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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 2.105 by greg, Tue Jan 9 05:01:15 2018 UTC

# Line 1 | Line 1
1 #ifndef lint
1   static const char       RCSid[] = "$Id$";
3 #endif
2   /*
3   *  ambient.c - routines dealing with ambient (inter-reflected) component.
4   *
# Line 14 | Line 12 | static const char      RCSid[] = "$Id$";
12   #include  "platform.h"
13   #include  "ray.h"
14   #include  "otypes.h"
15 + #include  "otspecial.h"
16   #include  "resolu.h"
17   #include  "ambient.h"
18 + #include  "source.h"
19   #include  "random.h"
20 + #include  "pmapamb.h"
21  
22   #ifndef  OCTSCALE
23   #define  OCTSCALE       1.0     /* ceil((valid rad.)/(cube size)) */
# Line 25 | Line 26 | static const char      RCSid[] = "$Id$";
26   extern char  *shm_boundary;     /* memory sharing boundary */
27  
28   #ifndef  MAXASET
29 < #define  MAXASET        2047    /* maximum number of elements in ambient set */
29 > #define  MAXASET        4095    /* maximum number of elements in ambient set */
30   #endif
31   OBJECT  ambset[MAXASET+1]={0};  /* ambient include/exclude set */
32  
# Line 39 | Line 40 | static int  nunflshed = 0;     /* number of unflushed ambi
40  
41   #ifndef SORT_THRESH
42   #ifdef SMLMEM
43 < #define SORT_THRESH     ((3L<<20)/sizeof(AMBVAL))
43 > #define SORT_THRESH     ((16L<<20)/sizeof(AMBVAL))
44   #else
45 < #define SORT_THRESH     ((9L<<20)/sizeof(AMBVAL))
45 > #define SORT_THRESH     ((64L<<20)/sizeof(AMBVAL))
46   #endif
47   #endif
48   #ifndef SORT_INTVL
# Line 51 | Line 52 | static int  nunflshed = 0;     /* number of unflushed ambi
52   #define MAX_SORT_INTVL  (SORT_INTVL<<6)
53   #endif
54  
55 +
56   static double  avsum = 0.;              /* computed ambient value sum (log) */
57   static unsigned int  navsum = 0;        /* number of values in avsum */
58   static unsigned int  nambvals = 0;      /* total number of indirect values */
# Line 76 | Line 78 | static long  lastpos = -1;             /* last flush position */
78   #define  AMBFLUSH       (BUFSIZ/AMBVALSIZ)
79  
80   #define  newambval()    (AMBVAL *)malloc(sizeof(AMBVAL))
79 #define  freeav(av)     free((void *)av);
81  
82   static void initambfile(int creat);
83   static void avsave(AMBVAL *av);
# 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*0.2;
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*0.2)
117 >                        maxarad = thescene.cusize*0.2;
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));
168 >                        avstore(&amb);
169                  nambshare = nambvals;           /* share loaded values */
170                  if (readonly) {
171                          sprintf(errmsg,
# 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);
188 < #ifndef _WIN32 /* XXX we need a replacement for that one */
186 <                        ftruncate(fileno(ambfp), (off_t)pos);
187 < #endif
187 >                        fseek(ambfp, lastpos, SEEK_SET);
188 >                        ftruncate(fileno(ambfp), (off_t)lastpos);
189                  }
190          } else if ((ambfp = fopen(ambfile, "w+")) != NULL) {
191                  initambfile(1);                 /* else create new file */
192 +                fflush(ambfp);
193 +                lastpos = ftell(ambfp);
194          } else {
195                  sprintf(errmsg, "cannot open ambient file \"%s\"", ambfile);
196                  error(SYSTEM, errmsg);
197          }
198 <        ambsync();                      /* load previous values */
198 > #ifdef  F_SETLKW
199 >        aflock(F_UNLCK);                        /* release file */
200 > #endif
201   }
202  
203  
204 < extern void
204 > void
205   ambdone(void)                   /* close ambient file and free memory */
206   {
207          if (ambfp != NULL) {            /* close ambient file */
# Line 210 | Line 215 | ambdone(void)                  /* close ambient file and free memory
215                  lastpos = -1;
216          }
217                                          /* free ambient tree */
218 <        unloadatree(&atrunk, free);
218 >        unloadatree(&atrunk, avfree);
219                                          /* reset state variables */
220          avsum = 0.;
221          navsum = 0;
# Line 222 | Line 227 | ambdone(void)                  /* close ambient file and free memory
227   }
228  
229  
230 < extern void
230 > void
231   ambnotify(                      /* record new modifier */
232          OBJECT  obj
233   )
234   {
235          static int  hitlimit = 0;
236 <        register OBJREC  *o;
237 <        register char  **amblp;
236 >        OBJREC   *o;
237 >        char  **amblp;
238  
239          if (obj == OVOID) {             /* starting over */
240                  ambset[0] = 0;
# Line 251 | Line 256 | ambnotify(                     /* record new modifier */
256                  }
257   }
258  
259 + /************ THE FOLLOWING ROUTINES DIFFER BETWEEN NEW & OLD ***************/
260  
261 < extern void
261 > #ifndef OLDAMB
262 >
263 > #define tfunc(lwr, x, upr)      (((x)-(lwr))/((upr)-(lwr)))
264 >
265 > static int      plugaleak(RAY *r, AMBVAL *ap, FVECT anorm, double ang);
266 > static double   sumambient(COLOR acol, RAY *r, FVECT rn, int al,
267 >                                AMBTREE *at, FVECT c0, double s);
268 > static int      makeambient(COLOR acol, RAY *r, FVECT rn, int al);
269 > static int      extambient(COLOR cr, AMBVAL *ap, FVECT pv, FVECT nv,
270 >                                FVECT uvw[3]);
