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

Comparing ray/src/rt/ambient.c (file contents):
Revision 2.99 by greg, Thu Mar 3 22:44:10 2016 UTC vs.
Revision 2.131 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);
# Line 217 | Line 188 | ambdone(void)                  /* close ambient file and free memory
188          }
189                                          /* free ambient tree */
190          unloadatree(&atrunk, avfree);
220        freeambtree(NULL);
191                                          /* reset state variables */
192          avsum = 0.;
193          navsum = 0;
194          nambvals = 0;
225        nambshare = 0;
226        ambclock = 0;
227        lastsort = 0;
228        sortintvl = SORT_INTVL;
195   }
196  
197  
# Line 258 | Line 224 | ambnotify(                     /* record new modifier */
224                  }
225   }
226  
261 /************ THE FOLLOWING ROUTINES DIFFER BETWEEN NEW & OLD ***************/
227  
263 #ifndef OLDAMB
264
265 #define tfunc(lwr, x, upr)      (((x)-(lwr))/((upr)-(lwr)))
266
267 static int      plugaleak(RAY *r, AMBVAL *ap, FVECT anorm, double ang);
268 static double   sumambient(COLOR acol, RAY *r, FVECT rn, int al,
269                                AMBTREE *at, FVECT c0, double s);
270 static int      makeambient(COLOR acol, RAY *r, FVECT rn, int al);
271 static int      extambient(COLOR cr, AMBVAL *ap, FVECT pv, FVECT nv,
272                                FVECT uvw[3]);
273
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 289 | 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 305 | 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          }
322
323        if (tracktime)                          /* sort to minimize thrashing */
324                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);
333 <                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 342 | 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 405 | 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 419 | 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 429 | 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 452 | 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 461 | 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];
466                                        /* record access */
467                if (tracktime)
468                        av->latick = ambclock;
441                  /*
442                   *  Ambient level test
443                   */
# Line 476 | 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 487 | 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 512 | 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 526 | 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 541 | 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 */
559 <        if (rn != r->ron) {                     /* texture */
560 <                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);
562        }
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 574 | 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 593 | 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 644 | Line 620 | avinsert(                              /* insert ambient value in our tree */
620   }
621  
622  
647 #else /* ! NEWAMB */
648
649 static double   sumambient(COLOR acol, RAY *r, FVECT rn, int al,
650                                AMBTREE *at, FVECT c0, double s);
651 static double   makeambient(COLOR acol, RAY *r, FVECT rn, int al);
652 static void     extambient(COLOR cr, AMBVAL *ap, FVECT pv, FVECT nv);
653
654
655 void
656 multambient(            /* compute ambient component & multiply by coef. */
657        COLOR  aval,
658        RAY  *r,
659        FVECT  nrm
660 )
661 {
662        static int  rdepth = 0;                 /* ambient recursion */
663        COLOR   acol, caustic;
664        double  d, l;
665
666        /* PMAP: Factor in ambient from global photon map (if enabled) and return
667         * as all ambient components accounted for */
668        if (ambPmap(aval, r, rdepth))
669                return;
670
671        /* PMAP: Otherwise factor in ambient from caustic photon map
672         * (ambPmapCaustic() returns zero if caustic photons disabled) and
673         * continue with RADIANCE ambient calculation */
674        copycolor(caustic, aval);
675        ambPmapCaustic(caustic, r, rdepth);
676        
677        if (ambdiv <= 0)                        /* no ambient calculation */
678                goto dumbamb;
679                                                /* check number of bounces */
680        if (rdepth >= ambounce)
681                goto dumbamb;
682                                                /* check ambient list */
683        if (ambincl != -1 && r->ro != NULL &&
684                        ambincl != inset(ambset, r->ro->omod))
685                goto dumbamb;
686
687        if (ambacc <= FTINY) {                  /* no ambient storage */
