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

Comparing ray/src/rt/ambient.c (file contents):
Revision 2.63 by greg, Thu Sep 13 20:13:16 2007 UTC vs.
Revision 2.104 by greg, Fri Jan 27 22:00:49 2017 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 17 | Line 15 | static const char      RCSid[] = "$Id$";
15   #include  "resolu.h"
16   #include  "ambient.h"
17   #include  "random.h"
18 + #include  "pmapamb.h"
19  
20   #ifndef  OCTSCALE
21   #define  OCTSCALE       1.0     /* ceil((valid rad.)/(cube size)) */
# Line 25 | Line 24 | static const char      RCSid[] = "$Id$";
24   extern char  *shm_boundary;     /* memory sharing boundary */
25  
26   #ifndef  MAXASET
27 < #define  MAXASET        2047    /* maximum number of elements in ambient set */
27 > #define  MAXASET        4095    /* maximum number of elements in ambient set */
28   #endif
29   OBJECT  ambset[MAXASET+1]={0};  /* ambient include/exclude set */
30  
# Line 39 | Line 38 | static int  nunflshed = 0;     /* number of unflushed ambi
38  
39   #ifndef SORT_THRESH
40   #ifdef SMLMEM
41 < #define SORT_THRESH     ((3L<<20)/sizeof(AMBVAL))
41 > #define SORT_THRESH     ((16L<<20)/sizeof(AMBVAL))
42   #else
43 < #define SORT_THRESH     ((9L<<20)/sizeof(AMBVAL))
43 > #define SORT_THRESH     ((64L<<20)/sizeof(AMBVAL))
44   #endif
45   #endif
46   #ifndef SORT_INTVL
# Line 51 | Line 50 | static int  nunflshed = 0;     /* number of unflushed ambi
50   #define MAX_SORT_INTVL  (SORT_INTVL<<6)
51   #endif
52  
53 +
54   static double  avsum = 0.;              /* computed ambient value sum (log) */
55   static unsigned int  navsum = 0;        /* number of values in avsum */
56   static unsigned int  nambvals = 0;      /* total number of indirect values */
# Line 76 | Line 76 | static long  lastpos = -1;             /* last flush position */
76   #define  AMBFLUSH       (BUFSIZ/AMBVALSIZ)
77  
78   #define  newambval()    (AMBVAL *)malloc(sizeof(AMBVAL))
79 #define  freeav(av)     free((void *)av);
79  
80   static void initambfile(int creat);
81   static void avsave(AMBVAL *av);
# Line 84 | Line 83 | static AMBVAL *avstore(AMBVAL  *aval);
83   static AMBTREE *newambtree(void);
84   static void freeambtree(AMBTREE  *atp);
85  
86 < typedef void unloadtf_t(void *);
86 > typedef void unloadtf_t(AMBVAL *);
87   static unloadtf_t avinsert;
88   static unloadtf_t av2list;
89 + static unloadtf_t avfree;
90   static void unloadatree(AMBTREE  *at, unloadtf_t *f);
91  
92   static int aposcmp(const void *avp1, const void *avp2);
# Line 98 | Line 98 | static void aflock(int  typ);
98   #endif
99  
100  
101 < extern void
101 > void
102   setambres(                              /* set ambient resolution */
103          int  ar
104   )
# Line 107 | Line 107 | setambres(                             /* set ambient resolution */
107                                                  /* set min & max radii */
108          if (ar <= 0) {
109                  minarad = 0;
110 <                maxarad = thescene.cusize / 2.0;
110 >                maxarad = thescene.cusize*0.2;
111          } else {
112                  minarad = thescene.cusize / ar;
113 <                maxarad = 64 * minarad;                 /* heuristic */
114 <                if (maxarad > thescene.cusize / 2.0)
115 <                        maxarad = thescene.cusize / 2.0;
113 >                maxarad = 64.0 * minarad;               /* heuristic */
114 >                if (maxarad > thescene.cusize*0.2)
115 >                        maxarad = thescene.cusize*0.2;
116          }
117          if (minarad <= FTINY)
118 <                minarad = 10*FTINY;
118 >                minarad = 10.0*FTINY;
119          if (maxarad <= minarad)
120 <                maxarad = 64 * minarad;
120 >                maxarad = 64.0 * minarad;
121   }
122  
123  
124 < extern void
124 > void
125   setambacc(                              /* set ambient accuracy */
126          double  newa
127   )
128   {
129 <        double  ambdiff;
130 <
131 <        if (newa < 0.0)
132 <                newa = 0.0;
133 <        ambdiff = fabs(newa - ambacc);
134 <        if (ambdiff >= .01 && (ambacc = newa) > FTINY && nambvals > 0)
135 <                sortambvals(1);                 /* rebuild tree */
129 >        static double   olda;           /* remember previous setting here */
130 >        
131 >        newa *= (newa > 0);
132 >        if (fabs(newa - olda) >= .05*(newa + olda)) {
133 >                ambacc = newa;
134 >                if (nambvals > 0)
135 >                        sortambvals(1);         /* rebuild tree */
136 >        }
137   }
138  
139  
140 < extern void
140 > void
141   setambient(void)                                /* initialize calculation */
142   {
143          int     readonly = 0;
144 <        long  pos, flen;
144 >        long    flen;
145          AMBVAL  amb;
146                                                  /* make sure we're fresh */
147          ambdone();
# Line 160 | Line 161 | setambient(void)                               /* initialize calculation */
161                  readonly = (ambfp = fopen(ambfile, "r")) != NULL;
162          if (ambfp != NULL) {
163                  initambfile(0);                 /* file exists */
164 <                pos = ftell(ambfp);
164 >                lastpos = ftell(ambfp);
165                  while (readambval(&amb, ambfp))
166 <                        avinsert(avstore(&amb));
166 >                        avstore(&amb);
167                  nambshare = nambvals;           /* share loaded values */
168                  if (readonly) {
169                          sprintf(errmsg,
# Line 174 | Line 175 | setambient(void)                               /* initialize calculation */
175                          return;                 /* avoid ambsync() */
176                  }
177                                                  /* align file pointer */
178 <                pos += (long)nambvals*AMBVALSIZ;
178 >                lastpos += (long)nambvals*AMBVALSIZ;
179                  flen = lseek(fileno(ambfp), (off_t)0, SEEK_END);
180 <                if (flen != pos) {
180 >                if (flen != lastpos) {
181                          sprintf(errmsg,
