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

Comparing ray/src/rt/ambient.c (file contents):
Revision 2.57 by greg, Fri Nov 5 17:36:55 2004 UTC vs.
Revision 2.86 by greg, Wed May 7 01:16:03 2014 UTC

# Line 25 | Line 25 | static const char      RCSid[] = "$Id$";
25   extern char  *shm_boundary;     /* memory sharing boundary */
26  
27   #ifndef  MAXASET
28 < #define  MAXASET        2047    /* maximum number of elements in ambient set */
28 > #define  MAXASET        4095    /* maximum number of elements in ambient set */
29   #endif
30   OBJECT  ambset[MAXASET+1]={0};  /* ambient include/exclude set */
31  
# Line 39 | Line 39 | static int  nunflshed = 0;     /* number of unflushed ambi
39  
40   #ifndef SORT_THRESH
41   #ifdef SMLMEM
42 < #define SORT_THRESH     ((3L<<20)/sizeof(AMBVAL))
42 > #define SORT_THRESH     ((16L<<20)/sizeof(AMBVAL))
43   #else
44 < #define SORT_THRESH     ((9L<<20)/sizeof(AMBVAL))
44 > #define SORT_THRESH     ((64L<<20)/sizeof(AMBVAL))
45   #endif
46   #endif
47   #ifndef SORT_INTVL
# Line 51 | Line 51 | static int  nunflshed = 0;     /* number of unflushed ambi
51   #define MAX_SORT_INTVL  (SORT_INTVL<<6)
52   #endif
53  
54 +
55   static double  avsum = 0.;              /* computed ambient value sum (log) */
56   static unsigned int  navsum = 0;        /* number of values in avsum */
57   static unsigned int  nambvals = 0;      /* total number of indirect values */
# Line 84 | Line 85 | static AMBVAL *avstore(AMBVAL  *aval);
85   static AMBTREE *newambtree(void);
86   static void freeambtree(AMBTREE  *atp);
87  
88 < typedef void unloadtf_t(void *);
88 > typedef void unloadtf_t(AMBVAL *);
89   static unloadtf_t avinsert;
90   static unloadtf_t av2list;
91 + static unloadtf_t avfree;
92   static void unloadatree(AMBTREE  *at, unloadtf_t *f);
93  
94   static int aposcmp(const void *avp1, const void *avp2);
# Line 98 | Line 100 | static void aflock(int  typ);
100   #endif
101  
102  
103 < extern void
103 > void
104   setambres(                              /* set ambient resolution */
105          int  ar
106   )
# Line 107 | Line 109 | setambres(                             /* set ambient resolution */
109                                                  /* set min & max radii */
110          if (ar <= 0) {
111                  minarad = 0;
112 <                maxarad = thescene.cusize / 2.0;
112 >                maxarad = thescene.cusize*0.5;
113          } else {
114                  minarad = thescene.cusize / ar;
115 <                maxarad = 64 * minarad;                 /* heuristic */
116 <                if (maxarad > thescene.cusize / 2.0)
117 <                        maxarad = thescene.cusize / 2.0;
115 >                maxarad = 64.0 * minarad;               /* heuristic */
116 >                if (maxarad > thescene.cusize*0.5)
117 >                        maxarad = thescene.cusize*0.5;
118          }
119          if (minarad <= FTINY)
120 <                minarad = 10*FTINY;
120 >                minarad = 10.0*FTINY;
121          if (maxarad <= minarad)
122 <                maxarad = 64 * minarad;
122 >                maxarad = 64.0 * minarad;
123   }
124  
125  
126 < extern void
126 > void
127   setambacc(                              /* set ambient accuracy */
128          double  newa
129   )
130   {
131 <        double  ambdiff;
132 <
133 <        if (newa < 0.0)
134 <                newa = 0.0;
135 <        ambdiff = fabs(newa - ambacc);
136 <        if (ambdiff >= .01 && (ambacc = newa) > FTINY && nambvals > 0)
137 <                sortambvals(1);                 /* rebuild tree */
131 >        static double   olda;           /* remember previous setting here */
132 >        
133 >        newa *= (newa > 0);
134 >        if (fabs(newa - olda) >= .05*(newa + olda)) {
135 >                ambacc = newa;
136 >                if (nambvals > 0)
137 >                        sortambvals(1);         /* rebuild tree */
138 >        }
139   }
140  
141  
142 < extern void
142 > void
143   setambient(void)                                /* initialize calculation */
144   {
145          int     readonly = 0;
146 <        long  pos, flen;
146 >        long    flen;
147          AMBVAL  amb;
148                                                  /* make sure we're fresh */
149          ambdone();
# Line 160 | Line 163 | setambient(void)                               /* initialize calculation */
163                  readonly = (ambfp = fopen(ambfile, "r")) != NULL;
164          if (ambfp != NULL) {
165                  initambfile(0);                 /* file exists */
166 <                pos = ftell(ambfp);
166 >                lastpos = ftell(ambfp);
167                  while (readambval(&amb, ambfp))
168                          avinsert(avstore(&amb));
169                  nambshare = nambvals;           /* share loaded values */
# Line 174 | Line 177 | setambient(void)                               /* initialize calculation */
177                          return;                 /* avoid ambsync() */
178                  }
179                                                  /* align file pointer */
180 <                pos += (long)nambvals*AMBVALSIZ;
180 >                lastpos += (long)nambvals*AMBVALSIZ;
181                  flen = lseek(fileno(ambfp), (off_t)0, SEEK_END);
182 <                if (flen != pos) {
182 >                if (flen != lastpos) {
183                          sprintf(errmsg,
184                          "ignoring last %ld values in ambient file (corrupted)",
185 <                                        (flen - pos)/AMBVALSIZ);
185 >                                        (flen - lastpos)/AMBVALSIZ);
186                          error(WARNING, errmsg);
187 <                        fseek(ambfp, pos, 0);
187 >                        fseek(ambfp, lastpos, SEEK_SET);
188   #ifndef _WIN32 /* XXX we need a replacement for that one */
189 <                        ftruncate(fileno(ambfp), (off_t)pos);
189 >                        ftruncate(fileno(ambfp), (off_t)lastpos);
190   #endif
191                  }
192          } else if ((ambfp = fopen(ambfile, "w+")) != NULL) {
193                  initambfile(1);                 /* else create new file */
194 +                fflush(ambfp);
