ViewVC Help
View File | Revision Log | Show Annotations | Download File | Root Listing
root/radiance/ray/src/rt/ambient.c
(Generate patch)

Comparing ray/src/rt/ambient.c (file contents):
Revision 1.8 by greg, Fri Jan 12 11:30:59 1990 UTC vs.
Revision 2.79 by greg, Fri Apr 25 00:21:52 2014 UTC

# Line 1 | Line 1
1 /* Copyright (c) 1986 Regents of the University of California */
2
1   #ifndef lint
2 < static char SCCSid[] = "$SunId$ LBL";
2 > static const char       RCSid[] = "$Id$";
3   #endif
6
4   /*
5   *  ambient.c - routines dealing with ambient (inter-reflected) component.
6   *
7 < *  The macro AMBFLUSH (if defined) is the number of ambient values
11 < *      to wait before flushing to the ambient file.
12 < *
13 < *     5/9/86
7 > *  Declarations of external symbols in ambient.h
8   */
9  
10 < #include  "ray.h"
10 > #include "copyright.h"
11  
12 < #include  "octree.h"
12 > #include <string.h>
13  
14 + #include  "platform.h"
15 + #include  "ray.h"
16   #include  "otypes.h"
17 <
17 > #include  "resolu.h"
18 > #include  "ambient.h"
19   #include  "random.h"
20  
21 < #define  OCTSCALE       0.5     /* ceil((valid rad.)/(cube size)) */
21 > #ifndef  OCTSCALE
22 > #define  OCTSCALE       1.0     /* ceil((valid rad.)/(cube size)) */
23 > #endif
24  
25 < extern CUBE  thescene;          /* contains space boundaries */
25 > extern char  *shm_boundary;     /* memory sharing boundary */
26  
27 < extern COLOR  ambval;           /* global ambient component */
28 < extern double  ambacc;          /* ambient accuracy */
29 < extern int  ambres;             /* ambient resolution */
30 < extern int  ambdiv;             /* number of divisions for calculation */
32 < extern int  ambssamp;           /* number of super-samples */
33 < extern int  ambounce;           /* number of ambient bounces */
34 < extern char  *amblist[];        /* ambient include/exclude list */
35 < extern int  ambincl;            /* include == 1, exclude == 0 */
27 > #ifndef  MAXASET
28 > #define  MAXASET        4095    /* maximum number of elements in ambient set */
29 > #endif
30 > OBJECT  ambset[MAXASET+1]={0};  /* ambient include/exclude set */
31  
32 < OBJECT  ambset[256]={0};        /* ambient include/exclude set */
32 > double  maxarad;                /* maximum ambient radius */
33 > double  minarad;                /* minimum ambient radius */
34  
35 < double  maxarad;                /* maximum ambient radius */
40 < double  minarad;                /* minimum ambient radius */
35 > static AMBTREE  atrunk;         /* our ambient trunk node */
36  
37 < typedef struct ambval {
38 <        FVECT  pos;             /* position in space */
44 <        FVECT  dir;             /* normal direction */
45 <        int  lvl;               /* recursion level of parent ray */
46 <        float  weight;          /* weight of parent ray */
47 <        COLOR  val;             /* computed ambient value */
48 <        float  rad;             /* validity radius */
49 <        struct ambval  *next;   /* next in list */
50 < }  AMBVAL;                      /* ambient value */
37 > static FILE  *ambfp = NULL;     /* ambient file pointer */
38 > static int  nunflshed = 0;      /* number of unflushed ambient values */
39  
40 < typedef struct ambtree {
41 <        AMBVAL  *alist;         /* ambient value list */
42 <        struct ambtree  *kid;   /* 8 child nodes */
43 < }  AMBTREE;                     /* ambient octree */
40 > #ifndef SORT_THRESH
41 > #ifdef SMLMEM
42 > #define SORT_THRESH     ((16L<<20)/sizeof(AMBVAL))
43 > #else
44 > #define SORT_THRESH     ((64L<<20)/sizeof(AMBVAL))
45 > #endif
46 > #endif
47 > #ifndef SORT_INTVL
48 > #define SORT_INTVL      (SORT_THRESH<<1)
49 > #endif
50 > #ifndef MAX_SORT_INTVL
51 > #define MAX_SORT_INTVL  (SORT_INTVL<<6)
52 > #endif
53  
57 typedef struct {
58        float  k;               /* error contribution per sample */
59        COLOR  v;               /* ray sum */
60        int  n;                 /* number of samples */
61        short  t, p;            /* theta, phi indices */
62 }  AMBSAMP;                     /* ambient sample */
54  
55 < static AMBTREE  atrunk;         /* our ambient trunk node */
55 > static double  qambacc = 0.;            /* ambient accuracy to the 1/4 power */
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 */
59 > static unsigned int  nambshare = 0;     /* number of values from file */
60 > static unsigned long  ambclock = 0;     /* ambient access clock */
61 > static unsigned long  lastsort = 0;     /* time of last value sort */
62 > static long  sortintvl = SORT_INTVL;    /* time until next sort */
63 > static FILE  *ambinp = NULL;            /* auxiliary file for input */
64 > static long  lastpos = -1;              /* last flush position */
65  
66 < static FILE  *ambfp = NULL;     /* ambient file pointer */
66 > #define MAXACLOCK       (1L<<30)        /* clock turnover value */
67 >        /*
68 >         * Track access times unless we are sharing ambient values
69 >         * through memory on a multiprocessor, when we want to avoid
70 >         * claiming our own memory (copy on write).  Go ahead anyway
71 >         * if more than two thirds of our values are unshared.
