ViewVC Help
View File | Revision Log | Show Annotations | Download File | Root Listing
root/radiance/ray/src/rt/ambient.c
(Generate patch)

Comparing ray/src/rt/ambient.c (file contents):
Revision 2.69 by greg, Mon Jun 27 22:10:37 2011 UTC vs.
Revision 2.116 by greg, Fri Jan 27 19:57:08 2023 UTC

# Line 1 | Line 1
1 – #ifndef lint
1   static const char       RCSid[] = "$Id$";
3 – #endif
2   /*
3   *  ambient.c - routines dealing with ambient (inter-reflected) component.
4   *
# Line 14 | 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"
19 + #include  "pmapamb.h"
20  
21   #ifndef  OCTSCALE
22   #define  OCTSCALE       1.0     /* ceil((valid rad.)/(cube size)) */
23   #endif
24  
25 – extern char  *shm_boundary;     /* memory sharing boundary */
26 –
25   #ifndef  MAXASET
26   #define  MAXASET        4095    /* maximum number of elements in ambient set */
27   #endif
# Line 37 | Line 35 | static AMBTREE atrunk;         /* our ambient trunk node */
35   static FILE  *ambfp = NULL;     /* ambient file pointer */
36   static int  nunflshed = 0;      /* number of unflushed ambient values */
37  
40 – #ifndef SORT_THRESH
41 – #ifdef SMLMEM
42 – #define SORT_THRESH     ((3L<<20)/sizeof(AMBVAL))
43 – #else
44 – #define SORT_THRESH     ((9L<<20)/sizeof(AMBVAL))
45 – #endif
46 – #endif
47 – #ifndef SORT_INTVL
48 – #define SORT_INTVL      (SORT_THRESH<<1)
49 – #endif
50 – #ifndef MAX_SORT_INTVL
51 – #define MAX_SORT_INTVL  (SORT_INTVL<<6)
52 – #endif
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 */
41   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 */
42   static FILE  *ambinp = NULL;            /* auxiliary file for input */
43   static long  lastpos = -1;              /* last flush position */
44  
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 –
45   #define  AMBFLUSH       (BUFSIZ/AMBVALSIZ)
46  
47   #define  newambval()    (AMBVAL *)malloc(sizeof(AMBVAL))
79 – #define  freeav(av)     free((void *)av);
48  
49 + #define  tfunc(lwr, x, upr)     (((x)-(lwr))/((upr)-(lwr)))
50 +
51   static void initambfile(int creat);
52   static void avsave(AMBVAL *av);
53   static AMBVAL *avstore(AMBVAL  *aval);
54   static AMBTREE *newambtree(void);
55   static void freeambtree(AMBTREE  *atp);
56  
57 < typedef void unloadtf_t(void *);
57 > typedef void unloadtf_t(AMBVAL *);
58   static unloadtf_t avinsert;
59 < 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);
93 < static int avlmemi(AMBVAL *avaddr);
94 < 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(COLOR acol, RAY *r, FVECT rn, int al,
66 +                                AMBTREE *at, FVECT c0, double s);
67 + static int      makeambient(COLOR acol, RAY *r, FVECT rn, int al);
68 + static int      extambient(COLOR cr, AMBVAL *ap, FVECT pv, FVECT nv,
69 +                                FVECT uvw[3]);
70 +
71   #ifdef  F_SETLKW
72   static void aflock(int  typ);
73   #endif
74  
75  
76 < extern void
76 > void
77   setambres(                              /* set ambient resolution */
78          int  ar
79   )
# Line 107 | Line 82 | setambres(                             /* set ambient resolution */
82                                                  /* set min & max radii */
83          if (ar <= 0) {
84                  minarad = 0;
85 <                maxarad = thescene.cusize / 2.0;
85 >                maxarad = thescene.cusize*0.2;
86          } else {
87                  minarad = thescene.cusize / ar;
88 <                maxarad = 64 * minarad;                 /* heuristic */
89 <                if (maxarad > thescene.cusize / 2.0)
90 <                        maxarad = thescene.cusize / 2.0;
88 >                maxarad = 64.0 * minarad;               /* heuristic */
89 >                if (maxarad > thescene.cusize*0.2)
90 >                        maxarad = thescene.cusize*0.2;
91          }
92          if (minarad <= FTINY)
93 <                minarad = 10*FTINY;
93 >                minarad = 10.0*FTINY;
94          if (maxarad <= minarad)
95 <                maxarad = 64 * minarad;
95 >                maxarad = 64.0 * minarad;
96   }
97  
98  
99 < extern void
99 > void
100   setambacc(                              /* set ambient accuracy */
101          double  newa
102   )
103   {
104 <        double  ambdiff;
105 <
106 <        if (newa < 0.0)
107 <                newa = 0.0;
108 <        ambdiff = fabs(newa - ambacc);
109 <        if (ambdiff >= .01 && (ambacc = newa) > FTINY && nambvals > 0)
110 <                sortambvals(1);                 /* rebuild tree */
104 >        static double   olda;           /* remember previous setting here */
105 >        
106 >        newa *= (newa > 0);
107 >        if (fabs(newa - olda) >= .05*(newa + olda)) {
108 >                ambacc = newa;
109 >                if (ambacc > FTINY && nambvals > 0)
110 >                        sortambvals();          /* rebuild tree */
111 >        }
112   }
113  
114  
115 < extern void
115 > void
116   setambient(void)                                /* initialize calculation */
117   {
118          int     readonly = 0;
# Line 162 | Line 138 | setambient(void)                               /* initialize calculation */
138                  initambfile(0);                 /* file exists */
139                  lastpos = ftell(ambfp);
140                  while (readambval(&amb, ambfp))
141 <                        avinsert(avstore(&amb));
141 >                        avstore(&amb);
142                  nambshare = nambvals;           /* share loaded values */
143                  if (readonly) {
144                          sprintf(errmsg,
# Line 182 | Line 158 | setambient(void)                               /* initialize calculation */
158                                          (flen - lastpos)/AMBVALSIZ);
159                          error(WARNING, errmsg);
160                          fseek(ambfp, lastpos, SEEK_SET);
185 – #ifndef _WIN32 /* XXX we need a replacement for that one */
161                          ftruncate(fileno(ambfp), (off_t)lastpos);
