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 2.44 by greg, Thu May 1 16:06:11 2014 UTC vs.
Revision 2.99 by greg, Sun Apr 27 20:20:01 2025 UTC

# Line 8 | Line 8 | static const char      RCSid[] = "$Id$";
8   *      for Irradiance Caching" by Schwarzhaupt, Wann Jensen, & Jarosz
9   *      from ACM SIGGRAPH Asia 2012 conference proceedings.
10   *
11 + *  Added book-keeping optimization to avoid calculations that would
12 + *      cancel due to traversal both directions on edges that are adjacent
13 + *      to same-valued triangles.  This cuts about half of Hessian math.
14 + *
15   *  Declarations of external symbols in ambient.h
16   */
17  
# Line 17 | Line 21 | static const char      RCSid[] = "$Id$";
21   #include  "ambient.h"
22   #include  "random.h"
23  
24 < #ifdef NEWAMB
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  
22 – extern void             SDsquare2disk(double ds[2], double seedx, double seedy);
23 –
31   typedef struct {
25 –        COLOR   v;              /* hemisphere sample value */
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 */
31 –        FVECT   ux, uy;         /* tangent axis unit vectors */
39          int     ns;             /* number of samples per axis */
40 <        COLOR   acoef;          /* division contribution coefficient */
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 */
48  
49 < #define ambsam(h,i,j)   (h)->sa[(i)*(h)->ns + (j)]
49 > #define AI(h,i,j)       ((i)*(h)->ns + (j))
50 > #define ambsam(h,i,j)   (h)->sa[AI(h,i,j)]
51  
52   typedef struct {
53          FVECT   r_i, r_i1, e_i, rcp, rI2_eJ2;
# Line 42 | Line 55 | typedef struct {
55   } FFTRI;                /* vectors and coefficients for Hessian calculation */
56  
57  
58 < static AMBHEMI *
59 < inithemi(                       /* initialize sampling hemisphere */
60 <        COLOR   ac,
61 <        RAY     *r,
62 <        double  wt
58 > static int
59 > ambcollision(                           /* proposed direciton collides? */
60 >        AMBHEMI *hp,
61 >        int     i,
62 >        int     j,
63 >        FVECT   dv
64   )
65   {
66 <        AMBHEMI *hp;
67 <        double  d;
68 <        int     n, i;
69 <                                        /* set number of divisions */
70 <        if (ambacc <= FTINY &&
71 <                        wt > (d = 0.8*intens(ac)*r->rweight/(ambdiv*minweight)))
72 <                wt = d;                 /* avoid ray termination */
73 <        n = sqrt(ambdiv * wt) + 0.5;
74 <        i = 1 + 5*(ambacc > FTINY);     /* minimum number of samples */
75 <        if (n < i)
76 <                n = i;
77 <                                        /* allocate sampling array */
78 <        hp = (AMBHEMI *)malloc(sizeof(AMBHEMI) + sizeof(AMBSAMP)*(n*n - 1));
79 <        if (hp == NULL)
80 <                return(NULL);
81 <        hp->rp = r;
82 <        hp->ns = n;
83 <                                        /* assign coefficient */
84 <        copycolor(hp->acoef, ac);
85 <        d = 1.0/(n*n);
86 <        scalecolor(hp->acoef, d);
87 <                                        /* make tangent plane axes */
88 <        hp->uy[0] = 0.5 - frandom();
89 <        hp->uy[1] = 0.5 - frandom();
90 <        hp->uy[2] = 0.5 - frandom();
91 <        for (i = 3; i--; )
92 <                if ((-0.6 < r->ron[i]) & (r->ron[i] < 0.6))
66 >        double  cos_thresh;
67 >        int     ii, jj;
68 >
69 >        cos_thresh = (PI*MINSDIST)/(double)hp->ns;
70 >        cos_thresh = 1. - .5*cos_thresh*cos_thresh;
71 >                                        /* check existing neighbors */
72 >        for (ii = i-1; ii <= i+1; ii++) {
73 >                if (ii < 0) continue;
74 >                if (ii >= hp->ns) break;
75 >                for (jj = j-1; jj <= j+1; jj++) {
76 >                        AMBSAMP *ap;
77 >                        FVECT   avec;
78 >                        double  dprod;
79 >                        if (jj < 0) continue;
80 >                        if (jj >= hp->ns) break;
81 >                        if ((ii==i) & (jj==j)) continue;
82 >                        ap = &ambsam(hp,ii,jj);
83 >                        if (ap->d <= .5/FHUGE)
84 >                                continue;       /* no one home */
85 >                        VSUB(avec, ap->p, hp->rp->rop);
86 >                        dprod = DOT(avec, dv);
87 >                        if (dprod >= cos_thresh*VLEN(avec))
88 >                                return(1);      /* collision */
89 >                }
90 >        }
91 >        return(0);                      /* nothing to worry about */
92 > }
93 >
94 >
95 > #define XLOTSIZ         251             /* size of used car lot */
96 > #define CFIRST          0               /* first corner */
97 > #define COTHER          (CFIRST+4)      /* non-corner sample */
98 > #define CMAXTARGET      (int)(XLOTSIZ*MINSDIST/(1-MINSDIST))
99 > #define CXCOPY(d,s)     (excharr[d][0]=excharr[s][0], excharr[d][1]=excharr[s][1])
100 >
101 > static int
102 > psample_class(double ss[2])             /* classify patch sample */
103 > {
104 >        if (ss[0] < MINSDIST) {
105 >                if (ss[1] < MINSDIST)
106 >                        return(CFIRST);
107 >                if (ss[1] > 1.-MINSDIST)
108 >                        return(CFIRST+2);
109 >        } else if (ss[0] > 1.-MINSDIST) {
110 >                if (ss[1] < MINSDIST)
111 >                        return(CFIRST+1);
112 >                if (ss[1] > 1.-MINSDIST)
113 >                        return(CFIRST+3);
114 >        }
115 >        return(COTHER);                 /* not in a corner */
116 > }
117 >
118 > static void
119 > trade_patchsamp(double ss[2])           /* trade in problem patch position */
120 > {
121 >        static float    excharr[XLOTSIZ][2];
122 >        static short    gterm[COTHER+1];
123 >        double          srep[2];
124 >        int             sclass, rclass;
125 >        int             x;
126 >                                        /* reset on corner overload */
127 >        if (gterm[COTHER-1] >= (CMAXTARGET+XLOTSIZ)/2)
128 >                memset(gterm, 0, sizeof(gterm));
129 >                                        /* (re-)initialize? */
130 >        while (gterm[COTHER] < XLOTSIZ) {
131 >                excharr[gterm[COTHER]][0] = frandom();
132 >                excharr[gterm[COTHER]][1] = frandom();
133 >                ++gterm[COTHER];
