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 1.6 by greg, Tue Aug 8 17:31:23 1989 UTC vs.
Revision 2.105 by greg, Tue Jan 9 05:01:15 2018 UTC

# Line 1 | Line 1
1 < /* Copyright (c) 1986 Regents of the University of California */
2 <
3 < #ifndef lint
4 < static char SCCSid[] = "$SunId$ LBL";
5 < #endif
6 <
1 > static const char       RCSid[] = "$Id$";
2   /*
3   *  ambient.c - routines dealing with ambient (inter-reflected) component.
4   *
5 < *  The macro AMBFLUSH (if defined) is the number of ambient values
11 < *      to wait before flushing to the ambient file.
12 < *
13 < *     5/9/86
5 > *  Declarations of external symbols in ambient.h
6   */
7  
8 < #include  "ray.h"
8 > #include "copyright.h"
9  
10 < #include  "octree.h"
10 > #include <string.h>
11  
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  "source.h"
19   #include  "random.h"
20 + #include  "pmapamb.h"
21  
22 < #define  OCTSCALE       0.5     /* ceil((valid rad.)/(cube size)) */
22 > #ifndef  OCTSCALE
23 > #define  OCTSCALE       1.0     /* ceil((valid rad.)/(cube size)) */
24 > #endif
25  
26 < #define  WDONE          4       /* stop if wsum/wmin is at or above */
26 > extern char  *shm_boundary;     /* memory sharing boundary */
27  
28 < extern CUBE  thescene;          /* contains space boundaries */
28 > #ifndef  MAXASET
29 > #define  MAXASET        4095    /* maximum number of elements in ambient set */
30 > #endif
31 > OBJECT  ambset[MAXASET+1]={0};  /* ambient include/exclude set */
32  
33 < extern COLOR  ambval;           /* global ambient component */
34 < extern double  ambacc;          /* ambient accuracy */
30 < extern int  ambres;             /* ambient resolution */
31 < extern int  ambdiv;             /* number of divisions for calculation */
32 < extern int  ambssamp;           /* number of super-samples */
33 < extern int  ambounce;           /* number of ambient bounces */
34 < extern char  *amblist[];        /* ambient include/exclude list */
35 < extern int  ambincl;            /* include == 1, exclude == 0 */
33 > double  maxarad;                /* maximum ambient radius */
34 > double  minarad;                /* minimum ambient radius */
35  
36 < OBJECT  ambset[128];            /* ambient include/exclude set */
36 > static AMBTREE  atrunk;         /* our ambient trunk node */
37  
38 < double  maxarad;                /* maximum ambient radius */
39 < double  minarad;                /* minimum ambient radius */
38 > static FILE  *ambfp = NULL;     /* ambient file pointer */
39 > static int  nunflshed = 0;      /* number of unflushed ambient values */
40  
41 < typedef struct ambval {
42 <        FVECT  pos;             /* position in space */
43 <        FVECT  dir;             /* normal direction */
44 <        int  lvl;               /* recursion level of parent ray */
45 <        float  weight;          /* weight of parent ray */
46 <        COLOR  val;             /* computed ambient value */
47 <        float  rad;             /* validity radius */
48 <        struct ambval  *next;   /* next in list */
49 < }  AMBVAL;                      /* ambient value */
41 > #ifndef SORT_THRESH
42 > #ifdef SMLMEM
43 > #define SORT_THRESH     ((16L<<20)/sizeof(AMBVAL))
44 > #else
45 > #define SORT_THRESH     ((64L<<20)/sizeof(AMBVAL))
46 > #endif
47 > #endif
48 > #ifndef SORT_INTVL
49 > #define SORT_INTVL      (SORT_THRESH<<1)
50 > #endif
51 > #ifndef MAX_SORT_INTVL
52 > #define MAX_SORT_INTVL  (SORT_INTVL<<6)
53 > #endif
54  
52 typedef struct ambtree {
53        AMBVAL  *alist;         /* ambient value list */
54        struct ambtree  *kid;   /* 8 child nodes */
55 }  AMBTREE;                     /* ambient octree */
55  
56 < typedef struct {
57 <        float  k;               /* error contribution per sample */
58 <        COLOR  v;               /* ray sum */
59 <        int  n;                 /* number of samples */
60 <        short  t, p;            /* theta, phi indices */
61 < }  AMBSAMP;                     /* ambient sample */
56 > static double  avsum = 0.;              /* computed ambient value sum (log) */
57 > static unsigned int  navsum = 0;        /* number of values in avsum */
58 > static unsigned int  nambvals = 0;      /* total number of indirect values */
59 > static unsigned int  nambshare = 0;     /* number of values from file */
60 > static unsigned long  ambclock = 0;     /* ambient access clock */
61 > static unsigned long  lastsort = 0;     /* time of last value sort */
62 > static long  sortintvl = SORT_INTVL;    /* time until next sort */
63 > static FILE  *ambinp = NULL;            /* auxiliary file for input */
64 > static long  lastpos = -1;              /* last flush position */
65  
66 < static AMBTREE  atrunk;         /* our ambient trunk node */
66 > #define MAXACLOCK       (1L<<30)        /* clock turnover value */
67 >        /*
68 >         * Track access times unless we are sharing ambient values
69 >         * through memory on a multiprocessor, when we want to avoid
70 >         * claiming our own memory (copy on write).  Go ahead anyway
71 >         * if more than two thirds of our values are unshared.
72 >         * Compile with -Dtracktime=0 to turn this code off.
73 >         */
74 > #ifndef tracktime
75 > #define tracktime       (shm_boundary == NULL || nambvals > 3*nambshare)
76 > #endif
77  
78 < static FILE  *ambfp = NULL;     /* ambient file pointer */
78 > #define  AMBFLUSH       (BUFSIZ/AMBVALSIZ)
79  
80 < #define  newambval()    (AMBVAL *)bmalloc(sizeof(AMBVAL))
80 > #define  newambval()    (AMBVAL *)malloc(sizeof(AMBVAL))
81  
82 < #define  newambtree()   (AMBTREE *)calloc(8, sizeof(AMBTREE))
82 > static void initambfile(int creat);
83 > static void avsave(AMBVAL *av);
84 > static AMBVAL *avstore(AMBVAL  *aval);
85 > static AMBTREE *newambtree(void);
86 > static void freeambtree(AMBTREE  *atp);
87  
88 < double  sumambient(), doambient(), makeambient();
88 > typedef void unloadtf_t(AMBVAL *);
89 > static unloadtf_t avinsert;
90 > static unloadtf_t av2list;
91 > static unloadtf_t avfree;
92 > static void unloadatree(AMBTREE  *at, unloadtf_t *f);
93  
94 + static int aposcmp(const void *avp1, const void *avp2);
95 + static int avlmemi(AMBVAL *avaddr);
96 + static void sortambvals(int always);
97  
98 < setambient(afile)                       /* initialize calculation */
99 < char  *afile;
98 > #ifdef  F_SETLKW
99 > static void aflock(int  typ);
100 > #endif
101 >
102 >
103 > void
104 > setambres(                              /* set ambient resolution */
105 >        int  ar
106 > )
107   {
108 <        long  ftell();
109 <        char  **amblp;
110 <        OBJECT  obj;
111 <        AMBVAL  amb;
112 <                                        /* set up ambient set */
113 <        ambset[0] = 0;
114 <        for (amblp = amblist; *amblp != NULL; amblp++) {
115 <                if ((obj = modifier(*amblp)) == OVOID) {
116 <                        sprintf(errmsg, "unknown %s modifier \"%s\"",
117 <                                ambincl ? "include" : "exclude", *amblp);
108 >        ambres = ar < 0 ? 0 : ar;               /* may be done already */
109 >                                                /* set min & max radii */
110 >        if (ar <= 0) {
111 >                minarad = 0;
112 >                maxarad = thescene.cusize*0.2;
113 >        } else {
114 >                minarad = thescene.cusize / ar;
115 >                maxarad = 64.0 * minarad;               /* heuristic */
116 >                if (maxarad > thescene.cusize*0.2)
117 >                        maxarad = thescene.cusize*0.2;
118 >        }
119 >        if (minarad <= FTINY)
120 >                minarad = 10.0*FTINY;
121 >        if (maxarad <= minarad)
122 >                maxarad = 64.0 * minarad;
123 > }
124 >
125 >
126 > void
127 > setambacc(                              /* set ambient accuracy */
128 >        double  newa
129 > )
130 > {
131 >        static double   olda;           /* remember previous setting here */
132 >        
133 >        newa *= (newa > 0);
134 >        if (fabs(newa - olda) >= .05*(newa + olda)) {
135 >                ambacc = newa;
136 >                if (nambvals > 0)
137 >                        sortambvals(1);         /* rebuild tree */
138 >        }
139 > }
140 >
141 >
142 > void
143 > setambient(void)                                /* initialize calculation */
144 > {
145 >        int     readonly = 0;
146 >        long    flen;
147 >        AMBVAL  amb;
148 >                                                /* make sure we're fresh */
149 >        ambdone();
150 >                                                /* init ambient limits */