187 – #endif
162                  }
163          } else if ((ambfp = fopen(ambfile, "w+")) != NULL) {
164                  initambfile(1);                 /* else create new file */
# Line 200 | Line 174 | setambient(void)                               /* initialize calculation */
174   }
175  
176  
177 < extern void
177 > void
178   ambdone(void)                   /* close ambient file and free memory */
179   {
180          if (ambfp != NULL) {            /* close ambient file */
# Line 214 | Line 188 | ambdone(void)                  /* close ambient file and free memory
188                  lastpos = -1;
189          }
190                                          /* free ambient tree */
191 <        unloadatree(&atrunk, free);
191 >        unloadatree(&atrunk, avfree);
192                                          /* reset state variables */
193          avsum = 0.;
194          navsum = 0;
195          nambvals = 0;
196          nambshare = 0;
223 –        ambclock = 0;
224 –        lastsort = 0;
225 –        sortintvl = SORT_INTVL;
197   }
198  
199  
200 < extern void
200 > void
201   ambnotify(                      /* record new modifier */
202          OBJECT  obj
203   )
204   {
205          static int  hitlimit = 0;
206 <        register OBJREC  *o;
207 <        register char  **amblp;
206 >        OBJREC   *o;
207 >        char  **amblp;
208  
209          if (obj == OVOID) {             /* starting over */
210                  ambset[0] = 0;
# Line 256 | Line 227 | ambnotify(                     /* record new modifier */
227   }
228  
229  
230 < extern void
230 > void
231   multambient(            /* compute ambient component & multiply by coef. */
232          COLOR  aval,
233 <        register RAY  *r,
233 >        RAY  *r,
234          FVECT  nrm
235   )
236   {
237 +        static double  logAvgAbsorp = 1;
238          static int  rdepth = 0;                 /* ambient recursion */
239 <        COLOR   acol;
239 >        COLOR   acol, caustic;
240 >        int     i, ok;
241          double  d, l;
242  
243 +        /* PMAP: Factor in ambient from photon map, if enabled and ray is
244 +         * ambient. Return as all ambient components accounted for, else
245 +         * continue. */
246 +        if (ambPmap(aval, r, rdepth))
247 +                return;
248 +
249 +        if (logAvgAbsorp > 0)                   /* exclude in -aw to avoid growth */
250 +                logAvgAbsorp = log(1.-AVGREFL);
251 +
252 +        /* PMAP: Factor in specular-diffuse ambient (caustics) from photon
253 +         * map, if enabled and ray is primary, else caustic is zero.  Continue
254 +         * with RADIANCE ambient calculation */
255 +        copycolor(caustic, aval);
256 +        ambPmapCaustic(caustic, r, rdepth);
257 +        
258          if (ambdiv <= 0)                        /* no ambient calculation */
259                  goto dumbamb;
260                                                  /* check number of bounces */
# Line 278 | Line 266 | multambient(           /* compute ambient component & multiply
266                  goto dumbamb;
267  
268          if (ambacc <= FTINY) {                  /* no ambient storage */
269 +                FVECT   uvd[2];
270 +                float   dgrad[2], *dgp = NULL;
271 +
272 +                if (nrm != r->ron && DOT(nrm,r->ron) < 0.9999)
273 +                        dgp = dgrad;            /* compute rotational grad. */
274                  copycolor(acol, aval);
275                  rdepth++;
276 <                d = doambient(acol, r, r->rweight, NULL, NULL);
276 >                ok = doambient(acol, r, r->rweight,
277 >                                uvd, NULL, NULL, dgp, NULL);
278                  rdepth--;
279 <                if (d <= FTINY)
279 >                if (!ok)
280                          goto dumbamb;
281 +                if ((ok > 0) & (dgp != NULL)) { /* apply texture */
282 +                        FVECT   v1;
283 +                        VCROSS(v1, r->ron, nrm);
284 +                        d = 1.0;
285 +                        for (i = 3; i--; )
286 +                                d += v1[i] * (dgp[0]*uvd[0][i] + dgp[1]*uvd[1][i]);
287 +                        if (d >= 0.05)
288 +                                scalecolor(acol, d);
289 +                }
290                  copycolor(aval, acol);
291 +
292 +                /* PMAP: add in caustic */
293 +                addcolor(aval, caustic);
294                  return;
295          }
290 –
291 –        if (tracktime)                          /* sort to minimize thrashing */
292 –                sortambvals(0);
296                                                  /* interpolate ambient value */
297          setcolor(acol, 0.0, 0.0, 0.0);
298          d = sumambient(acol, r, nrm, rdepth,
299                          &atrunk, thescene.cuorg, thescene.cusize);
300 +                        
301          if (d > FTINY) {
302                  d = 1.0/d;
303                  scalecolor(acol, d);
304                  multcolor(aval, acol);
305 +
306 +                /* PMAP: add in caustic */
307 +                addcolor(aval, caustic);
308                  return;
309          }
310 +        
311          rdepth++;                               /* need to cache new value */
312 <        d = makeambient(acol, r, nrm, rdepth-1);
312 >        ok = makeambient(acol, r, nrm, rdepth-1);
313          rdepth--;
314 <        if (d > FTINY) {
315 <                multcolor(aval, acol);          /* got new value */
314 >        
315 >        if (ok) {
316 >                multcolor(aval, acol);          /* computed new value */
317 >
318 >                /* PMAP: add in caustic */
319 >                addcolor(aval, caustic);
320                  return;
321          }
322 +        
323   dumbamb:                                        /* return global value */
324          if ((ambvwt <= 0) | (navsum == 0)) {
325                  multcolor(aval, ambval);
326 +                
327 +                /* PMAP: add in caustic */