182                          "ignoring last %ld values in ambient file (corrupted)",
183 <                                        (flen - pos)/AMBVALSIZ);
183 >                                        (flen - lastpos)/AMBVALSIZ);
184                          error(WARNING, errmsg);
185 <                        fseek(ambfp, pos, 0);
186 < #ifndef _WIN32 /* XXX we need a replacement for that one */
186 <                        ftruncate(fileno(ambfp), (off_t)pos);
187 < #endif
185 >                        fseek(ambfp, lastpos, SEEK_SET);
186 >                        ftruncate(fileno(ambfp), (off_t)lastpos);
187                  }
188          } else if ((ambfp = fopen(ambfile, "w+")) != NULL) {
189                  initambfile(1);                 /* else create new file */
190 +                fflush(ambfp);
191 +                lastpos = ftell(ambfp);
192          } else {
193                  sprintf(errmsg, "cannot open ambient file \"%s\"", ambfile);
194                  error(SYSTEM, errmsg);
195          }
196 <        ambsync();                      /* load previous values */
196 > #ifdef  F_SETLKW
197 >        aflock(F_UNLCK);                        /* release file */
198 > #endif
199   }
200  
201  
202 < extern void
202 > void
203   ambdone(void)                   /* close ambient file and free memory */
204   {
205          if (ambfp != NULL) {            /* close ambient file */
# Line 210 | Line 213 | ambdone(void)                  /* close ambient file and free memory
213                  lastpos = -1;
214          }
215                                          /* free ambient tree */
216 <        unloadatree(&atrunk, free);
216 >        unloadatree(&atrunk, avfree);
217                                          /* reset state variables */
218          avsum = 0.;
219          navsum = 0;
# Line 222 | Line 225 | ambdone(void)                  /* close ambient file and free memory
225   }
226  
227  
228 < extern void
228 > void
229   ambnotify(                      /* record new modifier */
230          OBJECT  obj
231   )
232   {
233          static int  hitlimit = 0;
234 <        register OBJREC  *o;
235 <        register char  **amblp;
234 >        OBJREC   *o;
235 >        char  **amblp;
236  
237          if (obj == OVOID) {             /* starting over */
238                  ambset[0] = 0;
# Line 251 | Line 254 | ambnotify(                     /* record new modifier */
254                  }
255   }
256  
257 + /************ THE FOLLOWING ROUTINES DIFFER BETWEEN NEW & OLD ***************/
258  
259 < extern void
259 > #ifndef OLDAMB
260 >
261 > #define tfunc(lwr, x, upr)      (((x)-(lwr))/((upr)-(lwr)))
262 >
263 > static int      plugaleak(RAY *r, AMBVAL *ap, FVECT anorm, double ang);
264 > static double   sumambient(COLOR acol, RAY *r, FVECT rn, int al,
265 >                                AMBTREE *at, FVECT c0, double s);
266 > static int      makeambient(COLOR acol, RAY *r, FVECT rn, int al);
267 > static int      extambient(COLOR cr, AMBVAL *ap, FVECT pv, FVECT nv,
268 >                                FVECT uvw[3]);
269 >
270 > void
271   multambient(            /* compute ambient component & multiply by coef. */
272          COLOR  aval,
273 <        register RAY  *r,
273 >        RAY  *r,
274          FVECT  nrm
275   )
276   {
277          static int  rdepth = 0;                 /* ambient recursion */
278 <        COLOR   acol;
278 >        COLOR   acol, caustic;
279 >        int     i, ok;
280          double  d, l;
281  
282 +        /* PMAP: Factor in ambient from photon map, if enabled and ray is
283 +         * ambient. Return as all ambient components accounted for, else
284 +         * continue. */
285 +        if (ambPmap(aval, r, rdepth))
286 +                return;
287 +
288 +        /* PMAP: Factor in specular-diffuse ambient (caustics) from photon
289 +         * map, if enabled and ray is primary, else caustic is zero.  Continue
290 +         * with RADIANCE ambient calculation */
291 +        copycolor(caustic, aval);
292 +        ambPmapCaustic(caustic, r, rdepth);
293 +        
294          if (ambdiv <= 0)                        /* no ambient calculation */
295                  goto dumbamb;
296                                                  /* check number of bounces */
# Line 274 | Line 302 | multambient(           /* compute ambient component & multiply
302                  goto dumbamb;
303  
304          if (ambacc <= FTINY) {                  /* no ambient storage */
305 +                FVECT   uvd[2];
306 +                float   dgrad[2], *dgp = NULL;
307 +
308 +                if (nrm != r->ron && DOT(nrm,r->ron) < 0.9999)
309 +                        dgp = dgrad;            /* compute rotational grad. */
310                  copycolor(acol, aval);
311                  rdepth++;
312 +                ok = doambient(acol, r, r->rweight,
313 +                                uvd, NULL, NULL, dgp, NULL);
314 +                rdepth--;
315 +                if (!ok)
316 +                        goto dumbamb;
317 +                if ((ok > 0) & (dgp != NULL)) { /* apply texture */
318 +                        FVECT   v1;
319 +                        VCROSS(v1, r->ron, nrm);
320 +                        d = 1.0;
321 +                        for (i = 3; i--; )
322 +                                d += v1[i] * (dgp[0]*uvd[0][i] + dgp[1]*uvd[1][i]);
323 +                        if (d >= 0.05)
324 +                                scalecolor(acol, d);
325 +                }
326 +                copycolor(aval, acol);
327 +
328 +                /* PMAP: add in caustic */
329 +                addcolor(aval, caustic);
330 +                return;
331 +        }
332 +
333 +        if (tracktime)                          /* sort to minimize thrashing */
334 +                sortambvals(0);
335 +                                                /* interpolate ambient value */
336 +        setcolor(acol, 0.0, 0.0, 0.0);
337 +        d = sumambient(acol, r, nrm, rdepth,
338 +                        &atrunk, thescene.cuorg, thescene.cusize);
339 +                        
340 +        if (d > FTINY) {
341 +                d = 1.0/d;
