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 2.73 by greg, Fri Oct 14 00:54:21 2016 UTC vs.
Revision 2.99 by greg, Sun Apr 27 20:20:01 2025 UTC

# Line 21 | Line 21 | static const char      RCSid[] = "$Id$";
21   #include  "ambient.h"
22   #include  "random.h"
23  
24 < #ifndef OLDAMB
24 > #ifndef MINADIV
25 > #define MINADIV         7       /* minimum # divisions in each dimension */
26 > #endif
27 > #ifndef MINSDIST
28 > #define MINSDIST        0.25    /* def. min. spacing = 1/4th division */
29 > #endif
30  
26 – extern void             SDsquare2disk(double ds[2], double seedx, double seedy);
27 –
31   typedef struct {
29 –        COLOR   v;              /* hemisphere sample value */
30 –        float   d;              /* reciprocal distance (1/rt) */
32          FVECT   p;              /* intersection point */
33 +        float   d;              /* reciprocal distance */
34 +        SCOLOR  v;              /* hemisphere sample value */
35   } AMBSAMP;              /* sample value */
36  
37   typedef struct {
38          RAY     *rp;            /* originating ray sample */
39          int     ns;             /* number of samples per axis */
40          int     sampOK;         /* acquired full sample set? */
41 <        COLOR   acoef;          /* division contribution coefficient */
42 <        double  acol[3];        /* accumulated color */
41 >        int     atyp;           /* RAMBIENT or TAMBIENT */
42 >        SCOLOR  acoef;          /* division contribution coefficient */
43 >        SCOLOR  acol;           /* accumulated color */
44 >        FVECT   onrm;           /* oriented unperturbed surface normal */
45          FVECT   ux, uy;         /* tangent axis unit vectors */
46          AMBSAMP sa[1];          /* sample array (extends struct) */
47   }  AMBHEMI;             /* ambient sample hemisphere */
# Line 58 | Line 63 | ambcollision(                          /* proposed direciton collides? */
63          FVECT   dv
64   )
65   {
66 <        const double    cos_thresh = 0.9999995; /* about 3.44 arcminutes */
67 <        int             ii, jj;
66 >        double  cos_thresh;
67 >        int     ii, jj;
68  
69 +        cos_thresh = (PI*MINSDIST)/(double)hp->ns;
70 +        cos_thresh = 1. - .5*cos_thresh*cos_thresh;
71 +                                        /* check existing neighbors */
72          for (ii = i-1; ii <= i+1; ii++) {
73                  if (ii < 0) continue;
74                  if (ii >= hp->ns) break;
# Line 72 | Line 80 | ambcollision(                          /* proposed direciton collides? */
80                          if (jj >= hp->ns) break;
81                          if ((ii==i) & (jj==j)) continue;
82                          ap = &ambsam(hp,ii,jj);
83 <                        if (ap->d <= .5/FHUGE) continue;
83 >                        if (ap->d <= .5/FHUGE)
84 >                                continue;       /* no one home */
85                          VSUB(avec, ap->p, hp->rp->rop);
86                          dprod = DOT(avec, dv);
87                          if (dprod >= cos_thresh*VLEN(avec))
88                                  return(1);      /* collision */
89                  }
90          }
91 <        return(0);
91 >        return(0);                      /* nothing to worry about */
92   }
93  
94  
95 + #define XLOTSIZ         251             /* size of used car lot */
96 + #define CFIRST          0               /* first corner */
97 + #define COTHER          (CFIRST+4)      /* non-corner sample */
98 + #define CMAXTARGET      (int)(XLOTSIZ*MINSDIST/(1-MINSDIST))
99 + #define CXCOPY(d,s)     (excharr[d][0]=excharr[s][0], excharr[d][1]=excharr[s][1])
100 +
101   static int
102 + psample_class(double ss[2])             /* classify patch sample */
103 + {
104 +        if (ss[0] < MINSDIST) {
105 +                if (ss[1] < MINSDIST)
106 +                        return(CFIRST);
107 +                if (ss[1] > 1.-MINSDIST)
108 +                        return(CFIRST+2);
109 +        } else if (ss[0] > 1.-MINSDIST) {
110 +                if (ss[1] < MINSDIST)
111 +                        return(CFIRST+1);
112 +                if (ss[1] > 1.-MINSDIST)
113 +                        return(CFIRST+3);
114 +        }
115 +        return(COTHER);                 /* not in a corner */
116 + }
117 +
118 + static void
119 + trade_patchsamp(double ss[2])           /* trade in problem patch position */
120 + {
121 +        static float    excharr[XLOTSIZ][2];
122 +        static short    gterm[COTHER+1];
123 +        double          srep[2];
124 +        int             sclass, rclass;
125 +        int             x;
126 +                                        /* reset on corner overload */
127 +        if (gterm[COTHER-1] >= (CMAXTARGET+XLOTSIZ)/2)
128 +                memset(gterm, 0, sizeof(gterm));
129 +                                        /* (re-)initialize? */
130 +        while (gterm[COTHER] < XLOTSIZ) {
131 +                excharr[gterm[COTHER]][0] = frandom();
132 +                excharr[gterm[COTHER]][1] = frandom();
133 +                ++gterm[COTHER];
134 +        }                               /* get trade-in candidate... */
135 +        sclass = psample_class(ss);     /* submitted corner or not? */
136 +        switch (sclass) {
137 +        case COTHER:                    /* trade mid-edge with corner/any */
138 +                x = irandom( gterm[COTHER-1] > CMAXTARGET
139 +                                ? gterm[COTHER-1] : XLOTSIZ );