328 +                addcolor(aval, caustic);
329                  return;
330          }
331 <        l = bright(ambval);                     /* average in computations */
331 >        
332 >        l = bright(ambval);                     /* average in computations */  
333          if (l > FTINY) {
334 <                d = (log(l)*(double)ambvwt + avsum) /
334 >                d = (log(l)*(double)ambvwt + avsum + logAvgAbsorp*navsum) /
335                                  (double)(ambvwt + navsum);
336                  d = exp(d) / l;
337                  scalecolor(aval, d);
338                  multcolor(aval, ambval);        /* apply color of ambval */
339          } else {
340 <                d = exp( avsum / (double)navsum );
340 >                d = exp( avsum/(double)navsum + logAvgAbsorp );
341                  scalecolor(aval, d);            /* neutral color */
342          }
343   }
344  
345  
346 < extern double
347 < sumambient(     /* get interpolated ambient value */
346 > /* Plug a potential leak where ambient cache value is occluded */
347 > static int
348 > plugaleak(RAY *r, AMBVAL *ap, FVECT anorm, double ang)
349 > {
350 >        const double    cost70sq = 0.1169778;   /* cos(70deg)^2 */
351 >        RAY             rtst;
352 >        FVECT           vdif;
353 >        double          normdot, ndotd, nadotd;
354 >        double          a, b, c, t[2];
355 >
356 >        ang += 2.*PI*(ang < 0);                 /* check direction flags */
357 >        if ( !(ap->corral>>(int)(ang*(16./PI)) & 1) )
358 >                return(0);
359 >        /*
360 >         * Generate test ray, targeting 20 degrees above sample point plane
361 >         * along surface normal from cache position.  This should be high
362 >         * enough to miss local geometry we don't really care about.
363 >         */
364 >        VSUB(vdif, ap->pos, r->rop);
365 >        normdot = DOT(anorm, r->ron);
366 >        ndotd = DOT(vdif, r->ron);
367 >        nadotd = DOT(vdif, anorm);
368 >        a = normdot*normdot - cost70sq;
369 >        b = 2.0*(normdot*ndotd - nadotd*cost70sq);
370 >        c = ndotd*ndotd - DOT(vdif,vdif)*cost70sq;
371 >        if (quadratic(t, a, b, c) != 2)
372 >                return(1);                      /* should rarely happen */
373 >        if (t[1] <= FTINY)
374 >                return(0);                      /* should fail behind test */
375 >        rayorigin(&rtst, SHADOW, r, NULL);
376 >        VSUM(rtst.rdir, vdif, anorm, t[1]);     /* further dist. > plane */
377 >        rtst.rmax = normalize(rtst.rdir);       /* short ray test */
378 >        while (localhit(&rtst, &thescene)) {    /* check for occluder */
379 >                OBJREC  *m = findmaterial(rtst.ro);
380 >                if (m != NULL && !istransp(m->otype) && !isBSDFproxy(m) &&
381 >                                (rtst.clipset == NULL ||
382 >                                        !inset(rtst.clipset, rtst.ro->omod)))
383 >                        return(1);              /* plug light leak */
384 >                VCOPY(rtst.rorg, rtst.rop);     /* skip invisible surface */
385 >                rtst.rmax -= rtst.rot;
386 >                rayclear(&rtst);
387 >        }
388 >        return(0);                              /* seems we're OK */
389 > }
390 >
391 >
392 > static double
393 > sumambient(             /* get interpolated ambient value */
394          COLOR  acol,
395 <        register RAY  *r,
395 >        RAY  *r,
396          FVECT  rn,
397          int  al,
398          AMBTREE  *at,
399          FVECT  c0,
400          double  s
401   )
402 < {
403 <        double  d, e1, e2, wt, wsum;
404 <        COLOR  ct;
405 <        FVECT  ck0;
406 <        int  i;
407 <        register int  j;
408 <        register AMBVAL  *av;
402 > {                       /* initial limit is 10 degrees plus ambacc radians */
403 >        const double    minangle = 10.0 * PI/180.;
404 >        double          maxangle = minangle + ambacc;
405 >        double          wsum = 0.0;
406 >        FVECT           ck0;
407 >        int             i, j;
408 >        AMBVAL          *av;
409  
410 <        wsum = 0.0;
411 <                                        /* do this node */
410 >        if (at->kid != NULL) {          /* sum children first */                                
411 >                s *= 0.5;
412 >                for (i = 0; i < 8; i++) {
413 >                        for (j = 0; j < 3; j++) {
414 >                                ck0[j] = c0[j];
415 >                                if (1<<j & i)
416 >                                        ck0[j] += s;
417 >                                if (r->rop[j] < ck0[j] - OCTSCALE*s)
418 >                                        break;
419 >                                if (r->rop[j] > ck0[j] + (1.0+OCTSCALE)*s)
420 >                                        break;
421 >                        }
422 >                        if (j == 3)
423 >                                wsum += sumambient(acol, r, rn, al,
424 >                                                        at->kid+i, ck0, s);
425 >                }
426 >                                        /* good enough? */
427 >                if (wsum >= 0.05 && s > minarad*10.0)
428 >                        return(wsum);
429 >        }
430 >                                        /* adjust maximum angle */
431 >        if (at->alist != NULL && (at->alist->lvl <= al) & (r->rweight < 0.6))
432 >                maxangle = (maxangle - PI/2.)*pow(r->rweight,0.13) + PI/2.;
433 >                                        /* sum this node */
434          for (av = at->alist; av != NULL; av = av->next) {
435 <                double  rn_dot = -2.0;
436 <                if (tracktime)
437 <                        av->latick = ambclock;
435 >                double  u, v, d, delta_r2, delta_t2;
436 >                COLOR   ct;
437 >                FVECT   uvw[3];
438                  /*
439 <                 *  Ambient level test.
