ViewVC Help
View File | Revision Log | Show Annotations | Download File | Root Listing
root/radiance/ray/src/rt/ambient.c
(Generate patch)

Comparing ray/src/rt/ambient.c (file contents):
Revision 2.99 by greg, Thu Mar 3 22:44:10 2016 UTC vs.
Revision 2.108 by greg, Tue May 14 17:39:10 2019 UTC

# Line 12 | 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"
# Line 76 | Line 77 | static long  lastpos = -1;             /* last flush position */
77   #define  AMBFLUSH       (BUFSIZ/AMBVALSIZ)
78  
79   #define  newambval()    (AMBVAL *)malloc(sizeof(AMBVAL))
79 #define  freeav(av)     free((void *)av);
80  
81 + #define  tfunc(lwr, x, upr)     (((x)-(lwr))/((upr)-(lwr)))
82 +
83   static void initambfile(int creat);
84   static void avsave(AMBVAL *av);
85   static AMBVAL *avstore(AMBVAL  *aval);
# Line 94 | Line 96 | static int aposcmp(const void *avp1, const void *avp2)
96   static int avlmemi(AMBVAL *avaddr);
97   static void sortambvals(int always);
98  
99 + static int      plugaleak(RAY *r, AMBVAL *ap, FVECT anorm, double ang);
100 + static double   sumambient(COLOR acol, RAY *r, FVECT rn, int al,
101 +                                AMBTREE *at, FVECT c0, double s);
102 + static int      makeambient(COLOR acol, RAY *r, FVECT rn, int al);
103 + static int      extambient(COLOR cr, AMBVAL *ap, FVECT pv, FVECT nv,
104 +                                FVECT uvw[3]);
105 +
106   #ifdef  F_SETLKW
107   static void aflock(int  typ);
108   #endif
# Line 132 | Line 141 | setambacc(                             /* set ambient accuracy */
141          newa *= (newa > 0);
142          if (fabs(newa - olda) >= .05*(newa + olda)) {
143                  ambacc = newa;
144 <                if (nambvals > 0)
144 >                if (ambacc > FTINY && nambvals > 0)
145                          sortambvals(1);         /* rebuild tree */
146          }
147   }
# Line 184 | Line 193 | setambient(void)                               /* initialize calculation */
193                                          (flen - lastpos)/AMBVALSIZ);
194                          error(WARNING, errmsg);
195                          fseek(ambfp, lastpos, SEEK_SET);
187 #ifndef _WIN32 /* XXX we need a replacement for that one */
196                          ftruncate(fileno(ambfp), (off_t)lastpos);
189 #endif
197                  }
198          } else if ((ambfp = fopen(ambfile, "w+")) != NULL) {
199                  initambfile(1);                 /* else create new file */
# Line 217 | Line 224 | ambdone(void)                  /* close ambient file and free memory
224          }
225                                          /* free ambient tree */
226          unloadatree(&atrunk, avfree);
220        freeambtree(NULL);
227                                          /* reset state variables */
228          avsum = 0.;
229          navsum = 0;
# Line 258 | Line 264 | ambnotify(                     /* record new modifier */
264                  }
265   }
266  
261 /************ THE FOLLOWING ROUTINES DIFFER BETWEEN NEW & OLD ***************/
267  
263 #ifndef OLDAMB
264
265 #define tfunc(lwr, x, upr)      (((x)-(lwr))/((upr)-(lwr)))
266
267 static int      plugaleak(RAY *r, AMBVAL *ap, FVECT anorm, double ang);
268 static double   sumambient(COLOR acol, RAY *r, FVECT rn, int al,
269                                AMBTREE *at, FVECT c0, double s);
270 static int      makeambient(COLOR acol, RAY *r, FVECT rn, int al);
271 static int      extambient(COLOR cr, AMBVAL *ap, FVECT pv, FVECT nv,
272                                FVECT uvw[3]);
273
268   void
269   multambient(            /* compute ambient component & multiply by coef. */
270          COLOR  aval,
# Line 280 | Line 274 | multambient(           /* compute ambient component & multiply
274   {
275          static int  rdepth = 0;                 /* ambient recursion */
276          COLOR   acol, caustic;
277 <        int     ok;
277 >        int     i, ok;
278          double  d, l;
279  
280          /* PMAP: Factor in ambient from photon map, if enabled and ray is
# Line 306 | Line 300 | multambient(           /* compute ambient component & multiply
300                  goto dumbamb;