140 +                break;
141 +        case CFIRST:                    /* kick out of first corner */
142 +                x = gterm[CFIRST] + irandom(XLOTSIZ - gterm[CFIRST]);
143 +                break;
144 +        default:                        /* kick out of 2nd-4th corner */
145 +                x = irandom(XLOTSIZ - (gterm[sclass] - gterm[sclass-1]));
146 +                x += (x >= gterm[sclass-1])*(gterm[sclass] - gterm[sclass-1]);
147 +                break;
148 +        }
149 +        srep[0] = excharr[x][0];        /* save selected trade output */
150 +        srep[1] = excharr[x][1];
151 +                                        /* adjust our lot groups */
152 +        for (rclass = CFIRST; rclass < COTHER; rclass++)
153 +                if (x < gterm[rclass])
154 +                        break;
155 +        if (sclass < rclass) {          /* submitted group before replacement? */
156 +                CXCOPY(x, gterm[rclass-1]);
157 +                while (--rclass > sclass) {
158 +                        CXCOPY(gterm[rclass], gterm[rclass-1]);
159 +                        ++gterm[rclass];
160 +                }
161 +                x = gterm[sclass]++;
162 +        } else if (sclass > rclass) {   /* submitted group after replacement? */
163 +                --gterm[rclass];
164 +                CXCOPY(x, gterm[rclass]);
165 +                while (++rclass < sclass) {
166 +                        --gterm[rclass];
167 +                        CXCOPY(gterm[rclass-1], gterm[rclass]);
168 +                }
169 +                x = gterm[sclass-1];
170 +        }
171 +        excharr[x][0] = ss[0];          /* complete the transaction */
172 +        excharr[x][1] = ss[1];
173 +        ss[0] = srep[0];
174 +        ss[1] = srep[1];
175 + }
176 +
177 + #undef CXCOPY
178 + #undef XLOTSIZ
179 + #undef COTHER
180 + #undef CFIRST
181 +
182 +
183 + static int
184   ambsample(                              /* initial ambient division sample */
185          AMBHEMI *hp,
186          int     i,
# Line 94 | Line 191 | ambsample(                             /* initial ambient division sample */
191          AMBSAMP *ap = &ambsam(hp,i,j);
192          RAY     ar;
193          int     hlist[3], ii;
194 <        double  spt[2], zd;
194 >        double  ss[2];
195 >        RREAL   spt[2];
196 >        double  zd;
197                                          /* generate hemispherical sample */
198                                          /* ambient coefficient for weight */
199          if (ambacc > FTINY)
200 <                setcolor(ar.rcoef, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
200 >                setscolor(ar.rcoef, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
201          else
202 <                copycolor(ar.rcoef, hp->acoef);
203 <        if (rayorigin(&ar, AMBIENT, hp->rp, ar.rcoef) < 0)
202 >                copyscolor(ar.rcoef, hp->acoef);
203 >        if (rayorigin(&ar, hp->atyp, hp->rp, ar.rcoef) < 0)
204                  return(0);
205          if (ambacc > FTINY) {
206 <                multcolor(ar.rcoef, hp->acoef);
207 <                scalecolor(ar.rcoef, 1./AVGREFL);
206 >                smultscolor(ar.rcoef, hp->acoef);
207 >                scalescolor(ar.rcoef, 1./AVGREFL);
208          }
209          hlist[0] = hp->rp->rno;
210 <        hlist[1] = j;
211 <        hlist[2] = i;
212 <        multisamp(spt, 2, urand(ilhash(hlist,3)+n));
213 < resample:
214 <        SDsquare2disk(spt, (j+spt[1])/hp->ns, (i+spt[0])/hp->ns);
210 >        hlist[1] = AI(hp,i,j);
211 >        hlist[2] = samplendx;
212 >        multisamp(ss, 2, urand(ilhash(hlist,3)+n));
213 > patch_redo:
214 >        square2disk(spt, (j+ss[1])/hp->ns, (i+ss[0])/hp->ns);
215          zd = sqrt(1. - spt[0]*spt[0] - spt[1]*spt[1]);
216          for (ii = 3; ii--; )
217                  ar.rdir[ii] =   spt[0]*hp->ux[ii] +
218                                  spt[1]*hp->uy[ii] +
219 <                                zd*hp->rp->ron[ii];
219 >                                zd*hp->onrm[ii];
220          checknorm(ar.rdir);
221                                          /* avoid coincident samples */
222 <        if (!n && ambcollision(hp, i, j, ar.rdir)) {
223 <                spt[0] = frandom(); spt[1] = frandom();
224 <                goto resample;
222 >        if (!n & (hp->ns >= 4) && ambcollision(hp, i, j, ar.rdir)) {
223 >                trade_patchsamp(ss);
224 >                goto patch_redo;
225          }
226          dimlist[ndims++] = AI(hp,i,j) + 90171;
227          rayvalue(&ar);                  /* evaluate ray */
228          ndims--;
229 <        if (ar.rt <= FTINY)
229 >        zd = raydistance(&ar);
230 >        if (zd <= FTINY)
231                  return(0);              /* should never happen */
232 <        multcolor(ar.rcol, ar.rcoef);   /* apply coefficient */
233 <        if (ar.rt*ap->d < 1.0)          /* new/closer distance? */
234 <                ap->d = 1.0/ar.rt;
232 >        smultscolor(ar.rcol, ar.rcoef); /* apply coefficient */
233 >        if (zd*ap->d < 1.0)             /* new/closer distance? */
234 >                ap->d = 1.0/zd;
235          if (!n) {                       /* record first vertex & value */
236 <                if (ar.rt > 10.0*thescene.cusize)
237 <                        ar.rt = 10.0*thescene.cusize;
238 <                VSUM(ap->p, ar.rorg, ar.rdir, ar.rt);
239 <                copycolor(ap->v, ar.rcol);
236 >                if (zd > 10.0*thescene.cusize + 1000.)