271 >
272 > void
273   multambient(            /* compute ambient component & multiply by coef. */
274          COLOR  aval,
275 <        register RAY  *r,
275 >        RAY  *r,
276          FVECT  nrm
277   )
278   {
279          static int  rdepth = 0;                 /* ambient recursion */
280 <        COLOR   acol;
280 >        COLOR   acol, caustic;
281 >        int     i, ok;
282          double  d, l;
283  
284 +        /* PMAP: Factor in ambient from photon map, if enabled and ray is
285 +         * ambient. Return as all ambient components accounted for, else
286 +         * continue. */
287 +        if (ambPmap(aval, r, rdepth))
288 +                return;
289 +
290 +        /* PMAP: Factor in specular-diffuse ambient (caustics) from photon
291 +         * map, if enabled and ray is primary, else caustic is zero.  Continue
292 +         * with RADIANCE ambient calculation */
293 +        copycolor(caustic, aval);
294 +        ambPmapCaustic(caustic, r, rdepth);
295 +        
296          if (ambdiv <= 0)                        /* no ambient calculation */
297                  goto dumbamb;
298                                                  /* check number of bounces */
# Line 274 | Line 304 | multambient(           /* compute ambient component & multiply
304                  goto dumbamb;
305  
306          if (ambacc <= FTINY) {                  /* no ambient storage */
307 +                FVECT   uvd[2];
308 +                float   dgrad[2], *dgp = NULL;
309 +
310 +                if (nrm != r->ron && DOT(nrm,r->ron) < 0.9999)
311 +                        dgp = dgrad;            /* compute rotational grad. */
312                  copycolor(acol, aval);
313                  rdepth++;
314 +                ok = doambient(acol, r, r->rweight,
315 +                                uvd, NULL, NULL, dgp, NULL);
316 +                rdepth--;
317 +                if (!ok)
318 +                        goto dumbamb;
319 +                if ((ok > 0) & (dgp != NULL)) { /* apply texture */
320 +                        FVECT   v1;
321 +                        VCROSS(v1, r->ron, nrm);
322 +                        d = 1.0;
323 +                        for (i = 3; i--; )
324 +                                d += v1[i] * (dgp[0]*uvd[0][i] + dgp[1]*uvd[1][i]);
325 +                        if (d >= 0.05)
326 +                                scalecolor(acol, d);
327 +                }
328 +                copycolor(aval, acol);
329 +
330 +                /* PMAP: add in caustic */
331 +                addcolor(aval, caustic);
332 +                return;
333 +        }
334 +
335 +        if (tracktime)                          /* sort to minimize thrashing */
336 +                sortambvals(0);
337 +                                                /* interpolate ambient value */
338 +        setcolor(acol, 0.0, 0.0, 0.0);
339 +        d = sumambient(acol, r, nrm, rdepth,
340 +                        &atrunk, thescene.cuorg, thescene.cusize);
341 +                        
342 +        if (d > FTINY) {
343 +                d = 1.0/d;
344 +                scalecolor(acol, d);
345 +                multcolor(aval, acol);
346 +
347 +                /* PMAP: add in caustic */
348 +                addcolor(aval, caustic);
349 +                return;
350 +        }
351 +        
352 +        rdepth++;                               /* need to cache new value */
353 +        ok = makeambient(acol, r, nrm, rdepth-1);
354 +        rdepth--;
355 +        
356 +        if (ok) {
357 +                multcolor(aval, acol);          /* computed new value */
358 +
359 +                /* PMAP: add in caustic */
360 +                addcolor(aval, caustic);
361 +                return;
362 +        }
363 +        
364 + dumbamb:                                        /* return global value */
365 +        if ((ambvwt <= 0) | (navsum == 0)) {
366 +                multcolor(aval, ambval);
367 +                
368 +                /* PMAP: add in caustic */
369 +                addcolor(aval, caustic);
370 +                return;
371 +        }
372 +        
373 +        l = bright(ambval);                     /* average in computations */  
374 +        if (l > FTINY) {
375 +                d = (log(l)*(double)ambvwt + avsum) /
376 +                                (double)(ambvwt + navsum);
377 +                d = exp(d) / l;
378 +                scalecolor(aval, d);
379 +                multcolor(aval, ambval);        /* apply color of ambval */
380 +        } else {
381 +                d = exp( avsum / (double)navsum );
382 +                scalecolor(aval, d);            /* neutral color */
383 +        }
384 + }
385 +
386 +
387 + /* Plug a potential leak where ambient cache value is occluded */
388 + static int
389 + plugaleak(RAY *r, AMBVAL *ap, FVECT anorm, double ang)
390 + {
391 +        const double    cost70sq = 0.1169778;   /* cos(70deg)^2 */
392 +        RAY             rtst;
393 +        FVECT           vdif;
394 +        double          normdot, ndotd, nadotd;
395 +        double          a, b, c, t[2];
396 +
397 +        ang += 2.*PI*(ang < 0);                 /* check direction flags */
398 +        if ( !(ap->corral>>(int)(ang*(16./PI)) & 1) )
399 +                return(0);
400 +        /*
401 +         * Generate test ray, targeting 20 degrees above sample point plane
402 +         * along surface normal from cache position.  This should be high
403 +         * enough to miss local geometry we don't really care about.
