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 2.90 by greg, Wed Nov 15 18:02:52 2023 UTC vs.
Revision 2.101 by greg, Tue Apr 29 23:41:10 2025 UTC

# Line 24 | Line 24 | static const char      RCSid[] = "$Id$";
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  
31   typedef struct {
32          FVECT   p;              /* intersection point */
# Line 35 | Line 38 | typedef struct {
38          RAY     *rp;            /* originating ray sample */
39          int     ns;             /* number of samples per axis */
40          int     sampOK;         /* acquired full sample set? */
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 50 | Line 55 | typedef struct {
55   } FFTRI;                /* vectors and coefficients for Hessian calculation */
56  
57  
58 + #define XLOTSIZ         512             /* size of used car lot */
59 + #define CFIRST          0               /* first corner */
60 + #define COTHER          (CFIRST+4)      /* non-corner sample */
61 + #define CMAXTARGET      (int)(XLOTSIZ*MINSDIST/(1-MINSDIST))
62 +
63   static int
64 < ambcollision(                           /* proposed direciton collides? */
64 > psample_class(double ss[2])             /* classify patch sample */
65 > {
66 >        if (ss[0] < MINSDIST) {
67 >                if (ss[1] < MINSDIST)
68 >                        return(CFIRST);
69 >                if (ss[1] > 1.-MINSDIST)
70 >                        return(CFIRST+2);
71 >        } else if (ss[0] > 1.-MINSDIST) {
72 >                if (ss[1] < MINSDIST)
73 >                        return(CFIRST+1);
74 >                if (ss[1] > 1.-MINSDIST)
75 >                        return(CFIRST+3);
76 >        }
77 >        return(COTHER);                 /* not in a corner */
78 > }
79 >
80 > static void
81 > trade_patchsamp(double ss[2])           /* trade in problem patch position */
82 > {
83 >        static float    tradelot[XLOTSIZ][2];
84 >        static short    gterm[COTHER+1];
85 >        double          repl[2];
86 >        int             sclass, rclass;
87 >        int             x;
88 >                                        /* initialize lot? */
89 >        while (gterm[COTHER] < XLOTSIZ) {
90 >                tradelot[gterm[COTHER]][0] = frandom();
91 >                tradelot[gterm[COTHER]][1] = frandom();
92 >                ++gterm[COTHER];
93 >        }
94 >                                        /* get trade-in candidate... */
95 >        sclass = psample_class(ss);     /* submitted corner or not? */
96 >        switch (sclass) {
97 >        case COTHER:                    /* trade mid-edge with corner/any */
98 >                x = irandom( gterm[COTHER-1] > CMAXTARGET
99 >                                ? gterm[COTHER-1] : XLOTSIZ );
100 >                break;
101 >        case CFIRST:                    /* kick out of first corner */
102 >                x = gterm[CFIRST] + irandom(XLOTSIZ - gterm[CFIRST]);
103 >                break;
104 >        default:                        /* kick out of 2nd-4th corner */
105 >                x = irandom(XLOTSIZ - (gterm[sclass] - gterm[sclass-1]));
106 >                x += (x >= gterm[sclass-1])*(gterm[sclass] - gterm[sclass-1]);
107 >                break;
108 >        }
109 >        repl[0] = tradelot[x][0];       /* save selected replacement (result) */
110 >        repl[1] = tradelot[x][1];
111 >                                        /* identify replacement class */
112 >        for (rclass = CFIRST; rclass < COTHER; rclass++)
113 >                if (x < gterm[rclass])
114 >                        break;          /* repark to keep classes grouped */
115 >        while (rclass > sclass) {       /* replacement group after submitted? */
116 >                tradelot[x][0] = tradelot[gterm[rclass-1]][0];
117 >                tradelot[x][1] = tradelot[gterm[rclass-1]][1];
118 >                x = gterm[--rclass]++;
119 >        }
120 >        while (rclass < sclass) {       /* replacement group before submitted? */
121 >                tradelot[x][0] = tradelot[--gterm[rclass]][0];
122 >                tradelot[x][1] = tradelot[gterm[rclass]][1];
123 >                x = gterm[rclass++];
124 >        }
125 >        tradelot[x][0] = ss[0];         /* complete the trade-in */
