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

Comparing ray/src/rt/ambient.c (file contents):
Revision 2.96 by rschregle, Wed Jul 29 18:57:03 2015 UTC vs.
Revision 2.131 by greg, Thu Jan 23 22:03:08 2025 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 21 | Line 22 | static const char      RCSid[] = "$Id$";
22   #define  OCTSCALE       1.0     /* ceil((valid rad.)/(cube size)) */
23   #endif
24  
24 extern char  *shm_boundary;     /* memory sharing boundary */
25
25   #ifndef  MAXASET
26   #define  MAXASET        4095    /* maximum number of elements in ambient set */
27   #endif
# Line 34 | Line 33 | double minarad;                /* minimum ambient radius */
33   static AMBTREE  atrunk;         /* our ambient trunk node */
34  
35   static FILE  *ambfp = NULL;     /* ambient file pointer */
36 < static int  nunflshed = 0;      /* number of unflushed ambient values */
36 > static int  nunflshed;          /* number of unflushed ambient values */
37  
39 #ifndef SORT_THRESH
40 #ifdef SMLMEM
41 #define SORT_THRESH     ((16L<<20)/sizeof(AMBVAL))
42 #else
43 #define SORT_THRESH     ((64L<<20)/sizeof(AMBVAL))
44 #endif
45 #endif
46 #ifndef SORT_INTVL
47 #define SORT_INTVL      (SORT_THRESH<<1)
48 #endif
49 #ifndef MAX_SORT_INTVL
50 #define MAX_SORT_INTVL  (SORT_INTVL<<6)
51 #endif
52
53
38   static double  avsum = 0.;              /* computed ambient value sum (log) */
39   static unsigned int  navsum = 0;        /* number of values in avsum */
40   static unsigned int  nambvals = 0;      /* total number of indirect values */
57 static unsigned int  nambshare = 0;     /* number of values from file */
58 static unsigned long  ambclock = 0;     /* ambient access clock */
59 static unsigned long  lastsort = 0;     /* time of last value sort */
60 static long  sortintvl = SORT_INTVL;    /* time until next sort */
41   static FILE  *ambinp = NULL;            /* auxiliary file for input */
42 < static long  lastpos = -1;              /* last flush position */
42 > static off_t  lastpos = -1;             /* last flush position */
43  
64 #define MAXACLOCK       (1L<<30)        /* clock turnover value */
65        /*
66         * Track access times unless we are sharing ambient values
67         * through memory on a multiprocessor, when we want to avoid
68         * claiming our own memory (copy on write).  Go ahead anyway
69         * if more than two thirds of our values are unshared.
70         * Compile with -Dtracktime=0 to turn this code off.
71         */
72 #ifndef tracktime
73 #define tracktime       (shm_boundary == NULL || nambvals > 3*nambshare)
74 #endif
75
44   #define  AMBFLUSH       (BUFSIZ/AMBVALSIZ)
45  
46 < #define  newambval()    (AMBVAL *)malloc(sizeof(AMBVAL))
47 < #define  freeav(av)     free((void *)av);
46 > #define  AVSIZE         (sizeof(AMBVAL)-sizeof(SCOLOR)+sizeof(COLORV)*NCSAMP)
47 > #define  newambval()    (AMBVAL *)malloc(AVSIZE)
48  
49 < static void initambfile(int creat);
49 > #define  tfunc(x0, x, x1)       (((x)-(x0))/((x1)-(x0)))
50 >
51 > static void initambfile(int cre8);
52   static void avsave(AMBVAL *av);
53   static AMBVAL *avstore(AMBVAL  *aval);
54   static AMBTREE *newambtree(void);
# Line 86 | Line 56 | static void freeambtree(AMBTREE  *atp);
56  
57   typedef void unloadtf_t(AMBVAL *);
58   static unloadtf_t avinsert;
89 static unloadtf_t av2list;
59   static unloadtf_t avfree;
60   static void unloadatree(AMBTREE  *at, unloadtf_t *f);
61  
62 < static int aposcmp(const void *avp1, const void *avp2);
94 < static int avlmemi(AMBVAL *avaddr);
95 < static void sortambvals(int always);
62 > static void sortambvals(void);
63  
64 + static int      plugaleak(RAY *r, AMBVAL *ap, FVECT anorm, double ang);
65 + static double   sumambient(SCOLOR acol, RAY *r, FVECT rn, int al,
66 +                                AMBTREE *at, FVECT c0, double s);
67 + static int      makeambient(SCOLOR acol, RAY *r, FVECT rn, int al);
68 + static int      extambient(SCOLOR cr, AMBVAL *ap, FVECT pv, FVECT nv,
69 +                                FVECT uvw[3]);
70 +
71   #ifdef  F_SETLKW
72   static void aflock(int  typ);
73   #endif
# Line 132 | Line 106 | setambacc(                             /* set ambient accuracy */
106          newa *= (newa > 0);
107          if (fabs(newa - olda) >= .05*(newa + olda)) {
108                  ambacc = newa;
109 <                if (nambvals > 0)
110 <                        sortambvals(1);         /* rebuild tree */
109 >                if (ambacc > FTINY && nambvals > 0)
110 >                        sortambvals();          /* rebuild tree */
111          }
112   }
113  
# Line 142 | Line 116 | void
116   setambient(void)                                /* initialize calculation */
117   {
118          int     readonly = 0;
119 <        long    flen;
119 >        off_t   flen;
120          AMBVAL  amb;
121                                                  /* make sure we're fresh */
122          ambdone();
# Line 162 | Line 136 | setambient(void)                               /* initialize calculation */
136                  readonly = (ambfp = fopen(ambfile, "r")) != NULL;
137          if (ambfp != NULL) {
138                  initambfile(0);                 /* file exists */
139 <                lastpos = ftell(ambfp);
139 >                lastpos = ftello(ambfp);
140                  while (readambval(&amb, ambfp))
141                          avstore(&amb);
168                nambshare = nambvals;           /* share loaded values */
142                  if (readonly) {
143                          sprintf(errmsg,
144                                  "loaded %u values from read-only ambient file",
# Line 176 | Line 149 | setambient(void)                               /* initialize calculation */
149                          return;                 /* avoid ambsync() */
150                  }
151                                                  /* align file pointer */
152 <                lastpos += (long)nambvals*AMBVALSIZ;
153 <                flen = lseek(fileno(ambfp), (off_t)0, SEEK_END);
152 >                lastpos += (off_t)nambvals*AMBVALSIZ;
153 >                flen = lseek(fileno(ambfp), 0, SEEK_END);
154                  if (flen != lastpos) {
155                          sprintf(errmsg,
156                          "ignoring last %ld values in ambient file (corrupted)",
157                                          (flen - lastpos)/AMBVALSIZ);
