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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 2.108 by greg, Tue May 14 17:39:10 2019 UTC

# Line 1 | Line 1
1 #ifndef lint
1   static const char       RCSid[] = "$Id$";
3 #endif
2   /*
3   *  ambient.c - routines dealing with ambient (inter-reflected) component.
4   *
# Line 14 | Line 12 | static const char      RCSid[] = "$Id$";
12   #include  "platform.h"
13   #include  "ray.h"
14   #include  "otypes.h"
15 + #include  "otspecial.h"
16   #include  "resolu.h"
17   #include  "ambient.h"
18   #include  "random.h"
19 + #include  "pmapamb.h"
20  
21   #ifndef  OCTSCALE
22   #define  OCTSCALE       1.0     /* ceil((valid rad.)/(cube size)) */
# Line 25 | Line 25 | static const char      RCSid[] = "$Id$";
25   extern char  *shm_boundary;     /* memory sharing boundary */
26  
27   #ifndef  MAXASET
28 < #define  MAXASET        2047    /* maximum number of elements in ambient set */
28 > #define  MAXASET        4095    /* maximum number of elements in ambient set */
29   #endif
30   OBJECT  ambset[MAXASET+1]={0};  /* ambient include/exclude set */
31  
# Line 39 | Line 39 | static int  nunflshed = 0;     /* number of unflushed ambi
39  
40   #ifndef SORT_THRESH
41   #ifdef SMLMEM
42 < #define SORT_THRESH     ((3L<<20)/sizeof(AMBVAL))
42 > #define SORT_THRESH     ((16L<<20)/sizeof(AMBVAL))
43   #else
44 < #define SORT_THRESH     ((9L<<20)/sizeof(AMBVAL))
44 > #define SORT_THRESH     ((64L<<20)/sizeof(AMBVAL))
45   #endif
46   #endif
47   #ifndef SORT_INTVL
# Line 51 | Line 51 | static int  nunflshed = 0;     /* number of unflushed ambi
51   #define MAX_SORT_INTVL  (SORT_INTVL<<6)
52   #endif
53  
54 +
55   static double  avsum = 0.;              /* computed ambient value sum (log) */
56   static unsigned int  navsum = 0;        /* number of values in avsum */
57   static unsigned int  nambvals = 0;      /* total number of indirect values */
# Line 76 | Line 77 | static long  lastpos = -1;             /* last flush position */
77   #define  AMBFLUSH       (BUFSIZ/AMBVALSIZ)
78  
79   #define  newambval()    (AMBVAL *)malloc(sizeof(AMBVAL))
79 #define  freeav(av)     free((void *)av);
80  
81 + #define  tfunc(lwr, x, upr)     (((x)-(lwr))/((upr)-(lwr)))
82 +
83   static void initambfile(int creat);
84   static void avsave(AMBVAL *av);
85   static AMBVAL *avstore(AMBVAL  *aval);
86   static AMBTREE *newambtree(void);
87   static void freeambtree(AMBTREE  *atp);
88  
89 < typedef void unloadtf_t(void *);
89 > typedef void unloadtf_t(AMBVAL *);
90   static unloadtf_t avinsert;
91   static unloadtf_t av2list;
92 + static unloadtf_t avfree;
93   static void unloadatree(AMBTREE  *at, unloadtf_t *f);
94  
95   static int aposcmp(const void *avp1, const void *avp2);
96   static int avlmemi(AMBVAL *avaddr);
97   static void sortambvals(int always);
98  
99 + static int      plugaleak(RAY *r, AMBVAL *ap, FVECT anorm, double ang);
100 + static double   sumambient(COLOR acol, RAY *r, FVECT rn, int al,
101 +                                AMBTREE *at, FVECT c0, double s);
102 + static int      makeambient(COLOR acol, RAY *r, FVECT rn, int al);
103 + static int      extambient(COLOR cr, AMBVAL *ap, FVECT pv, FVECT nv,
104 +                                FVECT uvw[3]);
105 +
106   #ifdef  F_SETLKW
107   static void aflock(int  typ);
108   #endif
109  
110  
111 < extern void
111 > void
112   setambres(                              /* set ambient resolution */
113          int  ar
114   )
# Line 107 | Line 117 | setambres(                             /* set ambient resolution */
117                                                  /* set min & max radii */
118          if (ar <= 0) {
119                  minarad = 0;
120 <                maxarad = thescene.cusize / 2.0;
120 >                maxarad = thescene.cusize*0.2;
121          } else {
122                  minarad = thescene.cusize / ar;
123 <                maxarad = 64 * minarad;                 /* heuristic */
124 <                if (maxarad > thescene.cusize / 2.0)
125 <                        maxarad = thescene.cusize / 2.0;
123 >                maxarad = 64.0 * minarad;               /* heuristic */
124 >                if (maxarad > thescene.cusize*0.2)
125 >                        maxarad = thescene.cusize*0.2;
126          }
127          if (minarad <= FTINY)
128 <                minarad = 10*FTINY;
128 >                minarad = 10.0*FTINY;
129          if (maxarad <= minarad)
130 <                maxarad = 64 * minarad;
130 >                maxarad = 64.0 * minarad;
131   }
132  
133  
134 < extern void
134 > void
135   setambacc(                              /* set ambient accuracy */
136          double  newa
137   )
138   {
139 <        double  ambdiff;
140 <
141 <        if (newa < 0.0)
142 <                newa = 0.0;
143 <        ambdiff = fabs(newa - ambacc);
144 <        if (ambdiff >= .01 && (ambacc = newa) > FTINY && nambvals > 0)
145 <                sortambvals(1);                 /* rebuild tree */