342 +                scalecolor(acol, d);
343 +                multcolor(aval, acol);
344 +
345 +                /* PMAP: add in caustic */
346 +                addcolor(aval, caustic);
347 +                return;
348 +        }
349 +        
350 +        rdepth++;                               /* need to cache new value */
351 +        ok = makeambient(acol, r, nrm, rdepth-1);
352 +        rdepth--;
353 +        
354 +        if (ok) {
355 +                multcolor(aval, acol);          /* computed new value */
356 +
357 +                /* PMAP: add in caustic */
358 +                addcolor(aval, caustic);
359 +                return;
360 +        }
361 +        
362 + dumbamb:                                        /* return global value */
363 +        if ((ambvwt <= 0) | (navsum == 0)) {
364 +                multcolor(aval, ambval);
365 +                
366 +                /* PMAP: add in caustic */
367 +                addcolor(aval, caustic);
368 +                return;
369 +        }
370 +        
371 +        l = bright(ambval);                     /* average in computations */  
372 +        if (l > FTINY) {
373 +                d = (log(l)*(double)ambvwt + avsum) /
374 +                                (double)(ambvwt + navsum);
375 +                d = exp(d) / l;
376 +                scalecolor(aval, d);
377 +                multcolor(aval, ambval);        /* apply color of ambval */
378 +        } else {
379 +                d = exp( avsum / (double)navsum );
380 +                scalecolor(aval, d);            /* neutral color */
381 +        }
382 + }
383 +
384 +
385 + /* Plug a potential leak where ambient cache value is occluded */
386 + static int
387 + plugaleak(RAY *r, AMBVAL *ap, FVECT anorm, double ang)
388 + {
389 +        const double    cost70sq = 0.1169778;   /* cos(70deg)^2 */
390 +        RAY             rtst;
391 +        FVECT           vdif;
392 +        double          normdot, ndotd, nadotd;
393 +        double          a, b, c, t[2];
394 +
395 +        ang += 2.*PI*(ang < 0);                 /* check direction flags */
396 +        if ( !(ap->corral>>(int)(ang*(16./PI)) & 1) )
397 +                return(0);
398 +        /*
399 +         * Generate test ray, targeting 20 degrees above sample point plane
400 +         * along surface normal from cache position.  This should be high
401 +         * enough to miss local geometry we don't really care about.
402 +         */
403 +        VSUB(vdif, ap->pos, r->rop);
404 +        normdot = DOT(anorm, r->ron);
405 +        ndotd = DOT(vdif, r->ron);
406 +        nadotd = DOT(vdif, anorm);
407 +        a = normdot*normdot - cost70sq;
408 +        b = 2.0*(normdot*ndotd - nadotd*cost70sq);
409 +        c = ndotd*ndotd - DOT(vdif,vdif)*cost70sq;
410 +        if (quadratic(t, a, b, c) != 2)
411 +                return(1);                      /* should rarely happen */
412 +        if (t[1] <= FTINY)
413 +                return(0);                      /* should fail behind test */
414 +        rayorigin(&rtst, SHADOW, r, NULL);
415 +        VSUM(rtst.rdir, vdif, anorm, t[1]);     /* further dist. > plane */
416 +        rtst.rmax = normalize(rtst.rdir);       /* short ray test */
417 +        while (localhit(&rtst, &thescene)) {    /* check for occluder */
418 +                if (rtst.ro->omod != OVOID &&
419 +                                (rtst.clipset == NULL ||
420 +                                        !inset(rtst.clipset, rtst.ro->omod)))
421 +                        return(1);              /* plug light leak */
422 +                VCOPY(rtst.rorg, rtst.rop);     /* skip invisible surface */
423 +                rtst.rmax -= rtst.rot;
424 +                rayclear(&rtst);
425 +        }
426 +        return(0);                              /* seems we're OK */
427 + }
428 +
429 +
430 + static double
431 + sumambient(             /* get interpolated ambient value */
432 +        COLOR  acol,
433 +        RAY  *r,
434 +        FVECT  rn,
435 +        int  al,
436 +        AMBTREE  *at,
437 +        FVECT  c0,
438 +        double  s
439 + )
440 + {                       /* initial limit is 10 degrees plus ambacc radians */
441 +        const double    minangle = 10.0 * PI/180.;
442 +        double          maxangle = minangle + ambacc;
443 +        double          wsum = 0.0;
444 +        FVECT           ck0;
445 +        int             i, j;
446 +        AMBVAL          *av;
447 +
448 +        if (at->kid != NULL) {          /* sum children first */                                
449 +                s *= 0.5;
450 +                for (i = 0; i < 8; i++) {
451 +                        for (j = 0; j < 3; j++) {
452 +                                ck0[j] = c0[j];
453 +                                if (1<<j & i)
454 +                                        ck0[j] += s;
455 +                                if (r->rop[j] < ck0[j] - OCTSCALE*s)
456 +                                        break;
457 +                                if (r->rop[j] > ck0[j] + (1.0+OCTSCALE)*s)
458 +                                        break;
459 +                        }
460 +                        if (j == 3)
461 +                                wsum += sumambient(acol, r, rn, al,
462 +                                                        at->kid+i, ck0, s);
463 +                }
464 +                                        /* good enough? */
465 +                if (wsum >= 0.05 && s > minarad*10.0)
466 +                        return(wsum);
467 +        }
468 +                                        /* adjust maximum angle */
469 +        if (at->alist != NULL && (at->alist->lvl <= al) & (r->rweight < 0.6))
470 +                maxangle = (maxangle - PI/2.)*pow(r->rweight,0.13) + PI/2.;
471 +                                        /* sum this node */
472 +        for (av = at->alist; av != NULL; av = av->next) {
473 +                double  u, v, d, delta_r2, delta_t2;
474 +                COLOR   ct;
475 +                FVECT   uvw[3];
476 +                                        /* record access */
477 +                if (tracktime)
478 +                        av->latick = ambclock;
479 +                /*