134 >        }                               /* get trade-in candidate... */
135 >        sclass = psample_class(ss);     /* submitted corner or not? */
136 >        switch (sclass) {
137 >        case COTHER:                    /* trade mid-edge with corner/any */
138 >                x = irandom( gterm[COTHER-1] > CMAXTARGET
139 >                                ? gterm[COTHER-1] : XLOTSIZ );
140 >                break;
141 >        case CFIRST:                    /* kick out of first corner */
142 >                x = gterm[CFIRST] + irandom(XLOTSIZ - gterm[CFIRST]);
143 >                break;
144 >        default:                        /* kick out of 2nd-4th corner */
145 >                x = irandom(XLOTSIZ - (gterm[sclass] - gterm[sclass-1]));
146 >                x += (x >= gterm[sclass-1])*(gterm[sclass] - gterm[sclass-1]);
147 >                break;
148 >        }
149 >        srep[0] = excharr[x][0];        /* save selected trade output */
150 >        srep[1] = excharr[x][1];
151 >                                        /* adjust our lot groups */
152 >        for (rclass = CFIRST; rclass < COTHER; rclass++)
153 >                if (x < gterm[rclass])
154                          break;
155 <        if (i < 0)
156 <                error(CONSISTENCY, "bad ray direction in inithemi");
157 <        hp->uy[i] = 1.0;
158 <        VCROSS(hp->ux, hp->uy, r->ron);
159 <        normalize(hp->ux);
160 <        VCROSS(hp->uy, r->ron, hp->ux);
161 <                                        /* we're ready to sample */
162 <        return(hp);
155 >        if (sclass < rclass) {          /* submitted group before replacement? */
156 >                CXCOPY(x, gterm[rclass-1]);
157 >                while (--rclass > sclass) {
158 >                        CXCOPY(gterm[rclass], gterm[rclass-1]);
159 >                        ++gterm[rclass];
160 >                }
161 >                x = gterm[sclass]++;
162 >        } else if (sclass > rclass) {   /* submitted group after replacement? */
163 >                --gterm[rclass];
164 >                CXCOPY(x, gterm[rclass]);
165 >                while (++rclass < sclass) {
166 >                        --gterm[rclass];
167 >                        CXCOPY(gterm[rclass-1], gterm[rclass]);
168 >                }
169 >                x = gterm[sclass-1];
170 >        }
171 >        excharr[x][0] = ss[0];          /* complete the transaction */
172 >        excharr[x][1] = ss[1];
173 >        ss[0] = srep[0];
174 >        ss[1] = srep[1];
175   }
176  
177 + #undef CXCOPY
178 + #undef XLOTSIZ
179 + #undef COTHER
180 + #undef CFIRST
181  
182 < /* Sample ambient division and apply weighting coefficient */
182 >
183   static int
184 < getambsamp(RAY *arp, AMBHEMI *hp, int i, int j, int n)
184 > ambsample(                              /* initial ambient division sample */
185 >        AMBHEMI *hp,
186 >        int     i,
187 >        int     j,
188 >        int     n
189 > )
190   {
191 +        AMBSAMP *ap = &ambsam(hp,i,j);
192 +        RAY     ar;
193          int     hlist[3], ii;
194 <        double  spt[2], zd;
194 >        double  ss[2];
195 >        RREAL   spt[2];
196 >        double  zd;
197 >                                        /* generate hemispherical sample */
198                                          /* ambient coefficient for weight */
199          if (ambacc > FTINY)
200 <                setcolor(arp->rcoef, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
200 >                setscolor(ar.rcoef, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
201          else
202 <                copycolor(arp->rcoef, hp->acoef);
203 <        if (rayorigin(arp, AMBIENT, hp->rp, arp->rcoef) < 0)
202 >                copyscolor(ar.rcoef, hp->acoef);
203 >        if (rayorigin(&ar, hp->atyp, hp->rp, ar.rcoef) < 0)
204                  return(0);
205          if (ambacc > FTINY) {
206 <                multcolor(arp->rcoef, hp->acoef);
207 <                scalecolor(arp->rcoef, 1./AVGREFL);
206 >                smultscolor(ar.rcoef, hp->acoef);
207 >                scalescolor(ar.rcoef, 1./AVGREFL);
208          }
209          hlist[0] = hp->rp->rno;
210 <        hlist[1] = i;
211 <        hlist[2] = j;
212 <        multisamp(spt, 2, urand(ilhash(hlist,3)+n));
213 <        if (!n) {                       /* avoid border samples for n==0 */
214 <                if ((spt[0] < 0.1) | (spt[0] > 0.9))
114 <                        spt[0] = 0.1 + 0.8*frandom();
115 <                if ((spt[1] < 0.1) | (spt[1] > 0.9))
116 <                        spt[1] = 0.1 + 0.8*frandom();
117 <        }
118 <        SDsquare2disk(spt, (i+spt[0])/hp->ns, (j+spt[1])/hp->ns);
210 >        hlist[1] = AI(hp,i,j);
211 >        hlist[2] = samplendx;
212 >        multisamp(ss, 2, urand(ilhash(hlist,3)+n));
213 > patch_redo:
214 >        square2disk(spt, (j+ss[1])/hp->ns, (i+ss[0])/hp->ns);
215          zd = sqrt(1. - spt[0]*spt[0] - spt[1]*spt[1]);
216          for (ii = 3; ii--; )
217 <                arp->rdir[ii] = spt[0]*hp->ux[ii] +
217 >                ar.rdir[ii] =   spt[0]*hp->ux[ii] +
218                                  spt[1]*hp->uy[ii] +
219 <                                zd*hp->rp->ron[ii];
220 <        checknorm(arp->rdir);
221 <        dimlist[ndims++] = i*hp->ns + j + 90171;
222 <        rayvalue(arp);                  /* evaluate ray */
223 <        ndims--;                        /* apply coefficient */
224 <        multcolor(arp->rcol, arp->rcoef);
219 >                                zd*hp->onrm[ii];
220 >        checknorm(ar.rdir);
221 >                                        /* avoid coincident samples */
222 >        if (!n & (hp->ns >= 4) && ambcollision(hp, i, j, ar.rdir)) {
223 >                trade_patchsamp(ss);
224 >                goto patch_redo;
225 >        }
226 >        dimlist[ndims++] = AI(hp,i,j) + 90171;
227 >        rayvalue(&ar);                  /* evaluate ray */
228 >        ndims--;
229 >        zd = raydistance(&ar);
230 >        if (zd <= FTINY)
231 >                return(0);              /* should never happen */
232 >        smultscolor(ar.rcol, ar.rcoef); /* apply coefficient */
233 >        if (zd*ap->d < 1.0)             /* new/closer distance? */
234 >                ap->d = 1.0/zd;
235 >        if (!n) {                       /* record first vertex & value */
236 >                if (zd > 10.0*thescene.cusize + 1000.)
