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root/radiance/ray/src/rt/ambient.c
(Generate patch)

Comparing ray/src/rt/ambient.c (file contents):
Revision 2.86 by greg, Wed May 7 01:16:03 2014 UTC vs.
Revision 2.122 by greg, Wed Jan 31 04:03:03 2024 UTC

# Line 1 | Line 1
1 #ifndef lint
1   static const char       RCSid[] = "$Id$";
3 #endif
2   /*
3   *  ambient.c - routines dealing with ambient (inter-reflected) component.
4   *
# Line 14 | Line 12 | static const char      RCSid[] = "$Id$";
12   #include  "platform.h"
13   #include  "ray.h"
14   #include  "otypes.h"
15 + #include  "otspecial.h"
16   #include  "resolu.h"
17   #include  "ambient.h"
18   #include  "random.h"
19 + #include  "pmapamb.h"
20  
21   #ifndef  OCTSCALE
22   #define  OCTSCALE       1.0     /* ceil((valid rad.)/(cube size)) */
23   #endif
24  
25 extern char  *shm_boundary;     /* memory sharing boundary */
26
25   #ifndef  MAXASET
26   #define  MAXASET        4095    /* maximum number of elements in ambient set */
27   #endif
# Line 37 | Line 35 | static AMBTREE atrunk;         /* our ambient trunk node */
35   static FILE  *ambfp = NULL;     /* ambient file pointer */
36   static int  nunflshed = 0;      /* number of unflushed ambient values */
37  
40 #ifndef SORT_THRESH
41 #ifdef SMLMEM
42 #define SORT_THRESH     ((16L<<20)/sizeof(AMBVAL))
43 #else
44 #define SORT_THRESH     ((64L<<20)/sizeof(AMBVAL))
45 #endif
46 #endif
47 #ifndef SORT_INTVL
48 #define SORT_INTVL      (SORT_THRESH<<1)
49 #endif
50 #ifndef MAX_SORT_INTVL
51 #define MAX_SORT_INTVL  (SORT_INTVL<<6)
52 #endif
53
54
38   static double  avsum = 0.;              /* computed ambient value sum (log) */
39   static unsigned int  navsum = 0;        /* number of values in avsum */
40   static unsigned int  nambvals = 0;      /* total number of indirect values */
41   static unsigned int  nambshare = 0;     /* number of values from file */
59 static unsigned long  ambclock = 0;     /* ambient access clock */
60 static unsigned long  lastsort = 0;     /* time of last value sort */
61 static long  sortintvl = SORT_INTVL;    /* time until next sort */
42   static FILE  *ambinp = NULL;            /* auxiliary file for input */
43   static long  lastpos = -1;              /* last flush position */
44  
65 #define MAXACLOCK       (1L<<30)        /* clock turnover value */
66        /*
67         * Track access times unless we are sharing ambient values
68         * through memory on a multiprocessor, when we want to avoid
69         * claiming our own memory (copy on write).  Go ahead anyway
70         * if more than two thirds of our values are unshared.
71         * Compile with -Dtracktime=0 to turn this code off.
72         */
73 #ifndef tracktime
74 #define tracktime       (shm_boundary == NULL || nambvals > 3*nambshare)
75 #endif
76
45   #define  AMBFLUSH       (BUFSIZ/AMBVALSIZ)
46  
47 < #define  newambval()    (AMBVAL *)malloc(sizeof(AMBVAL))
48 < #define  freeav(av)     free((void *)av);
47 > #define  AVSIZE         (sizeof(AMBVAL)-sizeof(SCOLOR)+sizeof(COLORV)*NCSAMP)
48 > #define  newambval()    (AMBVAL *)malloc(AVSIZE)
49  
50 < static void initambfile(int creat);
50 > #define  tfunc(x0, x, x1)       (((x)-(x0))/((x1)-(x0)))
51 >
52 > static void initambfile(int cre8);
53   static void avsave(AMBVAL *av);
54   static AMBVAL *avstore(AMBVAL  *aval);
55   static AMBTREE *newambtree(void);
# Line 87 | Line 57 | static void freeambtree(AMBTREE  *atp);
57  
58   typedef void unloadtf_t(AMBVAL *);
59   static unloadtf_t avinsert;
90 static unloadtf_t av2list;
60   static unloadtf_t avfree;
61   static void unloadatree(AMBTREE  *at, unloadtf_t *f);
62  
63 < static int aposcmp(const void *avp1, const void *avp2);
95 < static int avlmemi(AMBVAL *avaddr);
96 < static void sortambvals(int always);
63 > static void sortambvals(void);
64  
65 + static int      plugaleak(RAY *r, AMBVAL *ap, FVECT anorm, double ang);
66 + static double   sumambient(SCOLOR acol, RAY *r, FVECT rn, int al,
67 +                                AMBTREE *at, FVECT c0, double s);
68 + static int      makeambient(SCOLOR acol, RAY *r, FVECT rn, int al);
69 + static int      extambient(SCOLOR cr, AMBVAL *ap, FVECT pv, FVECT nv,
70 +                                FVECT uvw[3]);
71 +
72   #ifdef  F_SETLKW
73   static void aflock(int  typ);
74   #endif
# Line 109 | Line 83 | setambres(                             /* set ambient resolution */
83                                                  /* set min & max radii */
84          if (ar <= 0) {
85                  minarad = 0;
86 <                maxarad = thescene.cusize*0.5;
86 >                maxarad = thescene.cusize*0.2;
87          } else {
88                  minarad = thescene.cusize / ar;
89                  maxarad = 64.0 * minarad;               /* heuristic */
90 <                if (maxarad > thescene.cusize*0.5)
91 <                        maxarad = thescene.cusize*0.5;
90 >                if (maxarad > thescene.cusize*0.2)
91 >                        maxarad = thescene.cusize*0.2;
92          }
93          if (minarad <= FTINY)
94                  minarad = 10.0*FTINY;
# Line 133 | Line 107 | setambacc(                             /* set ambient accuracy */
107          newa *= (newa > 0);
108          if (fabs(newa - olda) >= .05*(newa + olda)) {
109                  ambacc = newa;
110 <                if (nambvals > 0)
111 <                        sortambvals(1);         /* rebuild tree */
110 >                if (ambacc > FTINY && nambvals > 0)
111 >                        sortambvals();          /* rebuild tree */
112          }
113   }
114  
# Line 165 | Line 139 | setambient(void)                               /* initialize calculation */
139                  initambfile(0);                 /* file exists */
140                  lastpos = ftell(ambfp);
141                  while (readambval(&amb, ambfp))
142 <                        avinsert(avstore(&amb));
142 >                        avstore(&amb);
143                  nambshare = nambvals;           /* share loaded values */
144                  if (readonly) {
145                          sprintf(errmsg,
# Line 185 | Line 159 | setambient(void)                               /* initialize calculation */
159                                          (flen - lastpos)/AMBVALSIZ);
160                          error(WARNING, errmsg);
161                          fseek(ambfp, lastpos, SEEK_SET);