158                          error(WARNING, errmsg);
159 <                        fseek(ambfp, lastpos, SEEK_SET);
160 < #ifndef _WIN32 /* XXX we need a replacement for that one */
188 <                        ftruncate(fileno(ambfp), (off_t)lastpos);
189 < #endif
159 >                        fseeko(ambfp, lastpos, SEEK_SET);
160 >                        ftruncate(fileno(ambfp), lastpos);
161                  }
162          } else if ((ambfp = fopen(ambfile, "w+")) != NULL) {
163                  initambfile(1);                 /* else create new file */
164                  fflush(ambfp);
165 <                lastpos = ftell(ambfp);
165 >                lastpos = ftello(ambfp);
166          } else {
167                  sprintf(errmsg, "cannot open ambient file \"%s\"", ambfile);
168                  error(SYSTEM, errmsg);
169          }
199 #ifdef getc_unlocked
200        flockfile(ambfp);                       /* application-level lock */
201 #endif
170   #ifdef  F_SETLKW
171          aflock(F_UNLCK);                        /* release file */
172   #endif
# Line 219 | Line 187 | ambdone(void)                  /* close ambient file and free memory
187                  lastpos = -1;
188          }
189                                          /* free ambient tree */
190 <        unloadatree(&atrunk, &avfree);
190 >        unloadatree(&atrunk, avfree);
191                                          /* reset state variables */
192          avsum = 0.;
193          navsum = 0;
194          nambvals = 0;
227        nambshare = 0;
228        ambclock = 0;
229        lastsort = 0;
230        sortintvl = SORT_INTVL;
195   }
196  
197  
# Line 260 | Line 224 | ambnotify(                     /* record new modifier */
224                  }
225   }
226  
263 /************ THE FOLLOWING ROUTINES DIFFER BETWEEN NEW & OLD ***************/
227  
265 #ifndef OLDAMB
266
267 #define tfunc(lwr, x, upr)      (((x)-(lwr))/((upr)-(lwr)))
268
269 static int      plugaleak(RAY *r, AMBVAL *ap, FVECT anorm, double ang);
270 static double   sumambient(COLOR acol, RAY *r, FVECT rn, int al,
271                                AMBTREE *at, FVECT c0, double s);
272 static int      makeambient(COLOR acol, RAY *r, FVECT rn, int al);
273 static int      extambient(COLOR cr, AMBVAL *ap, FVECT pv, FVECT nv,
274                                FVECT uvw[3]);
275
228   void
229   multambient(            /* compute ambient component & multiply by coef. */
230 <        COLOR  aval,
230 >        SCOLOR  aval,
231          RAY  *r,
232          FVECT  nrm
233   )
234   {
235 +        static double  logAvgAbsorp = 1;
236          static int  rdepth = 0;                 /* ambient recursion */
237 <        COLOR   acol, caustic;
238 <        int     ok;
237 >        SCOLOR  acol, caustic;
238 >        int     i, ok;
239          double  d, l;
240  
241          /* PMAP: Factor in ambient from photon map, if enabled and ray is
# Line 291 | Line 244 | multambient(           /* compute ambient component & multiply
244          if (ambPmap(aval, r, rdepth))
245                  return;
246  
247 +        if (logAvgAbsorp > 0)                   /* exclude in -aw to avoid growth */
248 +                logAvgAbsorp = log(1.-AVGREFL);
249 +
250          /* PMAP: Factor in specular-diffuse ambient (caustics) from photon
251           * map, if enabled and ray is primary, else caustic is zero.  Continue
252           * with RADIANCE ambient calculation */
253 <        copycolor(caustic, aval);
254 <        ambPmapCaustic(caustic, r, rdepth);
255 <        
253 > {/* XXX TEMPORARY */
254 >        COLOR   pmc;
255 >        scolor_color(pmc, aval);
256 >        ambPmapCaustic(pmc, r, rdepth);
257 >        setscolor(caustic, colval(pmc,RED), colval(pmc,GRN), colval(pmc,BLU));
258 > }
259          if (ambdiv <= 0)                        /* no ambient calculation */
260                  goto dumbamb;
261                                                  /* check number of bounces */
# Line 307 | Line 266 | multambient(           /* compute ambient component & multiply
266                          ambincl != inset(ambset, r->ro->omod))
267                  goto dumbamb;
268  
269 <        if (ambacc <= FTINY) {                  /* no ambient storage */
270 <                copycolor(acol, aval);
269 >        if (ambacc <= FTINY) {                  /* no ambient storage? */
270 >                double  rdot = DOT(nrm,r->ron);
271 >                int     sgn = 1 - 2*(rdot < 0);
272 >                float   dgrad[2], *dgp = NULL;
273 >                FVECT   uvd[2];
274 >
275 >                if (sgn*rdot < 0.9999)
276 >                        dgp = dgrad;            /* compute rotational grad. */
277 >                copyscolor(acol, aval);
278                  rdepth++;
279 <                ok = doambient(acol, r, r->rweight,
280 <                                NULL, NULL, NULL, NULL, NULL);
279 >                ok = doambient(acol, r, r->rweight*sgn,
280 >                                uvd, NULL, NULL, dgp, NULL);
281                  rdepth--;
282                  if (!ok)
283                          goto dumbamb;
284 <                copycolor(aval, acol);
284 >                if ((ok > 0) & (dgp != NULL)) { /* apply texture */
285 >                        FVECT   v1;
286 >                        VCROSS(v1, r->ron, nrm);
287 >                        d = 1.0;
288 >                        for (i = 3; i--; )
289 >                                d += sgn*v1[i] * (dgp[0]*uvd[0][i] + dgp[1]*uvd[1][i]);
290 >                        if (d >= 0.05)
291 >                                scalescolor(acol, d);
292 >                }
293 >                copyscolor(aval, acol);
294  
295                  /* PMAP: add in caustic */
296 <                addcolor(aval, caustic);
296 >                saddscolor(aval, caustic);
297                  return;
298          }
324
325        if (tracktime)                          /* sort to minimize thrashing */
326                sortambvals(0);
299                                                  /* interpolate ambient value */
300 <        setcolor(acol, 0.0, 0.0, 0.0);
300 >        scolorblack(acol);
301          d = sumambient(acol, r, nrm, rdepth,
302                          &atrunk, thescene.cuorg, thescene.cusize);
303                          
304          if (d > FTINY) {
305 <                d = 1.0/d;
306 <                scalecolor(acol, d);
335 <                multcolor(aval, acol);
