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 2.4 by greg, Fri Oct 2 16:14:38 1992 UTC

# 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;
77 <        phi = 2.0*PI * (dp->p+urand(ilhash(hlist,4)+dp->n))/h->np;
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 = cos(phi) * zd;
77          yd = sin(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 +        if (ar.rt > FTINY && ar.rt < FHUGE)
88 +                dp->r += 1.0/ar.rt;
89                                          /* (re)initialize error */
90          if (dp->n++) {
91                  b2 = bright(dp->v)/dp->n - bright(ar.rcol);
# Line 93 | Line 93 | RAY  *r;
93                  dp->k = b2/(dp->n*dp->n);
94          } else
95                  dp->k = 0.0;
96 <        return(ar.rot);
96 >        return(0);
97   }
98  
99  
100   double
101 < doambient(acol, r, pg, dg)              /* compute ambient component */
101 > doambient(acol, r, wt, pg, dg)          /* compute ambient component */
102   COLOR  acol;
103   RAY  *r;
104 + double  wt;
105   FVECT  pg, dg;
106   {
107          double  b, d;
# Line 114 | Line 115 | FVECT  pg, dg;
115                                          /* initialize color */
116          setcolor(acol, 0.0, 0.0, 0.0);
117                                          /* initialize hemisphere */
118 <        inithemi(&hemi, r);
118 >        inithemi(&hemi, r, wt);
119          ndivs = hemi.nt * hemi.np;
120          if (ndivs == 0)
121                  return(0.0);
122                                          /* set number of super-samples */
123 <        ns = ambssamp * r->rweight + 0.5;
123 >        ns = ambssamp * wt + 0.5;
124          if (ns > 0 || pg != NULL || dg != NULL) {
125                  div = (AMBSAMP *)malloc(ndivs*sizeof(AMBSAMP));
126                  if (div == NULL)
# Line 134 | Line 135 | FVECT  pg, dg;
135                  for (j = 0; j < hemi.np; j++) {
136                          dp->t = i; dp->p = j;
137                          setcolor(dp->v, 0.0, 0.0, 0.0);
138 +                        dp->r = 0.0;
139                          dp->n = 0;
140 <                        if ((d = divsample(dp, &hemi, r)) == 0.0)
140 >                        if (divsample(dp, &hemi, r) < 0)
141                                  goto oopsy;
140 –                        if (d < FHUGE)
141 –                                arad += 1.0 / d;
142                          if (div != NULL)
143                                  dp++;
144 <                        else
144 >                        else {
145                                  addcolor(acol, dp->v);
146 +                                arad += dp->r;
147 +                        }
148                  }
149          if (ns > 0) {                   /* perform super-sampling */
150 <                comperrs(div, hemi);                    /* compute errors */
150 >                comperrs(div, &hemi);                   /* compute errors */
151                  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 –                }
152                                                  /* super-sample */
153                  for (i = ns; i > 0; i--) {
154                          copystruct(&dnew, div);
155 <                        if ((d = divsample(&dnew, &hemi)) == 0.0)
155 >                        if (divsample(&dnew, &hemi, r) < 0)
156                                  goto oopsy;
160 –                        if (d < FHUGE)
161 –                                arad += 1.0 / d;
157                                                          /* reinsert */
158                          dp = div;
159                          j = ndivs < i ? ndivs : i;
# Line 167 | Line 162 | FVECT  pg, dg;
162                                  dp++;
163                          }
164                          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 –                        }
165                  }
166 <                if (pg != NULL || dg != NULL)   /* reorder */
166 >                if (pg != NULL || dg != NULL)   /* restore order */
167                          qsort(div, ndivs, sizeof(AMBSAMP), ambnorm);
168          }
169                                          /* compute returned values */
170 <        if (pg != NULL)
171 <                posgradient(pg, div, &hemi);
172 <        if (dg != NULL)
173 <                dirgradient(dg, div, &hemi);
174 <        if (div != NULL)
170 >        if (div != NULL) {
171 >                for (i = ndivs, dp = div; i-- > 0; dp++) {
172 >                        arad += dp->r;
173 >                        if (dp->n > 1) {
174 >                                b = 1.0/dp->n;
175 >                                scalecolor(dp->v, b);
176 >                                dp->r *= b;
177 >                                dp->n = 1;
