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 2.98 by greg, Thu Apr 24 01:43:58 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  
29 – extern void             SDsquare2disk(double ds[2], double seedx, double seedy);
30 –
28   typedef struct {
32 –        COLOR   v;              /* hemisphere sample value */
33 –        float   d;              /* reciprocal distance (1/rt) */
29          FVECT   p;              /* intersection point */
30 +        float   d;              /* reciprocal distance */
31 +        SCOLOR  v;              /* hemisphere sample value */
32   } AMBSAMP;              /* sample value */
33  
34   typedef struct {
35          RAY     *rp;            /* originating ray sample */
36          int     ns;             /* number of samples per axis */
37          int     sampOK;         /* acquired full sample set? */
38 <        COLOR   acoef;          /* division contribution coefficient */
39 <        double  acol[3];        /* accumulated color */
38 >        int     atyp;           /* RAMBIENT or TAMBIENT */
39 >        SCOLOR  acoef;          /* division contribution coefficient */
40 >        SCOLOR  acol;           /* accumulated color */
41 >        FVECT   onrm;           /* oriented unperturbed surface normal */
42          FVECT   ux, uy;         /* tangent axis unit vectors */
43          AMBSAMP sa[1];          /* sample array (extends struct) */
44   }  AMBHEMI;             /* ambient sample hemisphere */
# Line 65 | Line 64 | ambcollision(                          /* proposed direciton collides? */
64          int     ii, jj;
65                                          /* min. spacing = 1/4th division */
66          cos_thresh = (PI/4.)/(double)hp->ns;
67 +        if (cos_thresh > 7.*PI/180.)    /* 7 degrees is enough in any case */
68 +                cos_thresh = 7.*PI/180.;
69          cos_thresh = 1. - .5*cos_thresh*cos_thresh;
70                                          /* check existing neighbors */
71          for (ii = i-1; ii <= i+1; ii++) {
# Line 101 | Line 102 | ambsample(                             /* initial ambient division sample */
102          AMBSAMP *ap = &ambsam(hp,i,j);
103          RAY     ar;
104          int     hlist[3], ii;
105 <        double  spt[2], zd;
105 >        double  ss[2];
106 >        RREAL   spt[2];
107 >        double  zd;
108                                          /* generate hemispherical sample */
109                                          /* ambient coefficient for weight */
110          if (ambacc > FTINY)
111 <                setcolor(ar.rcoef, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
111 >                setscolor(ar.rcoef, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
112          else
113 <                copycolor(ar.rcoef, hp->acoef);
114 <        if (rayorigin(&ar, AMBIENT, hp->rp, ar.rcoef) < 0)
113 >                copyscolor(ar.rcoef, hp->acoef);
114 >        if (rayorigin(&ar, hp->atyp, hp->rp, ar.rcoef) < 0)
115                  return(0);
116          if (ambacc > FTINY) {
117 <                multcolor(ar.rcoef, hp->acoef);
118 <                scalecolor(ar.rcoef, 1./AVGREFL);
117 >                smultscolor(ar.rcoef, hp->acoef);
118 >                scalescolor(ar.rcoef, 1./AVGREFL);
119          }
120          hlist[0] = hp->rp->rno;
121 <        hlist[1] = j;
122 <        hlist[2] = i;
123 <        multisamp(spt, 2, urand(ilhash(hlist,3)+n));
121 >        hlist[1] = AI(hp,i,j);
122 >        hlist[2] = samplendx;
123 >        multisamp(ss, 2, urand(ilhash(hlist,3)+n));
124   resample:
125 <        SDsquare2disk(spt, (j+spt[1])/hp->ns, (i+spt[0])/hp->ns);
125 >        square2disk(spt, (j+ss[1])/hp->ns, (i+ss[0])/hp->ns);
126          zd = sqrt(1. - spt[0]*spt[0] - spt[1]*spt[1]);
127          for (ii = 3; ii--; )
128                  ar.rdir[ii] =   spt[0]*hp->ux[ii] +
129                                  spt[1]*hp->uy[ii] +
130 <                                zd*hp->rp->ron[ii];
130 >                                zd*hp->onrm[ii];
131          checknorm(ar.rdir);
132 <                                        /* avoid coincident samples */
133 <        if (!n && ambcollision(hp, i, j, ar.rdir)) {