305 >                scalescolor(acol, 1.0/d);
306 >                smultscolor(aval, acol);
307  
308                  /* PMAP: add in caustic */
309 <                addcolor(aval, caustic);
309 >                saddscolor(aval, caustic);
310                  return;
311          }
312          
# Line 344 | Line 315 | multambient(           /* compute ambient component & multiply
315          rdepth--;
316          
317          if (ok) {
318 <                multcolor(aval, acol);          /* computed new value */
318 >                smultscolor(aval, acol);        /* computed new value */
319  
320                  /* PMAP: add in caustic */
321 <                addcolor(aval, caustic);
321 >                saddscolor(aval, caustic);
322                  return;
323          }
324          
325   dumbamb:                                        /* return global value */
326          if ((ambvwt <= 0) | (navsum == 0)) {
327 <                multcolor(aval, ambval);
327 >                smultcolor(aval, ambval);
328                  
329                  /* PMAP: add in caustic */
330 <                addcolor(aval, caustic);
330 >                saddscolor(aval, caustic);
331                  return;
332          }
333          
334          l = bright(ambval);                     /* average in computations */  
335          if (l > FTINY) {
336 <                d = (log(l)*(double)ambvwt + avsum) /
336 >                d = (log(l)*(double)ambvwt + avsum + logAvgAbsorp*navsum) /
337                                  (double)(ambvwt + navsum);
338                  d = exp(d) / l;
339 <                scalecolor(aval, d);
340 <                multcolor(aval, ambval);        /* apply color of ambval */
339 >                scalescolor(aval, d);
340 >                smultcolor(aval, ambval);       /* apply color of ambval */
341          } else {
342 <                d = exp( avsum / (double)navsum );
343 <                scalecolor(aval, d);            /* neutral color */
342 >                d = exp( avsum/(double)navsum + logAvgAbsorp );
343 >                scalescolor(aval, d);           /* neutral color */
344          }
345   }
346  
# Line 407 | Line 378 | plugaleak(RAY *r, AMBVAL *ap, FVECT anorm, double ang)
378          VSUM(rtst.rdir, vdif, anorm, t[1]);     /* further dist. > plane */
379          rtst.rmax = normalize(rtst.rdir);       /* short ray test */
380          while (localhit(&rtst, &thescene)) {    /* check for occluder */
381 <                if (rtst.ro->omod != OVOID &&
381 >                OBJREC  *m = findmaterial(rtst.ro);
382 >                if (m != NULL && !istransp(m) && !isBSDFproxy(m) &&
383                                  (rtst.clipset == NULL ||
384                                          !inset(rtst.clipset, rtst.ro->omod)))
385                          return(1);              /* plug light leak */
# Line 421 | Line 393 | plugaleak(RAY *r, AMBVAL *ap, FVECT anorm, double ang)
393  
394   static double
395   sumambient(             /* get interpolated ambient value */
396 <        COLOR  acol,
396 >        SCOLOR  acol,
397          RAY  *r,
398          FVECT  rn,
399          int  al,
# Line 431 | Line 403 | sumambient(            /* get interpolated ambient value */
403   )
404   {                       /* initial limit is 10 degrees plus ambacc radians */
405          const double    minangle = 10.0 * PI/180.;
406 +        const int       sgn = 1 - 2*(DOT(r->ron,rn) < 0);
407          double          maxangle = minangle + ambacc;
408          double          wsum = 0.0;
409          FVECT           ck0;
# Line 454 | Line 427 | sumambient(            /* get interpolated ambient value */
427                                                          at->kid+i, ck0, s);
428                  }
429                                          /* good enough? */
430 <                if (wsum >= 0.05 && s > minarad*10.0)
430 >                if ((wsum >= 0.05) & (s*ambacc > minarad))
431                          return(wsum);
432          }
433                                          /* adjust maximum angle */
# Line 463 | Line 436 | sumambient(            /* get interpolated ambient value */
436                                          /* sum this node */
437          for (av = at->alist; av != NULL; av = av->next) {
438                  double  u, v, d, delta_r2, delta_t2;
439 <                COLOR   ct;
439 >                SCOLOR  sct;
440                  FVECT   uvw[3];
468                                        /* record access */
469                if (tracktime)
470                        av->latick = ambclock;
441                  /*
442                   *  Ambient level test
443                   */
# Line 478 | Line 448 | sumambient(            /* get interpolated ambient value */
448                   *  Direction test using unperturbed normal
449                   */
450                  decodedir(uvw[2], av->ndir);
451 <                d = DOT(uvw[2], r->ron);
451 >                d = sgn * DOT(uvw[2], r->ron);
452                  if (d <= 0.0)           /* >= 90 degrees */
453                          continue;
454                  delta_r2 = 2.0 - 2.0*d; /* approx. radians^2 */
# Line 489 | Line 459 | sumambient(            /* get interpolated ambient value */
459                   */
460                  VSUB(ck0, r->rop, av->pos);
461                  d = DOT(ck0, uvw[2]);
462 <                if (d < -minarad*ambacc-.001)
462 >                if (d < -minarad*ambacc)
463                          continue;
464                  d /= av->rad[0];
465                  delta_t2 = d*d;
# Line 514 | Line 484 | sumambient(            /* get interpolated ambient value */
484                  /*
485                   *  Extrapolate value and compute final weight (hat function)
486                   */
487 <                if (!extambient(ct, av, r->rop, rn, uvw))
487 >                if (!extambient(sct, av, r->rop, rn, uvw))
488                          continue;
489                  d = tfunc(maxangle, sqrt(delta_r2), 0.0) *
490                          tfunc(ambacc, sqrt(delta_t2), 0.0);
491 <                scalecolor(ct, d);
492 <                addcolor(acol, ct);
491 >                scalescolor(sct, d);
492 >                saddscolor(acol, sct);
493                  wsum += d;
494          }
495          return(wsum);
# Line 528 | Line 498 | sumambient(            /* get interpolated ambient value */
498  
