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 2.78 by greg, Tue Jan 9 00:51:51 2018 UTC vs.
Revision 2.100 by greg, Mon Apr 28 19:30:01 2025 UTC

# Line 20 | Line 20 | static const char      RCSid[] = "$Id$";
20   #include  "ray.h"
21   #include  "ambient.h"
22   #include  "random.h"
23 – #include  "source.h"
24 – #include  "otypes.h"
25 – #include  "otspecial.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  
29 – extern void             SDsquare2disk(double ds[2], double seedx, double seedy);
30 –
31   typedef struct {
32 –        COLOR   v;              /* hemisphere sample value */
33 –        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 63 | Line 65 | ambcollision(                          /* proposed direciton collides? */
65   {
66          double  cos_thresh;
67          int     ii, jj;
68 <                                        /* min. spacing = 1/4th division */
69 <        cos_thresh = (PI/4.)/(double)hp->ns;
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++) {
# Line 90 | Line 92 | ambcollision(                          /* proposed direciton collides? */
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 replacement (result) */
150 +        srep[1] = excharr[x][1];
151 +                                        /* identify replacement class */
152 +        for (rclass = CFIRST; rclass < COTHER; rclass++)
153 +                if (x < gterm[rclass])
154 +                        break;          /* repark to keep classes grouped */
155 +        while (rclass > sclass) {       /* replacement group after submitted? */
156 +                CXCOPY(x, gterm[rclass-1]);
157 +                x = gterm[--rclass]++;
158 +        }
159 +        while (rclass < sclass) {       /* replacement group before submitted? */
160 +                --gterm[rclass];
161 +                CXCOPY(x, gterm[rclass]);
162 +                x = gterm[rclass++];
163 +        }
164 +        excharr[x][0] = ss[0];          /* complete the trade-in */
165 +        excharr[x][1] = ss[1];
166 +        ss[0] = srep[0];
167 +        ss[1] = srep[1];
168 + }
169 +
170 + #undef CXCOPY
171 + #undef XLOTSIZ
172 + #undef COTHER
173 + #undef CFIRST
174 +
175 +
176 + static int
177   ambsample(                              /* initial ambient division sample */
178          AMBHEMI *hp,
179          int     i,
# Line 101 | Line 184 | ambsample(                             /* initial ambient division sample */
184          AMBSAMP *ap = &ambsam(hp,i,j);
185          RAY     ar;
186          int     hlist[3], ii;
187 <        double  spt[2], zd;
187 >        double  ss[2];
188 >        RREAL   spt[2];
189 >        double  zd;
190                                          /* generate hemispherical sample */
191                                          /* ambient coefficient for weight */
192          if (ambacc > FTINY)
193 <                setcolor(ar.rcoef, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
193 >                setscolor(ar.rcoef, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
194          else
195 <                copycolor(ar.rcoef, hp->acoef);
196 <        if (rayorigin(&ar, AMBIENT, hp->rp, ar.rcoef) < 0)
195 >                copyscolor(ar.rcoef, hp->acoef);
196 >        if (rayorigin(&ar, hp->atyp, hp->rp, ar.rcoef) < 0)
197                  return(0);
198          if (ambacc > FTINY) {
199 <                multcolor(ar.rcoef, hp->acoef);
200 <                scalecolor(ar.rcoef, 1./AVGREFL);
199 >                smultscolor(ar.rcoef, hp->acoef);
200 >                scalescolor(ar.rcoef, 1./AVGREFL);
201          }
202          hlist[0] = hp->rp->rno;
203 <        hlist[1] = j;
204 <        hlist[2] = i;
205 <        multisamp(spt, 2, urand(ilhash(hlist,3)+n));
206 < resample:
207 <        SDsquare2disk(spt, (j+spt[1])/hp->ns, (i+spt[0])/hp->ns);
203 >        hlist[1] = AI(hp,i,j);
204 >        hlist[2] = samplendx;
205 >        multisamp(ss, 2, urand(ilhash(hlist,3)+n));
206 > patch_redo:
207 >        square2disk(spt, (j+ss[1])/hp->ns, (i+ss[0])/hp->ns);
208          zd = sqrt(1. - spt[0]*spt[0] - spt[1]*spt[1]);
209          for (ii = 3; ii--; )
210                  ar.rdir[ii] =   spt[0]*hp->ux[ii] +
211                                  spt[1]*hp->uy[ii] +
212 <                                zd*hp->rp->ron[ii];
212 >                                zd*hp->onrm[ii];
213          checknorm(ar.rdir);
214                                          /* avoid coincident samples */
215 <        if (!n && ambcollision(hp, i, j, ar.rdir)) {
216 <                spt[0] = frandom(); spt[1] = frandom();
217 <                goto resample;          /* reject this sample */
215 >        if (!n & (hp->ns >= 4) && ambcollision(hp, i, j, ar.rdir)) {
216 >                trade_patchsamp(ss);
217 >                goto patch_redo;
218          }
219          dimlist[ndims++] = AI(hp,i,j) + 90171;
220          rayvalue(&ar);                  /* evaluate ray */
221          ndims--;
222 <        if (ar.rt <= FTINY)
222 >        zd = raydistance(&ar);
223 >        if (zd <= FTINY)
224                  return(0);              /* should never happen */
225 <        multcolor(ar.rcol, ar.rcoef);   /* apply coefficient */
226 <        if (ar.rt*ap->d < 1.0)          /* new/closer distance? */
227 <                ap->d = 1.0/ar.rt;
225 >        smultscolor(ar.rcol, ar.rcoef); /* apply coefficient */
226 >        if (zd*ap->d < 1.0)             /* new/closer distance? */
227 >                ap->d = 1.0/zd;
228          if (!n) {                       /* record first vertex & value */
229 <                if (ar.rt > 10.0*thescene.cusize + 1000.)
