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

Comparing ray/src/rt/ambient.c (file contents):
Revision 1.12 by greg, Wed May 22 12:44:39 1991 UTC vs.
Revision 1.14 by greg, Fri Jun 7 10:04:29 1991 UTC

# Line 1 | Line 1
1 < /* Copyright (c) 1986 Regents of the University of California */
1 > /* Copyright (c) 1991 Regents of the University of California */
2  
3   #ifndef lint
4   static char SCCSid[] = "$SunId$ LBL";
# Line 19 | Line 19 | static char SCCSid[] = "$SunId$ LBL";
19  
20   #include  "otypes.h"
21  
22 + #include  "ambient.h"
23 +
24   #include  "random.h"
25  
26   #define  OCTSCALE       0.5     /* ceil((valid rad.)/(cube size)) */
27  
28 + typedef struct ambtree {
29 +        AMBVAL  *alist;         /* ambient value list */
30 +        struct ambtree  *kid;   /* 8 child nodes */
31 + }  AMBTREE;                     /* ambient octree */
32 +
33   extern CUBE  thescene;          /* contains space boundaries */
34  
28 extern COLOR  ambval;           /* global ambient component */
29 extern double  ambacc;          /* ambient accuracy */
30 extern int  ambres;             /* ambient resolution */
31 extern int  ambdiv;             /* number of divisions for calculation */
32 extern int  ambssamp;           /* number of super-samples */
33 extern int  ambounce;           /* number of ambient bounces */
34 extern char  *amblist[];        /* ambient include/exclude list */
35 extern int  ambincl;            /* include == 1, exclude == 0 */
36
35   #define  MAXASET        511     /* maximum number of elements in ambient set */
36   OBJECT  ambset[MAXASET+1]={0};  /* ambient include/exclude set */
37  
38   double  maxarad;                /* maximum ambient radius */
39   double  minarad;                /* minimum ambient radius */
40  
43 typedef struct ambval {
44        FVECT  pos;             /* position in space */
45        FVECT  dir;             /* normal direction */
46        int  lvl;               /* recursion level of parent ray */
47        float  weight;          /* weight of parent ray */
48        COLOR  val;             /* computed ambient value */
49        float  rad;             /* validity radius */
50        struct ambval  *next;   /* next in list */
51 }  AMBVAL;                      /* ambient value */
52
53 typedef struct ambtree {
54        AMBVAL  *alist;         /* ambient value list */
55        struct ambtree  *kid;   /* 8 child nodes */
56 }  AMBTREE;                     /* ambient octree */
57
58 typedef struct {
59        float  k;               /* error contribution per sample */
60        COLOR  v;               /* ray sum */
61        int  n;                 /* number of samples */
62        short  t, p;            /* theta, phi indices */
63 }  AMBSAMP;                     /* ambient sample */
64
41   static AMBTREE  atrunk;         /* our ambient trunk node */
42  
43   static FILE  *ambfp = NULL;     /* ambient file pointer */
# Line 70 | Line 46 | static FILE  *ambfp = NULL;    /* ambient file pointer */
46  
47   #define  newambtree()   (AMBTREE *)calloc(8, sizeof(AMBTREE))
48  
73 double  sumambient(), doambient(), makeambient();
49  
75
50   setambient(afile)                       /* initialize calculation */
51   char  *afile;
52   {
# Line 141 | Line 115 | register RAY  *r;
115                  goto dumbamb;
116  
117          if (ambacc <= FTINY) {                  /* no ambient storage */
118 <                if (doambient(acol, r) == 0.0)
118 >                if (doambient(acol, r, NULL, NULL) == 0.0)
119                          goto dumbamb;
120                  goto done;
121          }
# Line 209 | Line 183 | double  s;
183                  for (j = 0; j < 3; j++)
184                          d += (r->rop[j] - av->pos[j]) *
185                                          (av->dir[j] + r->ron[j]);
186 <                if (d < -minarad)
186 >                if (d*0.5 < -minarad*ambacc)
187                          continue;
188                  /*
189                   *  Jittering final test reduces image artifacts.