688                copycolor(acol, aval);
689                rdepth++;
690                d = doambient(acol, r, r->rweight, NULL, NULL);
691                rdepth--;
692                if (d <= FTINY)
693                        goto dumbamb;
694                copycolor(aval, acol);          
695        
696           /* PMAP: add in caustic */
697                addcolor(aval, caustic);        
698                return;
699        }
700
701        if (tracktime)                          /* sort to minimize thrashing */
702                sortambvals(0);
703                                                /* interpolate ambient value */
704        setcolor(acol, 0.0, 0.0, 0.0);
705        d = sumambient(acol, r, nrm, rdepth,
706                        &atrunk, thescene.cuorg, thescene.cusize);
707                        
708        if (d > FTINY) {
709                d = 1.0/d;
710                scalecolor(acol, d);
711                multcolor(aval, acol);
712                
713                /* PMAP: add in caustic */
714                addcolor(aval, caustic);        
715                return;
716        }
717        
718        rdepth++;                               /* need to cache new value */
719        d = makeambient(acol, r, nrm, rdepth-1);
720        rdepth--;
721        
722        if (d > FTINY) {
723                multcolor(aval, acol);          /* got new value */
724
725                /* PMAP: add in caustic */
726                addcolor(aval, caustic);                        
727                return;
728        }
729        
730 dumbamb:                                        /* return global value */
731        if ((ambvwt <= 0) | (navsum == 0)) {
732                multcolor(aval, ambval);
733
734                /* PMAP: add in caustic */
735                addcolor(aval, caustic);        
736                return;
737        }
738        
739        l = bright(ambval);                     /* average in computations */
740        if (l > FTINY) {
741                d = (log(l)*(double)ambvwt + avsum) /
742                                (double)(ambvwt + navsum);
743                d = exp(d) / l;
744                scalecolor(aval, d);
745                multcolor(aval, ambval);        /* apply color of ambval */
746        } else {
747                d = exp( avsum / (double)navsum );
748                scalecolor(aval, d);            /* neutral color */
749        }
750 }
751
752
753 static double
754 sumambient(     /* get interpolated ambient value */
755        COLOR  acol,
756        RAY  *r,
757        FVECT  rn,
758        int  al,
759        AMBTREE  *at,
760        FVECT  c0,
761        double  s
762 )
763 {
764        double  d, e1, e2, wt, wsum;
765        COLOR  ct;
766        FVECT  ck0;
767        int  i;
768        int  j;
769        AMBVAL   *av;
770
771        wsum = 0.0;
772                                        /* do this node */
773        for (av = at->alist; av != NULL; av = av->next) {
774                double  rn_dot = -2.0;
775                if (tracktime)
776                        av->latick = ambclock;
777                /*
778                 *  Ambient level test.
779                 */
780                if (av->lvl > al ||     /* list sorted, so this works */
781                                (av->lvl == al) & (av->weight < 0.9*r->rweight))
782                        break;
783                /*
784                 *  Ambient radius test.
785                 */
786                VSUB(ck0, av->pos, r->rop);
787                e1 = DOT(ck0, ck0) / (av->rad * av->rad);
788                if (e1 > ambacc*ambacc*1.21)
789                        continue;
790                /*
791                 *  Direction test using closest normal.
792                 */
793                d = DOT(av->dir, r->ron);
794                if (rn != r->ron) {
795                        rn_dot = DOT(av->dir, rn);
796                        if (rn_dot > 1.0-FTINY)
797                                rn_dot = 1.0-FTINY;
798                        if (rn_dot >= d-FTINY) {
799                                d = rn_dot;
800                                rn_dot = -2.0;
801                        }
802                }
803                e2 = (1.0 - d) * r->rweight;
804                if (e2 < 0.0)
805                        e2 = 0.0;
806                else if (e1 + e2 > ambacc*ambacc*1.21)
807                        continue;
808                /*
809                 *  Ray behind test.
810                 */
811                d = 0.0;
812                for (j = 0; j < 3; j++)
813                        d += (r->rop[j] - av->pos[j]) *
814                                        (av->dir[j] + r->ron[j]);
815                if (d*0.5 < -minarad*ambacc-.001)
816                        continue;
817                /*
818                 *  Jittering final test reduces image artifacts.