439 >                 *  Ambient level test
440                   */
441 <                if (av->lvl > al)       /* list sorted, so this works */
441 >                if (av->lvl > al ||     /* list sorted, so this works */
442 >                                (av->lvl == al) & (av->weight < 0.9*r->rweight))
443                          break;
358 –                if (av->weight < 0.9*r->rweight)
359 –                        continue;
444                  /*
445 <                 *  Ambient radius test.
445 >                 *  Direction test using unperturbed normal
446                   */
447 <                d = av->pos[0] - r->rop[0];
448 <                e1 = d * d;
449 <                d = av->pos[1] - r->rop[1];
366 <                e1 += d * d;
367 <                d = av->pos[2] - r->rop[2];
368 <                e1 += d * d;
369 <                e1 /= av->rad * av->rad;
370 <                if (e1 > ambacc*ambacc*1.21)
447 >                decodedir(uvw[2], av->ndir);
448 >                d = DOT(uvw[2], r->ron);
449 >                if (d <= 0.0)           /* >= 90 degrees */
450                          continue;
451 +                delta_r2 = 2.0 - 2.0*d; /* approx. radians^2 */
452 +                if (delta_r2 >= maxangle*maxangle)
453 +                        continue;
454                  /*
455 <                 *  Direction test using closest normal.
455 >                 *  Modified ray behind test
456                   */
457 <                d = DOT(av->dir, r->ron);
458 <                if (rn != r->ron) {
459 <                        rn_dot = DOT(av->dir, rn);
378 <                        if (rn_dot > 1.0-FTINY)
379 <                                rn_dot = 1.0-FTINY;
380 <                        if (rn_dot >= d-FTINY) {
381 <                                d = rn_dot;
382 <                                rn_dot = -2.0;
383 <                        }
384 <                }
385 <                e2 = (1.0 - d) * r->rweight;
386 <                if (e2 < 0.0) e2 = 0.0;
387 <                if (e1 + e2 > ambacc*ambacc*1.21)
457 >                VSUB(ck0, r->rop, av->pos);
458 >                d = DOT(ck0, uvw[2]);
459 >                if (d < -minarad*ambacc)
460                          continue;
461 +                d /= av->rad[0];
462 +                delta_t2 = d*d;
463 +                if (delta_t2 >= ambacc*ambacc)
464 +                        continue;
465                  /*
466 <                 *  Ray behind test.
466 >                 *  Elliptical radii test based on Hessian
467                   */
468 <                d = 0.0;
469 <                for (j = 0; j < 3; j++)
470 <                        d += (r->rop[j] - av->pos[j]) *
471 <                                        (av->dir[j] + r->ron[j]);
472 <                if (d*0.5 < -minarad*ambacc-.001)
468 >                decodedir(uvw[0], av->udir);
469 >                VCROSS(uvw[1], uvw[2], uvw[0]);
470 >                d = (u = DOT(ck0, uvw[0])) / av->rad[0];
471 >                delta_t2 += d*d;
472 >                d = (v = DOT(ck0, uvw[1])) / av->rad[1];
473 >                delta_t2 += d*d;
474 >                if (delta_t2 >= ambacc*ambacc)
475                          continue;
476                  /*
477 <                 *  Jittering final test reduces image artifacts.
