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

Comparing ray/src/rt/ambcomp.c (file contents):
Revision 2.44 by greg, Thu May 1 16:06:11 2014 UTC vs.
Revision 2.65 by greg, Thu Aug 21 10:33:49 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 17 | Line 21 | static const char      RCSid[] = "$Id$";
21   #include  "ambient.h"
22   #include  "random.h"
23  
24 < #ifdef NEWAMB
24 > #ifndef OLDAMB
25  
26   extern void             SDsquare2disk(double ds[2], double seedx, double seedy);
27  
28   typedef struct {
29          COLOR   v;              /* hemisphere sample value */
30 +        float   d;              /* reciprocal distance (1/rt) */
31          FVECT   p;              /* intersection point */
32   } AMBSAMP;              /* sample value */
33  
34   typedef struct {
35          RAY     *rp;            /* originating ray sample */
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                  return(0);
73          if (ambacc > FTINY) {
74 <                multcolor(arp->rcoef, hp->acoef);
75 <                scalecolor(arp->rcoef, 1./AVGREFL);
74 >                multcolor(ar.rcoef, hp->acoef);
75 >                scalecolor(ar.rcoef, 1./AVGREFL);
76          }
77          hlist[0] = hp->rp->rno;
78 <        hlist[1] = i;
79 <        hlist[2] = j;
78 >        hlist[1] = j;
79 >        hlist[2] = i;
80          multisamp(spt, 2, urand(ilhash(hlist,3)+n));
81 <        if (!n) {                       /* avoid border samples for n==0 */
82 <                if ((spt[0] < 0.1) | (spt[0] > 0.9))
81 >                                        /* avoid coincident samples */
82 >        if (!n && (0 < i) & (i < hp->ns-1) &&
83 >                        (0 < j) & (j < hp->ns-1)) {
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 (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)
127   {
128 <        float   *earr = calloc(hp->ns*hp->ns, sizeof(float));
128 >        float   *earr = (float *)calloc(hp->ns*hp->ns, sizeof(float));
129          float   *ep;
130          AMBSAMP *ap;
131          double  b, d2;
# 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 && ambsample(hp,i,j,n); n++)
199 >                        --cnt;
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 + 8*(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 +        memset(hp->sa, 0, sizeof(AMBSAMP)*n*n);
233 +        hp->sampOK = 0;
234 +                                        /* assign coefficient */
235 +        copycolor(hp->acoef, rcol);
236 +        d = 1.0/(n*n);
237 +        scalecolor(hp->acoef, d);
238 +                                        /* make tangent plane axes */
239 +        hp->uy[0] = 0.5 - frandom();
240 +        hp->uy[1] = 0.5 - frandom();
241 +        hp->uy[2] = 0.5 - frandom();
242 +        for (i = 3; i--; )
243 +                if ((-0.6 < r->ron[i]) & (r->ron[i] < 0.6))
244 +                        break;
245 +        if (i < 0)
246 +                error(CONSISTENCY, "bad ray direction in samp_hemi");
247 +        hp->uy[i] = 1.0;
248 +        VCROSS(hp->ux, hp->uy, r->ron);
249 +        normalize(hp->ux);
250 +        VCROSS(hp->uy, r->ron, hp->ux);
251 +                                        /* sample divisions */
252 +        for (i = hp->ns; i--; )
253 +            for (j = hp->ns; j--; )
254 +                hp->sampOK += ambsample(hp, i, j, 0);
255 +        copycolor(rcol, hp->acol);
256 +        if (!hp->sampOK) {              /* utter failure? */
257 +                free(hp);
258 +                return(NULL);
259 +        }
260 +        if (hp->sampOK < hp->ns*hp->ns) {
261 +                hp->sampOK *= -1;       /* soft failure */
262 +                return(hp);
263 +        }
264 +        n = ambssamp*wt + 0.5;
265 +        if (n > 8) {                    /* perform super-sampling? */
266 +                ambsupersamp(hp, n);
267 +                copycolor(rcol, hp->acol);
268 +        }
269 +        return(hp);                     /* all is well */
270 + }
271 +
272 +
273 + /* Return brightness of farthest ambient sample */
274 + static double
275 + back_ambval(AMBHEMI *hp, const int n1, const int n2, const int n3)
