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

Comparing ray/src/rt/ambient.c (file contents):
Revision 2.20 by greg, Thu Aug 5 10:02:00 1993 UTC vs.
Revision 2.56 by schorsch, Tue Mar 30 16:13:00 2004 UTC

# Line 1 | Line 1
1 – /* Copyright (c) 1993 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 + *  Declarations of external symbols in ambient.h
8   */
9  
10 < #include  "ray.h"
10 > #include "copyright.h"
11  
12 < #include  "octree.h"
12 > #include <string.h>
13  
14 + #include  "platform.h"
15 + #include  "ray.h"
16   #include  "otypes.h"
17 <
17 > #include  "resolu.h"
18   #include  "ambient.h"
18 –
19   #include  "random.h"
20  
21 < #define  OCTSCALE       0.5     /* ceil((valid rad.)/(cube size)) */
21 > #ifndef  OCTSCALE
22 > #define  OCTSCALE       1.0     /* ceil((valid rad.)/(cube size)) */
23 > #endif
24  
25 < typedef struct ambtree {
24 <        AMBVAL  *alist;         /* ambient value list */
25 <        struct ambtree  *kid;   /* 8 child nodes */
26 < }  AMBTREE;                     /* ambient octree */
25 > extern char  *shm_boundary;     /* memory sharing boundary */
26  
28 – extern CUBE  thescene;          /* contains space boundaries */
29 –
27   #define  MAXASET        511     /* maximum number of elements in ambient set */
28   OBJECT  ambset[MAXASET+1]={0};  /* ambient include/exclude set */
29  
# Line 38 | 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  
38 + #ifndef SORT_THRESH
39 + #ifdef SMLMEM
40 + #define SORT_THRESH     ((3L<<20)/sizeof(AMBVAL))
41 + #else
42 + #define SORT_THRESH     ((9L<<20)/sizeof(AMBVAL))
43 + #endif
44 + #endif
45 + #ifndef SORT_INTVL
46 + #define SORT_INTVL      (SORT_THRESH<<1)
47 + #endif
48 + #ifndef MAX_SORT_INTVL
49 + #define MAX_SORT_INTVL  (SORT_INTVL<<6)
50 + #endif
51 +
52 + static double  avsum = 0.;              /* computed ambient value sum (log) */
53 + static unsigned int  navsum = 0;        /* number of values in avsum */
54 + static unsigned int  nambvals = 0;      /* total number of indirect values */
55 + static unsigned int  nambshare = 0;     /* number of values from file */
56 + static unsigned long  ambclock = 0;     /* ambient access clock */
57 + static unsigned long  lastsort = 0;     /* time of last value sort */
58 + static long  sortintvl = SORT_INTVL;    /* time until next sort */
59 + static FILE  *ambinp = NULL;            /* auxiliary file for input */
60 + static long  lastpos = -1;              /* last flush position */
61 +
62 + #define MAXACLOCK       (1L<<30)        /* clock turnover value */
63 +        /*
64 +         * Track access times unless we are sharing ambient values
65 +         * through memory on a multiprocessor, when we want to avoid
66 +         * claiming our own memory (copy on write).  Go ahead anyway
67 +         * if more than two thirds of our values are unshared.
68 +         * Compile with -Dtracktime=0 to turn this code off.
69 +         */
70 + #ifndef tracktime
71 + #define tracktime       (shm_boundary == NULL || nambvals > 3*nambshare)
72 + #endif
73 +
74   #define  AMBFLUSH       (BUFSIZ/AMBVALSIZ)
75  
76 < #define  newambval()    (AMBVAL *)bmalloc(sizeof(AMBVAL))
76 > #define  newambval()    (AMBVAL *)malloc(sizeof(AMBVAL))
77 > #define  freeav(av)     free((void *)av);
78  
79 < #define  newambtree()   (AMBTREE *)calloc(8, sizeof(AMBTREE))
80 < #define  freeambtree(t) free((char *)(t))
79 > static void initambfile(int creat);
80 > static void avsave(AMBVAL *av);
81 > static AMBVAL *avstore(AMBVAL  *aval);
82 > static AMBTREE *newambtree(void);
83 > static void freeambtree(AMBTREE  *atp);
84  
85 < extern long  ftell(), lseek();
86 < static int  initambfile(), avsave(), avinsert(), loadtree();
87 < static AMBVAL  *avstore();
85 > typedef void unloadtf_t(void *);
86 > static unloadtf_t avinsert;
87 > static unloadtf_t av2list;
88 > static void unloadatree(AMBTREE  *at, unloadtf_t *f);
89 >
90 > static int aposcmp(const void *avp1, const void *avp2);
91 > static int avlmemi(AMBVAL *avaddr);
92 > static void sortambvals(int always);
93 >
94   #ifdef  F_SETLKW
95 < static  aflock();
95 > static void aflock(int  typ);
96   #endif
97  
98  
99 < setambres(ar)                           /* set ambient resolution */
100 < int  ar;
99 > extern void
100 > setambres(                              /* set ambient resolution */
101 >        int  ar
102 > )
103   {
104 <        ambres = ar;                    /* may be done already */
104 >        ambres = ar < 0 ? 0 : ar;               /* may be done already */
105                                                  /* set min & max radii */
106          if (ar <= 0) {
107 <                minarad = 0.0;
107 >                minarad = 0;
108                  maxarad = thescene.cusize / 2.0;
109          } else {
110                  minarad = thescene.cusize / ar;
111 <                maxarad = 16.0 * minarad;               /* heuristic */
111 >                maxarad = 64 * minarad;                 /* heuristic */
112                  if (maxarad > thescene.cusize / 2.0)
113                          maxarad = thescene.cusize / 2.0;
114          }
115 <        if (maxarad <= FTINY)
116 <                maxarad = .001;