237 >                        zd = 10.0*thescene.cusize + 1000.;
238 >                VSUM(ap->p, ar.rorg, ar.rdir, zd);
239 >                copyscolor(ap->v, ar.rcol);
240          } else {                        /* else update recorded value */
241 <                hp->acol[RED] -= colval(ap->v,RED);
142 <                hp->acol[GRN] -= colval(ap->v,GRN);
143 <                hp->acol[BLU] -= colval(ap->v,BLU);
241 >                sopscolor(hp->acol, -=, ap->v);
242                  zd = 1.0/(double)(n+1);
243 <                scalecolor(ar.rcol, zd);
243 >                scalescolor(ar.rcol, zd);
244                  zd *= (double)n;
245 <                scalecolor(ap->v, zd);
246 <                addcolor(ap->v, ar.rcol);
245 >                scalescolor(ap->v, zd);
246 >                saddscolor(ap->v, ar.rcol);
247          }
248 <        addcolor(hp->acol, ap->v);      /* add to our sum */
248 >        saddscolor(hp->acol, ap->v);    /* add to our sum */
249          return(1);
250   }
251  
252  
253 < /* Estimate errors based on ambient division differences */
253 > /* Estimate variance based on ambient division differences */
254   static float *
255   getambdiffs(AMBHEMI *hp)
256   {
257 <        float   *earr = (float *)calloc(hp->ns*hp->ns, sizeof(float));
257 >        const double    normf = 1./(pbright(hp->acoef) + FTINY);
258 >        float   *earr = (float *)calloc(2*hp->ns*hp->ns, sizeof(float));
259          float   *ep;
260          AMBSAMP *ap;
261 <        double  b, d2;
261 >        double  b, b1, d2;
262          int     i, j;
263  
264          if (earr == NULL)               /* out of memory? */
265                  return(NULL);
266 <                                        /* compute squared neighbor diffs */
267 <        for (ap = hp->sa, ep = earr, i = 0; i < hp->ns; i++)
266 >                                        /* sum squared neighbor diffs */
267 >        ap = hp->sa;
268 >        ep = earr + hp->ns*hp->ns;      /* original estimates to scratch */
269 >        for (i = 0; i < hp->ns; i++)
270              for (j = 0; j < hp->ns; j++, ap++, ep++) {
271 <                b = bright(ap[0].v);
271 >                b = pbright(ap[0].v);
272                  if (i) {                /* from above */
273 <                        d2 = b - bright(ap[-hp->ns].v);
274 <                        d2 *= d2;
273 >                        b1 = pbright(ap[-hp->ns].v);
274 >                        d2 = b - b1;
275 >                        d2 *= d2*normf/(b + b1 + FTINY);
276                          ep[0] += d2;
277                          ep[-hp->ns] += d2;
278                  }
279                  if (!j) continue;
280                                          /* from behind */
281 <                d2 = b - bright(ap[-1].v);
282 <                d2 *= d2;
281 >                b1 = pbright(ap[-1].v);
282 >                d2 = b - b1;
283 >                d2 *= d2*normf/(b + b1 + FTINY);
284                  ep[0] += d2;
285                  ep[-1] += d2;
286                  if (!i) continue;
287                                          /* diagonal */
288 <                d2 = b - bright(ap[-hp->ns-1].v);
289 <                d2 *= d2;
288 >                b1 = pbright(ap[-hp->ns-1].v);
289 >                d2 = b - b1;
290 >                d2 *= d2*normf/(b + b1 + FTINY);
291                  ep[0] += d2;
292                  ep[-hp->ns-1] += d2;
293              }
294                                          /* correct for number of neighbors */
295 <        earr[0] *= 8./3.;
296 <        earr[hp->ns-1] *= 8./3.;
297 <        earr[(hp->ns-1)*hp->ns] *= 8./3.;
298 <        earr[(hp->ns-1)*hp->ns + hp->ns-1] *= 8./3.;
295 >        ep = earr + hp->ns*hp->ns;
296 >        ep[0] *= 6./3.;
297 >        ep[hp->ns-1] *= 6./3.;
298 >        ep[(hp->ns-1)*hp->ns] *= 6./3.;
299 >        ep[(hp->ns-1)*hp->ns + hp->ns-1] *= 6./3.;
300          for (i = 1; i < hp->ns-1; i++) {
301 <                earr[i*hp->ns] *= 8./5.;
302 <                earr[i*hp->ns + hp->ns-1] *= 8./5.;
301 >                ep[i*hp->ns] *= 6./5.;
302 >                ep[i*hp->ns + hp->ns-1] *= 6./5.;
303          }
304          for (j = 1; j < hp->ns-1; j++) {
305 <                earr[j] *= 8./5.;
306 <                earr[(hp->ns-1)*hp->ns + j] *= 8./5.;
305 >                ep[j] *= 6./5.;
306 >                ep[(hp->ns-1)*hp->ns + j] *= 6./5.;
307          }
308 +                                        /* blur final map to reduce bias */
309 +        for (i = 0; i < hp->ns-1; i++) {
310 +            float  *ep2;
311 +            ep = earr + i*hp->ns;
312 +            ep2 = ep + hp->ns*hp->ns;
313 +            for (j = 0; j < hp->ns-1; j++, ep++, ep2++) {
314 +                ep[0] += .5*ep2[0] + .125*(ep2[1] + ep2[hp->ns]);
315 +                ep[1] += .125*ep2[0];
316 +                ep[hp->ns] += .125*ep2[0];
317 +            }
318 +        }
319          return(earr);
320   }
321  
# Line 210 | Line 326 | ambsupersamp(AMBHEMI *hp, int cnt)
326   {
327          float   *earr = getambdiffs(hp);
328          double  e2rem = 0;
213 –        AMBSAMP *ap;
329          float   *ep;
330          int     i, j, n, nss;
331  
# Line 220 | Line 335 | ambsupersamp(AMBHEMI *hp, int cnt)
335          for (ep = earr + hp->ns*hp->ns; ep > earr; )
336                  e2rem += *--ep;
337          ep = earr;                      /* perform super-sampling */
338 <        for (ap = hp->sa, i = 0; i < hp->ns; i++)
339 <            for (j = 0; j < hp->ns; j++, ap++) {
338 >        for (i = 0; i < hp->ns; i++)
339 >            for (j = 0; j < hp->ns; j++) {
340                  if (e2rem <= FTINY)
341                          goto done;      /* nothing left to do */
342                  nss = *ep/e2rem*cnt + frandom();
343                  for (n = 1; n <= nss && ambsample(hp,i,j,n); n++)
344 <                        --cnt;
344 >                        if (!--cnt) goto done;
345                  e2rem -= *ep++;         /* update remainder */
346          }
347   done:
# Line 236 | Line 351 | done:
351  
352   static AMBHEMI *
353   samp_hemi(                              /* sample indirect hemisphere */
354 <        COLOR   rcol,
354 >        SCOLOR  rcol,