499   static int
500   makeambient(            /* make a new ambient value for storage */
501 <        COLOR  acol,
501 >        SCOLOR  acol,
502          RAY  *r,
503          FVECT  rn,
504          int  al
505   )
506   {
507 +        int     sgn = 1 - 2*(DOT(r->ron,rn) < 0);
508          AMBVAL  amb;
509          FVECT   uvw[3];
510          int     i;
# Line 543 | Line 514 | makeambient(           /* make a new ambient value for storage
514                  amb.weight *= AVGREFL;
515          if (r->rweight < 0.1*amb.weight)        /* heuristic override */
516                  amb.weight = 1.25*r->rweight;
517 <        setcolor(acol, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
517 >        setscolor(acol, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
518                                                  /* compute ambient */
519 <        i = doambient(acol, r, amb.weight,
519 >        i = doambient(acol, r, amb.weight*sgn,
520                          uvw, amb.rad, amb.gpos, amb.gdir, &amb.corral);
521 <        scalecolor(acol, 1./AVGREFL);           /* undo assumed reflectance */
521 >        scalescolor(acol, 1./AVGREFL);          /* undo assumed reflectance */
522          if (i <= 0 || amb.rad[0] <= FTINY)      /* no Hessian or zero radius */
523                  return(i);
524 +        uvw[2][0] = sgn*r->ron[0];              /* orient unperturbed normal */
525 +        uvw[2][1] = sgn*r->ron[1];
526 +        uvw[2][2] = sgn*r->ron[2];
527                                                  /* store value */
528          VCOPY(amb.pos, r->rop);
529 <        amb.ndir = encodedir(r->ron);
529 >        amb.ndir = encodedir(uvw[2]);
530          amb.udir = encodedir(uvw[0]);
531          amb.lvl = al;
532 <        copycolor(amb.val, acol);
533 <                                                /* insert into tree */
534 <        avsave(&amb);                           /* and save to file */
561 <        if (rn != r->ron) {                     /* texture */
562 <                VCOPY(uvw[2], r->ron);
532 >        copyscolor(amb.val, acol);
533 >        avsave(&amb);                           /* insert and save to file */
534 >        if (DOT(uvw[2],rn) < 0.9999)            /* texture? */
535                  extambient(acol, &amb, r->rop, rn, uvw);
564        }
536          return(1);
537   }
538  
539  
540   static int
541   extambient(             /* extrapolate value at pv, nv */
542 <        COLOR  cr,
542 >        SCOLOR  scr,
543          AMBVAL   *ap,
544          FVECT  pv,
545          FVECT  nv,
# Line 576 | Line 547 | extambient(            /* extrapolate value at pv, nv */
547   )
548   {
549          const double    min_d = 0.05;
550 +        const double    max_d = 20.;
551          static FVECT    my_uvw[3];
552          FVECT           v1;
553          int             i;
# Line 595 | Line 567 | extambient(            /* extrapolate value at pv, nv */
567          for (i = 3; i--; )
568                  d += v1[i] * (ap->gdir[0]*uvw[0][i] + ap->gdir[1]*uvw[1][i]);
569          
570 <        if (d < min_d)                  /* should not use if we can avoid it */
570 >        if (d < min_d)                  /* clamp min/max scaling */
571                  d = min_d;
572 <        copycolor(cr, ap->val);
573 <        scalecolor(cr, d);
572 >        else if (d > max_d)
573 >                d = max_d;
574 >        copyscolor(scr, ap->val);
575 >        scalescolor(scr, d);
576          return(d > min_d);
577   }
578  
# Line 646 | Line 620 | avinsert(                              /* insert ambient value in our tree */
620   }
621  
622  
649 #else /* ! NEWAMB */
650
651 static double   sumambient(COLOR acol, RAY *r, FVECT rn, int al,
652                                AMBTREE *at, FVECT c0, double s);
653 static double   makeambient(COLOR acol, RAY *r, FVECT rn, int al);
654 static void     extambient(COLOR cr, AMBVAL *ap, FVECT pv, FVECT nv);
655
656
657 void
658 multambient(            /* compute ambient component & multiply by coef. */
659        COLOR  aval,
660        RAY  *r,
661        FVECT  nrm
662 )
663 {
664        static int  rdepth = 0;                 /* ambient recursion */
665        COLOR   acol, caustic;
666        double  d, l;
667
668        /* PMAP: Factor in ambient from global photon map (if enabled) and return
669         * as all ambient components accounted for */
670        if (ambPmap(aval, r, rdepth))
671                return;
672
673        /* PMAP: Otherwise factor in ambient from caustic photon map
674         * (ambPmapCaustic() returns zero if caustic photons disabled) and
675         * continue with RADIANCE ambient calculation */
676        copycolor(caustic, aval);
677        ambPmapCaustic(caustic, r, rdepth);
678        
679        if (ambdiv <= 0)                        /* no ambient calculation */
680                goto dumbamb;
681                                                /* check number of bounces */
682        if (rdepth >= ambounce)
683                goto dumbamb;
684                                                /* check ambient list */
685        if (ambincl != -1 && r->ro != NULL &&
686                        ambincl != inset(ambset, r->ro->omod))
687                goto dumbamb;
688
689        if (ambacc <= FTINY) {                  /* no ambient storage */
690                copycolor(acol, aval);
691                rdepth++;
692                d = doambient(acol, r, r->rweight, NULL, NULL);
693                rdepth--;
694                if (d <= FTINY)
695                        goto dumbamb;
696                copycolor(aval, acol);          
697        
698           /* PMAP: add in caustic */
699                addcolor(aval, caustic);        
700                return;
701        }
702
703        if (tracktime)                          /* sort to minimize thrashing */
704                sortambvals(0);
705                                                /* interpolate ambient value */
706        setcolor(acol, 0.0, 0.0, 0.0);
707        d = sumambient(acol, r, nrm, rdepth,
708                        &atrunk, thescene.cuorg, thescene.cusize);
709                        
710        if (d > FTINY) {
711                d = 1.0/d;
712                scalecolor(acol, d);
713                multcolor(aval, acol);
714                
715                /* PMAP: add in caustic */
716                addcolor(aval, caustic);        