115 >        if (minarad <= FTINY)
116 >                minarad = 10*FTINY;
117 >        if (maxarad <= minarad)
118 >                maxarad = 64 * minarad;
119   }
120  
121  
122 < resetambacc(newa)                       /* change ambient accuracy setting */
123 < double  newa;
122 > extern void
123 > setambacc(                              /* set ambient accuracy */
124 >        double  newa
125 > )
126   {
127 <        AMBTREE  oldatrunk;
127 >        double  ambdiff;
128  
129 <        if (fabs(newa - ambacc) < 0.01)
130 <                return;                 /* insignificant -- don't bother */
131 <        ambacc = newa;
132 <        if (ambacc <= FTINY)
133 <                return;                 /* cannot build new tree */
85 <                                        /* else need to rebuild tree */
86 <        copystruct(&oldatrunk, &atrunk);
87 <        atrunk.alist = NULL;
88 <        atrunk.kid = NULL;
89 <        loadtree(&oldatrunk);
129 >        if (newa < 0.0)
130 >                newa = 0.0;
131 >        ambdiff = fabs(newa - ambacc);
132 >        if (ambdiff >= .01 && (ambacc = newa) > FTINY && nambvals > 0)
133 >                sortambvals(1);                 /* rebuild tree */
134   }
135  
136  
137 < setambient(afile)                       /* initialize calculation */
138 < char  *afile;
137 > extern void
138 > setambient(void)                                /* initialize calculation */
139   {
140 <        long  headlen;
140 >        int     readonly = 0;
141 >        long  pos, flen;
142          AMBVAL  amb;
143 +                                                /* make sure we're fresh */
144 +        ambdone();
145                                                  /* init ambient limits */
146          setambres(ambres);
147 <        if (afile == NULL)
147 >        setambacc(ambacc);
148 >        if (ambfile == NULL || !ambfile[0])
149                  return;
150          if (ambacc <= FTINY) {
151 <                sprintf(errmsg, "zero ambient accuracy so \"%s\" not loaded",
152 <                                afile);
151 >                sprintf(errmsg, "zero ambient accuracy so \"%s\" not opened",
152 >                                ambfile);
153                  error(WARNING, errmsg);
154                  return;
155          }
156                                                  /* open ambient file */
157 <        if ((ambfp = fopen(afile, "r+")) != NULL) {
158 <                initambfile(0);
159 <                headlen = ftell(ambfp);
157 >        if ((ambfp = fopen(ambfile, "r+")) == NULL)
158 >                readonly = (ambfp = fopen(ambfile, "r")) != NULL;
159 >        if (ambfp != NULL) {
160 >                initambfile(0);                 /* file exists */
161 >                pos = ftell(ambfp);
162                  while (readambval(&amb, ambfp))
163 <                        avinsert(avstore(&amb), &atrunk,
164 <                                        thescene.cuorg, thescene.cusize);
165 <                                                /* align */
166 <                fseek(ambfp, -((ftell(ambfp)-headlen)%AMBVALSIZ), 1);
167 <        } else if ((ambfp = fopen(afile, "w+")) != NULL)
168 <                initambfile(1);
169 <        else {
170 <                sprintf(errmsg, "cannot open ambient file \"%s\"", afile);
163 >                        avinsert(avstore(&amb));
164 >                nambshare = nambvals;           /* share loaded values */
165 >                if (readonly) {
166 >                        sprintf(errmsg,
167 >                                "loaded %u values from read-only ambient file",
168 >                                        nambvals);
169 >                        error(WARNING, errmsg);
170 >                        fclose(ambfp);          /* close file so no writes */
171 >                        ambfp = NULL;
172 >                        return;                 /* avoid ambsync() */
173 >                }
174 >                                                /* align file pointer */
175 >                pos += (long)nambvals*AMBVALSIZ;
176 >                flen = lseek(fileno(ambfp), (off_t)0, SEEK_END);
177 >                if (flen != pos) {
178 >                        sprintf(errmsg,
179 >                        "ignoring last %ld values in ambient file (corrupted)",
180 >                                        (flen - pos)/AMBVALSIZ);
181 >                        error(WARNING, errmsg);
182 >                        fseek(ambfp, pos, 0);
183 > #ifndef _WIN32 /* XXX we need a replacement for that one */
184 >                        ftruncate(fileno(ambfp), (off_t)pos);
185 > #endif
186 >                }
187 >        } else if ((ambfp = fopen(ambfile, "w+")) != NULL) {
188 >                initambfile(1);                 /* else create new file */
189 >        } else {
190 >                sprintf(errmsg, "cannot open ambient file \"%s\"", ambfile);
191                  error(SYSTEM, errmsg);
192          }
193          nunflshed++;    /* lie */
# Line 125 | Line 195 | char  *afile;
195   }
196  
197  
198 < ambnotify(obj)                  /* record new modifier */
199 < OBJECT  obj;