276 + {
277 +        if (hp->sa[n1].d <= hp->sa[n2].d) {
278 +                if (hp->sa[n1].d <= hp->sa[n3].d)
279 +                        return(colval(hp->sa[n1].v,CIEY));
280 +                return(colval(hp->sa[n3].v,CIEY));
281 +        }
282 +        if (hp->sa[n2].d <= hp->sa[n3].d)
283 +                return(colval(hp->sa[n2].v,CIEY));
284 +        return(colval(hp->sa[n3].v,CIEY));
285 + }
286 +
287 +
288   /* Compute vectors and coefficients for Hessian/gradient calcs */
289   static void
290 < comp_fftri(FFTRI *ftp, FVECT ap0, FVECT ap1, FVECT rop)
290 > comp_fftri(FFTRI *ftp, AMBHEMI *hp, const int n0, const int n1)
291   {
292          double  rdot_cp, dot_e, dot_er, rdot_r, rdot_r1, J2;
293 <        int     i;
293 >        int     ii;
294  
295 <        VSUB(ftp->r_i, ap0, rop);
296 <        VSUB(ftp->r_i1, ap1, rop);
297 <        VSUB(ftp->e_i, ap1, ap0);
295 >        VSUB(ftp->r_i, hp->sa[n0].p, hp->rp->rop);
296 >        VSUB(ftp->r_i1, hp->sa[n1].p, hp->rp->rop);
297 >        VSUB(ftp->e_i, hp->sa[n1].p, hp->sa[n0].p);
298          VCROSS(ftp->rcp, ftp->r_i, ftp->r_i1);
299          rdot_cp = 1.0/DOT(ftp->rcp,ftp->rcp);
300          dot_e = DOT(ftp->e_i,ftp->e_i);
# Line 266 | Line 306 | comp_fftri(FFTRI *ftp, FVECT ap0, FVECT ap1, FVECT rop
306          ftp->I2 = ( DOT(ftp->e_i, ftp->r_i1)*rdot_r1 - dot_er*rdot_r +
307                          dot_e*ftp->I1 )*0.5*rdot_cp;
308          J2 =  ( 0.5*(rdot_r - rdot_r1) - dot_er*ftp->I2 ) / dot_e;
309 <        for (i = 3; i--; )
310 <                ftp->rI2_eJ2[i] = ftp->I2*ftp->r_i[i] + J2*ftp->e_i[i];
309 >        for (ii = 3; ii--; )
310 >                ftp->rI2_eJ2[ii] = ftp->I2*ftp->r_i[ii] + J2*ftp->e_i[ii];
311   }
312  
313  
# Line 316 | Line 356 | comp_hessian(FVECT hess[3], FFTRI *ftp, FVECT nrm)
356                  hess[i][j] = m1[i][j] + d1*( I3*m2[i][j] + K3*m3[i][j] +
357                                                  2.0*J3*m4[i][j] );
358                  hess[i][j] += d2*(i==j);
359 <                hess[i][j] *= 1.0/PI;
359 >                hess[i][j] *= -1.0/PI;
360              }
361   }
362  
# Line 338 | Line 378 | rev_hessian(FVECT hess[3])
378   /* Add to radiometric Hessian from the given triangle */
379   static void
380   add2hessian(FVECT hess[3], FVECT ehess1[3],
381 <                FVECT ehess2[3], FVECT ehess3[3], COLORV v)
381 >                FVECT ehess2[3], FVECT ehess3[3], double v)
382   {
383          int     i, j;
384  
# Line 359 | Line 399 | comp_gradient(FVECT grad, FFTRI *ftp, FVECT nrm)
399          f1 = 2.0*DOT(nrm, ftp->rcp);
400          VCROSS(ncp, nrm, ftp->e_i);
401          for (i = 3; i--; )
402 <                grad[i] = (-0.5/PI)*( ftp->I1*ncp[i] + f1*ftp->rI2_eJ2[i] );
402 >                grad[i] = (0.5/PI)*( ftp->I1*ncp[i] + f1*ftp->rI2_eJ2[i] );
403   }
404  
405  
# Line 375 | Line 415 | rev_gradient(FVECT grad)
415  
416   /* Add to displacement gradient from the given triangle */
417   static void
418 < add2gradient(FVECT grad, FVECT egrad1, FVECT egrad2, FVECT egrad3, COLORV v)
418 > add2gradient(FVECT grad, FVECT egrad1, FVECT egrad2, FVECT egrad3, double v)
419   {
420          int     i;
421  
# Line 384 | Line 424 | add2gradient(FVECT grad, FVECT egrad1, FVECT egrad2, F
424   }
425  
426  
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 –
427   /* Compute anisotropic radii and eigenvector directions */
428 < static int
428 > static void
429   eigenvectors(FVECT uv[2], float ra[2], FVECT hessian[3])
430   {
431          double  hess2[2][2];
# Line 432 | Line 447 | eigenvectors(FVECT uv[2], float ra[2], FVECT hessian[3
447          if (i == 1)                     /* double-root (circle) */
448                  evalue[1] = evalue[0];
449          if (!i || ((evalue[0] = fabs(evalue[0])) <= FTINY*FTINY) |
450 <                        ((evalue[1] = fabs(evalue[1])) <= FTINY*FTINY) )
451 <                error(INTERNAL, "bad eigenvalue calculation");
452 <
450 >                        ((evalue[1] = fabs(evalue[1])) <= FTINY*FTINY) ) {
451 >                ra[0] = ra[1] = maxarad;
