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

Comparing ray/src/rt/ambient.c (file contents):
Revision 1.16 by greg, Tue Aug 20 10:05:18 1991 UTC vs.
Revision 2.47 by greg, Sat Feb 22 02:07:28 2003 UTC

# Line 1 | Line 1
1 /* Copyright (c) 1991 Regents of the University of California */
2
1   #ifndef lint
2 < static char SCCSid[] = "$SunId$ LBL";
2 > static const char       RCSid[] = "$Id$";
3   #endif
6
4   /*
5   *  ambient.c - routines dealing with ambient (inter-reflected) component.
6   *
7 < *  The macro AMBFLUSH (if defined) is the number of ambient values
8 < *      to wait before flushing to the ambient file.
7 > *  Declarations of external symbols in ambient.h
8 > */
9 >
10 > /* ====================================================================
11 > * The Radiance Software License, Version 1.0
12   *
13 < *     5/9/86
13 > * Copyright (c) 1990 - 2002 The Regents of the University of California,
14 > * through Lawrence Berkeley National Laboratory.   All rights reserved.
15 > *
16 > * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
17 > * modification, are permitted provided that the following conditions
18 > * are met:
19 > *
20 > * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
21 > *         notice, this list of conditions and the following disclaimer.
22 > *
23 > * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
24 > *       notice, this list of conditions and the following disclaimer in
25 > *       the documentation and/or other materials provided with the
26 > *       distribution.
27 > *
28 > * 3. The end-user documentation included with the redistribution,
29 > *           if any, must include the following acknowledgment:
30 > *             "This product includes Radiance software
31 > *                 (http://radsite.lbl.gov/)
32 > *                 developed by the Lawrence Berkeley National Laboratory
33 > *               (http://www.lbl.gov/)."
34 > *       Alternately, this acknowledgment may appear in the software itself,
35 > *       if and wherever such third-party acknowledgments normally appear.
36 > *
37 > * 4. The names "Radiance," "Lawrence Berkeley National Laboratory"
38 > *       and "The Regents of the University of California" must
39 > *       not be used to endorse or promote products derived from this
40 > *       software without prior written permission. For written
41 > *       permission, please contact [email protected].
42 > *
43 > * 5. Products derived from this software may not be called "Radiance",
44 > *       nor may "Radiance" appear in their name, without prior written
45 > *       permission of Lawrence Berkeley National Laboratory.
46 > *
47 > * THIS SOFTWARE IS PROVIDED ``AS IS'' AND ANY EXPRESSED OR IMPLIED
48 > * WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES
49 > * OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE
50 > * DISCLAIMED.   IN NO EVENT SHALL Lawrence Berkeley National Laboratory OR
51 > * ITS CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
52 > * SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT
53 > * LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF
54 > * USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND
55 > * ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY,
56 > * OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT
57 > * OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
58 > * SUCH DAMAGE.
59 > * ====================================================================
60 > *
61 > * This software consists of voluntary contributions made by many
62 > * individuals on behalf of Lawrence Berkeley National Laboratory.   For more
63 > * information on Lawrence Berkeley National Laboratory, please see
64 > * <http://www.lbl.gov/>.
65   */
66  
67   #include  "ray.h"
68  
18 #include  "octree.h"
19
69   #include  "otypes.h"
70  
71   #include  "ambient.h"
72  
73   #include  "random.h"
74  
75 < #define  OCTSCALE       0.5     /* ceil((valid rad.)/(cube size)) */
75 > #ifndef  OCTSCALE
76 > #define  OCTSCALE       1.0     /* ceil((valid rad.)/(cube size)) */
77 > #endif
78  
79 < typedef struct ambtree {
29 <        AMBVAL  *alist;         /* ambient value list */
30 <        struct ambtree  *kid;   /* 8 child nodes */
31 < }  AMBTREE;                     /* ambient octree */
79 > extern char  *shm_boundary;     /* memory sharing boundary */
80  
81 < extern CUBE  thescene;          /* contains space boundaries */
81 > #define  MAXASET        511     /* maximum number of elements in ambient set */
82 > OBJECT  ambset[MAXASET+1]={0};  /* ambient include/exclude set */
83  
84 < #define  MAXASET        511     /* maximum number of elements in ambient set */
85 < OBJECT  ambset[MAXASET+1]={0};  /* ambient include/exclude set */
84 > double  maxarad;                /* maximum ambient radius */
85 > double  minarad;                /* minimum ambient radius */
86  
87 < double  maxarad;                /* maximum ambient radius */
39 < double  minarad;                /* minimum ambient radius */
87 > static AMBTREE  atrunk;         /* our ambient trunk node */
88  
41 static AMBTREE  atrunk;         /* our ambient trunk node */
42
89   static FILE  *ambfp = NULL;     /* ambient file pointer */
90 + static int  nunflshed = 0;      /* number of unflushed ambient values */
91  
92 < #define  newambval()    (AMBVAL *)bmalloc(sizeof(AMBVAL))
92 > #ifndef SORT_THRESH
93 > #ifdef BIGMEM
94 > #define SORT_THRESH     ((9L<<20)/sizeof(AMBVAL))
95 > #else
96 > #define SORT_THRESH     ((3L<<20)/sizeof(AMBVAL))
97 > #endif
98 > #endif
99 > #ifndef SORT_INTVL
100 > #define SORT_INTVL      (SORT_THRESH<<1)
101 > #endif
102 > #ifndef MAX_SORT_INTVL
103 > #define MAX_SORT_INTVL  (SORT_INTVL<<6)
104 > #endif
105  
106 < #define  newambtree()   (AMBTREE *)calloc(8, sizeof(AMBTREE))
106 > static double  avsum = 0.;              /* computed ambient value sum (log) */
107 > static unsigned int  navsum = 0;        /* number of values in avsum */
108 > static unsigned int  nambvals = 0;      /* total number of indirect values */
109 > static unsigned int  nambshare = 0;     /* number of values from file */
110 > static unsigned long  ambclock = 0;     /* ambient access clock */
111 > static unsigned long  lastsort = 0;     /* time of last value sort */
112 > static long  sortintvl = SORT_INTVL;    /* time until next sort */
113 > static FILE  *ambinp = NULL;            /* auxiliary file for input */
114 > static long  lastpos = -1;              /* last flush position */
115  
116 + #define MAXACLOCK       (1L<<30)        /* clock turnover value */
117 +        /*
118 +         * Track access times unless we are sharing ambient values
119 +         * through memory on a multiprocessor, when we want to avoid
120 +         * claiming our own memory (copy on write).  Go ahead anyway
121 +         * if more than two thirds of our values are unshared.