717                return;
718        }
719        
720        rdepth++;                               /* need to cache new value */
721        d = makeambient(acol, r, nrm, rdepth-1);
722        rdepth--;
723        
724        if (d > FTINY) {
725                multcolor(aval, acol);          /* got new value */
726
727                /* PMAP: add in caustic */
728                addcolor(aval, caustic);                        
729                return;
730        }
731        
732 dumbamb:                                        /* return global value */
733        if ((ambvwt <= 0) | (navsum == 0)) {
734                multcolor(aval, ambval);
735
736                /* PMAP: add in caustic */
737                addcolor(aval, caustic);        
738                return;
739        }
740        
741        l = bright(ambval);                     /* average in computations */
742        if (l > FTINY) {
743                d = (log(l)*(double)ambvwt + avsum) /
744                                (double)(ambvwt + navsum);
745                d = exp(d) / l;
746                scalecolor(aval, d);
747                multcolor(aval, ambval);        /* apply color of ambval */
748        } else {
749                d = exp( avsum / (double)navsum );
750                scalecolor(aval, d);            /* neutral color */
751        }
752 }
753
754
755 static double
756 sumambient(     /* get interpolated ambient value */
757        COLOR  acol,
758        RAY  *r,
759        FVECT  rn,
760        int  al,
761        AMBTREE  *at,
762        FVECT  c0,
763        double  s
764 )
765 {
766        double  d, e1, e2, wt, wsum;
767        COLOR  ct;
768        FVECT  ck0;
769        int  i;
770        int  j;
771        AMBVAL   *av;
772
773        wsum = 0.0;
774                                        /* do this node */
775        for (av = at->alist; av != NULL; av = av->next) {
776                double  rn_dot = -2.0;
777                if (tracktime)
778                        av->latick = ambclock;
779                /*
780                 *  Ambient level test.
781                 */
782                if (av->lvl > al ||     /* list sorted, so this works */
783                                (av->lvl == al) & (av->weight < 0.9*r->rweight))
784                        break;
785                /*
786                 *  Ambient radius test.
787                 */
788                VSUB(ck0, av->pos, r->rop);
789                e1 = DOT(ck0, ck0) / (av->rad * av->rad);
790                if (e1 > ambacc*ambacc*1.21)
791                        continue;
792                /*
793                 *  Direction test using closest normal.
794                 */
795                d = DOT(av->dir, r->ron);
796                if (rn != r->ron) {
797                        rn_dot = DOT(av->dir, rn);
798                        if (rn_dot > 1.0-FTINY)
799                                rn_dot = 1.0-FTINY;
800                        if (rn_dot >= d-FTINY) {
801                                d = rn_dot;
802                                rn_dot = -2.0;
803                        }
804                }
805                e2 = (1.0 - d) * r->rweight;
806                if (e2 < 0.0)
807                        e2 = 0.0;
808                else if (e1 + e2 > ambacc*ambacc*1.21)
809                        continue;
810                /*
811                 *  Ray behind test.
812                 */
813                d = 0.0;
814                for (j = 0; j < 3; j++)
815                        d += (r->rop[j] - av->pos[j]) *
816                                        (av->dir[j] + r->ron[j]);
817                if (d*0.5 < -minarad*ambacc-.001)
818                        continue;
819                /*
820                 *  Jittering final test reduces image artifacts.
821                 */
822                e1 = sqrt(e1);
823                e2 = sqrt(e2);
824                wt = e1 + e2;
825                if (wt > ambacc*(.9+.2*urand(9015+samplendx)))
826                        continue;
827                /*
828                 *  Recompute directional error using perturbed normal
829                 */
830                if (rn_dot > 0.0) {
831                        e2 = sqrt((1.0 - rn_dot)*r->rweight);
832                        wt = e1 + e2;
833                }
834                if (wt <= 1e-3)
835                        wt = 1e3;
836                else
837                        wt = 1.0 / wt;
838                wsum += wt;
839                extambient(ct, av, r->rop, rn);
840                scalecolor(ct, wt);
841                addcolor(acol, ct);
842        }
843        if (at->kid == NULL)
844                return(wsum);
845                                        /* do children */
846        s *= 0.5;
847        for (i = 0; i < 8; i++) {
848                for (j = 0; j < 3; j++) {
849                        ck0[j] = c0[j];
850                        if (1<<j & i)
851                                ck0[j] += s;
852                        if (r->rop[j] < ck0[j] - OCTSCALE*s)
853                                break;
854                        if (r->rop[j] > ck0[j] + (1.0+OCTSCALE)*s)
855                                break;
856                }
857                if (j == 3)
858                        wsum += sumambient(acol, r, rn, al,
859                                                at->kid+i, ck0, s);
860        }
861        return(wsum);
862 }
863
864
865 static double
866 makeambient(            /* make a new ambient value for storage */
867        COLOR  acol,
868        RAY  *r,
869        FVECT  rn,
870        int  al
871 )
872 {
873        AMBVAL  amb;
874        FVECT   gp, gd;
875        int     i;
876
877        amb.weight = 1.0;                       /* compute weight */
878        for (i = al; i-- > 0; )
879                amb.weight *= AVGREFL;
880        if (r->rweight < 0.1*amb.weight)        /* heuristic override */
881                amb.weight = 1.25*r->rweight;
882        setcolor(acol, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
883                                                /* compute ambient */
884        amb.rad = doambient(acol, r, amb.weight, gp, gd);
885        if (amb.rad <= FTINY) {
886                setcolor(acol, 0.0, 0.0, 0.0);
887                return(0.0);
888        }
889        scalecolor(acol, 1./AVGREFL);           /* undo assumed reflectance */