452 >                return;
453 >        }
454          if (evalue[0] > evalue[1]) {
455                  ra[0] = sqrt(sqrt(4.0/evalue[0]));
456                  ra[1] = sqrt(sqrt(4.0/evalue[1]));
# Line 492 | Line 508 | ambHessian(                            /* anisotropic radii & pos. gradient */
508          }
509                                          /* compute first row of edges */
510          for (j = 0; j < hp->ns-1; j++) {
511 <                comp_fftri(&fftr, ambsam(hp,0,j).p,
496 <                                ambsam(hp,0,j+1).p, hp->rp->rop);
511 >                comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,0,j), AI(hp,0,j+1));
512                  if (hessrow != NULL)
513                          comp_hessian(hessrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
514                  if (gradrow != NULL)
# Line 503 | Line 518 | ambHessian(                            /* anisotropic radii & pos. gradient */
518          for (i = 0; i < hp->ns-1; i++) {
519              FVECT       hesscol[3];     /* compute first vertical edge */
520              FVECT       gradcol;
521 <            comp_fftri(&fftr, ambsam(hp,i,0).p,
507 <                        ambsam(hp,i+1,0).p, hp->rp->rop);
521 >            comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i,0), AI(hp,i+1,0));
522              if (hessrow != NULL)
523                  comp_hessian(hesscol, &fftr, hp->rp->ron);
524              if (gradrow != NULL)
# Line 512 | Line 526 | ambHessian(                            /* anisotropic radii & pos. gradient */
526              for (j = 0; j < hp->ns-1; j++) {
527                  FVECT   hessdia[3];     /* compute triangle contributions */
528                  FVECT   graddia;
529 <                COLORV  backg;
530 <                backg = back_ambval(&ambsam(hp,i,j), &ambsam(hp,i,j+1),
531 <                                        &ambsam(hp,i+1,j), hp->rp->rop);
529 >                double  backg;
530 >                backg = back_ambval(hp, AI(hp,i,j),
531 >                                        AI(hp,i,j+1), AI(hp,i+1,j));
532                                          /* diagonal (inner) edge */
533 <                comp_fftri(&fftr, ambsam(hp,i,j+1).p,
520 <                                ambsam(hp,i+1,j).p, hp->rp->rop);
533 >                comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i,j+1), AI(hp,i+1,j));
534                  if (hessrow != NULL) {
535                      comp_hessian(hessdia, &fftr, hp->rp->ron);
536                      rev_hessian(hesscol);
# Line 529 | Line 542 | ambHessian(                            /* anisotropic radii & pos. gradient */
542                      add2gradient(gradient, gradrow[j], graddia, gradcol, backg);
543                  }
544                                          /* initialize edge in next row */
545 <                comp_fftri(&fftr, ambsam(hp,i+1,j+1).p,
533 <                                ambsam(hp,i+1,j).p, hp->rp->rop);
545 >                comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i+1,j+1), AI(hp,i+1,j));
546                  if (hessrow != NULL)
547                      comp_hessian(hessrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
548                  if (gradrow != NULL)
549                      comp_gradient(gradrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
550                                          /* new column edge & paired triangle */
551 <                backg = back_ambval(&ambsam(hp,i,j+1), &ambsam(hp,i+1,j+1),
552 <                                        &ambsam(hp,i+1,j), hp->rp->rop);
553 <                comp_fftri(&fftr, ambsam(hp,i,j+1).p, ambsam(hp,i+1,j+1).p,
542 <                                hp->rp->rop);
551 >                backg = back_ambval(hp, AI(hp,i+1,j+1),
552 >                                        AI(hp,i+1,j), AI(hp,i,j+1));
553 >                comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i,j+1), AI(hp,i+1,j+1));
554                  if (hessrow != NULL) {
555                      comp_hessian(hesscol, &fftr, hp->rp->ron);