72 >         * Compile with -Dtracktime=0 to turn this code off.
73 >         */
74 > #ifndef tracktime
75 > #define tracktime       (shm_boundary == NULL || nambvals > 3*nambshare)
76 > #endif
77  
78 < #define  newambval()    (AMBVAL *)bmalloc(sizeof(AMBVAL))
78 > #define  AMBFLUSH       (BUFSIZ/AMBVALSIZ)
79  
80 < #define  newambtree()   (AMBTREE *)calloc(8, sizeof(AMBTREE))
80 > #define  newambval()    (AMBVAL *)malloc(sizeof(AMBVAL))
81 > #define  freeav(av)     free((void *)av);
82  
83 < double  sumambient(), doambient(), makeambient();
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(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 < setambient(afile)                       /* initialize calculation */
96 < char  *afile;
95 > static int aposcmp(const void *avp1, const void *avp2);
96 > static int avlmemi(AMBVAL *avaddr);
97 > static void sortambvals(int always);
98 >
99 > #ifdef  F_SETLKW
100 > static void aflock(int  typ);
101 > #endif
102 >
103 >
104 > void
105 > setambres(                              /* set ambient resolution */
106 >        int  ar
107 > )
108   {
109 <        long  ftell();
110 <        OBJECT  obj;
111 <        AMBVAL  amb;
109 >        ambres = ar < 0 ? 0 : ar;               /* may be done already */
110 >                                                /* set min & max radii */
111 >        if (ar <= 0) {
112 >                minarad = 0;
113 >                maxarad = thescene.cusize / 2.0;
114 >        } else {
115 >                minarad = thescene.cusize / ar;
116 >                maxarad = 64 * minarad;                 /* heuristic */
117 >                if (maxarad > thescene.cusize / 2.0)
118 >                        maxarad = thescene.cusize / 2.0;
119 >        }
120 >        if (minarad <= FTINY)
121 >                minarad = 10*FTINY;
122 >        if (maxarad <= minarad)
123 >                maxarad = 64 * minarad;
124 > }
125  
82        maxarad = thescene.cusize / 2.0;                /* maximum radius */
83                                                        /* minimum radius */
84        minarad = ambres > 0 ? thescene.cusize/ambres : 0.0;
126  
127 <                                        /* open ambient file */
128 <        if (afile != NULL)
129 <                if ((ambfp = fopen(afile, "r+")) != NULL) {
130 <                        while (fread(&amb, sizeof(AMBVAL), 1, ambfp) == 1)
131 <                                avinsert(&amb, &atrunk, thescene.cuorg,
132 <                                                thescene.cusize);
133 <                                                        /* align */
134 <                        fseek(ambfp, -(ftell(ambfp)%sizeof(AMBVAL)), 1);
135 <                } else if ((ambfp = fopen(afile, "w")) == NULL) {
136 <                        sprintf(errmsg, "cannot open ambient file \"%s\"",
137 <                                        afile);
138 <                        error(SYSTEM, errmsg);
127 > void
128 > setambacc(                              /* set ambient accuracy */
129 >        double  newa
130 > )
131 > {
132 >        double  ambdiff;
133 >
134 >        if (newa < 0.0)
135 >                newa = 0.0;
136 >        ambdiff = fabs(newa - ambacc);
137 >        if (ambdiff >= .01 && (ambacc = newa) > FTINY) {
138 >                qambacc = sqrt(sqrt(ambacc));
139 >                if (nambvals > 0)
140 >                        sortambvals(1);         /* rebuild tree */
141 >        }
142 > }
143 >
144 >
145 > void
146 > setambient(void)                                /* initialize calculation */
147 > {
148 >        int     readonly = 0;
149 >        long    flen;
150 >        AMBVAL  amb;
151 >                                                /* make sure we're fresh */
152 >        ambdone();
153 >                                                /* init ambient limits */
154 >        setambres(ambres);
155 >        qambacc = sqrt(sqrt(ambacc *= (ambacc > FTINY)));
156 >        if (ambfile == NULL || !ambfile[0])
157 >                return;
158 >        if (ambacc <= FTINY) {
159 >                sprintf(errmsg, "zero ambient accuracy so \"%s\" not opened",
160 >                                ambfile);
161 >                error(WARNING, errmsg);
162 >                return;
163 >        }
164 >                                                /* open ambient file */