404 +         */
405 +        VSUB(vdif, ap->pos, r->rop);
406 +        normdot = DOT(anorm, r->ron);
407 +        ndotd = DOT(vdif, r->ron);
408 +        nadotd = DOT(vdif, anorm);
409 +        a = normdot*normdot - cost70sq;
410 +        b = 2.0*(normdot*ndotd - nadotd*cost70sq);
411 +        c = ndotd*ndotd - DOT(vdif,vdif)*cost70sq;
412 +        if (quadratic(t, a, b, c) != 2)
413 +                return(1);                      /* should rarely happen */
414 +        if (t[1] <= FTINY)
415 +                return(0);                      /* should fail behind test */
416 +        rayorigin(&rtst, SHADOW, r, NULL);
417 +        VSUM(rtst.rdir, vdif, anorm, t[1]);     /* further dist. > plane */
418 +        rtst.rmax = normalize(rtst.rdir);       /* short ray test */
419 +        while (localhit(&rtst, &thescene)) {    /* check for occluder */
420 +                OBJREC  *m = findmaterial(rtst.ro);
421 +                if (m != NULL && !istransp(m->otype) && !isBSDFproxy(m) &&
422 +                                (rtst.clipset == NULL ||
423 +                                        !inset(rtst.clipset, rtst.ro->omod)))
424 +                        return(1);              /* plug light leak */
425 +                VCOPY(rtst.rorg, rtst.rop);     /* skip invisible surface */
426 +                rtst.rmax -= rtst.rot;
427 +                rayclear(&rtst);
428 +        }
429 +        return(0);                              /* seems we're OK */
430 + }
431 +
432 +
433 + static double
434 + sumambient(             /* get interpolated ambient value */
435 +        COLOR  acol,
436 +        RAY  *r,
437 +        FVECT  rn,
438 +        int  al,
439 +        AMBTREE  *at,
440 +        FVECT  c0,
441 +        double  s
442 + )
443 + {                       /* initial limit is 10 degrees plus ambacc radians */
444 +        const double    minangle = 10.0 * PI/180.;
445 +        double          maxangle = minangle + ambacc;
446 +        double          wsum = 0.0;
447 +        FVECT           ck0;
448 +        int             i, j;
449 +        AMBVAL          *av;
450 +
451 +        if (at->kid != NULL) {          /* sum children first */                                
452 +                s *= 0.5;
453 +                for (i = 0; i < 8; i++) {
454 +                        for (j = 0; j < 3; j++) {
455 +                                ck0[j] = c0[j];
456 +                                if (1<<j & i)
457 +                                        ck0[j] += s;
458 +                                if (r->rop[j] < ck0[j] - OCTSCALE*s)
459 +                                        break;
460 +                                if (r->rop[j] > ck0[j] + (1.0+OCTSCALE)*s)
461 +                                        break;
462 +                        }
463 +                        if (j == 3)
464 +                                wsum += sumambient(acol, r, rn, al,
465 +                                                        at->kid+i, ck0, s);
466 +                }
467 +                                        /* good enough? */
468 +                if (wsum >= 0.05 && s > minarad*10.0)
469 +                        return(wsum);
470 +        }
471 +                                        /* adjust maximum angle */
472 +        if (at->alist != NULL && (at->alist->lvl <= al) & (r->rweight < 0.6))
473 +                maxangle = (maxangle - PI/2.)*pow(r->rweight,0.13) + PI/2.;
474 +                                        /* sum this node */
475 +        for (av = at->alist; av != NULL; av = av->next) {
476 +                double  u, v, d, delta_r2, delta_t2;
477 +                COLOR   ct;
478 +                FVECT   uvw[3];
479 +                                        /* record access */
480 +                if (tracktime)
481 +                        av->latick = ambclock;
482 +                /*
483 +                 *  Ambient level test
484 +                 */
485 +                if (av->lvl > al ||     /* list sorted, so this works */
486 +                                (av->lvl == al) & (av->weight < 0.9*r->rweight))
487 +                        break;
488 +                /*
489 +                 *  Direction test using unperturbed normal
490 +                 */
491 +                decodedir(uvw[2], av->ndir);
492 +                d = DOT(uvw[2], r->ron);
493 +                if (d <= 0.0)           /* >= 90 degrees */
494 +                        continue;
495 +                delta_r2 = 2.0 - 2.0*d; /* approx. radians^2 */
496 +                if (delta_r2 >= maxangle*maxangle)
497 +                        continue;
498 +                /*
499 +                 *  Modified ray behind test
500 +                 */
501 +                VSUB(ck0, r->rop, av->pos);
502 +                d = DOT(ck0, uvw[2]);
503 +                if (d < -minarad*ambacc-.001)
504 +                        continue;
505 +                d /= av->rad[0];
506 +                delta_t2 = d*d;
507 +                if (delta_t2 >= ambacc*ambacc)
508 +                        continue;
509 +                /*
510 +                 *  Elliptical radii test based on Hessian
511 +                 */
512 +                decodedir(uvw[0], av->udir);
513 +                VCROSS(uvw[1], uvw[2], uvw[0]);
514 +                d = (u = DOT(ck0, uvw[0])) / av->rad[0];
515 +                delta_t2 += d*d;
516 +                d = (v = DOT(ck0, uvw[1])) / av->rad[1];
517 +                delta_t2 += d*d;
518 +                if (delta_t2 >= ambacc*ambacc)
519 +                        continue;
520 +                /*
521 +                 *  Test for potential light leak
522 +                 */
523 +                if (av->corral && plugaleak(r, av, uvw[2], atan2a(v,u)))
