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 1.1 by greg, Fri Jun 7 10:03:52 1991 UTC vs.
Revision 2.8 by gwlarson, Wed Dec 16 18:14:57 1998 UTC

# Line 1 | Line 1
1 < /* Copyright (c) 1991 Regents of the University of California */
1 > /* Copyright (c) 1998 Silicon Graphics, Inc. */
2  
3   #ifndef lint
4 < static char SCCSid[] = "$SunId$ LBL";
4 > static char SCCSid[] = "$SunId$ SGI";
5   #endif
6  
7   /*
# Line 17 | Line 17 | static char SCCSid[] = "$SunId$ LBL";
17   typedef struct {
18          short  t, p;            /* theta, phi indices */
19          COLOR  v;               /* value sum */
20 <        float  k;               /* error contribution for this division */
20 >        float  r;               /* 1/distance sum */
21 >        float  k;               /* variance for this division */
22          int  n;                 /* number of subsamples */
23 < }  AMBSAMP;             /* ambient division sample */
23 > }  AMBSAMP;             /* ambient sample division */
24  
25   typedef struct {
26          FVECT  ux, uy, uz;      /* x, y and z axis directions */
27          short  nt, np;          /* number of theta and phi directions */
28   }  AMBHEMI;             /* ambient sample hemisphere */
29  
29 – extern double  sin(), cos(), sqrt();
30  
31 –
31   static int
32   ambcmp(d1, d2)                          /* decreasing order */
33   AMBSAMP  *d1, *d2;
# Line 53 | Line 52 | AMBSAMP  *d1, *d2;
52   }
53  
54  
56 – static double
55   divsample(dp, h, r)                     /* sample a division */
56   register AMBSAMP  *dp;
57   AMBHEMI  *h;
58   RAY  *r;
59   {
60          RAY  ar;
61 <        int  hlist[4];
61 >        int  hlist[3];
62 >        double  spt[2];
63          double  xd, yd, zd;
64          double  b2;
65          double  phi;
66 <        register int  k;
66 >        register int  i;
67  
68 <        if (rayorigin(&ar, r, AMBIENT, 0.5) < 0)
69 <                return(0.0);
68 >        if (rayorigin(&ar, r, AMBIENT, AVGREFL) < 0)
69 >                return(-1);
70          hlist[0] = r->rno;
71          hlist[1] = dp->t;
72          hlist[2] = dp->p;
73 <        hlist[3] = 0;
74 <        zd = sqrt((dp->t+urand(ilhash(hlist,4)+dp->n))/h->nt);
75 <        hlist[3] = 1;
76 <        phi = 2.0*PI * (dp->p+urand(ilhash(hlist,4)+dp->n))/h->np;
77 <        xd = cos(phi) * zd;
79 <        yd = sin(phi) * zd;
73 >        multisamp(spt, 2, urand(ilhash(hlist,3)+dp->n));
74 >        zd = sqrt((dp->t + spt[0])/h->nt);
75 >        phi = 2.0*PI * (dp->p + spt[1])/h->np;
76 >        xd = tcos(phi) * zd;
77 >        yd = tsin(phi) * zd;
78          zd = sqrt(1.0 - zd*zd);
79 <        for (k = 0; k < 3; k++)
80 <                ar.rdir[k] =    xd*h->ux[k] +
81 <                                yd*h->uy[k] +
82 <                                zd*h->uz[k];
83 <        dimlist[ndims++] = dp->t*h->np + dp->p + 38813;
79 >        for (i = 0; i < 3; i++)
80 >                ar.rdir[i] =    xd*h->ux[i] +
81 >                                yd*h->uy[i] +
82 >                                zd*h->uz[i];
83 >        dimlist[ndims++] = dp->t*h->np + dp->p + 90171;
84          rayvalue(&ar);
85          ndims--;
86          addcolor(dp->v, ar.rcol);
87 +                                        /* be conservative and use rot */
88 +        if (ar.rot > FTINY && ar.rot < FHUGE)
89 +                dp->r += 1.0/ar.rot;
90                                          /* (re)initialize error */
91          if (dp->n++) {
92                  b2 = bright(dp->v)/dp->n - bright(ar.rcol);
# Line 93 | Line 94 | RAY  *r;
94                  dp->k = b2/(dp->n*dp->n);
95          } else
96                  dp->k = 0.0;
97 <        return(ar.rot);
97 >        return(0);
98   }
99  
100  
101   double
102 < doambient(acol, r, pg, dg)              /* compute ambient component */
102 > doambient(acol, r, wt, pg, dg)          /* compute ambient component */
103   COLOR  acol;
104   RAY  *r;
105 + double  wt;
106   FVECT  pg, dg;
107   {
108          double  b, d;
# Line 114 | Line 116 | FVECT  pg, dg;
116                                          /* initialize color */
117          setcolor(acol, 0.0, 0.0, 0.0);
118                                          /* initialize hemisphere */
119 <        inithemi(&hemi, r);
119 >        inithemi(&hemi, r, wt);
120          ndivs = hemi.nt * hemi.np;
121          if (ndivs == 0)
122                  return(0.0);
123                                          /* set number of super-samples */
124 <        ns = ambssamp * r->rweight + 0.5;