355          RAY     *r,
356          double  wt
357   )
358   {
359 +        int     backside = (wt < 0);
360          AMBHEMI *hp;
361          double  d;
362          int     n, i, j;
363 +                                        /* insignificance check */
364 +        d = sintens(rcol);
365 +        if (d <= FTINY)
366 +                return(NULL);
367                                          /* set number of divisions */
368 +        if (backside) wt = -wt;
369          if (ambacc <= FTINY &&
370 <                        wt > (d = 0.8*intens(rcol)*r->rweight/(ambdiv*minweight)))
370 >                        wt > (d *= 0.8*r->rweight/(ambdiv*minweight + 1e-20)))
371                  wt = d;                 /* avoid ray termination */
372          n = sqrt(ambdiv * wt) + 0.5;
373 <        i = 1 + 5*(ambacc > FTINY);     /* minimum number of samples */
374 <        if (n < i)
373 >        i = 1 + (MINADIV-1)*(ambacc > FTINY);
374 >        if (n < i)                      /* use minimum number of samples? */
375                  n = i;
376                                          /* allocate sampling array */
377          hp = (AMBHEMI *)malloc(sizeof(AMBHEMI) + sizeof(AMBSAMP)*(n*n - 1));
378          if (hp == NULL)
379                  error(SYSTEM, "out of memory in samp_hemi");
380 +
381 +        if (backside) {
382 +                hp->atyp = TAMBIENT;
383 +                hp->onrm[0] = -r->ron[0];
384 +                hp->onrm[1] = -r->ron[1];
385 +                hp->onrm[2] = -r->ron[2];
386 +        } else {
387 +                hp->atyp = RAMBIENT;
388 +                VCOPY(hp->onrm, r->ron);
389 +        }
390          hp->rp = r;
391          hp->ns = n;
392 <        hp->acol[RED] = hp->acol[GRN] = hp->acol[BLU] = 0.0;
392 >        scolorblack(hp->acol);
393          memset(hp->sa, 0, sizeof(AMBSAMP)*n*n);
394          hp->sampOK = 0;
395                                          /* assign coefficient */
396 <        copycolor(hp->acoef, rcol);
396 >        copyscolor(hp->acoef, rcol);
397          d = 1.0/(n*n);
398 <        scalecolor(hp->acoef, d);
398 >        scalescolor(hp->acoef, d);
399                                          /* make tangent plane axes */
400 <        if (!getperpendicular(hp->ux, r->ron, 1))
400 >        if (!getperpendicular(hp->ux, hp->onrm, 1))
401                  error(CONSISTENCY, "bad ray direction in samp_hemi");
402 <        VCROSS(hp->uy, r->ron, hp->ux);
402 >        VCROSS(hp->uy, hp->onrm, hp->ux);
403                                          /* sample divisions */
404          for (i = hp->ns; i--; )
405              for (j = hp->ns; j--; )
406                  hp->sampOK += ambsample(hp, i, j, 0);
407 <        copycolor(rcol, hp->acol);
407 >        copyscolor(rcol, hp->acol);
408          if (!hp->sampOK) {              /* utter failure? */
409                  free(hp);
410                  return(NULL);
# Line 282 | Line 413 | samp_hemi(                             /* sample indirect hemisphere */
413                  hp->sampOK *= -1;       /* soft failure */
414                  return(hp);
415          }
416 +        if (hp->sampOK <= MINADIV*MINADIV)
417 +                return(hp);             /* don't bother super-sampling */
418          n = ambssamp*wt + 0.5;
419 <        if (n > 8) {                    /* perform super-sampling? */
419 >        if (n >= 4*hp->ns) {            /* perform super-sampling? */
420                  ambsupersamp(hp, n);
421 <                copycolor(rcol, hp->acol);
421 >                copyscolor(rcol, hp->acol);
422          }
423          return(hp);                     /* all is well */
424   }
# Line 297 | Line 430 | back_ambval(AMBHEMI *hp, const int n1, const int n2, c
430   {
431          if (hp->sa[n1].d <= hp->sa[n2].d) {
432                  if (hp->sa[n1].d <= hp->sa[n3].d)
433 <                        return(colval(hp->sa[n1].v,CIEY));
434 <                return(colval(hp->sa[n3].v,CIEY));
433 >                        return(hp->sa[n1].v[0]);
434 >                return(hp->sa[n3].v[0]);
435          }
436          if (hp->sa[n2].d <= hp->sa[n3].d)
437 <                return(colval(hp->sa[n2].v,CIEY));
438 <        return(colval(hp->sa[n3].v,CIEY));
437 >                return(hp->sa[n2].v[0]);
438 >        return(hp->sa[n3].v[0]);
439   }
440  
441  
# Line 531 | Line 664 | ambHessian(                            /* anisotropic radii & pos. gradient */
664          for (j = 0; j < hp->ns-1; j++) {
665                  comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,0,j), AI(hp,0,j+1));
666                  if (hessrow != NULL)
667 <                        comp_hessian(hessrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
667 >                        comp_hessian(hessrow[j], &fftr, hp->onrm);
668                  if (gradrow != NULL)
669 <                        comp_gradient(gradrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
669 >                        comp_gradient(gradrow[j], &fftr, hp->onrm);
670          }
671                                          /* sum each row of triangles */
672          for (i = 0; i < hp->ns-1; i++) {
# Line 541 | Line 674 | ambHessian(                            /* anisotropic radii & pos. gradient */
674              FVECT       gradcol;
675              comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i,0), AI(hp,i+1,0));
676              if (hessrow != NULL)
677 <                comp_hessian(hesscol, &fftr, hp->rp->ron);
677 >                comp_hessian(hesscol, &fftr, hp->onrm);
678              if (gradrow != NULL)
679 <                comp_gradient(gradcol, &fftr, hp->rp->ron);
679 >                comp_gradient(gradcol, &fftr, hp->onrm);
680              for (j = 0; j < hp->ns-1; j++) {
681                  FVECT   hessdia[3];     /* compute triangle contributions */
682                  FVECT   graddia;
# Line 553 | Line 686 | ambHessian(                            /* anisotropic radii & pos. gradient */
686                                          /* diagonal (inner) edge */
687                  comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i,j+1), AI(hp,i+1,j));
688                  if (hessrow != NULL) {