188 #ifndef _WIN32 /* XXX we need a replacement for that one */
162                          ftruncate(fileno(ambfp), (off_t)lastpos);
190 #endif
163                  }
164          } else if ((ambfp = fopen(ambfile, "w+")) != NULL) {
165                  initambfile(1);                 /* else create new file */
# Line 197 | Line 169 | setambient(void)                               /* initialize calculation */
169                  sprintf(errmsg, "cannot open ambient file \"%s\"", ambfile);
170                  error(SYSTEM, errmsg);
171          }
200 #ifdef getc_unlocked
201        flockfile(ambfp);                       /* application-level lock */
202 #endif
172   #ifdef  F_SETLKW
173          aflock(F_UNLCK);                        /* release file */
174   #endif
# Line 220 | Line 189 | ambdone(void)                  /* close ambient file and free memory
189                  lastpos = -1;
190          }
191                                          /* free ambient tree */
192 <        unloadatree(&atrunk, &avfree);
192 >        unloadatree(&atrunk, avfree);
193                                          /* reset state variables */
194          avsum = 0.;
195          navsum = 0;
196          nambvals = 0;
197          nambshare = 0;
229        ambclock = 0;
230        lastsort = 0;
231        sortintvl = SORT_INTVL;
198   }
199  
200  
# Line 261 | Line 227 | ambnotify(                     /* record new modifier */
227                  }
228   }
229  
264 /************ THE FOLLOWING ROUTINES DIFFER BETWEEN NEW & OLD ***************/
230  
266 #ifdef NEWAMB
267
268 #define tfunc(lwr, x, upr)      (((x)-(lwr))/((upr)-(lwr)))
269
270 static int      plugaleak(RAY *r, AMBVAL *ap, FVECT anorm, double ang);
271 static double   sumambient(COLOR acol, RAY *r, FVECT rn, int al,
272                                AMBTREE *at, FVECT c0, double s);
273 static int      makeambient(COLOR acol, RAY *r, FVECT rn, int al);
274 static void     extambient(COLOR cr, AMBVAL *ap, FVECT pv, FVECT nv,
275                                FVECT uvw[3]);
276
231   void
232   multambient(            /* compute ambient component & multiply by coef. */
233 <        COLOR  aval,
233 >        SCOLOR  aval,
234          RAY  *r,
235          FVECT  nrm
236   )
237   {
238 +        static double  logAvgAbsorp = 1;
239          static int  rdepth = 0;                 /* ambient recursion */
240 <        COLOR   acol;
241 <        int     ok;
240 >        SCOLOR  acol, caustic;
241 >        int     i, ok;
242          double  d, l;
243  
244 +        /* PMAP: Factor in ambient from photon map, if enabled and ray is
245 +         * ambient. Return as all ambient components accounted for, else
246 +         * continue. */
247 +        if (ambPmap(aval, r, rdepth))
248 +                return;
249 +
250 +        if (logAvgAbsorp > 0)                   /* exclude in -aw to avoid growth */
251 +                logAvgAbsorp = log(1.-AVGREFL);
252 +
253 +        /* PMAP: Factor in specular-diffuse ambient (caustics) from photon
254 +         * map, if enabled and ray is primary, else caustic is zero.  Continue
255 +         * with RADIANCE ambient calculation */
256 + {/* XXX TEMPORARY */
257 +        COLOR   pmc;
258 +        scolor_color(pmc, aval);
259 +        ambPmapCaustic(pmc, r, rdepth);
260 +        setscolor(caustic, colval(pmc,RED), colval(pmc,GRN), colval(pmc,BLU));
261 + }
262          if (ambdiv <= 0)                        /* no ambient calculation */
263                  goto dumbamb;
264                                                  /* check number of bounces */
# Line 297 | Line 270 | multambient(           /* compute ambient component & multiply
270                  goto dumbamb;
271  
272          if (ambacc <= FTINY) {                  /* no ambient storage */
273 <                copycolor(acol, aval);
273 >                FVECT   uvd[2];
274 >                float   dgrad[2], *dgp = NULL;
275 >
276 >                if (nrm != r->ron && DOT(nrm,r->ron) < 0.9999)
277 >                        dgp = dgrad;            /* compute rotational grad. */
278 >                copyscolor(acol, aval);
279                  rdepth++;
280                  ok = doambient(acol, r, r->rweight,
281 <                                NULL, NULL, NULL, NULL, NULL);
281 >                                uvd, NULL, NULL, dgp, NULL);
282                  rdepth--;
283                  if (!ok)
284                          goto dumbamb;
285 <                copycolor(aval, acol);
285 >                if ((ok > 0) & (dgp != NULL)) { /* apply texture */
286 >                        FVECT   v1;
287 >                        VCROSS(v1, r->ron, nrm);
288 >                        d = 1.0;
289 >                        for (i = 3; i--; )
290 >                                d += v1[i] * (dgp[0]*uvd[0][i] + dgp[1]*uvd[1][i]);
291 >                        if (d >= 0.05)
292 >                                scalescolor(acol, d);
293 >                }
294 >                copyscolor(aval, acol);
295 >
296 >                /* PMAP: add in caustic */
297 >                saddscolor(aval, caustic);
298                  return;
299          }
310
311        if (tracktime)                          /* sort to minimize thrashing */
312                sortambvals(0);
300                                                  /* interpolate ambient value */
301 <        setcolor(acol, 0.0, 0.0, 0.0);
301 >        scolorblack(acol);
302          d = sumambient(acol, r, nrm, rdepth,
303                          &atrunk, thescene.cuorg, thescene.cusize);
304 +                        
305          if (d > FTINY) {
306 <                d = 1.0/d;
307 <                scalecolor(acol, d);
308 <                multcolor(aval, acol);
306 >                scalescolor(acol, 1.0/d);
307 >                smultscolor(aval, acol);
308 >
309 >                /* PMAP: add in caustic */
310 >                saddscolor(aval, caustic);
311                  return;
312          }
313 +        
314          rdepth++;                               /* need to cache new value */
315          ok = makeambient(acol, r, nrm, rdepth-1);
316          rdepth--;
317 +        
318          if (ok) {
319 <                multcolor(aval, acol);          /* computed new value */
319 >                smultscolor(aval, acol);        /* computed new value */
320 >
321 >                /* PMAP: add in caustic */