122 +         * Compile with -Dtracktime=0 to turn this code off.
123 +         */
124 + #ifndef tracktime
125 + #define tracktime       (shm_boundary == NULL || nambvals > 3*nambshare)
126 + #endif
127  
128 < setambient(afile)                       /* initialize calculation */
129 < char  *afile;
128 > #define  AMBFLUSH       (BUFSIZ/AMBVALSIZ)
129 >
130 > #define  newambval()    (AMBVAL *)malloc(sizeof(AMBVAL))
131 > #define  freeav(av)     free((void *)av);
132 >
133 > static void  initambfile(), avsave(), avinsert(), sortambvals(), unloadatree();
134 > static int  avlmemi();
135 > static AMBVAL  *avstore();
136 > #ifdef  F_SETLKW
137 > static void  aflock();
138 > #endif
139 >
140 >
141 > void
142 > setambres(ar)                           /* set ambient resolution */
143 > int  ar;
144   {
145 <        long  ftell();
146 <        AMBVAL  amb;
145 >        ambres = ar < 0 ? 0 : ar;               /* may be done already */
146 >                                                /* set min & max radii */
147 >        if (ar <= 0) {
148 >                minarad = 0;
149 >                maxarad = thescene.cusize / 2.0;
150 >        } else {
151 >                minarad = thescene.cusize / ar;
152 >                maxarad = 64 * minarad;                 /* heuristic */
153 >                if (maxarad > thescene.cusize / 2.0)
154 >                        maxarad = thescene.cusize / 2.0;
155 >        }
156 >        if (minarad <= FTINY)
157 >                minarad = 10*FTINY;
158 >        if (maxarad <= minarad)
159 >                maxarad = 64 * minarad;
160 > }
161  
56        maxarad = thescene.cusize / 2.0;                /* maximum radius */
57                                                        /* minimum radius */
58        minarad = ambres > 0 ? thescene.cusize/ambres : 0.0;
162  
163 <                                        /* open ambient file */
164 <        if (afile != NULL)
165 <                if ((ambfp = fopen(afile, "r+")) != NULL) {
166 <                        while (fread((char *)&amb,sizeof(AMBVAL),1,ambfp) == 1)
167 <                                avinsert(&amb, &atrunk, thescene.cuorg,
168 <                                                thescene.cusize);
169 <                                                        /* align */
170 <                        fseek(ambfp, -(ftell(ambfp)%sizeof(AMBVAL)), 1);
171 <                } else if ((ambfp = fopen(afile, "w")) == NULL) {
172 <                        sprintf(errmsg, "cannot open ambient file \"%s\"",
173 <                                        afile);
174 <                        error(SYSTEM, errmsg);
163 > void
164 > setambacc(newa)                         /* set ambient accuracy */
165 > double  newa;
166 > {
167 >        double  ambdiff;
168 >
169 >        if (newa < 0.0)
170 >                newa = 0.0;
171 >        ambdiff = fabs(newa - ambacc);
172 >        if (ambdiff >= .01 && (ambacc = newa) > FTINY && nambvals > 0)
173 >                sortambvals(1);                 /* rebuild tree */
174 > }
175 >
176 >
177 > void
178 > setambient()                            /* initialize calculation */
179 > {
180 >        int     readonly = 0;
181 >        long  pos, flen;
182 >        AMBVAL  amb;
183 >                                                /* make sure we're fresh */
184 >        ambdone();
185 >                                                /* init ambient limits */
186 >        setambres(ambres);
187 >        setambacc(ambacc);
188 >        if (ambfile == NULL || !ambfile[0])
189 >                return;
190 >        if (ambacc <= FTINY) {
191 >                sprintf(errmsg, "zero ambient accuracy so \"%s\" not opened",
192 >                                ambfile);
193 >                error(WARNING, errmsg);
194 >                return;
195 >        }
196 >                                                /* open ambient file */
197 >        if ((ambfp = fopen(ambfile, "r+")) == NULL)
198 >                readonly = (ambfp = fopen(ambfile, "r")) != NULL;
199 >        if (ambfp != NULL) {
200 >                initambfile(0);                 /* file exists */
201 >                pos = ftell(ambfp);
202 >                while (readambval(&amb, ambfp))
203 >                        avinsert(avstore(&amb));
204 >                nambshare = nambvals;           /* share loaded values */
205 >                if (readonly) {
206 >                        sprintf(errmsg,
207 >                                "loaded %u values from read-only ambient file",
208 >                                        nambvals);
209 >                        error(WARNING, errmsg);
210 >                        fclose(ambfp);          /* close file so no writes */
211 >                        ambfp = NULL;
212 >                        return;                 /* avoid ambsync() */
213                  }
214 +                                                /* align file pointer */
215 +                pos += (long)nambvals*AMBVALSIZ;
216 +                flen = lseek(fileno(ambfp), (off_t)0L, 2);
217 +                if (flen != pos) {
218 +                        sprintf(errmsg,
219 +                        "ignoring last %ld values in ambient file (corrupted)",
220 +                                        (flen - pos)/AMBVALSIZ);
221 +                        error(WARNING, errmsg);
222 +                        fseek(ambfp, pos, 0);
223 +                        ftruncate(fileno(ambfp), (off_t)pos);
224 +                }
225 +        } else if ((ambfp = fopen(ambfile, "w+")) != NULL) {
226 +                initambfile(1);                 /* else create new file */
227 +        } else {
228 +                sprintf(errmsg, "cannot open ambient file \"%s\"", ambfile);
229 +                error(SYSTEM, errmsg);
230 +        }
231 +        nunflshed++;    /* lie */
232 +        ambsync();
233   }
234  
235  
236 + void
237 + ambdone()                       /* close ambient file and free memory */
238 + {
239 +        if (ambfp != NULL) {            /* close ambient file */
240 +                ambsync();
241 +                fclose(ambfp);
242 +                ambfp = NULL;
243 +                if (ambinp != NULL) {  
244 +                        fclose(ambinp);
245 +                        ambinp = NULL;
246 +                }
247 +                lastpos = -1;
248 +        }
249 +                                        /* free ambient tree */
250 +        unloadatree(&atrunk, free);
251 +                                        /* reset state variables */
252 +        avsum = 0.;
253 +        navsum = 0;
254 +        nambvals = 0;
255 +        nambshare = 0;