480 +                 *  Ambient level test
481 +                 */
482 +                if (av->lvl > al ||     /* list sorted, so this works */
483 +                                (av->lvl == al) & (av->weight < 0.9*r->rweight))
484 +                        break;
485 +                /*
486 +                 *  Direction test using unperturbed normal
487 +                 */
488 +                decodedir(uvw[2], av->ndir);
489 +                d = DOT(uvw[2], r->ron);
490 +                if (d <= 0.0)           /* >= 90 degrees */
491 +                        continue;
492 +                delta_r2 = 2.0 - 2.0*d; /* approx. radians^2 */
493 +                if (delta_r2 >= maxangle*maxangle)
494 +                        continue;
495 +                /*
496 +                 *  Modified ray behind test
497 +                 */
498 +                VSUB(ck0, r->rop, av->pos);
499 +                d = DOT(ck0, uvw[2]);
500 +                if (d < -minarad*ambacc-.001)
501 +                        continue;
502 +                d /= av->rad[0];
503 +                delta_t2 = d*d;
504 +                if (delta_t2 >= ambacc*ambacc)
505 +                        continue;
506 +                /*
507 +                 *  Elliptical radii test based on Hessian
508 +                 */
509 +                decodedir(uvw[0], av->udir);
510 +                VCROSS(uvw[1], uvw[2], uvw[0]);
511 +                d = (u = DOT(ck0, uvw[0])) / av->rad[0];
512 +                delta_t2 += d*d;
513 +                d = (v = DOT(ck0, uvw[1])) / av->rad[1];
514 +                delta_t2 += d*d;
515 +                if (delta_t2 >= ambacc*ambacc)
516 +                        continue;
517 +                /*
518 +                 *  Test for potential light leak
519 +                 */
520 +                if (av->corral && plugaleak(r, av, uvw[2], atan2a(v,u)))
521 +                        continue;
522 +                /*
523 +                 *  Extrapolate value and compute final weight (hat function)
524 +                 */
525 +                if (!extambient(ct, av, r->rop, rn, uvw))
526 +                        continue;
527 +                d = tfunc(maxangle, sqrt(delta_r2), 0.0) *
528 +                        tfunc(ambacc, sqrt(delta_t2), 0.0);
529 +                scalecolor(ct, d);
530 +                addcolor(acol, ct);
531 +                wsum += d;
532 +        }
533 +        return(wsum);
534 + }
535 +
536 +
537 + static int
538 + makeambient(            /* make a new ambient value for storage */
539 +        COLOR  acol,
540 +        RAY  *r,
541 +        FVECT  rn,
542 +        int  al
543 + )
544 + {
545 +        AMBVAL  amb;
546 +        FVECT   uvw[3];
547 +        int     i;
548 +
549 +        amb.weight = 1.0;                       /* compute weight */
550 +        for (i = al; i-- > 0; )
551 +                amb.weight *= AVGREFL;
552 +        if (r->rweight < 0.1*amb.weight)        /* heuristic override */
553 +                amb.weight = 1.25*r->rweight;
554 +        setcolor(acol, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
555 +                                                /* compute ambient */
556 +        i = doambient(acol, r, amb.weight,
557 +                        uvw, amb.rad, amb.gpos, amb.gdir, &amb.corral);
558 +        scalecolor(acol, 1./AVGREFL);           /* undo assumed reflectance */
559 +        if (i <= 0 || amb.rad[0] <= FTINY)      /* no Hessian or zero radius */
560 +                return(i);
561 +                                                /* store value */
562 +        VCOPY(amb.pos, r->rop);
563 +        amb.ndir = encodedir(r->ron);
564 +        amb.udir = encodedir(uvw[0]);
565 +        amb.lvl = al;
566 +        copycolor(amb.val, acol);
567 +                                                /* insert into tree */
568 +        avsave(&amb);                           /* and save to file */
569 +        if (rn != r->ron) {                     /* texture */
570 +                VCOPY(uvw[2], r->ron);
571 +                extambient(acol, &amb, r->rop, rn, uvw);
572 +        }
573 +        return(1);
574 + }
575 +
576 +
577 + static int
578 + extambient(             /* extrapolate value at pv, nv */
579 +        COLOR  cr,
580 +        AMBVAL   *ap,
581 +        FVECT  pv,
582 +        FVECT  nv,
583 +        FVECT  uvw[3]
584 + )
585 + {
586 +        const double    min_d = 0.05;
587 +        static FVECT    my_uvw[3];
588 +        FVECT           v1;
589 +        int             i;
590 +        double          d = 1.0;        /* zeroeth order */
591 +
592 +        if (uvw == NULL) {              /* need local coordinates? */
593 +                decodedir(my_uvw[2], ap->ndir);
594 +                decodedir(my_uvw[0], ap->udir);
595 +                VCROSS(my_uvw[1], my_uvw[2], my_uvw[0]);
596 +                uvw = my_uvw;
597 +        }
598 +        for (i = 3; i--; )              /* gradient due to translation */
599 +                d += (pv[i] - ap->pos[i]) *
600 +                        (ap->gpos[0]*uvw[0][i] + ap->gpos[1]*uvw[1][i]);
601 +
602 +        VCROSS(v1, uvw[2], nv);         /* gradient due to rotation */
603 +        for (i = 3; i--; )
604 +                d += v1[i] * (ap->gdir[0]*uvw[0][i] + ap->gdir[1]*uvw[1][i]);
605 +        
606 +        if (d < min_d)                  /* should not use if we can avoid it */
607 +                d = min_d;
608 +        copycolor(cr, ap->val);
609 +        scalecolor(cr, d);
610 +        return(d > min_d);
611 + }
612 +
613 +
614 + static void
615 + avinsert(                               /* insert ambient value in our tree */
616 +        AMBVAL *av
617 + )
618 + {
619 +        AMBTREE  *at;
620 +        AMBVAL  *ap;
621 +        AMBVAL  avh;
622 +        FVECT  ck0;
623 +        double  s;
624 +        int  branch;
625 +        int  i;
626 +
627 +        if (av->rad[0] <= FTINY)
628 +                error(CONSISTENCY, "zero ambient radius in avinsert");
629 +        at = &atrunk;
630 +        VCOPY(ck0, thescene.cuorg);
631 +        s = thescene.cusize;
632 +        while (s*(OCTSCALE/2) > av->rad[1]*ambacc) {
633 +                if (at->kid == NULL)