124 >        ns = ambssamp * wt + 0.5;
125          if (ns > 0 || pg != NULL || dg != NULL) {
126                  div = (AMBSAMP *)malloc(ndivs*sizeof(AMBSAMP));
127                  if (div == NULL)
# Line 134 | Line 136 | FVECT  pg, dg;
136                  for (j = 0; j < hemi.np; j++) {
137                          dp->t = i; dp->p = j;
138                          setcolor(dp->v, 0.0, 0.0, 0.0);
139 +                        dp->r = 0.0;
140                          dp->n = 0;
141 <                        if ((d = divsample(dp, &hemi, r)) == 0.0)
141 >                        if (divsample(dp, &hemi, r) < 0)
142                                  goto oopsy;
143 <                        if (d < FHUGE)
141 <                                arad += 1.0 / d;
143 >                        arad += dp->r;
144                          if (div != NULL)
145                                  dp++;
146                          else
147                                  addcolor(acol, dp->v);
148                  }
149 <        if (ns > 0) {                   /* perform super-sampling */
150 <                comperrs(div, hemi);                    /* compute errors */
149 >        if (ns > 0 && arad > FTINY && ndivs/arad < minarad)
150 >                ns = 0;                 /* close enough */
151 >        else if (ns > 0) {              /* else perform super-sampling */
152 >                comperrs(div, &hemi);                   /* compute errors */
153                  qsort(div, ndivs, sizeof(AMBSAMP), ambcmp);     /* sort divs */
150 –                dp = div + ndivs;                       /* skim excess */
151 –                for (i = ndivs; i > ns; i--) {
152 –                        dp--;
153 –                        addcolor(acol, dp->v);
154 –                }
154                                                  /* super-sample */
155                  for (i = ns; i > 0; i--) {
156                          copystruct(&dnew, div);
157 <                        if ((d = divsample(&dnew, &hemi)) == 0.0)
157 >                        if (divsample(&dnew, &hemi, r) < 0)
158                                  goto oopsy;
160 –                        if (d < FHUGE)
161 –                                arad += 1.0 / d;
159                                                          /* reinsert */
160                          dp = div;
161                          j = ndivs < i ? ndivs : i;
# Line 167 | Line 164 | FVECT  pg, dg;
164                                  dp++;
165                          }
166                          copystruct(dp, &dnew);
170 –                                                        /* extract darkest */
171 –                        if (i <= ndivs) {
172 –                                dp = div + i-1;
173 –                                if (dp->n > 1) {
174 –                                        b = 1.0/dp->n;
175 –                                        scalecolor(dp->v, b);
176 –                                        dp->n = 1;
177 –                                }
178 –                                addcolor(acol, dp->v);
179 –                        }
167                  }
168 <                if (pg != NULL || dg != NULL)   /* reorder */
168 >                if (pg != NULL || dg != NULL)   /* restore order */
169                          qsort(div, ndivs, sizeof(AMBSAMP), ambnorm);
170          }
171                                          /* compute returned values */
172 <        if (pg != NULL)
173 <                posgradient(pg, div, &hemi);
174 <        if (dg != NULL)
175 <                dirgradient(dg, div, &hemi);
176 <        if (div != NULL)
172 >        if (div != NULL) {
173 >                arad = 0.0;
174 >                for (i = ndivs, dp = div; i-- > 0; dp++) {
175 >                        arad += dp->r;
176 >                        if (dp->n > 1) {
177 >                                b = 1.0/dp->n;
178 >                                scalecolor(dp->v, b);
179 >                                dp->r *= b;
180 >                                dp->n = 1;
181 >                        }
182 >                        addcolor(acol, dp->v);
183 >                }
184 >                b = bright(acol);
185 >                if (b > FTINY) {
186 >                        b = ndivs/b;
187 >                        if (pg != NULL) {
188 >                                posgradient(pg, div, &hemi);
189 >                                for (i = 0; i < 3; i++)
190 >                                        pg[i] *= b;
191 >                        }