134 <                spt[0] = frandom(); spt[1] = frandom();
132 >                                        /* avoid coincident samples? */
133 >        if (!n & (ambacc > FTINY) & (hp->ns >= 4) &&
134 >                        ambcollision(hp, i, j, ar.rdir)) {
135 >                ss[0] = frandom(); ss[1] = frandom();
136                  goto resample;          /* reject this sample */
137          }
138          dimlist[ndims++] = AI(hp,i,j) + 90171;
139          rayvalue(&ar);                  /* evaluate ray */
140          ndims--;
141 <        if (ar.rt <= FTINY)
141 >        zd = raydistance(&ar);
142 >        if (zd <= FTINY)
143                  return(0);              /* should never happen */
144 <        multcolor(ar.rcol, ar.rcoef);   /* apply coefficient */
145 <        if (ar.rt*ap->d < 1.0)          /* new/closer distance? */
146 <                ap->d = 1.0/ar.rt;
144 >        smultscolor(ar.rcol, ar.rcoef); /* apply coefficient */
145 >        if (zd*ap->d < 1.0)             /* new/closer distance? */
146 >                ap->d = 1.0/zd;
147          if (!n) {                       /* record first vertex & value */
148 <                if (ar.rt > 10.0*thescene.cusize + 1000.)
149 <                        ar.rt = 10.0*thescene.cusize + 1000.;
150 <                VSUM(ap->p, ar.rorg, ar.rdir, ar.rt);
151 <                copycolor(ap->v, ar.rcol);
148 >                if (zd > 10.0*thescene.cusize + 1000.)
149 >                        zd = 10.0*thescene.cusize + 1000.;
150 >                VSUM(ap->p, ar.rorg, ar.rdir, zd);
151 >                copyscolor(ap->v, ar.rcol);
152          } else {                        /* else update recorded value */
153 <                hp->acol[RED] -= colval(ap->v,RED);
149 <                hp->acol[GRN] -= colval(ap->v,GRN);
150 <                hp->acol[BLU] -= colval(ap->v,BLU);
153 >                sopscolor(hp->acol, -=, ap->v);
154                  zd = 1.0/(double)(n+1);
155 <                scalecolor(ar.rcol, zd);
155 >                scalescolor(ar.rcol, zd);
156                  zd *= (double)n;
157 <                scalecolor(ap->v, zd);
158 <                addcolor(ap->v, ar.rcol);
157 >                scalescolor(ap->v, zd);
158 >                saddscolor(ap->v, ar.rcol);
159          }
160 <        addcolor(hp->acol, ap->v);      /* add to our sum */
160 >        saddscolor(hp->acol, ap->v);    /* add to our sum */
161          return(1);
162   }
163  
164  
165 < /* Estimate errors based on ambient division differences */
165 > /* Estimate variance based on ambient division differences */
166   static float *
167   getambdiffs(AMBHEMI *hp)
168   {
169 <        const double    normf = 1./bright(hp->acoef);
170 <        float   *earr = (float *)calloc(hp->ns*hp->ns, sizeof(float));
169 >        const double    normf = 1./(pbright(hp->acoef) + FTINY);
170 >        float   *earr = (float *)calloc(2*hp->ns*hp->ns, sizeof(float));
171          float   *ep;
172          AMBSAMP *ap;
173 <        double  b, d2;
173 >        double  b, b1, d2;
174          int     i, j;
175  
176          if (earr == NULL)               /* out of memory? */
177                  return(NULL);
178 <                                        /* compute squared neighbor diffs */
179 <        for (ap = hp->sa, ep = earr, i = 0; i < hp->ns; i++)
178 >                                        /* sum squared neighbor diffs */
179 >        ap = hp->sa;
180 >        ep = earr + hp->ns*hp->ns;      /* original estimates to scratch */
181 >        for (i = 0; i < hp->ns; i++)
182              for (j = 0; j < hp->ns; j++, ap++, ep++) {
183 <                b = bright(ap[0].v);
183 >                b = pbright(ap[0].v);
184                  if (i) {                /* from above */
185 <                        d2 = normf*(b - bright(ap[-hp->ns].v));
186 <                        d2 *= d2;
185 >                        b1 = pbright(ap[-hp->ns].v);
186 >                        d2 = b - b1;
187 >                        d2 *= d2*normf/(b + b1 + FTINY);
188                          ep[0] += d2;
189                          ep[-hp->ns] += d2;
190                  }