139 >        static double   olda;           /* remember previous setting here */
140 >        
141 >        newa *= (newa > 0);
142 >        if (fabs(newa - olda) >= .05*(newa + olda)) {
143 >                ambacc = newa;
144 >                if (ambacc > FTINY && nambvals > 0)
145 >                        sortambvals(1);         /* rebuild tree */
146 >        }
147   }
148  
149  
150 < extern void
150 > void
151   setambient(void)                                /* initialize calculation */
152   {
153          int     readonly = 0;
154 <        long  pos, flen;
154 >        long    flen;
155          AMBVAL  amb;
156                                                  /* make sure we're fresh */
157          ambdone();
# Line 160 | Line 171 | setambient(void)                               /* initialize calculation */
171                  readonly = (ambfp = fopen(ambfile, "r")) != NULL;
172          if (ambfp != NULL) {
173                  initambfile(0);                 /* file exists */
174 <                pos = ftell(ambfp);
174 >                lastpos = ftell(ambfp);
175                  while (readambval(&amb, ambfp))
176 <                        avinsert(avstore(&amb));
176 >                        avstore(&amb);
177                  nambshare = nambvals;           /* share loaded values */
178                  if (readonly) {
179                          sprintf(errmsg,
# Line 174 | Line 185 | setambient(void)                               /* initialize calculation */
185                          return;                 /* avoid ambsync() */
186                  }
187                                                  /* align file pointer */
188 <                pos += (long)nambvals*AMBVALSIZ;
188 >                lastpos += (long)nambvals*AMBVALSIZ;
189                  flen = lseek(fileno(ambfp), (off_t)0, SEEK_END);
190 <                if (flen != pos) {
190 >                if (flen != lastpos) {
191                          sprintf(errmsg,
192                          "ignoring last %ld values in ambient file (corrupted)",
193 <                                        (flen - pos)/AMBVALSIZ);
193 >                                        (flen - lastpos)/AMBVALSIZ);
194                          error(WARNING, errmsg);
195 <                        fseek(ambfp, pos, 0);
196 < #ifndef _WIN32 /* XXX we need a replacement for that one */
186 <                        ftruncate(fileno(ambfp), (off_t)pos);
187 < #endif
195 >                        fseek(ambfp, lastpos, SEEK_SET);
196 >                        ftruncate(fileno(ambfp), (off_t)lastpos);
197                  }
198          } else if ((ambfp = fopen(ambfile, "w+")) != NULL) {
199                  initambfile(1);                 /* else create new file */
200 +                fflush(ambfp);
201 +                lastpos = ftell(ambfp);
202          } else {
203                  sprintf(errmsg, "cannot open ambient file \"%s\"", ambfile);
204                  error(SYSTEM, errmsg);
205          }
206 <        ambsync();                      /* load previous values */
206 > #ifdef  F_SETLKW
207 >        aflock(F_UNLCK);                        /* release file */
208 > #endif
209   }
210  
211  
212 < extern void
212 > void
213   ambdone(void)                   /* close ambient file and free memory */
214   {
215          if (ambfp != NULL) {            /* close ambient file */
# Line 210 | Line 223 | ambdone(void)                  /* close ambient file and free memory
223                  lastpos = -1;
224          }
225                                          /* free ambient tree */
226 <        unloadatree(&atrunk, free);
226 >        unloadatree(&atrunk, avfree);
227                                          /* reset state variables */
228          avsum = 0.;
229          navsum = 0;
# Line 222 | Line 235 | ambdone(void)                  /* close ambient file and free memory
235   }
236  
237  
238 < extern void
238 > void
239   ambnotify(                      /* record new modifier */
240          OBJECT  obj
241   )
242   {
243          static int  hitlimit = 0;
244 <        register OBJREC  *o;
245 <        register char  **amblp;
244 >        OBJREC   *o;
245 >        char  **amblp;
246  
247          if (obj == OVOID) {             /* starting over */
248                  ambset[0] = 0;
# Line 252 | Line 265 | ambnotify(                     /* record new modifier */
265   }
266  
267  
268 < extern void
268 > void
269   multambient(            /* compute ambient component & multiply by coef. */
270          COLOR  aval,
271 <        register RAY  *r,
271 >        RAY  *r,
272          FVECT  nrm
273   )
274   {
275          static int  rdepth = 0;                 /* ambient recursion */
276 <        COLOR   acol;
276 >        COLOR   acol, caustic;
277 >        int     i, ok;
278          double  d, l;
279  
280 +        /* PMAP: Factor in ambient from photon map, if enabled and ray is
281 +         * ambient. Return as all ambient components accounted for, else