# Line 254 | Line 228 | COLOR  acol;
228   register RAY  *r;
229   {
230          AMBVAL  amb;
231 +        FVECT   gp, gd;
232  
233 <        amb.rad = doambient(acol, r);           /* compute ambient */
233 >        amb.rad = doambient(acol, r, gp, gd);   /* compute ambient */
234          if (amb.rad == 0.0)
235                  return(0.0);
236                                                  /* store it */
# Line 264 | Line 239 | register RAY  *r;
239          amb.lvl = r->rlvl;
240          amb.weight = r->rweight;
241          copycolor(amb.val, acol);
242 +        VCOPY(amb.gpos, gp);
243 +        VCOPY(amb.gdir, gd);
244                                                  /* insert into tree */
245          avinsert(&amb, &atrunk, thescene.cuorg, thescene.cusize);
246          avsave(&amb);                           /* write to file */
247          return(amb.rad);
271 }
272
273
274 double
275 doambient(acol, r)                      /* compute ambient component */
276 COLOR  acol;
277 register RAY  *r;
278 {
279        extern int  ambcmp();
280        extern double  sin(), cos(), sqrt();
281        int  hlist[4];
282        double  phi, xd, yd, zd;
283        double  b, b2;
284        register AMBSAMP  *div;
285        AMBSAMP  dnew;
286        RAY  ar;
287        FVECT  ux, uy;
288        double  arad;
289        int  ndivs, nt, np, ns, ne, i, j;
290        register int  k;
291
292        setcolor(acol, 0.0, 0.0, 0.0);
293                                        /* set number of divisions */
294        nt = sqrt(ambdiv * r->rweight * 0.5) + 0.5;
295        np = 2 * nt;
296        ndivs = nt * np;
297                                        /* check first */
298        if (ndivs == 0 || rayorigin(&ar, r, AMBIENT, 0.5) < 0)
299                return(0.0);
300                                        /* set number of super-samples */
301        ns = ambssamp * r->rweight + 0.5;
302        if (ns > 0) {
303                div = (AMBSAMP *)malloc(ndivs*sizeof(AMBSAMP));
304                if (div == NULL)
305                        error(SYSTEM, "out of memory in doambient");
306        }
307                                        /* make axes */
308        uy[0] = uy[1] = uy[2] = 0.0;
309        for (k = 0; k < 3; k++)
310                if (r->ron[k] < 0.6 && r->ron[k] > -0.6)
311                        break;
312        uy[k] = 1.0;
313        fcross(ux, r->ron, uy);
314        normalize(ux);
315        fcross(uy, ux, r->ron);
316                                        /* set up urand */
317        hlist[0] = r->rno;
318                                                /* sample divisions */
319        arad = 0.0;
320        ne = 0;
321        for (i = 0; i < nt; i++) {
322                hlist[1] = i;
323                for (j = 0; j < np; j++) {
324                        rayorigin(&ar, r, AMBIENT, 0.5);        /* pretested */
325                        hlist[2] = j;
326                        hlist[3] = 0;
327                        zd = sqrt((i+urand(ilhash(hlist,4)))/nt);
328                        hlist[3] = 1;
329                        phi = 2.0*PI * (j+urand(ilhash(hlist,4)))/np;
330                        xd = cos(phi) * zd;
331                        yd = sin(phi) * zd;
332                        zd = sqrt(1.0 - zd*zd);
333                        for (k = 0; k < 3; k++)
334                                ar.rdir[k] = xd*ux[k]+yd*uy[k]+zd*r->ron[k];
335                        dimlist[ndims++] = i*np + j + 38813;
336                        rayvalue(&ar);
337                        ndims--;
338                        if (ar.rot < FHUGE)
339                                arad += 1.0 / ar.rot;
340                        if (ns > 0) {                   /* save division */
341                                div[ne].k = 0.0;
342                                copycolor(div[ne].v, ar.rcol);
343                                div[ne].n = 0;
344                                div[ne].t = i; div[ne].p = j;
345                                                        /* sum errors */
346                                b = bright(ar.rcol);
347                                if (i > 0) {            /* from above */
348                                        b2 = bright(div[ne-np].v) - b;
349                                        b2 *= b2 * 0.25;
350                                        div[ne].k += b2;
351                                        div[ne].n++;
352                                        div[ne-np].k += b2;