195 +                lastpos = ftell(ambfp);
196          } else {
197                  sprintf(errmsg, "cannot open ambient file \"%s\"", ambfile);
198                  error(SYSTEM, errmsg);
199          }
200 <        nunflshed++;    /* lie */
201 <        ambsync();
200 > #ifdef getc_unlocked
201 >        flockfile(ambfp);                       /* application-level lock */
202 > #endif
203 > #ifdef  F_SETLKW
204 >        aflock(F_UNLCK);                        /* release file */
205 > #endif
206   }
207  
208  
209 < extern void
209 > void
210   ambdone(void)                   /* close ambient file and free memory */
211   {
212          if (ambfp != NULL) {            /* close ambient file */
# Line 211 | Line 220 | ambdone(void)                  /* close ambient file and free memory
220                  lastpos = -1;
221          }
222                                          /* free ambient tree */
223 <        unloadatree(&atrunk, free);
223 >        unloadatree(&atrunk, &avfree);
224                                          /* reset state variables */
225          avsum = 0.;
226          navsum = 0;
# Line 223 | Line 232 | ambdone(void)                  /* close ambient file and free memory
232   }
233  
234  
235 < extern void
235 > void
236   ambnotify(                      /* record new modifier */
237          OBJECT  obj
238   )
239   {
240          static int  hitlimit = 0;
241 <        register OBJREC  *o;
242 <        register char  **amblp;
241 >        OBJREC   *o;
242 >        char  **amblp;
243  
244          if (obj == OVOID) {             /* starting over */
245                  ambset[0] = 0;
# Line 252 | Line 261 | ambnotify(                     /* record new modifier */
261                  }
262   }
263  
264 + /************ THE FOLLOWING ROUTINES DIFFER BETWEEN NEW & OLD ***************/
265  
266 < extern void
267 < ambient(                /* compute ambient component for ray */
266 > #ifdef NEWAMB
267 >
268 > #define tfunc(lwr, x, upr)      (((x)-(lwr))/((upr)-(lwr)))
269 >
270 > static int      plugaleak(RAY *r, AMBVAL *ap, FVECT anorm, double ang);
271 > static double   sumambient(COLOR acol, RAY *r, FVECT rn, int al,
272 >                                AMBTREE *at, FVECT c0, double s);
273 > static int      makeambient(COLOR acol, RAY *r, FVECT rn, int al);
274 > static void     extambient(COLOR cr, AMBVAL *ap, FVECT pv, FVECT nv,
275 >                                FVECT uvw[3]);
276 >
277 > void
278 > multambient(            /* compute ambient component & multiply by coef. */
279 >        COLOR  aval,
280 >        RAY  *r,
281 >        FVECT  nrm
282 > )
283 > {
284 >        static int  rdepth = 0;                 /* ambient recursion */
285 >        COLOR   acol;
286 >        int     ok;
287 >        double  d, l;
288 >
289 >        if (ambdiv <= 0)                        /* no ambient calculation */
290 >                goto dumbamb;
291 >                                                /* check number of bounces */
292 >        if (rdepth >= ambounce)
293 >                goto dumbamb;
294 >                                                /* check ambient list */
295 >        if (ambincl != -1 && r->ro != NULL &&
296 >                        ambincl != inset(ambset, r->ro->omod))
297 >                goto dumbamb;
298 >
299 >        if (ambacc <= FTINY) {                  /* no ambient storage */
300 >                copycolor(acol, aval);
301 >                rdepth++;
302 >                ok = doambient(acol, r, r->rweight,
303 >                                NULL, NULL, NULL, NULL, NULL);
304 >                rdepth--;
305 >                if (!ok)
306 >                        goto dumbamb;
307 >                copycolor(aval, acol);
308 >                return;
309 >        }
310 >
311 >        if (tracktime)                          /* sort to minimize thrashing */
312 >                sortambvals(0);
313 >                                                /* interpolate ambient value */
314 >        setcolor(acol, 0.0, 0.0, 0.0);
315 >        d = sumambient(acol, r, nrm, rdepth,
316 >                        &atrunk, thescene.cuorg, thescene.cusize);
317 >        if (d > FTINY) {
318 >                d = 1.0/d;
319 >                scalecolor(acol, d);
320 >                multcolor(aval, acol);
321 >                return;
322 >        }
323 >        rdepth++;                               /* need to cache new value */
324 >        ok = makeambient(acol, r, nrm, rdepth-1);
325 >        rdepth--;
326 >        if (ok) {
327 >                multcolor(aval, acol);          /* computed new value */
328 >                return;
329 >        }
330 > dumbamb:                                        /* return global value */
331 >        if ((ambvwt <= 0) | (navsum == 0)) {
332 >                multcolor(aval, ambval);
333 >                return;
334 >        }
335 >        l = bright(ambval);                     /* average in computations */
336 >        if (l > FTINY) {
337 >                d = (log(l)*(double)ambvwt + avsum) /
338 >                                (double)(ambvwt + navsum);
339 >                d = exp(d) / l;
340 >                scalecolor(aval, d);
341 >                multcolor(aval, ambval);        /* apply color of ambval */
342 >        } else {
343 >                d = exp( avsum / (double)navsum );
344 >                scalecolor(aval, d);            /* neutral color */
345 >        }
346 > }
347 >
348 >
349 > /* Plug a potential leak where ambient cache value is occluded */
350 > static int
351 > plugaleak(RAY *r, AMBVAL *ap, FVECT anorm, double ang)
352 > {
353 >        const double    cost70sq = 0.1169778;   /* cos(70deg)^2 */
354 >        RAY             rtst;
355 >        FVECT           vdif;
356 >        double          normdot, ndotd, nadotd;
357 >        double          a, b, c, t[2];
358 >
359 >        ang += 2.*PI*(ang < 0);                 /* check direction flags */
360 >        if ( !(ap->corral>>(int)(ang*(16./PI)) & 1) )
361 >                return(0);
362 >        /*
363 >         * Generate test ray, targeting 20 degrees above sample point plane
364 >         * along surface normal from cache position.  This should be high
365 >         * enough to miss local geometry we don't really care about.