230 <                        ar.rt = 10.0*thescene.cusize + 1000.;
231 <                VSUM(ap->p, ar.rorg, ar.rdir, ar.rt);
232 <                copycolor(ap->v, ar.rcol);
229 >                if (zd > 10.0*thescene.cusize + 1000.)
230 >                        zd = 10.0*thescene.cusize + 1000.;
231 >                VSUM(ap->p, ar.rorg, ar.rdir, zd);
232 >                copyscolor(ap->v, ar.rcol);
233          } else {                        /* else update recorded value */
234 <                hp->acol[RED] -= colval(ap->v,RED);
149 <                hp->acol[GRN] -= colval(ap->v,GRN);
150 <                hp->acol[BLU] -= colval(ap->v,BLU);
234 >                sopscolor(hp->acol, -=, ap->v);
235                  zd = 1.0/(double)(n+1);
236 <                scalecolor(ar.rcol, zd);
236 >                scalescolor(ar.rcol, zd);
237                  zd *= (double)n;
238 <                scalecolor(ap->v, zd);
239 <                addcolor(ap->v, ar.rcol);
238 >                scalescolor(ap->v, zd);
239 >                saddscolor(ap->v, ar.rcol);
240          }
241 <        addcolor(hp->acol, ap->v);      /* add to our sum */
241 >        saddscolor(hp->acol, ap->v);    /* add to our sum */
242          return(1);
243   }
244  
245  
246 < /* Estimate errors based on ambient division differences */
246 > /* Estimate variance based on ambient division differences */
247   static float *
248   getambdiffs(AMBHEMI *hp)
249   {
250 <        const double    normf = 1./bright(hp->acoef);
251 <        float   *earr = (float *)calloc(hp->ns*hp->ns, sizeof(float));
250 >        const double    normf = 1./(pbright(hp->acoef) + FTINY);
251 >        float   *earr = (float *)calloc(2*hp->ns*hp->ns, sizeof(float));
252          float   *ep;
253          AMBSAMP *ap;
254 <        double  b, d2;
254 >        double  b, b1, d2;
255          int     i, j;
256  
257          if (earr == NULL)               /* out of memory? */
258                  return(NULL);
259 <                                        /* compute squared neighbor diffs */
260 <        for (ap = hp->sa, ep = earr, i = 0; i < hp->ns; i++)
259 >                                        /* sum squared neighbor diffs */
260 >        ap = hp->sa;
261 >        ep = earr + hp->ns*hp->ns;      /* original estimates to scratch */
262 >        for (i = 0; i < hp->ns; i++)
263              for (j = 0; j < hp->ns; j++, ap++, ep++) {
264 <                b = bright(ap[0].v);
264 >                b = pbright(ap[0].v);
265                  if (i) {                /* from above */
266 <                        d2 = normf*(b - bright(ap[-hp->ns].v));
267 <                        d2 *= d2;
266 >                        b1 = pbright(ap[-hp->ns].v);
267 >                        d2 = b - b1;
268 >                        d2 *= d2*normf/(b + b1 + FTINY);
269                          ep[0] += d2;
270                          ep[-hp->ns] += d2;
271                  }
272                  if (!j) continue;
273                                          /* from behind */
274 <                d2 = normf*(b - bright(ap[-1].v));
275 <                d2 *= d2;
274 >                b1 = pbright(ap[-1].v);
275 >                d2 = b - b1;
276 >                d2 *= d2*normf/(b + b1 + FTINY);
277                  ep[0] += d2;
278                  ep[-1] += d2;
279                  if (!i) continue;
280                                          /* diagonal */
281 <                d2 = normf*(b - bright(ap[-hp->ns-1].v));
282 <                d2 *= d2;
281 >                b1 = pbright(ap[-hp->ns-1].v);
282 >                d2 = b - b1;
283 >                d2 *= d2*normf/(b + b1 + FTINY);
284                  ep[0] += d2;
285                  ep[-hp->ns-1] += d2;
286              }
287                                          /* correct for number of neighbors */
288 <        earr[0] *= 8./3.;
289 <        earr[hp->ns-1] *= 8./3.;
290 <        earr[(hp->ns-1)*hp->ns] *= 8./3.;
291 <        earr[(hp->ns-1)*hp->ns + hp->ns-1] *= 8./3.;
288 >        ep = earr + hp->ns*hp->ns;
289 >        ep[0] *= 6./3.;
290 >        ep[hp->ns-1] *= 6./3.;
291 >        ep[(hp->ns-1)*hp->ns] *= 6./3.;
292 >        ep[(hp->ns-1)*hp->ns + hp->ns-1] *= 6./3.;
293          for (i = 1; i < hp->ns-1; i++) {
294 <                earr[i*hp->ns] *= 8./5.;
295 <                earr[i*hp->ns + hp->ns-1] *= 8./5.;
294 >                ep[i*hp->ns] *= 6./5.;
295 >                ep[i*hp->ns + hp->ns-1] *= 6./5.;
296          }
297          for (j = 1; j < hp->ns-1; j++) {
298 <                earr[j] *= 8./5.;
299 <                earr[(hp->ns-1)*hp->ns + j] *= 8./5.;
298 >                ep[j] *= 6./5.;
299 >                ep[(hp->ns-1)*hp->ns + j] *= 6./5.;
300          }
301 +                                        /* blur final map to reduce bias */
302 +        for (i = 0; i < hp->ns-1; i++) {
303 +            float  *ep2;
304 +            ep = earr + i*hp->ns;
305 +            ep2 = ep + hp->ns*hp->ns;
306 +            for (j = 0; j < hp->ns-1; j++, ep++, ep2++) {
307 +                ep[0] += .5*ep2[0] + .125*(ep2[1] + ep2[hp->ns]);
308 +                ep[1] += .125*ep2[0];
309 +                ep[hp->ns] += .125*ep2[0];
310 +            }
311 +        }
312          return(earr);
313   }
314  
# Line 218 | Line 319 | ambsupersamp(AMBHEMI *hp, int cnt)
319   {
320          float   *earr = getambdiffs(hp);
321          double  e2rem = 0;