301  
302          if (ambacc <= FTINY) {                  /* no ambient storage */
303 +                FVECT   uvd[2];
304 +                float   dgrad[2], *dgp = NULL;
305 +
306 +                if (nrm != r->ron && DOT(nrm,r->ron) < 0.9999)
307 +                        dgp = dgrad;            /* compute rotational grad. */
308                  copycolor(acol, aval);
309                  rdepth++;
310                  ok = doambient(acol, r, r->rweight,
311 <                                NULL, NULL, NULL, NULL, NULL);
311 >                                uvd, NULL, NULL, dgp, NULL);
312                  rdepth--;
313                  if (!ok)
314                          goto dumbamb;
315 +                if ((ok > 0) & (dgp != NULL)) { /* apply texture */
316 +                        FVECT   v1;
317 +                        VCROSS(v1, r->ron, nrm);
318 +                        d = 1.0;
319 +                        for (i = 3; i--; )
320 +                                d += v1[i] * (dgp[0]*uvd[0][i] + dgp[1]*uvd[1][i]);
321 +                        if (d >= 0.05)
322 +                                scalecolor(acol, d);
323 +                }
324                  copycolor(aval, acol);
325  
326                  /* PMAP: add in caustic */
# Line 405 | Line 413 | plugaleak(RAY *r, AMBVAL *ap, FVECT anorm, double ang)
413          VSUM(rtst.rdir, vdif, anorm, t[1]);     /* further dist. > plane */
414          rtst.rmax = normalize(rtst.rdir);       /* short ray test */
415          while (localhit(&rtst, &thescene)) {    /* check for occluder */
416 <                if (rtst.ro->omod != OVOID &&
416 >                OBJREC  *m = findmaterial(rtst.ro);
417 >                if (m != NULL && !istransp(m->otype) && !isBSDFproxy(m) &&
418                                  (rtst.clipset == NULL ||
419                                          !inset(rtst.clipset, rtst.ro->omod)))
420                          return(1);              /* plug light leak */
# Line 644 | Line 653 | avinsert(                              /* insert ambient value in our tree */
653   }
654  
655  
647 #else /* ! NEWAMB */
648
649 static double   sumambient(COLOR acol, RAY *r, FVECT rn, int al,
650                                AMBTREE *at, FVECT c0, double s);
651 static double   makeambient(COLOR acol, RAY *r, FVECT rn, int al);
652 static void     extambient(COLOR cr, AMBVAL *ap, FVECT pv, FVECT nv);
653
654
655 void
656 multambient(            /* compute ambient component & multiply by coef. */
657        COLOR  aval,
658        RAY  *r,
659        FVECT  nrm
660 )
661 {
662        static int  rdepth = 0;                 /* ambient recursion */
663        COLOR   acol, caustic;
664        double  d, l;
665
666        /* PMAP: Factor in ambient from global photon map (if enabled) and return
667         * as all ambient components accounted for */
668        if (ambPmap(aval, r, rdepth))
669                return;
670
671        /* PMAP: Otherwise factor in ambient from caustic photon map
672         * (ambPmapCaustic() returns zero if caustic photons disabled) and
673         * continue with RADIANCE ambient calculation */
674        copycolor(caustic, aval);
675        ambPmapCaustic(caustic, r, rdepth);
676        
677        if (ambdiv <= 0)                        /* no ambient calculation */
678                goto dumbamb;
679                                                /* check number of bounces */
680        if (rdepth >= ambounce)
681                goto dumbamb;
682                                                /* check ambient list */
683        if (ambincl != -1 && r->ro != NULL &&
684                        ambincl != inset(ambset, r->ro->omod))
685                goto dumbamb;
686
687        if (ambacc <= FTINY) {                  /* no ambient storage */
688                copycolor(acol, aval);
689                rdepth++;
690                d = doambient(acol, r, r->rweight, NULL, NULL);
691                rdepth--;
692                if (d <= FTINY)
693                        goto dumbamb;
694                copycolor(aval, acol);          
695        
696           /* PMAP: add in caustic */