819                 */
820                e1 = sqrt(e1);
821                e2 = sqrt(e2);
822                wt = e1 + e2;
823                if (wt > ambacc*(.9+.2*urand(9015+samplendx)))
824                        continue;
825                /*
826                 *  Recompute directional error using perturbed normal
827                 */
828                if (rn_dot > 0.0) {
829                        e2 = sqrt((1.0 - rn_dot)*r->rweight);
830                        wt = e1 + e2;
831                }
832                if (wt <= 1e-3)
833                        wt = 1e3;
834                else
835                        wt = 1.0 / wt;
836                wsum += wt;
837                extambient(ct, av, r->rop, rn);
838                scalecolor(ct, wt);
839                addcolor(acol, ct);
840        }
841        if (at->kid == NULL)
842                return(wsum);
843                                        /* do children */
844        s *= 0.5;
845        for (i = 0; i < 8; i++) {
846                for (j = 0; j < 3; j++) {
847                        ck0[j] = c0[j];
848                        if (1<<j & i)
849                                ck0[j] += s;
850                        if (r->rop[j] < ck0[j] - OCTSCALE*s)
851                                break;
852                        if (r->rop[j] > ck0[j] + (1.0+OCTSCALE)*s)
853                                break;
854                }
855                if (j == 3)
856                        wsum += sumambient(acol, r, rn, al,
857                                                at->kid+i, ck0, s);
858        }
859        return(wsum);
860 }
861
862
863 static double
864 makeambient(            /* make a new ambient value for storage */
865        COLOR  acol,
866        RAY  *r,
867        FVECT  rn,
868        int  al
869 )
870 {
871        AMBVAL  amb;
872        FVECT   gp, gd;
873        int     i;
874
875        amb.weight = 1.0;                       /* compute weight */
876        for (i = al; i-- > 0; )
877                amb.weight *= AVGREFL;
878        if (r->rweight < 0.1*amb.weight)        /* heuristic override */
879                amb.weight = 1.25*r->rweight;
880        setcolor(acol, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
881                                                /* compute ambient */
882        amb.rad = doambient(acol, r, amb.weight, gp, gd);
883        if (amb.rad <= FTINY) {
884                setcolor(acol, 0.0, 0.0, 0.0);
885                return(0.0);
886        }
887        scalecolor(acol, 1./AVGREFL);           /* undo assumed reflectance */
888                                                /* store value */
889        VCOPY(amb.pos, r->rop);
890        VCOPY(amb.dir, r->ron);
891        amb.lvl = al;
892        copycolor(amb.val, acol);
893        VCOPY(amb.gpos, gp);
894        VCOPY(amb.gdir, gd);
895                                                /* insert into tree */
896        avsave(&amb);                           /* and save to file */
897        if (rn != r->ron)
898                extambient(acol, &amb, r->rop, rn);     /* texture */
899        return(amb.rad);
900 }
901
902
623   static void
904 extambient(             /* extrapolate value at pv, nv */
905        COLOR  cr,
906        AMBVAL   *ap,
907        FVECT  pv,
908        FVECT  nv
909 )
910 {
911        FVECT  v1;
912        int  i;
913        double  d;
914
915        d = 1.0;                        /* zeroeth order */
916                                        /* gradient due to translation */
917        for (i = 0; i < 3; i++)
918                d += ap->gpos[i]*(pv[i]-ap->pos[i]);
919                                        /* gradient due to rotation */
920        VCROSS(v1, ap->dir, nv);
921        d += DOT(ap->gdir, v1);
922        if (d <= 0.0) {
923                setcolor(cr, 0.0, 0.0, 0.0);
924                return;
925        }
926        copycolor(cr, ap->val);
927        scalecolor(cr, d);
928 }
929
930
931 static void
932 avinsert(                               /* insert ambient value in our tree */
933        AMBVAL *av
934 )
935 {
936        AMBTREE  *at;
937        AMBVAL  *ap;
938        AMBVAL  avh;
939        FVECT  ck0;
940        double  s;
941        int  branch;
942        int  i;
943
944        if (av->rad <= FTINY)
945                error(CONSISTENCY, "zero ambient radius in avinsert");
946        at = &atrunk;
947        VCOPY(ck0, thescene.cuorg);
948        s = thescene.cusize;
949        while (s*(OCTSCALE/2) > av->rad*ambacc) {
950                if (at->kid == NULL)
951                        if ((at->kid = newambtree()) == NULL)
952                                error(SYSTEM, "out of memory in avinsert");
953                s *= 0.5;
954                branch = 0;
955                for (i = 0; i < 3; i++)
956                        if (av->pos[i] > ck0[i] + s) {
957                                ck0[i] += s;