689 <                    comp_hessian(hessdia, &fftr, hp->rp->ron);
689 >                    comp_hessian(hessdia, &fftr, hp->onrm);
690                      rev_hessian(hesscol);
691                      add2hessian(hessian, hessrow[j], hessdia, hesscol, backg);
692                  }
693                  if (gradrow != NULL) {
694 <                    comp_gradient(graddia, &fftr, hp->rp->ron);
694 >                    comp_gradient(graddia, &fftr, hp->onrm);
695                      rev_gradient(gradcol);
696                      add2gradient(gradient, gradrow[j], graddia, gradcol, backg);
697                  }
698                                          /* initialize edge in next row */
699                  comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i+1,j+1), AI(hp,i+1,j));
700                  if (hessrow != NULL)
701 <                    comp_hessian(hessrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
701 >                    comp_hessian(hessrow[j], &fftr, hp->onrm);
702                  if (gradrow != NULL)
703 <                    comp_gradient(gradrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
703 >                    comp_gradient(gradrow[j], &fftr, hp->onrm);
704                                          /* new column edge & paired triangle */
705                  backg = back_ambval(hp, AI(hp,i+1,j+1),
706                                          AI(hp,i+1,j), AI(hp,i,j+1));
707                  comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i,j+1), AI(hp,i+1,j+1));
708                  if (hessrow != NULL) {
709 <                    comp_hessian(hesscol, &fftr, hp->rp->ron);
709 >                    comp_hessian(hesscol, &fftr, hp->onrm);
710                      rev_hessian(hessdia);
711                      add2hessian(hessian, hessrow[j], hessdia, hesscol, backg);
712                      if (i < hp->ns-2)
713                          rev_hessian(hessrow[j]);
714                  }
715                  if (gradrow != NULL) {
716 <                    comp_gradient(gradcol, &fftr, hp->rp->ron);
716 >                    comp_gradient(gradcol, &fftr, hp->onrm);
717                      rev_gradient(graddia);
718                      add2gradient(gradient, gradrow[j], graddia, gradcol, backg);
719                      if (i < hp->ns-2)
# Line 616 | Line 749 | ambdirgrad(AMBHEMI *hp, FVECT uv[2], float dg[2])
749                                          /* use vector for azimuth + 90deg */
750                  VSUB(vd, ap->p, hp->rp->rop);
751                                          /* brightness over cosine factor */
752 <                gfact = colval(ap->v,CIEY) / DOT(hp->rp->ron, vd);
752 >                gfact = ap->v[0] / DOT(hp->onrm, vd);
753                                          /* sine = proj_radius/vd_length */
754                  dgsum[0] -= DOT(uv[1], vd) * gfact;
755                  dgsum[1] += DOT(uv[0], vd) * gfact;
# Line 666 | Line 799 | ambcorral(AMBHEMI *hp, FVECT uv[2], const double r0, c
799                  for (a1 = ang-ang_res; a1 <= ang+ang_res; a1 += ang_step)
800                          flgs |= 1L<<(int)(16/PI*(a1 + 2.*PI*(a1 < 0)));
801              }
669 –                                        /* add low-angle incident (< 20deg) */
670 –        if (fabs(hp->rp->rod) <= 0.342) {
671 –                u = -DOT(hp->rp->rdir, uv[0]);
672 –                v = -DOT(hp->rp->rdir, uv[1]);
673 –                if ((r0*r0*u*u + r1*r1*v*v) > hp->rp->rot*hp->rp->rot) {
674 –                        ang = atan2a(v, u);
675 –                        ang += 2.*PI*(ang < 0);
676 –                        ang *= 16/PI;
677 –                        if ((ang < .5) | (ang >= 31.5))
678 –                                flgs |= 0x80000001;
679 –                        else
680 –                                flgs |= 3L<<(int)(ang-.5);
681 –                }
682 –        }
802          return(flgs);
803   }
804  
805  
806   int
807   doambient(                              /* compute ambient component */
808 <        COLOR   rcol,                   /* input/output color */
808 >        SCOLOR  rcol,                   /* input/output color */
809          RAY     *r,
810 <        double  wt,
810 >        double  wt,                     /* negative for back side */
811          FVECT   uv[2],                  /* returned (optional) */
812          float   ra[2],                  /* returned (optional) */
813          float   pg[2],                  /* returned (optional) */
# Line 716 | Line 835 | doambient(                             /* compute ambient component */
835                  return(0);
836  
837          if ((ra == NULL) & (pg == NULL) & (dg == NULL) ||
838 <                        (hp->sampOK < 0) | (hp->ns < 6)) {
838 >                        (hp->sampOK < 0) | (hp->ns < MINADIV)) {
839                  free(hp);               /* Hessian not requested/possible */
840                  return(-1);             /* value-only return value */
841          }
842 <        if ((d = bright(rcol)) > FTINY) {       /* normalize Y values */
843 <                d = 0.99*(hp->ns*hp->ns)/d;
842 >        if ((d = scolor_mean(rcol)) > FTINY) {
843 >                d = 0.99*(hp->ns*hp->ns)/d;     /* normalize avg. values */
844                  K = 0.01;
845          } else {                        /* or fall back on geometric Hessian */
846                  K = 1.0;
# Line 729 | Line 848 | doambient(                             /* compute ambient component */
848                  dg = NULL;
849                  crlp = NULL;
850          }
851 <        ap = hp->sa;                    /* relative Y channel from here on... */
851 >        ap = hp->sa;                    /* single channel from here on... */
852          for (i = hp->ns*hp->ns; i--; ap++)
853 <                colval(ap->v,CIEY) = bright(ap->v)*d + K;
853 >                ap->v[0] = scolor_mean(ap->v)*d + K;
854  
855          if (uv == NULL)                 /* make sure we have axis pointers */
856                  uv = my_uv;
# Line 755 | Line 874 | doambient(                             /* compute ambient component */
874                          if (ra[1] < minarad)
875                                  ra[1] = minarad;