524 +                        continue;
525 +                /*
526 +                 *  Extrapolate value and compute final weight (hat function)
527 +                 */
528 +                if (!extambient(ct, av, r->rop, rn, uvw))
529 +                        continue;
530 +                d = tfunc(maxangle, sqrt(delta_r2), 0.0) *
531 +                        tfunc(ambacc, sqrt(delta_t2), 0.0);
532 +                scalecolor(ct, d);
533 +                addcolor(acol, ct);
534 +                wsum += d;
535 +        }
536 +        return(wsum);
537 + }
538 +
539 +
540 + static int
541 + makeambient(            /* make a new ambient value for storage */
542 +        COLOR  acol,
543 +        RAY  *r,
544 +        FVECT  rn,
545 +        int  al
546 + )
547 + {
548 +        AMBVAL  amb;
549 +        FVECT   uvw[3];
550 +        int     i;
551 +
552 +        amb.weight = 1.0;                       /* compute weight */
553 +        for (i = al; i-- > 0; )
554 +                amb.weight *= AVGREFL;
555 +        if (r->rweight < 0.1*amb.weight)        /* heuristic override */
556 +                amb.weight = 1.25*r->rweight;
557 +        setcolor(acol, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
558 +                                                /* compute ambient */
559 +        i = doambient(acol, r, amb.weight,
560 +                        uvw, amb.rad, amb.gpos, amb.gdir, &amb.corral);
561 +        scalecolor(acol, 1./AVGREFL);           /* undo assumed reflectance */
562 +        if (i <= 0 || amb.rad[0] <= FTINY)      /* no Hessian or zero radius */
563 +                return(i);
564 +                                                /* store value */
565 +        VCOPY(amb.pos, r->rop);
566 +        amb.ndir = encodedir(r->ron);
567 +        amb.udir = encodedir(uvw[0]);
568 +        amb.lvl = al;
569 +        copycolor(amb.val, acol);
570 +                                                /* insert into tree */
571 +        avsave(&amb);                           /* and save to file */
572 +        if (rn != r->ron) {                     /* texture */
573 +                VCOPY(uvw[2], r->ron);
574 +                extambient(acol, &amb, r->rop, rn, uvw);
575 +        }
576 +        return(1);
577 + }
578 +
579 +
580 + static int
581 + extambient(             /* extrapolate value at pv, nv */
582 +        COLOR  cr,
583 +        AMBVAL   *ap,
584 +        FVECT  pv,
585 +        FVECT  nv,
586 +        FVECT  uvw[3]
587 + )
588 + {
589 +        const double    min_d = 0.05;
590 +        static FVECT    my_uvw[3];
591 +        FVECT           v1;
592 +        int             i;
593 +        double          d = 1.0;        /* zeroeth order */
594 +
595 +        if (uvw == NULL) {              /* need local coordinates? */
596 +                decodedir(my_uvw[2], ap->ndir);
597 +                decodedir(my_uvw[0], ap->udir);
598 +                VCROSS(my_uvw[1], my_uvw[2], my_uvw[0]);
599 +                uvw = my_uvw;
600 +        }
601 +        for (i = 3; i--; )              /* gradient due to translation */
602 +                d += (pv[i] - ap->pos[i]) *
603 +                        (ap->gpos[0]*uvw[0][i] + ap->gpos[1]*uvw[1][i]);
604 +
605 +        VCROSS(v1, uvw[2], nv);         /* gradient due to rotation */
606 +        for (i = 3; i--; )
607 +                d += v1[i] * (ap->gdir[0]*uvw[0][i] + ap->gdir[1]*uvw[1][i]);
608 +        
609 +        if (d < min_d)                  /* should not use if we can avoid it */
610 +                d = min_d;
611 +        copycolor(cr, ap->val);
612 +        scalecolor(cr, d);
613 +        return(d > min_d);
614 + }
615 +
616 +
617 + static void
618 + avinsert(                               /* insert ambient value in our tree */
619 +        AMBVAL *av
620 + )
621 + {
622 +        AMBTREE  *at;
623 +        AMBVAL  *ap;
624 +        AMBVAL  avh;
625 +        FVECT  ck0;
626 +        double  s;
627 +        int  branch;
628 +        int  i;
629 +
630 +        if (av->rad[0] <= FTINY)
631 +                error(CONSISTENCY, "zero ambient radius in avinsert");
632 +        at = &atrunk;
633 +        VCOPY(ck0, thescene.cuorg);
634 +        s = thescene.cusize;
635 +        while (s*(OCTSCALE/2) > av->rad[1]*ambacc) {
636 +                if (at->kid == NULL)
637 +                        if ((at->kid = newambtree()) == NULL)
638 +                                error(SYSTEM, "out of memory in avinsert");
639 +                s *= 0.5;
640 +                branch = 0;
641 +                for (i = 0; i < 3; i++)
642 +                        if (av->pos[i] > ck0[i] + s) {
643 +                                ck0[i] += s;
644 +                                branch |= 1 << i;
645 +                        }
646 +                at = at->kid + branch;
647 +        }
648 +        avh.next = at->alist;           /* order by increasing level */
649 +        for (ap = &avh; ap->next != NULL; ap = ap->next)
650 +                if ( ap->next->lvl > av->lvl ||
651 +                                (ap->next->lvl == av->lvl) &
652 +                                (ap->next->weight <= av->weight) )
653 +                        break;
654 +        av->next = ap->next;
655 +        ap->next = (AMBVAL*)av;
656 +        at->alist = avh.next;
657 + }
658 +
659 +
660 + #else /* ! NEWAMB */
661 +
662 + static double   sumambient(COLOR acol, RAY *r, FVECT rn, int al,
663 +                                AMBTREE *at, FVECT c0, double s);
664 + static double   makeambient(COLOR acol, RAY *r, FVECT rn, int al);
665 + static void     extambient(COLOR cr, AMBVAL *ap, FVECT pv, FVECT nv);
666 +
667 +
668 + void
669 + multambient(            /* compute ambient component & multiply by coef. */