191                  if (!j) continue;
192                                          /* from behind */
193 <                d2 = normf*(b - bright(ap[-1].v));
194 <                d2 *= d2;
193 >                b1 = pbright(ap[-1].v);
194 >                d2 = b - b1;
195 >                d2 *= d2*normf/(b + b1 + FTINY);
196                  ep[0] += d2;
197                  ep[-1] += d2;
198                  if (!i) continue;
199                                          /* diagonal */
200 <                d2 = normf*(b - bright(ap[-hp->ns-1].v));
201 <                d2 *= d2;
200 >                b1 = pbright(ap[-hp->ns-1].v);
201 >                d2 = b - b1;
202 >                d2 *= d2*normf/(b + b1 + FTINY);
203                  ep[0] += d2;
204                  ep[-hp->ns-1] += d2;
205              }
206                                          /* correct for number of neighbors */
207 <        earr[0] *= 8./3.;
208 <        earr[hp->ns-1] *= 8./3.;
209 <        earr[(hp->ns-1)*hp->ns] *= 8./3.;
210 <        earr[(hp->ns-1)*hp->ns + hp->ns-1] *= 8./3.;
207 >        ep = earr + hp->ns*hp->ns;
208 >        ep[0] *= 6./3.;
209 >        ep[hp->ns-1] *= 6./3.;
210 >        ep[(hp->ns-1)*hp->ns] *= 6./3.;
211 >        ep[(hp->ns-1)*hp->ns + hp->ns-1] *= 6./3.;
212          for (i = 1; i < hp->ns-1; i++) {
213 <                earr[i*hp->ns] *= 8./5.;
214 <                earr[i*hp->ns + hp->ns-1] *= 8./5.;
213 >                ep[i*hp->ns] *= 6./5.;
214 >                ep[i*hp->ns + hp->ns-1] *= 6./5.;
215          }
216          for (j = 1; j < hp->ns-1; j++) {
217 <                earr[j] *= 8./5.;
218 <                earr[(hp->ns-1)*hp->ns + j] *= 8./5.;
217 >                ep[j] *= 6./5.;
218 >                ep[(hp->ns-1)*hp->ns + j] *= 6./5.;
219          }
220 +                                        /* blur final map to reduce bias */
221 +        for (i = 0; i < hp->ns-1; i++) {
222 +            float  *ep2;
223 +            ep = earr + i*hp->ns;
224 +            ep2 = ep + hp->ns*hp->ns;
225 +            for (j = 0; j < hp->ns-1; j++, ep++, ep2++) {
226 +                ep[0] += .5*ep2[0] + .125*(ep2[1] + ep2[hp->ns]);
227 +                ep[1] += .125*ep2[0];
228 +                ep[hp->ns] += .125*ep2[0];
229 +            }
230 +        }
231          return(earr);
232   }
233  
# Line 218 | Line 238 | ambsupersamp(AMBHEMI *hp, int cnt)
238   {
239          float   *earr = getambdiffs(hp);
240          double  e2rem = 0;
221 –        AMBSAMP *ap;
241          float   *ep;
242          int     i, j, n, nss;
243  
# Line 228 | Line 247 | ambsupersamp(AMBHEMI *hp, int cnt)
247          for (ep = earr + hp->ns*hp->ns; ep > earr; )
248                  e2rem += *--ep;
249          ep = earr;                      /* perform super-sampling */
250 <        for (ap = hp->sa, i = 0; i < hp->ns; i++)
251 <            for (j = 0; j < hp->ns; j++, ap++) {
250 >        for (i = 0; i < hp->ns; i++)
251 >            for (j = 0; j < hp->ns; j++) {
252                  if (e2rem <= FTINY)
253                          goto done;      /* nothing left to do */
254                  nss = *ep/e2rem*cnt + frandom();
# Line 244 | Line 263 | done:
263  
264   static AMBHEMI *
265   samp_hemi(                              /* sample indirect hemisphere */
266 <        COLOR   rcol,
266 >        SCOLOR  rcol,
267          RAY     *r,
268          double  wt
269   )
270   {
271 +        int     backside = (wt < 0);
272          AMBHEMI *hp;
273          double  d;
274          int     n, i, j;
275                                          /* insignificance check */
276 <        if (bright(rcol) <= FTINY)
276 >        d = sintens(rcol);
277 >        if (d <= FTINY)
278                  return(NULL);
279                                          /* set number of divisions */
280 +        if (backside) wt = -wt;
281          if (ambacc <= FTINY &&
282 <                        wt > (d = 0.8*intens(rcol)*r->rweight/(ambdiv*minweight)))
282 >                        wt > (d *= 0.8*r->rweight/(ambdiv*minweight + 1e-20)))
283                  wt = d;                 /* avoid ray termination */
284          n = sqrt(ambdiv * wt) + 0.5;