366 >         */
367 >        VSUB(vdif, ap->pos, r->rop);
368 >        normdot = DOT(anorm, r->ron);
369 >        ndotd = DOT(vdif, r->ron);
370 >        nadotd = DOT(vdif, anorm);
371 >        a = normdot*normdot - cost70sq;
372 >        b = 2.0*(normdot*ndotd - nadotd*cost70sq);
373 >        c = ndotd*ndotd - DOT(vdif,vdif)*cost70sq;
374 >        if (quadratic(t, a, b, c) != 2)
375 >                return(1);                      /* should rarely happen */
376 >        if (t[1] <= FTINY)
377 >                return(0);                      /* should fail behind test */
378 >        rayorigin(&rtst, SHADOW, r, NULL);
379 >        VSUM(rtst.rdir, vdif, anorm, t[1]);     /* further dist. > plane */
380 >        rtst.rmax = normalize(rtst.rdir);       /* short ray test */
381 >        while (localhit(&rtst, &thescene)) {    /* check for occluder */
382 >                if (rtst.ro->omod != OVOID &&
383 >                                (rtst.clipset == NULL ||
384 >                                        !inset(rtst.clipset, rtst.ro->omod)))
385 >                        return(1);              /* plug light leak */
386 >                VCOPY(rtst.rorg, rtst.rop);     /* skip invisible surface */
387 >                rtst.rmax -= rtst.rot;
388 >                rayclear(&rtst);
389 >        }
390 >        return(0);                              /* seems we're OK */
391 > }
392 >
393 >
394 > static double
395 > sumambient(             /* get interpolated ambient value */
396          COLOR  acol,
397 <        register RAY  *r,
397 >        RAY  *r,
398 >        FVECT  rn,
399 >        int  al,
400 >        AMBTREE  *at,
401 >        FVECT  c0,
402 >        double  s
403 > )
404 > {                       /* initial limit is 10 degrees plus ambacc radians */
405 >        const double    minangle = 10.0 * PI/180.;
406 >        double          maxangle = minangle + ambacc;
407 >        double          wsum = 0.0;
408 >        FVECT           ck0;
409 >        int             i, j;
410 >        AMBVAL          *av;
411 >
412 >        if (at->kid != NULL) {          /* sum children first */                                
413 >                s *= 0.5;
414 >                for (i = 0; i < 8; i++) {
415 >                        for (j = 0; j < 3; j++) {
416 >                                ck0[j] = c0[j];
417 >                                if (1<<j & i)
418 >                                        ck0[j] += s;
419 >                                if (r->rop[j] < ck0[j] - OCTSCALE*s)
420 >                                        break;
421 >                                if (r->rop[j] > ck0[j] + (1.0+OCTSCALE)*s)
422 >                                        break;
423 >                        }
424 >                        if (j == 3)
425 >                                wsum += sumambient(acol, r, rn, al,
426 >                                                        at->kid+i, ck0, s);
427 >                }
428 >                                        /* good enough? */
429 >                if (wsum >= 0.05 && s > minarad*10.0)
430 >                        return(wsum);
431 >        }
432 >                                        /* adjust maximum angle */
433 >        if (at->alist != NULL && (at->alist->lvl <= al) & (r->rweight < 0.6))
434 >                maxangle = (maxangle - PI/2.)*pow(r->rweight,0.13) + PI/2.;
435 >                                        /* sum this node */
436 >        for (av = at->alist; av != NULL; av = av->next) {
437 >                double  u, v, d, delta_r2, delta_t2;
438 >                COLOR   ct;
439 >                FVECT   uvw[3];
440 >                                        /* record access */
441 >                if (tracktime)
442 >                        av->latick = ambclock;
443 >                /*
444 >                 *  Ambient level test
445 >                 */
446 >                if (av->lvl > al)       /* list sorted, so this works */
447 >                        break;
448 >                if (av->weight < 0.9*r->rweight)
449 >                        continue;
450 >                /*
451 >                 *  Direction test using unperturbed normal
452 >                 */
453 >                decodedir(uvw[2], av->ndir);
454 >                d = DOT(uvw[2], r->ron);
455 >                if (d <= 0.0)           /* >= 90 degrees */
456 >                        continue;
457 >                delta_r2 = 2.0 - 2.0*d; /* approx. radians^2 */
458 >                if (delta_r2 >= maxangle*maxangle)
459 >                        continue;
460 >                /*
461 >                 *  Modified ray behind test
462 >                 */
463 >                VSUB(ck0, r->rop, av->pos);
464 >                d = DOT(ck0, uvw[2]);
465 >                if (d < -minarad*ambacc-.001)
466 >                        continue;
467 >                d /= av->rad[0];
468 >                delta_t2 = d*d;
469 >                if (delta_t2 >= ambacc*ambacc)
470 >                        continue;
471 >                /*
472 >                 *  Elliptical radii test based on Hessian
473 >                 */
474 >                decodedir(uvw[0], av->udir);
475 >                VCROSS(uvw[1], uvw[2], uvw[0]);
476 >                d = (u = DOT(ck0, uvw[0])) / av->rad[0];
477 >                delta_t2 += d*d;
478 >                d = (v = DOT(ck0, uvw[1])) / av->rad[1];
479 >                delta_t2 += d*d;