198 > extern void
199 > ambdone(void)                   /* close ambient file and free memory */
200   {
201 +        if (ambfp != NULL) {            /* close ambient file */
202 +                ambsync();
203 +                fclose(ambfp);
204 +                ambfp = NULL;
205 +                if (ambinp != NULL) {  
206 +                        fclose(ambinp);
207 +                        ambinp = NULL;
208 +                }
209 +                lastpos = -1;
210 +        }
211 +                                        /* free ambient tree */
212 +        unloadatree(&atrunk, free);
213 +                                        /* reset state variables */
214 +        avsum = 0.;
215 +        navsum = 0;
216 +        nambvals = 0;
217 +        nambshare = 0;
218 +        ambclock = 0;
219 +        lastsort = 0;
220 +        sortintvl = SORT_INTVL;
221 + }
222 +
223 +
224 + extern void
225 + ambnotify(                      /* record new modifier */
226 +        OBJECT  obj
227 + )
228 + {
229          static int  hitlimit = 0;
230 <        register OBJREC  *o = objptr(obj);
230 >        register OBJREC  *o;
231          register char  **amblp;
232  
233 +        if (obj == OVOID) {             /* starting over */
234 +                ambset[0] = 0;
235 +                hitlimit = 0;
236 +                return;
237 +        }
238 +        o = objptr(obj);
239          if (hitlimit || !ismodifier(o->otype))
240                  return;
241          for (amblp = amblist; *amblp != NULL; amblp++)
# Line 147 | Line 251 | OBJECT obj;
251   }
252  
253  
254 < ambient(acol, r)                /* compute ambient component for ray */
255 < COLOR  acol;
256 < register RAY  *r;
254 > extern void
255 > ambient(                /* compute ambient component for ray */
256 >        COLOR  acol,
257 >        register RAY  *r,
258 >        FVECT  nrm
259 > )
260   {
261          static int  rdepth = 0;                 /* ambient recursion */
262 <        double  d;
262 >        double  d, l;
263  
264          if (ambdiv <= 0)                        /* no ambient calculation */
265                  goto dumbamb;
# Line 168 | Line 275 | register RAY  *r;
275                  rdepth++;
276                  d = doambient(acol, r, r->rweight, NULL, NULL);
277                  rdepth--;
278 <                if (d == 0.0)
278 >                if (d <= FTINY)
279                          goto dumbamb;
280                  return;
281          }
282 +
283 +        if (tracktime)                          /* sort to minimize thrashing */
284 +                sortambvals(0);
285                                                  /* get ambient value */
286          setcolor(acol, 0.0, 0.0, 0.0);
287 <        d = sumambient(acol, r, rdepth,
287 >        d = sumambient(acol, r, nrm, rdepth,
288                          &atrunk, thescene.cuorg, thescene.cusize);
289 <        if (d > FTINY)
289 >        if (d > FTINY) {
290                  scalecolor(acol, 1.0/d);
291 <        else {
182 <                d = makeambient(acol, r, rdepth++);
183 <                rdepth--;
291 >                return;
292          }
293 +        rdepth++;                               /* need to cache new value */
294 +        d = makeambient(acol, r, nrm, rdepth-1);
295 +        rdepth--;
296          if (d > FTINY)
297                  return;
298   dumbamb:                                        /* return global value */
299          copycolor(acol, ambval);
300 +        if ((ambvwt <= 0) | (navsum == 0))
301 +                return;
302 +        l = bright(ambval);                     /* average in computations */
303 +        if (l > FTINY) {
304 +                d = (log(l)*(double)ambvwt + avsum) /
305 +                                (double)(ambvwt + navsum);
306 +                d = exp(d) / l;
307 +                scalecolor(acol, d);            /* apply color of ambval */
308 +        } else {
309 +                d = exp( avsum / (double)navsum );
310 +                setcolor(acol, d, d, d);        /* neutral color */
311 +        }
312   }
313  
314  
315 < double
316 < sumambient(acol, r, al, at, c0, s)      /* get interpolated ambient value */
317 < COLOR  acol;
318 < register RAY  *r;
319 < int  al;
320 < AMBTREE  *at;
321 < FVECT  c0;
322 < double  s;
315 > extern double
316 > sumambient(     /* get interpolated ambient value */
317 >        COLOR  acol,
318 >        register RAY  *r,
319 >        FVECT  rn,
320 >        int  al,
321 >        AMBTREE  *at,
322 >        FVECT  c0,
323 >        double  s
324 > )
325   {
326          double  d, e1, e2, wt, wsum;
327          COLOR  ct;
# Line 204 | Line 329 | double s;
329          int  i;
330          register int  j;
331          register AMBVAL  *av;
332 <                                        /* do this node */
332 >
333          wsum = 0.0;
334 +                                        /* do this node */
335          for (av = at->alist; av != NULL; av = av->next) {
336 +                double  rn_dot = -2.0;
337 +                if (tracktime)
338 +                        av->latick = ambclock;
339                  /*
340                   *  Ambient level test.
