gradcol, backg);
542                  }
543                                          /* initialize edge in next row */
544 <                comp_fftri(&fftr, ambsam(hp,i+1,j+1).p,
533 <                                ambsam(hp,i+1,j).p, hp->rp->rop);
544 >                comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i+1,j+1), AI(hp,i+1,j));
545                  if (hessrow != NULL)
546                      comp_hessian(hessrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
547                  if (gradrow != NULL)
548                      comp_gradient(gradrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
549                                          /* new column edge & paired triangle */
550 <                backg = back_ambval(&ambsam(hp,i,j+1), &ambsam(hp,i+1,j+1),
551 <                                        &ambsam(hp,i+1,j), hp->rp->rop);
552 <                comp_fftri(&fftr, ambsam(hp,i,j+1).p, ambsam(hp,i+1,j+1).p,
542 <                                hp->rp->rop);
550 >                backg = back_ambval(hp, AI(hp,i+1,j+1),
551 >                                        AI(hp,i+1,j), AI(hp,i,j+1));
552 >                comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i,j+1), AI(hp,i+1,j+1));
553                  if (hessrow != NULL) {
554                      comp_hessian(hesscol, &fftr, hp->rp->ron);
555                      rev_hessian(hessdia);
# Line 594 | Line 604 | ambdirgrad(AMBHEMI *hp, FVECT uv[2], float dg[2])
604   }
605  
606  
607 + /* Compute potential light leak direction flags for cache value */
608 + static uint32
609 + ambcorral(AMBHEMI *hp, FVECT uv[2], const double r0, const double r1)
610 + {
611 +        const double    max_d = 1.0/(minarad*ambacc + 0.001);
612 +        const double    ang_res = 0.5*PI/(hp->ns-1);
613 +        const double    ang_step = ang_res/((int)(16/PI*ang_res) + (1+FTINY));
614 +        double          avg_d = 0;
615 +        uint32          flgs = 0;
616 +        FVECT           vec;
617 +        double          d, u, v;
618 +        double          ang, a1;
619 +        int             i, j;
620 +                                        /* don't bother for a few samples */
621 +        if (hp->ns < 12)
622 +                return(0);
623 +                                        /* check distances overhead */
624 +        for (i = hp->ns*3/4; i-- > hp->ns>>2; )
625 +            for (j = hp->ns*3/4; j-- > hp->ns>>2; )
626 +                avg_d += ambsam(hp,i,j).d;
627 +        avg_d *= 4.0/(hp->ns*hp->ns);
628 +        if (avg_d*r0 >= 1.0)            /* ceiling too low for corral? */
629 +                return(0);
630 +        if (avg_d >= max_d)             /* insurance */
631 +                return(0);
632 +                                        /* else circle around perimeter */
633 +        for (i = 0; i < hp->ns; i++)
634 +            for (j = 0; j < hp->ns; j += !i|(i==hp->ns-1) ? 1 : hp->ns-1) {
635 +                AMBSAMP *ap = &ambsam(hp,i,j);
636 +                if ((ap->d <= FTINY) | (ap->d >= max_d))
637 +                        continue;       /* too far or too near */
638 +                VSUB(vec, ap->p, hp->rp->rop);
639 +                d = DOT(vec, hp->rp->ron);
640 +                d = 1.0/sqrt(DOT(vec,vec) - d*d);
641 +                u = DOT(vec, uv[0]) * d;
642 +                v = DOT(vec, uv[1]) * d;
643 +                if ((r0*r0*u*u + r1*r1*v*v) * ap->d*ap->d <= 1.0)
644 +                        continue;       /* occluder outside ellipse */
645 +                ang = atan2a(v, u);     /* else set direction flags */
646 +                for (a1 = ang-.5*ang_res; a1 <= ang+.5*ang_res; a1 += ang_step)
647 +                        flgs |= 1L<<(int)(16/PI*(a1 + 2.*PI*(a1 < 0)));
648 +            }
649 +                                        /* add low-angle incident (< 20deg) */
650 +        if (fabs(hp->rp->rod) <= 0.342) {
651 +                u = -DOT(hp->rp->rdir, uv[0]);
652 +                v = -DOT(hp->rp->rdir, uv[1]);
653 +                if ((r0*r0*u*u + r1*r1*v*v) > hp->rp->rot*hp->rp->rot) {
654 +                        ang = atan2a(v, u);
655 +                        ang += 2.*PI*(ang < 0);
656 +                        ang *= 16/PI;
657 +                        if ((ang < .5) | (ang >= 31.5))
658 +                                flgs |= 0x80000001;
659 +                        else
660 +                                flgs |= 3L<<(int)(ang-.5);
661 +                }
662 +        }