192 >                        if (dg != NULL) {
193 >                                dirgradient(dg, div, &hemi);
194 >                                for (i = 0; i < 3; i++)
195 >                                        dg[i] *= b;
196 >                        }
197 >                } else {
198 >                        if (pg != NULL)
199 >                                for (i = 0; i < 3; i++)
200 >                                        pg[i] = 0.0;
201 >                        if (dg != NULL)
202 >                                for (i = 0; i < 3; i++)
203 >                                        dg[i] = 0.0;
204 >                }
205                  free((char *)div);
206 +        }
207          b = 1.0/ndivs;
208          scalecolor(acol, b);
209          if (arad <= FTINY)
210 <                arad = FHUGE;
210 >                arad = maxarad;
211          else
212                  arad = (ndivs+ns)/arad;
213 <        if (arad > maxarad)
214 <                arad = maxarad;
215 <        else if (arad < minarad)
213 >        if (pg != NULL) {               /* reduce radius if gradient large */
214 >                d = DOT(pg,pg);
215 >                if (d*arad*arad > 1.0)
216 >                        arad = 1.0/sqrt(d);
217 >        }
218 >        if (arad < minarad) {
219                  arad = minarad;
220 <        arad /= sqrt(r->rweight);
220 >                if (pg != NULL && d*arad*arad > 1.0) {  /* cap gradient */
221 >                        d = 1.0/arad/sqrt(d);
222 >                        for (i = 0; i < 3; i++)
223 >                                pg[i] *= d;
224 >                }
225 >        }
226 >        if ((arad /= sqrt(wt)) > maxarad)
227 >                arad = maxarad;
228          return(arad);
229   oopsy:
230          if (div != NULL)
# Line 207 | Line 233 | oopsy:
233   }
234  
235  
236 < inithemi(hp, r)                 /* initialize sampling hemisphere */
236 > inithemi(hp, r, wt)             /* initialize sampling hemisphere */
237   register AMBHEMI  *hp;
238   RAY  *r;
239 + double  wt;
240   {
241 <        register int  k;
241 >        register int  i;
242                                          /* set number of divisions */
243 <        hp->nt = sqrt(ambdiv * r->rweight * 0.5) + 0.5;
244 <        hp->np = 2 * hp->nt;
243 >        if (wt < (.25*PI)/ambdiv+FTINY) {
244 >                hp->nt = hp->np = 0;
245 >                return;                 /* zero samples */
246 >        }
247 >        hp->nt = sqrt(ambdiv * wt / PI) + 0.5;
248 >        hp->np = PI * hp->nt + 0.5;
249                                          /* make axes */
250          VCOPY(hp->uz, r->ron);
251          hp->uy[0] = hp->uy[1] = hp->uy[2] = 0.0;
252 <        for (k = 0; k < 3; k++)
253 <                if (hp->uz[k] < 0.6 && hp->uz[k] > -0.6)
252 >        for (i = 0; i < 3; i++)
253 >                if (hp->uz[i] < 0.6 && hp->uz[i] > -0.6)
254                          break;
255 <        if (k >= 3)
255 >        if (i >= 3)
256                  error(CONSISTENCY, "bad ray direction in inithemi");
257 <        hp->uy[k] = 1.0;
258 <        fcross(hp->ux, hp->uz, hp->uy);
257 >        hp->uy[i] = 1.0;
258 >        fcross(hp->ux, hp->uy, hp->uz);
259          normalize(hp->ux);
260 <        fcross(hp->uy, hp->ux, hp->uz);
260 >        fcross(hp->uy, hp->uz, hp->ux);
261   }
262  
263  
264   comperrs(da, hp)                /* compute initial error estimates */
265 < AMBSAMP  *da;
265 > AMBSAMP  *da;           /* assumes standard ordering */
266   register AMBHEMI  *hp;
267   {
268          double  b, b2;
# Line 241 | Line 272 | register AMBHEMI  *hp;
272          dp = da;
273          for (i = 0; i < hp->nt; i++)
274                  for (j = 0; j < hp->np; j++) {
275 + #ifdef  DEBUG
276 +                        if (dp->t != i || dp->p != j)
277 +                                error(CONSISTENCY,
278 +                                        "division order in comperrs");
279 + #endif
280                          b = bright(dp[0].v);
281                          if (i > 0) {            /* from above */
282                                  b2 = bright(dp[-hp->np].v) - b;
# Line 253 | Line 289 | register AMBHEMI  *hp;
289                                  b2 *= b2 * 0.25;
290                                  dp[0].k += b2;
291                                  dp[-1].k += b2;
292 <                        }
293 <                        if (j == hp->np-1) {    /* around */
258 <                                b2 = bright(dp[-(hp->np-1)].v) - b;
292 >                        } else {                /* around */