151 >        setambres(ambres);
152 >        setambacc(ambacc);
153 >        if (ambfile == NULL || !ambfile[0])
154 >                return;
155 >        if (ambacc <= FTINY) {
156 >                sprintf(errmsg, "zero ambient accuracy so \"%s\" not opened",
157 >                                ambfile);
158 >                error(WARNING, errmsg);
159 >                return;
160 >        }
161 >                                                /* open ambient file */
162 >        if ((ambfp = fopen(ambfile, "r+")) == NULL)
163 >                readonly = (ambfp = fopen(ambfile, "r")) != NULL;
164 >        if (ambfp != NULL) {
165 >                initambfile(0);                 /* file exists */
166 >                lastpos = ftell(ambfp);
167 >                while (readambval(&amb, ambfp))
168 >                        avstore(&amb);
169 >                nambshare = nambvals;           /* share loaded values */
170 >                if (readonly) {
171 >                        sprintf(errmsg,
172 >                                "loaded %u values from read-only ambient file",
173 >                                        nambvals);
174                          error(WARNING, errmsg);
175 <                        continue;
175 >                        fclose(ambfp);          /* close file so no writes */
176 >                        ambfp = NULL;
177 >                        return;                 /* avoid ambsync() */
178                  }
179 <                if (!inset(ambset, obj))
180 <                        insertelem(ambset, obj);
179 >                                                /* align file pointer */
180 >                lastpos += (long)nambvals*AMBVALSIZ;
181 >                flen = lseek(fileno(ambfp), (off_t)0, SEEK_END);
182 >                if (flen != lastpos) {
183 >                        sprintf(errmsg,
184 >                        "ignoring last %ld values in ambient file (corrupted)",
185 >                                        (flen - lastpos)/AMBVALSIZ);
186 >                        error(WARNING, errmsg);
187 >                        fseek(ambfp, lastpos, SEEK_SET);
188 >                        ftruncate(fileno(ambfp), (off_t)lastpos);
189 >                }
190 >        } else if ((ambfp = fopen(ambfile, "w+")) != NULL) {
191 >                initambfile(1);                 /* else create new file */
192 >                fflush(ambfp);
193 >                lastpos = ftell(ambfp);
194 >        } else {
195 >                sprintf(errmsg, "cannot open ambient file \"%s\"", ambfile);
196 >                error(SYSTEM, errmsg);
197          }
198 <        maxarad = thescene.cusize / 2.0;                /* maximum radius */
199 <                                                        /* minimum radius */
200 <        minarad = ambres > 0 ? thescene.cusize/ambres : 0.0;
198 > #ifdef  F_SETLKW
199 >        aflock(F_UNLCK);                        /* release file */
200 > #endif
201 > }
202  
203 <                                        /* open ambient file */
204 <        if (afile != NULL)
205 <                if ((ambfp = fopen(afile, "r+")) != NULL) {
206 <                        while (fread(&amb, sizeof(AMBVAL), 1, ambfp) == 1)
207 <                                avinsert(&amb, &atrunk, thescene.cuorg,
208 <                                                thescene.cusize);
209 <                                                        /* align */
210 <                        fseek(ambfp, -(ftell(ambfp)%sizeof(AMBVAL)), 1);
211 <                } else if ((ambfp = fopen(afile, "w")) == NULL) {
212 <                        sprintf(errmsg, "cannot open ambient file \"%s\"",
213 <                                        afile);
109 <                        error(SYSTEM, errmsg);
203 >
204 > void
205 > ambdone(void)                   /* close ambient file and free memory */
206 > {
207 >        if (ambfp != NULL) {            /* close ambient file */
208 >                ambsync();
209 >                fclose(ambfp);
210 >                ambfp = NULL;
211 >                if (ambinp != NULL) {  
212 >                        fclose(ambinp);
213 >                        ambinp = NULL;
214                  }
215 +                lastpos = -1;
216 +        }
217 +                                        /* free ambient tree */
218 +        unloadatree(&atrunk, avfree);
219 +                                        /* reset state variables */
220 +        avsum = 0.;
221 +        navsum = 0;
222 +        nambvals = 0;
223 +        nambshare = 0;
224 +        ambclock = 0;
225 +        lastsort = 0;
226 +        sortintvl = SORT_INTVL;
227   }
228  
229  
230 < ambient(acol, r)                /* compute ambient component for ray */
231 < COLOR  acol;
232 < register RAY  *r;
230 > void
231 > ambnotify(                      /* record new modifier */
232 >        OBJECT  obj
233 > )
234   {
235 +        static int  hitlimit = 0;
236 +        OBJREC   *o;
237 +        char  **amblp;
238 +
239 +        if (obj == OVOID) {             /* starting over */
240 +                ambset[0] = 0;
241 +                hitlimit = 0;
242 +                return;
243 +        }
244 +        o = objptr(obj);
245 +        if (hitlimit || !ismodifier(o->otype))
246 +                return;
247 +        for (amblp = amblist; *amblp != NULL; amblp++)
248 +                if (!strcmp(o->oname, *amblp)) {
249 +                        if (ambset[0] >= MAXASET) {
250 +                                error(WARNING, "too many modifiers in ambient list");
251 +                                hitlimit++;
252 +                                return;         /* should this be fatal? */
253 +                        }
254 +                        insertelem(ambset, obj);
255 +                        return;
256 +                }
257 + }
258 +
259 + /************ THE FOLLOWING ROUTINES DIFFER BETWEEN NEW & OLD ***************/
260 +
261 + #ifndef OLDAMB
262 +
263 + #define tfunc(lwr, x, upr)      (((x)-(lwr))/((upr)-(lwr)))
264 +
265 + static int      plugaleak(RAY *r, AMBVAL *ap, FVECT anorm, double ang);
266 + static double   sumambient(COLOR acol, RAY *r, FVECT rn, int al,
267 +                                AMBTREE *at, FVECT c0, double s);
268 + static int      makeambient(COLOR acol, RAY *r, FVECT rn, int al);
269 + static int      extambient(COLOR cr, AMBVAL *ap, FVECT pv, FVECT nv,
270 +                                FVECT uvw[3]);
271 +
272 + void
273 + multambient(            /* compute ambient component & multiply by coef. */
274 +        COLOR  aval,
275 +        RAY  *r,
276 +        FVECT  nrm
277 + )
278 + {
279          static int  rdepth = 0;                 /* ambient recursion */
280 <        double  wsum;
280 >        COLOR   acol, caustic;
281 >        int     i, ok;
282 >        double  d, l;
283  
284 <        rdepth++;                               /* increment level */
284 >        /* PMAP: Factor in ambient from photon map, if enabled and ray is
285 >         * ambient. Return as all ambient components accounted for, else
286 >         * continue. */
287 >        if (ambPmap(aval, r, rdepth))
288 >                return;
289  
290 +        /* PMAP: Factor in specular-diffuse ambient (caustics) from photon
291 +         * map, if enabled and ray is primary, else caustic is zero.  Continue
292 +         * with RADIANCE ambient calculation */
293 +        copycolor(caustic, aval);
294 +        ambPmapCaustic(caustic, r, rdepth);
295 +        
296          if (ambdiv <= 0)                        /* no ambient calculation */
297                  goto dumbamb;
298                                                  /* check number of bounces */
299 <        if (rdepth > ambounce)
299 >        if (rdepth >= ambounce)
300                  goto dumbamb;
301                                                  /* check ambient list */
302          if (ambincl != -1 && r->ro != NULL &&
# Line 131 | Line 304 | register RAY  *r;
304                  goto dumbamb;
305  
306          if (ambacc <= FTINY) {                  /* no ambient storage */
307 <                if (doambient(acol, r) == 0.0)
307 >                FVECT   uvd[2];
308 >                float   dgrad[2], *dgp = NULL;
309 >
310 >                if (nrm != r->ron && DOT(nrm,r->ron) < 0.9999)
311 >                        dgp = dgrad;            /* compute rotational grad. */
312 >                copycolor(acol, aval);
313 >                rdepth++;
314 >                ok = doambient(acol, r, r->rweight,
315 >                                uvd, NULL, NULL, dgp, NULL);