237 >                        zd = 10.0*thescene.cusize + 1000.;
238 >                VSUM(ap->p, ar.rorg, ar.rdir, zd);
239 >                copyscolor(ap->v, ar.rcol);
240 >        } else {                        /* else update recorded value */
241 >                sopscolor(hp->acol, -=, ap->v);
242 >                zd = 1.0/(double)(n+1);
243 >                scalescolor(ar.rcol, zd);
244 >                zd *= (double)n;
245 >                scalescolor(ap->v, zd);
246 >                saddscolor(ap->v, ar.rcol);
247 >        }
248 >        saddscolor(hp->acol, ap->v);    /* add to our sum */
249          return(1);
250   }
251  
252  
253 < static AMBSAMP *
134 < ambsample(                              /* initial ambient division sample */
135 <        AMBHEMI *hp,
136 <        int     i,
137 <        int     j
138 < )
139 < {
140 <        AMBSAMP *ap = &ambsam(hp,i,j);
141 <        RAY     ar;
142 <                                        /* generate hemispherical sample */
143 <        if (!getambsamp(&ar, hp, i, j, 0))
144 <                goto badsample;
145 <                                        /* limit vertex distance */
146 <        if (ar.rt > 10.0*thescene.cusize)
147 <                ar.rt = 10.0*thescene.cusize;
148 <        else if (ar.rt <= FTINY)        /* should never happen! */
149 <                goto badsample;
150 <        VSUM(ap->p, ar.rorg, ar.rdir, ar.rt);
151 <        copycolor(ap->v, ar.rcol);
152 <        return(ap);
153 < badsample:
154 <        setcolor(ap->v, 0., 0., 0.);
155 <        VCOPY(ap->p, hp->rp->rop);
156 <        return(NULL);
157 < }
158 <
159 <
160 < /* Estimate errors based on ambient division differences */
253 > /* Estimate variance based on ambient division differences */
254   static float *
255   getambdiffs(AMBHEMI *hp)
256   {
257 <        float   *earr = calloc(hp->ns*hp->ns, sizeof(float));
257 >        const double    normf = 1./(pbright(hp->acoef) + FTINY);
258 >        float   *earr = (float *)calloc(2*hp->ns*hp->ns, sizeof(float));
259          float   *ep;
260          AMBSAMP *ap;
261 <        double  b, d2;
261 >        double  b, b1, d2;
262          int     i, j;
263  
264          if (earr == NULL)               /* out of memory? */
265                  return(NULL);
266 <                                        /* compute squared neighbor diffs */
267 <        for (ap = hp->sa, ep = earr, i = 0; i < hp->ns; i++)
266 >                                        /* sum squared neighbor diffs */
267 >        ap = hp->sa;
268 >        ep = earr + hp->ns*hp->ns;      /* original estimates to scratch */
269 >        for (i = 0; i < hp->ns; i++)
270              for (j = 0; j < hp->ns; j++, ap++, ep++) {
271 <                b = bright(ap[0].v);
271 >                b = pbright(ap[0].v);
272                  if (i) {                /* from above */
273 <                        d2 = b - bright(ap[-hp->ns].v);
274 <                        d2 *= d2;
273 >                        b1 = pbright(ap[-hp->ns].v);
274 >                        d2 = b - b1;
275 >                        d2 *= d2*normf/(b + b1 + FTINY);
276                          ep[0] += d2;
277                          ep[-hp->ns] += d2;
278                  }
279 <                if (j) {                /* from behind */
280 <                        d2 = b - bright(ap[-1].v);
281 <                        d2 *= d2;
282 <                        ep[0] += d2;
283 <                        ep[-1] += d2;
284 <                }
279 >                if (!j) continue;
280 >                                        /* from behind */
281 >                b1 = pbright(ap[-1].v);
282 >                d2 = b - b1;
283 >                d2 *= d2*normf/(b + b1 + FTINY);
284 >                ep[0] += d2;
285 >                ep[-1] += d2;
286 >                if (!i) continue;
287 >                                        /* diagonal */
288 >                b1 = pbright(ap[-hp->ns-1].v);
289 >                d2 = b - b1;
290 >                d2 *= d2*normf/(b + b1 + FTINY);
291 >                ep[0] += d2;
292 >                ep[-hp->ns-1] += d2;
293              }
294                                          /* correct for number of neighbors */
295 <        earr[0] *= 2.f;
296 <        earr[hp->ns-1] *= 2.f;
297 <        earr[(hp->ns-1)*hp->ns] *= 2.f;
298 <        earr[(hp->ns-1)*hp->ns + hp->ns-1] *= 2.f;
295 >        ep = earr + hp->ns*hp->ns;
296 >        ep[0] *= 6./3.;
297 >        ep[hp->ns-1] *= 6./3.;
298 >        ep[(hp->ns-1)*hp->ns] *= 6./3.;
299 >        ep[(hp->ns-1)*hp->ns + hp->ns-1] *= 6./3.;
300          for (i = 1; i < hp->ns-1; i++) {
301 <                earr[i*hp->ns] *= 4./3.;
302 <                earr[i*hp->ns + hp->ns-1] *= 4./3.;
301 >                ep[i*hp->ns] *= 6./5.;
302 >                ep[i*hp->ns + hp->ns-1] *= 6./5.;
303          }
304          for (j = 1; j < hp->ns-1; j++) {
305 <                earr[j] *= 4./3.;
306 <                earr[(hp->ns-1)*hp->ns + j] *= 4./3.;
305 >                ep[j] *= 6./5.;
306 >                ep[(hp->ns-1)*hp->ns + j] *= 6./5.;
307          }
308 +                                        /* blur final map to reduce bias */
309 +        for (i = 0; i < hp->ns-1; i++) {
310 +            float  *ep2;
311 +            ep = earr + i*hp->ns;
312 +            ep2 = ep + hp->ns*hp->ns;
313 +            for (j = 0; j < hp->ns-1; j++, ep++, ep2++) {
314 +                ep[0] += .5*ep2[0] + .125*(ep2[1] + ep2[hp->ns]);
315 +                ep[1] += .125*ep2[0];
316 +                ep[hp->ns] += .125*ep2[0];
317 +            }
318 +        }
319          return(earr);
320   }
321  
322  
323   /* Perform super-sampling on hemisphere (introduces bias) */
324   static void
325 < ambsupersamp(double acol[3], AMBHEMI *hp, int cnt)
325 > ambsupersamp(AMBHEMI *hp, int cnt)
326   {
327          float   *earr = getambdiffs(hp);
328 <        double  e2sum = 0;
212 <        AMBSAMP *ap;
213 <        RAY     ar;
214 <        COLOR   asum;
328 >        double  e2rem = 0;
329          float   *ep;
330 <        int     i, j, n;
330 >        int     i, j, n, nss;
331  
332          if (earr == NULL)               /* just skip calc. if no memory */
333                  return;
334 <                                        /* add up estimated variances */
335 <        for (ep = earr + hp->ns*hp->ns; ep-- > earr; )
336 <                e2sum += *ep;
334 >                                        /* accumulate estimated variances */
335 >        for (ep = earr + hp->ns*hp->ns; ep > earr; )
336 >                e2rem += *--ep;
337          ep = earr;                      /* perform super-sampling */
338 <        for (ap = hp->sa, i = 0; i < hp->ns; i++)
339 <            for (j = 0; j < hp->ns; j++, ap++) {
340 <                int     nss = *ep/e2sum*cnt + frandom();
341 <                setcolor(asum, 0., 0., 0.);
342 <                for (n = 1; n <= nss; n++) {
343 <                        if (!getambsamp(&ar, hp, i, j, n)) {
344 <                                nss = n-1;
345 <                                break;
232 <                        }
233 <                        addcolor(asum, ar.rcol);
234 <                }
235 <                if (nss) {              /* update returned ambient value */
236 <                        const double    ssf = 1./(nss + 1);
237 <                        for (n = 3; n--; )
238 <                                acol[n] += ssf*colval(asum,n) +
239 <                                                (ssf - 1.)*colval(ap->v,n);
240 <                }
241 <                e2sum -= *ep++;         /* update remainders */
242 <                cnt -= nss;
338 >        for (i = 0; i < hp->ns; i++)
339 >            for (j = 0; j < hp->ns; j++) {
340 >                if (e2rem <= FTINY)
341 >                        goto done;      /* nothing left to do */
342 >                nss = *ep/e2rem*cnt + frandom();
343 >                for (n = 1; n <= nss && ambsample(hp,i,j,n); n++)