477 >                 *  Test for potential light leak
478                   */
479 <                e1 = sqrt(e1);
402 <                e2 = sqrt(e2);
403 <                wt = e1 + e2;
404 <                if (wt > ambacc*(.9+.2*urand(9015+samplendx)))
479 >                if (av->corral && plugaleak(r, av, uvw[2], atan2a(v,u)))
480                          continue;
481                  /*
482 <                 *  Recompute directional error using perturbed normal
482 >                 *  Extrapolate value and compute final weight (hat function)
483                   */
484 <                if (rn_dot > 0.0) {
485 <                        e2 = sqrt((1.0 - rn_dot)*r->rweight);
486 <                        wt = e1 + e2;
487 <                }
488 <                if (wt <= 1e-3)
414 <                        wt = 1e3;
415 <                else
416 <                        wt = 1.0 / wt;
417 <                wsum += wt;
418 <                extambient(ct, av, r->rop, rn);
419 <                scalecolor(ct, wt);
484 >                if (!extambient(ct, av, r->rop, rn, uvw))
485 >                        continue;
486 >                d = tfunc(maxangle, sqrt(delta_r2), 0.0) *
487 >                        tfunc(ambacc, sqrt(delta_t2), 0.0);
488 >                scalecolor(ct, d);
489                  addcolor(acol, ct);
490 +                wsum += d;
491          }
422 –        if (at->kid == NULL)
423 –                return(wsum);
424 –                                        /* do children */
425 –        s *= 0.5;
426 –        for (i = 0; i < 8; i++) {
427 –                for (j = 0; j < 3; j++) {
428 –                        ck0[j] = c0[j];
429 –                        if (1<<j & i)
430 –                                ck0[j] += s;
431 –                        if (r->rop[j] < ck0[j] - OCTSCALE*s)
432 –                                break;
433 –                        if (r->rop[j] > ck0[j] + (1.0+OCTSCALE)*s)
434 –                                break;
435 –                }
436 –                if (j == 3)
437 –                        wsum += sumambient(acol, r, rn, al,
438 –                                                at->kid+i, ck0, s);
439 –        }
492          return(wsum);
493   }
494  
495  
496 < extern double
496 > static int
497   makeambient(            /* make a new ambient value for storage */
498          COLOR  acol,
499          RAY  *r,
# Line 450 | Line 502 | makeambient(           /* make a new ambient value for storage
502   )
503   {
504          AMBVAL  amb;
505 <        FVECT   gp, gd;
505 >        FVECT   uvw[3];
506          int     i;
507  
508          amb.weight = 1.0;                       /* compute weight */
# Line 460 | Line 512 | makeambient(           /* make a new ambient value for storage
512                  amb.weight = 1.25*r->rweight;
513          setcolor(acol, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
514                                                  /* compute ambient */
515 <        amb.rad = doambient(acol, r, amb.weight, gp, gd);
516 <        if (amb.rad <= FTINY) {
465 <                setcolor(acol, 0.0, 0.0, 0.0);
466 <                return(0.0);
467 <        }
515 >        i = doambient(acol, r, amb.weight,
516 >                        uvw, amb.rad, amb.gpos, amb.gdir, &amb.corral);
517          scalecolor(acol, 1./AVGREFL);           /* undo assumed reflectance */
518 +        if (i <= 0 || amb.rad[0] <= FTINY)      /* no Hessian or zero radius */
519 +                return(i);
520                                                  /* store value */
521          VCOPY(amb.pos, r->rop);
522 <        VCOPY(amb.dir, r->ron);
522 >        amb.ndir = encodedir(r->ron);
523 >        amb.udir = encodedir(uvw[0]);
524          amb.lvl = al;
525          copycolor(amb.val, acol);
474 –        VCOPY(amb.gpos, gp);
475 –        VCOPY(amb.gdir, gd);
526                                                  /* insert into tree */
527          avsave(&amb);                           /* and save to file */
528 <        if (rn != r->ron)
529 <                extambient(acol, &amb, r->rop, rn);     /* texture */
530 <        return(amb.rad);
528 >        if (rn != r->ron) {                     /* texture */
529 >                VCOPY(uvw[2], r->ron);
530 >                extambient(acol, &amb, r->rop, rn, uvw);
531 >        }
532 >        return(1);
533   }
534  
535  
536 < extern void
536 > static int
537   extambient(             /* extrapolate value at pv, nv */
538          COLOR  cr,
539 <        register AMBVAL  *ap,
539 >        AMBVAL   *ap,
540          FVECT  pv,
541 <        FVECT  nv
541 >        FVECT  nv,
542 >        FVECT  uvw[3]
543   )
544   {
545 <        FVECT  v1;
546 <        register int  i;
547 <        double  d;
545 >        const double    min_d = 0.05;
546 >        const double    max_d = 20.;
547 >        static FVECT    my_uvw[3];
548 >        FVECT           v1;
549 >        int             i;
550 >        double          d = 1.0;        /* zeroeth order */
551  
552 <        d = 1.0;                        /* zeroeth order */
553 <                                        /* gradient due to translation */
554 <        for (i = 0; i < 3; i++)
555 <                d += ap->gpos[i]*(pv[i]-ap->pos[i]);
556 <                                        /* gradient due to rotation */
501 <        VCROSS(v1, ap->dir, nv);
502 <        d += DOT(ap->gdir, v1);
503 <        if (d <= 0.0) {
504 <                setcolor(cr, 0.0, 0.0, 0.0);
505 <                return;
552 >        if (uvw == NULL) {              /* need local coordinates? */
553 >                decodedir(my_uvw[2], ap->ndir);
554 >                decodedir(my_uvw[0], ap->udir);
555 >                VCROSS(my_uvw[1], my_uvw[2], my_uvw[0]);
556 >                uvw = my_uvw;
557          }
558 +        for (i = 3; i--; )              /* gradient due to translation */
559 +                d += (pv[i] - ap->pos[i]) *
560 +                        (ap->gpos[0]*uvw[0][i] + ap->gpos[1]*uvw[1][i]);
561 +
562 +        VCROSS(v1, uvw[2], nv);         /* gradient due to rotation */
563 +        for (i = 3; i--; )