282 +         * continue. */
283 +        if (ambPmap(aval, r, rdepth))
284 +                return;
285 +
286 +        /* PMAP: Factor in specular-diffuse ambient (caustics) from photon
287 +         * map, if enabled and ray is primary, else caustic is zero.  Continue
288 +         * with RADIANCE ambient calculation */
289 +        copycolor(caustic, aval);
290 +        ambPmapCaustic(caustic, r, rdepth);
291 +        
292          if (ambdiv <= 0)                        /* no ambient calculation */
293                  goto dumbamb;
294                                                  /* check number of bounces */
# Line 274 | Line 300 | multambient(           /* compute ambient component & multiply
300                  goto dumbamb;
301  
302          if (ambacc <= FTINY) {                  /* no ambient storage */
303 +                FVECT   uvd[2];
304 +                float   dgrad[2], *dgp = NULL;
305 +
306 +                if (nrm != r->ron && DOT(nrm,r->ron) < 0.9999)
307 +                        dgp = dgrad;            /* compute rotational grad. */
308                  copycolor(acol, aval);
309                  rdepth++;
310 <                d = doambient(acol, r, r->rweight, NULL, NULL);
310 >                ok = doambient(acol, r, r->rweight,
311 >                                uvd, NULL, NULL, dgp, NULL);
312                  rdepth--;
313 <                if (d <= FTINY)
313 >                if (!ok)
314                          goto dumbamb;
315 +                if ((ok > 0) & (dgp != NULL)) { /* apply texture */
316 +                        FVECT   v1;
317 +                        VCROSS(v1, r->ron, nrm);
318 +                        d = 1.0;
319 +                        for (i = 3; i--; )
320 +                                d += v1[i] * (dgp[0]*uvd[0][i] + dgp[1]*uvd[1][i]);
321 +                        if (d >= 0.05)
322 +                                scalecolor(acol, d);
323 +                }
324                  copycolor(aval, acol);
325 +
326 +                /* PMAP: add in caustic */
327 +                addcolor(aval, caustic);
328                  return;
329          }
330  
# Line 290 | Line 334 | multambient(           /* compute ambient component & multiply
334          setcolor(acol, 0.0, 0.0, 0.0);
335          d = sumambient(acol, r, nrm, rdepth,
336                          &atrunk, thescene.cuorg, thescene.cusize);
337 +                        
338          if (d > FTINY) {
339                  d = 1.0/d;
340                  scalecolor(acol, d);
341                  multcolor(aval, acol);
342 +
343 +                /* PMAP: add in caustic */
344 +                addcolor(aval, caustic);
345                  return;
346          }
347 +        
348          rdepth++;                               /* need to cache new value */
349 <        d = makeambient(acol, r, nrm, rdepth-1);
349 >        ok = makeambient(acol, r, nrm, rdepth-1);
350          rdepth--;
351 <        if (d > FTINY) {
352 <                multcolor(aval, acol);          /* got new value */
351 >        
352 >        if (ok) {
353 >                multcolor(aval, acol);          /* computed new value */
354 >
355 >                /* PMAP: add in caustic */
356 >                addcolor(aval, caustic);
357                  return;
358          }
359 +        
360   dumbamb:                                        /* return global value */
361          if ((ambvwt <= 0) | (navsum == 0)) {
362                  multcolor(aval, ambval);
363 +                
364 +                /* PMAP: add in caustic */
365 +                addcolor(aval, caustic);
366                  return;
367          }
368 <        l = bright(ambval);                     /* average in computations */
368 >        
369 >        l = bright(ambval);                     /* average in computations */  
370          if (l > FTINY) {
371                  d = (log(l)*(double)ambvwt + avsum) /
372                                  (double)(ambvwt + navsum);
# Line 322 | Line 380 | dumbamb:                                       /* return global value */
380   }
381  
382  
383 < extern double
384 < sumambient(     /* get interpolated ambient value */
383 > /* Plug a potential leak where ambient cache value is occluded */
384 > static int
385 > plugaleak(RAY *r, AMBVAL *ap, FVECT anorm, double ang)
386 > {
387 >        const double    cost70sq = 0.1169778;   /* cos(70deg)^2 */
388 >        RAY             rtst;
389 >        FVECT           vdif;
390 >        double          normdot, ndotd, nadotd;
391 >        double          a, b, c, t[2];
392 >
393 >        ang += 2.*PI*(ang < 0);                 /* check direction flags */
394 >        if ( !(ap->corral>>(int)(ang*(16./PI)) & 1) )
395 >                return(0);
396 >        /*
397 >         * Generate test ray, targeting 20 degrees above sample point plane
398 >         * along surface normal from cache position.  This should be high
399 >         * enough to miss local geometry we don't really care about.