480 >                if (delta_t2 >= ambacc*ambacc)
481 >                        continue;
482 >                /*
483 >                 *  Test for potential light leak
484 >                 */
485 >                if (av->corral && plugaleak(r, av, uvw[2], atan2a(v,u)))
486 >                        continue;
487 >                /*
488 >                 *  Extrapolate value and compute final weight (hat function)
489 >                 */
490 >                extambient(ct, av, r->rop, rn, uvw);
491 >                d = tfunc(maxangle, sqrt(delta_r2), 0.0) *
492 >                        tfunc(ambacc, sqrt(delta_t2), 0.0);
493 >                scalecolor(ct, d);
494 >                addcolor(acol, ct);
495 >                wsum += d;
496 >        }
497 >        return(wsum);
498 > }
499 >
500 >
501 > static int
502 > makeambient(            /* make a new ambient value for storage */
503 >        COLOR  acol,
504 >        RAY  *r,
505 >        FVECT  rn,
506 >        int  al
507 > )
508 > {
509 >        AMBVAL  amb;
510 >        FVECT   uvw[3];
511 >        int     i;
512 >
513 >        amb.weight = 1.0;                       /* compute weight */
514 >        for (i = al; i-- > 0; )
515 >                amb.weight *= AVGREFL;
516 >        if (r->rweight < 0.1*amb.weight)        /* heuristic override */
517 >                amb.weight = 1.25*r->rweight;
518 >        setcolor(acol, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
519 >                                                /* compute ambient */
520 >        i = doambient(acol, r, amb.weight,
521 >                        uvw, amb.rad, amb.gpos, amb.gdir, &amb.corral);
522 >        scalecolor(acol, 1./AVGREFL);           /* undo assumed reflectance */
523 >        if (i <= 0 || amb.rad[0] <= FTINY)      /* no Hessian or zero radius */
524 >                return(i);
525 >                                                /* store value */
526 >        VCOPY(amb.pos, r->rop);
527 >        amb.ndir = encodedir(r->ron);
528 >        amb.udir = encodedir(uvw[0]);
529 >        amb.lvl = al;
530 >        copycolor(amb.val, acol);
531 >                                                /* insert into tree */
532 >        avsave(&amb);                           /* and save to file */
533 >        if (rn != r->ron) {                     /* texture */
534 >                VCOPY(uvw[2], r->ron);
535 >                extambient(acol, &amb, r->rop, rn, uvw);
536 >        }
537 >        return(1);
538 > }
539 >
540 >
541 > static void
542 > extambient(             /* extrapolate value at pv, nv */
543 >        COLOR  cr,
544 >        AMBVAL   *ap,
545 >        FVECT  pv,
546 >        FVECT  nv,
547 >        FVECT  uvw[3]
548 > )
549 > {
550 >        static FVECT    my_uvw[3];
551 >        FVECT           v1;
552 >        int             i;
553 >        double          d = 1.0;        /* zeroeth order */
554 >
555 >        if (uvw == NULL) {              /* need local coordinates? */
556 >                decodedir(my_uvw[2], ap->ndir);
557 >                decodedir(my_uvw[0], ap->udir);
558 >                VCROSS(my_uvw[1], my_uvw[2], my_uvw[0]);
559 >                uvw = my_uvw;
560 >        }
561 >        for (i = 3; i--; )              /* gradient due to translation */
562 >                d += (pv[i] - ap->pos[i]) *
563 >                        (ap->gpos[0]*uvw[0][i] + ap->gpos[1]*uvw[1][i]);
564 >
565 >        VCROSS(v1, uvw[2], nv);         /* gradient due to rotation */
566 >        for (i = 3; i--; )
567 >                d += v1[i] * (ap->gdir[0]*uvw[0][i] + ap->gdir[1]*uvw[1][i]);
568 >        
569 >        if (d <= 0.0) {
570 >                setcolor(cr, 0.0, 0.0, 0.0);
571 >                return;
572 >        }
573 >        copycolor(cr, ap->val);
574 >        scalecolor(cr, d);
575 > }
576 >
577 >
578 > static void
579 > avinsert(                               /* insert ambient value in our tree */
580 >        AMBVAL *av
581 > )
582 > {
583 >        AMBTREE  *at;
584 >        AMBVAL  *ap;
585 >        AMBVAL  avh;
586 >        FVECT  ck0;
587 >        double  s;
588 >        int  branch;
589 >        int  i;
590 >
591 >        if (av->rad[0] <= FTINY)
592 >                error(CONSISTENCY, "zero ambient radius in avinsert");
593 >        at = &atrunk;
594 >        VCOPY(ck0, thescene.cuorg);
595 >        s = thescene.cusize;
596 >        while (s*(OCTSCALE/2) > av->rad[1]*ambacc) {
597 >                if (at->kid == NULL)
598 >                        if ((at->kid = newambtree()) == NULL)
599 >                                error(SYSTEM, "out of memory in avinsert");
600 >                s *= 0.5;
601 >                branch = 0;
602 >                for (i = 0; i < 3; i++)
603 >                        if (av->pos[i] > ck0[i] + s) {
604 >                                ck0[i] += s;
605 >                                branch |= 1 << i;
606 >                        }
607 >                at = at->kid + branch;
608 >        }
609 >        avh.next = at->alist;           /* order by increasing level */
610 >        for (ap = &avh; ap->next != NULL; ap = ap->next)
611 >                if (ap->next->lvl >= av->lvl)
612 >                        break;
613 >        av->next = ap->next;
614 >        ap->next = (AMBVAL*)av;
615 >        at->alist = avh.next;
616 > }
617 >
618 >
619 > #else /* ! NEWAMB */
620 >