344 >                        if (!--cnt) goto done;
345 >                e2rem -= *ep++;         /* update remainder */
346          }
347 + done:
348          free(earr);
349   }
350  
351  
352 + static AMBHEMI *
353 + samp_hemi(                              /* sample indirect hemisphere */
354 +        SCOLOR  rcol,
355 +        RAY     *r,
356 +        double  wt
357 + )
358 + {
359 +        int     backside = (wt < 0);
360 +        AMBHEMI *hp;
361 +        double  d;
362 +        int     n, i, j;
363 +                                        /* insignificance check */
364 +        d = sintens(rcol);
365 +        if (d <= FTINY)
366 +                return(NULL);
367 +                                        /* set number of divisions */
368 +        if (backside) wt = -wt;
369 +        if (ambacc <= FTINY &&
370 +                        wt > (d *= 0.8*r->rweight/(ambdiv*minweight + 1e-20)))
371 +                wt = d;                 /* avoid ray termination */
372 +        n = sqrt(ambdiv * wt) + 0.5;
373 +        i = 1 + (MINADIV-1)*(ambacc > FTINY);
374 +        if (n < i)                      /* use minimum number of samples? */
375 +                n = i;
376 +                                        /* allocate sampling array */
377 +        hp = (AMBHEMI *)malloc(sizeof(AMBHEMI) + sizeof(AMBSAMP)*(n*n - 1));
378 +        if (hp == NULL)
379 +                error(SYSTEM, "out of memory in samp_hemi");
380 +
381 +        if (backside) {
382 +                hp->atyp = TAMBIENT;
383 +                hp->onrm[0] = -r->ron[0];
384 +                hp->onrm[1] = -r->ron[1];
385 +                hp->onrm[2] = -r->ron[2];
386 +        } else {
387 +                hp->atyp = RAMBIENT;
388 +                VCOPY(hp->onrm, r->ron);
389 +        }
390 +        hp->rp = r;
391 +        hp->ns = n;
392 +        scolorblack(hp->acol);
393 +        memset(hp->sa, 0, sizeof(AMBSAMP)*n*n);
394 +        hp->sampOK = 0;
395 +                                        /* assign coefficient */
396 +        copyscolor(hp->acoef, rcol);
397 +        d = 1.0/(n*n);
398 +        scalescolor(hp->acoef, d);
399 +                                        /* make tangent plane axes */
400 +        if (!getperpendicular(hp->ux, hp->onrm, 1))
401 +                error(CONSISTENCY, "bad ray direction in samp_hemi");
402 +        VCROSS(hp->uy, hp->onrm, hp->ux);
403 +                                        /* sample divisions */
404 +        for (i = hp->ns; i--; )
405 +            for (j = hp->ns; j--; )
406 +                hp->sampOK += ambsample(hp, i, j, 0);
407 +        copyscolor(rcol, hp->acol);
408 +        if (!hp->sampOK) {              /* utter failure? */
409 +                free(hp);
410 +                return(NULL);
411 +        }
412 +        if (hp->sampOK < hp->ns*hp->ns) {
413 +                hp->sampOK *= -1;       /* soft failure */
414 +                return(hp);
415 +        }
416 +        if (hp->sampOK <= MINADIV*MINADIV)
417 +                return(hp);             /* don't bother super-sampling */
418 +        n = ambssamp*wt + 0.5;
419 +        if (n >= 4*hp->ns) {            /* perform super-sampling? */
420 +                ambsupersamp(hp, n);
421 +                copyscolor(rcol, hp->acol);
422 +        }
423 +        return(hp);                     /* all is well */
424 + }
425 +
426 +
427 + /* Return brightness of farthest ambient sample */
428 + static double
429 + back_ambval(AMBHEMI *hp, const int n1, const int n2, const int n3)
430 + {
431 +        if (hp->sa[n1].d <= hp->sa[n2].d) {
432 +                if (hp->sa[n1].d <= hp->sa[n3].d)
433 +                        return(hp->sa[n1].v[0]);
434 +                return(hp->sa[n3].v[0]);
435 +        }
436 +        if (hp->sa[n2].d <= hp->sa[n3].d)
437 +                return(hp->sa[n2].v[0]);
438 +        return(hp->sa[n3].v[0]);
439 + }
440 +
441 +
442   /* Compute vectors and coefficients for Hessian/gradient calcs */
443   static void
444 < comp_fftri(FFTRI *ftp, FVECT ap0, FVECT ap1, FVECT rop)
444 > comp_fftri(FFTRI *ftp, AMBHEMI *hp, const int n0, const int n1)
445   {
446          double  rdot_cp, dot_e, dot_er, rdot_r, rdot_r1, J2;
447 <        int     i;
447 >        int     ii;
448  
449 <        VSUB(ftp->r_i, ap0, rop);
450 <        VSUB(ftp->r_i1, ap1, rop);
451 <        VSUB(ftp->e_i, ap1, ap0);
449 >        VSUB(ftp->r_i, hp->sa[n0].p, hp->rp->rop);
450 >        VSUB(ftp->r_i1, hp->sa[n1].p, hp->rp->rop);
451 >        VSUB(ftp->e_i, hp->sa[n1].p, hp->sa[n0].p);
452          VCROSS(ftp->rcp, ftp->r_i, ftp->r_i1);
453          rdot_cp = 1.0/DOT(ftp->rcp,ftp->rcp);
454          dot_e = DOT(ftp->e_i,ftp->e_i);
# Line 266 | Line 460 | comp_fftri(FFTRI *ftp, FVECT ap0, FVECT ap1, FVECT rop
460          ftp->I2 = ( DOT(ftp->e_i, ftp->r_i1)*rdot_r1 - dot_er*rdot_r +
461                          dot_e*ftp->I1 )*0.5*rdot_cp;
462          J2 =  ( 0.5*(rdot_r - rdot_r1) - dot_er*ftp->I2 ) / dot_e;
463 <        for (i = 3; i--; )
464 <                ftp->rI2_eJ2[i] = ftp->I2*ftp->r_i[i] + J2*ftp->e_i[i];
463 >        for (ii = 3; ii--; )
464 >                ftp->rI2_eJ2[ii] = ftp->I2*ftp->r_i[ii] + J2*ftp->e_i[ii];
465   }
466  
467  
# Line 316 | Line 510 | comp_hessian(FVECT hess[3], FFTRI *ftp, FVECT nrm)
510                  hess[i][j] = m1[i][j] + d1*( I3*m2[i][j] + K3*m3[i][j] +
511                                                  2.0*J3*m4[i][j] );
512                  hess[i][j] += d2*(i==j);
513 <                hess[i][j] *= 1.0/PI;
513 >                hess[i][j] *= -1.0/PI;
514              }
515   }
516  
# Line 338 | Line 532 | rev_hessian(FVECT hess[3])
532   /* Add to radiometric Hessian from the given triangle */
533   static void
534   add2hessian(FVECT hess[3], FVECT ehess1[3],
535 <                FVECT ehess2[3], FVECT ehess3[3], COLORV v)
535 >                FVECT ehess2[3], FVECT ehess3[3], double v)
536   {
537          int     i, j;
538  
# Line 359 | Line 553 | comp_gradient(FVECT grad, FFTRI *ftp, FVECT nrm)
553          f1 = 2.0*DOT(nrm, ftp->rcp);
554          VCROSS(ncp, nrm, ftp->e_i);
555          for (i = 3; i--; )
556 <                grad[i] = (-0.5/PI)*( ftp->I1*ncp[i] + f1*ftp->rI2_eJ2[i] );
556 >                grad[i] = (0.5/PI)*( ftp->I1*ncp[i] + f1*ftp->rI2_eJ2[i] );
557   }
558  
559  
# Line 375 | Line 569 | rev_gradient(FVECT grad)
569  
570   /* Add to displacement gradient from the given triangle */
571   static void
572 < add2gradient(FVECT grad, FVECT egrad1, FVECT egrad2, FVECT egrad3, COLORV v)
572 > add2gradient(FVECT grad, FVECT egrad1, FVECT egrad2, FVECT egrad3, double v)
573   {
574          int     i;
575  
# Line 384 | Line 578 | add2gradient(FVECT grad, FVECT egrad1, FVECT egrad2, F
578   }
579  
580  
387 – /* Return brightness of furthest ambient sample */
388 – static COLORV
389 – back_ambval(AMBSAMP *ap1, AMBSAMP *ap2, AMBSAMP *ap3, FVECT orig)
390 – {
391 –        COLORV  vback;
392 –        FVECT   vec;
393 –        double  d2, d2best;
394 –
395 –        VSUB(vec, ap1->p, orig);
396 –        d2best = DOT(vec,vec);
397 –        vback = colval(ap1->v,CIEY);
398 –        VSUB(vec, ap2->p, orig);
399 –        d2 = DOT(vec,vec);
400 –        if (d2 > d2best) {
401 –                d2best = d2;
402 –                vback = colval(ap2->v,CIEY);
403 –        }
404 –        VSUB(vec, ap3->p, orig);
405 –        d2 = DOT(vec,vec);
406 –        if (d2 > d2best)
407 –                return(colval(ap3->v,CIEY));
408 –        return(vback);
409 – }
410 –
411 –
581   /* Compute anisotropic radii and eigenvector directions */
582 < static int
582 > static void
583   eigenvectors(FVECT uv[2], float ra[2], FVECT hessian[3])
584   {
585          double  hess2[2][2];
# Line 432 | Line 601 | eigenvectors(FVECT uv[2], float ra[2], FVECT hessian[3
601          if (i == 1)                     /* double-root (circle) */
602                  evalue[1] = evalue[0];
603          if (!i || ((evalue[0] = fabs(evalue[0])) <= FTINY*FTINY) |
