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

Comparing ray/src/rt/ambient.c (file contents):
Revision 1.5 by greg, Tue May 30 20:06:09 1989 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 17 | Line 17 | static char SCCSid[] = "$SunId$ LBL";
17  
18   #include  "octree.h"
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  
24 – extern CUBE  thescene;          /* contains space boundaries */
25 –
26 – extern COLOR  ambval;           /* global ambient component */
27 – extern double  ambacc;          /* ambient accuracy */
28 – extern int  ambres;             /* ambient resolution */
29 – extern int  ambdiv;             /* number of divisions for calculation */
30 – extern int  ambssamp;           /* number of super-samples */
31 – extern int  ambounce;           /* number of ambient bounces */
32 – extern char  *amblist[];        /* ambient include/exclude list */
33 – extern int  ambincl;            /* include == 1, exclude == 0 */
34 –
35 – OBJECT  ambset[128];            /* ambient include/exclude set */
36 –
37 – double  maxarad;                /* maximum ambient radius */
38 – double  minarad;                /* minimum ambient radius */
39 –
40 – typedef struct ambval {
41 –        FVECT  pos;             /* position in space */
42 –        FVECT  dir;             /* normal direction */
43 –        int  lvl;               /* recursion level of parent ray */
44 –        float  weight;          /* weight of parent ray */
45 –        COLOR  val;             /* computed ambient value */
46 –        float  rad;             /* validity radius */
47 –        struct ambval  *next;   /* next in list */
48 – }  AMBVAL;                      /* ambient value */
49 –
28   typedef struct ambtree {
29          AMBVAL  *alist;         /* ambient value list */
30          struct ambtree  *kid;   /* 8 child nodes */
31   }  AMBTREE;                     /* ambient octree */
32  
33 < typedef struct {
56 <        float  k;               /* error contribution per sample */
57 <        COLOR  v;               /* ray sum */
58 <        int  n;                 /* number of samples */
59 <        short  t, p;            /* theta, phi indices */
60 < }  AMBSAMP;                     /* ambient sample */
33 > extern CUBE  thescene;          /* contains space boundaries */
34  
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 +
41   static AMBTREE  atrunk;         /* our ambient trunk node */
42  
43   static FILE  *ambfp = NULL;     /* ambient file pointer */
# Line 67 | Line 46 | static FILE  *ambfp = NULL;    /* ambient file pointer */
46  
47   #define  newambtree()   (AMBTREE *)calloc(8, sizeof(AMBTREE))
48  
70 – double  sumambient(), doambient(), makeambient();
49  
72 –
50   setambient(afile)                       /* initialize calculation */
51   char  *afile;
52   {
53          long  ftell();
77 –        char  **amblp;
78 –        OBJECT  obj;
54          AMBVAL  amb;
55 <                                        /* set up ambient set */
81 <        ambset[0] = 0;
82 <        for (amblp = amblist; *amblp != NULL; amblp++) {
83 <                if ((obj = modifier(*amblp)) == OVOID) {
84 <                        sprintf(errmsg, "unknown %s modifier \"%s\"",
85 <                                ambincl ? "include" : "exclude", *amblp);
86 <                        error(WARNING, errmsg);
87 <                        continue;
88 <                }
89 <                if (!inset(ambset, obj))
90 <                        insertelem(ambset, obj);
91 <        }
55 >
56          maxarad = thescene.cusize / 2.0;                /* maximum radius */
57                                                          /* minimum radius */
58          minarad = ambres > 0 ? thescene.cusize/ambres : 0.0;
# Line 96 | Line 60 | char  *afile;
60                                          /* open ambient file */
61          if (afile != NULL)
62                  if ((ambfp = fopen(afile, "r+")) != NULL) {
63 <                        while (fread(&amb, sizeof(AMBVAL), 1, ambfp) == 1)
63 >                        while (fread((char *)&amb,sizeof(AMBVAL),1,ambfp) == 1)
64                                  avinsert(&amb, &atrunk, thescene.cuorg,
65                                                  thescene.cusize);
66                                                          /* align */
# Line 109 | Line 73 | char  *afile;
73   }
74  
75  
76 + ambnotify(obj)                  /* record new modifier */
77 + OBJECT  obj;
78 + {
79 +        static int  hitlimit = 0;
80 +        register OBJREC  *o = objptr(obj);
81 +        register char  **amblp;
82 +
83 +        if (hitlimit || !ismodifier(o->otype))
84 +                return;
85 +        for (amblp = amblist; *amblp != NULL; amblp++)
86 +                if (!strcmp(o->oname, *amblp)) {
87 +                        if (ambset[0] >= MAXASET) {
88 +                                error(WARNING, "too many modifiers in ambient list");
89 +                                hitlimit++;
90 +                                return;         /* should this be fatal? */
91 +                        }
92 +                        insertelem(ambset, obj);
93 +                        return;
94 +                }
95 + }
96 +
97 +
98   ambient(acol, r)                /* compute ambient component for ray */
99   COLOR  acol;
100   register RAY  *r;
# Line 129 | 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 197 | 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.