126 >        tradelot[x][1] = ss[1];
127 >        ss[0] = repl[0];
128 >        ss[1] = repl[1];
129 > }
130 >
131 > #undef XLOTSIZ
132 > #undef COTHER
133 > #undef CFIRST
134 >
135 >
136 > static int
137 > ambcollision(                           /* proposed direction collides? */
138          AMBHEMI *hp,
139          int     i,
140          int     j,
141 <        FVECT   dv
141 >        RREAL   spt[2]
142   )
143   {
61 –        double  cos_thresh;
144          int     ii, jj;
63 –                                        /* min. spacing = 1/4th division */
64 –        cos_thresh = (PI/4.)/(double)hp->ns;
65 –        cos_thresh = 1. - .5*cos_thresh*cos_thresh;
145                                          /* check existing neighbors */
146          for (ii = i-1; ii <= i+1; ii++) {
147                  if (ii < 0) continue;
# Line 70 | Line 149 | ambcollision(                          /* proposed direciton collides? */
149                  for (jj = j-1; jj <= j+1; jj++) {
150                          AMBSAMP *ap;
151                          FVECT   avec;
152 <                        double  dprod;
152 >                        double  dx, dy;
153                          if (jj < 0) continue;
154                          if (jj >= hp->ns) break;
155                          if ((ii==i) & (jj==j)) continue;
# Line 78 | Line 157 | ambcollision(                          /* proposed direciton collides? */
157                          if (ap->d <= .5/FHUGE)
158                                  continue;       /* no one home */
159                          VSUB(avec, ap->p, hp->rp->rop);
160 <                        dprod = DOT(avec, dv);
161 <                        if (dprod >= cos_thresh*VLEN(avec))
162 <                                return(1);      /* collision */
160 >                        normalize(avec);        /* use diskworld distance */
161 >                        dx = DOT(avec, hp->ux) - spt[0];
162 >                        dy = DOT(avec, hp->uy) - spt[1];
163 >                        if ((dx*dx + dy*dy)*(hp->ns*hp->ns) <
164 >                                        PI*MINSDIST*MINSDIST)
165 >                                return(1);      /* too close */
166                  }
167          }
168          return(0);                      /* nothing to worry about */
# Line 95 | Line 177 | ambsample(                             /* initial ambient division sample */
177          int     n
178   )
179   {
180 +        int     trade_ok = (!n & (hp->ns >= 4))*21;
181          AMBSAMP *ap = &ambsam(hp,i,j);
182          RAY     ar;
183          int     hlist[3], ii;
184 +        double  ss[2];
185          RREAL   spt[2];
186          double  zd;
187                                          /* generate hemispherical sample */
# Line 106 | Line 190 | ambsample(                             /* initial ambient division sample */
190                  setscolor(ar.rcoef, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
191          else
192                  copyscolor(ar.rcoef, hp->acoef);
193 <        if (rayorigin(&ar, AMBIENT, hp->rp, ar.rcoef) < 0)
193 >        if (rayorigin(&ar, hp->atyp, hp->rp, ar.rcoef) < 0)
194                  return(0);
195          if (ambacc > FTINY) {
196                  smultscolor(ar.rcoef, hp->acoef);
197                  scalescolor(ar.rcoef, 1./AVGREFL);
198          }
199          hlist[0] = hp->rp->rno;
200 <        hlist[1] = j;
201 <        hlist[2] = i;
202 <        multisamp(spt, 2, urand(ilhash(hlist,3)+n));
203 < resample:
204 <        square2disk(spt, (j+spt[1])/hp->ns, (i+spt[0])/hp->ns);
200 >        hlist[1] = AI(hp,i,j);
201 >        hlist[2] = samplendx;
202 >        multisamp(ss, 2, urand(ilhash(hlist,3)+n));
203 >        square2disk(spt, (j+ss[1])/hp->ns, (i+ss[0])/hp->ns);
204 >                                        /* avoid coincident samples? */
205 >        while (trade_ok-- && ambcollision(hp, i, j, spt)) {
206 >                if (trade_ok) {
207 >                        trade_patchsamp(ss);
208 >                } else {                /* punting... */
209 >                        ss[0] = MINSDIST + (1-2*MINSDIST)*frandom();
210 >                        ss[1] = MINSDIST + (1-2*MINSDIST)*frandom();
211 >                }