165 >        if ((ambfp = fopen(ambfile, "r+")) == NULL)
166 >                readonly = (ambfp = fopen(ambfile, "r")) != NULL;
167 >        if (ambfp != NULL) {
168 >                initambfile(0);                 /* file exists */
169 >                lastpos = ftell(ambfp);
170 >                while (readambval(&amb, ambfp))
171 >                        avinsert(avstore(&amb));
172 >                nambshare = nambvals;           /* share loaded values */
173 >                if (readonly) {
174 >                        sprintf(errmsg,
175 >                                "loaded %u values from read-only ambient file",
176 >                                        nambvals);
177 >                        error(WARNING, errmsg);
178 >                        fclose(ambfp);          /* close file so no writes */
179 >                        ambfp = NULL;
180 >                        return;                 /* avoid ambsync() */
181                  }
182 +                                                /* align file pointer */
183 +                lastpos += (long)nambvals*AMBVALSIZ;
184 +                flen = lseek(fileno(ambfp), (off_t)0, SEEK_END);
185 +                if (flen != lastpos) {
186 +                        sprintf(errmsg,
187 +                        "ignoring last %ld values in ambient file (corrupted)",
188 +                                        (flen - lastpos)/AMBVALSIZ);
189 +                        error(WARNING, errmsg);
190 +                        fseek(ambfp, lastpos, SEEK_SET);
191 + #ifndef _WIN32 /* XXX we need a replacement for that one */
192 +                        ftruncate(fileno(ambfp), (off_t)lastpos);
193 + #endif
194 +                }
195 +        } else if ((ambfp = fopen(ambfile, "w+")) != NULL) {
196 +                initambfile(1);                 /* else create new file */
197 +                fflush(ambfp);
198 +                lastpos = ftell(ambfp);
199 +        } else {
200 +                sprintf(errmsg, "cannot open ambient file \"%s\"", ambfile);
201 +                error(SYSTEM, errmsg);
202 +        }
203 + #ifdef getc_unlocked
204 +        flockfile(ambfp);                       /* application-level lock */
205 + #endif
206 + #ifdef  F_SETLKW
207 +        aflock(F_UNLCK);                        /* release file */
208 + #endif
209   }
210  
211  
212 < ambnotify(obj)                  /* record new modifier */
213 < OBJECT  obj;
212 > void
213 > ambdone(void)                   /* close ambient file and free memory */
214   {
215 <        register OBJREC  *o = objptr(obj);
216 <        register char  **amblp;
215 >        if (ambfp != NULL) {            /* close ambient file */
216 >                ambsync();
217 >                fclose(ambfp);
218 >                ambfp = NULL;
219 >                if (ambinp != NULL) {  
220 >                        fclose(ambinp);
221 >                        ambinp = NULL;
222 >                }
223 >                lastpos = -1;
224 >        }
225 >                                        /* free ambient tree */
226 >        unloadatree(&atrunk, &avfree);
227 >                                        /* reset state variables */
228 >        avsum = 0.;
229 >        navsum = 0;
230 >        nambvals = 0;
231 >        nambshare = 0;
232 >        ambclock = 0;
233 >        lastsort = 0;
234 >        sortintvl = SORT_INTVL;
235 > }
236  
237 <        if (!ismodifier(o->otype))
237 >
238 > void
239 > ambnotify(                      /* record new modifier */
240 >        OBJECT  obj
241 > )
242 > {
243 >        static int  hitlimit = 0;
244 >        OBJREC   *o;
245 >        char  **amblp;
246 >
247 >        if (obj == OVOID) {             /* starting over */
248 >                ambset[0] = 0;
249 >                hitlimit = 0;
250                  return;
251 +        }
252 +        o = objptr(obj);
253 +        if (hitlimit || !ismodifier(o->otype))
254 +                return;
255          for (amblp = amblist; *amblp != NULL; amblp++)
256                  if (!strcmp(o->oname, *amblp)) {
257 +                        if (ambset[0] >= MAXASET) {
258 +                                error(WARNING, "too many modifiers in ambient list");
259 +                                hitlimit++;
260 +                                return;         /* should this be fatal? */
261 +                        }