190                   */
191                  wt = sqrt(e1) + sqrt(e2);
192 <                if (wt > ambacc*(0.9 + 0.2*frandom()))
192 >                wt *= .9 + .2*frandom();
193 >                if (wt > ambacc)
194                          continue;
195                  if (wt <= 1e-3)
196                          wt = 1e3;
# Line 241 | 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 251 | 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 */
# Line 258 | Line 248 | register RAY  *r;
248   }
249  
250  
261 – double
262 – doambient(acol, r)                      /* compute ambient component */
263 – COLOR  acol;
264 – register RAY  *r;
265 – {
266 –        extern int  ambcmp();
267 –        extern double  sin(), cos(), sqrt();
268 –        double  phi, xd, yd, zd;
269 –        double  b, b2;
270 –        register AMBSAMP  *div;
271 –        AMBSAMP  dnew;
272 –        RAY  ar;
273 –        FVECT  ux, uy;
274 –        double  arad;
275 –        int  ndivs, nt, np, ns, ne, i, j;
276 –        register int  k;
277 –
278 –        setcolor(acol, 0.0, 0.0, 0.0);
279 –                                        /* set number of divisions */
280 –        nt = sqrt(ambdiv * r->rweight * 0.5) + 0.5;
281 –        np = 2 * nt;
282 –        ndivs = nt * np;
283 –                                        /* check first */
284 –        if (ndivs == 0 || rayorigin(&ar, r, AMBIENT, 0.5) < 0)
285 –                return(0.0);
286 –                                        /* set number of super-samples */
287 –        ns = ambssamp * r->rweight + 0.5;
288 –        if (ns > 0) {
289 –                div = (AMBSAMP *)malloc(ndivs*sizeof(AMBSAMP));
290 –                if (div == NULL)
291 –                        error(SYSTEM, "out of memory in doambient");
292 –        }
293 –                                        /* make axes */
294 –        uy[0] = uy[1] = uy[2] = 0.0;
295 –        for (k = 0; k < 3; k++)
296 –                if (r->ron[k] < 0.6 && r->ron[k] > -0.6)
297 –                        break;
298 –        uy[k] = 1.0;
299 –        fcross(ux, r->ron, uy);
300 –        normalize(ux);
301 –        fcross(uy, ux, r->ron);
302 –                                                /* sample divisions */
303 –        arad = 0.0;
304 –        ne = 0;
305 –        for (i = 0; i < nt; i++)
306 –                for (j = 0; j < np; j++) {
307 –                        rayorigin(&ar, r, AMBIENT, 0.5);        /* pretested */
308 –                        zd = sqrt((i+frandom())/nt);
309 –                        phi = 2.0*PI * (j+frandom())/np;
310 –                        xd = cos(phi) * zd;
311 –                        yd = sin(phi) * zd;
312 –                        zd = sqrt(1.0 - zd*zd);
313 –                        for (k = 0; k < 3; k++)
314 –                                ar.rdir[k] = xd*ux[k]+yd*uy[k]+zd*r->ron[k];
315 –                        rayvalue(&ar);
316 –                        if (ar.rot < FHUGE)
317 –                                arad += 1.0 / ar.rot;
318 –                        if (ns > 0) {                   /* save division */
319 –                                div[ne].k = 0.0;
320 –                                copycolor(div[ne].v, ar.rcol);
321 –                                div[ne].n = 0;
322 –                                div[ne].t = i; div[ne].p = j;
323 –                                                        /* sum errors */
324 –                                b = bright(ar.rcol);
325 –                                if (i > 0) {            /* from above */
326 –                                        b2 = bright(div[ne-np].v) - b;
327 –                                        b2 *= b2 * 0.25;
328 –                                        div[ne].k += b2;
329 –                                        div[ne].n++;
330 –                                        div[ne-np].k += b2;
331 –                                        div[ne-np].n++;
332 –                                }
333 –                                if (j > 0) {            /* from behind */
334 –                                        b2 = bright(div[ne-1].v) - b;
335 –                                        b2 *= b2 * 0.25;
336 –                                        div[ne].k += b2;
337 –                                        div[ne].n++;
338 –                                        div[ne-1].k += b2;
339 –                                        div[ne-1].n++;
340 –                                }
341 –                                if (j == np-1) {        /* around */