322 >                saddscolor(aval, caustic);
323                  return;
324          }
325 +        
326   dumbamb:                                        /* return global value */
327          if ((ambvwt <= 0) | (navsum == 0)) {
328 <                multcolor(aval, ambval);
328 >                smultcolor(aval, ambval);
329 >                
330 >                /* PMAP: add in caustic */
331 >                saddscolor(aval, caustic);
332                  return;
333          }
334 <        l = bright(ambval);                     /* average in computations */
334 >        
335 >        l = bright(ambval);                     /* average in computations */  
336          if (l > FTINY) {
337 <                d = (log(l)*(double)ambvwt + avsum) /
337 >                d = (log(l)*(double)ambvwt + avsum + logAvgAbsorp*navsum) /
338                                  (double)(ambvwt + navsum);
339                  d = exp(d) / l;
340 <                scalecolor(aval, d);
341 <                multcolor(aval, ambval);        /* apply color of ambval */
340 >                scalescolor(aval, d);
341 >                smultcolor(aval, ambval);       /* apply color of ambval */
342          } else {
343 <                d = exp( avsum / (double)navsum );
344 <                scalecolor(aval, d);            /* neutral color */
343 >                d = exp( avsum/(double)navsum + logAvgAbsorp );
344 >                scalescolor(aval, d);           /* neutral color */
345          }
346   }
347  
# Line 379 | Line 379 | plugaleak(RAY *r, AMBVAL *ap, FVECT anorm, double ang)
379          VSUM(rtst.rdir, vdif, anorm, t[1]);     /* further dist. > plane */
380          rtst.rmax = normalize(rtst.rdir);       /* short ray test */
381          while (localhit(&rtst, &thescene)) {    /* check for occluder */
382 <                if (rtst.ro->omod != OVOID &&
382 >                OBJREC  *m = findmaterial(rtst.ro);
383 >                if (m != NULL && !istransp(m->otype) && !isBSDFproxy(m) &&
384                                  (rtst.clipset == NULL ||
385                                          !inset(rtst.clipset, rtst.ro->omod)))
386                          return(1);              /* plug light leak */
# Line 393 | Line 394 | plugaleak(RAY *r, AMBVAL *ap, FVECT anorm, double ang)
394  
395   static double
396   sumambient(             /* get interpolated ambient value */
397 <        COLOR  acol,
397 >        SCOLOR  acol,
398          RAY  *r,
399          FVECT  rn,
400          int  al,
# Line 426 | Line 427 | sumambient(            /* get interpolated ambient value */
427                                                          at->kid+i, ck0, s);
428                  }
429                                          /* good enough? */
430 <                if (wsum >= 0.05 && s > minarad*10.0)
430 >                if ((wsum >= 0.05) & (s*ambacc > minarad))
431                          return(wsum);
432          }
433                                          /* adjust maximum angle */
# Line 435 | Line 436 | sumambient(            /* get interpolated ambient value */
436                                          /* sum this node */
437          for (av = at->alist; av != NULL; av = av->next) {
438                  double  u, v, d, delta_r2, delta_t2;
439 <                COLOR   ct;
439 >                SCOLOR  sct;
440                  FVECT   uvw[3];
440                                        /* record access */
441                if (tracktime)
442                        av->latick = ambclock;
441                  /*
442                   *  Ambient level test
443                   */
444 <                if (av->lvl > al)       /* list sorted, so this works */
444 >                if (av->lvl > al ||     /* list sorted, so this works */
445 >                                (av->lvl == al) & (av->weight < 0.9*r->rweight))
446                          break;
448                if (av->weight < 0.9*r->rweight)
449                        continue;
447                  /*
448                   *  Direction test using unperturbed normal
449                   */
# Line 462 | Line 459 | sumambient(            /* get interpolated ambient value */
459                   */
460                  VSUB(ck0, r->rop, av->pos);
461                  d = DOT(ck0, uvw[2]);
462 <                if (d < -minarad*ambacc-.001)
462 >                if (d < -minarad*ambacc)
463                          continue;
464                  d /= av->rad[0];
465                  delta_t2 = d*d;
# Line 487 | Line 484 | sumambient(            /* get interpolated ambient value */
484                  /*
485                   *  Extrapolate value and compute final weight (hat function)
486                   */
487 <                extambient(ct, av, r->rop, rn, uvw);
487 >                if (!extambient(sct, av, r->rop, rn, uvw))
488 >                        continue;
489                  d = tfunc(maxangle, sqrt(delta_r2), 0.0) *
490                          tfunc(ambacc, sqrt(delta_t2), 0.0);
491 <                scalecolor(ct, d);
492 <                addcolor(acol, ct);
491 >                scalescolor(sct, d);
492 >                saddscolor(acol, sct);
493                  wsum += d;
494          }
495          return(wsum);
# Line 500 | Line 498 | sumambient(            /* get interpolated ambient value */
498  
499   static int
500   makeambient(            /* make a new ambient value for storage */
501 <        COLOR  acol,
501 >        SCOLOR  acol,
502          RAY  *r,
503          FVECT  rn,
504          int  al
# Line 515 | Line 513 | makeambient(           /* make a new ambient value for storage
513                  amb.weight *= AVGREFL;
514          if (r->rweight < 0.1*amb.weight)        /* heuristic override */
515                  amb.weight = 1.25*r->rweight;
516 <        setcolor(acol, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
516 >        setscolor(acol, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
517                                                  /* compute ambient */
518          i = doambient(acol, r, amb.weight,
519                          uvw, amb.rad, amb.gpos, amb.gdir, &amb.corral);
520 <        scalecolor(acol, 1./AVGREFL);           /* undo assumed reflectance */
520 >        scalescolor(acol, 1./AVGREFL);          /* undo assumed reflectance */
521          if (i <= 0 || amb.rad[0] <= FTINY)      /* no Hessian or zero radius */