621 > static double   sumambient(COLOR acol, RAY *r, FVECT rn, int al,
622 >                                AMBTREE *at, FVECT c0, double s);
623 > static double   makeambient(COLOR acol, RAY *r, FVECT rn, int al);
624 > static void     extambient(COLOR cr, AMBVAL *ap, FVECT pv, FVECT nv);
625 >
626 >
627 > void
628 > multambient(            /* compute ambient component & multiply by coef. */
629 >        COLOR  aval,
630 >        RAY  *r,
631          FVECT  nrm
632   )
633   {
634          static int  rdepth = 0;                 /* ambient recursion */
635 +        COLOR   acol;
636          double  d, l;
637  
638          if (ambdiv <= 0)                        /* no ambient calculation */
# Line 274 | Line 646 | ambient(               /* compute ambient component for ray */
646                  goto dumbamb;
647  
648          if (ambacc <= FTINY) {                  /* no ambient storage */
649 +                copycolor(acol, aval);
650                  rdepth++;
651                  d = doambient(acol, r, r->rweight, NULL, NULL);
652                  rdepth--;
653                  if (d <= FTINY)
654                          goto dumbamb;
655 +                copycolor(aval, acol);
656                  return;
657          }
658  
659          if (tracktime)                          /* sort to minimize thrashing */
660                  sortambvals(0);
661 <                                                /* get ambient value */
661 >                                                /* interpolate ambient value */
662          setcolor(acol, 0.0, 0.0, 0.0);
663          d = sumambient(acol, r, nrm, rdepth,
664                          &atrunk, thescene.cuorg, thescene.cusize);
665          if (d > FTINY) {
666 <                scalecolor(acol, 1.0/d);
666 >                d = 1.0/d;
667 >                scalecolor(acol, d);
668 >                multcolor(aval, acol);
669                  return;
670          }
671          rdepth++;                               /* need to cache new value */
672          d = makeambient(acol, r, nrm, rdepth-1);
673          rdepth--;
674 <        if (d > FTINY)
674 >        if (d > FTINY) {
675 >                multcolor(aval, acol);          /* got new value */
676                  return;
677 +        }
678   dumbamb:                                        /* return global value */
679 <        copycolor(acol, ambval);
680 <        if ((ambvwt <= 0) | (navsum == 0))
679 >        if ((ambvwt <= 0) | (navsum == 0)) {
680 >                multcolor(aval, ambval);
681                  return;
682 +        }
683          l = bright(ambval);                     /* average in computations */
684          if (l > FTINY) {
685                  d = (log(l)*(double)ambvwt + avsum) /
686                                  (double)(ambvwt + navsum);
687                  d = exp(d) / l;
688 <                scalecolor(acol, d);            /* apply color of ambval */
688 >                scalecolor(aval, d);
689 >                multcolor(aval, ambval);        /* apply color of ambval */
690          } else {
691                  d = exp( avsum / (double)navsum );
692 <                setcolor(acol, d, d, d);        /* neutral color */
692 >                scalecolor(aval, d);            /* neutral color */
693          }
694   }
695  
696  
697 < extern double
697 > static double
698   sumambient(     /* get interpolated ambient value */
699          COLOR  acol,
700 <        register RAY  *r,
700 >        RAY  *r,
701          FVECT  rn,
702          int  al,
703          AMBTREE  *at,
# Line 329 | Line 709 | sumambient(    /* get interpolated ambient value */
709          COLOR  ct;
710          FVECT  ck0;
711          int  i;
712 <        register int  j;
713 <        register AMBVAL  *av;
712 >        int  j;
713 >        AMBVAL   *av;
714  
715          wsum = 0.0;
716                                          /* do this node */
# Line 343 | Line 723 | sumambient(    /* get interpolated ambient value */
723                   */
724                  if (av->lvl > al)       /* list sorted, so this works */
725                          break;
726 <                if (av->weight < r->rweight-FTINY)
726 >                if (av->weight < 0.9*r->rweight)
727                          continue;
728                  /*
729                   *  Ambient radius test.
730                   */
731 <                d = av->pos[0] - r->rop[0];
732 <                e1 = d * d;
353 <                d = av->pos[1] - r->rop[1];
354 <                e1 += d * d;
355 <                d = av->pos[2] - r->rop[2];
356 <                e1 += d * d;
357 <                e1 /= av->rad * av->rad;
731 >                VSUB(ck0, av->pos, r->rop);
732 >                e1 = DOT(ck0, ck0) / (av->rad * av->rad);
733                  if (e1 > ambacc*ambacc*1.21)
734                          continue;
735                  /*
# Line 371 | Line 746 | sumambient(    /* get interpolated ambient value */
746                          }
747                  }
748                  e2 = (1.0 - d) * r->rweight;
749 <                if (e2 < 0.0) e2 = 0.0;
750 <                if (e1 + e2 > ambacc*ambacc*1.21)
749 >                if (e2 < 0.0)
750 >                        e2 = 0.0;
751 >                else if (e1 + e2 > ambacc*ambacc*1.21)
752                          continue;
753                  /*
754                   *  Ray behind test.