256 +        ambclock = 0;
257 +        lastsort = 0;
258 +        sortintvl = SORT_INTVL;
259 + }
260 +
261 +
262 + void
263   ambnotify(obj)                  /* record new modifier */
264 < OBJECT  obj;
264 > OBJECT  obj;
265   {
266          static int  hitlimit = 0;
267 <        register OBJREC  *o = objptr(obj);
267 >        register OBJREC  *o;
268          register char  **amblp;
269  
270 +        if (obj == OVOID) {             /* starting over */
271 +                ambset[0] = 0;
272 +                hitlimit = 0;
273 +                return;
274 +        }
275 +        o = objptr(obj);
276          if (hitlimit || !ismodifier(o->otype))
277                  return;
278          for (amblp = amblist; *amblp != NULL; amblp++)
# Line 95 | Line 288 | OBJECT  obj;
288   }
289  
290  
291 < ambient(acol, r)                /* compute ambient component for ray */
291 > void
292 > ambient(acol, r, nrm)           /* compute ambient component for ray */
293   COLOR  acol;
294   register RAY  *r;
295 + FVECT  nrm;
296   {
297          static int  rdepth = 0;                 /* ambient recursion */
298 <        double  d;
298 >        double  d, l;
299  
300          if (ambdiv <= 0)                        /* no ambient calculation */
301                  goto dumbamb;
# Line 116 | Line 311 | register RAY  *r;
311                  rdepth++;
312                  d = doambient(acol, r, r->rweight, NULL, NULL);
313                  rdepth--;
314 <                if (d == 0.0)
314 >                if (d <= FTINY)
315                          goto dumbamb;
316                  return;
317          }
318 +
319 +        if (tracktime)                          /* sort to minimize thrashing */
320 +                sortambvals(0);
321                                                  /* get ambient value */
322          setcolor(acol, 0.0, 0.0, 0.0);
323 <        d = sumambient(acol, r, rdepth,
323 >        d = sumambient(acol, r, nrm, rdepth,
324                          &atrunk, thescene.cuorg, thescene.cusize);
325 <        if (d > FTINY)
325 >        if (d > FTINY) {
326                  scalecolor(acol, 1.0/d);
327 <        else {
130 <                d = makeambient(acol, r, rdepth++);
131 <                rdepth--;
327 >                return;
328          }
329 +        rdepth++;                               /* need to cache new value */
330 +        d = makeambient(acol, r, nrm, rdepth-1);
331 +        rdepth--;
332          if (d > FTINY)
333                  return;
334   dumbamb:                                        /* return global value */
335          copycolor(acol, ambval);
336 +        if (ambvwt <= 0 | navsum == 0)
337 +                return;
338 +        l = bright(ambval);                     /* average in computations */
339 +        if (l > FTINY) {
340 +                d = (log(l)*(double)ambvwt + avsum) /
341 +                                (double)(ambvwt + navsum);
342 +                d = exp(d) / l;
343 +                scalecolor(acol, d);            /* apply color of ambval */
344 +        } else {
345 +                d = exp( avsum / (double)navsum );
346 +                setcolor(acol, d, d, d);        /* neutral color */
347 +        }
348   }
349  
350  
351   double
352 < sumambient(acol, r, al, at, c0, s)      /* get interpolated ambient value */
352 > sumambient(acol, r, rn, al, at, c0, s)  /* get interpolated ambient value */
353   COLOR  acol;
354   register RAY  *r;
355 + FVECT  rn;
356   int  al;
357 < AMBTREE  *at;
357 > AMBTREE  *at;
358   FVECT  c0;
359 < double  s;
359 > double  s;
360   {
361 <        extern double  sqrt();
150 <        double  d, e1, e2, wt, wsum;
361 >        double  d, e1, e2, wt, wsum;
362          COLOR  ct;
363          FVECT  ck0;
364          int  i;
365          register int  j;
366 <        register AMBVAL  *av;
367 <                                        /* do this node */
366 >        register AMBVAL  *av;
367 >
368          wsum = 0.0;
369 +                                        /* do this node */
370          for (av = at->alist; av != NULL; av = av->next) {
371 +                double  rn_dot = -2.0;
372 +                if (tracktime)
373 +                        av->latick = ambclock;
374                  /*
375                   *  Ambient level test.
376                   */
377 <                if (av->lvl > al || av->weight < r->rweight-FTINY)
377 >                if (av->lvl > al)       /* list sorted, so this works */
378 >                        break;
379 >                if (av->weight < r->rweight-FTINY)
380                          continue;
381                  /*
382                   *  Ambient radius test.
383                   */
384 <                e1 = 0.0;
385 <                for (j = 0; j < 3; j++) {
386 <                        d = av->pos[j] - r->rop[j];
387 <                        e1 += d * d;
388 <                }
384 >                d = av->pos[0] - r->rop[0];
385 >                e1 = d * d;
386 >                d = av->pos[1] - r->rop[1];
387 >                e1 += d * d;
388 >                d = av->pos[2] - r->rop[2];
389 >                e1 += d * d;
390                  e1 /= av->rad * av->rad;
391                  if (e1 > ambacc*ambacc*1.21)
392                          continue;
393                  /*
394 <                 *  Normal direction test.
394 >                 *  Direction test using closest normal.
395                   */
396 <                e2 = (1.0 - DOT(av->dir, r->ron)) * r->rweight;
396 >                d = DOT(av->dir, r->ron);
397 >                if (rn != r->ron) {
398 >                        rn_dot = DOT(av->dir, rn);
399 >                        if (rn_dot > 1.0-FTINY)
400 >                                rn_dot = 1.0-FTINY;
401 >                        if (rn_dot >= d-FTINY) {
402 >                                d = rn_dot;
403 >                                rn_dot = -2.0;
404 >                        }
405 >                }
406 >                e2 = (1.0 - d) * r->rweight;
407                  if (e2 < 0.0) e2 = 0.0;
408                  if (e1 + e2 > ambacc*ambacc*1.21)
409                          continue;
# Line 186 | Line 414 | double  s;
414                  for (j = 0; j < 3; j++)
415                          d += (r->rop[j] - av->pos[j]) *
416                                          (av->dir[j] + r->ron[j]);
417 <                if (d*0.5 < -minarad*ambacc)
417 >                if (d*0.5 < -minarad*ambacc-.001)
418                          continue;
419                  /*
420                   *  Jittering final test reduces image artifacts.