670 +        COLOR  aval,
671 +        RAY  *r,
672 +        FVECT  nrm
673 + )
674 + {
675 +        static int  rdepth = 0;                 /* ambient recursion */
676 +        COLOR   acol, caustic;
677 +        double  d, l;
678 +
679 +        /* PMAP: Factor in ambient from global photon map (if enabled) and return
680 +         * as all ambient components accounted for */
681 +        if (ambPmap(aval, r, rdepth))
682 +                return;
683 +
684 +        /* PMAP: Otherwise factor in ambient from caustic photon map
685 +         * (ambPmapCaustic() returns zero if caustic photons disabled) and
686 +         * continue with RADIANCE ambient calculation */
687 +        copycolor(caustic, aval);
688 +        ambPmapCaustic(caustic, r, rdepth);
689 +        
690 +        if (ambdiv <= 0)                        /* no ambient calculation */
691 +                goto dumbamb;
692 +                                                /* check number of bounces */
693 +        if (rdepth >= ambounce)
694 +                goto dumbamb;
695 +                                                /* check ambient list */
696 +        if (ambincl != -1 && r->ro != NULL &&
697 +                        ambincl != inset(ambset, r->ro->omod))
698 +                goto dumbamb;
699 +
700 +        if (ambacc <= FTINY) {                  /* no ambient storage */
701 +                copycolor(acol, aval);
702 +                rdepth++;
703                  d = doambient(acol, r, r->rweight, NULL, NULL);
704                  rdepth--;
705                  if (d <= FTINY)
706                          goto dumbamb;
707 <                copycolor(aval, acol);
707 >                copycolor(aval, acol);          
708 >        
709 >           /* PMAP: add in caustic */
710 >                addcolor(aval, caustic);        
711                  return;
712          }
713  
# Line 290 | Line 717 | multambient(           /* compute ambient component & multiply
717          setcolor(acol, 0.0, 0.0, 0.0);
718          d = sumambient(acol, r, nrm, rdepth,
719                          &atrunk, thescene.cuorg, thescene.cusize);
720 +                        
721          if (d > FTINY) {
722                  d = 1.0/d;
723                  scalecolor(acol, d);
724                  multcolor(aval, acol);
725 +                
726 +                /* PMAP: add in caustic */
727 +                addcolor(aval, caustic);        
728                  return;
729          }
730 +        
731          rdepth++;                               /* need to cache new value */
732          d = makeambient(acol, r, nrm, rdepth-1);
733          rdepth--;
734 +        
735          if (d > FTINY) {
736                  multcolor(aval, acol);          /* got new value */
737 +
738 +                /* PMAP: add in caustic */
739 +                addcolor(aval, caustic);                        
740                  return;
741          }
742 +        
743   dumbamb:                                        /* return global value */
744          if ((ambvwt <= 0) | (navsum == 0)) {
745                  multcolor(aval, ambval);
746 +
747 +                /* PMAP: add in caustic */
748 +                addcolor(aval, caustic);        
749                  return;
750          }
751 +        
752          l = bright(ambval);                     /* average in computations */
753          if (l > FTINY) {
754                  d = (log(l)*(double)ambvwt + avsum) /
# Line 322 | Line 763 | dumbamb:                                       /* return global value */
763   }
764  
765  
766 < extern double
766 > static double
767   sumambient(     /* get interpolated ambient value */
768          COLOR  acol,
769 <        register RAY  *r,
769 >        RAY  *r,
770          FVECT  rn,
771          int  al,
772          AMBTREE  *at,
# Line 337 | Line 778 | sumambient(    /* get interpolated ambient value */
778          COLOR  ct;
779          FVECT  ck0;
780          int  i;
781 <        register int  j;
782 <        register AMBVAL  *av;
781 >        int  j;
782 >        AMBVAL   *av;
783  
784          wsum = 0.0;
785                                          /* do this node */
# Line 349 | Line 790 | sumambient(    /* get interpolated ambient value */
790                  /*
791                   *  Ambient level test.
792                   */
793 <                if (av->lvl > al)       /* list sorted, so this works */
793 >                if (av->lvl > al ||     /* list sorted, so this works */
794 >                                (av->lvl == al) & (av->weight < 0.9*r->rweight))
795                          break;
354                if (av->weight < 0.9*r->rweight)
355                        continue;
796                  /*
797                   *  Ambient radius test.
798                   */
799 <                d = av->pos[0] - r->rop[0];
800 <                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;
799 >                VSUB(ck0, av->pos, r->rop);
800 >                e1 = DOT(ck0, ck0) / (av->rad * av->rad);
801                  if (e1 > ambacc*ambacc*1.21)
802                          continue;
803                  /*
# Line 379 | Line 814 | sumambient(    /* get interpolated ambient value */
814                          }
815                  }
816                  e2 = (1.0 - d) * r->rweight;
817 <                if (e2 < 0.0) e2 = 0.0;
818 <                if (e1 + e2 > ambacc*ambacc*1.21)
817 >                if (e2 < 0.0)
818 >                        e2 = 0.0;
819 >                else if (e1 + e2 > ambacc*ambacc*1.21)
820                          continue;
821                  /*
822                   *  Ray behind test.