262                          insertelem(ambset, obj);
263                          return;
264                  }
265   }
266  
267 + /************ THE FOLLOWING ROUTINES DIFFER BETWEEN NEW & OLD ***************/
268  
269 < ambient(acol, r)                /* compute ambient component for ray */
270 < COLOR  acol;
271 < register RAY  *r;
269 > #ifdef NEWAMB
270 >
271 > #define tfunc(lwr, x, upr)      (((x)-(lwr))/((upr)-(lwr)))
272 >
273 > static double   sumambient(COLOR acol, RAY *r, FVECT rn, int al,
274 >                                AMBTREE *at, FVECT c0, double s);
275 > static int      makeambient(COLOR acol, RAY *r, FVECT rn, int al);
276 > static void     extambient(COLOR cr, AMBVAL *ap, FVECT pv, FVECT nv,
277 >                                FVECT uvw[3]);
278 >
279 > void
280 > multambient(            /* compute ambient component & multiply by coef. */
281 >        COLOR  aval,
282 >        RAY  *r,
283 >        FVECT  nrm
284 > )
285   {
286          static int  rdepth = 0;                 /* ambient recursion */
287 <        double  wsum;
287 >        COLOR   acol;
288 >        int     ok;
289 >        double  d, l;
290  
125        rdepth++;                               /* increment level */
126
291          if (ambdiv <= 0)                        /* no ambient calculation */
292                  goto dumbamb;
293                                                  /* check number of bounces */
294 <        if (rdepth > ambounce)
294 >        if (rdepth >= ambounce)
295                  goto dumbamb;
296                                                  /* check ambient list */
297          if (ambincl != -1 && r->ro != NULL &&
# Line 135 | Line 299 | register RAY  *r;
299                  goto dumbamb;
300  
301          if (ambacc <= FTINY) {                  /* no ambient storage */
302 <                if (doambient(acol, r) == 0.0)
302 >                copycolor(acol, aval);
303 >                rdepth++;
304 >                ok = doambient(acol, r, r->rweight, NULL, NULL, NULL, NULL);
305 >                rdepth--;
306 >                if (!ok)
307                          goto dumbamb;
308 <                goto done;
308 >                copycolor(aval, acol);
309 >                return;
310          }
311 <                                                /* get ambient value */
311 >
312 >        if (tracktime)                          /* sort to minimize thrashing */
313 >                sortambvals(0);
314 >                                                /* interpolate ambient value */
315          setcolor(acol, 0.0, 0.0, 0.0);
316 <        wsum = sumambient(acol, r, &atrunk, thescene.cuorg, thescene.cusize);
317 <        if (wsum > FTINY)
318 <                scalecolor(acol, 1.0/wsum);
319 <        else if (makeambient(acol, r) == 0.0)
316 >        d = sumambient(acol, r, nrm, rdepth,
317 >                        &atrunk, thescene.cuorg, thescene.cusize);
318 >        if (d > FTINY) {
319 >                d = 1.0/d;
320 >                scalecolor(acol, d);
321 >                multcolor(aval, acol);
322 >                return;
323 >        }
324 >        rdepth++;                               /* need to cache new value */
325 >        ok = makeambient(acol, r, nrm, rdepth-1);
326 >        rdepth--;
327 >        if (ok) {
328 >                multcolor(aval, acol);          /* computed new value */
329 >                return;
330 >        }
331 > dumbamb:                                        /* return global value */
332 >        if ((ambvwt <= 0) | (navsum == 0)) {
333 >                multcolor(aval, ambval);
334 >                return;
335 >        }
336 >        l = bright(ambval);                     /* average in computations */
337 >        if (l > FTINY) {
338 >                d = (log(l)*(double)ambvwt + avsum) /
339 >                                (double)(ambvwt + navsum);
340 >                d = exp(d) / l;
341 >                scalecolor(aval, d);
342 >                multcolor(aval, ambval);        /* apply color of ambval */
343 >        } else {
344 >                d = exp( avsum / (double)navsum );
345 >                scalecolor(aval, d);            /* neutral color */
346 >        }
347 > }
348 >
349 >
350 > double
351 > sumambient(             /* get interpolated ambient value */
352 >        COLOR  acol,
353 >        RAY  *r,