212 >                square2disk(spt, (j+ss[1])/hp->ns, (i+ss[0])/hp->ns);
213 >        }
214          zd = sqrt(1. - spt[0]*spt[0] - spt[1]*spt[1]);
215          for (ii = 3; ii--; )
216                  ar.rdir[ii] =   spt[0]*hp->ux[ii] +
217                                  spt[1]*hp->uy[ii] +
218 <                                zd*hp->rp->ron[ii];
218 >                                zd*hp->onrm[ii];
219          checknorm(ar.rdir);
127 –                                        /* avoid coincident samples */
128 –        if (!n && ambcollision(hp, i, j, ar.rdir)) {
129 –                spt[0] = frandom(); spt[1] = frandom();
130 –                goto resample;          /* reject this sample */
131 –        }
220          dimlist[ndims++] = AI(hp,i,j) + 90171;
221          rayvalue(&ar);                  /* evaluate ray */
222          ndims--;
# Line 160 | Line 248 | resample:
248   static float *
249   getambdiffs(AMBHEMI *hp)
250   {
251 <        const double    normf = 1./bright(hp->acoef);
252 <        float   *earr = (float *)calloc(hp->ns*hp->ns, sizeof(float));
251 >        const double    normf = 1./(pbright(hp->acoef) + FTINY);
252 >        float   *earr = (float *)calloc(2*hp->ns*hp->ns, sizeof(float));
253          float   *ep;
254          AMBSAMP *ap;
255          double  b, b1, d2;
# Line 170 | Line 258 | getambdiffs(AMBHEMI *hp)
258          if (earr == NULL)               /* out of memory? */
259                  return(NULL);
260                                          /* sum squared neighbor diffs */
261 <        for (ap = hp->sa, ep = earr, i = 0; i < hp->ns; i++)
261 >        ap = hp->sa;
262 >        ep = earr + hp->ns*hp->ns;      /* original estimates to scratch */
263 >        for (i = 0; i < hp->ns; i++)
264              for (j = 0; j < hp->ns; j++, ap++, ep++) {
265                  b = pbright(ap[0].v);
266                  if (i) {                /* from above */
# Line 196 | Line 286 | getambdiffs(AMBHEMI *hp)
286                  ep[-hp->ns-1] += d2;
287              }
288                                          /* correct for number of neighbors */
289 <        earr[0] *= 8./3.;
290 <        earr[hp->ns-1] *= 8./3.;
291 <        earr[(hp->ns-1)*hp->ns] *= 8./3.;
292 <        earr[(hp->ns-1)*hp->ns + hp->ns-1] *= 8./3.;
289 >        ep = earr + hp->ns*hp->ns;
290 >        ep[0] *= 6./3.;
291 >        ep[hp->ns-1] *= 6./3.;
292 >        ep[(hp->ns-1)*hp->ns] *= 6./3.;
293 >        ep[(hp->ns-1)*hp->ns + hp->ns-1] *= 6./3.;
294          for (i = 1; i < hp->ns-1; i++) {
295 <                earr[i*hp->ns] *= 8./5.;
296 <                earr[i*hp->ns + hp->ns-1] *= 8./5.;
295 >                ep[i*hp->ns] *= 6./5.;
296 >                ep[i*hp->ns + hp->ns-1] *= 6./5.;
297          }
298          for (j = 1; j < hp->ns-1; j++) {
299 <                earr[j] *= 8./5.;
300 <                earr[(hp->ns-1)*hp->ns + j] *= 8./5.;
299 >                ep[j] *= 6./5.;
300 >                ep[(hp->ns-1)*hp->ns + j] *= 6./5.;
301          }
302 +                                        /* blur final map to reduce bias */
303 +        for (i = 0; i < hp->ns-1; i++) {
304 +            float  *ep2;
305 +            ep = earr + i*hp->ns;
306 +            ep2 = ep + hp->ns*hp->ns;
307 +            for (j = 0; j < hp->ns-1; j++, ep++, ep2++) {
308 +                ep[0] += .5*ep2[0] + .125*(ep2[1] + ep2[hp->ns]);
309 +                ep[1] += .125*ep2[0];
310 +                ep[hp->ns] += .125*ep2[0];
311 +            }
312 +        }
313          return(earr);
314   }
315  
# Line 248 | Line 350 | samp_hemi(                             /* sample indirect hemisphere */
350          double  wt
351   )
352   {
353 +        int     backside = (wt < 0);
354          AMBHEMI *hp;
355          double  d;
356          int     n, i, j;
# Line 256 | Line 359 | samp_hemi(                             /* sample indirect hemisphere */
359          if (d <= FTINY)
360                  return(NULL);
361                                          /* set number of divisions */
362 +        if (backside) wt = -wt;
363          if (ambacc <= FTINY &&
364 <                        wt > (d *= 0.8*r->rweight/(ambdiv*minweight)))
364 >                        wt > (d *= 0.8*r->rweight/(ambdiv*minweight + 1e-20)))