876                  }
877 <                ra[0] *= d = 1.0/sqrt(wt);
877 >                ra[0] *= d = 1.0/sqrt(fabs(wt));
878                  if ((ra[1] *= d) > 2.0*ra[0])
879                          ra[1] = 2.0*ra[0];
880                  if (ra[1] > maxarad) {
# Line 764 | Line 883 | doambient(                             /* compute ambient component */
883                                  ra[0] = maxarad;
884                  }
885                                          /* flag encroached directions */
886 <                if (crlp != NULL)
886 >                if (crlp != NULL)       /* XXX doesn't update with changes to ambacc */
887                          *crlp = ambcorral(hp, uv, ra[0]*ambacc, ra[1]*ambacc);
888                  if (pg != NULL) {       /* cap gradient if necessary */
889                          d = pg[0]*pg[0]*ra[0]*ra[0] + pg[1]*pg[1]*ra[1]*ra[1];
# Line 778 | Line 897 | doambient(                             /* compute ambient component */
897          free(hp);                       /* clean up and return */
898          return(1);
899   }
781 –
782 –
783 – #else /* ! NEWAMB */
784 –
785 –
786 – void
787 – inithemi(                       /* initialize sampling hemisphere */
788 –        AMBHEMI  *hp,
789 –        COLOR ac,
790 –        RAY  *r,
791 –        double  wt
792 – )
793 – {
794 –        double  d;
795 –        int  i;
796 –                                        /* set number of divisions */
797 –        if (ambacc <= FTINY &&
798 –                        wt > (d = 0.8*intens(ac)*r->rweight/(ambdiv*minweight)))
799 –                wt = d;                 /* avoid ray termination */
800 –        hp->nt = sqrt(ambdiv * wt / PI) + 0.5;
801 –        i = ambacc > FTINY ? 3 : 1;     /* minimum number of samples */
802 –        if (hp->nt < i)
803 –                hp->nt = i;
804 –        hp->np = PI * hp->nt + 0.5;
805 –                                        /* set number of super-samples */
806 –        hp->ns = ambssamp * wt + 0.5;
807 –                                        /* assign coefficient */
808 –        copycolor(hp->acoef, ac);
809 –        d = 1.0/(hp->nt*hp->np);
810 –        scalecolor(hp->acoef, d);
811 –                                        /* make axes */
812 –        VCOPY(hp->uz, r->ron);
813 –        hp->uy[0] = hp->uy[1] = hp->uy[2] = 0.0;
814 –        for (i = 0; i < 3; i++)
815 –                if (hp->uz[i] < 0.6 && hp->uz[i] > -0.6)
816 –                        break;
817 –        if (i >= 3)
818 –                error(CONSISTENCY, "bad ray direction in inithemi");
819 –        hp->uy[i] = 1.0;
820 –        fcross(hp->ux, hp->uy, hp->uz);
821 –        normalize(hp->ux);
822 –        fcross(hp->uy, hp->uz, hp->ux);
823 – }
824 –
825 –
826 – int
827 – divsample(                              /* sample a division */
828 –        AMBSAMP  *dp,
829 –        AMBHEMI  *h,
830 –        RAY  *r
831 – )
832 – {
833 –        RAY  ar;
834 –        int  hlist[3];
835 –        double  spt[2];
836 –        double  xd, yd, zd;
837 –        double  b2;
838 –        double  phi;
839 –        int  i;
840 –                                        /* ambient coefficient for weight */
841 –        if (ambacc > FTINY)
842 –                setcolor(ar.rcoef, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
843 –        else
844 –                copycolor(ar.rcoef, h->acoef);
845 –        if (rayorigin(&ar, AMBIENT, r, ar.rcoef) < 0)
846 –                return(-1);
847 –        if (ambacc > FTINY) {
848 –                multcolor(ar.rcoef, h->acoef);
849 –                scalecolor(ar.rcoef, 1./AVGREFL);
850 –        }
851 –        hlist[0] = r->rno;
852 –        hlist[1] = dp->t;
853 –        hlist[2] = dp->p;
854 –        multisamp(spt, 2, urand(ilhash(hlist,3)+dp->n));
855 –        zd = sqrt((dp->t + spt[0])/h->nt);
856 –        phi = 2.0*PI * (dp->p + spt[1])/h->np;
857 –        xd = tcos(phi) * zd;
858 –        yd = tsin(phi) * zd;
859 –        zd = sqrt(1.0 - zd*zd);
860 –        for (i = 0; i < 3; i++)
861 –                ar.rdir[i] =    xd*h->ux[i] +
862 –                                yd*h->uy[i] +
863 –                                zd*h->uz[i];
864 –        checknorm(ar.rdir);
865 –        dimlist[ndims++] = dp->t*h->np + dp->p + 90171;
866 –        rayvalue(&ar);
867 –        ndims--;
868 –        multcolor(ar.rcol, ar.rcoef);   /* apply coefficient */
869 –        addcolor(dp->v, ar.rcol);
870 –                                        /* use rt to improve gradient calc */
871 –        if (ar.rt > FTINY && ar.rt < FHUGE)
872 –                dp->r += 1.0/ar.rt;
873 –                                        /* (re)initialize error */
874 –        if (dp->n++) {
875 –                b2 = bright(dp->v)/dp->n - bright(ar.rcol);
876 –                b2 = b2*b2 + dp->k*((dp->n-1)*(dp->n-1));
877 –                dp->k = b2/(dp->n*dp->n);
878 –        } else
879 –                dp->k = 0.0;
880 –        return(0);
881 – }
882 –
883 –
884 – static int
885 – ambcmp(                                 /* decreasing order */
886 –        const void *p1,
887 –        const void *p2
888 – )
889 – {
890 –        const AMBSAMP   *d1 = (const AMBSAMP *)p1;
891 –        const AMBSAMP   *d2 = (const AMBSAMP *)p2;
892 –
893 –        if (d1->k < d2->k)
894 –                return(1);
895 –        if (d1->k > d2->k)
896 –                return(-1);
897 –        return(0);
898 – }
899 –
900 –
901 – static int
902 – ambnorm(                                /* standard order */
903 –        const void *p1,
904 –        const void *p2
905 – )
906 – {
907 –        const AMBSAMP   *d1 = (const AMBSAMP *)p1;
908 –        const AMBSAMP   *d2 = (const AMBSAMP *)p2;
909 –        int     c;
910 –
911 –        if ( (c = d1->t - d2->t) )
912 –                return(c);
913 –        return(d1->p - d2->p);
914 – }
915 –
916 –
917 – double
918 – doambient(                              /* compute ambient component */
919 –        COLOR  rcol,
920 –        RAY  *r,
921 –        double  wt,
922 –        FVECT  pg,
923 –        FVECT  dg
924 – )
925 – {
926 –        double  b, d=0;
927 –        AMBHEMI  hemi;
928 –        AMBSAMP  *div;
929 –        AMBSAMP  dnew;
930 –        double  acol[3];