890                                                /* store value */
891        VCOPY(amb.pos, r->rop);
892        VCOPY(amb.dir, r->ron);
893        amb.lvl = al;
894        copycolor(amb.val, acol);
895        VCOPY(amb.gpos, gp);
896        VCOPY(amb.gdir, gd);
897                                                /* insert into tree */
898        avsave(&amb);                           /* and save to file */
899        if (rn != r->ron)
900                extambient(acol, &amb, r->rop, rn);     /* texture */
901        return(amb.rad);
902 }
903
904
623   static void
906 extambient(             /* extrapolate value at pv, nv */
907        COLOR  cr,
908        AMBVAL   *ap,
909        FVECT  pv,
910        FVECT  nv
911 )
912 {
913        FVECT  v1;
914        int  i;
915        double  d;
916
917        d = 1.0;                        /* zeroeth order */
918                                        /* gradient due to translation */
919        for (i = 0; i < 3; i++)
920                d += ap->gpos[i]*(pv[i]-ap->pos[i]);
921                                        /* gradient due to rotation */
922        VCROSS(v1, ap->dir, nv);
923        d += DOT(ap->gdir, v1);
924        if (d <= 0.0) {
925                setcolor(cr, 0.0, 0.0, 0.0);
926                return;
927        }
928        copycolor(cr, ap->val);
929        scalecolor(cr, d);
930 }
931
932
933 static void
934 avinsert(                               /* insert ambient value in our tree */
935        AMBVAL *av
936 )
937 {
938        AMBTREE  *at;
939        AMBVAL  *ap;
940        AMBVAL  avh;
941        FVECT  ck0;
942        double  s;
943        int  branch;
944        int  i;
945
946        if (av->rad <= FTINY)
947                error(CONSISTENCY, "zero ambient radius in avinsert");
948        at = &atrunk;
949        VCOPY(ck0, thescene.cuorg);
950        s = thescene.cusize;
951        while (s*(OCTSCALE/2) > av->rad*ambacc) {
952                if (at->kid == NULL)
953                        if ((at->kid = newambtree()) == NULL)
954                                error(SYSTEM, "out of memory in avinsert");
955                s *= 0.5;
956                branch = 0;
957                for (i = 0; i < 3; i++)
958                        if (av->pos[i] > ck0[i] + s) {
959                                ck0[i] += s;
960                                branch |= 1 << i;
961                        }
962                at = at->kid + branch;
963        }
964        avh.next = at->alist;           /* order by increasing level */
965        for (ap = &avh; ap->next != NULL; ap = ap->next)
966                if ( ap->next->lvl > av->lvl ||
967                                (ap->next->lvl == av->lvl) &
968                                (ap->next->weight <= av->weight) )
969                        break;
970        av->next = ap->next;
971        ap->next = (AMBVAL*)av;
972        at->alist = avh.next;
973 }
974
975 #endif  /* ! NEWAMB */
976
977 /************* FOLLOWING ROUTINES SAME FOR NEW & OLD METHODS ***************/
978
979 static void
624   initambfile(            /* initialize ambient file */
625          int  cre8
626   )
627   {
628          extern char  *progname, *octname;
629          static char  *mybuf = NULL;
630 +        int  ntries = 3;
631  
632 +        if (!AMBFLUSH)
633 +                error(INTERNAL, "BUFSIZ too small in initambfile");
634   #ifdef  F_SETLKW
635          aflock(cre8 ? F_WRLCK : F_RDLCK);
636   #endif
# Line 991 | Line 638 | initambfile(           /* initialize ambient file */
638          if (mybuf == NULL)
639                  mybuf = (char *)bmalloc(BUFSIZ+8);
640          setbuf(ambfp, mybuf);
641 +        nunflshed = 0;
642 + retry:
643          if (cre8) {                     /* new file */
644                  newheader("RADIANCE", ambfp);
645                  fprintf(ambfp, "%s -av %g %g %g -aw %d -ab %d -aa %g ",
# Line 999 | Line 648 | initambfile(           /* initialize ambient file */
648                                  ambvwt, ambounce, ambacc);
649                  fprintf(ambfp, "-ad %d -as %d -ar %d ",
650                                  ambdiv, ambssamp, ambres);
651 +                fprintf(ambfp, "-dr %d -ds %g -dt %g -dc %g ", directrelay,
652 +                                srcsizerat, shadthresh, shadcert);
653 +                fprintf(ambfp, "-ss %g -st %g -lr %d -lw %g ", specjitter,
654 +                                specthresh, maxdepth, minweight);
655 +                fprintf(ambfp, "-cw %g %g -cs %d ", WLPART[3], WLPART[0], NCSAMP);
656                  if (octname != NULL)
657                          fputs(octname, ambfp);
658 <                fputc('\n', ambfp);
658 >                fputc('\n', ambfp);     /* end of command line, not header! */
659                  fprintf(ambfp, "SOFTWARE= %s\n", VersionID);
660                  fputnow(ambfp);
661 +                AMB_CNDX = CNDX;        /* use current spectral sampling */
662 +                AMB_WLPART = WLPART;
663 +                fputwlsplit(WLPART, ambfp);
664 +                fputncomp(NCSAMP, ambfp);
665                  fputformat(AMBFMT, ambfp);
666                  fputc('\n', ambfp);
667                  putambmagic(ambfp);
668 <        } else if (checkheader(ambfp, AMBFMT, NULL) < 0 || !hasambmagic(ambfp))
669 <                error(USER, "bad ambient file");
668 >        } else if (getheader(ambfp, amb_headline, NULL) < 0 || !hasambmagic(ambfp)) {
669 >                if (--ntries > 0 && ftell(ambfp) == 0) {
670 > #ifdef  F_SETLKW
671 >                        aflock(F_UNLCK);
672 >                        clearerr(ambfp);
673 >                        sleep(2);
674 >                        aflock(F_RDLCK);
675 > #else
676 >                        clearerr(ambfp);
677 >                        sleep(2);
678 > #endif
679 >                        goto retry;
680 >                }
681 >                error(USER, "bad/incompatible ambient file");
682 >        }
683 >        if ((AMB_CNDX != CNDX) | (AMB_WLPART != WLPART)) {
684 >                if (setspectrsamp(AMB_CNDX, AMB_WLPART) < 0)
685 >                        error(USER, "bad wavelength sampling in ambient file");
686 >                if (AMB_CNDX[3] == CNDX[3] && FABSEQ(AMB_WLPART[0],WLPART[0]) &&
687 >                                        FABSEQ(AMB_WLPART[3],WLPART[3])) {
688 >                        AMB_CNDX = CNDX;
689 >                        AMB_WLPART = WLPART;            /* just the same */