400 >         */
401 >        VSUB(vdif, ap->pos, r->rop);
402 >        normdot = DOT(anorm, r->ron);
403 >        ndotd = DOT(vdif, r->ron);
404 >        nadotd = DOT(vdif, anorm);
405 >        a = normdot*normdot - cost70sq;
406 >        b = 2.0*(normdot*ndotd - nadotd*cost70sq);
407 >        c = ndotd*ndotd - DOT(vdif,vdif)*cost70sq;
408 >        if (quadratic(t, a, b, c) != 2)
409 >                return(1);                      /* should rarely happen */
410 >        if (t[1] <= FTINY)
411 >                return(0);                      /* should fail behind test */
412 >        rayorigin(&rtst, SHADOW, r, NULL);
413 >        VSUM(rtst.rdir, vdif, anorm, t[1]);     /* further dist. > plane */
414 >        rtst.rmax = normalize(rtst.rdir);       /* short ray test */
415 >        while (localhit(&rtst, &thescene)) {    /* check for occluder */
416 >                OBJREC  *m = findmaterial(rtst.ro);
417 >                if (m != NULL && !istransp(m->otype) && !isBSDFproxy(m) &&
418 >                                (rtst.clipset == NULL ||
419 >                                        !inset(rtst.clipset, rtst.ro->omod)))
420 >                        return(1);              /* plug light leak */
421 >                VCOPY(rtst.rorg, rtst.rop);     /* skip invisible surface */
422 >                rtst.rmax -= rtst.rot;
423 >                rayclear(&rtst);
424 >        }
425 >        return(0);                              /* seems we're OK */
426 > }
427 >
428 >
429 > static double
430 > sumambient(             /* get interpolated ambient value */
431          COLOR  acol,
432 <        register RAY  *r,
432 >        RAY  *r,
433          FVECT  rn,
434          int  al,
435          AMBTREE  *at,
436          FVECT  c0,
437          double  s
438   )
439 < {
440 <        double  d, e1, e2, wt, wsum;
441 <        COLOR  ct;
442 <        FVECT  ck0;
443 <        int  i;
444 <        register int  j;
445 <        register AMBVAL  *av;
439 > {                       /* initial limit is 10 degrees plus ambacc radians */
440 >        const double    minangle = 10.0 * PI/180.;
441 >        double          maxangle = minangle + ambacc;
442 >        double          wsum = 0.0;
443 >        FVECT           ck0;
444 >        int             i, j;
445 >        AMBVAL          *av;
446  
447 <        wsum = 0.0;
448 <                                        /* do this node */
447 >        if (at->kid != NULL) {          /* sum children first */                                
448 >                s *= 0.5;
449 >                for (i = 0; i < 8; i++) {
450 >                        for (j = 0; j < 3; j++) {
451 >                                ck0[j] = c0[j];
452 >                                if (1<<j & i)
453 >                                        ck0[j] += s;
454 >                                if (r->rop[j] < ck0[j] - OCTSCALE*s)
455 >                                        break;
456 >                                if (r->rop[j] > ck0[j] + (1.0+OCTSCALE)*s)
457 >                                        break;
458 >                        }
459 >                        if (j == 3)
460 >                                wsum += sumambient(acol, r, rn, al,
461 >                                                        at->kid+i, ck0, s);
462 >                }
463 >                                        /* good enough? */
464 >                if (wsum >= 0.05 && s > minarad*10.0)
465 >                        return(wsum);
466 >        }
467 >                                        /* adjust maximum angle */
468 >        if (at->alist != NULL && (at->alist->lvl <= al) & (r->rweight < 0.6))
469 >                maxangle = (maxangle - PI/2.)*pow(r->rweight,0.13) + PI/2.;
470 >                                        /* sum this node */
471          for (av = at->alist; av != NULL; av = av->next) {
472 <                double  rn_dot = -2.0;
472 >                double  u, v, d, delta_r2, delta_t2;
473 >                COLOR   ct;
474 >                FVECT   uvw[3];
475 >                                        /* record access */
476                  if (tracktime)
477                          av->latick = ambclock;
478                  /*
479 <                 *  Ambient level test.
479 >                 *  Ambient level test
480                   */
481 <                if (av->lvl > al)       /* list sorted, so this works */
481 >                if (av->lvl > al ||     /* list sorted, so this works */
482 >                                (av->lvl == al) & (av->weight < 0.9*r->rweight))
483                          break;
354                if (av->weight < 0.9*r->rweight)
355                        continue;
484                  /*
485 <                 *  Ambient radius test.
485 >                 *  Direction test using unperturbed normal
486                   */
487 <                d = av->pos[0] - r->rop[0];
488 <                e1 = d * d;
489 <                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;
366 <                if (e1 > ambacc*ambacc*1.21)
487 >                decodedir(uvw[2], av->ndir);
488 >                d = DOT(uvw[2], r->ron);
489 >                if (d <= 0.0)           /* >= 90 degrees */
490                          continue;
491 +                delta_r2 = 2.0 - 2.0*d; /* approx. radians^2 */
492 +                if (delta_r2 >= maxangle*maxangle)
493 +                        continue;
494                  /*
495 <                 *  Direction test using closest normal.
495 >                 *  Modified ray behind test
496                   */
497 <                d = DOT(av->dir, r->ron);
498 <                if (rn != r->ron) {
499 <                        rn_dot = DOT(av->dir, rn);
374 <                        if (rn_dot > 1.0-FTINY)
375 <                                rn_dot = 1.0-FTINY;
376 <                        if (rn_dot >= d-FTINY) {
377 <                                d = rn_dot;
378 <                                rn_dot = -2.0;
379 <                        }
380 <                }
381 <                e2 = (1.0 - d) * r->rweight;
382 <                if (e2 < 0.0) e2 = 0.0;
383 <                if (e1 + e2 > ambacc*ambacc*1.21)
497 >                VSUB(ck0, r->rop, av->pos);
498 >                d = DOT(ck0, uvw[2]);
499 >                if (d < -minarad*ambacc-.001)
500                          continue;
501 +                d /= av->rad[0];
502 +                delta_t2 = d*d;
503 +                if (delta_t2 >= ambacc*ambacc)
504 +                        continue;
505                  /*
506 <                 *  Ray behind test.