# Line 437 | Line 873 | sumambient(    /* get interpolated ambient value */
873   }
874  
875  
876 < extern double
876 > static double
877   makeambient(            /* make a new ambient value for storage */
878          COLOR  acol,
879          RAY  *r,
# Line 477 | Line 913 | makeambient(           /* make a new ambient value for storage
913   }
914  
915  
916 < extern void
916 > static void
917   extambient(             /* extrapolate value at pv, nv */
918          COLOR  cr,
919 <        register AMBVAL  *ap,
919 >        AMBVAL   *ap,
920          FVECT  pv,
921          FVECT  nv
922   )
923   {
924          FVECT  v1;
925 <        register int  i;
925 >        int  i;
926          double  d;
927  
928          d = 1.0;                        /* zeroeth order */
# Line 506 | Line 942 | extambient(            /* extrapolate value at pv, nv */
942  
943  
944   static void
945 + avinsert(                               /* insert ambient value in our tree */
946 +        AMBVAL *av
947 + )
948 + {
949 +        AMBTREE  *at;
950 +        AMBVAL  *ap;
951 +        AMBVAL  avh;
952 +        FVECT  ck0;
953 +        double  s;
954 +        int  branch;
955 +        int  i;
956 +
957 +        if (av->rad <= FTINY)
958 +                error(CONSISTENCY, "zero ambient radius in avinsert");
959 +        at = &atrunk;
960 +        VCOPY(ck0, thescene.cuorg);
961 +        s = thescene.cusize;
962 +        while (s*(OCTSCALE/2) > av->rad*ambacc) {
963 +                if (at->kid == NULL)
964 +                        if ((at->kid = newambtree()) == NULL)
965 +                                error(SYSTEM, "out of memory in avinsert");
966 +                s *= 0.5;
967 +                branch = 0;
968 +                for (i = 0; i < 3; i++)
969 +                        if (av->pos[i] > ck0[i] + s) {
970 +                                ck0[i] += s;
971 +                                branch |= 1 << i;
972 +                        }
973 +                at = at->kid + branch;
974 +        }
975 +        avh.next = at->alist;           /* order by increasing level */
976 +        for (ap = &avh; ap->next != NULL; ap = ap->next)
977 +                if ( ap->next->lvl > av->lvl ||
978 +                                (ap->next->lvl == av->lvl) &
979 +                                (ap->next->weight <= av->weight) )
980 +                        break;
981 +        av->next = ap->next;
982 +        ap->next = (AMBVAL*)av;
983 +        at->alist = avh.next;
984 + }
985 +
986 + #endif  /* ! NEWAMB */
987 +
988 + /************* FOLLOWING ROUTINES SAME FOR NEW & OLD METHODS ***************/
989 +
990 + static void
991   initambfile(            /* initialize ambient file */
992 <        int  creat
992 >        int  cre8
993   )
994   {
995          extern char  *progname, *octname;
996          static char  *mybuf = NULL;
997  
998   #ifdef  F_SETLKW
999 <        aflock(creat ? F_WRLCK : F_RDLCK);
999 >        aflock(cre8 ? F_WRLCK : F_RDLCK);
1000   #endif
1001          SET_FILE_BINARY(ambfp);
1002          if (mybuf == NULL)
1003                  mybuf = (char *)bmalloc(BUFSIZ+8);
1004          setbuf(ambfp, mybuf);
1005 <        if (creat) {                    /* new file */
1005 >        if (cre8) {                     /* new file */
1006                  newheader("RADIANCE", ambfp);
1007                  fprintf(ambfp, "%s -av %g %g %g -aw %d -ab %d -aa %g ",
1008                                  progname, colval(ambval,RED),
# Line 529 | Line 1011 | initambfile(           /* initialize ambient file */
1011                  fprintf(ambfp, "-ad %d -as %d -ar %d ",
1012                                  ambdiv, ambssamp, ambres);
1013                  if (octname != NULL)
1014 <                        printargs(1, &octname, ambfp);
1015 <                else
534 <                        fputc('\n', ambfp);
1014 >                        fputs(octname, ambfp);
1015 >                fputc('\n', ambfp);
1016                  fprintf(ambfp, "SOFTWARE= %s\n", VersionID);
1017                  fputnow(ambfp);
1018                  fputformat(AMBFMT, ambfp);
1019 <                putc('\n', ambfp);
1019 >                fputc('\n', ambfp);
1020                  putambmagic(ambfp);
1021          } else if (checkheader(ambfp, AMBFMT, NULL) < 0 || !hasambmagic(ambfp))
1022                  error(USER, "bad ambient file");
# Line 547 | Line 1028 | avsave(                                /* insert and save an ambient value */
1028          AMBVAL  *av
1029   )
1030   {
1031 <        avinsert(avstore(av));
1031 >        avstore(av);
1032          if (ambfp == NULL)
1033                  return;
1034          if (writambval(av, ambfp) < 0)
# Line 562 | Line 1043 | writerr:
1043  
1044  
1045   static AMBVAL *
1046 < avstore(                                /* allocate memory and store aval */
1047 <        register AMBVAL  *aval
1046 > avstore(                                /* allocate memory and save aval */
1047 >        AMBVAL  *aval
1048   )
1049   {
1050 <        register AMBVAL  *av;
1050 >        AMBVAL  *av;
1051          double  d;
1052  
1053          if ((av = newambval()) == NULL)
# Line 580 | Line 1061 | avstore(                               /* allocate memory and store aval */
1061                  avsum += log(d);