365                  wt = d;                 /* avoid ray termination */
366          n = sqrt(ambdiv * wt) + 0.5;
367          i = 1 + (MINADIV-1)*(ambacc > FTINY);
# Line 267 | Line 371 | samp_hemi(                             /* sample indirect hemisphere */
371          hp = (AMBHEMI *)malloc(sizeof(AMBHEMI) + sizeof(AMBSAMP)*(n*n - 1));
372          if (hp == NULL)
373                  error(SYSTEM, "out of memory in samp_hemi");
374 +
375 +        if (backside) {
376 +                hp->atyp = TAMBIENT;
377 +                hp->onrm[0] = -r->ron[0];
378 +                hp->onrm[1] = -r->ron[1];
379 +                hp->onrm[2] = -r->ron[2];
380 +        } else {
381 +                hp->atyp = RAMBIENT;
382 +                VCOPY(hp->onrm, r->ron);
383 +        }
384          hp->rp = r;
385          hp->ns = n;
386          scolorblack(hp->acol);
# Line 277 | Line 391 | samp_hemi(                             /* sample indirect hemisphere */
391          d = 1.0/(n*n);
392          scalescolor(hp->acoef, d);
393                                          /* make tangent plane axes */
394 <        if (!getperpendicular(hp->ux, r->ron, 1))
394 >        if (!getperpendicular(hp->ux, hp->onrm, 1))
395                  error(CONSISTENCY, "bad ray direction in samp_hemi");
396 <        VCROSS(hp->uy, r->ron, hp->ux);
396 >        VCROSS(hp->uy, hp->onrm, hp->ux);
397                                          /* sample divisions */
398          for (i = hp->ns; i--; )
399              for (j = hp->ns; j--; )
# Line 296 | Line 410 | samp_hemi(                             /* sample indirect hemisphere */
410          if (hp->sampOK <= MINADIV*MINADIV)
411                  return(hp);             /* don't bother super-sampling */
412          n = ambssamp*wt + 0.5;
413 <        if (n > 8) {                    /* perform super-sampling? */
413 >        if (n >= 4*hp->ns) {            /* perform super-sampling? */
414                  ambsupersamp(hp, n);
415                  copyscolor(rcol, hp->acol);
416          }
# Line 544 | Line 658 | ambHessian(                            /* anisotropic radii & pos. gradient */
658          for (j = 0; j < hp->ns-1; j++) {
659                  comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,0,j), AI(hp,0,j+1));
660                  if (hessrow != NULL)
661 <                        comp_hessian(hessrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
661 >                        comp_hessian(hessrow[j], &fftr, hp->onrm);
662                  if (gradrow != NULL)
663 <                        comp_gradient(gradrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
663 >                        comp_gradient(gradrow[j], &fftr, hp->onrm);
664          }
665                                          /* sum each row of triangles */
666          for (i = 0; i < hp->ns-1; i++) {
# Line 554 | Line 668 | ambHessian(                            /* anisotropic radii & pos. gradient */
668              FVECT       gradcol;
669              comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i,0), AI(hp,i+1,0));
670              if (hessrow != NULL)
671 <                comp_hessian(hesscol, &fftr, hp->rp->ron);
671 >                comp_hessian(hesscol, &fftr, hp->onrm);
672              if (gradrow != NULL)
673 <                comp_gradient(gradcol, &fftr, hp->rp->ron);
673 >                comp_gradient(gradcol, &fftr, hp->onrm);
674              for (j = 0; j < hp->ns-1; j++) {
675                  FVECT   hessdia[3];     /* compute triangle contributions */
676                  FVECT   graddia;
# Line 566 | Line 680 | ambHessian(                            /* anisotropic radii & pos. gradient */
680                                          /* diagonal (inner) edge */
681                  comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i,j+1), AI(hp,i+1,j));
682                  if (hessrow != NULL) {
683 <                    comp_hessian(hessdia, &fftr, hp->rp->ron);
683 >                    comp_hessian(hessdia, &fftr, hp->onrm);
684                      rev_hessian(hesscol);
685                      add2hessian(hessian, hessrow[j], hessdia, hesscol, backg);
686                  }
687                  if (gradrow != NULL) {
688 <                    comp_gradient(graddia, &fftr, hp->rp->ron);