221 –        AMBSAMP *ap;
322          float   *ep;
323          int     i, j, n, nss;
324  
# Line 228 | Line 328 | ambsupersamp(AMBHEMI *hp, int cnt)
328          for (ep = earr + hp->ns*hp->ns; ep > earr; )
329                  e2rem += *--ep;
330          ep = earr;                      /* perform super-sampling */
331 <        for (ap = hp->sa, i = 0; i < hp->ns; i++)
332 <            for (j = 0; j < hp->ns; j++, ap++) {
331 >        for (i = 0; i < hp->ns; i++)
332 >            for (j = 0; j < hp->ns; j++) {
333                  if (e2rem <= FTINY)
334                          goto done;      /* nothing left to do */
335                  nss = *ep/e2rem*cnt + frandom();
# Line 244 | Line 344 | done:
344  
345   static AMBHEMI *
346   samp_hemi(                              /* sample indirect hemisphere */
347 <        COLOR   rcol,
347 >        SCOLOR  rcol,
348          RAY     *r,
349          double  wt
350   )
351   {
352 +        int     backside = (wt < 0);
353          AMBHEMI *hp;
354          double  d;
355          int     n, i, j;
356                                          /* insignificance check */
357 <        if (bright(rcol) <= FTINY)
357 >        d = sintens(rcol);
358 >        if (d <= FTINY)
359                  return(NULL);
360                                          /* set number of divisions */
361 +        if (backside) wt = -wt;
362          if (ambacc <= FTINY &&
363 <                        wt > (d = 0.8*intens(rcol)*r->rweight/(ambdiv*minweight)))
363 >                        wt > (d *= 0.8*r->rweight/(ambdiv*minweight + 1e-20)))
364                  wt = d;                 /* avoid ray termination */
365          n = sqrt(ambdiv * wt) + 0.5;
366 <        i = 1 + 5*(ambacc > FTINY);     /* minimum number of samples */
367 <        if (n < i)
366 >        i = 1 + (MINADIV-1)*(ambacc > FTINY);
367 >        if (n < i)                      /* use minimum number of samples? */
368                  n = i;
369                                          /* allocate sampling array */
370          hp = (AMBHEMI *)malloc(sizeof(AMBHEMI) + sizeof(AMBSAMP)*(n*n - 1));
371          if (hp == NULL)
372                  error(SYSTEM, "out of memory in samp_hemi");
373 +
374 +        if (backside) {
375 +                hp->atyp = TAMBIENT;
376 +                hp->onrm[0] = -r->ron[0];
377 +                hp->onrm[1] = -r->ron[1];
378 +                hp->onrm[2] = -r->ron[2];
379 +        } else {
380 +                hp->atyp = RAMBIENT;
381 +                VCOPY(hp->onrm, r->ron);
382 +        }
383          hp->rp = r;
384          hp->ns = n;
385 <        hp->acol[RED] = hp->acol[GRN] = hp->acol[BLU] = 0.0;
385 >        scolorblack(hp->acol);
386          memset(hp->sa, 0, sizeof(AMBSAMP)*n*n);
387          hp->sampOK = 0;
388                                          /* assign coefficient */
389 <        copycolor(hp->acoef, rcol);
389 >        copyscolor(hp->acoef, rcol);
390          d = 1.0/(n*n);
391 <        scalecolor(hp->acoef, d);
391 >        scalescolor(hp->acoef, d);
392                                          /* make tangent plane axes */
393 <        if (!getperpendicular(hp->ux, r->ron, 1))
393 >        if (!getperpendicular(hp->ux, hp->onrm, 1))
394                  error(CONSISTENCY, "bad ray direction in samp_hemi");
395 <        VCROSS(hp->uy, r->ron, hp->ux);
395 >        VCROSS(hp->uy, hp->onrm, hp->ux);
396                                          /* sample divisions */
397          for (i = hp->ns; i--; )
398              for (j = hp->ns; j--; )
399                  hp->sampOK += ambsample(hp, i, j, 0);
400 <        copycolor(rcol, hp->acol);
400 >        copyscolor(rcol, hp->acol);
401          if (!hp->sampOK) {              /* utter failure? */
402                  free(hp);
403                  return(NULL);
# Line 293 | Line 406 | samp_hemi(                             /* sample indirect hemisphere */
406                  hp->sampOK *= -1;       /* soft failure */
407                  return(hp);
408          }
409 +        if (hp->sampOK <= MINADIV*MINADIV)
410 +                return(hp);             /* don't bother super-sampling */
411          n = ambssamp*wt + 0.5;
412 <        if (n > 8) {                    /* perform super-sampling? */
412 >        if (n >= 4*hp->ns) {            /* perform super-sampling? */
413                  ambsupersamp(hp, n);
414 <                copycolor(rcol, hp->acol);
414 >                copyscolor(rcol, hp->acol);
415          }
416          return(hp);                     /* all is well */
417   }
# Line 308 | Line 423 | back_ambval(AMBHEMI *hp, const int n1, const int n2, c
423   {
424          if (hp->sa[n1].d <= hp->sa[n2].d) {
425                  if (hp->sa[n1].d <= hp->sa[n3].d)
426 <                        return(colval(hp->sa[n1].v,CIEY));
427 <                return(colval(hp->sa[n3].v,CIEY));
426 >                        return(hp->sa[n1].v[0]);
427 >                return(hp->sa[n3].v[0]);
428          }
429          if (hp->sa[n2].d <= hp->sa[n3].d)
430 <                return(colval(hp->sa[n2].v,CIEY));
431 <        return(colval(hp->sa[n3].v,CIEY));
430 >                return(hp->sa[n2].v[0]);
431 >        return(hp->sa[n3].v[0]);
432   }
433  
434  
# Line 542 | Line 657 | ambHessian(                            /* anisotropic radii & pos. gradient */
657          for (j = 0; j < hp->ns-1; j++) {