178 >                        }
179 >                        addcolor(acol, dp->v);
180 >                }
181 >                b = bright(acol);
182 >                if (b > FTINY) {
183 >                        b = ndivs/b;
184 >                        if (pg != NULL) {
185 >                                posgradient(pg, div, &hemi);
186 >                                for (i = 0; i < 3; i++)
187 >                                        pg[i] *= b;
188 >                        }
189 >                        if (dg != NULL) {
190 >                                dirgradient(dg, div, &hemi);
191 >                                for (i = 0; i < 3; i++)
192 >                                        dg[i] *= b;
193 >                        }
194 >                } else {
195 >                        if (pg != NULL)
196 >                                for (i = 0; i < 3; i++)
197 >                                        pg[i] = 0.0;
198 >                        if (dg != NULL)
199 >                                for (i = 0; i < 3; i++)
200 >                                        dg[i] = 0.0;
201 >                }
202                  free((char *)div);
203 +        }
204          b = 1.0/ndivs;
205          scalecolor(acol, b);
206          if (arad <= FTINY)
207 <                arad = FHUGE;
207 >                arad = maxarad;
208          else
209                  arad = (ndivs+ns)/arad;
210 <        if (arad > maxarad)
211 <                arad = maxarad;
212 <        else if (arad < minarad)
210 >        if (pg != NULL) {               /* reduce radius if gradient large */
211 >                d = DOT(pg,pg);
212 >                if (d*arad*arad > 1.0)
213 >                        arad = 1.0/sqrt(d);
214 >        }
215 >        if (arad < minarad) {
216                  arad = minarad;
217 <        arad /= sqrt(r->rweight);
217 >                if (pg != NULL && d*arad*arad > 1.0) {  /* cap gradient */
218 >                        d = 1.0/arad/sqrt(d);
219 >                        for (i = 0; i < 3; i++)
220 >                                pg[i] *= d;
221 >                }
222 >        }
223 >        if ((arad /= sqrt(wt)) > maxarad)
224 >                arad = maxarad;
225          return(arad);
226   oopsy:
227          if (div != NULL)
# Line 207 | Line 230 | oopsy:
230   }
231  
232  
233 < inithemi(hp, r)                 /* initialize sampling hemisphere */
233 > inithemi(hp, r, wt)             /* initialize sampling hemisphere */
234   register AMBHEMI  *hp;
235   RAY  *r;
236 + double  wt;
237   {
238 <        register int  k;
238 >        register int  i;
239                                          /* set number of divisions */
240 <        hp->nt = sqrt(ambdiv * r->rweight * 0.5) + 0.5;
241 <        hp->np = 2 * hp->nt;
240 >        if (wt < (.25*PI)/ambdiv+FTINY) {
241 >                hp->nt = hp->np = 0;
242 >                return;                 /* zero samples */
243 >        }
244 >        hp->nt = sqrt(ambdiv * wt / PI) + 0.5;
245 >        hp->np = PI * hp->nt + 0.5;
246                                          /* make axes */
247          VCOPY(hp->uz, r->ron);
248          hp->uy[0] = hp->uy[1] = hp->uy[2] = 0.0;
249 <        for (k = 0; k < 3; k++)
250 <                if (hp->uz[k] < 0.6 && hp->uz[k] > -0.6)
249 >        for (i = 0; i < 3; i++)
250 >                if (hp->uz[i] < 0.6 && hp->uz[i] > -0.6)
251                          break;
252 <        if (k >= 3)
252 >        if (i >= 3)
253                  error(CONSISTENCY, "bad ray direction in inithemi");
254 <        hp->uy[k] = 1.0;
255 <        fcross(hp->ux, hp->uz, hp->uy);
254 >        hp->uy[i] = 1.0;
255 >        fcross(hp->ux, hp->uy, hp->uz);
256          normalize(hp->ux);
257 <        fcross(hp->uy, hp->ux, hp->uz);
257 >        fcross(hp->uy, hp->uz, hp->ux);
258   }
259  
260  
261   comperrs(da, hp)                /* compute initial error estimates */
262 < AMBSAMP  *da;
262 > AMBSAMP  *da;           /* assumes standard ordering */
263   register AMBHEMI  *hp;
264   {
265          double  b, b2;
# Line 241 | Line 269 | register AMBHEMI  *hp;
269          dp = da;
270          for (i = 0; i < hp->nt; i++)
271                  for (j = 0; j < hp->np; j++) {
272 + #ifdef  DEBUG
273 +                        if (dp->t != i || dp->p != j)
274 +                                error(CONSISTENCY,
275 +                                        "division order in comperrs");
276 + #endif
277                          b = bright(dp[0].v);
278                          if (i > 0) {            /* from above */
279                                  b2 = bright(dp[-hp->np].v) - b;
# Line 253 | Line 286 | register AMBHEMI  *hp;
286                                  b2 *= b2 * 0.25;
287                                  dp[0].k += b2;