634 +                        if ((at->kid = newambtree()) == NULL)
635 +                                error(SYSTEM, "out of memory in avinsert");
636 +                s *= 0.5;
637 +                branch = 0;
638 +                for (i = 0; i < 3; i++)
639 +                        if (av->pos[i] > ck0[i] + s) {
640 +                                ck0[i] += s;
641 +                                branch |= 1 << i;
642 +                        }
643 +                at = at->kid + branch;
644 +        }
645 +        avh.next = at->alist;           /* order by increasing level */
646 +        for (ap = &avh; ap->next != NULL; ap = ap->next)
647 +                if ( ap->next->lvl > av->lvl ||
648 +                                (ap->next->lvl == av->lvl) &
649 +                                (ap->next->weight <= av->weight) )
650 +                        break;
651 +        av->next = ap->next;
652 +        ap->next = (AMBVAL*)av;
653 +        at->alist = avh.next;
654 + }
655 +
656 +
657 + #else /* ! NEWAMB */
658 +
659 + static double   sumambient(COLOR acol, RAY *r, FVECT rn, int al,
660 +                                AMBTREE *at, FVECT c0, double s);
661 + static double   makeambient(COLOR acol, RAY *r, FVECT rn, int al);
662 + static void     extambient(COLOR cr, AMBVAL *ap, FVECT pv, FVECT nv);
663 +
664 +
665 + void
666 + multambient(            /* compute ambient component & multiply by coef. */
667 +        COLOR  aval,
668 +        RAY  *r,
669 +        FVECT  nrm
670 + )
671 + {
672 +        static int  rdepth = 0;                 /* ambient recursion */
673 +        COLOR   acol, caustic;
674 +        double  d, l;
675 +
676 +        /* PMAP: Factor in ambient from global photon map (if enabled) and return
677 +         * as all ambient components accounted for */
678 +        if (ambPmap(aval, r, rdepth))
679 +                return;
680 +
681 +        /* PMAP: Otherwise factor in ambient from caustic photon map
682 +         * (ambPmapCaustic() returns zero if caustic photons disabled) and
683 +         * continue with RADIANCE ambient calculation */
684 +        copycolor(caustic, aval);
685 +        ambPmapCaustic(caustic, r, rdepth);
686 +        
687 +        if (ambdiv <= 0)                        /* no ambient calculation */
688 +                goto dumbamb;
689 +                                                /* check number of bounces */
690 +        if (rdepth >= ambounce)
691 +                goto dumbamb;
692 +                                                /* check ambient list */
693 +        if (ambincl != -1 && r->ro != NULL &&
694 +                        ambincl != inset(ambset, r->ro->omod))
695 +                goto dumbamb;
696 +
697 +        if (ambacc <= FTINY) {                  /* no ambient storage */
698 +                copycolor(acol, aval);
699 +                rdepth++;
700                  d = doambient(acol, r, r->rweight, NULL, NULL);
701                  rdepth--;
702                  if (d <= FTINY)
703                          goto dumbamb;
704 <                copycolor(aval, acol);
704 >                copycolor(aval, acol);          
705 >        
706 >           /* PMAP: add in caustic */
707 >                addcolor(aval, caustic);        
708                  return;
709          }
710  
# Line 290 | Line 714 | multambient(           /* compute ambient component & multiply
714          setcolor(acol, 0.0, 0.0, 0.0);
715          d = sumambient(acol, r, nrm, rdepth,
716                          &atrunk, thescene.cuorg, thescene.cusize);
717 +                        
718          if (d > FTINY) {
719                  d = 1.0/d;
720                  scalecolor(acol, d);
721                  multcolor(aval, acol);
722 +                
723 +                /* PMAP: add in caustic */
724 +                addcolor(aval, caustic);        
725                  return;
726          }
727 +        
728          rdepth++;                               /* need to cache new value */
729          d = makeambient(acol, r, nrm, rdepth-1);
730          rdepth--;
731 +        
732          if (d > FTINY) {
733                  multcolor(aval, acol);          /* got new value */
734 +
735 +                /* PMAP: add in caustic */
736 +                addcolor(aval, caustic);                        
737                  return;
738          }
739 +        
740   dumbamb:                                        /* return global value */
741          if ((ambvwt <= 0) | (navsum == 0)) {
742                  multcolor(aval, ambval);
743 +
744 +                /* PMAP: add in caustic */
745 +                addcolor(aval, caustic);        
746                  return;
747          }
748 +        
749          l = bright(ambval);                     /* average in computations */
750          if (l > FTINY) {
751                  d = (log(l)*(double)ambvwt + avsum) /
# Line 322 | Line 760 | dumbamb:                                       /* return global value */
760   }
761  
762  
763 < extern double
763 > static double
764   sumambient(     /* get interpolated ambient value */
765          COLOR  acol,
766 <        register RAY  *r,
766 >        RAY  *r,
767          FVECT  rn,
768          int  al,
769          AMBTREE  *at,
# Line 337 | Line 775 | sumambient(    /* get interpolated ambient value */
775          COLOR  ct;
776          FVECT  ck0;
777          int  i;
778 <        register int  j;
779 <        register AMBVAL  *av;
778 >        int  j;
779 >        AMBVAL   *av;
780  
781          wsum = 0.0;
782                                          /* do this node */
# Line 349 | Line 787 | sumambient(    /* get interpolated ambient value */
787                  /*
788                   *  Ambient level test.
789                   */
790 <                if (av->lvl > al)       /* list sorted, so this works */
790 >                if (av->lvl > al ||     /* list sorted, so this works */
791 >                                (av->lvl == al) & (av->weight < 0.9*r->rweight))
792                          break;
354                if (av->weight < 0.9*r->rweight)
355                        continue;
793                  /*
794                   *  Ambient radius test.