522                  return(i);
523                                                  /* store value */
# Line 527 | Line 525 | makeambient(           /* make a new ambient value for storage
525          amb.ndir = encodedir(r->ron);
526          amb.udir = encodedir(uvw[0]);
527          amb.lvl = al;
528 <        copycolor(amb.val, acol);
528 >        copyscolor(amb.val, acol);
529                                                  /* insert into tree */
530          avsave(&amb);                           /* and save to file */
531          if (rn != r->ron) {                     /* texture */
# Line 538 | Line 536 | makeambient(           /* make a new ambient value for storage
536   }
537  
538  
539 < static void
539 > static int
540   extambient(             /* extrapolate value at pv, nv */
541 <        COLOR  cr,
541 >        SCOLOR  scr,
542          AMBVAL   *ap,
543          FVECT  pv,
544          FVECT  nv,
545          FVECT  uvw[3]
546   )
547   {
548 +        const double    min_d = 0.05;
549 +        const double    max_d = 20.;
550          static FVECT    my_uvw[3];
551          FVECT           v1;
552          int             i;
# Line 566 | Line 566 | extambient(            /* extrapolate value at pv, nv */
566          for (i = 3; i--; )
567                  d += v1[i] * (ap->gdir[0]*uvw[0][i] + ap->gdir[1]*uvw[1][i]);
568          
569 <        if (d <= 0.0) {
570 <                setcolor(cr, 0.0, 0.0, 0.0);
571 <                return;
572 <        }
573 <        copycolor(cr, ap->val);
574 <        scalecolor(cr, d);
569 >        if (d < min_d)                  /* clamp min/max scaling */
570 >                d = min_d;
571 >        else if (d > max_d)
572 >                d = max_d;
573 >        copyscolor(scr, ap->val);
574 >        scalescolor(scr, d);
575 >        return(d > min_d);
576   }
577  
578  
# Line 608 | Line 609 | avinsert(                              /* insert ambient value in our tree */
609          }
610          avh.next = at->alist;           /* order by increasing level */
611          for (ap = &avh; ap->next != NULL; ap = ap->next)
612 <                if (ap->next->lvl >= av->lvl)
612 >                if ( ap->next->lvl > av->lvl ||
613 >                                (ap->next->lvl == av->lvl) &
614 >                                (ap->next->weight <= av->weight) )
615                          break;
616          av->next = ap->next;
617          ap->next = (AMBVAL*)av;
# Line 616 | Line 619 | avinsert(                              /* insert ambient value in our tree */
619   }
620  
621  
619 #else /* ! NEWAMB */
620
621 static double   sumambient(COLOR acol, RAY *r, FVECT rn, int al,
622                                AMBTREE *at, FVECT c0, double s);
623 static double   makeambient(COLOR acol, RAY *r, FVECT rn, int al);
624 static void     extambient(COLOR cr, AMBVAL *ap, FVECT pv, FVECT nv);
625
626
627 void
628 multambient(            /* compute ambient component & multiply by coef. */
629        COLOR  aval,
630        RAY  *r,
631        FVECT  nrm
632 )
633 {
634        static int  rdepth = 0;                 /* ambient recursion */
635        COLOR   acol;
636        double  d, l;
637
638        if (ambdiv <= 0)                        /* no ambient calculation */
639                goto dumbamb;
640                                                /* check number of bounces */
641        if (rdepth >= ambounce)
642                goto dumbamb;
643                                                /* check ambient list */
644        if (ambincl != -1 && r->ro != NULL &&
645                        ambincl != inset(ambset, r->ro->omod))
646                goto dumbamb;
647
648        if (ambacc <= FTINY) {                  /* no ambient storage */
649                copycolor(acol, aval);
650                rdepth++;
651                d = doambient(acol, r, r->rweight, NULL, NULL);
652                rdepth--;
653                if (d <= FTINY)
654                        goto dumbamb;
655                copycolor(aval, acol);
656                return;
657        }
658
659        if (tracktime)                          /* sort to minimize thrashing */
660                sortambvals(0);
661                                                /* interpolate ambient value */
662        setcolor(acol, 0.0, 0.0, 0.0);
663        d = sumambient(acol, r, nrm, rdepth,
664                        &atrunk, thescene.cuorg, thescene.cusize);
665        if (d > FTINY) {
666                d = 1.0/d;
667                scalecolor(acol, d);
668                multcolor(aval, acol);
669                return;
670        }
671        rdepth++;                               /* need to cache new value */
672        d = makeambient(acol, r, nrm, rdepth-1);
673        rdepth--;
674        if (d > FTINY) {
675                multcolor(aval, acol);          /* got new value */
676                return;
677        }
678 dumbamb:                                        /* return global value */
679        if ((ambvwt <= 0) | (navsum == 0)) {
680                multcolor(aval, ambval);
681                return;
682        }
683        l = bright(ambval);                     /* average in computations */
684        if (l > FTINY) {
685                d = (log(l)*(double)ambvwt + avsum) /
686                                (double)(ambvwt + navsum);
687                d = exp(d) / l;
688                scalecolor(aval, d);
689                multcolor(aval, ambval);        /* apply color of ambval */
690        } else {
691                d = exp( avsum / (double)navsum );
692                scalecolor(aval, d);            /* neutral color */
693        }
694 }
695
696
697 static double
698 sumambient(     /* get interpolated ambient value */
699        COLOR  acol,
700        RAY  *r,
701        FVECT  rn,
702        int  al,
703        AMBTREE  *at,
704        FVECT  c0,
705        double  s
706 )
707 {
708        double  d, e1, e2, wt, wsum;
709        COLOR  ct;
710        FVECT  ck0;
711        int  i;
712        int  j;
713        AMBVAL   *av;
714
715        wsum = 0.0;
716                                        /* do this node */
717        for (av = at->alist; av != NULL; av = av->next) {
718                double  rn_dot = -2.0;
719                if (tracktime)
720                        av->latick = ambclock;
721                /*
722                 *  Ambient level test.