354 >        FVECT  rn,
355 >        int  al,
356 >        AMBTREE  *at,
357 >        FVECT  c0,
358 >        double  s
359 > )
360 > {                       /* initial limit is 5 degrees plus ambacc radians */
361 >        const double    minangle = 5.0 * PI/180.;
362 >        const double    maxangle = (minangle+ambacc-PI/2.)*pow(r->rweight,0.13)
363 >                                        + PI/2.;
364 >        double          wsum = 0.0;
365 >        FVECT           ck0;
366 >        int             i, j;
367 >        AMBVAL          *av;
368 >                                        /* sum this node */
369 >        for (av = at->alist; av != NULL; av = av->next) {
370 >                double  d, delta_r2, delta_t2;
371 >                COLOR   ct;
372 >                FVECT   uvw[3];
373 >                                        /* record access */
374 >                if (tracktime)
375 >                        av->latick = ambclock;
376 >                /*
377 >                 *  Ambient level test
378 >                 */
379 >                if (av->lvl > al)       /* list sorted, so this works */
380 >                        break;
381 >                if (av->weight < 0.9*r->rweight)
382 >                        continue;
383 >                /*
384 >                 *  Direction test using unperturbed normal
385 >                 */
386 >                decodedir(uvw[2], av->ndir);
387 >                d = DOT(uvw[2], r->ron);
388 >                if (d <= 0.0)           /* >= 90 degrees */
389 >                        continue;
390 >                delta_r2 = 2.0 - 2.0*d; /* approx. radians^2 */
391 >                if (delta_r2 >= maxangle*maxangle)
392 >                        continue;
393 >                /*
394 >                 *  Elliptical radii test based on Hessian
395 >                 */
396 >                decodedir(uvw[0], av->udir);
397 >                VCROSS(uvw[1], uvw[2], uvw[0]);
398 >                VSUB(ck0, av->pos, r->rop);
399 >                d = DOT(ck0, uvw[0]) / av->rad[0];
400 >                delta_t2 = d*d;
401 >                d = DOT(ck0, uvw[1]) / av->rad[1];
402 >                delta_t2 += d*d;
403 >                if (delta_t2 >= qambacc*qambacc)
404 >                        continue;
405 >                /*
406 >                 *  Intersection behind test
407 >                 */
408 >                d = 0.0;
409 >                for (j = 0; j < 3; j++)
410 >                        d += (r->rop[j] - av->pos[j])*(uvw[2][j] + r->ron[j]);
411 >                if (d*0.5 < -minarad*qambacc-.001)
412 >                        continue;
413 >                /*
414 >                 *  Extrapolate value and compute final weight (hat function)
415 >                 */
416 >                extambient(ct, av, r->rop, rn, uvw);
417 >                d = tfunc(maxangle, sqrt(delta_r2), 0.0) *
418 >                        tfunc(qambacc, sqrt(delta_t2), 0.0);
419 >                scalecolor(ct, d);
420 >                addcolor(acol, ct);
421 >                wsum += d;
422 >        }
423 >        if (at->kid == NULL)
424 >                return(wsum);
425 >                                        /* sum children */
426 >        s *= 0.5;
427 >        for (i = 0; i < 8; i++) {
428 >                for (j = 0; j < 3; j++) {
429 >                        ck0[j] = c0[j];
430 >                        if (1<<j & i)
431 >                                ck0[j] += s;
432 >                        if (r->rop[j] < ck0[j] - OCTSCALE*s)
433 >                                break;
434 >                        if (r->rop[j] > ck0[j] + (1.0+OCTSCALE)*s)
435 >                                break;
436 >                }
437 >                if (j == 3)
438 >                        wsum += sumambient(acol, r, rn, al,
439 >                                                at->kid+i, ck0, s);
440 >        }
441 >        return(wsum);
442 > }
443 >
444 >
445 > int
446 > makeambient(            /* make a new ambient value for storage */
447 >        COLOR  acol,
448 >        RAY  *r,
449 >        FVECT  rn,
450 >        int  al
451 > )
452 > {
453 >        AMBVAL  amb;
454 >        FVECT   uvw[3];
455 >        int     i;
456 >
457 >        amb.weight = 1.0;                       /* compute weight */
458 >        for (i = al; i-- > 0; )
459 >                amb.weight *= AVGREFL;