421                   */
422 <                wt = sqrt(e1) + sqrt(e2);
423 <                wt *= .9 + .2*frandom();
424 <                if (wt > ambacc)
422 >                e1 = sqrt(e1);
423 >                e2 = sqrt(e2);
424 >                wt = e1 + e2;
425 >                if (wt > ambacc*(.9+.2*urand(9015+samplendx)))
426                          continue;
427 +                /*
428 +                 *  Recompute directional error using perturbed normal
429 +                 */
430 +                if (rn_dot > 0.0) {
431 +                        e2 = sqrt((1.0 - rn_dot)*r->rweight);
432 +                        wt = e1 + e2;
433 +                }
434                  if (wt <= 1e-3)
435                          wt = 1e3;
436                  else
437                          wt = 1.0 / wt;
438                  wsum += wt;
439 <                extambient(ct, av, r->rop, r->ron);
439 >                extambient(ct, av, r->rop, rn);
440                  scalecolor(ct, wt);
441                  addcolor(acol, ct);
442          }
# Line 219 | Line 455 | double  s;
455                                  break;
456                  }
457                  if (j == 3)
458 <                        wsum += sumambient(acol, r, al, at->kid+i, ck0, s);
458 >                        wsum += sumambient(acol, r, rn, al, at->kid+i, ck0, s);
459          }
460          return(wsum);
461   }
462  
463  
464   double
465 < makeambient(acol, r, al)        /* make a new ambient value */
465 > makeambient(acol, r, rn, al)    /* make a new ambient value */
466   COLOR  acol;
467   register RAY  *r;
468 + FVECT  rn;
469   int  al;
470   {
471 <        AMBVAL  amb;
471 >        AMBVAL  amb;
472          FVECT   gp, gd;
473                                                  /* compute weight */
474          amb.weight = pow(AVGREFL, (double)al);
# Line 239 | Line 476 | int  al;
476                  amb.weight = r->rweight;
477                                                  /* compute ambient */
478          amb.rad = doambient(acol, r, amb.weight, gp, gd);
479 <        if (amb.rad == 0.0)
479 >        if (amb.rad <= FTINY)
480                  return(0.0);
481                                                  /* store it */
482          VCOPY(amb.pos, r->rop);
# Line 249 | Line 486 | int  al;
486          VCOPY(amb.gpos, gp);
487          VCOPY(amb.gdir, gd);
488                                                  /* insert into tree */
489 <        avinsert(&amb, &atrunk, thescene.cuorg, thescene.cusize);
490 <        avsave(&amb);                           /* write to file */
489 >        avsave(&amb);                           /* and save to file */
490 >        if (rn != r->ron)
491 >                extambient(acol, &amb, r->rop, rn);     /* texture */
492          return(amb.rad);
493   }
494  
495  
496 + void
497   extambient(cr, ap, pv, nv)              /* extrapolate value at pv, nv */
498   COLOR  cr;
499 < register AMBVAL  *ap;
499 > register AMBVAL  *ap;
500   FVECT  pv, nv;
501   {
502 <        FVECT  v1, v2;
502 >        FVECT  v1;
503          register int  i;
504 <        double  d;
504 >        double  d;
505  
506          d = 1.0;                        /* zeroeth order */
507                                          /* gradient due to translation */
508          for (i = 0; i < 3; i++)
509                  d += ap->gpos[i]*(pv[i]-ap->pos[i]);
510                                          /* gradient due to rotation */
511 <        VCOPY(v1, ap->dir);
512 <        fcross(v2, v1, nv);
274 <        d += DOT(ap->gdir, v2);
511 >        VCROSS(v1, ap->dir, nv);
512 >        d += DOT(ap->gdir, v1);
513          if (d <= 0.0) {
514                  setcolor(cr, 0.0, 0.0, 0.0);
515                  return;
# Line 281 | Line 519 | FVECT  pv, nv;
519   }
520  
521  
522 < static
523 < avsave(av)                              /* save an ambient value */
524 < AMBVAL  *av;
522 > static void
523 > initambfile(creat)              /* initialize ambient file */
524 > int  creat;
525   {
526 < #ifdef  AMBFLUSH