342 –                                        b2 = bright(div[ne-(np-1)].v) - b;
343 –                                        b2 *= b2 * 0.25;
344 –                                        div[ne].k += b2;
345 –                                        div[ne].n++;
346 –                                        div[ne-(np-1)].k += b2;
347 –                                        div[ne-(np-1)].n++;
348 –                                }
349 –                                ne++;
350 –                        } else
351 –                                addcolor(acol, ar.rcol);
352 –                }
353 –        for (k = 0; k < ne; k++) {              /* compute errors */
354 –                if (div[k].n > 1)
355 –                        div[k].k /= div[k].n;
356 –                div[k].n = 1;
357 –        }
358 –                                                /* sort the divisions */
359 –        qsort(div, ne, sizeof(AMBSAMP), ambcmp);
360 –                                                /* skim excess */
361 –        while (ne > ns) {
362 –                ne--;
363 –                addcolor(acol, div[ne].v);
364 –        }
365 –                                                /* super-sample */
366 –        for (i = ns; i > 0; i--) {
367 –                rayorigin(&ar, r, AMBIENT, 0.5);        /* pretested */
368 –                zd = sqrt((div[0].t+frandom())/nt);
369 –                phi = 2.0*PI * (div[0].p+frandom())/np;
370 –                xd = cos(phi) * zd;
371 –                yd = sin(phi) * zd;
372 –                zd = sqrt(1.0 - zd*zd);
373 –                for (k = 0; k < 3; k++)
374 –                        ar.rdir[k] = xd*ux[k]+yd*uy[k]+zd*r->ron[k];
375 –                rayvalue(&ar);
376 –                if (ar.rot < FHUGE)
377 –                        arad += 1.0 / ar.rot;
378 –                                                /* recompute error */
379 –                copycolor(dnew.v, div[0].v);
380 –                addcolor(dnew.v, ar.rcol);
381 –                dnew.n = div[0].n + 1;
382 –                dnew.t = div[0].t; dnew.p = div[0].p;
383 –                b2 = bright(dnew.v)/dnew.n - bright(ar.rcol);
384 –                b2 = b2*b2 + div[0].k*(div[0].n*div[0].n);
385 –                dnew.k = b2/(dnew.n*dnew.n);
386 –                                                /* reinsert */
387 –                for (k = 0; k < ne-1 && dnew.k < div[k+1].k; k++)
388 –                        bcopy(&div[k+1], &div[k], sizeof(AMBSAMP));
389 –                bcopy(&dnew, &div[k], sizeof(AMBSAMP));
390 –
391 –                if (ne >= i) {          /* extract darkest division */
392 –                        ne--;
393 –                        if (div[ne].n > 1)
394 –                                scalecolor(div[ne].v, 1.0/div[ne].n);
395 –                        addcolor(acol, div[ne].v);
396 –                }
397 –        }
398 –        scalecolor(acol, 1.0/ndivs);
399 –        if (arad <= FTINY)
400 –                arad = FHUGE;
401 –        else
402 –                arad = (ndivs+ns) / arad / sqrt(r->rweight);
403 –        if (arad > maxarad)
404 –                arad = maxarad;
405 –        else if (arad < minarad)
406 –                arad = minarad;
407 –        if (ns > 0)
408 –                free((char *)div);
409 –        return(arad);
410 – }
411 –
412 –
413 – static int
414 – ambcmp(d1, d2)                          /* decreasing order */
415 – AMBSAMP  *d1, *d2;
416 – {
417 –        if (d1->k < d2->k)
418 –                return(1);
419 –        if (d1->k > d2->k)
420 –                return(-1);
421 –        return(0);
422 – }
423 –
424 –
251   static
252   avsave(av)                              /* save an ambient value */
253   AMBVAL  *av;
# Line 431 | Line 257 | AMBVAL  *av;
257   #endif
258          if (ambfp == NULL)
259                  return;
260 <        if (fwrite(av, sizeof(AMBVAL), 1, ambfp) != 1)
260 >        if (fwrite((char *)av, sizeof(AMBVAL), 1, ambfp) != 1)
261                  goto writerr;
262   #ifdef  AMBFLUSH
263          if (++nunflshed >= AMBFLUSH) {
# Line 460 | Line 286 | double  s;
286  
287          if ((av = newambval()) == NULL)
288                  goto memerr;
289 <        bcopy(aval, av, sizeof(AMBVAL));
289 >        copystruct(av, aval);
290          VCOPY(ck0, c0);
291          while (s*(OCTSCALE/2) > av->rad*ambacc) {
292                  if (at->kid == NULL)

Diff Legend

– Removed lines
+ Added lines
< Changed lines
> Changed lines