341                   */
342 <                if (av->lvl > al || av->weight < r->rweight-FTINY)
342 >                if (av->lvl > al)       /* list sorted, so this works */
343 >                        break;
344 >                if (av->weight < r->rweight-FTINY)
345                          continue;
346                  /*
347                   *  Ambient radius test.
348                   */
349 <                e1 = 0.0;
350 <                for (j = 0; j < 3; j++) {
351 <                        d = av->pos[j] - r->rop[j];
352 <                        e1 += d * d;
353 <                }
349 >                d = av->pos[0] - r->rop[0];
350 >                e1 = d * d;
351 >                d = av->pos[1] - r->rop[1];
352 >                e1 += d * d;
353 >                d = av->pos[2] - r->rop[2];
354 >                e1 += d * d;
355                  e1 /= av->rad * av->rad;
356                  if (e1 > ambacc*ambacc*1.21)
357                          continue;
358                  /*
359 <                 *  Normal direction test.
359 >                 *  Direction test using closest normal.
360                   */
361 <                e2 = (1.0 - DOT(av->dir, r->ron)) * r->rweight;
361 >                d = DOT(av->dir, r->ron);
362 >                if (rn != r->ron) {
363 >                        rn_dot = DOT(av->dir, rn);
364 >                        if (rn_dot > 1.0-FTINY)
365 >                                rn_dot = 1.0-FTINY;
366 >                        if (rn_dot >= d-FTINY) {
367 >                                d = rn_dot;
368 >                                rn_dot = -2.0;
369 >                        }
370 >                }
371 >                e2 = (1.0 - d) * r->rweight;
372                  if (e2 < 0.0) e2 = 0.0;
373                  if (e1 + e2 > ambacc*ambacc*1.21)
374                          continue;
# Line 242 | Line 384 | double s;
384                  /*
385                   *  Jittering final test reduces image artifacts.
386                   */
387 <                wt = sqrt(e1) + sqrt(e2);
388 <                wt *= .9 + .2*urand(9015+samplendx);
389 <                if (wt > ambacc)
387 >                e1 = sqrt(e1);
388 >                e2 = sqrt(e2);
389 >                wt = e1 + e2;
390 >                if (wt > ambacc*(.9+.2*urand(9015+samplendx)))
391                          continue;
392 +                /*
393 +                 *  Recompute directional error using perturbed normal
394 +                 */
395 +                if (rn_dot > 0.0) {
396 +                        e2 = sqrt((1.0 - rn_dot)*r->rweight);
397 +                        wt = e1 + e2;
398 +                }
399                  if (wt <= 1e-3)
400                          wt = 1e3;
401                  else
402                          wt = 1.0 / wt;
403                  wsum += wt;
404 <                extambient(ct, av, r->rop, r->ron);
404 >                extambient(ct, av, r->rop, rn);
405                  scalecolor(ct, wt);
406                  addcolor(acol, ct);
407          }
# Line 270 | Line 420 | double s;
420                                  break;
421                  }
422                  if (j == 3)
423 <                        wsum += sumambient(acol, r, al, at->kid+i, ck0, s);
423 >                        wsum += sumambient(acol, r, rn, al, at->kid+i, ck0, s);
424          }
425          return(wsum);
426   }
427  
428  
429 < double
430 < makeambient(acol, r, al)        /* make a new ambient value */
431 < COLOR  acol;
432 < register RAY  *r;
433 < int  al;
429 > extern double
430 > makeambient(    /* make a new ambient value */
431 >        COLOR  acol,
432 >        register RAY  *r,
433 >        FVECT  rn,
434 >        int  al
435 > )
436   {
437          AMBVAL  amb;
438          FVECT   gp, gd;
439                                                  /* compute weight */
440          amb.weight = pow(AVGREFL, (double)al);
441 <        if (r->rweight < 0.2*amb.weight)        /* heuristic */
441 >        if (r->rweight < 0.1*amb.weight)        /* heuristic */
442                  amb.weight = r->rweight;
443                                                  /* compute ambient */
444          amb.rad = doambient(acol, r, amb.weight, gp, gd);
445 <        if (amb.rad == 0.0)
445 >        if (amb.rad <= FTINY)
446                  return(0.0);
447                                                  /* store it */
448          VCOPY(amb.pos, r->rop);
# Line 301 | Line 453 | int  al;
453          VCOPY(amb.gdir, gd);
454                                                  /* insert into tree */
455          avsave(&amb);                           /* and save to file */
456 +        if (rn != r->ron)
457 +                extambient(acol, &amb, r->rop, rn);     /* texture */
458          return(amb.rad);
459   }
460  
461  
462 < extambient(cr, ap, pv, nv)              /* extrapolate value at pv, nv */
463 < COLOR  cr;
464 < register AMBVAL  *ap;
465 < FVECT  pv, nv;
462 > extern void
463 > extambient(             /* extrapolate value at pv, nv */