316 >                rdepth--;
317 >                if (!ok)
318                          goto dumbamb;
319 <                goto done;
319 >                if ((ok > 0) & (dgp != NULL)) { /* apply texture */
320 >                        FVECT   v1;
321 >                        VCROSS(v1, r->ron, nrm);
322 >                        d = 1.0;
323 >                        for (i = 3; i--; )
324 >                                d += v1[i] * (dgp[0]*uvd[0][i] + dgp[1]*uvd[1][i]);
325 >                        if (d >= 0.05)
326 >                                scalecolor(acol, d);
327 >                }
328 >                copycolor(aval, acol);
329 >
330 >                /* PMAP: add in caustic */
331 >                addcolor(aval, caustic);
332 >                return;
333          }
334 <                                                /* get ambient value */
334 >
335 >        if (tracktime)                          /* sort to minimize thrashing */
336 >                sortambvals(0);
337 >                                                /* interpolate ambient value */
338          setcolor(acol, 0.0, 0.0, 0.0);
339 <        wsum = sumambient(acol, r, &atrunk, thescene.cuorg, thescene.cusize);
340 <        if (wsum > FTINY)
341 <                scalecolor(acol, 1.0/wsum);
342 <        else if (makeambient(acol, r) == 0.0)
343 <                goto dumbamb;
344 <        goto done;
339 >        d = sumambient(acol, r, nrm, rdepth,
340 >                        &atrunk, thescene.cuorg, thescene.cusize);
341 >                        
342 >        if (d > FTINY) {
343 >                d = 1.0/d;
344 >                scalecolor(acol, d);
345 >                multcolor(aval, acol);
346  
347 < dumbamb:                                        /* return global value */
348 <        copycolor(acol, ambval);
349 < done:                                           /* must finish here! */
347 >                /* PMAP: add in caustic */
348 >                addcolor(aval, caustic);
349 >                return;
350 >        }
351 >        
352 >        rdepth++;                               /* need to cache new value */
353 >        ok = makeambient(acol, r, nrm, rdepth-1);
354          rdepth--;
355 +        
356 +        if (ok) {
357 +                multcolor(aval, acol);          /* computed new value */
358 +
359 +                /* PMAP: add in caustic */
360 +                addcolor(aval, caustic);
361 +                return;
362 +        }
363 +        
364 + dumbamb:                                        /* return global value */
365 +        if ((ambvwt <= 0) | (navsum == 0)) {
366 +                multcolor(aval, ambval);
367 +                
368 +                /* PMAP: add in caustic */
369 +                addcolor(aval, caustic);
370 +                return;
371 +        }
372 +        
373 +        l = bright(ambval);                     /* average in computations */  
374 +        if (l > FTINY) {
375 +                d = (log(l)*(double)ambvwt + avsum) /
376 +                                (double)(ambvwt + navsum);
377 +                d = exp(d) / l;
378 +                scalecolor(aval, d);
379 +                multcolor(aval, ambval);        /* apply color of ambval */
380 +        } else {
381 +                d = exp( avsum / (double)navsum );
382 +                scalecolor(aval, d);            /* neutral color */
383 +        }
384   }
385  
386  
387 < double
388 < sumambient(acol, r, at, c0, s)          /* get interpolated ambient value */
389 < COLOR  acol;
157 < register RAY  *r;
158 < AMBTREE  *at;
159 < FVECT  c0;
160 < double  s;
387 > /* Plug a potential leak where ambient cache value is occluded */
388 > static int
389 > plugaleak(RAY *r, AMBVAL *ap, FVECT anorm, double ang)
390   {
391 <        extern double  sqrt();
392 <        double  d, e1, e2, wt, wsum;
393 <        COLOR  ct;
394 <        FVECT  ck0;
395 <        int  i;
167 <        register int  j;
168 <        register AMBVAL  *av;
391 >        const double    cost70sq = 0.1169778;   /* cos(70deg)^2 */
392 >        RAY             rtst;
393 >        FVECT           vdif;
394 >        double          normdot, ndotd, nadotd;
395 >        double          a, b, c, t[2];
396  
397 <        wsum = 0.0;
398 <                                        /* check children first */
399 <        if (at->kid != NULL) {
397 >        ang += 2.*PI*(ang < 0);                 /* check direction flags */
398 >        if ( !(ap->corral>>(int)(ang*(16./PI)) & 1) )
399 >                return(0);
400 >        /*
401 >         * Generate test ray, targeting 20 degrees above sample point plane
402 >         * along surface normal from cache position.  This should be high
403 >         * enough to miss local geometry we don't really care about.
404 >         */
405 >        VSUB(vdif, ap->pos, r->rop);
406 >        normdot = DOT(anorm, r->ron);
407 >        ndotd = DOT(vdif, r->ron);
408 >        nadotd = DOT(vdif, anorm);
409 >        a = normdot*normdot - cost70sq;
410 >        b = 2.0*(normdot*ndotd - nadotd*cost70sq);
411 >        c = ndotd*ndotd - DOT(vdif,vdif)*cost70sq;
412 >        if (quadratic(t, a, b, c) != 2)
413 >                return(1);                      /* should rarely happen */
414 >        if (t[1] <= FTINY)
415 >                return(0);                      /* should fail behind test */
416 >        rayorigin(&rtst, SHADOW, r, NULL);
417 >        VSUM(rtst.rdir, vdif, anorm, t[1]);     /* further dist. > plane */
418 >        rtst.rmax = normalize(rtst.rdir);       /* short ray test */
419 >        while (localhit(&rtst, &thescene)) {    /* check for occluder */
420 >                OBJREC  *m = findmaterial(rtst.ro);
421 >                if (m != NULL && !istransp(m->otype) && !isBSDFproxy(m) &&
422 >                                (rtst.clipset == NULL ||
423 >                                        !inset(rtst.clipset, rtst.ro->omod)))
424 >                        return(1);              /* plug light leak */
425 >                VCOPY(rtst.rorg, rtst.rop);     /* skip invisible surface */
426 >                rtst.rmax -= rtst.rot;
427 >                rayclear(&rtst);
428 >        }
429 >        return(0);                              /* seems we're OK */
430 > }
431 >
432 >
433 > static double
434 > sumambient(             /* get interpolated ambient value */
435 >        COLOR  acol,
436 >        RAY  *r,
437 >        FVECT  rn,
438 >        int  al,
439 >        AMBTREE  *at,
440 >        FVECT  c0,
441 >        double  s
442 > )
443 > {                       /* initial limit is 10 degrees plus ambacc radians */
444 >        const double    minangle = 10.0 * PI/180.;
445 >        double          maxangle = minangle + ambacc;
446 >        double          wsum = 0.0;
447 >        FVECT           ck0;
448 >        int             i, j;
449 >        AMBVAL          *av;
450 >
451 >        if (at->kid != NULL) {          /* sum children first */                                
452                  s *= 0.5;
453                  for (i = 0; i < 8; i++) {
454                          for (j = 0; j < 3; j++) {
# Line 182 | Line 461 | double  s;
461                                          break;
462                          }
463                          if (j == 3)
464 <                                wsum += sumambient(acol, r, at->kid+i, ck0, s);
464 >                                wsum += sumambient(acol, r, rn, al,
465 >                                                        at->kid+i, ck0, s);
466                  }
467 <                if (wsum*ambacc >= WDONE)
468 <                        return(wsum);           /* close enough */
467 >                                        /* good enough? */
468 >                if (wsum >= 0.05 && s > minarad*10.0)
469 >                        return(wsum);
470          }
471 <                                        /* check this node */
471 >                                        /* adjust maximum angle */
472 >        if (at->alist != NULL && (at->alist->lvl <= al) & (r->rweight < 0.6))
473 >                maxangle = (maxangle - PI/2.)*pow(r->rweight,0.13) + PI/2.;
474 >                                        /* sum this node */
475          for (av = at->alist; av != NULL; av = av->next) {
476 +                double  u, v, d, delta_r2, delta_t2;
477 +                COLOR   ct;
478 +                FVECT   uvw[3];
479 +                                        /* record access */
480 +                if (tracktime)
481 +                        av->latick = ambclock;
482                  /*
483 <                 *  Ray strength test.