604 <                        ((evalue[1] = fabs(evalue[1])) <= FTINY*FTINY) )
605 <                error(INTERNAL, "bad eigenvalue calculation");
606 <
604 >                        ((evalue[1] = fabs(evalue[1])) <= FTINY*FTINY) ) {
605 >                ra[0] = ra[1] = maxarad;
606 >                return;
607 >        }
608          if (evalue[0] > evalue[1]) {
609                  ra[0] = sqrt(sqrt(4.0/evalue[0]));
610                  ra[1] = sqrt(sqrt(4.0/evalue[1]));
# Line 492 | Line 662 | ambHessian(                            /* anisotropic radii & pos. gradient */
662          }
663                                          /* compute first row of edges */
664          for (j = 0; j < hp->ns-1; j++) {
665 <                comp_fftri(&fftr, ambsam(hp,0,j).p,
496 <                                ambsam(hp,0,j+1).p, hp->rp->rop);
665 >                comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,0,j), AI(hp,0,j+1));
666                  if (hessrow != NULL)
667 <                        comp_hessian(hessrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
667 >                        comp_hessian(hessrow[j], &fftr, hp->onrm);
668                  if (gradrow != NULL)
669 <                        comp_gradient(gradrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
669 >                        comp_gradient(gradrow[j], &fftr, hp->onrm);
670          }
671                                          /* sum each row of triangles */
672          for (i = 0; i < hp->ns-1; i++) {
673              FVECT       hesscol[3];     /* compute first vertical edge */
674              FVECT       gradcol;
675 <            comp_fftri(&fftr, ambsam(hp,i,0).p,
507 <                        ambsam(hp,i+1,0).p, hp->rp->rop);
675 >            comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i,0), AI(hp,i+1,0));
676              if (hessrow != NULL)
677 <                comp_hessian(hesscol, &fftr, hp->rp->ron);
677 >                comp_hessian(hesscol, &fftr, hp->onrm);
678              if (gradrow != NULL)
679 <                comp_gradient(gradcol, &fftr, hp->rp->ron);
679 >                comp_gradient(gradcol, &fftr, hp->onrm);
680              for (j = 0; j < hp->ns-1; j++) {
681                  FVECT   hessdia[3];     /* compute triangle contributions */
682                  FVECT   graddia;
683 <                COLORV  backg;
684 <                backg = back_ambval(&ambsam(hp,i,j), &ambsam(hp,i,j+1),
685 <                                        &ambsam(hp,i+1,j), hp->rp->rop);
683 >                double  backg;
684 >                backg = back_ambval(hp, AI(hp,i,j),
685 >                                        AI(hp,i,j+1), AI(hp,i+1,j));
686                                          /* diagonal (inner) edge */
687 <                comp_fftri(&fftr, ambsam(hp,i,j+1).p,
520 <                                ambsam(hp,i+1,j).p, hp->rp->rop);
687 >                comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i,j+1), AI(hp,i+1,j));
688                  if (hessrow != NULL) {
689 <                    comp_hessian(hessdia, &fftr, hp->rp->ron);
689 >                    comp_hessian(hessdia, &fftr, hp->onrm);
690                      rev_hessian(hesscol);
691                      add2hessian(hessian, hessrow[j], hessdia, hesscol, backg);
692                  }
693                  if (gradrow != NULL) {
694 <                    comp_gradient(graddia, &fftr, hp->rp->ron);
694 >                    comp_gradient(graddia, &fftr, hp->onrm);
695                      rev_gradient(gradcol);
696                      add2gradient(gradient, gradrow[j], graddia, gradcol, backg);
697                  }
698                                          /* initialize edge in next row */
699 <                comp_fftri(&fftr, ambsam(hp,i+1,j+1).p,
533 <                                ambsam(hp,i+1,j).p, hp->rp->rop);
699 >                comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i+1,j+1), AI(hp,i+1,j));
700                  if (hessrow != NULL)
701 <                    comp_hessian(hessrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
701 >                    comp_hessian(hessrow[j], &fftr, hp->onrm);
702                  if (gradrow != NULL)
703 <                    comp_gradient(gradrow[j], &fftr, hp->rp->ron);
703 >                    comp_gradient(gradrow[j], &fftr, hp->onrm);
704                                          /* new column edge & paired triangle */
705 <                backg = back_ambval(&ambsam(hp,i,j+1), &ambsam(hp,i+1,j+1),
706 <                                        &ambsam(hp,i+1,j), hp->rp->rop);
707 <                comp_fftri(&fftr, ambsam(hp,i,j+1).p, ambsam(hp,i+1,j+1).p,
542 <                                hp->rp->rop);
705 >                backg = back_ambval(hp, AI(hp,i+1,j+1),
706 >                                        AI(hp,i+1,j), AI(hp,i,j+1));
707 >                comp_fftri(&fftr, hp, AI(hp,i,j+1), AI(hp,i+1,j+1));
708                  if (hessrow != NULL) {
709 <                    comp_hessian(hesscol, &fftr, hp->rp->ron);
709 >                    comp_hessian(hesscol, &fftr, hp->onrm);
710                      rev_hessian(hessdia);
711                      add2hessian(hessian, hessrow[j], hessdia, hesscol, backg);
712                      if (i < hp->ns-2)
713                          rev_hessian(hessrow[j]);
714                  }
715                  if (gradrow != NULL) {
716 <                    comp_gradient(gradcol, &fftr, hp->rp->ron);
716 >                    comp_gradient(gradcol, &fftr, hp->onrm);
717                      rev_gradient(graddia);
718                      add2gradient(gradient, gradrow[j], graddia, gradcol, backg);
719                      if (i < hp->ns-2)
# Line 584 | Line 749 | ambdirgrad(AMBHEMI *hp, FVECT uv[2], float dg[2])
749                                          /* use vector for azimuth + 90deg */
750                  VSUB(vd, ap->p, hp->rp->rop);
751                                          /* brightness over cosine factor */
752 <                gfact = colval(ap->v,CIEY) / DOT(hp->rp->ron, vd);
752 >                gfact = ap->v[0] / DOT(hp->onrm, vd);
753                                          /* sine = proj_radius/vd_length */
754                  dgsum[0] -= DOT(uv[1], vd) * gfact;
755                  dgsum[1] += DOT(uv[0], vd) * gfact;
# Line 594 | Line 759 | ambdirgrad(AMBHEMI *hp, FVECT uv[2], float dg[2])
759   }
760  
761  
762 + /* Compute potential light leak direction flags for cache value */
763 + static uint32
764 + ambcorral(AMBHEMI *hp, FVECT uv[2], const double r0, const double r1)
765 + {
766 +        const double    max_d = 1.0/(minarad*ambacc + 0.001);
767 +        const double    ang_res = 0.5*PI/hp->ns;
768 +        const double    ang_step = ang_res/((int)(16/PI*ang_res) + 1.01);
769 +        double          avg_d = 0;
770 +        uint32          flgs = 0;
771 +        FVECT           vec;
772 +        double          u, v;
773 +        double          ang, a1;
774 +        int             i, j;
775 +                                        /* don't bother for a few samples */
776 +        if (hp->ns < 8)
777 +                return(0);
778 +                                        /* check distances overhead */
779 +        for (i = hp->ns*3/4; i-- > hp->ns>>2; )
780 +            for (j = hp->ns*3/4; j-- > hp->ns>>2; )
781 +                avg_d += ambsam(hp,i,j).d;
782 +        avg_d *= 4.0/(hp->ns*hp->ns);
783 +        if (avg_d*r0 >= 1.0)            /* ceiling too low for corral? */
784 +                return(0);
785 +        if (avg_d >= max_d)             /* insurance */
786 +                return(0);
787 +                                        /* else circle around perimeter */
788 +        for (i = 0; i < hp->ns; i++)
789 +            for (j = 0; j < hp->ns; j += !i|(i==hp->ns-1) ? 1 : hp->ns-1) {
790 +                AMBSAMP *ap = &ambsam(hp,i,j);
791 +                if ((ap->d <= FTINY) | (ap->d >= max_d))