723                 */
724                if (av->lvl > al)       /* list sorted, so this works */
725                        break;
726                if (av->weight < 0.9*r->rweight)
727                        continue;
728                /*
729                 *  Ambient radius test.
730                 */
731                VSUB(ck0, av->pos, r->rop);
732                e1 = DOT(ck0, ck0) / (av->rad * av->rad);
733                if (e1 > ambacc*ambacc*1.21)
734                        continue;
735                /*
736                 *  Direction test using closest normal.
737                 */
738                d = DOT(av->dir, r->ron);
739                if (rn != r->ron) {
740                        rn_dot = DOT(av->dir, rn);
741                        if (rn_dot > 1.0-FTINY)
742                                rn_dot = 1.0-FTINY;
743                        if (rn_dot >= d-FTINY) {
744                                d = rn_dot;
745                                rn_dot = -2.0;
746                        }
747                }
748                e2 = (1.0 - d) * r->rweight;
749                if (e2 < 0.0)
750                        e2 = 0.0;
751                else if (e1 + e2 > ambacc*ambacc*1.21)
752                        continue;
753                /*
754                 *  Ray behind test.
755                 */
756                d = 0.0;
757                for (j = 0; j < 3; j++)
758                        d += (r->rop[j] - av->pos[j]) *
759                                        (av->dir[j] + r->ron[j]);
760                if (d*0.5 < -minarad*ambacc-.001)
761                        continue;
762                /*
763                 *  Jittering final test reduces image artifacts.
764                 */
765                e1 = sqrt(e1);
766                e2 = sqrt(e2);
767                wt = e1 + e2;
768                if (wt > ambacc*(.9+.2*urand(9015+samplendx)))
769                        continue;
770                /*
771                 *  Recompute directional error using perturbed normal
772                 */
773                if (rn_dot > 0.0) {
774                        e2 = sqrt((1.0 - rn_dot)*r->rweight);
775                        wt = e1 + e2;
776                }
777                if (wt <= 1e-3)
778                        wt = 1e3;
779                else
780                        wt = 1.0 / wt;
781                wsum += wt;
782                extambient(ct, av, r->rop, rn);
783                scalecolor(ct, wt);
784                addcolor(acol, ct);
785        }
786        if (at->kid == NULL)
787                return(wsum);
788                                        /* do children */
789        s *= 0.5;
790        for (i = 0; i < 8; i++) {
791                for (j = 0; j < 3; j++) {
792                        ck0[j] = c0[j];
793                        if (1<<j & i)
794                                ck0[j] += s;
795                        if (r->rop[j] < ck0[j] - OCTSCALE*s)
796                                break;
797                        if (r->rop[j] > ck0[j] + (1.0+OCTSCALE)*s)
798                                break;
799                }
800                if (j == 3)
801                        wsum += sumambient(acol, r, rn, al,
802                                                at->kid+i, ck0, s);
803        }
804        return(wsum);
805 }
806
807
808 static double
809 makeambient(            /* make a new ambient value for storage */
810        COLOR  acol,
811        RAY  *r,
812        FVECT  rn,
813        int  al
814 )
815 {
816        AMBVAL  amb;
817        FVECT   gp, gd;
818        int     i;
819
820        amb.weight = 1.0;                       /* compute weight */
821        for (i = al; i-- > 0; )
822                amb.weight *= AVGREFL;
823        if (r->rweight < 0.1*amb.weight)        /* heuristic override */
824                amb.weight = 1.25*r->rweight;
825        setcolor(acol, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
826                                                /* compute ambient */
827        amb.rad = doambient(acol, r, amb.weight, gp, gd);
828        if (amb.rad <= FTINY) {
829                setcolor(acol, 0.0, 0.0, 0.0);
830                return(0.0);
831        }
832        scalecolor(acol, 1./AVGREFL);           /* undo assumed reflectance */
833                                                /* store value */
834        VCOPY(amb.pos, r->rop);
835        VCOPY(amb.dir, r->ron);
836        amb.lvl = al;
837        copycolor(amb.val, acol);
838        VCOPY(amb.gpos, gp);
839        VCOPY(amb.gdir, gd);
840                                                /* insert into tree */
841        avsave(&amb);                           /* and save to file */
842        if (rn != r->ron)
843                extambient(acol, &amb, r->rop, rn);     /* texture */
844        return(amb.rad);
845 }
846
847
622   static void
849 extambient(             /* extrapolate value at pv, nv */
850        COLOR  cr,
851        AMBVAL   *ap,
852        FVECT  pv,
853        FVECT  nv
854 )
855 {
856        FVECT  v1;
857        int  i;
858        double  d;
859
860        d = 1.0;                        /* zeroeth order */
861                                        /* gradient due to translation */
862        for (i = 0; i < 3; i++)
863                d += ap->gpos[i]*(pv[i]-ap->pos[i]);
864                                        /* gradient due to rotation */