795                   */
796 <                d = av->pos[0] - r->rop[0];
797 <                e1 = d * d;
361 <                d = av->pos[1] - r->rop[1];
362 <                e1 += d * d;
363 <                d = av->pos[2] - r->rop[2];
364 <                e1 += d * d;
365 <                e1 /= av->rad * av->rad;
796 >                VSUB(ck0, av->pos, r->rop);
797 >                e1 = DOT(ck0, ck0) / (av->rad * av->rad);
798                  if (e1 > ambacc*ambacc*1.21)
799                          continue;
800                  /*
# Line 379 | Line 811 | sumambient(    /* get interpolated ambient value */
811                          }
812                  }
813                  e2 = (1.0 - d) * r->rweight;
814 <                if (e2 < 0.0) e2 = 0.0;
815 <                if (e1 + e2 > ambacc*ambacc*1.21)
814 >                if (e2 < 0.0)
815 >                        e2 = 0.0;
816 >                else if (e1 + e2 > ambacc*ambacc*1.21)
817                          continue;
818                  /*
819                   *  Ray behind test.
# Line 437 | Line 870 | sumambient(    /* get interpolated ambient value */
870   }
871  
872  
873 < extern double
873 > static double
874   makeambient(            /* make a new ambient value for storage */
875          COLOR  acol,
876          RAY  *r,
# Line 477 | Line 910 | makeambient(           /* make a new ambient value for storage
910   }
911  
912  
913 < extern void
913 > static void
914   extambient(             /* extrapolate value at pv, nv */
915          COLOR  cr,
916 <        register AMBVAL  *ap,
916 >        AMBVAL   *ap,
917          FVECT  pv,
918          FVECT  nv
919   )
920   {
921          FVECT  v1;
922 <        register int  i;
922 >        int  i;
923          double  d;
924  
925          d = 1.0;                        /* zeroeth order */
# Line 506 | Line 939 | extambient(            /* extrapolate value at pv, nv */
939  
940  
941   static void
942 + avinsert(                               /* insert ambient value in our tree */
943 +        AMBVAL *av
944 + )
945 + {
946 +        AMBTREE  *at;
947 +        AMBVAL  *ap;
948 +        AMBVAL  avh;
949 +        FVECT  ck0;
950 +        double  s;
951 +        int  branch;
952 +        int  i;
953 +
954 +        if (av->rad <= FTINY)
955 +                error(CONSISTENCY, "zero ambient radius in avinsert");
956 +        at = &atrunk;
957 +        VCOPY(ck0, thescene.cuorg);
958 +        s = thescene.cusize;
959 +        while (s*(OCTSCALE/2) > av->rad*ambacc) {
960 +                if (at->kid == NULL)
961 +                        if ((at->kid = newambtree()) == NULL)
962 +                                error(SYSTEM, "out of memory in avinsert");
963 +                s *= 0.5;
964 +                branch = 0;
965 +                for (i = 0; i < 3; i++)
966 +                        if (av->pos[i] > ck0[i] + s) {
967 +                                ck0[i] += s;
968 +                                branch |= 1 << i;
969 +                        }
970 +                at = at->kid + branch;
971 +        }
972 +        avh.next = at->alist;           /* order by increasing level */
973 +        for (ap = &avh; ap->next != NULL; ap = ap->next)
974 +                if ( ap->next->lvl > av->lvl ||
975 +                                (ap->next->lvl == av->lvl) &
976 +                                (ap->next->weight <= av->weight) )
977 +                        break;
978 +        av->next = ap->next;
979 +        ap->next = (AMBVAL*)av;
980 +        at->alist = avh.next;
981 + }
982 +
983 + #endif  /* ! NEWAMB */
984 +
985 + /************* FOLLOWING ROUTINES SAME FOR NEW & OLD METHODS ***************/
986 +
987 + static void
988   initambfile(            /* initialize ambient file */
989 <        int  creat
989 >        int  cre8
990   )
991   {
992          extern char  *progname, *octname;
993          static char  *mybuf = NULL;
994  
995   #ifdef  F_SETLKW
996 <        aflock(creat ? F_WRLCK : F_RDLCK);
996 >        aflock(cre8 ? F_WRLCK : F_RDLCK);
997   #endif
998          SET_FILE_BINARY(ambfp);
999          if (mybuf == NULL)
1000                  mybuf = (char *)bmalloc(BUFSIZ+8);
1001          setbuf(ambfp, mybuf);
1002 <        if (creat) {                    /* new file */
1002 >        if (cre8) {                     /* new file */
1003                  newheader("RADIANCE", ambfp);
1004                  fprintf(ambfp, "%s -av %g %g %g -aw %d -ab %d -aa %g ",
1005                                  progname, colval(ambval,RED),
# Line 529 | Line 1008 | initambfile(           /* initialize ambient file */
1008                  fprintf(ambfp, "-ad %d -as %d -ar %d ",
1009                                  ambdiv, ambssamp, ambres);
1010                  if (octname != NULL)
1011 <                        printargs(1, &octname, ambfp);
1012 <                else
534 <                        fputc('\n', ambfp);
1011 >                        fputs(octname, ambfp);
1012 >                fputc('\n', ambfp);
1013                  fprintf(ambfp, "SOFTWARE= %s\n", VersionID);
1014                  fputnow(ambfp);
1015                  fputformat(AMBFMT, ambfp);
1016 <                putc('\n', ambfp);
1016 >                fputc('\n', ambfp);
1017                  putambmagic(ambfp);
1018          } else if (checkheader(ambfp, AMBFMT, NULL) < 0 || !hasambmagic(ambfp))
1019                  error(USER, "bad ambient file");
# Line 547 | Line 1025 | avsave(                                /* insert and save an ambient value */
1025          AMBVAL  *av
1026   )
1027   {
1028 <        avinsert(avstore(av));
1028 >        avstore(av);
1029          if (ambfp == NULL)
1030                  return;
1031          if (writambval(av, ambfp) < 0)
# Line 562 | Line 1040 | writerr:
1040  
1041  
1042   static AMBVAL *
1043 < avstore(                                /* allocate memory and store aval */
1044 <        register AMBVAL  *aval
1043 > avstore(                                /* allocate memory and save aval */
1044 >        AMBVAL  *aval
1045   )
1046   {
1047 <        register AMBVAL  *av;
1047 >        AMBVAL  *av;
1048          double  d;
1049  