792 +                        continue;       /* too far or too near */
793 +                VSUB(vec, ap->p, hp->rp->rop);
794 +                u = DOT(vec, uv[0]);
795 +                v = DOT(vec, uv[1]);
796 +                if ((r0*r0*u*u + r1*r1*v*v) * ap->d*ap->d <= u*u + v*v)
797 +                        continue;       /* occluder outside ellipse */
798 +                ang = atan2a(v, u);     /* else set direction flags */
799 +                for (a1 = ang-ang_res; a1 <= ang+ang_res; a1 += ang_step)
800 +                        flgs |= 1L<<(int)(16/PI*(a1 + 2.*PI*(a1 < 0)));
801 +            }
802 +        return(flgs);
803 + }
804 +
805 +
806   int
807   doambient(                              /* compute ambient component */
808 <        COLOR   rcol,                   /* input/output color */
808 >        SCOLOR  rcol,                   /* input/output color */
809          RAY     *r,
810 <        double  wt,
810 >        double  wt,                     /* negative for back side */
811          FVECT   uv[2],                  /* returned (optional) */
812          float   ra[2],                  /* returned (optional) */
813          float   pg[2],                  /* returned (optional) */
814 <        float   dg[2]                   /* returned (optional) */
814 >        float   dg[2],                  /* returned (optional) */
815 >        uint32  *crlp                   /* returned (optional) */
816   )
817   {
818 <        AMBHEMI *hp = inithemi(rcol, r, wt);
609 <        int     cnt = 0;
818 >        AMBHEMI *hp = samp_hemi(rcol, r, wt);
819          FVECT   my_uv[2];
820 <        double  d, K, acol[3];
820 >        double  d, K;
821          AMBSAMP *ap;
822 <        int     i, j;
823 <                                        /* check/initialize */
615 <        if (hp == NULL)
616 <                return(0);
822 >        int     i;
823 >                                        /* clear return values */
824          if (uv != NULL)
825                  memset(uv, 0, sizeof(FVECT)*2);
826          if (ra != NULL)
# Line 622 | Line 829 | doambient(                             /* compute ambient component */
829                  pg[0] = pg[1] = 0.0;
830          if (dg != NULL)
831                  dg[0] = dg[1] = 0.0;
832 <                                        /* sample the hemisphere */
833 <        acol[0] = acol[1] = acol[2] = 0.0;
834 <        for (i = hp->ns; i--; )
835 <                for (j = hp->ns; j--; )
836 <                        if ((ap = ambsample(hp, i, j)) != NULL) {
837 <                                addcolor(acol, ap->v);
838 <                                ++cnt;
839 <                        }
840 <        if (!cnt) {
634 <                setcolor(rcol, 0.0, 0.0, 0.0);
635 <                free(hp);
636 <                return(0);              /* no valid samples */
832 >        if (crlp != NULL)
833 >                *crlp = 0;
834 >        if (hp == NULL)                 /* sampling falure? */
835 >                return(0);
836 >
837 >        if ((ra == NULL) & (pg == NULL) & (dg == NULL) ||
838 >                        (hp->sampOK < 0) | (hp->ns < MINADIV)) {
839 >                free(hp);               /* Hessian not requested/possible */
840 >                return(-1);             /* value-only return value */
841          }
842 <        if (cnt < hp->ns*hp->ns) {      /* incomplete sampling? */
843 <                copycolor(rcol, acol);
640 <                free(hp);
641 <                return(-1);             /* return value w/o Hessian */
642 <        }
643 <        cnt = ambssamp*wt + 0.5;        /* perform super-sampling? */
644 <        if (cnt > 0)
645 <                ambsupersamp(acol, hp, cnt);
646 <        copycolor(rcol, acol);          /* final indirect irradiance/PI */
647 <        if ((ra == NULL) & (pg == NULL) & (dg == NULL)) {
648 <                free(hp);
649 <                return(-1);             /* no radius or gradient calc. */
650 <        }
651 <        if (bright(acol) > FTINY) {     /* normalize Y values */
652 <                d = 0.99*cnt/bright(acol);
842 >        if ((d = scolor_mean(rcol)) > FTINY) {
843 >                d = 0.99*(hp->ns*hp->ns)/d;     /* normalize avg. values */
844                  K = 0.01;
845 <        } else {                        /* geometric Hessian fall-back */
655 <                d = 0.0;
845 >        } else {                        /* or fall back on geometric Hessian */
846                  K = 1.0;
847                  pg = NULL;
848                  dg = NULL;
849 +                crlp = NULL;
850          }
851 <        ap = hp->sa;                    /* relative Y channel from here on... */
851 >        ap = hp->sa;                    /* single channel from here on... */
852          for (i = hp->ns*hp->ns; i--; ap++)
853 <                colval(ap->v,CIEY) = bright(ap->v)*d + K;
853 >                ap->v[0] = scolor_mean(ap->v)*d + K;
854  
855          if (uv == NULL)                 /* make sure we have axis pointers */
856                  uv = my_uv;
# Line 683 | Line 874 | doambient(                             /* compute ambient component */
874                          if (ra[1] < minarad)
875                                  ra[1] = minarad;
876                  }
877 <                ra[0] *= d = 1.0/sqrt(sqrt(wt));
877 >                ra[0] *= d = 1.0/sqrt(fabs(wt));
878                  if ((ra[1] *= d) > 2.0*ra[0])
879                          ra[1] = 2.0*ra[0];
880                  if (ra[1] > maxarad) {
# Line 691 | Line 882 | doambient(                             /* compute ambient component */
882                          if (ra[0] > maxarad)
883                                  ra[0] = maxarad;
884                  }
885 +                                        /* flag encroached directions */
886 +                if (crlp != NULL)       /* XXX doesn't update with changes to ambacc */
887 +                        *crlp = ambcorral(hp, uv, ra[0]*ambacc, ra[1]*ambacc);
888                  if (pg != NULL) {       /* cap gradient if necessary */
889                          d = pg[0]*pg[0]*ra[0]*ra[0] + pg[1]*pg[1]*ra[1]*ra[1];
890                          if (d > 1.0) {
# Line 703 | Line 897 | doambient(                             /* compute ambient component */
897          free(hp);                       /* clean up and return */
898          return(1);
899   }
706 –
707 –
708 – #else /* ! NEWAMB */
709 –
710 –
711 – void
712 – inithemi(                       /* initialize sampling hemisphere */
713 –        AMBHEMI  *hp,
714 –        COLOR ac,
715 –        RAY  *r,
716 –        double  wt
717 – )
718 – {
719 –        double  d;
720 –        int  i;
721 –                                        /* set number of divisions */
722 –        if (ambacc <= FTINY &&
723 –                        wt > (d = 0.8*intens(ac)*r->rweight/(ambdiv*minweight)))
724 –                wt = d;                 /* avoid ray termination */
725 –        hp->nt = sqrt(ambdiv * wt / PI) + 0.5;
726 –        i = ambacc > FTINY ? 3 : 1;     /* minimum number of samples */
727 –        if (hp->nt < i)
728 –                hp->nt = i;
729 –        hp->np = PI * hp->nt + 0.5;
730 –                                        /* set number of super-samples */
731 –        hp->ns = ambssamp * wt + 0.5;
732 –                                        /* assign coefficient */
733 –        copycolor(hp->acoef, ac);
734 –        d = 1.0/(hp->nt*hp->np);
735 –        scalecolor(hp->acoef, d);
736 –                                        /* make axes */
737 –        VCOPY(hp->uz, r->ron);
738 –        hp->uy[0] = hp->uy[1] = hp->uy[2] = 0.0;
739 –        for (i = 0; i < 3; i++)
740 –                if (hp->uz[i] < 0.6 && hp->uz[i] > -0.6)
741 –                        break;
742 –        if (i >= 3)
743 –                error(CONSISTENCY, "bad ray direction in inithemi");
744 –        hp->uy[i] = 1.0;
745 –        fcross(hp->ux, hp->uy, hp->uz);