285 <        i = 1 + 5*(ambacc > FTINY);     /* minimum number of samples */
286 <        if (n < i)
285 >        i = 1 + (MINADIV-1)*(ambacc > FTINY);
286 >        if (n < i)                      /* use minimum number of samples? */
287                  n = i;
288                                          /* allocate sampling array */
289          hp = (AMBHEMI *)malloc(sizeof(AMBHEMI) + sizeof(AMBSAMP)*(n*n - 1));
290          if (hp == NULL)
291                  error(SYSTEM, "out of memory in samp_hemi");
292 +
293 +        if (backside) {
294 +                hp->atyp = TAMBIENT;
295 +                hp->onrm[0] = -r->ron[0];
296 +                hp->onrm[1] = -r->ron[1];
297 +                hp->onrm[2] = -r->ron[2];
298 +        } else {
299 +                hp->atyp = RAMBIENT;
300 +                VCOPY(hp->onrm, r->ron);
301 +        }
302          hp->rp = r;
303          hp->ns = n;
304 <        hp->acol[RED] = hp->acol[GRN] = hp->acol[BLU] = 0.0;
304 >        scolorblack(hp->acol);
305          memset(hp->sa, 0, sizeof(AMBSAMP)*n*n);
306          hp->sampOK = 0;
307                                          /* assign coefficient */
308 <        copycolor(hp->acoef, rcol);
308 >        copyscolor(hp->acoef, rcol);
309          d = 1.0/(n*n);
310 <        scalecolor(hp->acoef, d);
310 >        scalescolor(hp->acoef, d);
311                                          /* make tangent plane axes */
312 <        if (!getperpendicular(hp->ux, r->ron, 1))
312 >        if (!getperpendicular(hp->ux, hp->onrm, 1))
313                  error(CONSISTENCY, "bad ray direction in samp_hemi");
314 <        VCROSS(hp->uy, r->ron, hp->ux);
314 >        VCROSS(hp->uy, hp->onrm, hp->ux);
315                                          /* sample divisions */
316          for (i = hp->ns; i--; )
317              for (j = hp->ns; j--; )
318                  hp->sampOK += ambsample(hp, i, j, 0);
319 <        copycolor(rcol, hp->acol);
319 >        copyscolor(rcol, hp->acol);
320          if (!hp->sampOK) {              /* utter failure? */
321                  free(hp);
322                  return(NULL);
# Line 293 | Line 325 | samp_hemi(                             /* sample indirect hemisphere */
325                  hp->sampOK *= -1;       /* soft failure */
326                  return(hp);
327          }
328 +        if (hp->sampOK <= MINADIV*MINADIV)
329 +                return(hp);             /* don't bother super-sampling */
330          n = ambssamp*wt + 0.5;
331 <        if (n > 8) {                    /* perform super-sampling? */
331 >        if (n >= 4*hp->ns) {            /* perform super-sampling? */
332                  ambsupersamp(hp, n);
333 <                copycolor(rcol, hp->acol);
333 >                copyscolor(rcol, hp->acol);
334          }
335          return(hp);                     /* all is well */
336   }
# Line 308 | Line 342 | back_ambval(AMBHEMI *hp, const int n1, const int n2, c
342   {
343          if (hp->sa[n1].d <= hp->sa[n2].d) {
344                  if (hp->sa[n1].d <= hp->sa[n3].d)
345 <                        return(colval(hp->sa[n1].v,CIEY));
346 <                return(colval(hp->sa[n3].v,CIEY));
345 >                        return(hp->sa[n1].v[0]);
346 >                return(hp->sa[n3].v[0]);
347          }
348          if (hp->sa[n2].d <= hp->sa[n3].d)
349 <                return(colval(hp->sa[n2].v,CIEY));
350 <        return(colval(hp->sa[n3].v,CIEY));
349 >                return(hp->sa[n2].v[0]);
350 >        return(hp->sa[n3].v[0]);
351   }
352  
353  
# Line 542 | Line 576 | ambHessian(                            /* anisotropic radii & pos. gradient */
576          for (j = 0; j < hp->ns-1; j++) {
577                  comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,0,j), AI(hp,0,j+1));
578                  if (hessrow != NULL)
579 <                        comp_hessian(hessrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
579 >                        comp_hessian(hessrow[j], &fftr, hp->onrm);
580                  if (gradrow != NULL)
581 <                        comp_gradient(gradrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