697                addcolor(aval, caustic);        
698                return;
699        }
700
701        if (tracktime)                          /* sort to minimize thrashing */
702                sortambvals(0);
703                                                /* interpolate ambient value */
704        setcolor(acol, 0.0, 0.0, 0.0);
705        d = sumambient(acol, r, nrm, rdepth,
706                        &atrunk, thescene.cuorg, thescene.cusize);
707                        
708        if (d > FTINY) {
709                d = 1.0/d;
710                scalecolor(acol, d);
711                multcolor(aval, acol);
712                
713                /* PMAP: add in caustic */
714                addcolor(aval, caustic);        
715                return;
716        }
717        
718        rdepth++;                               /* need to cache new value */
719        d = makeambient(acol, r, nrm, rdepth-1);
720        rdepth--;
721        
722        if (d > FTINY) {
723                multcolor(aval, acol);          /* got new value */
724
725                /* PMAP: add in caustic */
726                addcolor(aval, caustic);                        
727                return;
728        }
729        
730 dumbamb:                                        /* return global value */
731        if ((ambvwt <= 0) | (navsum == 0)) {
732                multcolor(aval, ambval);
733
734                /* PMAP: add in caustic */
735                addcolor(aval, caustic);        
736                return;
737        }
738        
739        l = bright(ambval);                     /* average in computations */
740        if (l > FTINY) {
741                d = (log(l)*(double)ambvwt + avsum) /
742                                (double)(ambvwt + navsum);
743                d = exp(d) / l;
744                scalecolor(aval, d);
745                multcolor(aval, ambval);        /* apply color of ambval */
746        } else {
747                d = exp( avsum / (double)navsum );
748                scalecolor(aval, d);            /* neutral color */
749        }
750 }
751
752
753 static double
754 sumambient(     /* get interpolated ambient value */
755        COLOR  acol,
756        RAY  *r,
757        FVECT  rn,
758        int  al,
759        AMBTREE  *at,
760        FVECT  c0,
761        double  s
762 )
763 {
764        double  d, e1, e2, wt, wsum;
765        COLOR  ct;
766        FVECT  ck0;
767        int  i;
768        int  j;
769        AMBVAL   *av;
770
771        wsum = 0.0;
772                                        /* do this node */
773        for (av = at->alist; av != NULL; av = av->next) {
774                double  rn_dot = -2.0;
775                if (tracktime)
776                        av->latick = ambclock;
777                /*
778                 *  Ambient level test.
779                 */
780                if (av->lvl > al ||     /* list sorted, so this works */
781                                (av->lvl == al) & (av->weight < 0.9*r->rweight))
782                        break;
783                /*
784                 *  Ambient radius test.
785                 */
786                VSUB(ck0, av->pos, r->rop);
787                e1 = DOT(ck0, ck0) / (av->rad * av->rad);
788                if (e1 > ambacc*ambacc*1.21)
789                        continue;
790                /*
791                 *  Direction test using closest normal.
792                 */
793                d = DOT(av->dir, r->ron);
794                if (rn != r->ron) {
795                        rn_dot = DOT(av->dir, rn);
796                        if (rn_dot > 1.0-FTINY)
797                                rn_dot = 1.0-FTINY;
798                        if (rn_dot >= d-FTINY) {
799                                d = rn_dot;
800                                rn_dot = -2.0;
801                        }
802                }
803                e2 = (1.0 - d) * r->rweight;
804                if (e2 < 0.0)
805                        e2 = 0.0;
806                else if (e1 + e2 > ambacc*ambacc*1.21)
807                        continue;
808                /*
809                 *  Ray behind test.