# Line 422 | Line 798 | sumambient(    /* get interpolated ambient value */
798                                  break;
799                  }
800                  if (j == 3)
801 <                        wsum += sumambient(acol, r, rn, al, at->kid+i, ck0, s);
801 >                        wsum += sumambient(acol, r, rn, al,
802 >                                                at->kid+i, ck0, s);
803          }
804          return(wsum);
805   }
806  
807  
808 < extern double
809 < makeambient(    /* make a new ambient value */
808 > static double
809 > makeambient(            /* make a new ambient value for storage */
810          COLOR  acol,
811 <        register RAY  *r,
811 >        RAY  *r,
812          FVECT  rn,
813          int  al
814   )
815   {
816          AMBVAL  amb;
817          FVECT   gp, gd;
818 <                                                /* compute weight */
819 <        amb.weight = pow(AVGREFL, (double)al);
820 <        if (r->rweight < 0.1*amb.weight)        /* heuristic */
821 <                amb.weight = r->rweight;
818 >        int     i;
819 >
820 >        amb.weight = 1.0;                       /* compute weight */
821 >        for (i = al; i-- > 0; )
822 >                amb.weight *= AVGREFL;
823 >        if (r->rweight < 0.1*amb.weight)        /* heuristic override */
824 >                amb.weight = 1.25*r->rweight;
825 >        setcolor(acol, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
826                                                  /* compute ambient */
827          amb.rad = doambient(acol, r, amb.weight, gp, gd);
828 <        if (amb.rad <= FTINY)
828 >        if (amb.rad <= FTINY) {
829 >                setcolor(acol, 0.0, 0.0, 0.0);
830                  return(0.0);
831 <                                                /* store it */
831 >        }
832 >        scalecolor(acol, 1./AVGREFL);           /* undo assumed reflectance */
833 >                                                /* store value */
834          VCOPY(amb.pos, r->rop);
835          VCOPY(amb.dir, r->ron);
836          amb.lvl = al;
# Line 461 | Line 845 | makeambient(   /* make a new ambient value */
845   }
846  
847  
848 < extern void
848 > static void
849   extambient(             /* extrapolate value at pv, nv */
850          COLOR  cr,
851 <        register AMBVAL  *ap,
851 >        AMBVAL   *ap,
852          FVECT  pv,
853          FVECT  nv
854   )
855   {
856          FVECT  v1;
857 <        register int  i;
857 >        int  i;
858          double  d;
859  
860          d = 1.0;                        /* zeroeth order */
# Line 490 | Line 874 | extambient(            /* extrapolate value at pv, nv */
874  
875  
876   static void
877 + avinsert(                               /* insert ambient value in our tree */
878 +        AMBVAL *av
879 + )
880 + {
881 +        AMBTREE  *at;
882 +        AMBVAL  *ap;
883 +        AMBVAL  avh;
884 +        FVECT  ck0;
885 +        double  s;
886 +        int  branch;
887 +        int  i;
888 +
889 +        if (av->rad <= FTINY)
890 +                error(CONSISTENCY, "zero ambient radius in avinsert");
891 +        at = &atrunk;
892 +        VCOPY(ck0, thescene.cuorg);
893 +        s = thescene.cusize;
894 +        while (s*(OCTSCALE/2) > av->rad*ambacc) {
895 +                if (at->kid == NULL)
896 +                        if ((at->kid = newambtree()) == NULL)
897 +                                error(SYSTEM, "out of memory in avinsert");
898 +                s *= 0.5;
899 +                branch = 0;
900 +                for (i = 0; i < 3; i++)
901 +                        if (av->pos[i] > ck0[i] + s) {
902 +                                ck0[i] += s;
903 +                                branch |= 1 << i;
904 +                        }
905 +                at = at->kid + branch;
906 +        }
907 +        avh.next = at->alist;           /* order by increasing level */
908 +        for (ap = &avh; ap->next != NULL; ap = ap->next)
909 +                if (ap->next->lvl >= av->lvl)
910 +                        break;
911 +        av->next = ap->next;
912 +        ap->next = (AMBVAL*)av;
913 +        at->alist = avh.next;
914 + }
915 +
916 + #endif  /* ! NEWAMB */
917 +
918 + /************* FOLLOWING ROUTINES SAME FOR NEW & OLD METHODS ***************/
919 +
920 + static void
921   initambfile(            /* initialize ambient file */
922 <        int  creat
922 >        int  cre8
923   )
924   {
925          extern char  *progname, *octname;
926          static char  *mybuf = NULL;
927  
928   #ifdef  F_SETLKW
929 <        aflock(creat ? F_WRLCK : F_RDLCK);
929 >        aflock(cre8 ? F_WRLCK : F_RDLCK);
930   #endif
931          SET_FILE_BINARY(ambfp);
932          if (mybuf == NULL)
933                  mybuf = (char *)bmalloc(BUFSIZ+8);
934          setbuf(ambfp, mybuf);
935 <        if (creat) {                    /* new file */
935 >        if (cre8) {                     /* new file */
936                  newheader("RADIANCE", ambfp);
937                  fprintf(ambfp, "%s -av %g %g %g -aw %d -ab %d -aa %g ",
938                                  progname, colval(ambval,RED),
# Line 513 | Line 941 | initambfile(           /* initialize ambient file */
941                  fprintf(ambfp, "-ad %d -as %d -ar %d ",
942                                  ambdiv, ambssamp, ambres);
943                  if (octname != NULL)
944 <                        printargs(1, &octname, ambfp);
945 <                else
518 <                        fputc('\n', ambfp);
944 >                        fputs(octname, ambfp);
945 >                fputc('\n', ambfp);
946                  fprintf(ambfp, "SOFTWARE= %s\n", VersionID);
947                  fputnow(ambfp);
948                  fputformat(AMBFMT, ambfp);