658                  comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,0,j), AI(hp,0,j+1));
659                  if (hessrow != NULL)
660 <                        comp_hessian(hessrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
660 >                        comp_hessian(hessrow[j], &fftr, hp->onrm);
661                  if (gradrow != NULL)
662 <                        comp_gradient(gradrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
662 >                        comp_gradient(gradrow[j], &fftr, hp->onrm);
663          }
664                                          /* sum each row of triangles */
665          for (i = 0; i < hp->ns-1; i++) {
# Line 552 | Line 667 | ambHessian(                            /* anisotropic radii & pos. gradient */
667              FVECT       gradcol;
668              comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i,0), AI(hp,i+1,0));
669              if (hessrow != NULL)
670 <                comp_hessian(hesscol, &fftr, hp->rp->ron);
670 >                comp_hessian(hesscol, &fftr, hp->onrm);
671              if (gradrow != NULL)
672 <                comp_gradient(gradcol, &fftr, hp->rp->ron);
672 >                comp_gradient(gradcol, &fftr, hp->onrm);
673              for (j = 0; j < hp->ns-1; j++) {
674                  FVECT   hessdia[3];     /* compute triangle contributions */
675                  FVECT   graddia;
# Line 564 | Line 679 | ambHessian(                            /* anisotropic radii & pos. gradient */
679                                          /* diagonal (inner) edge */
680                  comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i,j+1), AI(hp,i+1,j));
681                  if (hessrow != NULL) {
682 <                    comp_hessian(hessdia, &fftr, hp->rp->ron);
682 >                    comp_hessian(hessdia, &fftr, hp->onrm);
683                      rev_hessian(hesscol);
684                      add2hessian(hessian, hessrow[j], hessdia, hesscol, backg);
685                  }
686                  if (gradrow != NULL) {
687 <                    comp_gradient(graddia, &fftr, hp->rp->ron);
687 >                    comp_gradient(graddia, &fftr, hp->onrm);
688                      rev_gradient(gradcol);
689                      add2gradient(gradient, gradrow[j], graddia, gradcol, backg);
690                  }
691                                          /* initialize edge in next row */
692                  comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i+1,j+1), AI(hp,i+1,j));
693                  if (hessrow != NULL)
694 <                    comp_hessian(hessrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
694 >                    comp_hessian(hessrow[j], &fftr, hp->onrm);
695                  if (gradrow != NULL)
696 <                    comp_gradient(gradrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
696 >                    comp_gradient(gradrow[j], &fftr, hp->onrm);
697                                          /* new column edge & paired triangle */
698                  backg = back_ambval(hp, AI(hp,i+1,j+1),
699                                          AI(hp,i+1,j), AI(hp,i,j+1));
700                  comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i,j+1), AI(hp,i+1,j+1));
701                  if (hessrow != NULL) {
702 <                    comp_hessian(hesscol, &fftr, hp->rp->ron);
702 >                    comp_hessian(hesscol, &fftr, hp->onrm);
703                      rev_hessian(hessdia);
704                      add2hessian(hessian, hessrow[j], hessdia, hesscol, backg);
705                      if (i < hp->ns-2)
706                          rev_hessian(hessrow[j]);
707                  }
708                  if (gradrow != NULL) {
709 <                    comp_gradient(gradcol, &fftr, hp->rp->ron);
709 >                    comp_gradient(gradcol, &fftr, hp->onrm);
710                      rev_gradient(graddia);
711                      add2gradient(gradient, gradrow[j], graddia, gradcol, backg);
712                      if (i < hp->ns-2)
# Line 627 | Line 742 | ambdirgrad(AMBHEMI *hp, FVECT uv[2], float dg[2])
742                                          /* use vector for azimuth + 90deg */
743                  VSUB(vd, ap->p, hp->rp->rop);
744                                          /* brightness over cosine factor */
745 <                gfact = colval(ap->v,CIEY) / DOT(hp->rp->ron, vd);
745 >                gfact = ap->v[0] / DOT(hp->onrm, vd);
746                                          /* sine = proj_radius/vd_length */
747                  dgsum[0] -= DOT(uv[1], vd) * gfact;
748                  dgsum[1] += DOT(uv[0], vd) * gfact;
# Line 649 | Line 764 | ambcorral(AMBHEMI *hp, FVECT uv[2], const double r0, c
764          FVECT           vec;
765          double          u, v;
766          double          ang, a1;
652 –        OBJREC          *m;
767          int             i, j;
768                                          /* don't bother for a few samples */
769          if (hp->ns < 8)
# Line 678 | Line 792 | ambcorral(AMBHEMI *hp, FVECT uv[2], const double r0, c
792                  for (a1 = ang-ang_res; a1 <= ang+ang_res; a1 += ang_step)
793                          flgs |= 1L<<(int)(16/PI*(a1 + 2.*PI*(a1 < 0)));
794              }
681 –                                        /* add low-angle incident (< 20deg) */
682 –        if (fabs(hp->rp->rod) <= 0.342 && hp->rp->parent != NULL &&