506 >                 *  Elliptical radii test based on Hessian
507                   */
508 <                d = 0.0;
509 <                for (j = 0; j < 3; j++)
510 <                        d += (r->rop[j] - av->pos[j]) *
511 <                                        (av->dir[j] + r->ron[j]);
512 <                if (d*0.5 < -minarad*ambacc-.001)
508 >                decodedir(uvw[0], av->udir);
509 >                VCROSS(uvw[1], uvw[2], uvw[0]);
510 >                d = (u = DOT(ck0, uvw[0])) / av->rad[0];
511 >                delta_t2 += d*d;
512 >                d = (v = DOT(ck0, uvw[1])) / av->rad[1];
513 >                delta_t2 += d*d;
514 >                if (delta_t2 >= ambacc*ambacc)
515                          continue;
516                  /*
517 <                 *  Jittering final test reduces image artifacts.
517 >                 *  Test for potential light leak
518                   */
519 <                e1 = sqrt(e1);
398 <                e2 = sqrt(e2);
399 <                wt = e1 + e2;
400 <                if (wt > ambacc*(.9+.2*urand(9015+samplendx)))
519 >                if (av->corral && plugaleak(r, av, uvw[2], atan2a(v,u)))
520                          continue;
521                  /*
522 <                 *  Recompute directional error using perturbed normal
522 >                 *  Extrapolate value and compute final weight (hat function)
523                   */
524 <                if (rn_dot > 0.0) {
525 <                        e2 = sqrt((1.0 - rn_dot)*r->rweight);
526 <                        wt = e1 + e2;
527 <                }
528 <                if (wt <= 1e-3)
410 <                        wt = 1e3;
411 <                else
412 <                        wt = 1.0 / wt;
413 <                wsum += wt;
414 <                extambient(ct, av, r->rop, rn);
415 <                scalecolor(ct, wt);
524 >                if (!extambient(ct, av, r->rop, rn, uvw))
525 >                        continue;
526 >                d = tfunc(maxangle, sqrt(delta_r2), 0.0) *
527 >                        tfunc(ambacc, sqrt(delta_t2), 0.0);
528 >                scalecolor(ct, d);
529                  addcolor(acol, ct);
530 +                wsum += d;
531          }
418        if (at->kid == NULL)
419                return(wsum);
420                                        /* do children */
421        s *= 0.5;
422        for (i = 0; i < 8; i++) {
423                for (j = 0; j < 3; j++) {
424                        ck0[j] = c0[j];
425                        if (1<<j & i)
426                                ck0[j] += s;
427                        if (r->rop[j] < ck0[j] - OCTSCALE*s)
428                                break;
429                        if (r->rop[j] > ck0[j] + (1.0+OCTSCALE)*s)
430                                break;
431                }
432                if (j == 3)
433                        wsum += sumambient(acol, r, rn, al,
434                                                at->kid+i, ck0, s);
435        }
532          return(wsum);
533   }
534  
535  
536 < extern double
536 > static int
537   makeambient(            /* make a new ambient value for storage */
538          COLOR  acol,
539          RAY  *r,
# Line 446 | Line 542 | makeambient(           /* make a new ambient value for storage
542   )
543   {
544          AMBVAL  amb;
545 <        FVECT   gp, gd;
545 >        FVECT   uvw[3];
546          int     i;
547  
548          amb.weight = 1.0;                       /* compute weight */
# Line 456 | Line 552 | makeambient(           /* make a new ambient value for storage
552                  amb.weight = 1.25*r->rweight;
553          setcolor(acol, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
554                                                  /* compute ambient */
555 <        amb.rad = doambient(acol, r, amb.weight, gp, gd);
556 <        if (amb.rad <= FTINY) {
461 <                setcolor(acol, 0.0, 0.0, 0.0);
462 <                return(0.0);
463 <        }
555 >        i = doambient(acol, r, amb.weight,
556 >                        uvw, amb.rad, amb.gpos, amb.gdir, &amb.corral);
557          scalecolor(acol, 1./AVGREFL);           /* undo assumed reflectance */
558 +        if (i <= 0 || amb.rad[0] <= FTINY)      /* no Hessian or zero radius */
559 +                return(i);
560                                                  /* store value */
561          VCOPY(amb.pos, r->rop);
562 <        VCOPY(amb.dir, r->ron);
562 >        amb.ndir = encodedir(r->ron);
563 >        amb.udir = encodedir(uvw[0]);
564          amb.lvl = al;
565          copycolor(amb.val, acol);
470        VCOPY(amb.gpos, gp);
471        VCOPY(amb.gdir, gd);
566                                                  /* insert into tree */
567          avsave(&amb);                           /* and save to file */
568 <        if (rn != r->ron)
569 <                extambient(acol, &amb, r->rop, rn);     /* texture */
570 <        return(amb.rad);
568 >        if (rn != r->ron) {                     /* texture */
569 >                VCOPY(uvw[2], r->ron);
570 >                extambient(acol, &amb, r->rop, rn, uvw);
571 >        }
572 >        return(1);
573   }
574  
575  
576 < extern void
576 > static int
577   extambient(             /* extrapolate value at pv, nv */
578          COLOR  cr,
579 <        register AMBVAL  *ap,
579 >        AMBVAL   *ap,
580          FVECT  pv,