949 <                putc('\n', ambfp);
949 >                fputc('\n', ambfp);
950                  putambmagic(ambfp);
951          } else if (checkheader(ambfp, AMBFMT, NULL) < 0 || !hasambmagic(ambfp))
952                  error(USER, "bad ambient file");
# Line 547 | Line 974 | writerr:
974  
975   static AMBVAL *
976   avstore(                                /* allocate memory and store aval */
977 <        register AMBVAL  *aval
977 >        AMBVAL  *aval
978   )
979   {
980 <        register AMBVAL  *av;
980 >        AMBVAL  *av;
981          double  d;
982  
983          if ((av = newambval()) == NULL)
# Line 576 | Line 1003 | static AMBTREE  *atfreelist = NULL;    /* free ambient tr
1003   static AMBTREE *
1004   newambtree(void)                                /* allocate 8 ambient tree structs */
1005   {
1006 <        register AMBTREE  *atp, *upperlim;
1006 >        AMBTREE  *atp, *upperlim;
1007  
1008          if (atfreelist == NULL) {       /* get more nodes */
1009                  atfreelist = (AMBTREE *)malloc(ATALLOCSZ*8*sizeof(AMBTREE));
# Line 606 | Line 1033 | freeambtree(                   /* free 8 ambient tree structs */
1033  
1034  
1035   static void
609 avinsert(                               /* insert ambient value in our tree */
610        void *av
611 )
612 {
613        register AMBTREE  *at;
614        register AMBVAL  *ap;
615        AMBVAL  avh;
616        FVECT  ck0;
617        double  s;
618        int  branch;
619        register int  i;
620
621        if (((AMBVAL*)av)->rad <= FTINY)
622                error(CONSISTENCY, "zero ambient radius in avinsert");
623        at = &atrunk;
624        VCOPY(ck0, thescene.cuorg);
625        s = thescene.cusize;
626        while (s*(OCTSCALE/2) > ((AMBVAL*)av)->rad*ambacc) {
627                if (at->kid == NULL)
628                        if ((at->kid = newambtree()) == NULL)
629                                error(SYSTEM, "out of memory in avinsert");
630                s *= 0.5;
631                branch = 0;
632                for (i = 0; i < 3; i++)
633                        if (((AMBVAL*)av)->pos[i] > ck0[i] + s) {
634                                ck0[i] += s;
635                                branch |= 1 << i;
636                        }
637                at = at->kid + branch;
638        }
639        avh.next = at->alist;           /* order by increasing level */
640        for (ap = &avh; ap->next != NULL; ap = ap->next)
641                if (ap->next->lvl >= ((AMBVAL*)av)->lvl)
642                        break;
643        ((AMBVAL*)av)->next = ap->next;
644        ap->next = (AMBVAL*)av;
645        at->alist = avh.next;
646 }
647
648
649 static void
1036   unloadatree(                    /* unload an ambient value tree */
1037 <        register AMBTREE  *at,
1037 >        AMBTREE  *at,
1038          unloadtf_t *f
1039   )
1040   {
1041 <        register AMBVAL  *av;
1042 <        register int  i;
1041 >        AMBVAL  *av;
1042 >        int  i;
1043                                          /* transfer values at this node */
1044          for (av = at->alist; av != NULL; av = at->alist) {
1045                  at->alist = av->next;
# Line 678 | Line 1064 | static int     i_avlist;               /* index for lists */
1064   static int alatcmp(const void *av1, const void *av2);
1065  
1066   static void
1067 + avfree(AMBVAL *av)
1068 + {
1069 +        free(av);
1070 + }
1071 +
1072 + static void
1073   av2list(
1074 <        void *av
1074 >        AMBVAL *av
1075   )
1076   {
1077   #ifdef DEBUG
# Line 687 | Line 1079 | av2list(
1079                  error(CONSISTENCY, "too many ambient values in av2list1");
1080   #endif
1081          avlist1[i_avlist].p = avlist2[i_avlist] = (AMBVAL*)av;
1082 <        avlist1[i_avlist++].t = ((AMBVAL*)av)->latick;
1082 >        avlist1[i_avlist++].t = av->latick;
1083   }
1084  
1085  
# Line 697 | Line 1089 | alatcmp(                       /* compare ambient values for MRA */
1089          const void *av2
1090   )
1091   {
1092 <        register long  lc = ((struct avl *)av2)->t - ((struct avl *)av1)->t;
1092 >        long  lc = ((struct avl *)av2)->t - ((struct avl *)av1)->t;
1093          return(lc<0 ? -1 : lc>0 ? 1 : 0);
1094   }
1095  
# Line 714 | Line 1106 | aposcmp(                       /* compare ambient value positions */
1106          const void      *avp2
1107   )
1108   {
1109 <        register long   diff = *(char * const *)avp1 - *(char * const *)avp2;
1109 >        long    diff = *(char * const *)avp1 - *(char * const *)avp2;
1110          if (diff < 0)
1111                  return(-1);
1112          return(diff > 0);
1113   }
1114  
1115 < #if 1
1115 >
1116   static int
1117   avlmemi(                                /* find list position from address */
1118          AMBVAL  *avaddr
1119   )
1120   {
1121 <        register AMBVAL  **avlpp;
1121 >        AMBVAL  **avlpp;
1122  
1123          avlpp = (AMBVAL **)bsearch((char *)&avaddr, (char *)avlist2,
1124 <                        nambvals, sizeof(AMBVAL *), aposcmp);
1124 >                        nambvals, sizeof(AMBVAL *), &aposcmp);
1125          if (avlpp == NULL)
1126                  error(CONSISTENCY, "address not found in avlmemi");
1127          return(avlpp - avlist2);
1128   }
737 #else
738 #define avlmemi(avaddr) ((AMBVAL **)bsearch((char *)&avaddr,(char *)avlist2, \
739                                nambvals,sizeof(AMBVAL *),aposcmp) - avlist2)
740 #endif
1129  
1130  
1131   static void
# Line 747 | Line 1135 | sortambvals(                   /* resort ambient values */
1135   {
1136          AMBTREE  oldatrunk;
1137          AMBVAL  tav, *tap, *pnext;
1138 <        register int    i, j;
1138 >        int     i, j;
1139                                          /* see if it's time yet */