483 >                 *  Ambient level test
484                   */
485 <                if (av->lvl > r->rlvl || av->weight < r->rweight-FTINY)
485 >                if (av->lvl > al ||     /* list sorted, so this works */
486 >                                (av->lvl == al) & (av->weight < 0.9*r->rweight))
487 >                        break;
488 >                /*
489 >                 *  Direction test using unperturbed normal
490 >                 */
491 >                decodedir(uvw[2], av->ndir);
492 >                d = DOT(uvw[2], r->ron);
493 >                if (d <= 0.0)           /* >= 90 degrees */
494                          continue;
495 +                delta_r2 = 2.0 - 2.0*d; /* approx. radians^2 */
496 +                if (delta_r2 >= maxangle*maxangle)
497 +                        continue;
498                  /*
499 +                 *  Modified ray behind test
500 +                 */
501 +                VSUB(ck0, r->rop, av->pos);
502 +                d = DOT(ck0, uvw[2]);
503 +                if (d < -minarad*ambacc-.001)
504 +                        continue;
505 +                d /= av->rad[0];
506 +                delta_t2 = d*d;
507 +                if (delta_t2 >= ambacc*ambacc)
508 +                        continue;
509 +                /*
510 +                 *  Elliptical radii test based on Hessian
511 +                 */
512 +                decodedir(uvw[0], av->udir);
513 +                VCROSS(uvw[1], uvw[2], uvw[0]);
514 +                d = (u = DOT(ck0, uvw[0])) / av->rad[0];
515 +                delta_t2 += d*d;
516 +                d = (v = DOT(ck0, uvw[1])) / av->rad[1];
517 +                delta_t2 += d*d;
518 +                if (delta_t2 >= ambacc*ambacc)
519 +                        continue;
520 +                /*
521 +                 *  Test for potential light leak
522 +                 */
523 +                if (av->corral && plugaleak(r, av, uvw[2], atan2a(v,u)))
524 +                        continue;
525 +                /*
526 +                 *  Extrapolate value and compute final weight (hat function)
527 +                 */
528 +                if (!extambient(ct, av, r->rop, rn, uvw))
529 +                        continue;
530 +                d = tfunc(maxangle, sqrt(delta_r2), 0.0) *
531 +                        tfunc(ambacc, sqrt(delta_t2), 0.0);
532 +                scalecolor(ct, d);
533 +                addcolor(acol, ct);
534 +                wsum += d;
535 +        }
536 +        return(wsum);
537 + }
538 +
539 +
540 + static int
541 + makeambient(            /* make a new ambient value for storage */
542 +        COLOR  acol,
543 +        RAY  *r,
544 +        FVECT  rn,
545 +        int  al
546 + )
547 + {
548 +        AMBVAL  amb;
549 +        FVECT   uvw[3];
550 +        int     i;
551 +
552 +        amb.weight = 1.0;                       /* compute weight */
553 +        for (i = al; i-- > 0; )
554 +                amb.weight *= AVGREFL;
555 +        if (r->rweight < 0.1*amb.weight)        /* heuristic override */
556 +                amb.weight = 1.25*r->rweight;
557 +        setcolor(acol, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
558 +                                                /* compute ambient */
559 +        i = doambient(acol, r, amb.weight,
560 +                        uvw, amb.rad, amb.gpos, amb.gdir, &amb.corral);
561 +        scalecolor(acol, 1./AVGREFL);           /* undo assumed reflectance */
562 +        if (i <= 0 || amb.rad[0] <= FTINY)      /* no Hessian or zero radius */
563 +                return(i);
564 +                                                /* store value */
565 +        VCOPY(amb.pos, r->rop);
566 +        amb.ndir = encodedir(r->ron);
567 +        amb.udir = encodedir(uvw[0]);
568 +        amb.lvl = al;
569 +        copycolor(amb.val, acol);
570 +                                                /* insert into tree */
571 +        avsave(&amb);                           /* and save to file */
572 +        if (rn != r->ron) {                     /* texture */
573 +                VCOPY(uvw[2], r->ron);
574 +                extambient(acol, &amb, r->rop, rn, uvw);
575 +        }
576 +        return(1);
577 + }
578 +
579 +
580 + static int
581 + extambient(             /* extrapolate value at pv, nv */
582 +        COLOR  cr,
583 +        AMBVAL   *ap,
584 +        FVECT  pv,
585 +        FVECT  nv,
586 +        FVECT  uvw[3]
587 + )
588 + {
589 +        const double    min_d = 0.05;
590 +        static FVECT    my_uvw[3];
591 +        FVECT           v1;
592 +        int             i;
593 +        double          d = 1.0;        /* zeroeth order */
594 +
595 +        if (uvw == NULL) {              /* need local coordinates? */
596 +                decodedir(my_uvw[2], ap->ndir);
597 +                decodedir(my_uvw[0], ap->udir);
598 +                VCROSS(my_uvw[1], my_uvw[2], my_uvw[0]);
599 +                uvw = my_uvw;
600 +        }
601 +        for (i = 3; i--; )              /* gradient due to translation */
602 +                d += (pv[i] - ap->pos[i]) *
603 +                        (ap->gpos[0]*uvw[0][i] + ap->gpos[1]*uvw[1][i]);
604 +
605 +        VCROSS(v1, uvw[2], nv);         /* gradient due to rotation */
606 +        for (i = 3; i--; )
607 +                d += v1[i] * (ap->gdir[0]*uvw[0][i] + ap->gdir[1]*uvw[1][i]);
608 +        
609 +        if (d < min_d)                  /* should not use if we can avoid it */
610 +                d = min_d;
611 +        copycolor(cr, ap->val);
612 +        scalecolor(cr, d);
613 +        return(d > min_d);
614 + }
615 +
616 +
617 + static void
618 + avinsert(                               /* insert ambient value in our tree */
619 +        AMBVAL *av
620 + )
621 + {
622 +        AMBTREE  *at;
623 +        AMBVAL  *ap;
624 +        AMBVAL  avh;
625 +        FVECT  ck0;
626 +        double  s;
627 +        int  branch;
628 +        int  i;
629 +
630 +        if (av->rad[0] <= FTINY)
631 +                error(CONSISTENCY, "zero ambient radius in avinsert");
632 +        at = &atrunk;
633 +        VCOPY(ck0, thescene.cuorg);
634 +        s = thescene.cusize;
635 +        while (s*(OCTSCALE/2) > av->rad[1]*ambacc) {
636 +                if (at->kid == NULL)
637 +                        if ((at->kid = newambtree()) == NULL)
638 +                                error(SYSTEM, "out of memory in avinsert");
639 +                s *= 0.5;
640 +                branch = 0;
641 +                for (i = 0; i < 3; i++)
642 +                        if (av->pos[i] > ck0[i] + s) {
643 +                                ck0[i] += s;
644 +                                branch |= 1 << i;
645 +                        }
646 +                at = at->kid + branch;
647 +        }
648 +        avh.next = at->alist;           /* order by increasing level */
649 +        for (ap = &avh; ap->next != NULL; ap = ap->next)
650 +                if ( ap->next->lvl > av->lvl ||
651 +                                (ap->next->lvl == av->lvl) &
652 +                                (ap->next->weight <= av->weight) )
653 +                        break;
654 +        av->next = ap->next;
655 +        ap->next = (AMBVAL*)av;
656 +        at->alist = avh.next;
657 + }
658 +
659 +
660 + #else /* ! NEWAMB */
661 +
662 + static double   sumambient(COLOR acol, RAY *r, FVECT rn, int al,
663 +                                AMBTREE *at, FVECT c0, double s);
664 + static double   makeambient(COLOR acol, RAY *r, FVECT rn, int al);
665 + static void     extambient(COLOR cr, AMBVAL *ap, FVECT pv, FVECT nv);
666 +
667 +
668 + void
669 + multambient(            /* compute ambient component & multiply by coef. */
670 +        COLOR  aval,
671 +        RAY  *r,
672 +        FVECT  nrm
673 + )
674 + {
675 +        static int  rdepth = 0;                 /* ambient recursion */
676 +        COLOR   acol, caustic;
677 +        double  d, l;
678 +
679 +        /* PMAP: Factor in ambient from global photon map (if enabled) and return
680 +         * as all ambient components accounted for */
681 +        if (ambPmap(aval, r, rdepth))
682 +                return;
683 +
684 +        /* PMAP: Otherwise factor in ambient from caustic photon map
685 +         * (ambPmapCaustic() returns zero if caustic photons disabled) and
686 +         * continue with RADIANCE ambient calculation */
687 +        copycolor(caustic, aval);
688 +        ambPmapCaustic(caustic, r, rdepth);
689 +        
690 +        if (ambdiv <= 0)                        /* no ambient calculation */
691 +                goto dumbamb;
692 +                                                /* check number of bounces */
693 +        if (rdepth >= ambounce)
694 +                goto dumbamb;
695 +                                                /* check ambient list */
696 +        if (ambincl != -1 && r->ro != NULL &&
697 +                        ambincl != inset(ambset, r->ro->omod))
698 +                goto dumbamb;
699 +
700 +        if (ambacc <= FTINY) {                  /* no ambient storage */
701 +                copycolor(acol, aval);
702 +                rdepth++;
703 +                d = doambient(acol, r, r->rweight, NULL, NULL);
704 +                rdepth--;
705 +                if (d <= FTINY)
706 +                        goto dumbamb;
707 +                copycolor(aval, acol);          
708 +        
709 +           /* PMAP: add in caustic */
710 +                addcolor(aval, caustic);        
711 +                return;
712 +        }
713 +
714 +        if (tracktime)                          /* sort to minimize thrashing */
715 +                sortambvals(0);
716 +                                                /* interpolate ambient value */
717 +        setcolor(acol, 0.0, 0.0, 0.0);
718 +        d = sumambient(acol, r, nrm, rdepth,
719 +                        &atrunk, thescene.cuorg, thescene.cusize);
720 +                        
721 +        if (d > FTINY) {
722 +                d = 1.0/d;
723 +                scalecolor(acol, d);
724 +                multcolor(aval, acol);
725 +                
726 +                /* PMAP: add in caustic */
727 +                addcolor(aval, caustic);        
728 +                return;
729 +        }
730 +        
731 +        rdepth++;                               /* need to cache new value */
732 +        d = makeambient(acol, r, nrm, rdepth-1);
733 +        rdepth--;
734 +        
735 +        if (d > FTINY) {
736 +                multcolor(aval, acol);          /* got new value */
737 +
738 +                /* PMAP: add in caustic */
739 +                addcolor(aval, caustic);                        
740 +                return;
741 +        }
742 +        
743 + dumbamb:                                        /* return global value */
744 +        if ((ambvwt <= 0) | (navsum == 0)) {
745 +                multcolor(aval, ambval);
746 +
747 +                /* PMAP: add in caustic */
748 +                addcolor(aval, caustic);        
749 +                return;
750 +        }
751 +        
752 +        l = bright(ambval);                     /* average in computations */
753 +        if (l > FTINY) {
754 +                d = (log(l)*(double)ambvwt + avsum) /
755 +                                (double)(ambvwt + navsum);
756 +                d = exp(d) / l;
757 +                scalecolor(aval, d);
758 +                multcolor(aval, ambval);        /* apply color of ambval */
759 +        } else {
760 +                d = exp( avsum / (double)navsum );
761 +                scalecolor(aval, d);            /* neutral color */
762 +        }
763 + }
764 +
765 +
766 + static double
767 + sumambient(     /* get interpolated ambient value */
768 +        COLOR  acol,
769 +        RAY  *r,
770 +        FVECT  rn,
771 +        int  al,
772 +        AMBTREE  *at,
773 +        FVECT  c0,
774 +        double  s
775 + )
776 + {
777 +        double  d, e1, e2, wt, wsum;
778 +        COLOR  ct;
779 +        FVECT  ck0;
780 +        int  i;
781 +        int  j;
782 +        AMBVAL   *av;
783 +
784 +        wsum = 0.0;
785 +                                        /* do this node */
786 +        for (av = at->alist; av != NULL; av = av->next) {
787 +                double  rn_dot = -2.0;
788 +                if (tracktime)
789 +                        av->latick = ambclock;
790 +                /*
791 +                 *  Ambient level test.