810                 */
811                d = 0.0;
812                for (j = 0; j < 3; j++)
813                        d += (r->rop[j] - av->pos[j]) *
814                                        (av->dir[j] + r->ron[j]);
815                if (d*0.5 < -minarad*ambacc-.001)
816                        continue;
817                /*
818                 *  Jittering final test reduces image artifacts.
819                 */
820                e1 = sqrt(e1);
821                e2 = sqrt(e2);
822                wt = e1 + e2;
823                if (wt > ambacc*(.9+.2*urand(9015+samplendx)))
824                        continue;
825                /*
826                 *  Recompute directional error using perturbed normal
827                 */
828                if (rn_dot > 0.0) {
829                        e2 = sqrt((1.0 - rn_dot)*r->rweight);
830                        wt = e1 + e2;
831                }
832                if (wt <= 1e-3)
833                        wt = 1e3;
834                else
835                        wt = 1.0 / wt;
836                wsum += wt;
837                extambient(ct, av, r->rop, rn);
838                scalecolor(ct, wt);
839                addcolor(acol, ct);
840        }
841        if (at->kid == NULL)
842                return(wsum);
843                                        /* do children */
844        s *= 0.5;
845        for (i = 0; i < 8; i++) {
846                for (j = 0; j < 3; j++) {
847                        ck0[j] = c0[j];
848                        if (1<<j & i)
849                                ck0[j] += s;
850                        if (r->rop[j] < ck0[j] - OCTSCALE*s)
851                                break;
852                        if (r->rop[j] > ck0[j] + (1.0+OCTSCALE)*s)
853                                break;
854                }
855                if (j == 3)
856                        wsum += sumambient(acol, r, rn, al,
857                                                at->kid+i, ck0, s);
858        }
859        return(wsum);
860 }
861
862
863 static double
864 makeambient(            /* make a new ambient value for storage */
865        COLOR  acol,
866        RAY  *r,
867        FVECT  rn,
868        int  al
869 )
870 {
871        AMBVAL  amb;
872        FVECT   gp, gd;
873        int     i;
874
875        amb.weight = 1.0;                       /* compute weight */
876        for (i = al; i-- > 0; )
877                amb.weight *= AVGREFL;
878        if (r->rweight < 0.1*amb.weight)        /* heuristic override */
879                amb.weight = 1.25*r->rweight;
880        setcolor(acol, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
881                                                /* compute ambient */
882        amb.rad = doambient(acol, r, amb.weight, gp, gd);
883        if (amb.rad <= FTINY) {
884                setcolor(acol, 0.0, 0.0, 0.0);
885                return(0.0);
886        }
887        scalecolor(acol, 1./AVGREFL);           /* undo assumed reflectance */
888                                                /* store value */
889        VCOPY(amb.pos, r->rop);
890        VCOPY(amb.dir, r->ron);
891        amb.lvl = al;
892        copycolor(amb.val, acol);
893        VCOPY(amb.gpos, gp);
894        VCOPY(amb.gdir, gd);
895                                                /* insert into tree */
896        avsave(&amb);                           /* and save to file */
897        if (rn != r->ron)
898                extambient(acol, &amb, r->rop, rn);     /* texture */
899        return(amb.rad);
900 }
901
902
656   static void
904 extambient(             /* extrapolate value at pv, nv */
905        COLOR  cr,
906        AMBVAL   *ap,
907        FVECT  pv,
908        FVECT  nv
909 )
910 {
911        FVECT  v1;
912        int  i;
913        double  d;
914
915        d = 1.0;                        /* zeroeth order */
916                                        /* gradient due to translation */
917        for (i = 0; i < 3; i++)
918                d += ap->gpos[i]*(pv[i]-ap->pos[i]);