556                      rev_hessian(hessdia);
# Line 594 | Line 605 | ambdirgrad(AMBHEMI *hp, FVECT uv[2], float dg[2])
605   }
606  
607  
608 + /* Compute potential light leak direction flags for cache value */
609 + static uint32
610 + ambcorral(AMBHEMI *hp, FVECT uv[2], const double r0, const double r1)
611 + {
612 +        const double    max_d = 1.0/(minarad*ambacc + 0.001);
613 +        const double    ang_res = 0.5*PI/(hp->ns-1);
614 +        const double    ang_step = ang_res/((int)(16/PI*ang_res) + (1+FTINY));
615 +        double          avg_d = 0;
616 +        uint32          flgs = 0;
617 +        FVECT           vec;
618 +        double          u, v;
619 +        double          ang, a1;
620 +        int             i, j;
621 +                                        /* don't bother for a few samples */
622 +        if (hp->ns < 12)
623 +                return(0);
624 +                                        /* check distances overhead */
625 +        for (i = hp->ns*3/4; i-- > hp->ns>>2; )
626 +            for (j = hp->ns*3/4; j-- > hp->ns>>2; )
627 +                avg_d += ambsam(hp,i,j).d;
628 +        avg_d *= 4.0/(hp->ns*hp->ns);
629 +        if (avg_d*r0 >= 1.0)            /* ceiling too low for corral? */
630 +                return(0);
631 +        if (avg_d >= max_d)             /* insurance */
632 +                return(0);
633 +                                        /* else circle around perimeter */
634 +        for (i = 0; i < hp->ns; i++)
635 +            for (j = 0; j < hp->ns; j += !i|(i==hp->ns-1) ? 1 : hp->ns-1) {
636 +                AMBSAMP *ap = &ambsam(hp,i,j);
637 +                if ((ap->d <= FTINY) | (ap->d >= max_d))
638 +                        continue;       /* too far or too near */
639 +                VSUB(vec, ap->p, hp->rp->rop);
640 +                u = DOT(vec, uv[0]);
641 +                v = DOT(vec, uv[1]);
642 +                if ((r0*r0*u*u + r1*r1*v*v) * ap->d*ap->d <= u*u + v*v)
643 +                        continue;       /* occluder outside ellipse */
644 +                ang = atan2a(v, u);     /* else set direction flags */
645 +                for (a1 = ang-.5*ang_res; a1 <= ang+.5*ang_res; a1 += ang_step)
646 +                        flgs |= 1L<<(int)(16/PI*(a1 + 2.*PI*(a1 < 0)));
647 +            }
648 +                                        /* add low-angle incident (< 20deg) */
649 +        if (fabs(hp->rp->rod) <= 0.342) {
650 +                u = -DOT(hp->rp->rdir, uv[0]);
651 +                v = -DOT(hp->rp->rdir, uv[1]);
652 +                if ((r0*r0*u*u + r1*r1*v*v) > hp->rp->rot*hp->rp->rot) {
653 +                        ang = atan2a(v, u);
654 +                        ang += 2.*PI*(ang < 0);
655 +                        ang *= 16/PI;
656 +                        if ((ang < .5) | (ang >= 31.5))
657 +                                flgs |= 0x80000001;
658 +                        else
659 +                                flgs |= 3L<<(int)(ang-.5);
660 +                }
661 +        }
662 +        return(flgs);
663 + }
664 +
665 +
666   int
667   doambient(                              /* compute ambient component */
668          COLOR   rcol,                   /* input/output color */
# Line 602 | Line 671 | doambient(                             /* compute ambient component */
671          FVECT   uv[2],                  /* returned (optional) */
672          float   ra[2],                  /* returned (optional) */
673          float   pg[2],                  /* returned (optional) */
674 <        float   dg[2]                   /* returned (optional) */
674 >        float   dg[2],                  /* returned (optional) */
675 >        uint32  *crlp                   /* returned (optional) */
676   )
677   {
678 <        AMBHEMI *hp = inithemi(rcol, r, wt);
609 <        int     cnt = 0;
678 >        AMBHEMI *hp = samp_hemi(rcol, r, wt);
679          FVECT   my_uv[2];
680 <        double  d, K, acol[3];
680 >        double  d, K;
681          AMBSAMP *ap;
682 <        int     i, j;
683 <                                        /* check/initialize */