1062                  navsum++;
1063          }
1064 +        avinsert(av);                   /* insert in our cache tree */
1065          return(av);
1066   }
1067  
# Line 592 | Line 1074 | static AMBTREE  *atfreelist = NULL;    /* free ambient tr
1074   static AMBTREE *
1075   newambtree(void)                                /* allocate 8 ambient tree structs */
1076   {
1077 <        register AMBTREE  *atp, *upperlim;
1077 >        AMBTREE  *atp, *upperlim;
1078  
1079          if (atfreelist == NULL) {       /* get more nodes */
1080                  atfreelist = (AMBTREE *)malloc(ATALLOCSZ*8*sizeof(AMBTREE));
# Line 606 | Line 1088 | newambtree(void)                               /* allocate 8 ambient tree structs
1088          }
1089          atp = atfreelist;
1090          atfreelist = atp->kid;
1091 <        memset((char *)atp, '\0', 8*sizeof(AMBTREE));
1091 >        memset(atp, 0, 8*sizeof(AMBTREE));
1092          return(atp);
1093   }
1094  
# Line 622 | Line 1104 | freeambtree(                   /* free 8 ambient tree structs */
1104  
1105  
1106   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
1107   unloadatree(                    /* unload an ambient value tree */
1108 <        register AMBTREE  *at,
1108 >        AMBTREE  *at,
1109          unloadtf_t *f
1110   )
1111   {
1112 <        register AMBVAL  *av;
1113 <        register int  i;
1112 >        AMBVAL  *av;
1113 >        int  i;
1114                                          /* transfer values at this node */
1115          for (av = at->alist; av != NULL; av = at->alist) {
1116                  at->alist = av->next;
1117 +                av->next = NULL;
1118                  (*f)(av);
1119          }
1120          if (at->kid == NULL)
# Line 694 | Line 1136 | static int     i_avlist;               /* index for lists */
1136   static int alatcmp(const void *av1, const void *av2);
1137  
1138   static void
1139 + avfree(AMBVAL *av)
1140 + {
1141 +        free(av);
1142 + }
1143 +
1144 + static void
1145   av2list(
1146 <        void *av
1146 >        AMBVAL *av
1147   )
1148   {
1149   #ifdef DEBUG
# Line 703 | Line 1151 | av2list(
1151                  error(CONSISTENCY, "too many ambient values in av2list1");
1152   #endif
1153          avlist1[i_avlist].p = avlist2[i_avlist] = (AMBVAL*)av;
1154 <        avlist1[i_avlist++].t = ((AMBVAL*)av)->latick;
1154 >        avlist1[i_avlist++].t = av->latick;
1155   }
1156  
1157  
# Line 713 | Line 1161 | alatcmp(                       /* compare ambient values for MRA */
1161          const void *av2
1162   )
1163   {
1164 <        register long  lc = ((struct avl *)av2)->t - ((struct avl *)av1)->t;
1164 >        long  lc = ((struct avl *)av2)->t - ((struct avl *)av1)->t;
1165          return(lc<0 ? -1 : lc>0 ? 1 : 0);
1166   }
1167  
# Line 730 | Line 1178 | aposcmp(                       /* compare ambient value positions */
1178          const void      *avp2
1179   )
1180   {
1181 <        register long   diff = *(char * const *)avp1 - *(char * const *)avp2;
1181 >        long    diff = *(char * const *)avp1 - *(char * const *)avp2;
1182          if (diff < 0)
1183                  return(-1);
1184          return(diff > 0);
1185   }
1186  
1187 < #if 1
1187 >
1188   static int
1189   avlmemi(                                /* find list position from address */
1190          AMBVAL  *avaddr
1191   )
1192   {
1193 <        register AMBVAL  **avlpp;
1193 >        AMBVAL  **avlpp;
1194  
1195 <        avlpp = (AMBVAL **)bsearch((char *)&avaddr, (char *)avlist2,
1195 >        avlpp = (AMBVAL **)bsearch(&avaddr, avlist2,
1196                          nambvals, sizeof(AMBVAL *), aposcmp);
1197          if (avlpp == NULL)
1198                  error(CONSISTENCY, "address not found in avlmemi");
1199          return(avlpp - avlist2);
1200   }
753 #else
754 #define avlmemi(avaddr) ((AMBVAL **)bsearch((char *)&avaddr,(char *)avlist2, \
755                                nambvals,sizeof(AMBVAL *),aposcmp) - avlist2)
756 #endif
1201  
1202  
1203   static void
# Line 763 | Line 1207 | sortambvals(                   /* resort ambient values */
1207   {
1208          AMBTREE  oldatrunk;
1209          AMBVAL  tav, *tap, *pnext;
1210 <        register int    i, j;
1210 >        int     i, j;
1211                                          /* see if it's time yet */
1212          if (!always && (ambclock++ < lastsort+sortintvl ||
1213                          nambvals < SORT_THRESH))
# Line 792 | Line 1236 | sortambvals(                   /* resort ambient values */
1236          }
1237          if (avlist1 == NULL) {          /* no time tracking -- rebuild tree? */
1238                  if (avlist2 != NULL)
1239 <                        free((void *)avlist2);
1239 >                        free(avlist2);
1240                  if (always) {           /* rebuild without sorting */
1241                          oldatrunk = atrunk;
1242                          atrunk.alist = NULL;
# Line 819 | Line 1263 | sortambvals(                   /* resort ambient values */
1263                  if (i_avlist < nambvals)
1264                          error(CONSISTENCY, "missing ambient values in sortambvals");