683 –                        (m = findmaterial(hp->rp->parent->ro)) != NULL &&
684 –                        isopaque(m->otype)) {
685 –                u = -DOT(hp->rp->rdir, uv[0]);
686 –                v = -DOT(hp->rp->rdir, uv[1]);
687 –                if ((r0*r0*u*u + r1*r1*v*v) > hp->rp->rot*hp->rp->rot) {
688 –                        ang = atan2a(v, u);
689 –                        ang += 2.*PI*(ang < 0);
690 –                        ang *= 16/PI;
691 –                        if ((ang < .5) | (ang >= 31.5))
692 –                                flgs |= 0x80000001;
693 –                        else
694 –                                flgs |= 3L<<(int)(ang-.5);
695 –                }
696 –        }
795          return(flgs);
796   }
797  
798  
799   int
800   doambient(                              /* compute ambient component */
801 <        COLOR   rcol,                   /* input/output color */
801 >        SCOLOR  rcol,                   /* input/output color */
802          RAY     *r,
803 <        double  wt,
803 >        double  wt,                     /* negative for back side */
804          FVECT   uv[2],                  /* returned (optional) */
805          float   ra[2],                  /* returned (optional) */
806          float   pg[2],                  /* returned (optional) */
# Line 730 | Line 828 | doambient(                             /* compute ambient component */
828                  return(0);
829  
830          if ((ra == NULL) & (pg == NULL) & (dg == NULL) ||
831 <                        (hp->sampOK < 0) | (hp->ns < 6)) {
831 >                        (hp->sampOK < 0) | (hp->ns < MINADIV)) {
832                  free(hp);               /* Hessian not requested/possible */
833                  return(-1);             /* value-only return value */
834          }
835 <        if ((d = bright(rcol)) > FTINY) {       /* normalize Y values */
836 <                d = 0.99*(hp->ns*hp->ns)/d;
835 >        if ((d = scolor_mean(rcol)) > FTINY) {
836 >                d = 0.99*(hp->ns*hp->ns)/d;     /* normalize avg. values */
837                  K = 0.01;
838          } else {                        /* or fall back on geometric Hessian */
839                  K = 1.0;
# Line 743 | Line 841 | doambient(                             /* compute ambient component */
841                  dg = NULL;
842                  crlp = NULL;
843          }
844 <        ap = hp->sa;                    /* relative Y channel from here on... */
844 >        ap = hp->sa;                    /* single channel from here on... */
845          for (i = hp->ns*hp->ns; i--; ap++)
846 <                colval(ap->v,CIEY) = bright(ap->v)*d + K;
846 >                ap->v[0] = scolor_mean(ap->v)*d + K;
847  
848          if (uv == NULL)                 /* make sure we have axis pointers */
849                  uv = my_uv;
# Line 769 | Line 867 | doambient(                             /* compute ambient component */
867                          if (ra[1] < minarad)
868                                  ra[1] = minarad;
869                  }
870 <                ra[0] *= d = 1.0/sqrt(wt);
870 >                ra[0] *= d = 1.0/sqrt(fabs(wt));
871                  if ((ra[1] *= d) > 2.0*ra[0])
872                          ra[1] = 2.0*ra[0];
873                  if (ra[1] > maxarad) {
# Line 778 | Line 876 | doambient(                             /* compute ambient component */
876                                  ra[0] = maxarad;
877                  }
878                                          /* flag encroached directions */
879 <                if (crlp != NULL)
879 >                if (crlp != NULL)       /* XXX doesn't update with changes to ambacc */
880                          *crlp = ambcorral(hp, uv, ra[0]*ambacc, ra[1]*ambacc);
881                  if (pg != NULL) {       /* cap gradient if necessary */
882                          d = pg[0]*pg[0]*ra[0]*ra[0] + pg[1]*pg[1]*ra[1]*ra[1];
# Line 792 | Line 890 | doambient(                             /* compute ambient component */
890          free(hp);                       /* clean up and return */
891          return(1);
892   }
795 –
796 –
797 – #else /* ! NEWAMB */
798 –
799 –
800 – void
801 – inithemi(                       /* initialize sampling hemisphere */
802 –        AMBHEMI  *hp,
803 –        COLOR ac,
804 –        RAY  *r,
805 –        double  wt
806 – )
807 – {
808 –        double  d;
809 –        int  i;
810 –                                        /* set number of divisions */
811 –        if (ambacc <= FTINY &&
812 –                        wt > (d = 0.8*intens(ac)*r->rweight/(ambdiv*minweight)))
813 –                wt = d;                 /* avoid ray termination */
814 –        hp->nt = sqrt(ambdiv * wt / PI) + 0.5;
815 –        i = ambacc > FTINY ? 3 : 1;     /* minimum number of samples */
816 –        if (hp->nt < i)
817 –                hp->nt = i;
818 –        hp->np = PI * hp->nt + 0.5;
819 –                                        /* set number of super-samples */
820 –        hp->ns = ambssamp * wt + 0.5;
821 –                                        /* assign coefficient */
822 –        copycolor(hp->acoef, ac);
823 –        d = 1.0/(hp->nt*hp->np);
824 –        scalecolor(hp->acoef, d);
825 –                                        /* make axes */
826 –        VCOPY(hp->uz, r->ron);
827 –        hp->uy[0] = hp->uy[1] = hp->uy[2] = 0.0;
828 –        for (i = 0; i < 3; i++)