464 >        COLOR  cr,
465 >        register AMBVAL  *ap,
466 >        FVECT  pv,
467 >        FVECT  nv
468 > )
469   {
470 <        FVECT  v1, v2;
470 >        FVECT  v1;
471          register int  i;
472          double  d;
473  
# Line 319 | Line 476 | FVECT  pv, nv;
476          for (i = 0; i < 3; i++)
477                  d += ap->gpos[i]*(pv[i]-ap->pos[i]);
478                                          /* gradient due to rotation */
479 <        VCOPY(v1, ap->dir);
480 <        fcross(v2, v1, nv);
324 <        d += DOT(ap->gdir, v2);
479 >        VCROSS(v1, ap->dir, nv);
480 >        d += DOT(ap->gdir, v1);
481          if (d <= 0.0) {
482                  setcolor(cr, 0.0, 0.0, 0.0);
483                  return;
# Line 331 | Line 487 | FVECT  pv, nv;
487   }
488  
489  
490 < static
491 < initambfile(creat)              /* initialize ambient file */
492 < int  creat;
490 > static void
491 > initambfile(            /* initialize ambient file */
492 >        int  creat
493 > )
494   {
495 <        extern char  *progname, *octname, VersionID[];
495 >        extern char  *progname, *octname;
496 >        static char  *mybuf = NULL;
497  
498   #ifdef  F_SETLKW
499          aflock(creat ? F_WRLCK : F_RDLCK);
500   #endif
501 < #ifdef MSDOS
502 <        setmode(fileno(ambfp), O_BINARY);
503 < #endif
504 <        setbuf(ambfp, bmalloc(BUFSIZ));
501 >        SET_FILE_BINARY(ambfp);
502 >        if (mybuf == NULL)
503 >                mybuf = (char *)bmalloc(BUFSIZ+8);
504 >        setbuf(ambfp, mybuf);
505          if (creat) {                    /* new file */
506 <                fprintf(ambfp, "%s -av %g %g %g -ab %d -aa %g ",
506 >                newheader("RADIANCE", ambfp);
507 >                fprintf(ambfp, "%s -av %g %g %g -aw %d -ab %d -aa %g ",
508                                  progname, colval(ambval,RED),
509                                  colval(ambval,GRN), colval(ambval,BLU),
510 <                                ambounce, ambacc);
511 <                fprintf(ambfp, "-ad %d -as %d -ar %d %s\n",
512 <                                ambdiv, ambssamp, ambres,
513 <                                octname==NULL ? "" : octname);
510 >                                ambvwt, ambounce, ambacc);
511 >                fprintf(ambfp, "-ad %d -as %d -ar %d ",
512 >                                ambdiv, ambssamp, ambres);
513 >                if (octname != NULL)
514 >                        printargs(1, &octname, ambfp);
515 >                else
516 >                        fputc('\n', ambfp);
517                  fprintf(ambfp, "SOFTWARE= %s\n", VersionID);
518 +                fputnow(ambfp);
519                  fputformat(AMBFMT, ambfp);
520                  putc('\n', ambfp);
521                  putambmagic(ambfp);
# Line 361 | Line 524 | int  creat;
524   }
525  
526  
527 < static
528 < avsave(av)                              /* insert and save an ambient value */
529 < AMBVAL  *av;
527 > static void
528 > avsave(                         /* insert and save an ambient value */
529 >        AMBVAL  *av
530 > )
531   {
532 <        avinsert(avstore(av), &atrunk, thescene.cuorg, thescene.cusize);
532 >        avinsert(avstore(av));
533          if (ambfp == NULL)
534                  return;
535          if (writambval(av, ambfp) < 0)
# Line 375 | Line 539 | AMBVAL *av;
539                          goto writerr;
540          return;
541   writerr:
542 <        error(SYSTEM, "error writing ambient file");
542 >        error(SYSTEM, "error writing to ambient file");
543   }
544  
545  
546   static AMBVAL *
547 < avstore(aval)                           /* allocate memory and store aval */
548 < register AMBVAL  *aval;
547 > avstore(                                /* allocate memory and store aval */
548 >        register AMBVAL  *aval
549 > )
550   {
551          register AMBVAL  *av;
552 +        double  d;
553  
554          if ((av = newambval()) == NULL)
555                  error(SYSTEM, "out of memory in avstore");
556 <        copystruct(av, aval);
556 >        *av = *aval;
557 >        av->latick = ambclock;
558 >        av->next = NULL;
559 >        nambvals++;
560 >        d = bright(av->val);
561 >        if (d > FTINY) {                /* add to log sum for averaging */
562 >                avsum += log(d);
563 >                navsum++;
564 >        }
565          return(av);
566   }
567  
568  
569 < static
570 < avinsert(av, at, c0, s)                 /* insert ambient value in a tree */
571 < register AMBVAL  *av;
572 < register AMBTREE  *at;
573 < FVECT  c0;
574 < double  s;
569 > #define ATALLOCSZ       512             /* #/8 trees to allocate at once */
570 >
571 > static AMBTREE  *atfreelist = NULL;     /* free ambient tree structures */
572 >
573 >
574 > static AMBTREE *
575 > newambtree(void)                                /* allocate 8 ambient tree structs */
576   {
577 +        register AMBTREE  *atp, *upperlim;
578 +
579 +        if (atfreelist == NULL) {       /* get more nodes */