792 +                 */
793 +                if (av->lvl > al ||     /* list sorted, so this works */
794 +                                (av->lvl == al) & (av->weight < 0.9*r->rweight))
795 +                        break;
796 +                /*
797                   *  Ambient radius test.
798                   */
799 <                e1 = 0.0;
800 <                for (j = 0; j < 3; j++) {
202 <                        d = av->pos[j] - r->rop[j];
203 <                        e1 += d * d;
204 <                }
205 <                e1 /= av->rad * av->rad;
799 >                VSUB(ck0, av->pos, r->rop);
800 >                e1 = DOT(ck0, ck0) / (av->rad * av->rad);
801                  if (e1 > ambacc*ambacc*1.21)
802                          continue;
803                  /*
804 <                 *  Normal direction test.
804 >                 *  Direction test using closest normal.
805                   */
806 <                e2 = (1.0 - DOT(av->dir, r->ron)) * r->rweight;
807 <                if (e2 < 0.0) e2 = 0.0;
808 <                if (e1 + e2 > ambacc*ambacc*1.21)
806 >                d = DOT(av->dir, r->ron);
807 >                if (rn != r->ron) {
808 >                        rn_dot = DOT(av->dir, rn);
809 >                        if (rn_dot > 1.0-FTINY)
810 >                                rn_dot = 1.0-FTINY;
811 >                        if (rn_dot >= d-FTINY) {
812 >                                d = rn_dot;
813 >                                rn_dot = -2.0;
814 >                        }
815 >                }
816 >                e2 = (1.0 - d) * r->rweight;
817 >                if (e2 < 0.0)
818 >                        e2 = 0.0;
819 >                else if (e1 + e2 > ambacc*ambacc*1.21)
820                          continue;
821                  /*
822                   *  Ray behind test.
# Line 219 | Line 825 | double  s;
825                  for (j = 0; j < 3; j++)
826                          d += (r->rop[j] - av->pos[j]) *
827                                          (av->dir[j] + r->ron[j]);
828 <                if (d < -minarad)
828 >                if (d*0.5 < -minarad*ambacc-.001)
829                          continue;
830                  /*
831                   *  Jittering final test reduces image artifacts.
832                   */
833 <                wt = sqrt(e1) + sqrt(e2);
834 <                wt *= 0.9 + 0.2*frandom();
835 <                if (wt > ambacc)
833 >                e1 = sqrt(e1);
834 >                e2 = sqrt(e2);
835 >                wt = e1 + e2;
836 >                if (wt > ambacc*(.9+.2*urand(9015+samplendx)))
837                          continue;
838 +                /*
839 +                 *  Recompute directional error using perturbed normal
840 +                 */
841 +                if (rn_dot > 0.0) {
842 +                        e2 = sqrt((1.0 - rn_dot)*r->rweight);
843 +                        wt = e1 + e2;
844 +                }
845                  if (wt <= 1e-3)
846                          wt = 1e3;
847                  else
848                          wt = 1.0 / wt;
849                  wsum += wt;
850 <                copycolor(ct, av->val);
850 >                extambient(ct, av, r->rop, rn);
851                  scalecolor(ct, wt);
852                  addcolor(acol, ct);
853          }
854 +        if (at->kid == NULL)
855 +                return(wsum);
856 +                                        /* do children */
857 +        s *= 0.5;
858 +        for (i = 0; i < 8; i++) {
859 +                for (j = 0; j < 3; j++) {
860 +                        ck0[j] = c0[j];
861 +                        if (1<<j & i)
862 +                                ck0[j] += s;
863 +                        if (r->rop[j] < ck0[j] - OCTSCALE*s)
864 +                                break;
865 +                        if (r->rop[j] > ck0[j] + (1.0+OCTSCALE)*s)
866 +                                break;
867 +                }
868 +                if (j == 3)
869 +                        wsum += sumambient(acol, r, rn, al,
870 +                                                at->kid+i, ck0, s);
871 +        }
872          return(wsum);
873   }
874  
875  
876 < double
877 < makeambient(acol, r)            /* make a new ambient value */
878 < COLOR  acol;
879 < register RAY  *r;
876 > static double
877 > makeambient(            /* make a new ambient value for storage */
878 >        COLOR  acol,
879 >        RAY  *r,
880 >        FVECT  rn,
881 >        int  al
882 > )
883   {
884 <        AMBVAL  amb;
884 >        AMBVAL  amb;
885 >        FVECT   gp, gd;
886 >        int     i;
887  
888 <        amb.rad = doambient(acol, r);           /* compute ambient */
889 <        if (amb.rad == 0.0)
888 >        amb.weight = 1.0;                       /* compute weight */
889 >        for (i = al; i-- > 0; )
890 >                amb.weight *= AVGREFL;
891 >        if (r->rweight < 0.1*amb.weight)        /* heuristic override */
892 >                amb.weight = 1.25*r->rweight;
893 >        setcolor(acol, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
894 >                                                /* compute ambient */
895 >        amb.rad = doambient(acol, r, amb.weight, gp, gd);
896 >        if (amb.rad <= FTINY) {
897 >                setcolor(acol, 0.0, 0.0, 0.0);
898                  return(0.0);
899 <                                                /* store it */
899 >        }
900 >        scalecolor(acol, 1./AVGREFL);           /* undo assumed reflectance */
901 >                                                /* store value */
902          VCOPY(amb.pos, r->rop);
903          VCOPY(amb.dir, r->ron);
904 <        amb.lvl = r->rlvl;
258 <        amb.weight = r->rweight;
904 >        amb.lvl = al;
905          copycolor(amb.val, acol);
906 +        VCOPY(amb.gpos, gp);
907 +        VCOPY(amb.gdir, gd);
908                                                  /* insert into tree */
909 <        avinsert(&amb, &atrunk, thescene.cuorg, thescene.cusize);
910 <        avsave(&amb);                           /* write to file */
909 >        avsave(&amb);                           /* and save to file */
910 >        if (rn != r->ron)
911 >                extambient(acol, &amb, r->rop, rn);     /* texture */
912          return(amb.rad);
913   }
914  
915  
916 < double
917 < doambient(acol, r)                      /* compute ambient component */
918 < COLOR  acol;
919 < register RAY  *r;
916 > static void
917 > extambient(             /* extrapolate value at pv, nv */
918 >        COLOR  cr,
919 >        AMBVAL   *ap,
920 >        FVECT  pv,
921 >        FVECT  nv
922 > )
923   {
924 <        extern int  ambcmp();
925 <        extern double  sin(), cos(), sqrt();
926 <        double  phi, xd, yd, zd;
275 <        double  b, b2;
276 <        register AMBSAMP  *div;
277 <        AMBSAMP  dnew;
278 <        RAY  ar;
279 <        FVECT  ux, uy;
280 <        double  arad;
281 <        int  ndivs, nt, np, ns, ne, i, j;
282 <        register int  k;
924 >        FVECT  v1;
925 >        int  i;
926 >        double  d;
927  
928 <        setcolor(acol, 0.0, 0.0, 0.0);
929 <                                        /* set number of divisions */
930 <        nt = sqrt(ambdiv * r->rweight * 0.5) + 0.5;
931 <        np = 2 * nt;
932 <        ndivs = nt * np;
933 <                                        /* check first */
934 <        if (ndivs == 0 || rayorigin(&ar, r, AMBIENT, 0.5) < 0)
935 <                return(0.0);
936 <                                        /* set number of super-samples */
937 <        ns = ambssamp * r->rweight + 0.5;
294 <        if (ns > 0) {
295 <                div = (AMBSAMP *)malloc(ndivs*sizeof(AMBSAMP));
296 <                if (div == NULL)
297 <                        error(SYSTEM, "out of memory in doambient");
928 >        d = 1.0;                        /* zeroeth order */
929 >                                        /* gradient due to translation */
930 >        for (i = 0; i < 3; i++)
931 >                d += ap->gpos[i]*(pv[i]-ap->pos[i]);
932 >                                        /* gradient due to rotation */
933 >        VCROSS(v1, ap->dir, nv);
934 >        d += DOT(ap->gdir, v1);
935 >        if (d <= 0.0) {
936 >                setcolor(cr, 0.0, 0.0, 0.0);