690 >                } else
691 >                        error(WARNING, "different ambient file wavelength sampling");
692 >        }
693   }
694  
695  
# Line 1041 | Line 722 | avstore(                               /* allocate memory and save aval */
722  
723          if ((av = newambval()) == NULL)
724                  error(SYSTEM, "out of memory in avstore");
725 <        *av = *aval;
1045 <        av->latick = ambclock;
725 >        memcpy(av, aval, AVSIZE);       /* AVSIZE <= sizeof(AMBVAL) */
726          av->next = NULL;
727          nambvals++;
728 <        d = bright(av->val);
728 >        d = pbright(av->val);
729          if (d > FTINY) {                /* add to log sum for averaging */
730                  avsum += log(d);
731                  navsum++;
# Line 1077 | Line 757 | newambtree(void)                               /* allocate 8 ambient tree structs
757          }
758          atp = atfreelist;
759          atfreelist = atp->kid;
760 <        memset((char *)atp, '\0', 8*sizeof(AMBTREE));
760 >        memset(atp, 0, 8*sizeof(AMBTREE));
761          return(atp);
762   }
763  
# Line 1103 | Line 783 | unloadatree(                   /* unload an ambient value tree */
783                                          /* transfer values at this node */
784          for (av = at->alist; av != NULL; av = at->alist) {
785                  at->alist = av->next;
786 +                av->next = NULL;
787                  (*f)(av);
788          }
789          if (at->kid == NULL)
# Line 1114 | Line 795 | unloadatree(                   /* unload an ambient value tree */
795   }
796  
797  
1117 static struct avl {
1118        AMBVAL  *p;
1119        unsigned long   t;
1120 }       *avlist1;                       /* ambient value list with ticks */
1121 static AMBVAL   **avlist2;              /* memory positions for sorting */
1122 static int      i_avlist;               /* index for lists */
1123
1124 static int alatcmp(const void *av1, const void *av2);
1125
798   static void
799   avfree(AMBVAL *av)
800   {
801          free(av);
802   }
803  
804 +
805   static void
806 < av2list(
1134 <        AMBVAL *av
1135 < )
806 > sortambvals(void)                       /* resort ambient values */
807   {
808 < #ifdef DEBUG
1138 <        if (i_avlist >= nambvals)
1139 <                error(CONSISTENCY, "too many ambient values in av2list1");
1140 < #endif
1141 <        avlist1[i_avlist].p = avlist2[i_avlist] = (AMBVAL*)av;
1142 <        avlist1[i_avlist++].t = av->latick;
1143 < }
808 >        AMBTREE  oldatrunk = atrunk;
809  
810 <
811 < static int
812 < alatcmp(                        /* compare ambient values for MRA */
1148 <        const void *av1,
1149 <        const void *av2
1150 < )
1151 < {
1152 <        long  lc = ((struct avl *)av2)->t - ((struct avl *)av1)->t;
1153 <        return(lc<0 ? -1 : lc>0 ? 1 : 0);
810 >        atrunk.alist = NULL;
811 >        atrunk.kid = NULL;
812 >        unloadatree(&oldatrunk, avinsert);
813   }
814  
815  
1157 /* GW NOTE 2002/10/3:
1158 * I used to compare AMBVAL pointers, but found that this was the
1159 * cause of a serious consistency error with gcc, since the optimizer
1160 * uses some dangerous trick in pointer subtraction that
1161 * assumes pointers differ by exact struct size increments.
1162 */
1163 static int
1164 aposcmp(                        /* compare ambient value positions */
1165        const void      *avp1,
1166        const void      *avp2
1167 )
1168 {
1169        long    diff = *(char * const *)avp1 - *(char * const *)avp2;
1170        if (diff < 0)
1171                return(-1);
1172        return(diff > 0);
1173 }
1174
1175
1176 static int
1177 avlmemi(                                /* find list position from address */
1178        AMBVAL  *avaddr
1179 )
1180 {
1181        AMBVAL  **avlpp;
1182
1183        avlpp = (AMBVAL **)bsearch((char *)&avaddr, (char *)avlist2,
1184                        nambvals, sizeof(AMBVAL *), &aposcmp);
1185        if (avlpp == NULL)
1186                error(CONSISTENCY, "address not found in avlmemi");
1187        return(avlpp - avlist2);
1188 }
1189
1190
1191 static void
1192 sortambvals(                    /* resort ambient values */
1193        int     always
1194 )
1195 {
1196        AMBTREE  oldatrunk;
1197        AMBVAL  tav, *tap, *pnext;
1198        int     i, j;
1199                                        /* see if it's time yet */
1200        if (!always && (ambclock++ < lastsort+sortintvl ||
1201                        nambvals < SORT_THRESH))
1202                return;
1203        /*
1204         * The idea here is to minimize memory thrashing
1205         * in VM systems by improving reference locality.
1206         * We do this by periodically sorting our stored ambient
1207         * values in memory in order of most recently to least
1208         * recently accessed.  This ordering was chosen so that new
1209         * ambient values (which tend to be less important) go into
1210         * higher memory with the infrequently accessed values.
1211         *      Since we expect our values to need sorting less
1212         * frequently as the process continues, we double our
1213         * waiting interval after each call.
1214         *      This routine is also called by setambacc() with
1215         * the "always" parameter set to 1 so that the ambient
1216         * tree will be rebuilt with the new accuracy parameter.
1217         */
1218        if (tracktime) {                /* allocate pointer arrays to sort */
1219                avlist2 = (AMBVAL **)malloc(nambvals*sizeof(AMBVAL *));
1220                avlist1 = (struct avl *)malloc(nambvals*sizeof(struct avl));
1221        } else {
1222                avlist2 = NULL;
1223                avlist1 = NULL;
1224        }
1225        if (avlist1 == NULL) {          /* no time tracking -- rebuild tree? */
1226                if (avlist2 != NULL)
1227                        free((void *)avlist2);
1228                if (always) {           /* rebuild without sorting */
1229                        oldatrunk = atrunk;
1230                        atrunk.alist = NULL;
1231                        atrunk.kid = NULL;
1232                        unloadatree(&oldatrunk, &avinsert);
1233                }
1234        } else {                        /* sort memory by last access time */
1235                /*
1236                 * Sorting memory is tricky because it isn't contiguous.