527 <        static int  nunflshed = 0;
526 >        extern char  *progname, *octname;
527 >        static char  *mybuf = NULL;
528 >
529 > #ifdef  F_SETLKW
530 >        aflock(creat ? F_WRLCK : F_RDLCK);
531   #endif
532 + #ifdef MSDOS
533 +        setmode(fileno(ambfp), O_BINARY);
534 + #endif
535 +        if (mybuf == NULL)
536 +                mybuf = (char *)bmalloc(BUFSIZ+8);
537 +        setbuf(ambfp, mybuf);
538 +        if (creat) {                    /* new file */
539 +                newheader("RADIANCE", ambfp);
540 +                fprintf(ambfp, "%s -av %g %g %g -aw %d -ab %d -aa %g ",
541 +                                progname, colval(ambval,RED),
542 +                                colval(ambval,GRN), colval(ambval,BLU),
543 +                                ambvwt, ambounce, ambacc);
544 +                fprintf(ambfp, "-ad %d -as %d -ar %d ",
545 +                                ambdiv, ambssamp, ambres);
546 +                if (octname != NULL)
547 +                        printargs(1, &octname, ambfp);
548 +                else
549 +                        fputc('\n', ambfp);
550 +                fprintf(ambfp, "SOFTWARE= %s\n", VersionID);
551 +                fputnow(ambfp);
552 +                fputformat(AMBFMT, ambfp);
553 +                putc('\n', ambfp);
554 +                putambmagic(ambfp);
555 +        } else if (checkheader(ambfp, AMBFMT, NULL) < 0 || !hasambmagic(ambfp))
556 +                error(USER, "bad ambient file");
557 + }
558 +
559 +
560 + static void
561 + avsave(av)                              /* insert and save an ambient value */
562 + AMBVAL  *av;
563 + {
564 +        avinsert(avstore(av));
565          if (ambfp == NULL)
566                  return;
567 <        if (fwrite((char *)av, sizeof(AMBVAL), 1, ambfp) != 1)
567 >        if (writambval(av, ambfp) < 0)
568                  goto writerr;
569 < #ifdef  AMBFLUSH
570 <        if (++nunflshed >= AMBFLUSH) {
297 <                if (fflush(ambfp) == EOF)
569 >        if (++nunflshed >= AMBFLUSH)
570 >                if (ambsync() == EOF)
571                          goto writerr;
299                nunflshed = 0;
300        }
301 #endif
572          return;
573   writerr:
574 <        error(SYSTEM, "error writing ambient file");
574 >        error(SYSTEM, "error writing to ambient file");
575   }
576  
577  
578 < static
579 < avinsert(aval, at, c0, s)               /* insert ambient value in a tree */
580 < AMBVAL  *aval;
311 < register AMBTREE  *at;
312 < FVECT  c0;
313 < double  s;
578 > static AMBVAL *
579 > avstore(aval)                           /* allocate memory and store aval */
580 > register AMBVAL  *aval;
581   {
315        FVECT  ck0;
316        int  branch;
582          register AMBVAL  *av;
583 <        register int  i;
583 >        double  d;
584  
585          if ((av = newambval()) == NULL)
586 <                goto memerr;
586 >                error(SYSTEM, "out of memory in avstore");
587          copystruct(av, aval);
588 <        VCOPY(ck0, c0);
588 >        av->latick = ambclock;
589 >        av->next = NULL;
590 >        nambvals++;
591 >        d = bright(av->val);
592 >        if (d > FTINY) {                /* add to log sum for averaging */
593 >                avsum += log(d);
594 >                navsum++;
595 >        }
596 >        return(av);
597 > }
598 >
599 >
600 > #define ATALLOCSZ       512             /* #/8 trees to allocate at once */
601 >
602 > static AMBTREE  *atfreelist = NULL;     /* free ambient tree structures */
603 >
604 >
605 > static AMBTREE *
606 > newambtree()                            /* allocate 8 ambient tree structs */
607 > {
608 >        register AMBTREE  *atp, *upperlim;
609 >
610 >        if (atfreelist == NULL) {       /* get more nodes */
611 >                atfreelist = (AMBTREE *)malloc(ATALLOCSZ*8*sizeof(AMBTREE));
612 >                if (atfreelist == NULL)
613 >                        return(NULL);
614 >                                        /* link new free list */
615 >                upperlim = atfreelist + 8*(ATALLOCSZ-1);