1050          if ((av = newambval()) == NULL)
# Line 580 | Line 1058 | avstore(                               /* allocate memory and store aval */
1058                  avsum += log(d);
1059                  navsum++;
1060          }
1061 +        avinsert(av);                   /* insert in our cache tree */
1062          return(av);
1063   }
1064  
# Line 592 | Line 1071 | static AMBTREE  *atfreelist = NULL;    /* free ambient tr
1071   static AMBTREE *
1072   newambtree(void)                                /* allocate 8 ambient tree structs */
1073   {
1074 <        register AMBTREE  *atp, *upperlim;
1074 >        AMBTREE  *atp, *upperlim;
1075  
1076          if (atfreelist == NULL) {       /* get more nodes */
1077                  atfreelist = (AMBTREE *)malloc(ATALLOCSZ*8*sizeof(AMBTREE));
# Line 606 | Line 1085 | newambtree(void)                               /* allocate 8 ambient tree structs
1085          }
1086          atp = atfreelist;
1087          atfreelist = atp->kid;
1088 <        memset((char *)atp, '\0', 8*sizeof(AMBTREE));
1088 >        memset(atp, 0, 8*sizeof(AMBTREE));
1089          return(atp);
1090   }
1091  
# Line 622 | Line 1101 | freeambtree(                   /* free 8 ambient tree structs */
1101  
1102  
1103   static void
625 avinsert(                               /* insert ambient value in our tree */
626        void *av
627 )
628 {
629        register AMBTREE  *at;
630        register AMBVAL  *ap;
631        AMBVAL  avh;
632        FVECT  ck0;
633        double  s;
634        int  branch;
635        register int  i;
636
637        if (((AMBVAL*)av)->rad <= FTINY)
638                error(CONSISTENCY, "zero ambient radius in avinsert");
639        at = &atrunk;
640        VCOPY(ck0, thescene.cuorg);
641        s = thescene.cusize;
642        while (s*(OCTSCALE/2) > ((AMBVAL*)av)->rad*ambacc) {
643                if (at->kid == NULL)
644                        if ((at->kid = newambtree()) == NULL)
645                                error(SYSTEM, "out of memory in avinsert");
646                s *= 0.5;
647                branch = 0;
648                for (i = 0; i < 3; i++)
649                        if (((AMBVAL*)av)->pos[i] > ck0[i] + s) {
650                                ck0[i] += s;
651                                branch |= 1 << i;
652                        }
653                at = at->kid + branch;
654        }
655        avh.next = at->alist;           /* order by increasing level */
656        for (ap = &avh; ap->next != NULL; ap = ap->next)
657                if (ap->next->lvl >= ((AMBVAL*)av)->lvl)
658                        break;
659        ((AMBVAL*)av)->next = ap->next;
660        ap->next = (AMBVAL*)av;
661        at->alist = avh.next;
662 }
663
664
665 static void
1104   unloadatree(                    /* unload an ambient value tree */
1105 <        register AMBTREE  *at,
1105 >        AMBTREE  *at,
1106          unloadtf_t *f
1107   )
1108   {
1109 <        register AMBVAL  *av;
1110 <        register int  i;
1109 >        AMBVAL  *av;
1110 >        int  i;
1111                                          /* transfer values at this node */
1112          for (av = at->alist; av != NULL; av = at->alist) {
1113                  at->alist = av->next;
1114 +                av->next = NULL;
1115                  (*f)(av);
1116          }
1117          if (at->kid == NULL)
# Line 694 | Line 1133 | static int     i_avlist;               /* index for lists */
1133   static int alatcmp(const void *av1, const void *av2);
1134  
1135   static void
1136 + avfree(AMBVAL *av)
1137 + {
1138 +        free(av);
1139 + }
1140 +
1141 + static void
1142   av2list(
1143 <        void *av
1143 >        AMBVAL *av
1144   )
1145   {
1146   #ifdef DEBUG
# Line 703 | Line 1148 | av2list(
1148                  error(CONSISTENCY, "too many ambient values in av2list1");
1149   #endif
1150          avlist1[i_avlist].p = avlist2[i_avlist] = (AMBVAL*)av;
1151 <        avlist1[i_avlist++].t = ((AMBVAL*)av)->latick;
1151 >        avlist1[i_avlist++].t = av->latick;
1152   }
1153  
1154  
# Line 713 | Line 1158 | alatcmp(                       /* compare ambient values for MRA */
1158          const void *av2
1159   )
1160   {
1161 <        register long  lc = ((struct avl *)av2)->t - ((struct avl *)av1)->t;
1161 >        long  lc = ((struct avl *)av2)->t - ((struct avl *)av1)->t;
1162          return(lc<0 ? -1 : lc>0 ? 1 : 0);
1163   }
1164  
# Line 730 | Line 1175 | aposcmp(                       /* compare ambient value positions */
1175          const void      *avp2
1176   )
1177   {
1178 <        register long   diff = *(char * const *)avp1 - *(char * const *)avp2;
1178 >        long    diff = *(char * const *)avp1 - *(char * const *)avp2;
1179          if (diff < 0)
1180                  return(-1);
1181          return(diff > 0);
1182   }
1183  
1184 < #if 1
1184 >
1185   static int
1186   avlmemi(                                /* find list position from address */
1187          AMBVAL  *avaddr
1188   )
1189   {
1190 <        register AMBVAL  **avlpp;
1190 >        AMBVAL  **avlpp;
1191  
1192 <        avlpp = (AMBVAL **)bsearch((char *)&avaddr, (char *)avlist2,
1192 >        avlpp = (AMBVAL **)bsearch(&avaddr, avlist2,
1193                          nambvals, sizeof(AMBVAL *), aposcmp);
1194          if (avlpp == NULL)
1195                  error(CONSISTENCY, "address not found in avlmemi");
1196          return(avlpp - avlist2);
1197   }
753 #else
754 #define avlmemi(avaddr) ((AMBVAL **)bsearch((char *)&avaddr,(char *)avlist2, \
755                                nambvals,sizeof(AMBVAL *),aposcmp) - avlist2)
756 #endif
1198  
1199  
1200   static void
# Line 763 | Line 1204 | sortambvals(                   /* resort ambient values */
1204   {
1205          AMBTREE  oldatrunk;
1206          AMBVAL  tav, *tap, *pnext;
1207 <        register int    i, j;
1207 >        int     i, j;
1208                                          /* see if it's time yet */
1209          if (!always && (ambclock++ < lastsort+sortintvl ||
1210                          nambvals < SORT_THRESH))
# Line 792 | Line 1233 | sortambvals(                   /* resort ambient values */
1233          }