581 <        FVECT  nv
581 >        FVECT  nv,
582 >        FVECT  uvw[3]
583   )
584   {
585 <        FVECT  v1;
586 <        register int  i;
587 <        double  d;
585 >        const double    min_d = 0.05;
586 >        static FVECT    my_uvw[3];
587 >        FVECT           v1;
588 >        int             i;
589 >        double          d = 1.0;        /* zeroeth order */
590  
591 <        d = 1.0;                        /* zeroeth order */
592 <                                        /* gradient due to translation */
593 <        for (i = 0; i < 3; i++)
594 <                d += ap->gpos[i]*(pv[i]-ap->pos[i]);
595 <                                        /* gradient due to rotation */
497 <        VCROSS(v1, ap->dir, nv);
498 <        d += DOT(ap->gdir, v1);
499 <        if (d <= 0.0) {
500 <                setcolor(cr, 0.0, 0.0, 0.0);
501 <                return;
591 >        if (uvw == NULL) {              /* need local coordinates? */
592 >                decodedir(my_uvw[2], ap->ndir);
593 >                decodedir(my_uvw[0], ap->udir);
594 >                VCROSS(my_uvw[1], my_uvw[2], my_uvw[0]);
595 >                uvw = my_uvw;
596          }
597 +        for (i = 3; i--; )              /* gradient due to translation */
598 +                d += (pv[i] - ap->pos[i]) *
599 +                        (ap->gpos[0]*uvw[0][i] + ap->gpos[1]*uvw[1][i]);
600 +
601 +        VCROSS(v1, uvw[2], nv);         /* gradient due to rotation */
602 +        for (i = 3; i--; )
603 +                d += v1[i] * (ap->gdir[0]*uvw[0][i] + ap->gdir[1]*uvw[1][i]);
604 +        
605 +        if (d < min_d)                  /* should not use if we can avoid it */
606 +                d = min_d;
607          copycolor(cr, ap->val);
608          scalecolor(cr, d);
609 +        return(d > min_d);
610   }
611  
612  
613   static void
614 + avinsert(                               /* insert ambient value in our tree */
615 +        AMBVAL *av
616 + )
617 + {
618 +        AMBTREE  *at;
619 +        AMBVAL  *ap;
620 +        AMBVAL  avh;
621 +        FVECT  ck0;
622 +        double  s;
623 +        int  branch;
624 +        int  i;
625 +
626 +        if (av->rad[0] <= FTINY)
627 +                error(CONSISTENCY, "zero ambient radius in avinsert");
628 +        at = &atrunk;
629 +        VCOPY(ck0, thescene.cuorg);
630 +        s = thescene.cusize;
631 +        while (s*(OCTSCALE/2) > av->rad[1]*ambacc) {
632 +                if (at->kid == NULL)
633 +                        if ((at->kid = newambtree()) == NULL)
634 +                                error(SYSTEM, "out of memory in avinsert");
635 +                s *= 0.5;
636 +                branch = 0;
637 +                for (i = 0; i < 3; i++)
638 +                        if (av->pos[i] > ck0[i] + s) {
639 +                                ck0[i] += s;
640 +                                branch |= 1 << i;
641 +                        }
642 +                at = at->kid + branch;
643 +        }
644 +        avh.next = at->alist;           /* order by increasing level */
645 +        for (ap = &avh; ap->next != NULL; ap = ap->next)
646 +                if ( ap->next->lvl > av->lvl ||
647 +                                (ap->next->lvl == av->lvl) &
648 +                                (ap->next->weight <= av->weight) )
649 +                        break;
650 +        av->next = ap->next;
651 +        ap->next = (AMBVAL*)av;
652 +        at->alist = avh.next;
653 + }
654 +
655 +
656 + static void
657   initambfile(            /* initialize ambient file */
658 <        int  creat
658 >        int  cre8
659   )
660   {
661          extern char  *progname, *octname;
662          static char  *mybuf = NULL;
663  
664   #ifdef  F_SETLKW
665 <        aflock(creat ? F_WRLCK : F_RDLCK);
665 >        aflock(cre8 ? F_WRLCK : F_RDLCK);
666   #endif
667          SET_FILE_BINARY(ambfp);
668          if (mybuf == NULL)
669                  mybuf = (char *)bmalloc(BUFSIZ+8);
670          setbuf(ambfp, mybuf);
671 <        if (creat) {                    /* new file */
671 >        if (cre8) {                     /* new file */
672                  newheader("RADIANCE", ambfp);
673                  fprintf(ambfp, "%s -av %g %g %g -aw %d -ab %d -aa %g ",
674                                  progname, colval(ambval,RED),
# Line 529 | Line 677 | initambfile(           /* initialize ambient file */
677                  fprintf(ambfp, "-ad %d -as %d -ar %d ",
678                                  ambdiv, ambssamp, ambres);
679                  if (octname != NULL)
680 <                        printargs(1, &octname, ambfp);
681 <                else
534 <                        fputc('\n', ambfp);
680 >                        fputs(octname, ambfp);
681 >                fputc('\n', ambfp);
682                  fprintf(ambfp, "SOFTWARE= %s\n", VersionID);
683                  fputnow(ambfp);
684                  fputformat(AMBFMT, ambfp);
685 <                putc('\n', ambfp);
685 >                fputc('\n', ambfp);
686                  putambmagic(ambfp);
687          } else if (checkheader(ambfp, AMBFMT, NULL) < 0 || !hasambmagic(ambfp))
688                  error(USER, "bad ambient file");
# Line 547 | Line 694 | avsave(                                /* insert and save an ambient value */
694          AMBVAL  *av
695   )
696   {
697 <        avinsert(avstore(av));
697 >        avstore(av);
698          if (ambfp == NULL)