958                                branch |= 1 << i;
959                        }
960                at = at->kid + branch;
961        }
962        avh.next = at->alist;           /* order by increasing level */
963        for (ap = &avh; ap->next != NULL; ap = ap->next)
964                if ( ap->next->lvl > av->lvl ||
965                                (ap->next->lvl == av->lvl) &
966                                (ap->next->weight <= av->weight) )
967                        break;
968        av->next = ap->next;
969        ap->next = (AMBVAL*)av;
970        at->alist = avh.next;
971 }
972
973 #endif  /* ! NEWAMB */
974
975 /************* FOLLOWING ROUTINES SAME FOR NEW & OLD METHODS ***************/
976
977 static void
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 989 | 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 997 | 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 1039 | 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;
1043 <        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 1075 | 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 1085 | Line 767 | freeambtree(                   /* free 8 ambient tree structs */
767          AMBTREE  *atp
768   )
769   {
770 <        if (atp == NULL) {      /* freeing free list? */
1089 <                while ((atp = atfreelist) != NULL) {
1090 <                        atfreelist = atp->kid;
1091 <                        free(atp);
1092 <                }
1093 <                return;
1094 <        }
1095 <        atp->kid = atfreelist;  /* else push node onto free list */
770 >        atp->kid = atfreelist;
771          atfreelist = atp;
772   }
773  
# Line 1108 | 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 1119 | Line 795 | unloadatree(                   /* unload an ambient value tree */
795   }
796  
797  
1122 static struct avl {
1123        AMBVAL  *p;
1124        unsigned long   t;
1125 }       *avlist1;                       /* ambient value list with ticks */
1126 static AMBVAL   **avlist2;              /* memory positions for sorting */
1127 static int      i_avlist;               /* index for lists */
1128
1129 static int alatcmp(const void *av1, const void *av2);
1130
798   static void
799   avfree(AMBVAL *av)
800   {
801          free(av);
802   }
803  
804 +
805   static void
806 < av2list(
1139 <        AMBVAL *av
1140 < )
806 > sortambvals(void)                       /* resort ambient values */
807   {
808 < #ifdef DEBUG
1143 <        if (i_avlist >= nambvals)
1144 <                error(CONSISTENCY, "too many ambient values in av2list1");
1145 < #endif
1146 <        avlist1[i_avlist].p = avlist2[i_avlist] = (AMBVAL*)av;
1147 <        avlist1[i_avlist++].t = av->latick;
1148 < }
808 >        AMBTREE  oldatrunk = atrunk;
809  
810 <
811 < static int
812 < alatcmp(                        /* compare ambient values for MRA */
1153 <        const void *av1,
1154 <        const void *av2
1155 < )
1156 < {
1157 <        long  lc = ((struct avl *)av2)->t - ((struct avl *)av1)->t;
1158 <        return(lc<0 ? -1 : lc>0 ? 1 : 0);
810 >        atrunk.alist = NULL;
811 >        atrunk.kid = NULL;
812 >        unloadatree(&oldatrunk, avinsert);
813   }
814  
815  
1162 /* GW NOTE 2002/10/3:
1163 * I used to compare AMBVAL pointers, but found that this was the
1164 * cause of a serious consistency error with gcc, since the optimizer
1165 * uses some dangerous trick in pointer subtraction that
1166 * assumes pointers differ by exact struct size increments.
1167 */
1168 static int
1169 aposcmp(                        /* compare ambient value positions */
1170        const void      *avp1,
1171        const void      *avp2
1172 )
1173 {
1174        long    diff = *(char * const *)avp1 - *(char * const *)avp2;
1175        if (diff < 0)
1176                return(-1);
1177        return(diff > 0);
1178 }
1179
1180
1181 static int
1182 avlmemi(                                /* find list position from address */
1183        AMBVAL  *avaddr
1184 )
1185 {
1186        AMBVAL  **avlpp;
1187
1188        avlpp = (AMBVAL **)bsearch((char *)&avaddr, (char *)avlist2,
1189                        nambvals, sizeof(AMBVAL *), &aposcmp);
1190        if (avlpp == NULL)
1191                error(CONSISTENCY, "address not found in avlmemi");
1192        return(avlpp - avlist2);
1193 }
1194
1195
1196 static void
1197 sortambvals(                    /* resort ambient values */
1198        int     always
1199 )
1200 {
1201        AMBTREE  oldatrunk;
1202        AMBVAL  tav, *tap, *pnext;
1203        int     i, j;
1204                                        /* see if it's time yet */
1205        if (!always && (ambclock++ < lastsort+sortintvl ||
1206                        nambvals < SORT_THRESH))
1207                return;
1208        /*
1209         * The idea here is to minimize memory thrashing
1210         * in VM systems by improving reference locality.