580 +                atfreelist = (AMBTREE *)malloc(ATALLOCSZ*8*sizeof(AMBTREE));
581 +                if (atfreelist == NULL)
582 +                        return(NULL);
583 +                                        /* link new free list */
584 +                upperlim = atfreelist + 8*(ATALLOCSZ-1);
585 +                for (atp = atfreelist; atp < upperlim; atp += 8)
586 +                        atp->kid = atp + 8;
587 +                atp->kid = NULL;
588 +        }
589 +        atp = atfreelist;
590 +        atfreelist = atp->kid;
591 +        memset((char *)atp, '\0', 8*sizeof(AMBTREE));
592 +        return(atp);
593 + }
594 +
595 +
596 + static void
597 + freeambtree(                    /* free 8 ambient tree structs */
598 +        AMBTREE  *atp
599 + )
600 + {
601 +        atp->kid = atfreelist;
602 +        atfreelist = atp;
603 + }
604 +
605 +
606 + static void
607 + avinsert(                               /* insert ambient value in our tree */
608 +        void *av
609 + )
610 + {
611 +        register AMBTREE  *at;
612 +        register AMBVAL  *ap;
613 +        AMBVAL  avh;
614          FVECT  ck0;
615 +        double  s;
616          int  branch;
617          register int  i;
618  
619 <        if (av->rad <= FTINY)
619 >        if (((AMBVAL*)av)->rad <= FTINY)
620                  error(CONSISTENCY, "zero ambient radius in avinsert");
621 <        VCOPY(ck0, c0);
622 <        while (s*(OCTSCALE/2) > av->rad*ambacc) {
621 >        at = &atrunk;
622 >        VCOPY(ck0, thescene.cuorg);
623 >        s = thescene.cusize;
624 >        while (s*(OCTSCALE/2) > ((AMBVAL*)av)->rad*ambacc) {
625                  if (at->kid == NULL)
626                          if ((at->kid = newambtree()) == NULL)
627                                  error(SYSTEM, "out of memory in avinsert");
628                  s *= 0.5;
629                  branch = 0;
630                  for (i = 0; i < 3; i++)
631 <                        if (av->pos[i] > ck0[i] + s) {
631 >                        if (((AMBVAL*)av)->pos[i] > ck0[i] + s) {
632                                  ck0[i] += s;
633                                  branch |= 1 << i;
634                          }
635                  at = at->kid + branch;
636          }
637 <        av->next = at->alist;
638 <        at->alist = av;
637 >        avh.next = at->alist;           /* order by increasing level */
638 >        for (ap = &avh; ap->next != NULL; ap = ap->next)
639 >                if (ap->next->lvl >= ((AMBVAL*)av)->lvl)
640 >                        break;
641 >        ((AMBVAL*)av)->next = ap->next;
642 >        ap->next = (AMBVAL*)av;
643 >        at->alist = avh.next;
644   }
645  
646  
647 < static
648 < loadtree(at)                            /* move tree to main store */
649 < register AMBTREE  *at;
647 > static void
648 > unloadatree(                    /* unload an ambient value tree */
649 >        register AMBTREE  *at,
650 >        unloadtf_t *f
651 > )
652   {
653          register AMBVAL  *av;
654          register int  i;
655                                          /* transfer values at this node */
656          for (av = at->alist; av != NULL; av = at->alist) {
657                  at->alist = av->next;
658 <                avinsert(av, &atrunk, thescene.cuorg, thescene.cusize);
658 >                (*f)(av);
659          }
660 +        if (at->kid == NULL)
661 +                return;
662          for (i = 0; i < 8; i++)         /* transfer and free children */
663 <                loadtree(at->kid+i);
663 >                unloadatree(at->kid+i, f);
664          freeambtree(at->kid);
665 +        at->kid = NULL;
666   }
667  
668  
669 + static struct avl {
670 +        AMBVAL  *p;
671 +        unsigned long   t;
672 + }       *avlist1;                       /* ambient value list with ticks */
673 + static AMBVAL   **avlist2;              /* memory positions for sorting */
674 + static int      i_avlist;               /* index for lists */
675 +
676 + static int alatcmp(const void *av1, const void *av2);
677 +
678 + static void
679 + av2list(
680 +        void *av
681 + )
682 + {
683 + #ifdef DEBUG
684 +        if (i_avlist >= nambvals)
685 +                error(CONSISTENCY, "too many ambient values in av2list1");
686 + #endif
687 +        avlist1[i_avlist].p = avlist2[i_avlist] = (AMBVAL*)av;
688 +        avlist1[i_avlist++].t = ((AMBVAL*)av)->latick;
689 + }
690 +
691 +
692 + static int
693 + alatcmp(                        /* compare ambient values for MRA */
694 +        const void *av1,
695 +        const void *av2
696 + )
697 + {
698 +        register long  lc = ((struct avl *)av2)->t - ((struct avl *)av1)->t;
699 +        return(lc<0 ? -1 : lc>0 ? 1 : 0);
700 + }
701 +
702 +
703 + /* GW NOTE 2002/10/3:
704 + * I used to compare AMBVAL pointers, but found that this was the
705 + * cause of a serious consistency error with gcc, since the optimizer
706 + * uses some dangerous trick in pointer subtraction that
707 + * assumes pointers differ by exact struct size increments.