829 –                if (hp->uz[i] < 0.6 && hp->uz[i] > -0.6)
830 –                        break;
831 –        if (i >= 3)
832 –                error(CONSISTENCY, "bad ray direction in inithemi");
833 –        hp->uy[i] = 1.0;
834 –        fcross(hp->ux, hp->uy, hp->uz);
835 –        normalize(hp->ux);
836 –        fcross(hp->uy, hp->uz, hp->ux);
837 – }
838 –
839 –
840 – int
841 – divsample(                              /* sample a division */
842 –        AMBSAMP  *dp,
843 –        AMBHEMI  *h,
844 –        RAY  *r
845 – )
846 – {
847 –        RAY  ar;
848 –        int  hlist[3];
849 –        double  spt[2];
850 –        double  xd, yd, zd;
851 –        double  b2;
852 –        double  phi;
853 –        int  i;
854 –                                        /* ambient coefficient for weight */
855 –        if (ambacc > FTINY)
856 –                setcolor(ar.rcoef, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
857 –        else
858 –                copycolor(ar.rcoef, h->acoef);
859 –        if (rayorigin(&ar, AMBIENT, r, ar.rcoef) < 0)
860 –                return(-1);
861 –        if (ambacc > FTINY) {
862 –                multcolor(ar.rcoef, h->acoef);
863 –                scalecolor(ar.rcoef, 1./AVGREFL);
864 –        }
865 –        hlist[0] = r->rno;
866 –        hlist[1] = dp->t;
867 –        hlist[2] = dp->p;
868 –        multisamp(spt, 2, urand(ilhash(hlist,3)+dp->n));
869 –        zd = sqrt((dp->t + spt[0])/h->nt);
870 –        phi = 2.0*PI * (dp->p + spt[1])/h->np;
871 –        xd = tcos(phi) * zd;
872 –        yd = tsin(phi) * zd;
873 –        zd = sqrt(1.0 - zd*zd);
874 –        for (i = 0; i < 3; i++)
875 –                ar.rdir[i] =    xd*h->ux[i] +
876 –                                yd*h->uy[i] +
877 –                                zd*h->uz[i];
878 –        checknorm(ar.rdir);
879 –        dimlist[ndims++] = dp->t*h->np + dp->p + 90171;
880 –        rayvalue(&ar);
881 –        ndims--;
882 –        multcolor(ar.rcol, ar.rcoef);   /* apply coefficient */
883 –        addcolor(dp->v, ar.rcol);
884 –                                        /* use rt to improve gradient calc */
885 –        if (ar.rt > FTINY && ar.rt < FHUGE)
886 –                dp->r += 1.0/ar.rt;
887 –                                        /* (re)initialize error */
888 –        if (dp->n++) {
889 –                b2 = bright(dp->v)/dp->n - bright(ar.rcol);
890 –                b2 = b2*b2 + dp->k*((dp->n-1)*(dp->n-1));
891 –                dp->k = b2/(dp->n*dp->n);
892 –        } else
893 –                dp->k = 0.0;
894 –        return(0);
895 – }
896 –
897 –
898 – static int
899 – ambcmp(                                 /* decreasing order */
900 –        const void *p1,
901 –        const void *p2
902 – )
903 – {
904 –        const AMBSAMP   *d1 = (const AMBSAMP *)p1;
905 –        const AMBSAMP   *d2 = (const AMBSAMP *)p2;
906 –
907 –        if (d1->k < d2->k)
908 –                return(1);
909 –        if (d1->k > d2->k)
910 –                return(-1);
911 –        return(0);
912 – }
913 –
914 –
915 – static int
916 – ambnorm(                                /* standard order */
917 –        const void *p1,
918 –        const void *p2
919 – )
920 – {
921 –        const AMBSAMP   *d1 = (const AMBSAMP *)p1;
922 –        const AMBSAMP   *d2 = (const AMBSAMP *)p2;
923 –        int     c;
924 –
925 –        if ( (c = d1->t - d2->t) )
926 –                return(c);
927 –        return(d1->p - d2->p);
928 – }
929 –
930 –
931 – double
932 – doambient(                              /* compute ambient component */
933 –        COLOR  rcol,
934 –        RAY  *r,
935 –        double  wt,
936 –        FVECT  pg,
937 –        FVECT  dg
938 – )
939 – {
940 –        double  b, d=0;
941 –        AMBHEMI  hemi;
942 –        AMBSAMP  *div;
943 –        AMBSAMP  dnew;
944 –        double  acol[3];
945 –        AMBSAMP  *dp;
946 –        double  arad;
947 –        int  divcnt;
948 –        int  i, j;
949 –                                        /* initialize hemisphere */
950 –        inithemi(&hemi, rcol, r, wt);
951 –        divcnt = hemi.nt * hemi.np;
952 –                                        /* initialize */
953 –        if (pg != NULL)
954 –                pg[0] = pg[1] = pg[2] = 0.0;
955 –        if (dg != NULL)
956 –                dg[0] = dg[1] = dg[2] = 0.0;
957 –        setcolor(rcol, 0.0, 0.0, 0.0);
958 –        if (divcnt == 0)
959 –                return(0.0);
960 –                                        /* allocate super-samples */
961 –        if (hemi.ns > 0 || pg != NULL || dg != NULL) {
962 –                div = (AMBSAMP *)malloc(divcnt*sizeof(AMBSAMP));
963 –                if (div == NULL)
964 –                        error(SYSTEM, "out of memory in doambient");
965 –        } else
966 –                div = NULL;
967 –                                        /* sample the divisions */
968 –        arad = 0.0;
969 –        acol[0] = acol[1] = acol[2] = 0.0;
970 –        if ((dp = div) == NULL)
971 –                dp = &dnew;
972 –        divcnt = 0;
973 –        for (i = 0; i < hemi.nt; i++)
974 –                for (j = 0; j < hemi.np; j++) {
975 –                        dp->t = i; dp->p = j;
976 –                        setcolor(dp->v, 0.0, 0.0, 0.0);
977 –                        dp->r = 0.0;
978 –                        dp->n = 0;
979 –                        if (divsample(dp, &hemi, r) < 0) {
980 –                                if (div != NULL)