931 –        AMBSAMP  *dp;
932 –        double  arad;
933 –        int  divcnt;
934 –        int  i, j;
935 –                                        /* initialize hemisphere */
936 –        inithemi(&hemi, rcol, r, wt);
937 –        divcnt = hemi.nt * hemi.np;
938 –                                        /* initialize */
939 –        if (pg != NULL)
940 –                pg[0] = pg[1] = pg[2] = 0.0;
941 –        if (dg != NULL)
942 –                dg[0] = dg[1] = dg[2] = 0.0;
943 –        setcolor(rcol, 0.0, 0.0, 0.0);
944 –        if (divcnt == 0)
945 –                return(0.0);
946 –                                        /* allocate super-samples */
947 –        if (hemi.ns > 0 || pg != NULL || dg != NULL) {
948 –                div = (AMBSAMP *)malloc(divcnt*sizeof(AMBSAMP));
949 –                if (div == NULL)
950 –                        error(SYSTEM, "out of memory in doambient");
951 –        } else
952 –                div = NULL;
953 –                                        /* sample the divisions */
954 –        arad = 0.0;
955 –        acol[0] = acol[1] = acol[2] = 0.0;
956 –        if ((dp = div) == NULL)
957 –                dp = &dnew;
958 –        divcnt = 0;
959 –        for (i = 0; i < hemi.nt; i++)
960 –                for (j = 0; j < hemi.np; j++) {
961 –                        dp->t = i; dp->p = j;
962 –                        setcolor(dp->v, 0.0, 0.0, 0.0);
963 –                        dp->r = 0.0;
964 –                        dp->n = 0;
965 –                        if (divsample(dp, &hemi, r) < 0) {
966 –                                if (div != NULL)
967 –                                        dp++;
968 –                                continue;
969 –                        }
970 –                        arad += dp->r;
971 –                        divcnt++;
972 –                        if (div != NULL)
973 –                                dp++;
974 –                        else
975 –                                addcolor(acol, dp->v);
976 –                }
977 –        if (!divcnt) {
978 –                if (div != NULL)
979 –                        free((void *)div);
980 –                return(0.0);            /* no samples taken */
981 –        }
982 –        if (divcnt < hemi.nt*hemi.np) {
983 –                pg = dg = NULL;         /* incomplete sampling */
984 –                hemi.ns = 0;
985 –        } else if (arad > FTINY && divcnt/arad < minarad) {
986 –                hemi.ns = 0;            /* close enough */
987 –        } else if (hemi.ns > 0) {       /* else perform super-sampling? */
988 –                comperrs(div, &hemi);                   /* compute errors */
989 –                qsort(div, divcnt, sizeof(AMBSAMP), ambcmp);    /* sort divs */
990 –                                                /* super-sample */
991 –                for (i = hemi.ns; i > 0; i--) {
992 –                        dnew = *div;
993 –                        if (divsample(&dnew, &hemi, r) < 0) {
994 –                                dp++;
995 –                                continue;
996 –                        }
997 –                        dp = div;               /* reinsert */
998 –                        j = divcnt < i ? divcnt : i;
999 –                        while (--j > 0 && dnew.k < dp[1].k) {
1000 –                                *dp = *(dp+1);
1001 –                                dp++;
1002 –                        }
1003 –                        *dp = dnew;
1004 –                }
1005 –                if (pg != NULL || dg != NULL)   /* restore order */
1006 –                        qsort(div, divcnt, sizeof(AMBSAMP), ambnorm);
1007 –        }
1008 –                                        /* compute returned values */
1009 –        if (div != NULL) {
1010 –                arad = 0.0;             /* note: divcnt may be < nt*np */
1011 –                for (i = hemi.nt*hemi.np, dp = div; i-- > 0; dp++) {
1012 –                        arad += dp->r;
1013 –                        if (dp->n > 1) {
1014 –                                b = 1.0/dp->n;
1015 –                                scalecolor(dp->v, b);
1016 –                                dp->r *= b;
1017 –                                dp->n = 1;
1018 –                        }
1019 –                        addcolor(acol, dp->v);
1020 –                }
1021 –                b = bright(acol);
1022 –                if (b > FTINY) {
1023 –                        b = 1.0/b;      /* compute & normalize gradient(s) */
1024 –                        if (pg != NULL) {
1025 –                                posgradient(pg, div, &hemi);
1026 –                                for (i = 0; i < 3; i++)
1027 –                                        pg[i] *= b;
1028 –                        }
1029 –                        if (dg != NULL) {
1030 –                                dirgradient(dg, div, &hemi);
1031 –                                for (i = 0; i < 3; i++)
1032 –                                        dg[i] *= b;
1033 –                        }
1034 –                }
1035 –                free((void *)div);
1036 –        }
1037 –        copycolor(rcol, acol);
1038 –        if (arad <= FTINY)
1039 –                arad = maxarad;
1040 –        else
1041 –                arad = (divcnt+hemi.ns)/arad;
1042 –        if (pg != NULL) {               /* reduce radius if gradient large */
1043 –                d = DOT(pg,pg);
1044 –                if (d*arad*arad > 1.0)
1045 –                        arad = 1.0/sqrt(d);
1046 –        }
1047 –        if (arad < minarad) {
1048 –                arad = minarad;
1049 –                if (pg != NULL && d*arad*arad > 1.0) {  /* cap gradient */
1050 –                        d = 1.0/arad/sqrt(d);
1051 –                        for (i = 0; i < 3; i++)
1052 –                                pg[i] *= d;
1053 –                }
1054 –        }
1055 –        if ((arad /= sqrt(wt)) > maxarad)
1056 –                arad = maxarad;
1057 –        return(arad);
1058 – }
1059 –
1060 –
1061 – void
1062 – comperrs(                       /* compute initial error estimates */
1063 –        AMBSAMP  *da,   /* assumes standard ordering */
1064 –        AMBHEMI  *hp
1065 – )
1066 – {