564 +                d += v1[i] * (ap->gdir[0]*uvw[0][i] + ap->gdir[1]*uvw[1][i]);
565 +        
566 +        if (d < min_d)                  /* clamp min/max scaling */
567 +                d = min_d;
568 +        else if (d > max_d)
569 +                d = max_d;
570          copycolor(cr, ap->val);
571          scalecolor(cr, d);
572 +        return(d > min_d);
573   }
574  
575  
576   static void
577 + avinsert(                               /* insert ambient value in our tree */
578 +        AMBVAL *av
579 + )
580 + {
581 +        AMBTREE  *at;
582 +        AMBVAL  *ap;
583 +        AMBVAL  avh;
584 +        FVECT  ck0;
585 +        double  s;
586 +        int  branch;
587 +        int  i;
588 +
589 +        if (av->rad[0] <= FTINY)
590 +                error(CONSISTENCY, "zero ambient radius in avinsert");
591 +        at = &atrunk;
592 +        VCOPY(ck0, thescene.cuorg);
593 +        s = thescene.cusize;
594 +        while (s*(OCTSCALE/2) > av->rad[1]*ambacc) {
595 +                if (at->kid == NULL)
596 +                        if ((at->kid = newambtree()) == NULL)
597 +                                error(SYSTEM, "out of memory in avinsert");
598 +                s *= 0.5;
599 +                branch = 0;
600 +                for (i = 0; i < 3; i++)
601 +                        if (av->pos[i] > ck0[i] + s) {
602 +                                ck0[i] += s;
603 +                                branch |= 1 << i;
604 +                        }
605 +                at = at->kid + branch;
606 +        }
607 +        avh.next = at->alist;           /* order by increasing level */
608 +        for (ap = &avh; ap->next != NULL; ap = ap->next)
609 +                if ( ap->next->lvl > av->lvl ||
610 +                                (ap->next->lvl == av->lvl) &
611 +                                (ap->next->weight <= av->weight) )
612 +                        break;
613 +        av->next = ap->next;
614 +        ap->next = (AMBVAL*)av;
615 +        at->alist = avh.next;
616 + }
617 +
618 +
619 + static void
620   initambfile(            /* initialize ambient file */
621          int  cre8
622   )
# Line 532 | Line 639 | initambfile(           /* initialize ambient file */
639                                  ambvwt, ambounce, ambacc);
640                  fprintf(ambfp, "-ad %d -as %d -ar %d ",
641                                  ambdiv, ambssamp, ambres);
642 +                fprintf(ambfp, "-dr %d -ds %g -dt %g -dc %g ", directrelay,
643 +                                srcsizerat, shadthresh, shadcert);
644 +                fprintf(ambfp, "-ss %g -st %g -lr %d -lw %g ", specjitter,
645 +                                specthresh, maxdepth, minweight);
646                  if (octname != NULL)
647                          fputs(octname, ambfp);
648                  fputc('\n', ambfp);
# Line 550 | Line 661 | avsave(                                /* insert and save an ambient value */
661          AMBVAL  *av
662   )
663   {
664 <        avinsert(avstore(av));
664 >        avstore(av);
665          if (ambfp == NULL)
666                  return;
667          if (writambval(av, ambfp) < 0)
# Line 565 | Line 676 | writerr:
676  
677  
678   static AMBVAL *
679 < avstore(                                /* allocate memory and store aval */
680 <        register AMBVAL  *aval
679 > avstore(                                /* allocate memory and save aval */
680 >        AMBVAL  *aval
681   )
682   {
683 <        register AMBVAL  *av;
683 >        AMBVAL  *av;
684          double  d;
685  
686          if ((av = newambval()) == NULL)
687                  error(SYSTEM, "out of memory in avstore");
688          *av = *aval;
578 –        av->latick = ambclock;
689          av->next = NULL;
690          nambvals++;
691          d = bright(av->val);
# Line 583 | Line 693 | avstore(                               /* allocate memory and store aval */
693                  avsum += log(d);
694                  navsum++;
695          }
696 +        avinsert(av);                   /* insert in our cache tree */
697          return(av);
698   }
699  
# Line 595 | Line 706 | static AMBTREE  *atfreelist = NULL;    /* free ambient tr
706   static AMBTREE *
707   newambtree(void)                                /* allocate 8 ambient tree structs */
708   {
709 <        register AMBTREE  *atp, *upperlim;
709 >        AMBTREE  *atp, *upperlim;
710  
711          if (atfreelist == NULL) {       /* get more nodes */
712                  atfreelist = (AMBTREE *)malloc(ATALLOCSZ*8*sizeof(AMBTREE));
# Line 609 | Line 720 | newambtree(void)                               /* allocate 8 ambient tree structs
720          }
721          atp = atfreelist;
722          atfreelist = atp->kid;
723 <        memset((char *)atp, '\0', 8*sizeof(AMBTREE));
723 >        memset(atp, 0, 8*sizeof(AMBTREE));
724          return(atp);
725   }
726  
# Line 625 | Line 736 | freeambtree(                   /* free 8 ambient tree structs */
736  
737  
738   static void
628 – avinsert(                               /* insert ambient value in our tree */
629 –        void *av
630 – )
631 – {
632 –        register AMBTREE  *at;
633 –        register AMBVAL  *ap;
634 –        AMBVAL  avh;
635 –        FVECT  ck0;
636 –        double  s;
637 –        int  branch;
638 –        register int  i;
639 –
640 –        if (((AMBVAL*)av)->rad <= FTINY)
641 –                error(CONSISTENCY, "zero ambient radius in avinsert");
642 –        at = &atrunk;
643 –        VCOPY(ck0, thescene.cuorg);
644 –        s = thescene.cusize;
645 –        while (s*(OCTSCALE/2) > ((AMBVAL*)av)->rad*ambacc) {
646 –                if (at->kid == NULL)
647 –                        if ((at->kid = newambtree()) == NULL)
648 –                                error(SYSTEM, "out of memory in avinsert");
649 –                s *= 0.5;
650 –                branch = 0;
651 –                for (i = 0; i < 3; i++)
652 –                        if (((AMBVAL*)av)->pos[i] > ck0[i] + s) {
653 –                                ck0[i] += s;
654 –                                branch |= 1 << i;
655 –                        }
656 –                at = at->kid + branch;