865        VCROSS(v1, ap->dir, nv);
866        d += DOT(ap->gdir, v1);
867        if (d <= 0.0) {
868                setcolor(cr, 0.0, 0.0, 0.0);
869                return;
870        }
871        copycolor(cr, ap->val);
872        scalecolor(cr, d);
873 }
874
875
876 static void
877 avinsert(                               /* insert ambient value in our tree */
878        AMBVAL *av
879 )
880 {
881        AMBTREE  *at;
882        AMBVAL  *ap;
883        AMBVAL  avh;
884        FVECT  ck0;
885        double  s;
886        int  branch;
887        int  i;
888
889        if (av->rad <= FTINY)
890                error(CONSISTENCY, "zero ambient radius in avinsert");
891        at = &atrunk;
892        VCOPY(ck0, thescene.cuorg);
893        s = thescene.cusize;
894        while (s*(OCTSCALE/2) > av->rad*ambacc) {
895                if (at->kid == NULL)
896                        if ((at->kid = newambtree()) == NULL)
897                                error(SYSTEM, "out of memory in avinsert");
898                s *= 0.5;
899                branch = 0;
900                for (i = 0; i < 3; i++)
901                        if (av->pos[i] > ck0[i] + s) {
902                                ck0[i] += s;
903                                branch |= 1 << i;
904                        }
905                at = at->kid + branch;
906        }
907        avh.next = at->alist;           /* order by increasing level */
908        for (ap = &avh; ap->next != NULL; ap = ap->next)
909                if (ap->next->lvl >= av->lvl)
910                        break;
911        av->next = ap->next;
912        ap->next = (AMBVAL*)av;
913        at->alist = avh.next;
914 }
915
916 #endif  /* ! NEWAMB */
917
918 /************* FOLLOWING ROUTINES SAME FOR NEW & OLD METHODS ***************/
919
920 static void
623   initambfile(            /* initialize ambient file */
624          int  cre8
625   )
# Line 932 | Line 634 | initambfile(           /* initialize ambient file */
634          if (mybuf == NULL)
635                  mybuf = (char *)bmalloc(BUFSIZ+8);
636          setbuf(ambfp, mybuf);
637 + retry:
638          if (cre8) {                     /* new file */
639                  newheader("RADIANCE", ambfp);
640                  fprintf(ambfp, "%s -av %g %g %g -aw %d -ab %d -aa %g ",
# Line 940 | Line 643 | initambfile(           /* initialize ambient file */
643                                  ambvwt, ambounce, ambacc);
644                  fprintf(ambfp, "-ad %d -as %d -ar %d ",
645                                  ambdiv, ambssamp, ambres);
646 +                fprintf(ambfp, "-dr %d -ds %g -dt %g -dc %g ", directrelay,
647 +                                srcsizerat, shadthresh, shadcert);
648 +                fprintf(ambfp, "-ss %g -st %g -lr %d -lw %g ", specjitter,
649 +                                specthresh, maxdepth, minweight);
650 +                fprintf(ambfp, "-cw %g %g -cs %d ", WLPART[3], WLPART[0], NCSAMP);
651                  if (octname != NULL)
652                          fputs(octname, ambfp);
653 <                fputc('\n', ambfp);
653 >                fputc('\n', ambfp);     /* end of command line, not header! */
654                  fprintf(ambfp, "SOFTWARE= %s\n", VersionID);
655                  fputnow(ambfp);
656 +                AMB_CNDX = CNDX;        /* use current spectral sampling */
657 +                AMB_WLPART = WLPART;
658 +                fputwlsplit(WLPART, ambfp);
659 +                fputncomp(NCSAMP, ambfp);
660                  fputformat(AMBFMT, ambfp);
661                  fputc('\n', ambfp);
662                  putambmagic(ambfp);
663 <        } else if (checkheader(ambfp, AMBFMT, NULL) < 0 || !hasambmagic(ambfp))
664 <                error(USER, "bad ambient file");
663 >        } else if (getheader(ambfp, amb_headline, NULL) < 0 || !hasambmagic(ambfp)) {
664 > #ifndef  F_SETLKW
665 >                static int      ntries = 3;
666 >                if (--ntries > 0 && ftell(ambfp) == 0) {
667 >                        clearerr(ambfp);
668 >                        sleep(2);
669 >                        goto retry;
670 >                }
671 > #endif
672 >                error(USER, "bad/incompatible ambient file");
673 >        }
674 >        if ((AMB_CNDX != CNDX) | (AMB_WLPART != WLPART)) {
675 >                if (setspectrsamp(AMB_CNDX, AMB_WLPART) < 0)
676 >                        error(USER, "bad wavelength sampling in ambient file");
677 >                if (AMB_CNDX[3] == CNDX[3] && FABSEQ(AMB_WLPART[0],WLPART[0]) &&
678 >                                        FABSEQ(AMB_WLPART[3],WLPART[3])) {
679 >                        AMB_CNDX = CNDX;
680 >                        AMB_WLPART = WLPART;            /* just the same */
681 >                } else
682 >                        error(WARNING, "different ambient file wavelength sampling");
683 >        }
684   }
685  
686  
# Line 958 | Line 689 | avsave(                                /* insert and save an ambient value */
689          AMBVAL  *av
690   )
691   {
692 <        avinsert(avstore(av));
692 >        avstore(av);
693          if (ambfp == NULL)
694                  return;
695          if (writambval(av, ambfp) < 0)
# Line 973 | Line 704 | writerr:
704  
705  
706   static AMBVAL *
707 < avstore(                                /* allocate memory and store aval */
707 > avstore(                                /* allocate memory and save aval */