699                  return;
700          if (writambval(av, ambfp) < 0)
# Line 562 | Line 709 | writerr:
709  
710  
711   static AMBVAL *
712 < avstore(                                /* allocate memory and store aval */
713 <        register AMBVAL  *aval
712 > avstore(                                /* allocate memory and save aval */
713 >        AMBVAL  *aval
714   )
715   {
716 <        register AMBVAL  *av;
716 >        AMBVAL  *av;
717          double  d;
718  
719          if ((av = newambval()) == NULL)
# Line 580 | Line 727 | avstore(                               /* allocate memory and store aval */
727                  avsum += log(d);
728                  navsum++;
729          }
730 +        avinsert(av);                   /* insert in our cache tree */
731          return(av);
732   }
733  
# Line 592 | Line 740 | static AMBTREE  *atfreelist = NULL;    /* free ambient tr
740   static AMBTREE *
741   newambtree(void)                                /* allocate 8 ambient tree structs */
742   {
743 <        register AMBTREE  *atp, *upperlim;
743 >        AMBTREE  *atp, *upperlim;
744  
745          if (atfreelist == NULL) {       /* get more nodes */
746                  atfreelist = (AMBTREE *)malloc(ATALLOCSZ*8*sizeof(AMBTREE));
# Line 606 | Line 754 | newambtree(void)                               /* allocate 8 ambient tree structs
754          }
755          atp = atfreelist;
756          atfreelist = atp->kid;
757 <        memset((char *)atp, '\0', 8*sizeof(AMBTREE));
757 >        memset(atp, 0, 8*sizeof(AMBTREE));
758          return(atp);
759   }
760  
# Line 622 | Line 770 | freeambtree(                   /* free 8 ambient tree structs */
770  
771  
772   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
773   unloadatree(                    /* unload an ambient value tree */
774 <        register AMBTREE  *at,
774 >        AMBTREE  *at,
775          unloadtf_t *f
776   )
777   {
778 <        register AMBVAL  *av;
779 <        register int  i;
778 >        AMBVAL  *av;
779 >        int  i;
780                                          /* transfer values at this node */
781          for (av = at->alist; av != NULL; av = at->alist) {
782                  at->alist = av->next;
783 +                av->next = NULL;
784                  (*f)(av);
785          }
786          if (at->kid == NULL)
# Line 694 | Line 802 | static int     i_avlist;               /* index for lists */
802   static int alatcmp(const void *av1, const void *av2);
803  
804   static void
805 + avfree(AMBVAL *av)
806 + {
807 +        free(av);
808 + }
809 +
810 + static void
811   av2list(
812 <        void *av
812 >        AMBVAL *av
813   )
814   {
815   #ifdef DEBUG
# Line 703 | Line 817 | av2list(
817                  error(CONSISTENCY, "too many ambient values in av2list1");
818   #endif
819          avlist1[i_avlist].p = avlist2[i_avlist] = (AMBVAL*)av;
820 <        avlist1[i_avlist++].t = ((AMBVAL*)av)->latick;
820 >        avlist1[i_avlist++].t = av->latick;
821   }
822  
823  
# Line 713 | Line 827 | alatcmp(                       /* compare ambient values for MRA */
827          const void *av2
828   )
829   {
830 <        register long  lc = ((struct avl *)av2)->t - ((struct avl *)av1)->t;
830 >        long  lc = ((struct avl *)av2)->t - ((struct avl *)av1)->t;
831          return(lc<0 ? -1 : lc>0 ? 1 : 0);
832   }
833  
# Line 730 | Line 844 | aposcmp(                       /* compare ambient value positions */
844          const void      *avp2
845   )
846   {
847 <        register long   diff = *(char * const *)avp1 - *(char * const *)avp2;
847 >        long    diff = *(char * const *)avp1 - *(char * const *)avp2;
848          if (diff < 0)
849                  return(-1);
850          return(diff > 0);
851   }
852  
853 < #if 1
853 >
854   static int
855   avlmemi(                                /* find list position from address */
856          AMBVAL  *avaddr
857   )
858   {
859 <        register AMBVAL  **avlpp;
859 >        AMBVAL  **avlpp;
860  
861 <        avlpp = (AMBVAL **)bsearch((char *)&avaddr, (char *)avlist2,
861 >        avlpp = (AMBVAL **)bsearch(&avaddr, avlist2,
862                          nambvals, sizeof(AMBVAL *), aposcmp);
863          if (avlpp == NULL)
864                  error(CONSISTENCY, "address not found in avlmemi");
865          return(avlpp - avlist2);
866   }
753 #else
754 #define avlmemi(avaddr) ((AMBVAL **)bsearch((char *)&avaddr,(char *)avlist2, \
755                                nambvals,sizeof(AMBVAL *),aposcmp) - avlist2)
756 #endif
867  
868  
869   static void
# Line 763 | Line 873 | sortambvals(                   /* resort ambient values */
873   {
874          AMBTREE  oldatrunk;
875          AMBVAL  tav, *tap, *pnext;
876 <        register int    i, j;
876 >        int     i, j;
877                                          /* see if it's time yet */
878          if (!always && (ambclock++ < lastsort+sortintvl ||
879                          nambvals < SORT_THRESH))
# Line 792 | Line 902 | sortambvals(                   /* resort ambient values */
902          }
903          if (avlist1 == NULL) {          /* no time tracking -- rebuild tree? */
904                  if (avlist2 != NULL)
905 <                        free((void *)avlist2);
905 >                        free(avlist2);
906                  if (always) {           /* rebuild without sorting */