746 –        normalize(hp->ux);
747 –        fcross(hp->uy, hp->uz, hp->ux);
748 – }
749 –
750 –
751 – int
752 – divsample(                              /* sample a division */
753 –        AMBSAMP  *dp,
754 –        AMBHEMI  *h,
755 –        RAY  *r
756 – )
757 – {
758 –        RAY  ar;
759 –        int  hlist[3];
760 –        double  spt[2];
761 –        double  xd, yd, zd;
762 –        double  b2;
763 –        double  phi;
764 –        int  i;
765 –                                        /* ambient coefficient for weight */
766 –        if (ambacc > FTINY)
767 –                setcolor(ar.rcoef, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
768 –        else
769 –                copycolor(ar.rcoef, h->acoef);
770 –        if (rayorigin(&ar, AMBIENT, r, ar.rcoef) < 0)
771 –                return(-1);
772 –        if (ambacc > FTINY) {
773 –                multcolor(ar.rcoef, h->acoef);
774 –                scalecolor(ar.rcoef, 1./AVGREFL);
775 –        }
776 –        hlist[0] = r->rno;
777 –        hlist[1] = dp->t;
778 –        hlist[2] = dp->p;
779 –        multisamp(spt, 2, urand(ilhash(hlist,3)+dp->n));
780 –        zd = sqrt((dp->t + spt[0])/h->nt);
781 –        phi = 2.0*PI * (dp->p + spt[1])/h->np;
782 –        xd = tcos(phi) * zd;
783 –        yd = tsin(phi) * zd;
784 –        zd = sqrt(1.0 - zd*zd);
785 –        for (i = 0; i < 3; i++)
786 –                ar.rdir[i] =    xd*h->ux[i] +
787 –                                yd*h->uy[i] +
788 –                                zd*h->uz[i];
789 –        checknorm(ar.rdir);
790 –        dimlist[ndims++] = dp->t*h->np + dp->p + 90171;
791 –        rayvalue(&ar);
792 –        ndims--;
793 –        multcolor(ar.rcol, ar.rcoef);   /* apply coefficient */
794 –        addcolor(dp->v, ar.rcol);
795 –                                        /* use rt to improve gradient calc */
796 –        if (ar.rt > FTINY && ar.rt < FHUGE)
797 –                dp->r += 1.0/ar.rt;
798 –                                        /* (re)initialize error */
799 –        if (dp->n++) {
800 –                b2 = bright(dp->v)/dp->n - bright(ar.rcol);
801 –                b2 = b2*b2 + dp->k*((dp->n-1)*(dp->n-1));
802 –                dp->k = b2/(dp->n*dp->n);
803 –        } else
804 –                dp->k = 0.0;
805 –        return(0);
806 – }
807 –
808 –
809 – static int
810 – ambcmp(                                 /* decreasing order */
811 –        const void *p1,
812 –        const void *p2
813 – )
814 – {
815 –        const AMBSAMP   *d1 = (const AMBSAMP *)p1;
816 –        const AMBSAMP   *d2 = (const AMBSAMP *)p2;
817 –
818 –        if (d1->k < d2->k)
819 –                return(1);
820 –        if (d1->k > d2->k)
821 –                return(-1);
822 –        return(0);
823 – }
824 –
825 –
826 – static int
827 – ambnorm(                                /* standard order */
828 –        const void *p1,
829 –        const void *p2
830 – )
831 – {
832 –        const AMBSAMP   *d1 = (const AMBSAMP *)p1;
833 –        const AMBSAMP   *d2 = (const AMBSAMP *)p2;
834 –        int     c;
835 –
836 –        if ( (c = d1->t - d2->t) )
837 –                return(c);
838 –        return(d1->p - d2->p);
839 – }
840 –
841 –
842 – double
843 – doambient(                              /* compute ambient component */
844 –        COLOR  rcol,
845 –        RAY  *r,
846 –        double  wt,
847 –        FVECT  pg,
848 –        FVECT  dg
849 – )
850 – {
851 –        double  b, d=0;
852 –        AMBHEMI  hemi;
853 –        AMBSAMP  *div;
854 –        AMBSAMP  dnew;
855 –        double  acol[3];
856 –        AMBSAMP  *dp;
857 –        double  arad;
858 –        int  divcnt;
859 –        int  i, j;
860 –                                        /* initialize hemisphere */
861 –        inithemi(&hemi, rcol, r, wt);
862 –        divcnt = hemi.nt * hemi.np;
863 –                                        /* initialize */
864 –        if (pg != NULL)
865 –                pg[0] = pg[1] = pg[2] = 0.0;
866 –        if (dg != NULL)
867 –                dg[0] = dg[1] = dg[2] = 0.0;
868 –        setcolor(rcol, 0.0, 0.0, 0.0);
869 –        if (divcnt == 0)
870 –                return(0.0);
871 –                                        /* allocate super-samples */
872 –        if (hemi.ns > 0 || pg != NULL || dg != NULL) {
873 –                div = (AMBSAMP *)malloc(divcnt*sizeof(AMBSAMP));
874 –                if (div == NULL)
875 –                        error(SYSTEM, "out of memory in doambient");
876 –        } else
877 –                div = NULL;
878 –                                        /* sample the divisions */
879 –        arad = 0.0;
880 –        acol[0] = acol[1] = acol[2] = 0.0;
881 –        if ((dp = div) == NULL)
882 –                dp = &dnew;
883 –        divcnt = 0;
884 –        for (i = 0; i < hemi.nt; i++)
885 –                for (j = 0; j < hemi.np; j++) {
886 –                        dp->t = i; dp->p = j;
887 –                        setcolor(dp->v, 0.0, 0.0, 0.0);
888 –                        dp->r = 0.0;
889 –                        dp->n = 0;
890 –                        if (divsample(dp, &hemi, r) < 0) {
891 –                                if (div != NULL)
892 –                                        dp++;
893 –                                continue;
894 –                        }
895 –                        arad += dp->r;
896 –                        divcnt++;
897 –                        if (div != NULL)
898 –                                dp++;
899 –                        else
900 –                                addcolor(acol, dp->v);
901 –                }
902 –        if (!divcnt) {
903 –                if (div != NULL)
904 –                        free((void *)div);
905 –                return(0.0);            /* no samples taken */
906 –        }
907 –        if (divcnt < hemi.nt*hemi.np) {
908 –                pg = dg = NULL;         /* incomplete sampling */
909 –                hemi.ns = 0;
910 –        } else if (arad > FTINY && divcnt/arad < minarad) {
911 –                hemi.ns = 0;            /* close enough */
912 –        } else if (hemi.ns > 0) {       /* else perform super-sampling? */
913 –                comperrs(div, &hemi);                   /* compute errors */
914 –                qsort(div, divcnt, sizeof(AMBSAMP), ambcmp);    /* sort divs */
915 –                                                /* super-sample */
916 –                for (i = hemi.ns; i > 0; i--) {
917 –                        dnew = *div;
918 –                        if (divsample(&dnew, &hemi, r) < 0) {
919 –                                dp++;
920 –                                continue;
921 –                        }
922 –                        dp = div;               /* reinsert */
923 –                        j = divcnt < i ? divcnt : i;
924 –                        while (--j > 0 && dnew.k < dp[1].k) {
925 –                                *dp = *(dp+1);
926 –                                dp++;
927 –                        }
928 –                        *dp = dnew;
929 –                }
930 –                if (pg != NULL || dg != NULL)   /* restore order */
931 –                        qsort(div, divcnt, sizeof(AMBSAMP), ambnorm);
932 –        }
933 –                                        /* compute returned values */
934 –        if (div != NULL) {
935 –                arad = 0.0;             /* note: divcnt may be < nt*np */
936 –                for (i = hemi.nt*hemi.np, dp = div; i-- > 0; dp++) {
937 –                        arad += dp->r;
938 –                        if (dp->n > 1) {
939 –                                b = 1.0/dp->n;
940 –                                scalecolor(dp->v, b);
941 –                                dp->r *= b;
942 –                                dp->n = 1;
943 –                        }
944 –                        addcolor(acol, dp->v);
945 –                }
946 –                b = bright(acol);
947 –                if (b > FTINY) {