1067 –        double  b, b2;
1068 –        int  i, j;
1069 –        AMBSAMP  *dp;
1070 –                                /* sum differences from neighbors */
1071 –        dp = da;
1072 –        for (i = 0; i < hp->nt; i++)
1073 –                for (j = 0; j < hp->np; j++) {
1074 – #ifdef  DEBUG
1075 –                        if (dp->t != i || dp->p != j)
1076 –                                error(CONSISTENCY,
1077 –                                        "division order in comperrs");
1078 – #endif
1079 –                        b = bright(dp[0].v);
1080 –                        if (i > 0) {            /* from above */
1081 –                                b2 = bright(dp[-hp->np].v) - b;
1082 –                                b2 *= b2 * 0.25;
1083 –                                dp[0].k += b2;
1084 –                                dp[-hp->np].k += b2;
1085 –                        }
1086 –                        if (j > 0) {            /* from behind */
1087 –                                b2 = bright(dp[-1].v) - b;
1088 –                                b2 *= b2 * 0.25;
1089 –                                dp[0].k += b2;
1090 –                                dp[-1].k += b2;
1091 –                        } else {                /* around */
1092 –                                b2 = bright(dp[hp->np-1].v) - b;
1093 –                                b2 *= b2 * 0.25;
1094 –                                dp[0].k += b2;
1095 –                                dp[hp->np-1].k += b2;
1096 –                        }
1097 –                        dp++;
1098 –                }
1099 –                                /* divide by number of neighbors */
1100 –        dp = da;
1101 –        for (j = 0; j < hp->np; j++)            /* top row */
1102 –                (dp++)->k *= 1.0/3.0;
1103 –        if (hp->nt < 2)
1104 –                return;
1105 –        for (i = 1; i < hp->nt-1; i++)          /* central region */
1106 –                for (j = 0; j < hp->np; j++)
1107 –                        (dp++)->k *= 0.25;
1108 –        for (j = 0; j < hp->np; j++)            /* bottom row */
1109 –                (dp++)->k *= 1.0/3.0;
1110 – }
1111 –
1112 –
1113 – void
1114 – posgradient(                                    /* compute position gradient */
1115 –        FVECT  gv,
1116 –        AMBSAMP  *da,                   /* assumes standard ordering */
1117 –        AMBHEMI  *hp
1118 – )
1119 – {
1120 –        int  i, j;
1121 –        double  nextsine, lastsine, b, d;
1122 –        double  mag0, mag1;
1123 –        double  phi, cosp, sinp, xd, yd;
1124 –        AMBSAMP  *dp;
1125 –
1126 –        xd = yd = 0.0;
1127 –        for (j = 0; j < hp->np; j++) {
1128 –                dp = da + j;
1129 –                mag0 = mag1 = 0.0;
1130 –                lastsine = 0.0;
1131 –                for (i = 0; i < hp->nt; i++) {
1132 – #ifdef  DEBUG
1133 –                        if (dp->t != i || dp->p != j)
1134 –                                error(CONSISTENCY,
1135 –                                        "division order in posgradient");
1136 – #endif
1137 –                        b = bright(dp->v);
1138 –                        if (i > 0) {
1139 –                                d = dp[-hp->np].r;
1140 –                                if (dp[0].r > d) d = dp[0].r;
1141 –                                                        /* sin(t)*cos(t)^2 */
1142 –                                d *= lastsine * (1.0 - (double)i/hp->nt);
1143 –                                mag0 += d*(b - bright(dp[-hp->np].v));
1144 –                        }
1145 –                        nextsine = sqrt((double)(i+1)/hp->nt);
1146 –                        if (j > 0) {
1147 –                                d = dp[-1].r;
1148 –                                if (dp[0].r > d) d = dp[0].r;
1149 –                                mag1 += d * (nextsine - lastsine) *
1150 –                                                (b - bright(dp[-1].v));
1151 –                        } else {
1152 –                                d = dp[hp->np-1].r;
1153 –                                if (dp[0].r > d) d = dp[0].r;
1154 –                                mag1 += d * (nextsine - lastsine) *
1155 –                                                (b - bright(dp[hp->np-1].v));
1156 –                        }
1157 –                        dp += hp->np;
1158 –                        lastsine = nextsine;
1159 –                }
1160 –                mag0 *= 2.0*PI / hp->np;
1161 –                phi = 2.0*PI * (double)j/hp->np;
1162 –                cosp = tcos(phi); sinp = tsin(phi);
1163 –                xd += mag0*cosp - mag1*sinp;
1164 –                yd += mag0*sinp + mag1*cosp;
1165 –        }
1166 –        for (i = 0; i < 3; i++)
1167 –                gv[i] = (xd*hp->ux[i] + yd*hp->uy[i])*(hp->nt*hp->np)/PI;
1168 – }
1169 –
1170 –
1171 – void
1172 – dirgradient(                                    /* compute direction gradient */
1173 –        FVECT  gv,
1174 –        AMBSAMP  *da,                   /* assumes standard ordering */
1175 –        AMBHEMI  *hp
1176 – )
1177 – {
1178 –        int  i, j;
1179 –        double  mag;
1180 –        double  phi, xd, yd;
1181 –        AMBSAMP  *dp;
1182 –
1183 –        xd = yd = 0.0;
1184 –        for (j = 0; j < hp->np; j++) {
1185 –                dp = da + j;
1186 –                mag = 0.0;
1187 –                for (i = 0; i < hp->nt; i++) {
1188 – #ifdef  DEBUG
1189 –                        if (dp->t != i || dp->p != j)
1190 –                                error(CONSISTENCY,
1191 –                                        "division order in dirgradient");
1192 – #endif
1193 –                                                        /* tan(t) */
1194 –                        mag += bright(dp->v)/sqrt(hp->nt/(i+.5) - 1.0);
1195 –                        dp += hp->np;
1196 –                }
1197 –                phi = 2.0*PI * (j+.5)/hp->np + PI/2.0;
1198 –                xd += mag * tcos(phi);
1199 –                yd += mag * tsin(phi);
1200 –        }
1201 –        for (i = 0; i < 3; i++)
1202 –                gv[i] = xd*hp->ux[i] + yd*hp->uy[i];
1203 – }
1204 –
1205 – #endif  /* ! NEWAMB */

Diff Legend

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