1140          if (!always && (ambclock++ < lastsort+sortintvl ||
1141                          nambvals < SORT_THRESH))
# Line 781 | Line 1169 | sortambvals(                   /* resort ambient values */
1169                          oldatrunk = atrunk;
1170                          atrunk.alist = NULL;
1171                          atrunk.kid = NULL;
1172 <                        unloadatree(&oldatrunk, avinsert);
1172 >                        unloadatree(&oldatrunk, &avinsert);
1173                  }
1174          } else {                        /* sort memory by last access time */
1175                  /*
# Line 798 | Line 1186 | sortambvals(                   /* resort ambient values */
1186                  eputs(errmsg);
1187   #endif
1188                  i_avlist = 0;
1189 <                unloadatree(&atrunk, av2list);  /* empty current tree */
1189 >                unloadatree(&atrunk, &av2list); /* empty current tree */
1190   #ifdef DEBUG
1191                  if (i_avlist < nambvals)
1192                          error(CONSISTENCY, "missing ambient values in sortambvals");
1193   #endif
1194 <                qsort((char *)avlist1, nambvals, sizeof(struct avl), alatcmp);
1195 <                qsort((char *)avlist2, nambvals, sizeof(AMBVAL *), aposcmp);
1194 >                qsort((char *)avlist1, nambvals, sizeof(struct avl), &alatcmp);
1195 >                qsort((char *)avlist2, nambvals, sizeof(AMBVAL *), &aposcmp);
1196                  for (i = 0; i < nambvals; i++) {
1197                          if (avlist1[i].p == NULL)
1198                                  continue;
# Line 847 | Line 1235 | aflock(                        /* lock/unlock ambient file */
1235   {
1236          static struct flock  fls;       /* static so initialized to zeroes */
1237  
1238 +        if (typ == fls.l_type)          /* already called? */
1239 +                return;
1240          fls.l_type = typ;
1241          if (fcntl(fileno(ambfp), F_SETLKW, &fls) < 0)
1242                  error(SYSTEM, "cannot (un)lock ambient file");
1243   }
1244  
1245  
1246 < extern int
1246 > int
1247   ambsync(void)                   /* synchronize ambient file */
1248   {
1249          long  flen;
1250          AMBVAL  avs;
1251 <        register int  n;
1251 >        int  n;
1252  
1253 <        if (nunflshed == 0)
1253 >        if (ambfp == NULL)      /* no ambient file? */
1254                  return(0);
1255 <        if (lastpos < 0)        /* initializing (locked in initambfile) */
1256 <                goto syncend;
867 <                                /* gain exclusive access */
868 <        aflock(F_WRLCK);
1255 >                                /* gain appropriate access */
1256 >        aflock(nunflshed ? F_WRLCK : F_RDLCK);
1257                                  /* see if file has grown */
1258          if ((flen = lseek(fileno(ambfp), (off_t)0, SEEK_END)) < 0)
1259                  goto seekerr;
1260 <        if ( (n = flen - lastpos) ) {           /* file has grown */
1260 >        if ((n = flen - lastpos) > 0) {         /* file has grown */
1261                  if (ambinp == NULL) {           /* use duplicate filedes */
1262                          ambinp = fdopen(dup(fileno(ambfp)), "r");
1263                          if (ambinp == NULL)
1264                                  error(SYSTEM, "fdopen failed in ambsync");
1265                  }
1266 <                if (fseek(ambinp, lastpos, 0) < 0)
1266 >                if (fseek(ambinp, lastpos, SEEK_SET) < 0)
1267                          goto seekerr;
1268                  while (n >= AMBVALSIZ) {        /* load contributed values */
1269                          if (!readambval(&avs, ambinp)) {
# Line 888 | Line 1276 | ambsync(void)                  /* synchronize ambient file */
1276                          avinsert(avstore(&avs));
1277                          n -= AMBVALSIZ;
1278                  }
1279 +                lastpos = flen - n;
1280                  /*** seek always as safety measure
1281                  if (n) ***/                     /* alignment */
1282 <                        if (lseek(fileno(ambfp), (off_t)(flen-n), SEEK_SET) < 0)
1282 >                        if (lseek(fileno(ambfp), (off_t)lastpos, SEEK_SET) < 0)
1283                                  goto seekerr;
1284          }
896 #ifdef  DEBUG
897        if (ambfp->_ptr - ambfp->_base != nunflshed*AMBVALSIZ) {
898                sprintf(errmsg, "ambient file buffer at %d rather than %d",
899                                ambfp->_ptr - ambfp->_base,
900                                nunflshed*AMBVALSIZ);
901                error(CONSISTENCY, errmsg);
902        }
903 #endif
904 syncend:
1285          n = fflush(ambfp);                      /* calls write() at last */
1286 <        if ((lastpos = lseek(fileno(ambfp), (off_t)0, SEEK_CUR)) < 0)
1286 >        if (n != EOF)
1287 >                lastpos += (long)nunflshed*AMBVALSIZ;
1288 >        else if ((lastpos = lseek(fileno(ambfp), (off_t)0, SEEK_CUR)) < 0)
1289                  goto seekerr;
1290 +                
1291          aflock(F_UNLCK);                        /* release file */
1292          nunflshed = 0;
1293          return(n);
# Line 913 | Line 1296 | seekerr:
1296          return -1; /* pro forma return */
1297   }
1298  
1299 < #else
1299 > #else   /* ! F_SETLKW */
1300  
1301 < extern int
1301 > int
1302   ambsync(void)                   /* flush ambient file */
1303   {
1304 <        if (nunflshed == 0)
1304 >        if (ambfp == NULL)
1305                  return(0);
1306          nunflshed = 0;
1307          return(fflush(ambfp));
1308   }
1309  
1310 < #endif
1310 > #endif  /* ! F_SETLKW */

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