293 >                                b2 = bright(dp[hp->np-1].v) - b;
294                                  b2 *= b2 * 0.25;
295                                  dp[0].k += b2;
296 <                                dp[-(hp->np-1)].k += b2;
296 >                                dp[hp->np-1].k += b2;
297                          }
298                          dp++;
299                  }
# Line 278 | Line 313 | register AMBHEMI  *hp;
313  
314   posgradient(gv, da, hp)                         /* compute position gradient */
315   FVECT  gv;
316 < AMBSAMP  *da;
317 < AMBHEMI  *hp;
316 > AMBSAMP  *da;                   /* assumes standard ordering */
317 > register AMBHEMI  *hp;
318   {
319 <        gv[0] = 0.0; gv[1] = 0.0; gv[2] = 0.0;
319 >        register int  i, j;
320 >        double  nextsine, lastsine, b, d;
321 >        double  mag0, mag1;
322 >        double  phi, cosp, sinp, xd, yd;
323 >        register AMBSAMP  *dp;
324 >
325 >        xd = yd = 0.0;
326 >        for (j = 0; j < hp->np; j++) {
327 >                dp = da + j;
328 >                mag0 = mag1 = 0.0;
329 >                lastsine = 0.0;
330 >                for (i = 0; i < hp->nt; i++) {
331 > #ifdef  DEBUG
332 >                        if (dp->t != i || dp->p != j)
333 >                                error(CONSISTENCY,
334 >                                        "division order in posgradient");
335 > #endif
336 >                        b = bright(dp->v);
337 >                        if (i > 0) {
338 >                                d = dp[-hp->np].r;
339 >                                if (dp[0].r > d) d = dp[0].r;
340 >                                                        /* sin(t)*cos(t)^2 */
341 >                                d *= lastsine * (1.0 - (double)i/hp->nt);
342 >                                mag0 += d*(b - bright(dp[-hp->np].v));
343 >                        }
344 >                        nextsine = sqrt((double)(i+1)/hp->nt);
345 >                        if (j > 0) {
346 >                                d = dp[-1].r;
347 >                                if (dp[0].r > d) d = dp[0].r;
348 >                                mag1 += d * (nextsine - lastsine) *
349 >                                                (b - bright(dp[-1].v));
350 >                        } else {
351 >                                d = dp[hp->np-1].r;
352 >                                if (dp[0].r > d) d = dp[0].r;
353 >                                mag1 += d * (nextsine - lastsine) *
354 >                                                (b - bright(dp[hp->np-1].v));
355 >                        }
356 >                        dp += hp->np;
357 >                        lastsine = nextsine;
358 >                }
359 >                mag0 *= 2.0*PI / hp->np;
360 >                phi = 2.0*PI * (double)j/hp->np;
361 >                cosp = tcos(phi); sinp = tsin(phi);
362 >                xd += mag0*cosp - mag1*sinp;
363 >                yd += mag0*sinp + mag1*cosp;
364 >        }
365 >        for (i = 0; i < 3; i++)
366 >                gv[i] = (xd*hp->ux[i] + yd*hp->uy[i])/PI;
367   }
368  
369  
370   dirgradient(gv, da, hp)                         /* compute direction gradient */
371   FVECT  gv;
372 < AMBSAMP  *da;
373 < AMBHEMI  *hp;
372 > AMBSAMP  *da;                   /* assumes standard ordering */
373 > register AMBHEMI  *hp;
374   {
375 <        gv[0] = 0.0; gv[1] = 0.0; gv[2] = 0.0;
375 >        register int  i, j;
376 >        double  mag;
377 >        double  phi, xd, yd;
378 >        register AMBSAMP  *dp;
379 >
380 >        xd = yd = 0.0;
381 >        for (j = 0; j < hp->np; j++) {
382 >                dp = da + j;
383 >                mag = 0.0;
384 >                for (i = 0; i < hp->nt; i++) {
385 > #ifdef  DEBUG
386 >                        if (dp->t != i || dp->p != j)
387 >                                error(CONSISTENCY,
388 >                                        "division order in dirgradient");
389 > #endif
390 >                                                        /* tan(t) */
391 >                        mag += bright(dp->v)/sqrt(hp->nt/(i+.5) - 1.0);
392 >                        dp += hp->np;
393 >                }
394 >                phi = 2.0*PI * (j+.5)/hp->np + PI/2.0;
395 >                xd += mag * tcos(phi);
396 >                yd += mag * tsin(phi);
397 >        }
398 >        for (i = 0; i < 3; i++)
399 >                gv[i] = (xd*hp->ux[i] + yd*hp->uy[i])/(hp->nt*hp->np);
400   }

Diff Legend

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