460 >        if (r->rweight < 0.1*amb.weight)        /* heuristic override */
461 >                amb.weight = 1.25*r->rweight;
462 >        setcolor(acol, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
463 >                                                /* compute ambient */
464 >        i = doambient(acol, r, amb.weight, uvw, amb.rad, amb.gpos, amb.gdir);
465 >        scalecolor(acol, 1./AVGREFL);           /* undo assumed reflectance */
466 >        if (i <= 0 || amb.rad[0] <= FTINY)      /* no Hessian or zero radius */
467 >                return(i);
468 >                                                /* store value */
469 >        VCOPY(amb.pos, r->rop);
470 >        amb.ndir = encodedir(r->ron);
471 >        amb.udir = encodedir(uvw[0]);
472 >        amb.lvl = al;
473 >        copycolor(amb.val, acol);
474 >                                                /* insert into tree */
475 >        avsave(&amb);                           /* and save to file */
476 >        if (rn != r->ron) {                     /* texture */
477 >                VCOPY(uvw[2], r->ron);
478 >                extambient(acol, &amb, r->rop, rn, uvw);
479 >        }
480 >        return(1);
481 > }
482 >
483 >
484 > void
485 > extambient(             /* extrapolate value at pv, nv */
486 >        COLOR  cr,
487 >        AMBVAL   *ap,
488 >        FVECT  pv,
489 >        FVECT  nv,
490 >        FVECT  uvw[3]
491 > )
492 > {
493 >        static FVECT    my_uvw[3];
494 >        FVECT           v1;
495 >        int             i;
496 >        double          d = 1.0;        /* zeroeth order */
497 >
498 >        if (uvw == NULL) {              /* need local coordinates? */
499 >                decodedir(my_uvw[2], ap->ndir);
500 >                decodedir(my_uvw[0], ap->udir);
501 >                VCROSS(my_uvw[1], my_uvw[2], my_uvw[0]);
502 >                uvw = my_uvw;
503 >        }
504 >        for (i = 3; i--; )              /* gradient due to translation */
505 >                d += (pv[i] - ap->pos[i]) *
506 >                        (ap->gpos[0]*uvw[0][i] + ap->gpos[1]*uvw[1][i]);
507 >
508 >        VCROSS(v1, uvw[2], nv);         /* gradient due to rotation */
509 >        for (i = 3; i--; )
510 >                d += v1[i] * (ap->gdir[0]*uvw[0][i] + ap->gdir[1]*uvw[1][i]);
511 >        
512 >        if (d <= 0.0) {
513 >                setcolor(cr, 0.0, 0.0, 0.0);
514 >                return;
515 >        }
516 >        copycolor(cr, ap->val);
517 >        scalecolor(cr, d);
518 > }
519 >
520 >
521 > static void
522 > avinsert(                               /* insert ambient value in our tree */
523 >        AMBVAL *av
524 > )
525 > {
526 >        AMBTREE  *at;
527 >        AMBVAL  *ap;
528 >        AMBVAL  avh;
529 >        FVECT  ck0;
530 >        double  s;
531 >        int  branch;
532 >        int  i;
533 >
534 >        if (av->rad[0] <= FTINY)
535 >                error(CONSISTENCY, "zero ambient radius in avinsert");
536 >        at = &atrunk;
537 >        VCOPY(ck0, thescene.cuorg);
538 >        s = thescene.cusize;
539 >        while (s*(OCTSCALE/2) > av->rad[1]*qambacc) {
540 >                if (at->kid == NULL)
541 >                        if ((at->kid = newambtree()) == NULL)
542 >                                error(SYSTEM, "out of memory in avinsert");
543 >                s *= 0.5;
544 >                branch = 0;
545 >                for (i = 0; i < 3; i++)
546 >                        if (av->pos[i] > ck0[i] + s) {
547 >                                ck0[i] += s;
548 >                                branch |= 1 << i;
549 >                        }
550 >                at = at->kid + branch;
551 >        }
552 >        avh.next = at->alist;           /* order by increasing level */
553 >        for (ap = &avh; ap->next != NULL; ap = ap->next)
554 >                if (ap->next->lvl >= av->lvl)
555 >                        break;
556 >        av->next = ap->next;
557 >        ap->next = (AMBVAL*)av;
558 >        at->alist = avh.next;
559 > }
560 >
561 >
562 > #else /* ! NEWAMB */
563 >
564 > static double   sumambient(COLOR acol, RAY *r, FVECT rn, int al,
565 >                                AMBTREE *at, FVECT c0, double s);
566 > static double   makeambient(COLOR acol, RAY *r, FVECT rn, int al);
567 > static void     extambient(COLOR cr, AMBVAL *ap, FVECT pv, FVECT nv);