616 >                for (atp = atfreelist; atp < upperlim; atp += 8)
617 >                        atp->kid = atp + 8;
618 >                atp->kid = NULL;
619 >        }
620 >        atp = atfreelist;
621 >        atfreelist = atp->kid;
622 >        bzero((char *)atp, 8*sizeof(AMBTREE));
623 >        return(atp);
624 > }
625 >
626 >
627 > static void
628 > freeambtree(atp)                        /* free 8 ambient tree structs */
629 > AMBTREE  *atp;
630 > {
631 >        atp->kid = atfreelist;
632 >        atfreelist = atp;
633 > }
634 >
635 >
636 > static void
637 > avinsert(av)                            /* insert ambient value in our tree */
638 > register AMBVAL  *av;
639 > {
640 >        register AMBTREE  *at;
641 >        register AMBVAL  *ap;
642 >        AMBVAL  avh;
643 >        FVECT  ck0;
644 >        double  s;
645 >        int  branch;
646 >        register int  i;
647 >
648 >        if (av->rad <= FTINY)
649 >                error(CONSISTENCY, "zero ambient radius in avinsert");
650 >        at = &atrunk;
651 >        VCOPY(ck0, thescene.cuorg);
652 >        s = thescene.cusize;
653          while (s*(OCTSCALE/2) > av->rad*ambacc) {
654                  if (at->kid == NULL)
655                          if ((at->kid = newambtree()) == NULL)
656 <                                goto memerr;
656 >                                error(SYSTEM, "out of memory in avinsert");
657                  s *= 0.5;
658                  branch = 0;
659                  for (i = 0; i < 3; i++)
# Line 334 | Line 663 | double  s;
663                          }
664                  at = at->kid + branch;
665          }
666 <        av->next = at->alist;
667 <        at->alist = av;
668 <        return;
669 < memerr:
670 <        error(SYSTEM, "out of memory in avinsert");
666 >        avh.next = at->alist;           /* order by increasing level */
667 >        for (ap = &avh; ap->next != NULL; ap = ap->next)
668 >                if (ap->next->lvl >= av->lvl)
669 >                        break;
670 >        av->next = ap->next;
671 >        ap->next = av;
672 >        at->alist = avh.next;
673   }
674 +
675 +
676 + static void
677 + unloadatree(at, f)                      /* unload an ambient value tree */
678 + register AMBTREE  *at;
679 + void    (*f)();
680 + {
681 +        register AMBVAL  *av;
682 +        register int  i;
683 +                                        /* transfer values at this node */
684 +        for (av = at->alist; av != NULL; av = at->alist) {
685 +                at->alist = av->next;
686 +                (*f)(av);
687 +        }
688 +        if (at->kid == NULL)
689 +                return;
690 +        for (i = 0; i < 8; i++)         /* transfer and free children */
691 +                unloadatree(at->kid+i, f);
692 +        freeambtree(at->kid);
693 +        at->kid = NULL;
694 + }
695 +
696 +
697 + static struct avl {
698 +        AMBVAL  *p;
699 +        unsigned long   t;
700 + }       *avlist1;                       /* ambient value list with ticks */
701 + static AMBVAL   **avlist2;              /* memory positions for sorting */
702 + static int      i_avlist;               /* index for lists */
703 +
704 +
705 + static int
706 + av2list(av)
707 + register AMBVAL *av;
708 + {
709 + #ifdef DEBUG
710 +        if (i_avlist >= nambvals)
711 +                error(CONSISTENCY, "too many ambient values in av2list1");
712 + #endif
713 +        avlist1[i_avlist].p = avlist2[i_avlist] = av;
714 +        avlist1[i_avlist++].t = av->latick;
715 + }
716 +
717 +
718 + static int
719 + alatcmp(av1, av2)                       /* compare ambient values for MRA */
720 + struct avl      *av1, *av2;
721 + {
722 +        register long  lc = av2->t - av1->t;
723 +        return(lc<0 ? -1 : lc>0 ? 1 : 0);
724 + }
725 +
726 +
727 + /* GW NOTE 2002/10/3:
728 + * I used to compare AMBVAL pointers, but found that this was the
729 + * cause of a serious consistency error with gcc, since the optimizer
730 + * uses some dangerous trick in pointer subtraction that
731 + * assumes pointers differ by exact struct size increments.