708 + */
709 + static int
710 + aposcmp(                        /* compare ambient value positions */
711 +        const void      *avp1,
712 +        const void      *avp2
713 + )
714 + {
715 +        register long   diff = *(char * const *)avp1 - *(char * const *)avp2;
716 +        if (diff < 0)
717 +                return(-1);
718 +        return(diff > 0);
719 + }
720 +
721 + #if 1
722 + static int
723 + avlmemi(                                /* find list position from address */
724 +        AMBVAL  *avaddr
725 + )
726 + {
727 +        register AMBVAL  **avlpp;
728 +
729 +        avlpp = (AMBVAL **)bsearch((char *)&avaddr, (char *)avlist2,
730 +                        nambvals, sizeof(AMBVAL *), aposcmp);
731 +        if (avlpp == NULL)
732 +                error(CONSISTENCY, "address not found in avlmemi");
733 +        return(avlpp - avlist2);
734 + }
735 + #else
736 + #define avlmemi(avaddr) ((AMBVAL **)bsearch((char *)&avaddr,(char *)avlist2, \
737 +                                nambvals,sizeof(AMBVAL *),aposcmp) - avlist2)
738 + #endif
739 +
740 +
741 + static void
742 + sortambvals(                    /* resort ambient values */
743 +        int     always
744 + )
745 + {
746 +        AMBTREE  oldatrunk;
747 +        AMBVAL  tav, *tap, *pnext;
748 +        register int    i, j;
749 +                                        /* see if it's time yet */
750 +        if (!always && (ambclock++ < lastsort+sortintvl ||
751 +                        nambvals < SORT_THRESH))
752 +                return;
753 +        /*
754 +         * The idea here is to minimize memory thrashing
755 +         * in VM systems by improving reference locality.
756 +         * We do this by periodically sorting our stored ambient
757 +         * values in memory in order of most recently to least
758 +         * recently accessed.  This ordering was chosen so that new
759 +         * ambient values (which tend to be less important) go into
760 +         * higher memory with the infrequently accessed values.
761 +         *      Since we expect our values to need sorting less
762 +         * frequently as the process continues, we double our
763 +         * waiting interval after each call.
764 +         *      This routine is also called by setambacc() with
765 +         * the "always" parameter set to 1 so that the ambient
766 +         * tree will be rebuilt with the new accuracy parameter.
767 +         */
768 +        if (tracktime) {                /* allocate pointer arrays to sort */
769 +                avlist2 = (AMBVAL **)malloc(nambvals*sizeof(AMBVAL *));
770 +                avlist1 = (struct avl *)malloc(nambvals*sizeof(struct avl));
771 +        } else {
772 +                avlist2 = NULL;
773 +                avlist1 = NULL;
774 +        }
775 +        if (avlist1 == NULL) {          /* no time tracking -- rebuild tree? */
776 +                if (avlist2 != NULL)
777 +                        free((void *)avlist2);
778 +                if (always) {           /* rebuild without sorting */
779 +                        oldatrunk = atrunk;
780 +                        atrunk.alist = NULL;
781 +                        atrunk.kid = NULL;
782 +                        unloadatree(&oldatrunk, avinsert);
783 +                }
784 +        } else {                        /* sort memory by last access time */
785 +                /*
786 +                 * Sorting memory is tricky because it isn't contiguous.
787 +                 * We have to sort an array of pointers by MRA and also
788 +                 * by memory position.  We then copy values in "loops"
789 +                 * to minimize memory hits.  Nevertheless, we will visit
790 +                 * everyone at least twice, and this is an expensive process
791 +                 * when we're thrashing, which is when we need to do it.