937 >                return;
938          }
939 <                                        /* make axes */
940 <        uy[0] = uy[1] = uy[2] = 0.0;
941 <        for (k = 0; k < 3; k++)
942 <                if (r->ron[k] < 0.6 && r->ron[k] > -0.6)
939 >        copycolor(cr, ap->val);
940 >        scalecolor(cr, d);
941 > }
942 >
943 >
944 > static void
945 > avinsert(                               /* insert ambient value in our tree */
946 >        AMBVAL *av
947 > )
948 > {
949 >        AMBTREE  *at;
950 >        AMBVAL  *ap;
951 >        AMBVAL  avh;
952 >        FVECT  ck0;
953 >        double  s;
954 >        int  branch;
955 >        int  i;
956 >
957 >        if (av->rad <= FTINY)
958 >                error(CONSISTENCY, "zero ambient radius in avinsert");
959 >        at = &atrunk;
960 >        VCOPY(ck0, thescene.cuorg);
961 >        s = thescene.cusize;
962 >        while (s*(OCTSCALE/2) > av->rad*ambacc) {
963 >                if (at->kid == NULL)
964 >                        if ((at->kid = newambtree()) == NULL)
965 >                                error(SYSTEM, "out of memory in avinsert");
966 >                s *= 0.5;
967 >                branch = 0;
968 >                for (i = 0; i < 3; i++)
969 >                        if (av->pos[i] > ck0[i] + s) {
970 >                                ck0[i] += s;
971 >                                branch |= 1 << i;
972 >                        }
973 >                at = at->kid + branch;
974 >        }
975 >        avh.next = at->alist;           /* order by increasing level */
976 >        for (ap = &avh; ap->next != NULL; ap = ap->next)
977 >                if ( ap->next->lvl > av->lvl ||
978 >                                (ap->next->lvl == av->lvl) &
979 >                                (ap->next->weight <= av->weight) )
980                          break;
981 <        uy[k] = 1.0;
982 <        fcross(ux, r->ron, uy);
983 <        normalize(ux);
984 <        fcross(uy, ux, r->ron);
985 <                                                /* sample divisions */
986 <        arad = 0.0;
987 <        ne = 0;
988 <        for (i = 0; i < nt; i++)
989 <                for (j = 0; j < np; j++) {
990 <                        rayorigin(&ar, r, AMBIENT, 0.5);        /* pretested */
991 <                        zd = sqrt((i+frandom())/nt);
992 <                        phi = 2.0*PI * (j+frandom())/np;
993 <                        xd = cos(phi) * zd;
994 <                        yd = sin(phi) * zd;
995 <                        zd = sqrt(1.0 - zd*zd);
996 <                        for (k = 0; k < 3; k++)
997 <                                ar.rdir[k] = xd*ux[k]+yd*uy[k]+zd*r->ron[k];
998 <                        rayvalue(&ar);
999 <                        if (ar.rot < FHUGE)
1000 <                                arad += 1.0 / ar.rot;
1001 <                        if (ns > 0) {                   /* save division */
1002 <                                div[ne].k = 0.0;
1003 <                                copycolor(div[ne].v, ar.rcol);
1004 <                                div[ne].n = 0;
1005 <                                div[ne].t = i; div[ne].p = j;
1006 <                                                        /* sum errors */
1007 <                                b = bright(ar.rcol);
1008 <                                if (i > 0) {            /* from above */
1009 <                                        b2 = bright(div[ne-np].v) - b;
1010 <                                        b2 *= b2 * 0.25;
1011 <                                        div[ne].k += b2;
1012 <                                        div[ne].n++;
1013 <                                        div[ne-np].k += b2;
1014 <                                        div[ne-np].n++;
1015 <                                }
1016 <                                if (j > 0) {            /* from behind */
1017 <                                        b2 = bright(div[ne-1].v) - b;
1018 <                                        b2 *= b2 * 0.25;
1019 <                                        div[ne].k += b2;
1020 <                                        div[ne].n++;
1021 <                                        div[ne-1].k += b2;
1022 <                                        div[ne-1].n++;
1023 <                                }
1024 <                                if (j == np-1) {        /* around */
1025 <                                        b2 = bright(div[ne-(np-1)].v) - b;
1026 <                                        b2 *= b2 * 0.25;
1027 <                                        div[ne].k += b2;
1028 <                                        div[ne].n++;
1029 <                                        div[ne-(np-1)].k += b2;
1030 <                                        div[ne-(np-1)].n++;
1031 <                                }
1032 <                                ne++;
1033 <                        } else
1034 <                                addcolor(acol, ar.rcol);
1035 <                }
1036 <        for (k = 0; k < ne; k++) {              /* compute errors */
1037 <                if (div[k].n > 1)
1038 <                        div[k].k /= div[k].n;
1039 <                div[k].n = 1;
981 >        av->next = ap->next;
982 >        ap->next = (AMBVAL*)av;
983 >        at->alist = avh.next;
984 > }
985 >
986 > #endif  /* ! NEWAMB */
987 >
988 > /************* FOLLOWING ROUTINES SAME FOR NEW & OLD METHODS ***************/
989 >
990 > static void
991 > initambfile(            /* initialize ambient file */
992 >        int  cre8
993 > )
994 > {
995 >        extern char  *progname, *octname;
996 >        static char  *mybuf = NULL;
997 >
998 > #ifdef  F_SETLKW
999 >        aflock(cre8 ? F_WRLCK : F_RDLCK);
1000 > #endif
1001 >        SET_FILE_BINARY(ambfp);
1002 >        if (mybuf == NULL)
1003 >                mybuf = (char *)bmalloc(BUFSIZ+8);
1004 >        setbuf(ambfp, mybuf);
1005 >        if (cre8) {                     /* new file */
1006 >                newheader("RADIANCE", ambfp);
1007 >                fprintf(ambfp, "%s -av %g %g %g -aw %d -ab %d -aa %g ",
1008 >                                progname, colval(ambval,RED),
1009 >                                colval(ambval,GRN), colval(ambval,BLU),
1010 >                                ambvwt, ambounce, ambacc);
1011 >                fprintf(ambfp, "-ad %d -as %d -ar %d ",
1012 >                                ambdiv, ambssamp, ambres);
1013 >                if (octname != NULL)
1014 >                        fputs(octname, ambfp);
1015 >                fputc('\n', ambfp);
1016 >                fprintf(ambfp, "SOFTWARE= %s\n", VersionID);
1017 >                fputnow(ambfp);
1018 >                fputformat(AMBFMT, ambfp);
1019 >                fputc('\n', ambfp);
1020 >                putambmagic(ambfp);
1021 >        } else if (checkheader(ambfp, AMBFMT, NULL) < 0 || !hasambmagic(ambfp))
1022 >                error(USER, "bad ambient file");
1023 > }
1024 >
1025 >
1026 > static void
1027 > avsave(                         /* insert and save an ambient value */
1028 >        AMBVAL  *av
1029 > )
1030 > {
1031 >        avstore(av);
1032 >        if (ambfp == NULL)
1033 >                return;
1034 >        if (writambval(av, ambfp) < 0)
1035 >                goto writerr;
1036 >        if (++nunflshed >= AMBFLUSH)
1037 >                if (ambsync() == EOF)
1038 >                        goto writerr;
1039 >        return;
1040 > writerr:
1041 >        error(SYSTEM, "error writing to ambient file");
1042 > }
1043 >
1044 >
1045 > static AMBVAL *
1046 > avstore(                                /* allocate memory and save aval */
1047 >        AMBVAL  *aval
1048 > )
1049 > {
1050 >        AMBVAL  *av;
1051 >        double  d;
1052 >
1053 >        if ((av = newambval()) == NULL)
1054 >                error(SYSTEM, "out of memory in avstore");
1055 >        *av = *aval;
1056 >        av->latick = ambclock;
1057 >        av->next = NULL;
1058 >        nambvals++;
1059 >        d = bright(av->val);
1060 >        if (d > FTINY) {                /* add to log sum for averaging */
1061 >                avsum += log(d);
1062 >                navsum++;
1063          }
1064 <                                                /* sort the divisions */