581 >                        comp_gradient(gradrow[j], &fftr, hp->onrm);
582          }
583                                          /* sum each row of triangles */
584          for (i = 0; i < hp->ns-1; i++) {
# Line 552 | Line 586 | ambHessian(                            /* anisotropic radii & pos. gradient */
586              FVECT       gradcol;
587              comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i,0), AI(hp,i+1,0));
588              if (hessrow != NULL)
589 <                comp_hessian(hesscol, &fftr, hp->rp->ron);
589 >                comp_hessian(hesscol, &fftr, hp->onrm);
590              if (gradrow != NULL)
591 <                comp_gradient(gradcol, &fftr, hp->rp->ron);
591 >                comp_gradient(gradcol, &fftr, hp->onrm);
592              for (j = 0; j < hp->ns-1; j++) {
593                  FVECT   hessdia[3];     /* compute triangle contributions */
594                  FVECT   graddia;
# Line 564 | Line 598 | ambHessian(                            /* anisotropic radii & pos. gradient */
598                                          /* diagonal (inner) edge */
599                  comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i,j+1), AI(hp,i+1,j));
600                  if (hessrow != NULL) {
601 <                    comp_hessian(hessdia, &fftr, hp->rp->ron);
601 >                    comp_hessian(hessdia, &fftr, hp->onrm);
602                      rev_hessian(hesscol);
603                      add2hessian(hessian, hessrow[j], hessdia, hesscol, backg);
604                  }
605                  if (gradrow != NULL) {
606 <                    comp_gradient(graddia, &fftr, hp->rp->ron);
606 >                    comp_gradient(graddia, &fftr, hp->onrm);
607                      rev_gradient(gradcol);
608                      add2gradient(gradient, gradrow[j], graddia, gradcol, backg);
609                  }
610                                          /* initialize edge in next row */
611                  comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i+1,j+1), AI(hp,i+1,j));
612                  if (hessrow != NULL)
613 <                    comp_hessian(hessrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
613 >                    comp_hessian(hessrow[j], &fftr, hp->onrm);
614                  if (gradrow != NULL)
615 <                    comp_gradient(gradrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
615 >                    comp_gradient(gradrow[j], &fftr, hp->onrm);
616                                          /* new column edge & paired triangle */
617                  backg = back_ambval(hp, AI(hp,i+1,j+1),
618                                          AI(hp,i+1,j), AI(hp,i,j+1));
619                  comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i,j+1), AI(hp,i+1,j+1));
620                  if (hessrow != NULL) {
621 <                    comp_hessian(hesscol, &fftr, hp->rp->ron);
621 >                    comp_hessian(hesscol, &fftr, hp->onrm);
622                      rev_hessian(hessdia);
623                      add2hessian(hessian, hessrow[j], hessdia, hesscol, backg);
624                      if (i < hp->ns-2)
625                          rev_hessian(hessrow[j]);
626                  }
627                  if (gradrow != NULL) {
628 <                    comp_gradient(gradcol, &fftr, hp->rp->ron);
628 >                    comp_gradient(gradcol, &fftr, hp->onrm);
629                      rev_gradient(graddia);
630                      add2gradient(gradient, gradrow[j], graddia, gradcol, backg);
631                      if (i < hp->ns-2)
# Line 627 | Line 661 | ambdirgrad(AMBHEMI *hp, FVECT uv[2], float dg[2])
661                                          /* use vector for azimuth + 90deg */
662                  VSUB(vd, ap->p, hp->rp->rop);
663                                          /* brightness over cosine factor */
664 <                gfact = colval(ap->v,CIEY) / DOT(hp->rp->ron, vd);
664 >                gfact = ap->v[0] / DOT(hp->onrm, vd);
665                                          /* sine = proj_radius/vd_length */
666                  dgsum[0] -= DOT(uv[1], vd) * gfact;
667                  dgsum[1] += DOT(uv[0], vd) * gfact;