981 –                                        dp++;
982 –                                continue;
983 –                        }
984 –                        arad += dp->r;
985 –                        divcnt++;
986 –                        if (div != NULL)
987 –                                dp++;
988 –                        else
989 –                                addcolor(acol, dp->v);
990 –                }
991 –        if (!divcnt) {
992 –                if (div != NULL)
993 –                        free((void *)div);
994 –                return(0.0);            /* no samples taken */
995 –        }
996 –        if (divcnt < hemi.nt*hemi.np) {
997 –                pg = dg = NULL;         /* incomplete sampling */
998 –                hemi.ns = 0;
999 –        } else if (arad > FTINY && divcnt/arad < minarad) {
1000 –                hemi.ns = 0;            /* close enough */
1001 –        } else if (hemi.ns > 0) {       /* else perform super-sampling? */
1002 –                comperrs(div, &hemi);                   /* compute errors */
1003 –                qsort(div, divcnt, sizeof(AMBSAMP), ambcmp);    /* sort divs */
1004 –                                                /* super-sample */
1005 –                for (i = hemi.ns; i > 0; i--) {
1006 –                        dnew = *div;
1007 –                        if (divsample(&dnew, &hemi, r) < 0) {
1008 –                                dp++;
1009 –                                continue;
1010 –                        }
1011 –                        dp = div;               /* reinsert */
1012 –                        j = divcnt < i ? divcnt : i;
1013 –                        while (--j > 0 && dnew.k < dp[1].k) {
1014 –                                *dp = *(dp+1);
1015 –                                dp++;
1016 –                        }
1017 –                        *dp = dnew;
1018 –                }
1019 –                if (pg != NULL || dg != NULL)   /* restore order */
1020 –                        qsort(div, divcnt, sizeof(AMBSAMP), ambnorm);
1021 –        }
1022 –                                        /* compute returned values */
1023 –        if (div != NULL) {
1024 –                arad = 0.0;             /* note: divcnt may be < nt*np */
1025 –                for (i = hemi.nt*hemi.np, dp = div; i-- > 0; dp++) {
1026 –                        arad += dp->r;
1027 –                        if (dp->n > 1) {
1028 –                                b = 1.0/dp->n;
1029 –                                scalecolor(dp->v, b);
1030 –                                dp->r *= b;
1031 –                                dp->n = 1;
1032 –                        }
1033 –                        addcolor(acol, dp->v);
1034 –                }
1035 –                b = bright(acol);
1036 –                if (b > FTINY) {
1037 –                        b = 1.0/b;      /* compute & normalize gradient(s) */
1038 –                        if (pg != NULL) {
1039 –                                posgradient(pg, div, &hemi);
1040 –                                for (i = 0; i < 3; i++)
1041 –                                        pg[i] *= b;
1042 –                        }
1043 –                        if (dg != NULL) {
1044 –                                dirgradient(dg, div, &hemi);
1045 –                                for (i = 0; i < 3; i++)
1046 –                                        dg[i] *= b;
1047 –                        }
1048 –                }
1049 –                free((void *)div);
1050 –        }
1051 –        copycolor(rcol, acol);
1052 –        if (arad <= FTINY)
1053 –                arad = maxarad;
1054 –        else
1055 –                arad = (divcnt+hemi.ns)/arad;
1056 –        if (pg != NULL) {               /* reduce radius if gradient large */
1057 –                d = DOT(pg,pg);
1058 –                if (d*arad*arad > 1.0)
1059 –                        arad = 1.0/sqrt(d);
1060 –        }
1061 –        if (arad < minarad) {
1062 –                arad = minarad;
1063 –                if (pg != NULL && d*arad*arad > 1.0) {  /* cap gradient */
1064 –                        d = 1.0/arad/sqrt(d);
1065 –                        for (i = 0; i < 3; i++)
1066 –                                pg[i] *= d;
1067 –                }
1068 –        }
1069 –        if ((arad /= sqrt(wt)) > maxarad)
1070 –                arad = maxarad;
1071 –        return(arad);
1072 – }
1073 –
1074 –
1075 – void
1076 – comperrs(                       /* compute initial error estimates */
1077 –        AMBSAMP  *da,   /* assumes standard ordering */
1078 –        AMBHEMI  *hp
1079 – )
1080 – {
1081 –        double  b, b2;
1082 –        int  i, j;
1083 –        AMBSAMP  *dp;
1084 –                                /* sum differences from neighbors */
1085 –        dp = da;
1086 –        for (i = 0; i < hp->nt; i++)
1087 –                for (j = 0; j < hp->np; j++) {
1088 – #ifdef  DEBUG
1089 –                        if (dp->t != i || dp->p != j)
1090 –                                error(CONSISTENCY,
1091 –                                        "division order in comperrs");
1092 – #endif
1093 –                        b = bright(dp[0].v);
1094 –                        if (i > 0) {            /* from above */
1095 –                                b2 = bright(dp[-hp->np].v) - b;
1096 –                                b2 *= b2 * 0.25;
1097 –                                dp[0].k += b2;