568 >
569 >
570 > void
571 > multambient(            /* compute ambient component & multiply by coef. */
572 >        COLOR  aval,
573 >        RAY  *r,
574 >        FVECT  nrm
575 > )
576 > {
577 >        static int  rdepth = 0;                 /* ambient recursion */
578 >        COLOR   acol;
579 >        double  d, l;
580 >
581 >        if (ambdiv <= 0)                        /* no ambient calculation */
582                  goto dumbamb;
583 <        goto done;
583 >                                                /* check number of bounces */
584 >        if (rdepth >= ambounce)
585 >                goto dumbamb;
586 >                                                /* check ambient list */
587 >        if (ambincl != -1 && r->ro != NULL &&
588 >                        ambincl != inset(ambset, r->ro->omod))
589 >                goto dumbamb;
590  
591 < dumbamb:                                        /* return global value */
592 <        copycolor(acol, ambval);
593 < done:                                           /* must finish here! */
591 >        if (ambacc <= FTINY) {                  /* no ambient storage */
592 >                copycolor(acol, aval);
593 >                rdepth++;
594 >                d = doambient(acol, r, r->rweight, NULL, NULL);
595 >                rdepth--;
596 >                if (d <= FTINY)
597 >                        goto dumbamb;
598 >                copycolor(aval, acol);
599 >                return;
600 >        }
601 >
602 >        if (tracktime)                          /* sort to minimize thrashing */
603 >                sortambvals(0);
604 >                                                /* interpolate ambient value */
605 >        setcolor(acol, 0.0, 0.0, 0.0);
606 >        d = sumambient(acol, r, nrm, rdepth,
607 >                        &atrunk, thescene.cuorg, thescene.cusize);
608 >        if (d > FTINY) {
609 >                d = 1.0/d;
610 >                scalecolor(acol, d);
611 >                multcolor(aval, acol);
612 >                return;
613 >        }
614 >        rdepth++;                               /* need to cache new value */
615 >        d = makeambient(acol, r, nrm, rdepth-1);
616          rdepth--;
617 +        if (d > FTINY) {
618 +                multcolor(aval, acol);          /* got new value */
619 +                return;
620 +        }
621 + dumbamb:                                        /* return global value */
622 +        if ((ambvwt <= 0) | (navsum == 0)) {
623 +                multcolor(aval, ambval);
624 +                return;
625 +        }
626 +        l = bright(ambval);                     /* average in computations */
627 +        if (l > FTINY) {
628 +                d = (log(l)*(double)ambvwt + avsum) /
629 +                                (double)(ambvwt + navsum);
630 +                d = exp(d) / l;
631 +                scalecolor(aval, d);
632 +                multcolor(aval, ambval);        /* apply color of ambval */
633 +        } else {
634 +                d = exp( avsum / (double)navsum );
635 +                scalecolor(aval, d);            /* neutral color */
636 +        }
637   }
638  
639  
640 < double
641 < sumambient(acol, r, at, c0, s)          /* get interpolated ambient value */
642 < COLOR  acol;
643 < register RAY  *r;
644 < AMBTREE  *at;
645 < FVECT  c0;
646 < double  s;
640 > static double
641 > sumambient(     /* get interpolated ambient value */
642 >        COLOR  acol,
643 >        RAY  *r,
644 >        FVECT  rn,
645 >        int  al,
646 >        AMBTREE  *at,
647 >        FVECT  c0,
648 >        double  s
649 > )
650   {
651 <        extern double  sqrt();
167 <        double  d, e1, e2, wt, wsum;
651 >        double  d, e1, e2, wt, wsum;
652          COLOR  ct;
653          FVECT  ck0;
654          int  i;
655 <        register int  j;
656 <        register AMBVAL  *av;
657 <                                        /* do this node */
655 >        int  j;
656 >        AMBVAL   *av;
657 >
658          wsum = 0.0;
659 +                                        /* do this node */
660          for (av = at->alist; av != NULL; av = av->next) {
661 +                double  rn_dot = -2.0;
662 +                if (tracktime)
663 +                        av->latick = ambclock;
664                  /*
665 <                 *  Ray strength test.