708          AMBVAL  *aval
709   )
710   {
# Line 982 | Line 713 | avstore(                               /* allocate memory and store aval */
713  
714          if ((av = newambval()) == NULL)
715                  error(SYSTEM, "out of memory in avstore");
716 <        *av = *aval;
986 <        av->latick = ambclock;
716 >        memcpy(av, aval, AVSIZE);       /* AVSIZE <= sizeof(AMBVAL) */
717          av->next = NULL;
718          nambvals++;
719 <        d = bright(av->val);
719 >        d = pbright(av->val);
720          if (d > FTINY) {                /* add to log sum for averaging */
721                  avsum += log(d);
722                  navsum++;
723          }
724 +        avinsert(av);                   /* insert in our cache tree */
725          return(av);
726   }
727  
# Line 1017 | Line 748 | newambtree(void)                               /* allocate 8 ambient tree structs
748          }
749          atp = atfreelist;
750          atfreelist = atp->kid;
751 <        memset((char *)atp, '\0', 8*sizeof(AMBTREE));
751 >        memset(atp, 0, 8*sizeof(AMBTREE));
752          return(atp);
753   }
754  
# Line 1043 | Line 774 | unloadatree(                   /* unload an ambient value tree */
774                                          /* transfer values at this node */
775          for (av = at->alist; av != NULL; av = at->alist) {
776                  at->alist = av->next;
777 +                av->next = NULL;
778                  (*f)(av);
779          }
780          if (at->kid == NULL)
# Line 1054 | Line 786 | unloadatree(                   /* unload an ambient value tree */
786   }
787  
788  
1057 static struct avl {
1058        AMBVAL  *p;
1059        unsigned long   t;
1060 }       *avlist1;                       /* ambient value list with ticks */
1061 static AMBVAL   **avlist2;              /* memory positions for sorting */
1062 static int      i_avlist;               /* index for lists */
1063
1064 static int alatcmp(const void *av1, const void *av2);
1065
789   static void
790   avfree(AMBVAL *av)
791   {
792          free(av);
793   }
794  
795 +
796   static void
797 < av2list(
1074 <        AMBVAL *av
1075 < )
797 > sortambvals(void)                       /* resort ambient values */
798   {
799 < #ifdef DEBUG
1078 <        if (i_avlist >= nambvals)
1079 <                error(CONSISTENCY, "too many ambient values in av2list1");
1080 < #endif
1081 <        avlist1[i_avlist].p = avlist2[i_avlist] = (AMBVAL*)av;
1082 <        avlist1[i_avlist++].t = av->latick;
1083 < }
799 >        AMBTREE  oldatrunk = atrunk;
800  
801 <
802 < static int
803 < alatcmp(                        /* compare ambient values for MRA */
1088 <        const void *av1,
1089 <        const void *av2
1090 < )
1091 < {
1092 <        long  lc = ((struct avl *)av2)->t - ((struct avl *)av1)->t;
1093 <        return(lc<0 ? -1 : lc>0 ? 1 : 0);
801 >        atrunk.alist = NULL;
802 >        atrunk.kid = NULL;
803 >        unloadatree(&oldatrunk, avinsert);
804   }
805  
806  
1097 /* GW NOTE 2002/10/3:
1098 * I used to compare AMBVAL pointers, but found that this was the
1099 * cause of a serious consistency error with gcc, since the optimizer
1100 * uses some dangerous trick in pointer subtraction that
1101 * assumes pointers differ by exact struct size increments.
1102 */
1103 static int
1104 aposcmp(                        /* compare ambient value positions */
1105        const void      *avp1,
1106        const void      *avp2
1107 )
1108 {
1109        long    diff = *(char * const *)avp1 - *(char * const *)avp2;
1110        if (diff < 0)
1111                return(-1);
1112        return(diff > 0);
1113 }
1114
1115
1116 static int
1117 avlmemi(                                /* find list position from address */
1118        AMBVAL  *avaddr
1119 )
1120 {
1121        AMBVAL  **avlpp;
1122
1123        avlpp = (AMBVAL **)bsearch((char *)&avaddr, (char *)avlist2,
1124                        nambvals, sizeof(AMBVAL *), &aposcmp);
1125        if (avlpp == NULL)
1126                error(CONSISTENCY, "address not found in avlmemi");
1127        return(avlpp - avlist2);
1128 }
1129
1130
1131 static void
1132 sortambvals(                    /* resort ambient values */
1133        int     always
1134 )
1135 {
1136        AMBTREE  oldatrunk;
1137        AMBVAL  tav, *tap, *pnext;
1138        int     i, j;
1139                                        /* see if it's time yet */
1140        if (!always && (ambclock++ < lastsort+sortintvl ||
1141                        nambvals < SORT_THRESH))
1142                return;
1143        /*
1144         * The idea here is to minimize memory thrashing
1145         * in VM systems by improving reference locality.
1146         * We do this by periodically sorting our stored ambient
1147         * values in memory in order of most recently to least
1148         * recently accessed.  This ordering was chosen so that new
1149         * ambient values (which tend to be less important) go into
1150         * higher memory with the infrequently accessed values.
1151         *      Since we expect our values to need sorting less
1152         * frequently as the process continues, we double our
1153         * waiting interval after each call.
1154         *      This routine is also called by setambacc() with
1155         * the "always" parameter set to 1 so that the ambient
1156         * tree will be rebuilt with the new accuracy parameter.