732 + */
733 + static int
734 + aposcmp(avp1, avp2)                     /* compare ambient value positions */
735 + const void      *avp1, *avp2;
736 + {
737 +        register long   diff = *(char * const *)avp1 - *(char * const *)avp2;
738 +        if (diff < 0)
739 +                return(-1);
740 +        return(diff > 0);
741 + }
742 +
743 + #if 1
744 + static int
745 + avlmemi(avaddr)                         /* find list position from address */
746 + AMBVAL  *avaddr;
747 + {
748 +        register AMBVAL  **avlpp;
749 +
750 +        avlpp = (AMBVAL **)bsearch((char *)&avaddr, (char *)avlist2,
751 +                        nambvals, sizeof(AMBVAL *), aposcmp);
752 +        if (avlpp == NULL)
753 +                error(CONSISTENCY, "address not found in avlmemi");
754 +        return(avlpp - avlist2);
755 + }
756 + #else
757 + #define avlmemi(avaddr) ((AMBVAL **)bsearch((char *)&avaddr,(char *)avlist2, \
758 +                                nambvals,sizeof(AMBVAL *),aposcmp) - avlist2)
759 + #endif
760 +
761 +
762 + static void
763 + sortambvals(always)                     /* resort ambient values */
764 + int     always;
765 + {
766 +        AMBTREE  oldatrunk;
767 +        AMBVAL  tav, *tap, *pnext;
768 +        register int    i, j;
769 +                                        /* see if it's time yet */
770 +        if (!always && (ambclock++ < lastsort+sortintvl ||
771 +                        nambvals < SORT_THRESH))
772 +                return;
773 +        /*
774 +         * The idea here is to minimize memory thrashing
775 +         * in VM systems by improving reference locality.
776 +         * We do this by periodically sorting our stored ambient
777 +         * values in memory in order of most recently to least
778 +         * recently accessed.  This ordering was chosen so that new
779 +         * ambient values (which tend to be less important) go into
780 +         * higher memory with the infrequently accessed values.
781 +         *      Since we expect our values to need sorting less
782 +         * frequently as the process continues, we double our
783 +         * waiting interval after each call.
784 +         *      This routine is also called by setambacc() with
785 +         * the "always" parameter set to 1 so that the ambient
786 +         * tree will be rebuilt with the new accuracy parameter.
787 +         */
788 +        if (tracktime) {                /* allocate pointer arrays to sort */
789 +                avlist2 = (AMBVAL **)malloc(nambvals*sizeof(AMBVAL *));
790 +                avlist1 = (struct avl *)malloc(nambvals*sizeof(struct avl));
791 +        } else {
792 +                avlist2 = NULL;
793 +                avlist1 = NULL;
794 +        }
795 +        if (avlist1 == NULL) {          /* no time tracking -- rebuild tree? */
796 +                if (avlist2 != NULL)
797 +                        free((void *)avlist2);
798 +                if (always) {           /* rebuild without sorting */
799 +                        copystruct(&oldatrunk, &atrunk);
800 +                        atrunk.alist = NULL;
801 +                        atrunk.kid = NULL;
802 +                        unloadatree(&oldatrunk, avinsert);
803 +                }
804 +        } else {                        /* sort memory by last access time */
805 +                /*
806 +                 * Sorting memory is tricky because it isn't contiguous.
807 +                 * We have to sort an array of pointers by MRA and also
808 +                 * by memory position.  We then copy values in "loops"
809 +                 * to minimize memory hits.  Nevertheless, we will visit
810 +                 * everyone at least twice, and this is an expensive process
811 +                 * when we're thrashing, which is when we need to do it.