288                                  dp[-1].k += b2;
289 <                        }
290 <                        if (j == hp->np-1) {    /* around */
258 <                                b2 = bright(dp[-(hp->np-1)].v) - b;
289 >                        } else {                /* around */
290 >                                b2 = bright(dp[hp->np-1].v) - b;
291                                  b2 *= b2 * 0.25;
292                                  dp[0].k += b2;
293 <                                dp[-(hp->np-1)].k += b2;
293 >                                dp[hp->np-1].k += b2;
294                          }
295                          dp++;
296                  }
# Line 278 | Line 310 | register AMBHEMI  *hp;
310  
311   posgradient(gv, da, hp)                         /* compute position gradient */
312   FVECT  gv;
313 < AMBSAMP  *da;
314 < AMBHEMI  *hp;
313 > AMBSAMP  *da;                   /* assumes standard ordering */
314 > register AMBHEMI  *hp;
315   {
316 <        gv[0] = 0.0; gv[1] = 0.0; gv[2] = 0.0;
316 >        register int  i, j;
317 >        double  nextsine, lastsine, b, d;
318 >        double  mag0, mag1;
319 >        double  phi, cosp, sinp, xd, yd;
320 >        register AMBSAMP  *dp;
321 >
322 >        xd = yd = 0.0;
323 >        for (j = 0; j < hp->np; j++) {
324 >                dp = da + j;
325 >                mag0 = mag1 = 0.0;
326 >                lastsine = 0.0;
327 >                for (i = 0; i < hp->nt; i++) {
328 > #ifdef  DEBUG
329 >                        if (dp->t != i || dp->p != j)
330 >                                error(CONSISTENCY,
331 >                                        "division order in posgradient");
332 > #endif
333 >                        b = bright(dp->v);
334 >                        if (i > 0) {
335 >                                d = dp[-hp->np].r;
336 >                                if (dp[0].r > d) d = dp[0].r;
337 >                                                        /* sin(t)*cos(t)^2 */
338 >                                d *= lastsine * (1.0 - (double)i/hp->nt);
339 >                                mag0 += d*(b - bright(dp[-hp->np].v));
340 >                        }
341 >                        nextsine = sqrt((double)(i+1)/hp->nt);
342 >                        if (j > 0) {
343 >                                d = dp[-1].r;
344 >                                if (dp[0].r > d) d = dp[0].r;
345 >                                mag1 += d * (nextsine - lastsine) *
346 >                                                (b - bright(dp[-1].v));
347 >                        } else {
348 >                                d = dp[hp->np-1].r;
349 >                                if (dp[0].r > d) d = dp[0].r;
350 >                                mag1 += d * (nextsine - lastsine) *
351 >                                                (b - bright(dp[hp->np-1].v));
352 >                        }
353 >                        dp += hp->np;
354 >                        lastsine = nextsine;
355 >                }
356 >                mag0 *= 2.0*PI / hp->np;
357 >                phi = 2.0*PI * (double)j/hp->np;
358 >                cosp = cos(phi); sinp = sin(phi);
359 >                xd += mag0*cosp - mag1*sinp;
360 >                yd += mag0*sinp + mag1*cosp;
361 >        }
362 >        for (i = 0; i < 3; i++)
363 >                gv[i] = (xd*hp->ux[i] + yd*hp->uy[i])/PI;
364   }
365  
366  
367   dirgradient(gv, da, hp)                         /* compute direction gradient */
368   FVECT  gv;
369 < AMBSAMP  *da;
370 < AMBHEMI  *hp;
369 > AMBSAMP  *da;                   /* assumes standard ordering */
370 > register AMBHEMI  *hp;
371   {
372 <        gv[0] = 0.0; gv[1] = 0.0; gv[2] = 0.0;
372 >        register int  i, j;
373 >        double  mag;
374 >        double  phi, xd, yd;
375 >        register AMBSAMP  *dp;
376 >
377 >        xd = yd = 0.0;
378 >        for (j = 0; j < hp->np; j++) {
379 >                dp = da + j;
380 >                mag = 0.0;
381 >                for (i = 0; i < hp->nt; i++) {
382 > #ifdef  DEBUG
383 >                        if (dp->t != i || dp->p != j)
384 >                                error(CONSISTENCY,
385 >                                        "division order in dirgradient");
386 > #endif
387 >                                                        /* tan(t) */
388 >                        mag += bright(dp->v)/sqrt(hp->nt/(i+.5) - 1.0);
389 >                        dp += hp->np;
390 >                }
391 >                phi = 2.0*PI * (j+.5)/hp->np + PI/2.0;
392 >                xd += mag * cos(phi);
393 >                yd += mag * sin(phi);
394 >        }
395 >        for (i = 0; i < 3; i++)
396 >                gv[i] = (xd*hp->ux[i] + yd*hp->uy[i])/(hp->nt*hp->np);
397   }

Diff Legend

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