615 <        if (hp == NULL)
616 <                return(0);
682 >        int     i;
683 >                                        /* clear return values */
684          if (uv != NULL)
685                  memset(uv, 0, sizeof(FVECT)*2);
686          if (ra != NULL)
# Line 622 | Line 689 | doambient(                             /* compute ambient component */
689                  pg[0] = pg[1] = 0.0;
690          if (dg != NULL)
691                  dg[0] = dg[1] = 0.0;
692 <                                        /* sample the hemisphere */
693 <        acol[0] = acol[1] = acol[2] = 0.0;
694 <        for (i = hp->ns; i--; )
695 <                for (j = hp->ns; j--; )
696 <                        if ((ap = ambsample(hp, i, j)) != NULL) {
697 <                                addcolor(acol, ap->v);
698 <                                ++cnt;
699 <                        }
700 <        if (!cnt) {
634 <                setcolor(rcol, 0.0, 0.0, 0.0);
635 <                free(hp);
636 <                return(0);              /* no valid samples */
692 >        if (crlp != NULL)
693 >                *crlp = 0;
694 >        if (hp == NULL)                 /* sampling falure? */
695 >                return(0);
696 >
697 >        if ((ra == NULL) & (pg == NULL) & (dg == NULL) ||
698 >                        (hp->sampOK < 0) | (hp->ns < 9)) {
699 >                free(hp);               /* Hessian not requested/possible */
700 >                return(-1);             /* value-only return value */
701          }
702 <        if (cnt < hp->ns*hp->ns) {      /* incomplete sampling? */
703 <                copycolor(rcol, acol);
640 <                free(hp);
641 <                return(-1);             /* return value w/o Hessian */
642 <        }
643 <        cnt = ambssamp*wt + 0.5;        /* perform super-sampling? */
644 <        if (cnt > 0)
645 <                ambsupersamp(acol, hp, cnt);
646 <        copycolor(rcol, acol);          /* final indirect irradiance/PI */
647 <        if ((ra == NULL) & (pg == NULL) & (dg == NULL)) {
648 <                free(hp);
649 <                return(-1);             /* no radius or gradient calc. */
650 <        }
651 <        if (bright(acol) > FTINY) {     /* normalize Y values */
652 <                d = 0.99*cnt/bright(acol);
702 >        if ((d = bright(rcol)) > FTINY) {       /* normalize Y values */
703 >                d = 0.99*(hp->ns*hp->ns)/d;
704                  K = 0.01;
705 <        } else {                        /* geometric Hessian fall-back */
655 <                d = 0.0;
705 >        } else {                        /* or fall back on geometric Hessian */
706                  K = 1.0;
707                  pg = NULL;
708                  dg = NULL;
709 +                crlp = NULL;
710          }
711          ap = hp->sa;                    /* relative Y channel from here on... */
712          for (i = hp->ns*hp->ns; i--; ap++)
# Line 683 | Line 734 | doambient(                             /* compute ambient component */
734                          if (ra[1] < minarad)
735                                  ra[1] = minarad;
736                  }
737 <                ra[0] *= d = 1.0/sqrt(sqrt(wt));
737 >                ra[0] *= d = 1.0/sqrt(wt);
738                  if ((ra[1] *= d) > 2.0*ra[0])
739                          ra[1] = 2.0*ra[0];
740                  if (ra[1] > maxarad) {
# Line 691 | Line 742 | doambient(                             /* compute ambient component */
742                          if (ra[0] > maxarad)
743                                  ra[0] = maxarad;
744                  }
745 +                                        /* flag encroached directions */
746 +                if ((wt >= 0.89*AVGREFL) & (crlp != NULL))
747 +                        *crlp = ambcorral(hp, uv, ra[0]*ambacc, ra[1]*ambacc);
748                  if (pg != NULL) {       /* cap gradient if necessary */
749                          d = pg[0]*pg[0]*ra[0]*ra[0] + pg[1]*pg[1]*ra[1]*ra[1];
750                          if (d > 1.0) {

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