1237                 * We have to sort an array of pointers by MRA and also
1238                 * by memory position.  We then copy values in "loops"
1239                 * to minimize memory hits.  Nevertheless, we will visit
1240                 * everyone at least twice, and this is an expensive process
1241                 * when we're thrashing, which is when we need to do it.
1242                 */
1243 #ifdef DEBUG
1244                sprintf(errmsg, "sorting %u ambient values at ambclock=%lu...",
1245                                nambvals, ambclock);
1246                eputs(errmsg);
1247 #endif
1248                i_avlist = 0;
1249                unloadatree(&atrunk, &av2list); /* empty current tree */
1250 #ifdef DEBUG
1251                if (i_avlist < nambvals)
1252                        error(CONSISTENCY, "missing ambient values in sortambvals");
1253 #endif
1254                qsort((char *)avlist1, nambvals, sizeof(struct avl), alatcmp);
1255                qsort((char *)avlist2, nambvals, sizeof(AMBVAL *), aposcmp);
1256                for (i = 0; i < nambvals; i++) {
1257                        if (avlist1[i].p == NULL)
1258                                continue;
1259                        tap = avlist2[i];
1260                        tav = *tap;
1261                        for (j = i; (pnext = avlist1[j].p) != tap;
1262                                        j = avlmemi(pnext)) {
1263                                *(avlist2[j]) = *pnext;
1264                                avinsert(avlist2[j]);
1265                                avlist1[j].p = NULL;
1266                        }
1267                        *(avlist2[j]) = tav;
1268                        avinsert(avlist2[j]);
1269                        avlist1[j].p = NULL;
1270                }
1271                free((void *)avlist1);
1272                free((void *)avlist2);
1273                                                /* compute new sort interval */
1274                sortintvl = ambclock - lastsort;
1275                if (sortintvl >= MAX_SORT_INTVL/2)
1276                        sortintvl = MAX_SORT_INTVL;
1277                else
1278                        sortintvl <<= 1;        /* wait twice as long next */
1279 #ifdef DEBUG
1280                eputs("done\n");
1281 #endif
1282        }
1283        if (ambclock >= MAXACLOCK)
1284                ambclock = MAXACLOCK/2;
1285        lastsort = ambclock;
1286 }
1287
1288
816   #ifdef  F_SETLKW
817  
818   static void
# Line 1297 | Line 824 | aflock(                        /* lock/unlock ambient file */
824  
825          if (typ == fls.l_type)          /* already called? */
826                  return;
827 +
828          fls.l_type = typ;
829 <        if (fcntl(fileno(ambfp), F_SETLKW, &fls) < 0)
830 <                error(SYSTEM, "cannot (un)lock ambient file");
829 >        do
830 >                if (fcntl(fileno(ambfp), F_SETLKW, &fls) != -1)
831 >                        return;
832 >        while (errno == EINTR);
833 >        
834 >        error(SYSTEM, "cannot (un)lock ambient file");
835   }
836  
837  
838   int
839   ambsync(void)                   /* synchronize ambient file */
840   {
841 <        long  flen;
841 >        off_t  flen;
842          AMBVAL  avs;
843          int  n;
844  
# Line 1315 | Line 847 | ambsync(void)                  /* synchronize ambient file */
847                                  /* gain appropriate access */
848          aflock(nunflshed ? F_WRLCK : F_RDLCK);
849                                  /* see if file has grown */
850 <        if ((flen = lseek(fileno(ambfp), (off_t)0, SEEK_END)) < 0)
850 >        if ((flen = lseek(fileno(ambfp), 0, SEEK_END)) < 0)
851                  goto seekerr;
852          if ((n = flen - lastpos) > 0) {         /* file has grown */
853 <                if (ambinp == NULL) {           /* use duplicate filedes */
854 <                        ambinp = fdopen(dup(fileno(ambfp)), "r");
853 >                if (ambinp == NULL) {           /* get new file pointer */
854 >                        ambinp = fopen(ambfile, "rb");
855                          if (ambinp == NULL)
856 <                                error(SYSTEM, "fdopen failed in ambsync");
856 >                                error(SYSTEM, "fopen failed in ambsync");
857                  }
858 <                if (fseek(ambinp, lastpos, SEEK_SET) < 0)
858 >                if (fseeko(ambinp, lastpos, SEEK_SET) < 0)
859                          goto seekerr;
860                  while (n >= AMBVALSIZ) {        /* load contributed values */
861                          if (!readambval(&avs, ambinp)) {
# Line 1336 | Line 868 | ambsync(void)                  /* synchronize ambient file */
868                          avstore(&avs);
869                          n -= AMBVALSIZ;
870                  }
871 <                lastpos = flen - n;
872 <                /*** seek always as safety measure
873 <                if (n) ***/                     /* alignment */
1342 <                        if (lseek(fileno(ambfp), (off_t)lastpos, SEEK_SET) < 0)
1343 <                                goto seekerr;
871 >                lastpos = flen - n;             /* check alignment */
872 >                if (n && lseek(fileno(ambfp), lastpos, SEEK_SET) < 0)
873 >                        goto seekerr;
874          }
875          n = fflush(ambfp);                      /* calls write() at last */
876 <        if (n != EOF)
1347 <                lastpos += (long)nunflshed*AMBVALSIZ;
1348 <        else if ((lastpos = lseek(fileno(ambfp), (off_t)0, SEEK_CUR)) < 0)
1349 <                goto seekerr;
1350 <                
876 >        lastpos += (off_t)nunflshed*AMBVALSIZ;
877          aflock(F_UNLCK);                        /* release file */
878          nunflshed = 0;
879          return(n);
880   seekerr:
881          error(SYSTEM, "seek failed in ambsync");
882 <        return -1; /* pro forma return */
882 >        return(EOF);    /* pro forma return */
883   }
884  
885   #else   /* ! F_SETLKW */

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