1234          if (avlist1 == NULL) {          /* no time tracking -- rebuild tree? */
1235                  if (avlist2 != NULL)
1236 <                        free((void *)avlist2);
1236 >                        free(avlist2);
1237                  if (always) {           /* rebuild without sorting */
1238                          oldatrunk = atrunk;
1239                          atrunk.alist = NULL;
# Line 819 | Line 1260 | sortambvals(                   /* resort ambient values */
1260                  if (i_avlist < nambvals)
1261                          error(CONSISTENCY, "missing ambient values in sortambvals");
1262   #endif
1263 <                qsort((char *)avlist1, nambvals, sizeof(struct avl), alatcmp);
1264 <                qsort((char *)avlist2, nambvals, sizeof(AMBVAL *), aposcmp);
1263 >                qsort(avlist1, nambvals, sizeof(struct avl), alatcmp);
1264 >                qsort(avlist2, nambvals, sizeof(AMBVAL *), aposcmp);
1265                  for (i = 0; i < nambvals; i++) {
1266                          if (avlist1[i].p == NULL)
1267                                  continue;
# Line 836 | Line 1277 | sortambvals(                   /* resort ambient values */
1277                          avinsert(avlist2[j]);
1278                          avlist1[j].p = NULL;
1279                  }
1280 <                free((void *)avlist1);
1281 <                free((void *)avlist2);
1280 >                free(avlist1);
1281 >                free(avlist2);
1282                                                  /* compute new sort interval */
1283                  sortintvl = ambclock - lastsort;
1284                  if (sortintvl >= MAX_SORT_INTVL/2)
# Line 863 | Line 1304 | aflock(                        /* lock/unlock ambient file */
1304   {
1305          static struct flock  fls;       /* static so initialized to zeroes */
1306  
1307 +        if (typ == fls.l_type)          /* already called? */
1308 +                return;
1309          fls.l_type = typ;
1310          if (fcntl(fileno(ambfp), F_SETLKW, &fls) < 0)
1311                  error(SYSTEM, "cannot (un)lock ambient file");
1312   }
1313  
1314  
1315 < extern int
1315 > int
1316   ambsync(void)                   /* synchronize ambient file */
1317   {
1318          long  flen;
1319          AMBVAL  avs;
1320 <        register int  n;
1320 >        int  n;
1321  
1322 <        if (lastpos < 0)        /* initializing (locked in initambfile) */
1323 <                goto syncend;
1322 >        if (ambfp == NULL)      /* no ambient file? */
1323 >                return(0);
1324                                  /* gain appropriate access */
1325          aflock(nunflshed ? F_WRLCK : F_RDLCK);
1326                                  /* see if file has grown */
1327          if ((flen = lseek(fileno(ambfp), (off_t)0, SEEK_END)) < 0)
1328                  goto seekerr;
1329 <        if ( (n = flen - lastpos) ) {           /* file has grown */
1330 <                if (ambinp == NULL) {           /* use duplicate filedes */
1331 <                        ambinp = fdopen(dup(fileno(ambfp)), "r");
1329 >        if ((n = flen - lastpos) > 0) {         /* file has grown */
1330 >                if (ambinp == NULL) {           /* get new file pointer */
1331 >                        ambinp = fopen(ambfile, "rb");
1332                          if (ambinp == NULL)
1333 <                                error(SYSTEM, "fdopen failed in ambsync");
1333 >                                error(SYSTEM, "fopen failed in ambsync");
1334                  }
1335 <                if (fseek(ambinp, lastpos, 0) < 0)
1335 >                if (fseek(ambinp, lastpos, SEEK_SET) < 0)
1336                          goto seekerr;
1337                  while (n >= AMBVALSIZ) {        /* load contributed values */
1338                          if (!readambval(&avs, ambinp)) {
# Line 899 | Line 1342 | ambsync(void)                  /* synchronize ambient file */
1342                                  error(WARNING, errmsg);
1343                                  break;
1344                          }
1345 <                        avinsert(avstore(&avs));
1345 >                        avstore(&avs);
1346                          n -= AMBVALSIZ;
1347                  }
1348 <                /*** seek always as safety measure
1349 <                if (n) ***/                     /* alignment */
1350 <                        if (lseek(fileno(ambfp), (off_t)(flen-n), SEEK_SET) < 0)
908 <                                goto seekerr;
1348 >                lastpos = flen - n;             /* check alignment */
1349 >                if (n && lseek(fileno(ambfp), (off_t)lastpos, SEEK_SET) < 0)
1350 >                        goto seekerr;
1351          }
910 #ifdef  DEBUG
911        if (ambfp->_ptr - ambfp->_base != nunflshed*AMBVALSIZ) {
912                sprintf(errmsg, "ambient file buffer at %d rather than %d",
913                                ambfp->_ptr - ambfp->_base,
914                                nunflshed*AMBVALSIZ);
915                error(CONSISTENCY, errmsg);
916        }
917 #endif
918 syncend:
1352          n = fflush(ambfp);                      /* calls write() at last */
1353 <        if ((lastpos = lseek(fileno(ambfp), (off_t)0, SEEK_CUR)) < 0)
921 <                goto seekerr;
1353 >        lastpos += (long)nunflshed*AMBVALSIZ;
1354          aflock(F_UNLCK);                        /* release file */
1355          nunflshed = 0;
1356          return(n);
1357   seekerr:
1358          error(SYSTEM, "seek failed in ambsync");
1359 <        return -1; /* pro forma return */
1359 >        return(EOF);    /* pro forma return */
1360   }
1361  
1362 < #else
1362 > #else   /* ! F_SETLKW */
1363  
1364 < extern int
1364 > int
1365   ambsync(void)                   /* flush ambient file */
1366   {
1367 +        if (ambfp == NULL)
1368 +                return(0);
1369          nunflshed = 0;
1370          return(fflush(ambfp));
1371   }
1372  
1373 < #endif
1373 > #endif  /* ! F_SETLKW */

Diff Legend

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+ Added lines
< Changed lines
> Changed lines