657 –        }
658 –        avh.next = at->alist;           /* order by increasing level */
659 –        for (ap = &avh; ap->next != NULL; ap = ap->next)
660 –                if (ap->next->lvl >= ((AMBVAL*)av)->lvl)
661 –                        break;
662 –        ((AMBVAL*)av)->next = ap->next;
663 –        ap->next = (AMBVAL*)av;
664 –        at->alist = avh.next;
665 – }
666 –
667 –
668 – static void
739   unloadatree(                    /* unload an ambient value tree */
740 <        register AMBTREE  *at,
740 >        AMBTREE  *at,
741          unloadtf_t *f
742   )
743   {
744 <        register AMBVAL  *av;
745 <        register int  i;
744 >        AMBVAL  *av;
745 >        int  i;
746                                          /* transfer values at this node */
747          for (av = at->alist; av != NULL; av = at->alist) {
748                  at->alist = av->next;
749 +                av->next = NULL;
750                  (*f)(av);
751          }
752          if (at->kid == NULL)
# Line 687 | Line 758 | unloadatree(                   /* unload an ambient value tree */
758   }
759  
760  
690 – static struct avl {
691 –        AMBVAL  *p;
692 –        unsigned long   t;
693 – }       *avlist1;                       /* ambient value list with ticks */
694 – static AMBVAL   **avlist2;              /* memory positions for sorting */
695 – static int      i_avlist;               /* index for lists */
696 –
697 – static int alatcmp(const void *av1, const void *av2);
698 –
761   static void
762 < av2list(
701 <        void *av
702 < )
762 > avfree(AMBVAL *av)
763   {
764 < #ifdef DEBUG
705 <        if (i_avlist >= nambvals)
706 <                error(CONSISTENCY, "too many ambient values in av2list1");
707 < #endif
708 <        avlist1[i_avlist].p = avlist2[i_avlist] = (AMBVAL*)av;
709 <        avlist1[i_avlist++].t = ((AMBVAL*)av)->latick;
764 >        free(av);
765   }
766  
767  
768 < static int
769 < alatcmp(                        /* compare ambient values for MRA */
715 <        const void *av1,
716 <        const void *av2
717 < )
768 > static void
769 > sortambvals(void)                       /* resort ambient values */
770   {
771 <        register long  lc = ((struct avl *)av2)->t - ((struct avl *)av1)->t;
720 <        return(lc<0 ? -1 : lc>0 ? 1 : 0);
721 < }
771 >        AMBTREE  oldatrunk = atrunk;
772  
773 <
774 < /* GW NOTE 2002/10/3:
775 < * I used to compare AMBVAL pointers, but found that this was the
726 < * cause of a serious consistency error with gcc, since the optimizer
727 < * uses some dangerous trick in pointer subtraction that
728 < * assumes pointers differ by exact struct size increments.
729 < */
730 < static int
731 < aposcmp(                        /* compare ambient value positions */
732 <        const void      *avp1,
733 <        const void      *avp2
734 < )
735 < {
736 <        register long   diff = *(char * const *)avp1 - *(char * const *)avp2;
737 <        if (diff < 0)
738 <                return(-1);
739 <        return(diff > 0);
773 >        atrunk.alist = NULL;
774 >        atrunk.kid = NULL;
775 >        unloadatree(&oldatrunk, avinsert);
776   }
777  
742 – #if 1
743 – static int
744 – avlmemi(                                /* find list position from address */
745 –        AMBVAL  *avaddr
746 – )
747 – {
748 –        register AMBVAL  **avlpp;
778  
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(                    /* resort ambient values */
764 –        int     always
765 – )
766 – {
767 –        AMBTREE  oldatrunk;
768 –        AMBVAL  tav, *tap, *pnext;
769 –        register int    i, j;
770 –                                        /* see if it's time yet */
771 –        if (!always && (ambclock++ < lastsort+sortintvl ||
772 –                        nambvals < SORT_THRESH))
773 –                return;
774 –        /*
775 –         * The idea here is to minimize memory thrashing
776 –         * in VM systems by improving reference locality.
777 –         * We do this by periodically sorting our stored ambient
778 –         * values in memory in order of most recently to least
779 –         * recently accessed.  This ordering was chosen so that new
780 –         * ambient values (which tend to be less important) go into
781 –         * higher memory with the infrequently accessed values.
782 –         *      Since we expect our values to need sorting less
783 –         * frequently as the process continues, we double our
784 –         * waiting interval after each call.
785 –         *      This routine is also called by setambacc() with
786 –         * the "always" parameter set to 1 so that the ambient
787 –         * tree will be rebuilt with the new accuracy parameter.
788 –         */
789 –        if (tracktime) {                /* allocate pointer arrays to sort */
790 –                avlist2 = (AMBVAL **)malloc(nambvals*sizeof(AMBVAL *));
791 –                avlist1 = (struct avl *)malloc(nambvals*sizeof(struct avl));
792 –        } else {
793 –                avlist2 = NULL;
794 –                avlist1 = NULL;
795 –        }
796 –        if (avlist1 == NULL) {          /* no time tracking -- rebuild tree? */
797 –                if (avlist2 != NULL)
798 –                        free((void *)avlist2);
799 –                if (always) {           /* rebuild without sorting */
800 –                        oldatrunk = atrunk;
801 –                        atrunk.alist = NULL;
802 –                        atrunk.kid = NULL;
803 –                        unloadatree(&oldatrunk, avinsert);
804 –                }
805 –        } else {                        /* sort memory by last access time */
806 –                /*
807 –                 * Sorting memory is tricky because it isn't contiguous.
808 –                 * We have to sort an array of pointers by MRA and also
809 –                 * by memory position.  We then copy values in "loops"
810 –                 * to minimize memory hits.  Nevertheless, we will visit
811 –                 * everyone at least twice, and this is an expensive process
812 –                 * when we're thrashing, which is when we need to do it.