# Line 649 | Line 683 | ambcorral(AMBHEMI *hp, FVECT uv[2], const double r0, c
683          FVECT           vec;
684          double          u, v;
685          double          ang, a1;
652 –        OBJREC          *m;
686          int             i, j;
687                                          /* don't bother for a few samples */
688          if (hp->ns < 8)
# Line 678 | Line 711 | ambcorral(AMBHEMI *hp, FVECT uv[2], const double r0, c
711                  for (a1 = ang-ang_res; a1 <= ang+ang_res; a1 += ang_step)
712                          flgs |= 1L<<(int)(16/PI*(a1 + 2.*PI*(a1 < 0)));
713              }
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 –        }
714          return(flgs);
715   }
716  
717  
718   int
719   doambient(                              /* compute ambient component */
720 <        COLOR   rcol,                   /* input/output color */
720 >        SCOLOR  rcol,                   /* input/output color */
721          RAY     *r,
722 <        double  wt,
722 >        double  wt,                     /* negative for back side */
723          FVECT   uv[2],                  /* returned (optional) */
724          float   ra[2],                  /* returned (optional) */
725          float   pg[2],                  /* returned (optional) */
# Line 730 | Line 747 | doambient(                             /* compute ambient component */
747                  return(0);
748  
749          if ((ra == NULL) & (pg == NULL) & (dg == NULL) ||
750 <                        (hp->sampOK < 0) | (hp->ns < 6)) {
750 >                        (hp->sampOK < 0) | (hp->ns < MINADIV)) {
751                  free(hp);               /* Hessian not requested/possible */
752                  return(-1);             /* value-only return value */
753          }
754 <        if ((d = bright(rcol)) > FTINY) {       /* normalize Y values */
755 <                d = 0.99*(hp->ns*hp->ns)/d;
754 >        if ((d = scolor_mean(rcol)) > FTINY) {
755 >                d = 0.99*(hp->ns*hp->ns)/d;     /* normalize avg. values */
756                  K = 0.01;
757          } else {                        /* or fall back on geometric Hessian */
758                  K = 1.0;
# Line 743 | Line 760 | doambient(                             /* compute ambient component */
760                  dg = NULL;
761                  crlp = NULL;
762          }
763 <        ap = hp->sa;                    /* relative Y channel from here on... */
763 >        ap = hp->sa;                    /* single channel from here on... */
764          for (i = hp->ns*hp->ns; i--; ap++)
765 <                colval(ap->v,CIEY) = bright(ap->v)*d + K;
765 >                ap->v[0] = scolor_mean(ap->v)*d + K;
766  
767          if (uv == NULL)                 /* make sure we have axis pointers */
768                  uv = my_uv;
# Line 769 | Line 786 | doambient(                             /* compute ambient component */
786                          if (ra[1] < minarad)
787                                  ra[1] = minarad;
788                  }
789 <                ra[0] *= d = 1.0/sqrt(wt);
789 >                ra[0] *= d = 1.0/sqrt(fabs(wt));
790                  if ((ra[1] *= d) > 2.0*ra[0])
791                          ra[1] = 2.0*ra[0];
792                  if (ra[1] > maxarad) {
# Line 778 | Line 795 | doambient(                             /* compute ambient component */
795                                  ra[0] = maxarad;
796                  }
797                                          /* flag encroached directions */
798 <                if (crlp != NULL)
798 >                if (crlp != NULL)       /* XXX doesn't update with changes to ambacc */
799                          *crlp = ambcorral(hp, uv, ra[0]*ambacc, ra[1]*ambacc);
800                  if (pg != NULL) {       /* cap gradient if necessary */
801                          d = pg[0]*pg[0]*ra[0]*ra[0] + pg[1]*pg[1]*ra[1]*ra[1];
# Line 792 | Line 809 | doambient(                             /* compute ambient component */
809          free(hp);                       /* clean up and return */
810          return(1);
811   }
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