1211         * We do this by periodically sorting our stored ambient
1212         * values in memory in order of most recently to least
1213         * recently accessed.  This ordering was chosen so that new
1214         * ambient values (which tend to be less important) go into
1215         * higher memory with the infrequently accessed values.
1216         *      Since we expect our values to need sorting less
1217         * frequently as the process continues, we double our
1218         * waiting interval after each call.
1219         *      This routine is also called by setambacc() with
1220         * the "always" parameter set to 1 so that the ambient
1221         * tree will be rebuilt with the new accuracy parameter.
1222         */
1223        if (tracktime) {                /* allocate pointer arrays to sort */
1224                avlist2 = (AMBVAL **)malloc(nambvals*sizeof(AMBVAL *));
1225                avlist1 = (struct avl *)malloc(nambvals*sizeof(struct avl));
1226        } else {
1227                avlist2 = NULL;
1228                avlist1 = NULL;
1229        }
1230        if (avlist1 == NULL) {          /* no time tracking -- rebuild tree? */
1231                if (avlist2 != NULL)
1232                        free((void *)avlist2);
1233                if (always) {           /* rebuild without sorting */
1234                        oldatrunk = atrunk;
1235                        atrunk.alist = NULL;
1236                        atrunk.kid = NULL;
1237                        unloadatree(&oldatrunk, avinsert);
1238                }
1239        } else {                        /* sort memory by last access time */
1240                /*
1241                 * Sorting memory is tricky because it isn't contiguous.
1242                 * We have to sort an array of pointers by MRA and also
1243                 * by memory position.  We then copy values in "loops"
1244                 * to minimize memory hits.  Nevertheless, we will visit
1245                 * everyone at least twice, and this is an expensive process
1246                 * when we're thrashing, which is when we need to do it.
1247                 */
1248 #ifdef DEBUG
1249                sprintf(errmsg, "sorting %u ambient values at ambclock=%lu...",
1250                                nambvals, ambclock);
1251                eputs(errmsg);
1252 #endif
1253                i_avlist = 0;
1254                unloadatree(&atrunk, av2list);  /* empty current tree */
1255 #ifdef DEBUG
1256                if (i_avlist < nambvals)
1257                        error(CONSISTENCY, "missing ambient values in sortambvals");
1258 #endif
1259                qsort((char *)avlist1, nambvals, sizeof(struct avl), alatcmp);
1260                qsort((char *)avlist2, nambvals, sizeof(AMBVAL *), aposcmp);
1261                for (i = 0; i < nambvals; i++) {
1262                        if (avlist1[i].p == NULL)
1263                                continue;
1264                        tap = avlist2[i];
1265                        tav = *tap;
1266                        for (j = i; (pnext = avlist1[j].p) != tap;
1267                                        j = avlmemi(pnext)) {
1268                                *(avlist2[j]) = *pnext;
1269                                avinsert(avlist2[j]);
1270                                avlist1[j].p = NULL;
1271                        }
1272                        *(avlist2[j]) = tav;
1273                        avinsert(avlist2[j]);
1274                        avlist1[j].p = NULL;
1275                }
1276                free((void *)avlist1);
1277                free((void *)avlist2);
1278                                                /* compute new sort interval */
1279                sortintvl = ambclock - lastsort;
1280                if (sortintvl >= MAX_SORT_INTVL/2)
1281                        sortintvl = MAX_SORT_INTVL;
1282                else
1283                        sortintvl <<= 1;        /* wait twice as long next */
1284 #ifdef DEBUG
1285                eputs("done\n");
1286 #endif
1287        }
1288        if (ambclock >= MAXACLOCK)
1289                ambclock = MAXACLOCK/2;
1290        lastsort = ambclock;
1291 }
1292
1293
816   #ifdef  F_SETLKW
817  
818   static void
# Line 1302 | 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 1320 | 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 1341 | 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 */
1347 <                        if (lseek(fileno(ambfp), (off_t)lastpos, SEEK_SET) < 0)
1348 <                                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)
1352 <                lastpos += (long)nunflshed*AMBVALSIZ;
1353 <        else if ((lastpos = lseek(fileno(ambfp), (off_t)0, SEEK_CUR)) < 0)
1354 <                goto seekerr;
1355 <                
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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