813 –                 */
814 – #ifdef DEBUG
815 –                sprintf(errmsg, "sorting %u ambient values at ambclock=%lu...",
816 –                                nambvals, ambclock);
817 –                eputs(errmsg);
818 – #endif
819 –                i_avlist = 0;
820 –                unloadatree(&atrunk, av2list);  /* empty current tree */
821 – #ifdef DEBUG
822 –                if (i_avlist < nambvals)
823 –                        error(CONSISTENCY, "missing ambient values in sortambvals");
824 – #endif
825 –                qsort((char *)avlist1, nambvals, sizeof(struct avl), alatcmp);
826 –                qsort((char *)avlist2, nambvals, sizeof(AMBVAL *), aposcmp);
827 –                for (i = 0; i < nambvals; i++) {
828 –                        if (avlist1[i].p == NULL)
829 –                                continue;
830 –                        tap = avlist2[i];
831 –                        tav = *tap;
832 –                        for (j = i; (pnext = avlist1[j].p) != tap;
833 –                                        j = avlmemi(pnext)) {
834 –                                *(avlist2[j]) = *pnext;
835 –                                avinsert(avlist2[j]);
836 –                                avlist1[j].p = NULL;
837 –                        }
838 –                        *(avlist2[j]) = tav;
839 –                        avinsert(avlist2[j]);
840 –                        avlist1[j].p = NULL;
841 –                }
842 –                free((void *)avlist1);
843 –                free((void *)avlist2);
844 –                                                /* compute new sort interval */
845 –                sortintvl = ambclock - lastsort;
846 –                if (sortintvl >= MAX_SORT_INTVL/2)
847 –                        sortintvl = MAX_SORT_INTVL;
848 –                else
849 –                        sortintvl <<= 1;        /* wait twice as long next */
850 – #ifdef DEBUG
851 –                eputs("done\n");
852 – #endif
853 –        }
854 –        if (ambclock >= MAXACLOCK)
855 –                ambclock = MAXACLOCK/2;
856 –        lastsort = ambclock;
857 – }
858 –
859 –
779   #ifdef  F_SETLKW
780  
781   static void
# Line 868 | Line 787 | aflock(                        /* lock/unlock ambient file */
787  
788          if (typ == fls.l_type)          /* already called? */
789                  return;
790 +
791          fls.l_type = typ;
792 <        if (fcntl(fileno(ambfp), F_SETLKW, &fls) < 0)
793 <                error(SYSTEM, "cannot (un)lock ambient file");
792 >        do
793 >                if (fcntl(fileno(ambfp), F_SETLKW, &fls) != -1)
794 >                        return;
795 >        while (errno == EINTR);
796 >        
797 >        error(SYSTEM, "cannot (un)lock ambient file");
798   }
799  
800  
801 < extern int
801 > int
802   ambsync(void)                   /* synchronize ambient file */
803   {
804          long  flen;
805          AMBVAL  avs;
806 <        register int  n;
806 >        int  n;
807  
808          if (ambfp == NULL)      /* no ambient file? */
809                  return(0);
# Line 889 | Line 813 | ambsync(void)                  /* synchronize ambient file */
813          if ((flen = lseek(fileno(ambfp), (off_t)0, SEEK_END)) < 0)
814                  goto seekerr;
815          if ((n = flen - lastpos) > 0) {         /* file has grown */
816 <                if (ambinp == NULL) {           /* use duplicate filedes */
817 <                        ambinp = fdopen(dup(fileno(ambfp)), "r");
816 >                if (ambinp == NULL) {           /* get new file pointer */
817 >                        ambinp = fopen(ambfile, "rb");
818                          if (ambinp == NULL)
819 <                                error(SYSTEM, "fdopen failed in ambsync");
819 >                                error(SYSTEM, "fopen failed in ambsync");
820                  }
821                  if (fseek(ambinp, lastpos, SEEK_SET) < 0)
822                          goto seekerr;
# Line 904 | Line 828 | ambsync(void)                  /* synchronize ambient file */
828                                  error(WARNING, errmsg);
829                                  break;
830                          }
831 <                        avinsert(avstore(&avs));
831 >                        avstore(&avs);
832                          n -= AMBVALSIZ;
833                  }
834 <                lastpos = flen - n;
835 <                /*** seek always as safety measure
836 <                if (n) ***/                     /* alignment */
913 <                        if (lseek(fileno(ambfp), (off_t)lastpos, SEEK_SET) < 0)
914 <                                goto seekerr;
834 >                lastpos = flen - n;             /* check alignment */
835 >                if (n && lseek(fileno(ambfp), (off_t)lastpos, SEEK_SET) < 0)
836 >                        goto seekerr;
837          }
838          n = fflush(ambfp);                      /* calls write() at last */
839 <        if (n != EOF)
918 <                lastpos += (long)nunflshed*AMBVALSIZ;
919 <        else if ((lastpos = lseek(fileno(ambfp), (off_t)0, SEEK_CUR)) < 0)
920 <                goto seekerr;
921 <                
839 >        lastpos += (long)nunflshed*AMBVALSIZ;
840          aflock(F_UNLCK);                        /* release file */
841          nunflshed = 0;
842          return(n);
843   seekerr:
844          error(SYSTEM, "seek failed in ambsync");
845 <        return -1; /* pro forma return */
845 >        return(EOF);    /* pro forma return */
846   }
847  
848 < #else
848 > #else   /* ! F_SETLKW */
849  
850 < extern int
850 > int
851   ambsync(void)                   /* flush ambient file */
852   {
853          if (ambfp == NULL)
# Line 938 | Line 856 | ambsync(void)                  /* flush ambient file */
856          return(fflush(ambfp));
857   }
858  
859 < #endif
859 > #endif  /* ! F_SETLKW */

Diff Legend

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