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 2.88 by greg, Wed Dec 15 01:38:50 2021 UTC vs.
Revision 2.98 by greg, Thu Apr 24 01:43:58 2025 UTC

# Line 26 | Line 26 | static const char      RCSid[] = "$Id$";
26   #endif
27  
28   typedef struct {
29 –        COLOR   v;              /* hemisphere sample value */
30 –        float   d;              /* reciprocal distance */
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 62 | 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 98 | Line 102 | ambsample(                             /* initial ambient division sample */
102          AMBSAMP *ap = &ambsam(hp,i,j);
103          RAY     ar;
104          int     hlist[3], ii;
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 <        square2disk(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;
# Line 135 | Line 141 | resample:
141          zd = raydistance(&ar);
142          if (zd <= FTINY)
143                  return(0);              /* should never happen */
144 <        multcolor(ar.rcol, ar.rcoef);   /* apply coefficient */
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 (zd > 10.0*thescene.cusize + 1000.)
149                          zd = 10.0*thescene.cusize + 1000.;
150                  VSUM(ap->p, ar.rorg, ar.rdir, zd);
151 <                copycolor(ap->v, ar.rcol);
151 >                copyscolor(ap->v, ar.rcol);
152          } else {                        /* else update recorded value */
153 <                hp->acol[RED] -= colval(ap->v,RED);
148 <                hp->acol[GRN] -= colval(ap->v,GRN);
149 <                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  
# Line 162 | Line 166 | resample:
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, b1, d2;
# Line 172 | Line 176 | getambdiffs(AMBHEMI *hp)
176          if (earr == NULL)               /* out of memory? */
177                  return(NULL);
178                                          /* sum squared neighbor diffs */
179 <        for (ap = hp->sa, ep = earr, i = 0; i < hp->ns; i++)
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 <                        b1 = bright(ap[-hp->ns].v);
185 >                        b1 = pbright(ap[-hp->ns].v);
186                          d2 = b - b1;
187 <                        d2 *= d2*normf/(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 <                b1 = bright(ap[-1].v);
193 >                b1 = pbright(ap[-1].v);
194                  d2 = b - b1;
195 <                d2 *= d2*normf/(b + b1);
195 >                d2 *= d2*normf/(b + b1 + FTINY);
196                  ep[0] += d2;
197                  ep[-1] += d2;
198                  if (!i) continue;
199                                          /* diagonal */
200 <                b1 = bright(ap[-hp->ns-1].v);
200 >                b1 = pbright(ap[-hp->ns-1].v);
201                  d2 = b - b1;
202 <                d2 *= d2*normf/(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 245 | 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 + (MINADIV-1)*(ambacc > FTINY);
# Line 268 | Line 289 | samp_hemi(                             /* sample indirect hemisphere */
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 297 | Line 328 | samp_hemi(                             /* sample indirect hemisphere */
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 311 | 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 545 | 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 555 | 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 567 | 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 630 | 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 686 | Line 717 | ambcorral(AMBHEMI *hp, FVECT uv[2], const double r0, c
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 720 | Line 751 | doambient(                             /* compute ambient component */
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 729 | 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 755 | 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) {

Diff Legend

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