919                                        /* gradient due to rotation */
920        VCROSS(v1, ap->dir, nv);
921        d += DOT(ap->gdir, v1);
922        if (d <= 0.0) {
923                setcolor(cr, 0.0, 0.0, 0.0);
924                return;
925        }
926        copycolor(cr, ap->val);
927        scalecolor(cr, d);
928 }
929
930
931 static void
932 avinsert(                               /* insert ambient value in our tree */
933        AMBVAL *av
934 )
935 {
936        AMBTREE  *at;
937        AMBVAL  *ap;
938        AMBVAL  avh;
939        FVECT  ck0;
940        double  s;
941        int  branch;
942        int  i;
943
944        if (av->rad <= FTINY)
945                error(CONSISTENCY, "zero ambient radius in avinsert");
946        at = &atrunk;
947        VCOPY(ck0, thescene.cuorg);
948        s = thescene.cusize;
949        while (s*(OCTSCALE/2) > av->rad*ambacc) {
950                if (at->kid == NULL)
951                        if ((at->kid = newambtree()) == NULL)
952                                error(SYSTEM, "out of memory in avinsert");
953                s *= 0.5;
954                branch = 0;
955                for (i = 0; i < 3; i++)
956                        if (av->pos[i] > ck0[i] + s) {
957                                ck0[i] += s;
958                                branch |= 1 << i;
959                        }
960                at = at->kid + branch;
961        }
962        avh.next = at->alist;           /* order by increasing level */
963        for (ap = &avh; ap->next != NULL; ap = ap->next)
964                if ( ap->next->lvl > av->lvl ||
965                                (ap->next->lvl == av->lvl) &
966                                (ap->next->weight <= av->weight) )
967                        break;
968        av->next = ap->next;
969        ap->next = (AMBVAL*)av;
970        at->alist = avh.next;
971 }
972
973 #endif  /* ! NEWAMB */
974
975 /************* FOLLOWING ROUTINES SAME FOR NEW & OLD METHODS ***************/
976
977 static void
657   initambfile(            /* initialize ambient file */
658          int  cre8
659   )
# Line 1075 | Line 754 | newambtree(void)                               /* allocate 8 ambient tree structs
754          }
755          atp = atfreelist;
756          atfreelist = atp->kid;
757 <        memset((char *)atp, '\0', 8*sizeof(AMBTREE));
757 >        memset(atp, 0, 8*sizeof(AMBTREE));
758          return(atp);
759   }
760  
# Line 1085 | Line 764 | freeambtree(                   /* free 8 ambient tree structs */
764          AMBTREE  *atp
765   )
766   {
767 <        if (atp == NULL) {      /* freeing free list? */
1089 <                while ((atp = atfreelist) != NULL) {
1090 <                        atfreelist = atp->kid;
1091 <                        free(atp);
1092 <                }
1093 <                return;
1094 <        }
1095 <        atp->kid = atfreelist;  /* else push node onto free list */
767 >        atp->kid = atfreelist;
768          atfreelist = atp;
769   }
770  
# Line 1108 | Line 780 | unloadatree(                   /* unload an ambient value tree */
780                                          /* transfer values at this node */
781          for (av = at->alist; av != NULL; av = at->alist) {
782                  at->alist = av->next;
783 +                av->next = NULL;
784                  (*f)(av);
785          }
786          if (at->kid == NULL)
# Line 1185 | Line 858 | avlmemi(                               /* find list position from address */
858   {
859          AMBVAL  **avlpp;
860  
861 <        avlpp = (AMBVAL **)bsearch((char *)&avaddr, (char *)avlist2,
862 <                        nambvals, sizeof(AMBVAL *), &aposcmp);
861 >        avlpp = (AMBVAL **)bsearch(&avaddr, avlist2,
862 >                        nambvals, sizeof(AMBVAL *), aposcmp);
863          if (avlpp == NULL)
864                  error(CONSISTENCY, "address not found in avlmemi");
865          return(avlpp - avlist2);
# Line 1229 | Line 902 | sortambvals(                   /* resort ambient values */
902          }