663 +        return(flgs);
664 + }
665 +
666 +
667   int
668   doambient(                              /* compute ambient component */
669          COLOR   rcol,                   /* input/output color */
# Line 602 | Line 672 | doambient(                             /* compute ambient component */
672          FVECT   uv[2],                  /* returned (optional) */
673          float   ra[2],                  /* returned (optional) */
674          float   pg[2],                  /* returned (optional) */
675 <        float   dg[2]                   /* returned (optional) */
675 >        float   dg[2],                  /* returned (optional) */
676 >        uint32  *crlp                   /* returned (optional) */
677   )
678   {
679 <        AMBHEMI *hp = inithemi(rcol, r, wt);
609 <        int     cnt;
679 >        AMBHEMI *hp = samp_hemi(rcol, r, wt);
680          FVECT   my_uv[2];
681 <        double  d, K, acol[3];
681 >        double  d, K;
682          AMBSAMP *ap;
683 <        int     i, j;
684 <                                        /* check/initialize */
615 <        if (hp == NULL)
616 <                return(0);
683 >        int     i;
684 >                                        /* clear return values */
685          if (uv != NULL)
686                  memset(uv, 0, sizeof(FVECT)*2);
687          if (ra != NULL)
# Line 622 | Line 690 | doambient(                             /* compute ambient component */
690                  pg[0] = pg[1] = 0.0;
691          if (dg != NULL)
692                  dg[0] = dg[1] = 0.0;
693 <                                        /* sample the hemisphere */
694 <        acol[0] = acol[1] = acol[2] = 0.0;
695 <        cnt = 0;
696 <        for (i = hp->ns; i--; )
697 <                for (j = hp->ns; j--; )
698 <                        if ((ap = ambsample(hp, i, j)) != NULL) {
699 <                                addcolor(acol, ap->v);
700 <                                ++cnt;
701 <                        }
634 <        if (!cnt) {
635 <                setcolor(rcol, 0.0, 0.0, 0.0);
636 <                free(hp);
637 <                return(0);              /* no valid samples */
693 >        if (crlp != NULL)
694 >                *crlp = 0;
695 >        if (hp == NULL)                 /* sampling falure? */
696 >                return(0);
697 >
698 >        if ((ra == NULL) & (pg == NULL) & (dg == NULL) ||
699 >                        (hp->sampOK < 0) | (hp->ns < 4)) {
700 >                free(hp);               /* Hessian not requested/possible */
701 >                return(-1);             /* value-only return value */
702          }
703 <        if (cnt < hp->ns*hp->ns) {      /* incomplete sampling? */
640 <                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 */
703 >        if ((d = bright(rcol)) > FTINY) {       /* normalize Y values */
704                  d = 0.99*(hp->ns*hp->ns)/d;
705                  K = 0.01;
706          } else {                        /* or fall back on geometric Hessian */
707                  K = 1.0;
708                  pg = NULL;
709                  dg = NULL;
710 +                crlp = NULL;
711          }
712          ap = hp->sa;                    /* relative Y channel from here on... */
713          for (i = hp->ns*hp->ns; i--; ap++)
# Line 683 | Line 735 | doambient(                             /* compute ambient component */
735                          if (ra[1] < minarad)
736                                  ra[1] = minarad;
737                  }
738 <                ra[0] *= d = 1.0/sqrt(sqrt(wt));
738 >                ra[0] *= d = 1.0/sqrt(wt);
739                  if ((ra[1] *= d) > 2.0*ra[0])
740                          ra[1] = 2.0*ra[0];
741                  if (ra[1] > maxarad) {
# Line 691 | Line 743 | doambient(                             /* compute ambient component */
743                          if (ra[0] > maxarad)
744                                  ra[0] = maxarad;
745                  }
746 +                                        /* flag encroached directions */
747 +                if ((wt >= 0.89*AVGREFL) & (crlp != NULL))
748 +                        *crlp = ambcorral(hp, uv, ra[0]*ambacc, ra[1]*ambacc);
749                  if (pg != NULL) {       /* cap gradient if necessary */
750                          d = pg[0]*pg[0]*ra[0]*ra[0] + pg[1]*pg[1]*ra[1]*ra[1];
751                          if (d > 1.0) {

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