353                                        div[ne-np].n++;
354                                }
355                                if (j > 0) {            /* from behind */
356                                        b2 = bright(div[ne-1].v) - b;
357                                        b2 *= b2 * 0.25;
358                                        div[ne].k += b2;
359                                        div[ne].n++;
360                                        div[ne-1].k += b2;
361                                        div[ne-1].n++;
362                                }
363                                if (j == np-1) {        /* around */
364                                        b2 = bright(div[ne-(np-1)].v) - b;
365                                        b2 *= b2 * 0.25;
366                                        div[ne].k += b2;
367                                        div[ne].n++;
368                                        div[ne-(np-1)].k += b2;
369                                        div[ne-(np-1)].n++;
370                                }
371                                ne++;
372                        } else
373                                addcolor(acol, ar.rcol);
374                }
375        }
376        for (k = 0; k < ne; k++) {              /* compute errors */
377                if (div[k].n > 1)
378                        div[k].k /= div[k].n;
379                div[k].n = 1;
380        }
381                                                /* sort the divisions */
382        qsort(div, ne, sizeof(AMBSAMP), ambcmp);
383                                                /* skim excess */
384        while (ne > ns) {
385                ne--;
386                addcolor(acol, div[ne].v);
387        }
388                                                /* super-sample */
389        for (i = ns; i > 0; i--) {
390                rayorigin(&ar, r, AMBIENT, 0.5);        /* pretested */
391                hlist[1] = div[0].t;
392                hlist[2] = div[0].p;
393                hlist[3] = 0;
394                zd = sqrt((div[0].t+urand(ilhash(hlist,4)+div[0].n))/nt);
395                hlist[3] = 1;
396                phi = 2.0*PI * (div[0].p+urand(ilhash(hlist,4)+div[0].n))/np;
397                xd = cos(phi) * zd;
398                yd = sin(phi) * zd;
399                zd = sqrt(1.0 - zd*zd);
400                for (k = 0; k < 3; k++)
401                        ar.rdir[k] = xd*ux[k]+yd*uy[k]+zd*r->ron[k];
402                dimlist[ndims++] = div[0].t*np + div[0].p + 38813;
403                rayvalue(&ar);
404                ndims--;
405                rayvalue(&ar);
406                if (ar.rot < FHUGE)
407                        arad += 1.0 / ar.rot;
408                                                /* recompute error */
409                copycolor(dnew.v, div[0].v);
410                addcolor(dnew.v, ar.rcol);
411                dnew.n = div[0].n + 1;
412                dnew.t = div[0].t; dnew.p = div[0].p;
413                b2 = bright(dnew.v)/dnew.n - bright(ar.rcol);
414                b2 = b2*b2 + div[0].k*(div[0].n*div[0].n);
415                dnew.k = b2/(dnew.n*dnew.n);
416                                                /* reinsert */
417                for (k = 0; k < ne-1 && dnew.k < div[k+1].k; k++)
418                        copystruct(&div[k], &div[k+1]);
419                copystruct(&div[k], &dnew);
420
421                if (ne >= i) {          /* extract darkest division */
422                        ne--;
423                        if (div[ne].n > 1)
424                                scalecolor(div[ne].v, 1.0/div[ne].n);
425                        addcolor(acol, div[ne].v);
426                }
427        }
428        scalecolor(acol, 1.0/ndivs);
429        if (arad <= FTINY)
430                arad = FHUGE;
431        else
432                arad = (ndivs+ns) / arad / sqrt(r->rweight);
433        if (arad > maxarad)
434                arad = maxarad;
435        else if (arad < minarad)
436                arad = minarad;
437        if (ns > 0)
438                free((char *)div);
439        return(arad);
440 }
441
442
443 static int
444 ambcmp(d1, d2)                          /* decreasing order */
445 AMBSAMP  *d1, *d2;
446 {
447        if (d1->k < d2->k)
448                return(1);
449        if (d1->k > d2->k)
450                return(-1);
451        return(0);
248   }
249  
250  

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