903          if (avlist1 == NULL) {          /* no time tracking -- rebuild tree? */
904                  if (avlist2 != NULL)
905 <                        free((void *)avlist2);
905 >                        free(avlist2);
906                  if (always) {           /* rebuild without sorting */
907                          oldatrunk = atrunk;
908                          atrunk.alist = NULL;
# Line 1256 | Line 929 | sortambvals(                   /* resort ambient values */
929                  if (i_avlist < nambvals)
930                          error(CONSISTENCY, "missing ambient values in sortambvals");
931   #endif
932 <                qsort((char *)avlist1, nambvals, sizeof(struct avl), alatcmp);
933 <                qsort((char *)avlist2, nambvals, sizeof(AMBVAL *), aposcmp);
932 >                qsort(avlist1, nambvals, sizeof(struct avl), alatcmp);
933 >                qsort(avlist2, nambvals, sizeof(AMBVAL *), aposcmp);
934                  for (i = 0; i < nambvals; i++) {
935                          if (avlist1[i].p == NULL)
936                                  continue;
# Line 1273 | Line 946 | sortambvals(                   /* resort ambient values */
946                          avinsert(avlist2[j]);
947                          avlist1[j].p = NULL;
948                  }
949 <                free((void *)avlist1);
950 <                free((void *)avlist2);
949 >                free(avlist1);
950 >                free(avlist2);
951                                                  /* compute new sort interval */
952                  sortintvl = ambclock - lastsort;
953                  if (sortintvl >= MAX_SORT_INTVL/2)
# Line 1323 | Line 996 | ambsync(void)                  /* synchronize ambient file */
996          if ((flen = lseek(fileno(ambfp), (off_t)0, SEEK_END)) < 0)
997                  goto seekerr;
998          if ((n = flen - lastpos) > 0) {         /* file has grown */
999 <                if (ambinp == NULL) {           /* use duplicate filedes */
1000 <                        ambinp = fdopen(dup(fileno(ambfp)), "r");
999 >                if (ambinp == NULL) {           /* get new file pointer */
1000 >                        ambinp = fopen(ambfile, "rb");
1001                          if (ambinp == NULL)
1002 <                                error(SYSTEM, "fdopen failed in ambsync");
1002 >                                error(SYSTEM, "fopen failed in ambsync");
1003                  }
1004                  if (fseek(ambinp, lastpos, SEEK_SET) < 0)
1005                          goto seekerr;
# Line 1341 | Line 1014 | ambsync(void)                  /* synchronize ambient file */
1014                          avstore(&avs);
1015                          n -= AMBVALSIZ;
1016                  }
1017 <                lastpos = flen - n;
1018 <                /*** seek always as safety measure
1019 <                if (n) ***/                     /* alignment */
1347 <                        if (lseek(fileno(ambfp), (off_t)lastpos, SEEK_SET) < 0)
1348 <                                goto seekerr;
1017 >                lastpos = flen - n;             /* check alignment */
1018 >                if (n && lseek(fileno(ambfp), (off_t)lastpos, SEEK_SET) < 0)
1019 >                        goto seekerr;
1020          }
1021          n = fflush(ambfp);                      /* calls write() at last */
1022 <        if (n != EOF)
1352 <                lastpos += (long)nunflshed*AMBVALSIZ;
1353 <        else if ((lastpos = lseek(fileno(ambfp), (off_t)0, SEEK_CUR)) < 0)
1354 <                goto seekerr;
1355 <                
1022 >        lastpos += (long)nunflshed*AMBVALSIZ;
1023          aflock(F_UNLCK);                        /* release file */
1024          nunflshed = 0;
1025          return(n);
1026   seekerr:
1027          error(SYSTEM, "seek failed in ambsync");
1028 <        return -1; /* pro forma return */
1028 >        return(EOF);    /* pro forma return */
1029   }
1030  
1031   #else   /* ! F_SETLKW */

Diff Legend

Removed lines
+ Added lines
< Changed lines
> Changed lines