1265   #endif
1266 <                qsort((char *)avlist1, nambvals, sizeof(struct avl), alatcmp);
1267 <                qsort((char *)avlist2, nambvals, sizeof(AMBVAL *), aposcmp);
1266 >                qsort(avlist1, nambvals, sizeof(struct avl), alatcmp);
1267 >                qsort(avlist2, nambvals, sizeof(AMBVAL *), aposcmp);
1268                  for (i = 0; i < nambvals; i++) {
1269                          if (avlist1[i].p == NULL)
1270                                  continue;
# Line 836 | Line 1280 | sortambvals(                   /* resort ambient values */
1280                          avinsert(avlist2[j]);
1281                          avlist1[j].p = NULL;
1282                  }
1283 <                free((void *)avlist1);
1284 <                free((void *)avlist2);
1283 >                free(avlist1);
1284 >                free(avlist2);
1285                                                  /* compute new sort interval */
1286                  sortintvl = ambclock - lastsort;
1287                  if (sortintvl >= MAX_SORT_INTVL/2)
# Line 863 | Line 1307 | aflock(                        /* lock/unlock ambient file */
1307   {
1308          static struct flock  fls;       /* static so initialized to zeroes */
1309  
1310 +        if (typ == fls.l_type)          /* already called? */
1311 +                return;
1312          fls.l_type = typ;
1313          if (fcntl(fileno(ambfp), F_SETLKW, &fls) < 0)
1314                  error(SYSTEM, "cannot (un)lock ambient file");
1315   }
1316  
1317  
1318 < extern int
1318 > int
1319   ambsync(void)                   /* synchronize ambient file */
1320   {
1321          long  flen;
1322          AMBVAL  avs;
1323 <        register int  n;
1323 >        int  n;
1324  
1325 <        if (lastpos < 0)        /* initializing (locked in initambfile) */
1326 <                goto syncend;
1325 >        if (ambfp == NULL)      /* no ambient file? */
1326 >                return(0);
1327                                  /* gain appropriate access */
1328          aflock(nunflshed ? F_WRLCK : F_RDLCK);
1329                                  /* see if file has grown */
1330          if ((flen = lseek(fileno(ambfp), (off_t)0, SEEK_END)) < 0)
1331                  goto seekerr;
1332 <        if ( (n = flen - lastpos) ) {           /* file has grown */
1333 <                if (ambinp == NULL) {           /* use duplicate filedes */
1334 <                        ambinp = fdopen(dup(fileno(ambfp)), "r");
1332 >        if ((n = flen - lastpos) > 0) {         /* file has grown */
1333 >                if (ambinp == NULL) {           /* get new file pointer */
1334 >                        ambinp = fopen(ambfile, "rb");
1335                          if (ambinp == NULL)
1336 <                                error(SYSTEM, "fdopen failed in ambsync");
1336 >                                error(SYSTEM, "fopen failed in ambsync");
1337                  }
1338 <                if (fseek(ambinp, lastpos, 0) < 0)
1338 >                if (fseek(ambinp, lastpos, SEEK_SET) < 0)
1339                          goto seekerr;
1340                  while (n >= AMBVALSIZ) {        /* load contributed values */
1341                          if (!readambval(&avs, ambinp)) {
# Line 899 | Line 1345 | ambsync(void)                  /* synchronize ambient file */
1345                                  error(WARNING, errmsg);
1346                                  break;
1347                          }
1348 <                        avinsert(avstore(&avs));
1348 >                        avstore(&avs);
1349                          n -= AMBVALSIZ;
1350                  }
1351 <                /*** seek always as safety measure
1352 <                if (n) ***/                     /* alignment */
1353 <                        if (lseek(fileno(ambfp), (off_t)(flen-n), SEEK_SET) < 0)
908 <                                goto seekerr;
1351 >                lastpos = flen - n;             /* check alignment */
1352 >                if (n && lseek(fileno(ambfp), (off_t)lastpos, SEEK_SET) < 0)
1353 >                        goto seekerr;
1354          }
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:
1355          n = fflush(ambfp);                      /* calls write() at last */
1356 <        if ((lastpos = lseek(fileno(ambfp), (off_t)0, SEEK_CUR)) < 0)
921 <                goto seekerr;
1356 >        lastpos += (long)nunflshed*AMBVALSIZ;
1357          aflock(F_UNLCK);                        /* release file */
1358          nunflshed = 0;
1359          return(n);
1360   seekerr:
1361          error(SYSTEM, "seek failed in ambsync");
1362 <        return -1; /* pro forma return */
1362 >        return(EOF);    /* pro forma return */
1363   }
1364  
1365 < #else
1365 > #else   /* ! F_SETLKW */
1366  
1367 < extern int
1367 > int
1368   ambsync(void)                   /* flush ambient file */
1369   {
1370 +        if (ambfp == NULL)
1371 +                return(0);
1372          nunflshed = 0;
1373          return(fflush(ambfp));
1374   }
1375  
1376 < #endif
1376 > #endif  /* ! F_SETLKW */

Diff Legend

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+ Added lines
< Changed lines
> Changed lines