792 +                 */
793 + #ifdef DEBUG
794 +                sprintf(errmsg, "sorting %u ambient values at ambclock=%lu...",
795 +                                nambvals, ambclock);
796 +                eputs(errmsg);
797 + #endif
798 +                i_avlist = 0;
799 +                unloadatree(&atrunk, av2list);  /* empty current tree */
800 + #ifdef DEBUG
801 +                if (i_avlist < nambvals)
802 +                        error(CONSISTENCY, "missing ambient values in sortambvals");
803 + #endif
804 +                qsort((char *)avlist1, nambvals, sizeof(struct avl), alatcmp);
805 +                qsort((char *)avlist2, nambvals, sizeof(AMBVAL *), aposcmp);
806 +                for (i = 0; i < nambvals; i++) {
807 +                        if (avlist1[i].p == NULL)
808 +                                continue;
809 +                        tap = avlist2[i];
810 +                        tav = *tap;
811 +                        for (j = i; (pnext = avlist1[j].p) != tap;
812 +                                        j = avlmemi(pnext)) {
813 +                                *(avlist2[j]) = *pnext;
814 +                                avinsert(avlist2[j]);
815 +                                avlist1[j].p = NULL;
816 +                        }
817 +                        *(avlist2[j]) = tav;
818 +                        avinsert(avlist2[j]);
819 +                        avlist1[j].p = NULL;
820 +                }
821 +                free((void *)avlist1);
822 +                free((void *)avlist2);
823 +                                                /* compute new sort interval */
824 +                sortintvl = ambclock - lastsort;
825 +                if (sortintvl >= MAX_SORT_INTVL/2)
826 +                        sortintvl = MAX_SORT_INTVL;
827 +                else
828 +                        sortintvl <<= 1;        /* wait twice as long next */
829 + #ifdef DEBUG
830 +                eputs("done\n");
831 + #endif
832 +        }
833 +        if (ambclock >= MAXACLOCK)
834 +                ambclock = MAXACLOCK/2;
835 +        lastsort = ambclock;
836 + }
837 +
838 +
839   #ifdef  F_SETLKW
840  
841 < static
842 < aflock(typ)                     /* lock/unlock ambient file */
843 < int  typ;
841 > static void
842 > aflock(                 /* lock/unlock ambient file */
843 >        int  typ
844 > )
845   {
846          static struct flock  fls;       /* static so initialized to zeroes */
847  
# Line 455 | Line 851 | int  typ;
851   }
852  
853  
854 < int
855 < ambsync()                       /* synchronize ambient file */
854 > extern int
855 > ambsync(void)                   /* synchronize ambient file */
856   {
461 –        static FILE  *ambinp = NULL;
462 –        static long  lastpos = -1;
857          long  flen;
858          AMBVAL  avs;
859          register int  n;
# Line 471 | Line 865 | ambsync()                      /* synchronize ambient file */
865                                  /* gain exclusive access */
866          aflock(F_WRLCK);
867                                  /* see if file has grown */
868 <        if ((flen = lseek(fileno(ambfp), 0L, 2)) < 0)
869 <                error(SYSTEM, "cannot seek on ambient file");
870 <        if (n = flen - lastpos) {               /* file has grown */
868 >        if ((flen = lseek(fileno(ambfp), (off_t)0, SEEK_END)) < 0)
869 >                goto seekerr;
870 >        if ( (n = flen - lastpos) ) {           /* file has grown */
871                  if (ambinp == NULL) {           /* use duplicate filedes */
872                          ambinp = fdopen(dup(fileno(ambfp)), "r");
873                          if (ambinp == NULL)
874                                  error(SYSTEM, "fdopen failed in ambsync");
875                  }
876                  if (fseek(ambinp, lastpos, 0) < 0)
877 <                        error(SYSTEM, "fseek failed in ambsync");
877 >                        goto seekerr;
878                  while (n >= AMBVALSIZ) {        /* load contributed values */
879 <                        readambval(&avs, ambinp);
880 <                        avinsert(avstore(&avs), &atrunk,
881 <                                        thescene.cuorg, thescene.cusize);
879 >                        if (!readambval(&avs, ambinp)) {
880 >                                sprintf(errmsg,
881 >                        "ambient file \"%s\" corrupted near character %ld",
882 >                                                ambfile, flen - n);
883 >                                error(WARNING, errmsg);
884 >                                break;
885 >                        }
886 >                        avinsert(avstore(&avs));
887                          n -= AMBVALSIZ;
888                  }
889 <                if (n)                          /* alignment */
890 <                        lseek(fileno(ambfp), flen-n, 0);
889 >                /*** seek always as safety measure
890 >                if (n) ***/                     /* alignment */
891 >                        if (lseek(fileno(ambfp), (off_t)(flen-n), SEEK_SET) < 0)
892 >                                goto seekerr;
893          }
894 + #ifdef  DEBUG
895 +        if (ambfp->_ptr - ambfp->_base != nunflshed*AMBVALSIZ) {
896 +                sprintf(errmsg, "ambient file buffer at %d rather than %d",
897 +                                ambfp->_ptr - ambfp->_base,
898 +                                nunflshed*AMBVALSIZ);
899 +                error(CONSISTENCY, errmsg);
900 +        }
901 + #endif
902   syncend:
903          n = fflush(ambfp);                      /* calls write() at last */
904 <        lastpos = lseek(fileno(ambfp), 0L, 1);
904 >        if ((lastpos = lseek(fileno(ambfp), (off_t)0, SEEK_CUR)) < 0)
905 >                goto seekerr;
906          aflock(F_UNLCK);                        /* release file */
907          nunflshed = 0;
908          return(n);
909 + seekerr:
910 +        error(SYSTEM, "seek failed in ambsync");
911 +        return -1; /* pro forma return */
912   }
913  
914   #else
915  
916 < int
917 < ambsync()                       /* flush ambient file */
916 > extern int
917 > ambsync(void)                   /* flush ambient file */
918   {
919          if (nunflshed == 0)
920                  return(0);

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