1157         */
1158        if (tracktime) {                /* allocate pointer arrays to sort */
1159                avlist2 = (AMBVAL **)malloc(nambvals*sizeof(AMBVAL *));
1160                avlist1 = (struct avl *)malloc(nambvals*sizeof(struct avl));
1161        } else {
1162                avlist2 = NULL;
1163                avlist1 = NULL;
1164        }
1165        if (avlist1 == NULL) {          /* no time tracking -- rebuild tree? */
1166                if (avlist2 != NULL)
1167                        free((void *)avlist2);
1168                if (always) {           /* rebuild without sorting */
1169                        oldatrunk = atrunk;
1170                        atrunk.alist = NULL;
1171                        atrunk.kid = NULL;
1172                        unloadatree(&oldatrunk, &avinsert);
1173                }
1174        } else {                        /* sort memory by last access time */
1175                /*
1176                 * Sorting memory is tricky because it isn't contiguous.
1177                 * We have to sort an array of pointers by MRA and also
1178                 * by memory position.  We then copy values in "loops"
1179                 * to minimize memory hits.  Nevertheless, we will visit
1180                 * everyone at least twice, and this is an expensive process
1181                 * when we're thrashing, which is when we need to do it.
1182                 */
1183 #ifdef DEBUG
1184                sprintf(errmsg, "sorting %u ambient values at ambclock=%lu...",
1185                                nambvals, ambclock);
1186                eputs(errmsg);
1187 #endif
1188                i_avlist = 0;
1189                unloadatree(&atrunk, &av2list); /* empty current tree */
1190 #ifdef DEBUG
1191                if (i_avlist < nambvals)
1192                        error(CONSISTENCY, "missing ambient values in sortambvals");
1193 #endif
1194                qsort((char *)avlist1, nambvals, sizeof(struct avl), &alatcmp);
1195                qsort((char *)avlist2, nambvals, sizeof(AMBVAL *), &aposcmp);
1196                for (i = 0; i < nambvals; i++) {
1197                        if (avlist1[i].p == NULL)
1198                                continue;
1199                        tap = avlist2[i];
1200                        tav = *tap;
1201                        for (j = i; (pnext = avlist1[j].p) != tap;
1202                                        j = avlmemi(pnext)) {
1203                                *(avlist2[j]) = *pnext;
1204                                avinsert(avlist2[j]);
1205                                avlist1[j].p = NULL;
1206                        }
1207                        *(avlist2[j]) = tav;
1208                        avinsert(avlist2[j]);
1209                        avlist1[j].p = NULL;
1210                }
1211                free((void *)avlist1);
1212                free((void *)avlist2);
1213                                                /* compute new sort interval */
1214                sortintvl = ambclock - lastsort;
1215                if (sortintvl >= MAX_SORT_INTVL/2)
1216                        sortintvl = MAX_SORT_INTVL;
1217                else
1218                        sortintvl <<= 1;        /* wait twice as long next */
1219 #ifdef DEBUG
1220                eputs("done\n");
1221 #endif
1222        }
1223        if (ambclock >= MAXACLOCK)
1224                ambclock = MAXACLOCK/2;
1225        lastsort = ambclock;
1226 }
1227
1228
807   #ifdef  F_SETLKW
808  
809   static void
# Line 1237 | Line 815 | aflock(                        /* lock/unlock ambient file */
815  
816          if (typ == fls.l_type)          /* already called? */
817                  return;
818 +
819          fls.l_type = typ;
820 <        if (fcntl(fileno(ambfp), F_SETLKW, &fls) < 0)
821 <                error(SYSTEM, "cannot (un)lock ambient file");
820 >        do
821 >                if (fcntl(fileno(ambfp), F_SETLKW, &fls) != -1)
822 >                        return;
823 >        while (errno == EINTR);
824 >        
825 >        error(SYSTEM, "cannot (un)lock ambient file");
826   }
827  
828  
# Line 1258 | Line 841 | ambsync(void)                  /* synchronize ambient file */
841          if ((flen = lseek(fileno(ambfp), (off_t)0, SEEK_END)) < 0)
842                  goto seekerr;
843          if ((n = flen - lastpos) > 0) {         /* file has grown */
844 <                if (ambinp == NULL) {           /* use duplicate filedes */
845 <                        ambinp = fdopen(dup(fileno(ambfp)), "r");
844 >                if (ambinp == NULL) {           /* get new file pointer */
845 >                        ambinp = fopen(ambfile, "rb");
846                          if (ambinp == NULL)
847 <                                error(SYSTEM, "fdopen failed in ambsync");
847 >                                error(SYSTEM, "fopen failed in ambsync");
848                  }
849                  if (fseek(ambinp, lastpos, SEEK_SET) < 0)
850                          goto seekerr;
# Line 1273 | Line 856 | ambsync(void)                  /* synchronize ambient file */
856                                  error(WARNING, errmsg);
857                                  break;
858                          }
859 <                        avinsert(avstore(&avs));
859 >                        avstore(&avs);
860                          n -= AMBVALSIZ;
861                  }
862 <                lastpos = flen - n;
863 <                /*** seek always as safety measure
864 <                if (n) ***/                     /* alignment */
1282 <                        if (lseek(fileno(ambfp), (off_t)lastpos, SEEK_SET) < 0)
1283 <                                goto seekerr;
862 >                lastpos = flen - n;             /* check alignment */
863 >                if (n && lseek(fileno(ambfp), (off_t)lastpos, SEEK_SET) < 0)
864 >                        goto seekerr;
865          }
866          n = fflush(ambfp);                      /* calls write() at last */
867 <        if (n != EOF)
1287 <                lastpos += (long)nunflshed*AMBVALSIZ;
1288 <        else if ((lastpos = lseek(fileno(ambfp), (off_t)0, SEEK_CUR)) < 0)
1289 <                goto seekerr;
1290 <                
867 >        lastpos += (long)nunflshed*AMBVALSIZ;
868          aflock(F_UNLCK);                        /* release file */
869          nunflshed = 0;
870          return(n);
871   seekerr:
872          error(SYSTEM, "seek failed in ambsync");
873 <        return -1; /* pro forma return */
873 >        return(EOF);    /* pro forma return */
874   }
875  
876   #else   /* ! F_SETLKW */

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> Changed lines