688 >                    comp_gradient(graddia, &fftr, hp->onrm);
689                      rev_gradient(gradcol);
690                      add2gradient(gradient, gradrow[j], graddia, gradcol, backg);
691                  }
692                                          /* initialize edge in next row */
693                  comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i+1,j+1), AI(hp,i+1,j));
694                  if (hessrow != NULL)
695 <                    comp_hessian(hessrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
695 >                    comp_hessian(hessrow[j], &fftr, hp->onrm);
696                  if (gradrow != NULL)
697 <                    comp_gradient(gradrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
697 >                    comp_gradient(gradrow[j], &fftr, hp->onrm);
698                                          /* new column edge & paired triangle */
699                  backg = back_ambval(hp, AI(hp,i+1,j+1),
700                                          AI(hp,i+1,j), AI(hp,i,j+1));
701                  comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i,j+1), AI(hp,i+1,j+1));
702                  if (hessrow != NULL) {
703 <                    comp_hessian(hesscol, &fftr, hp->rp->ron);
703 >                    comp_hessian(hesscol, &fftr, hp->onrm);
704                      rev_hessian(hessdia);
705                      add2hessian(hessian, hessrow[j], hessdia, hesscol, backg);
706                      if (i < hp->ns-2)
707                          rev_hessian(hessrow[j]);
708                  }
709                  if (gradrow != NULL) {
710 <                    comp_gradient(gradcol, &fftr, hp->rp->ron);
710 >                    comp_gradient(gradcol, &fftr, hp->onrm);
711                      rev_gradient(graddia);
712                      add2gradient(gradient, gradrow[j], graddia, gradcol, backg);
713                      if (i < hp->ns-2)
# Line 629 | Line 743 | ambdirgrad(AMBHEMI *hp, FVECT uv[2], float dg[2])
743                                          /* use vector for azimuth + 90deg */
744                  VSUB(vd, ap->p, hp->rp->rop);
745                                          /* brightness over cosine factor */
746 <                gfact = ap->v[0] / DOT(hp->rp->ron, vd);
746 >                gfact = ap->v[0] / DOT(hp->onrm, vd);
747                                          /* sine = proj_radius/vd_length */
748                  dgsum[0] -= DOT(uv[1], vd) * gfact;
749                  dgsum[1] += DOT(uv[0], vd) * gfact;
# Line 687 | Line 801 | int
801   doambient(                              /* compute ambient component */
802          SCOLOR  rcol,                   /* input/output color */
803          RAY     *r,
804 <        double  wt,
804 >        double  wt,                     /* negative for back side */
805          FVECT   uv[2],                  /* returned (optional) */
806          float   ra[2],                  /* returned (optional) */
807          float   pg[2],                  /* returned (optional) */
# Line 719 | Line 833 | doambient(                             /* compute ambient component */
833                  free(hp);               /* Hessian not requested/possible */
834                  return(-1);             /* value-only return value */
835          }
836 <        if ((d = scolor_photopic(rcol)) > FTINY) {
837 <                d = 0.99*(hp->ns*hp->ns)/d;     /* normalize Y values */
836 >        if ((d = scolor_mean(rcol)) > FTINY) {
837 >                d = 0.99*(hp->ns*hp->ns)/d;     /* normalize avg. values */
838                  K = 0.01;
839          } else {                        /* or fall back on geometric Hessian */
840                  K = 1.0;
# Line 754 | Line 868 | doambient(                             /* compute ambient component */
868                          if (ra[1] < minarad)
869                                  ra[1] = minarad;
870                  }
871 <                ra[0] *= d = 1.0/sqrt(wt);
871 >                ra[0] *= d = 1.0/sqrt(fabs(wt));
872                  if ((ra[1] *= d) > 2.0*ra[0])
873                          ra[1] = 2.0*ra[0];
874                  if (ra[1] > maxarad) {

Diff Legend

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