907                          oldatrunk = atrunk;
908                          atrunk.alist = NULL;
# Line 819 | Line 929 | sortambvals(                   /* resort ambient values */
929                  if (i_avlist < nambvals)
930                          error(CONSISTENCY, "missing ambient values in sortambvals");
931   #endif
932 <                qsort((char *)avlist1, nambvals, sizeof(struct avl), alatcmp);
933 <                qsort((char *)avlist2, nambvals, sizeof(AMBVAL *), aposcmp);
932 >                qsort(avlist1, nambvals, sizeof(struct avl), alatcmp);
933 >                qsort(avlist2, nambvals, sizeof(AMBVAL *), aposcmp);
934                  for (i = 0; i < nambvals; i++) {
935                          if (avlist1[i].p == NULL)
936                                  continue;
# Line 836 | Line 946 | sortambvals(                   /* resort ambient values */
946                          avinsert(avlist2[j]);
947                          avlist1[j].p = NULL;
948                  }
949 <                free((void *)avlist1);
950 <                free((void *)avlist2);
949 >                free(avlist1);
950 >                free(avlist2);
951                                                  /* compute new sort interval */
952                  sortintvl = ambclock - lastsort;
953                  if (sortintvl >= MAX_SORT_INTVL/2)
# Line 863 | Line 973 | aflock(                        /* lock/unlock ambient file */
973   {
974          static struct flock  fls;       /* static so initialized to zeroes */
975  
976 +        if (typ == fls.l_type)          /* already called? */
977 +                return;
978          fls.l_type = typ;
979          if (fcntl(fileno(ambfp), F_SETLKW, &fls) < 0)
980                  error(SYSTEM, "cannot (un)lock ambient file");
981   }
982  
983  
984 < extern int
984 > int
985   ambsync(void)                   /* synchronize ambient file */
986   {
987          long  flen;
988          AMBVAL  avs;
989 <        register int  n;
989 >        int  n;
990  
991 <        if (lastpos < 0)        /* initializing (locked in initambfile) */
992 <                goto syncend;
991 >        if (ambfp == NULL)      /* no ambient file? */
992 >                return(0);
993                                  /* gain appropriate access */
994          aflock(nunflshed ? F_WRLCK : F_RDLCK);
995                                  /* see if file has grown */
996          if ((flen = lseek(fileno(ambfp), (off_t)0, SEEK_END)) < 0)
997                  goto seekerr;
998 <        if ( (n = flen - lastpos) ) {           /* file has grown */
999 <                if (ambinp == NULL) {           /* use duplicate filedes */
1000 <                        ambinp = fdopen(dup(fileno(ambfp)), "r");
998 >        if ((n = flen - lastpos) > 0) {         /* file has grown */
999 >                if (ambinp == NULL) {           /* get new file pointer */
1000 >                        ambinp = fopen(ambfile, "rb");
1001                          if (ambinp == NULL)
1002 <                                error(SYSTEM, "fdopen failed in ambsync");
1002 >                                error(SYSTEM, "fopen failed in ambsync");
1003                  }
1004 <                if (fseek(ambinp, lastpos, 0) < 0)
1004 >                if (fseek(ambinp, lastpos, SEEK_SET) < 0)
1005                          goto seekerr;
1006                  while (n >= AMBVALSIZ) {        /* load contributed values */
1007                          if (!readambval(&avs, ambinp)) {
# Line 899 | Line 1011 | ambsync(void)                  /* synchronize ambient file */
1011                                  error(WARNING, errmsg);
1012                                  break;
1013                          }
1014 <                        avinsert(avstore(&avs));
1014 >                        avstore(&avs);
1015                          n -= AMBVALSIZ;
1016                  }
1017 <                /*** seek always as safety measure
1018 <                if (n) ***/                     /* alignment */
1019 <                        if (lseek(fileno(ambfp), (off_t)(flen-n), SEEK_SET) < 0)
908 <                                goto seekerr;
1017 >                lastpos = flen - n;             /* check alignment */
1018 >                if (n && lseek(fileno(ambfp), (off_t)lastpos, SEEK_SET) < 0)
1019 >                        goto seekerr;
1020          }
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:
1021          n = fflush(ambfp);                      /* calls write() at last */
1022 <        if ((lastpos = lseek(fileno(ambfp), (off_t)0, SEEK_CUR)) < 0)
921 <                goto seekerr;
1022 >        lastpos += (long)nunflshed*AMBVALSIZ;
1023          aflock(F_UNLCK);                        /* release file */
1024          nunflshed = 0;
1025          return(n);
1026   seekerr:
1027          error(SYSTEM, "seek failed in ambsync");
1028 <        return -1; /* pro forma return */
1028 >        return(EOF);    /* pro forma return */
1029   }
1030  
1031 < #else
1031 > #else   /* ! F_SETLKW */
1032  
1033 < extern int
1033 > int
1034   ambsync(void)                   /* flush ambient file */
1035   {
1036 +        if (ambfp == NULL)
1037 +                return(0);
1038          nunflshed = 0;
1039          return(fflush(ambfp));
1040   }
1041  
1042 < #endif
1042 > #endif  /* ! F_SETLKW */

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