1065 <        qsort(div, ne, sizeof(AMBSAMP), ambcmp);
1066 <                                                /* skim excess */
1067 <        while (ne > ns) {
1068 <                ne--;
1069 <                addcolor(acol, div[ne].v);
1064 >        avinsert(av);                   /* insert in our cache tree */
1065 >        return(av);
1066 > }
1067 >
1068 >
1069 > #define ATALLOCSZ       512             /* #/8 trees to allocate at once */
1070 >
1071 > static AMBTREE  *atfreelist = NULL;     /* free ambient tree structures */
1072 >
1073 >
1074 > static AMBTREE *
1075 > newambtree(void)                                /* allocate 8 ambient tree structs */
1076 > {
1077 >        AMBTREE  *atp, *upperlim;
1078 >
1079 >        if (atfreelist == NULL) {       /* get more nodes */
1080 >                atfreelist = (AMBTREE *)malloc(ATALLOCSZ*8*sizeof(AMBTREE));
1081 >                if (atfreelist == NULL)
1082 >                        return(NULL);
1083 >                                        /* link new free list */
1084 >                upperlim = atfreelist + 8*(ATALLOCSZ-1);
1085 >                for (atp = atfreelist; atp < upperlim; atp += 8)
1086 >                        atp->kid = atp + 8;
1087 >                atp->kid = NULL;
1088          }
1089 <                                                /* super-sample */
1090 <        for (i = ns; i > 0; i--) {
1091 <                rayorigin(&ar, r, AMBIENT, 0.5);        /* pretested */
1092 <                zd = sqrt((div[0].t+frandom())/nt);
1093 <                phi = 2.0*PI * (div[0].p+frandom())/np;
376 <                xd = cos(phi) * zd;
377 <                yd = sin(phi) * zd;
378 <                zd = sqrt(1.0 - zd*zd);
379 <                for (k = 0; k < 3; k++)
380 <                        ar.rdir[k] = xd*ux[k]+yd*uy[k]+zd*r->ron[k];
381 <                rayvalue(&ar);
382 <                if (ar.rot < FHUGE)
383 <                        arad += 1.0 / ar.rot;
384 <                                                /* recompute error */
385 <                copycolor(dnew.v, div[0].v);
386 <                addcolor(dnew.v, ar.rcol);
387 <                dnew.n = div[0].n + 1;
388 <                dnew.t = div[0].t; dnew.p = div[0].p;
389 <                b2 = bright(dnew.v)/dnew.n - bright(ar.rcol);
390 <                b2 = b2*b2 + div[0].k*(div[0].n*div[0].n);
391 <                dnew.k = b2/(dnew.n*dnew.n);
392 <                                                /* reinsert */
393 <                for (k = 0; k < ne-1 && dnew.k < div[k+1].k; k++)
394 <                        bcopy(&div[k+1], &div[k], sizeof(AMBSAMP));
395 <                bcopy(&dnew, &div[k], sizeof(AMBSAMP));
1089 >        atp = atfreelist;
1090 >        atfreelist = atp->kid;
1091 >        memset(atp, 0, 8*sizeof(AMBTREE));
1092 >        return(atp);
1093 > }
1094  
1095 <                if (ne >= i) {          /* extract darkest division */
1096 <                        ne--;
1097 <                        if (div[ne].n > 1)
1098 <                                scalecolor(div[ne].v, 1.0/div[ne].n);
1099 <                        addcolor(acol, div[ne].v);
1100 <                }
1095 >
1096 > static void
1097 > freeambtree(                    /* free 8 ambient tree structs */
1098 >        AMBTREE  *atp
1099 > )
1100 > {
1101 >        atp->kid = atfreelist;
1102 >        atfreelist = atp;
1103 > }
1104 >
1105 >
1106 > static void
1107 > unloadatree(                    /* unload an ambient value tree */
1108 >        AMBTREE  *at,
1109 >        unloadtf_t *f
1110 > )
1111 > {
1112 >        AMBVAL  *av;
1113 >        int  i;
1114 >                                        /* transfer values at this node */
1115 >        for (av = at->alist; av != NULL; av = at->alist) {
1116 >                at->alist = av->next;
1117 >                av->next = NULL;
1118 >                (*f)(av);
1119          }
1120 <        scalecolor(acol, 1.0/ndivs);
1121 <        if (arad <= FTINY)
1122 <                arad = FHUGE;
1123 <        else
1124 <                arad = (ndivs+ns) / arad / sqrt(r->rweight);
1125 <        if (arad > maxarad)
410 <                arad = maxarad;
411 <        else if (arad < minarad)
412 <                arad = minarad;
413 <        if (ns > 0)
414 <                free((char *)div);
415 <        return(arad);
1120 >        if (at->kid == NULL)
1121 >                return;
1122 >        for (i = 0; i < 8; i++)         /* transfer and free children */
1123 >                unloadatree(at->kid+i, f);
1124 >        freeambtree(at->kid);
1125 >        at->kid = NULL;
1126   }
1127  
1128  
1129 + static struct avl {
1130 +        AMBVAL  *p;
1131 +        unsigned long   t;
1132 + }       *avlist1;                       /* ambient value list with ticks */
1133 + static AMBVAL   **avlist2;              /* memory positions for sorting */
1134 + static int      i_avlist;               /* index for lists */
1135 +
1136 + static int alatcmp(const void *av1, const void *av2);
1137 +
1138 + static void
1139 + avfree(AMBVAL *av)
1140 + {
1141 +        free(av);
1142 + }
1143 +
1144 + static void
1145 + av2list(
1146 +        AMBVAL *av
1147 + )
1148 + {
1149 + #ifdef DEBUG
1150 +        if (i_avlist >= nambvals)
1151 +                error(CONSISTENCY, "too many ambient values in av2list1");
1152 + #endif
1153 +        avlist1[i_avlist].p = avlist2[i_avlist] = (AMBVAL*)av;
1154 +        avlist1[i_avlist++].t = av->latick;
1155 + }
1156 +
1157 +
1158   static int
1159 < ambcmp(d1, d2)                          /* decreasing order */
1160 < AMBSAMP  *d1, *d2;
1159 > alatcmp(                        /* compare ambient values for MRA */
1160 >        const void *av1,
1161 >        const void *av2
1162 > )
1163   {
1164 <        if (d1->k < d2->k)
1165 <                return(1);
1166 <        if (d1->k > d2->k)
1164 >        long  lc = ((struct avl *)av2)->t - ((struct avl *)av1)->t;
1165 >        return(lc<0 ? -1 : lc>0 ? 1 : 0);
1166 > }
1167 >
1168 >
1169 > /* GW NOTE 2002/10/3:
1170 > * I used to compare AMBVAL pointers, but found that this was the
1171 > * cause of a serious consistency error with gcc, since the optimizer
1172 > * uses some dangerous trick in pointer subtraction that
1173 > * assumes pointers differ by exact struct size increments.
1174 > */
1175 > static int
1176 > aposcmp(                        /* compare ambient value positions */
1177 >        const void      *avp1,
1178 >        const void      *avp2
1179 > )
1180 > {
1181 >        long    diff = *(char * const *)avp1 - *(char * const *)avp2;
1182 >        if (diff < 0)
1183                  return(-1);
1184 <        return(0);
1184 >        return(diff > 0);
1185   }
1186  
1187  
1188 < static
1189 < avsave(av)                              /* save an ambient value */
1190 < AMBVAL  *av;
1188 > static int
1189 > avlmemi(                                /* find list position from address */
1190 >        AMBVAL  *avaddr
1191 > )
1192   {
1193 < #ifdef  AMBFLUSH
1194 <        static int  nunflshed = 0;
1195 < #endif
1196 <        if (ambfp == NULL)
1193 >        AMBVAL  **avlpp;
1194 >
1195 >        avlpp = (AMBVAL **)bsearch(&avaddr, avlist2,
1196 >                        nambvals, sizeof(AMBVAL *), aposcmp);
1197 >        if (avlpp == NULL)
1198 >                error(CONSISTENCY, "address not found in avlmemi");
1199 >        return(avlpp - avlist2);
1200 > }
1201 >
1202 >
1203 > static void
1204 > sortambvals(                    /* resort ambient values */
1205 >        int     always
1206 > )
1207 > {
1208 >        AMBTREE  oldatrunk;
1209 >        AMBVAL  tav, *tap, *pnext;
1210 >        int     i, j;
1211 >                                        /* see if it's time yet */
1212 >        if (!always && (ambclock++ < lastsort+sortintvl ||
1213 >                        nambvals < SORT_THRESH))
1214                  return;
1215 <        if (fwrite(av, sizeof(AMBVAL), 1, ambfp) != 1)
1216 <                goto writerr;
1217 < #ifdef  AMBFLUSH
1218 <        if (++nunflshed >= AMBFLUSH) {
1219 <                if (fflush(ambfp) == EOF)
1220 <                        goto writerr;
1221 <                nunflshed = 0;
1215 >        /*
1216 >         * The idea here is to minimize memory thrashing
1217 >         * in VM systems by improving reference locality.