812 +                 */
813 + #ifdef DEBUG
814 +                sprintf(errmsg, "sorting %u ambient values at ambclock=%lu...",
815 +                                nambvals, ambclock);
816 +                eputs(errmsg);
817 + #endif
818 +                i_avlist = 0;
819 +                unloadatree(&atrunk, av2list);  /* empty current tree */
820 + #ifdef DEBUG
821 +                if (i_avlist < nambvals)
822 +                        error(CONSISTENCY, "missing ambient values in sortambvals");
823 + #endif
824 +                qsort((char *)avlist1, nambvals, sizeof(struct avl), alatcmp);
825 +                qsort((char *)avlist2, nambvals, sizeof(AMBVAL *), aposcmp);
826 +                for (i = 0; i < nambvals; i++) {
827 +                        if (avlist1[i].p == NULL)
828 +                                continue;
829 +                        tap = avlist2[i];
830 +                        copystruct(&tav, tap);
831 +                        for (j = i; (pnext = avlist1[j].p) != tap;
832 +                                        j = avlmemi(pnext)) {
833 +                                copystruct(avlist2[j], pnext);
834 +                                avinsert(avlist2[j]);
835 +                                avlist1[j].p = NULL;
836 +                        }
837 +                        copystruct(avlist2[j], &tav);
838 +                        avinsert(avlist2[j]);
839 +                        avlist1[j].p = NULL;
840 +                }
841 +                free((void *)avlist1);
842 +                free((void *)avlist2);
843 +                                                /* compute new sort interval */
844 +                sortintvl = ambclock - lastsort;
845 +                if (sortintvl >= MAX_SORT_INTVL/2)
846 +                        sortintvl = MAX_SORT_INTVL;
847 +                else
848 +                        sortintvl <<= 1;        /* wait twice as long next */
849 + #ifdef DEBUG
850 +                eputs("done\n");
851 + #endif
852 +        }
853 +        if (ambclock >= MAXACLOCK)
854 +                ambclock = MAXACLOCK/2;
855 +        lastsort = ambclock;
856 + }
857 +
858 +
859 + #ifdef  F_SETLKW
860 +
861 + static void
862 + aflock(typ)                     /* lock/unlock ambient file */
863 + int  typ;
864 + {
865 +        static struct flock  fls;       /* static so initialized to zeroes */
866 +
867 +        fls.l_type = typ;
868 +        if (fcntl(fileno(ambfp), F_SETLKW, &fls) < 0)
869 +                error(SYSTEM, "cannot (un)lock ambient file");
870 + }
871 +
872 +
873 + int
874 + ambsync()                       /* synchronize ambient file */
875 + {
876 +        long  flen;
877 +        AMBVAL  avs;
878 +        register int  n;
879 +
880 +        if (nunflshed == 0)
881 +                return(0);
882 +        if (lastpos < 0)        /* initializing (locked in initambfile) */
883 +                goto syncend;
884 +                                /* gain exclusive access */
885 +        aflock(F_WRLCK);
886 +                                /* see if file has grown */
887 +        if ((flen = lseek(fileno(ambfp), (off_t)0L, 2)) < 0)
888 +                goto seekerr;
889 +        if (n = flen - lastpos) {               /* file has grown */
890 +                if (ambinp == NULL) {           /* use duplicate filedes */
891 +                        ambinp = fdopen(dup(fileno(ambfp)), "r");
892 +                        if (ambinp == NULL)
893 +                                error(SYSTEM, "fdopen failed in ambsync");
894 +                }
895 +                if (fseek(ambinp, lastpos, 0) < 0)
896 +                        goto seekerr;
897 +                while (n >= AMBVALSIZ) {        /* load contributed values */
898 +                        if (!readambval(&avs, ambinp)) {
899 +                                sprintf(errmsg,
900 +                        "ambient file \"%s\" corrupted near character %ld",
901 +                                                ambfile, flen - n);
902 +                                error(WARNING, errmsg);
903 +                                break;
904 +                        }
905 +                        avinsert(avstore(&avs));
906 +                        n -= AMBVALSIZ;
907 +                }
908 +                /*** seek always as safety measure
909 +                if (n) ***/                     /* alignment */
910 +                        if (lseek(fileno(ambfp), (off_t)(flen-n), 0) < 0)
911 +                                goto seekerr;
912 +        }
913 + #ifdef  DEBUG
914 +        if (ambfp->_ptr - ambfp->_base != nunflshed*AMBVALSIZ) {
915 +                sprintf(errmsg, "ambient file buffer at %d rather than %d",
916 +                                ambfp->_ptr - ambfp->_base,
917 +                                nunflshed*AMBVALSIZ);
918 +                error(CONSISTENCY, errmsg);
919 +        }
920 + #endif
921 + syncend:
922 +        n = fflush(ambfp);                      /* calls write() at last */
923 +        if ((lastpos = lseek(fileno(ambfp), (off_t)0L, 1)) < 0)
924 +                goto seekerr;
925 +        aflock(F_UNLCK);                        /* release file */
926 +        nunflshed = 0;
927 +        return(n);
928 + seekerr:
929 +        error(SYSTEM, "seek failed in ambsync");
930 + }
931 +
932 + #else
933 +
934 + int
935 + ambsync()                       /* flush ambient file */
936 + {
937 +        if (nunflshed == 0)
938 +                return(0);
939 +        nunflshed = 0;
940 +        return(fflush(ambfp));
941 + }
942 +
943 + #endif

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