1098 –                                dp[-hp->np].k += b2;
1099 –                        }
1100 –                        if (j > 0) {            /* from behind */
1101 –                                b2 = bright(dp[-1].v) - b;
1102 –                                b2 *= b2 * 0.25;
1103 –                                dp[0].k += b2;
1104 –                                dp[-1].k += b2;
1105 –                        } else {                /* around */
1106 –                                b2 = bright(dp[hp->np-1].v) - b;
1107 –                                b2 *= b2 * 0.25;
1108 –                                dp[0].k += b2;
1109 –                                dp[hp->np-1].k += b2;
1110 –                        }
1111 –                        dp++;
1112 –                }
1113 –                                /* divide by number of neighbors */
1114 –        dp = da;
1115 –        for (j = 0; j < hp->np; j++)            /* top row */
1116 –                (dp++)->k *= 1.0/3.0;
1117 –        if (hp->nt < 2)
1118 –                return;
1119 –        for (i = 1; i < hp->nt-1; i++)          /* central region */
1120 –                for (j = 0; j < hp->np; j++)
1121 –                        (dp++)->k *= 0.25;
1122 –        for (j = 0; j < hp->np; j++)            /* bottom row */
1123 –                (dp++)->k *= 1.0/3.0;
1124 – }
1125 –
1126 –
1127 – void
1128 – posgradient(                                    /* compute position gradient */
1129 –        FVECT  gv,
1130 –        AMBSAMP  *da,                   /* assumes standard ordering */
1131 –        AMBHEMI  *hp
1132 – )
1133 – {
1134 –        int  i, j;
1135 –        double  nextsine, lastsine, b, d;
1136 –        double  mag0, mag1;
1137 –        double  phi, cosp, sinp, xd, yd;
1138 –        AMBSAMP  *dp;
1139 –
1140 –        xd = yd = 0.0;
1141 –        for (j = 0; j < hp->np; j++) {
1142 –                dp = da + j;
1143 –                mag0 = mag1 = 0.0;
1144 –                lastsine = 0.0;
1145 –                for (i = 0; i < hp->nt; i++) {
1146 – #ifdef  DEBUG
1147 –                        if (dp->t != i || dp->p != j)
1148 –                                error(CONSISTENCY,
1149 –                                        "division order in posgradient");
1150 – #endif
1151 –                        b = bright(dp->v);
1152 –                        if (i > 0) {
1153 –                                d = dp[-hp->np].r;
1154 –                                if (dp[0].r > d) d = dp[0].r;
1155 –                                                        /* sin(t)*cos(t)^2 */
1156 –                                d *= lastsine * (1.0 - (double)i/hp->nt);
1157 –                                mag0 += d*(b - bright(dp[-hp->np].v));
1158 –                        }
1159 –                        nextsine = sqrt((double)(i+1)/hp->nt);
1160 –                        if (j > 0) {
1161 –                                d = dp[-1].r;
1162 –                                if (dp[0].r > d) d = dp[0].r;
1163 –                                mag1 += d * (nextsine - lastsine) *
1164 –                                                (b - bright(dp[-1].v));
1165 –                        } else {
1166 –                                d = dp[hp->np-1].r;
1167 –                                if (dp[0].r > d) d = dp[0].r;
1168 –                                mag1 += d * (nextsine - lastsine) *
1169 –                                                (b - bright(dp[hp->np-1].v));
1170 –                        }
1171 –                        dp += hp->np;
1172 –                        lastsine = nextsine;
1173 –                }
1174 –                mag0 *= 2.0*PI / hp->np;
1175 –                phi = 2.0*PI * (double)j/hp->np;
1176 –                cosp = tcos(phi); sinp = tsin(phi);
1177 –                xd += mag0*cosp - mag1*sinp;
1178 –                yd += mag0*sinp + mag1*cosp;
1179 –        }
1180 –        for (i = 0; i < 3; i++)
1181 –                gv[i] = (xd*hp->ux[i] + yd*hp->uy[i])*(hp->nt*hp->np)/PI;
1182 – }
1183 –
1184 –
1185 – void
1186 – dirgradient(                                    /* compute direction gradient */
1187 –        FVECT  gv,
1188 –        AMBSAMP  *da,                   /* assumes standard ordering */
1189 –        AMBHEMI  *hp
1190 – )
1191 – {
1192 –        int  i, j;
1193 –        double  mag;
1194 –        double  phi, xd, yd;
1195 –        AMBSAMP  *dp;
1196 –
1197 –        xd = yd = 0.0;
1198 –        for (j = 0; j < hp->np; j++) {
1199 –                dp = da + j;
1200 –                mag = 0.0;
1201 –                for (i = 0; i < hp->nt; i++) {
1202 – #ifdef  DEBUG
1203 –                        if (dp->t != i || dp->p != j)
1204 –                                error(CONSISTENCY,
1205 –                                        "division order in dirgradient");
1206 – #endif
1207 –                                                        /* tan(t) */
1208 –                        mag += bright(dp->v)/sqrt(hp->nt/(i+.5) - 1.0);
1209 –                        dp += hp->np;
1210 –                }
1211 –                phi = 2.0*PI * (j+.5)/hp->np + PI/2.0;
1212 –                xd += mag * tcos(phi);
1213 –                yd += mag * tsin(phi);
1214 –        }
1215 –        for (i = 0; i < 3; i++)
1216 –                gv[i] = xd*hp->ux[i] + yd*hp->uy[i];
1217 – }
1218 –
1219 – #endif  /* ! NEWAMB */

Diff Legend

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