1218 >         * We do this by periodically sorting our stored ambient
1219 >         * values in memory in order of most recently to least
1220 >         * recently accessed.  This ordering was chosen so that new
1221 >         * ambient values (which tend to be less important) go into
1222 >         * higher memory with the infrequently accessed values.
1223 >         *      Since we expect our values to need sorting less
1224 >         * frequently as the process continues, we double our
1225 >         * waiting interval after each call.
1226 >         *      This routine is also called by setambacc() with
1227 >         * the "always" parameter set to 1 so that the ambient
1228 >         * tree will be rebuilt with the new accuracy parameter.
1229 >         */
1230 >        if (tracktime) {                /* allocate pointer arrays to sort */
1231 >                avlist2 = (AMBVAL **)malloc(nambvals*sizeof(AMBVAL *));
1232 >                avlist1 = (struct avl *)malloc(nambvals*sizeof(struct avl));
1233 >        } else {
1234 >                avlist2 = NULL;
1235 >                avlist1 = NULL;
1236          }
1237 +        if (avlist1 == NULL) {          /* no time tracking -- rebuild tree? */
1238 +                if (avlist2 != NULL)
1239 +                        free(avlist2);
1240 +                if (always) {           /* rebuild without sorting */
1241 +                        oldatrunk = atrunk;
1242 +                        atrunk.alist = NULL;
1243 +                        atrunk.kid = NULL;
1244 +                        unloadatree(&oldatrunk, avinsert);
1245 +                }
1246 +        } else {                        /* sort memory by last access time */
1247 +                /*
1248 +                 * Sorting memory is tricky because it isn't contiguous.
1249 +                 * We have to sort an array of pointers by MRA and also
1250 +                 * by memory position.  We then copy values in "loops"
1251 +                 * to minimize memory hits.  Nevertheless, we will visit
1252 +                 * everyone at least twice, and this is an expensive process
1253 +                 * when we're thrashing, which is when we need to do it.
1254 +                 */
1255 + #ifdef DEBUG
1256 +                sprintf(errmsg, "sorting %u ambient values at ambclock=%lu...",
1257 +                                nambvals, ambclock);
1258 +                eputs(errmsg);
1259   #endif
1260 <        return;
1261 < writerr:
1262 <        error(SYSTEM, "error writing ambient file");
1260 >                i_avlist = 0;
1261 >                unloadatree(&atrunk, av2list);  /* empty current tree */
1262 > #ifdef DEBUG
1263 >                if (i_avlist < nambvals)
1264 >                        error(CONSISTENCY, "missing ambient values in sortambvals");
1265 > #endif
1266 >                qsort(avlist1, nambvals, sizeof(struct avl), alatcmp);
1267 >                qsort(avlist2, nambvals, sizeof(AMBVAL *), aposcmp);
1268 >                for (i = 0; i < nambvals; i++) {
1269 >                        if (avlist1[i].p == NULL)
1270 >                                continue;
1271 >                        tap = avlist2[i];
1272 >                        tav = *tap;
1273 >                        for (j = i; (pnext = avlist1[j].p) != tap;
1274 >                                        j = avlmemi(pnext)) {
1275 >                                *(avlist2[j]) = *pnext;
1276 >                                avinsert(avlist2[j]);
1277 >                                avlist1[j].p = NULL;
1278 >                        }
1279 >                        *(avlist2[j]) = tav;
1280 >                        avinsert(avlist2[j]);
1281 >                        avlist1[j].p = NULL;
1282 >                }
1283 >                free(avlist1);
1284 >                free(avlist2);
1285 >                                                /* compute new sort interval */
1286 >                sortintvl = ambclock - lastsort;
1287 >                if (sortintvl >= MAX_SORT_INTVL/2)
1288 >                        sortintvl = MAX_SORT_INTVL;
1289 >                else
1290 >                        sortintvl <<= 1;        /* wait twice as long next */
1291 > #ifdef DEBUG
1292 >                eputs("done\n");
1293 > #endif
1294 >        }
1295 >        if (ambclock >= MAXACLOCK)
1296 >                ambclock = MAXACLOCK/2;
1297 >        lastsort = ambclock;
1298   }
1299  
1300  
1301 < static
1302 < avinsert(aval, at, c0, s)               /* insert ambient value in a tree */
1303 < AMBVAL  *aval;
1304 < register AMBTREE  *at;
1305 < FVECT  c0;
1306 < double  s;
1301 > #ifdef  F_SETLKW
1302 >
1303 > static void
1304 > aflock(                 /* lock/unlock ambient file */
1305 >        int  typ
1306 > )
1307   {
1308 <        FVECT  ck0;
463 <        int  branch;
464 <        register AMBVAL  *av;
465 <        register int  i;
1308 >        static struct flock  fls;       /* static so initialized to zeroes */
1309  
1310 <        if ((av = newambval()) == NULL)
1311 <                goto memerr;
1312 <        bcopy(aval, av, sizeof(AMBVAL));
1313 <        VCOPY(ck0, c0);
1314 <        while (s*(OCTSCALE/2) > av->rad*ambacc) {
1315 <                if (at->kid == NULL)
1316 <                        if ((at->kid = newambtree()) == NULL)
1317 <                                goto memerr;
1318 <                s *= 0.5;
1319 <                branch = 0;
1320 <                for (i = 0; i < 3; i++)
1321 <                        if (av->pos[i] > ck0[i] + s) {
1322 <                                ck0[i] += s;
1323 <                                branch |= 1 << i;
1310 >        if (typ == fls.l_type)          /* already called? */
1311 >                return;
1312 >        fls.l_type = typ;
1313 >        if (fcntl(fileno(ambfp), F_SETLKW, &fls) < 0)
1314 >                error(SYSTEM, "cannot (un)lock ambient file");
1315 > }
1316 >
1317 >
1318 > int
1319 > ambsync(void)                   /* synchronize ambient file */
1320 > {
1321 >        long  flen;
1322 >        AMBVAL  avs;
1323 >        int  n;
1324 >
1325 >        if (ambfp == NULL)      /* no ambient file? */
1326 >                return(0);
1327 >                                /* gain appropriate access */
1328 >        aflock(nunflshed ? F_WRLCK : F_RDLCK);
1329 >                                /* see if file has grown */
1330 >        if ((flen = lseek(fileno(ambfp), (off_t)0, SEEK_END)) < 0)
1331 >                goto seekerr;
1332 >        if ((n = flen - lastpos) > 0) {         /* file has grown */
1333 >                if (ambinp == NULL) {           /* get new file pointer */
1334 >                        ambinp = fopen(ambfile, "rb");
1335 >                        if (ambinp == NULL)
1336 >                                error(SYSTEM, "fopen failed in ambsync");
1337 >                }
1338 >                if (fseek(ambinp, lastpos, SEEK_SET) < 0)
1339 >                        goto seekerr;
1340 >                while (n >= AMBVALSIZ) {        /* load contributed values */
1341 >                        if (!readambval(&avs, ambinp)) {
1342 >                                sprintf(errmsg,
1343 >                        "ambient file \"%s\" corrupted near character %ld",
1344 >                                                ambfile, flen - n);
1345 >                                error(WARNING, errmsg);
1346 >                                break;
1347                          }
1348 <                at = at->kid + branch;
1348 >                        avstore(&avs);
1349 >                        n -= AMBVALSIZ;
1350 >                }
1351 >                lastpos = flen - n;             /* check alignment */
1352 >                if (n && lseek(fileno(ambfp), (off_t)lastpos, SEEK_SET) < 0)
1353 >                        goto seekerr;
1354          }
1355 <        av->next = at->alist;
1356 <        at->alist = av;
1357 <        return;
1358 < memerr:
1359 <        error(SYSTEM, "out of memory in avinsert");
1355 >        n = fflush(ambfp);                      /* calls write() at last */
1356 >        lastpos += (long)nunflshed*AMBVALSIZ;
1357 >        aflock(F_UNLCK);                        /* release file */
1358 >        nunflshed = 0;
1359 >        return(n);
1360 > seekerr:
1361 >        error(SYSTEM, "seek failed in ambsync");
1362 >        return(EOF);    /* pro forma return */
1363   }
1364 +
1365 + #else   /* ! F_SETLKW */
1366 +
1367 + int
1368 + ambsync(void)                   /* flush ambient file */
1369 + {
1370 +        if (ambfp == NULL)
1371 +                return(0);
1372 +        nunflshed = 0;
1373 +        return(fflush(ambfp));
1374 + }
1375 +
1376 + #endif  /* ! F_SETLKW */

Diff Legend

Removed lines
+ Added lines
< Changed lines
> Changed lines