948 –                        b = 1.0/b;      /* compute & normalize gradient(s) */
949 –                        if (pg != NULL) {
950 –                                posgradient(pg, div, &hemi);
951 –                                for (i = 0; i < 3; i++)
952 –                                        pg[i] *= b;
953 –                        }
954 –                        if (dg != NULL) {
955 –                                dirgradient(dg, div, &hemi);
956 –                                for (i = 0; i < 3; i++)
957 –                                        dg[i] *= b;
958 –                        }
959 –                }
960 –                free((void *)div);
961 –        }
962 –        copycolor(rcol, acol);
963 –        if (arad <= FTINY)
964 –                arad = maxarad;
965 –        else
966 –                arad = (divcnt+hemi.ns)/arad;
967 –        if (pg != NULL) {               /* reduce radius if gradient large */
968 –                d = DOT(pg,pg);
969 –                if (d*arad*arad > 1.0)
970 –                        arad = 1.0/sqrt(d);
971 –        }
972 –        if (arad < minarad) {
973 –                arad = minarad;
974 –                if (pg != NULL && d*arad*arad > 1.0) {  /* cap gradient */
975 –                        d = 1.0/arad/sqrt(d);
976 –                        for (i = 0; i < 3; i++)
977 –                                pg[i] *= d;
978 –                }
979 –        }
980 –        if ((arad /= sqrt(wt)) > maxarad)
981 –                arad = maxarad;
982 –        return(arad);
983 – }
984 –
985 –
986 – void
987 – comperrs(                       /* compute initial error estimates */
988 –        AMBSAMP  *da,   /* assumes standard ordering */
989 –        AMBHEMI  *hp
990 – )
991 – {
992 –        double  b, b2;
993 –        int  i, j;
994 –        AMBSAMP  *dp;
995 –                                /* sum differences from neighbors */
996 –        dp = da;
997 –        for (i = 0; i < hp->nt; i++)
998 –                for (j = 0; j < hp->np; j++) {
999 – #ifdef  DEBUG
1000 –                        if (dp->t != i || dp->p != j)
1001 –                                error(CONSISTENCY,
1002 –                                        "division order in comperrs");
1003 – #endif
1004 –                        b = bright(dp[0].v);
1005 –                        if (i > 0) {            /* from above */
1006 –                                b2 = bright(dp[-hp->np].v) - b;
1007 –                                b2 *= b2 * 0.25;
1008 –                                dp[0].k += b2;
1009 –                                dp[-hp->np].k += b2;
1010 –                        }
1011 –                        if (j > 0) {            /* from behind */
1012 –                                b2 = bright(dp[-1].v) - b;
1013 –                                b2 *= b2 * 0.25;
1014 –                                dp[0].k += b2;
1015 –                                dp[-1].k += b2;
1016 –                        } else {                /* around */
1017 –                                b2 = bright(dp[hp->np-1].v) - b;
1018 –                                b2 *= b2 * 0.25;
1019 –                                dp[0].k += b2;
1020 –                                dp[hp->np-1].k += b2;
1021 –                        }
1022 –                        dp++;
1023 –                }
1024 –                                /* divide by number of neighbors */
1025 –        dp = da;
1026 –        for (j = 0; j < hp->np; j++)            /* top row */
1027 –                (dp++)->k *= 1.0/3.0;
1028 –        if (hp->nt < 2)
1029 –                return;
1030 –        for (i = 1; i < hp->nt-1; i++)          /* central region */
1031 –                for (j = 0; j < hp->np; j++)
1032 –                        (dp++)->k *= 0.25;
1033 –        for (j = 0; j < hp->np; j++)            /* bottom row */
1034 –                (dp++)->k *= 1.0/3.0;
1035 – }
1036 –
1037 –
1038 – void
1039 – posgradient(                                    /* compute position gradient */
1040 –        FVECT  gv,
1041 –        AMBSAMP  *da,                   /* assumes standard ordering */
1042 –        AMBHEMI  *hp
1043 – )
1044 – {
1045 –        int  i, j;
1046 –        double  nextsine, lastsine, b, d;
1047 –        double  mag0, mag1;
1048 –        double  phi, cosp, sinp, xd, yd;
1049 –        AMBSAMP  *dp;
1050 –
1051 –        xd = yd = 0.0;
1052 –        for (j = 0; j < hp->np; j++) {
1053 –                dp = da + j;
1054 –                mag0 = mag1 = 0.0;
1055 –                lastsine = 0.0;
1056 –                for (i = 0; i < hp->nt; i++) {
1057 – #ifdef  DEBUG
1058 –                        if (dp->t != i || dp->p != j)
1059 –                                error(CONSISTENCY,
1060 –                                        "division order in posgradient");
1061 – #endif
1062 –                        b = bright(dp->v);
1063 –                        if (i > 0) {
1064 –                                d = dp[-hp->np].r;
1065 –                                if (dp[0].r > d) d = dp[0].r;
1066 –                                                        /* sin(t)*cos(t)^2 */
1067 –                                d *= lastsine * (1.0 - (double)i/hp->nt);
1068 –                                mag0 += d*(b - bright(dp[-hp->np].v));
1069 –                        }
1070 –                        nextsine = sqrt((double)(i+1)/hp->nt);
1071 –                        if (j > 0) {
1072 –                                d = dp[-1].r;
1073 –                                if (dp[0].r > d) d = dp[0].r;
1074 –                                mag1 += d * (nextsine - lastsine) *
1075 –                                                (b - bright(dp[-1].v));
1076 –                        } else {
1077 –                                d = dp[hp->np-1].r;
1078 –                                if (dp[0].r > d) d = dp[0].r;
1079 –                                mag1 += d * (nextsine - lastsine) *
1080 –                                                (b - bright(dp[hp->np-1].v));
1081 –                        }
1082 –                        dp += hp->np;
1083 –                        lastsine = nextsine;
1084 –                }
1085 –                mag0 *= 2.0*PI / hp->np;
1086 –                phi = 2.0*PI * (double)j/hp->np;
1087 –                cosp = tcos(phi); sinp = tsin(phi);
1088 –                xd += mag0*cosp - mag1*sinp;
1089 –                yd += mag0*sinp + mag1*cosp;
1090 –        }
1091 –        for (i = 0; i < 3; i++)
1092 –                gv[i] = (xd*hp->ux[i] + yd*hp->uy[i])*(hp->nt*hp->np)/PI;
1093 – }
1094 –
1095 –
1096 – void
1097 – dirgradient(                                    /* compute direction gradient */
1098 –        FVECT  gv,
1099 –        AMBSAMP  *da,                   /* assumes standard ordering */
1100 –        AMBHEMI  *hp
1101 – )
1102 – {
1103 –        int  i, j;
1104 –        double  mag;
1105 –        double  phi, xd, yd;
1106 –        AMBSAMP  *dp;
1107 –
1108 –        xd = yd = 0.0;
1109 –        for (j = 0; j < hp->np; j++) {
1110 –                dp = da + j;
1111 –                mag = 0.0;
1112 –                for (i = 0; i < hp->nt; i++) {
1113 – #ifdef  DEBUG
1114 –                        if (dp->t != i || dp->p != j)
1115 –                                error(CONSISTENCY,
1116 –                                        "division order in dirgradient");
1117 – #endif
1118 –                                                        /* tan(t) */
1119 –                        mag += bright(dp->v)/sqrt(hp->nt/(i+.5) - 1.0);
1120 –                        dp += hp->np;
1121 –                }
1122 –                phi = 2.0*PI * (j+.5)/hp->np + PI/2.0;
1123 –                xd += mag * tcos(phi);
1124 –                yd += mag * tsin(phi);
1125 –        }
1126 –        for (i = 0; i < 3; i++)
1127 –                gv[i] = xd*hp->ux[i] + yd*hp->uy[i];
1128 – }
1129 –
1130 – #endif  /* ! NEWAMB */

Diff Legend

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