665 >                 *  Ambient level test.
666                   */
667 <                if (av->lvl > r->rlvl || av->weight < r->rweight-FTINY)
667 >                if (av->lvl > al)       /* list sorted, so this works */
668 >                        break;
669 >                if (av->weight < 0.9*r->rweight)
670                          continue;
671                  /*
672                   *  Ambient radius test.
673                   */
674 <                e1 = 0.0;
675 <                for (j = 0; j < 3; j++) {
186 <                        d = av->pos[j] - r->rop[j];
187 <                        e1 += d * d;
188 <                }
189 <                e1 /= av->rad * av->rad;
674 >                VSUB(ck0, av->pos, r->rop);
675 >                e1 = DOT(ck0, ck0) / (av->rad * av->rad);
676                  if (e1 > ambacc*ambacc*1.21)
677                          continue;
678                  /*
679 <                 *  Normal direction test.
679 >                 *  Direction test using closest normal.
680                   */
681 <                e2 = (1.0 - DOT(av->dir, r->ron)) * r->rweight;
682 <                if (e2 < 0.0) e2 = 0.0;
683 <                if (e1 + e2 > ambacc*ambacc*1.21)
681 >                d = DOT(av->dir, r->ron);
682 >                if (rn != r->ron) {
683 >                        rn_dot = DOT(av->dir, rn);
684 >                        if (rn_dot > 1.0-FTINY)
685 >                                rn_dot = 1.0-FTINY;
686 >                        if (rn_dot >= d-FTINY) {
687 >                                d = rn_dot;
688 >                                rn_dot = -2.0;
689 >                        }
690 >                }
691 >                e2 = (1.0 - d) * r->rweight;
692 >                if (e2 < 0.0)
693 >                        e2 = 0.0;
694 >                else if (e1 + e2 > ambacc*ambacc*1.21)
695                          continue;
696                  /*
697                   *  Ray behind test.
# Line 203 | Line 700 | double  s;
700                  for (j = 0; j < 3; j++)
701                          d += (r->rop[j] - av->pos[j]) *
702                                          (av->dir[j] + r->ron[j]);
703 <                if (d < -minarad)
703 >                if (d*0.5 < -minarad*ambacc-.001)
704                          continue;
705                  /*
706                   *  Jittering final test reduces image artifacts.
707                   */
708 <                wt = sqrt(e1) + sqrt(e2);
709 <                wt *= .9 + .2*frandom();
710 <                if (wt > ambacc)
708 >                e1 = sqrt(e1);
709 >                e2 = sqrt(e2);
710 >                wt = e1 + e2;
711 >                if (wt > ambacc*(.9+.2*urand(9015+samplendx)))
712                          continue;
713 +                /*
714 +                 *  Recompute directional error using perturbed normal
715 +                 */
716 +                if (rn_dot > 0.0) {
717 +                        e2 = sqrt((1.0 - rn_dot)*r->rweight);
718 +                        wt = e1 + e2;
719 +                }
720                  if (wt <= 1e-3)
721                          wt = 1e3;
722                  else
723                          wt = 1.0 / wt;
724                  wsum += wt;
725 <                copycolor(ct, av->val);
725 >                extambient(ct, av, r->rop, rn);
726                  scalecolor(ct, wt);
727                  addcolor(acol, ct);
728          }
# Line 236 | Line 741 | double  s;
741                                  break;
742                  }
743                  if (j == 3)
744 <                        wsum += sumambient(acol, r, at->kid+i, ck0, s);
744 >                        wsum += sumambient(acol, r, rn, al,
745 >                                                at->kid+i, ck0, s);
746          }
747          return(wsum);
748   }
749  
750  
751 < double
752 < makeambient(acol, r)            /* make a new ambient value */
753 < COLOR  acol;
754 < register RAY  *r;
751 > static double
752 > makeambient(            /* make a new ambient value for storage */
753 >        COLOR  acol,
754 >        RAY  *r,
755 >        FVECT  rn,
756 >        int  al
757 > )
758   {
759 <        AMBVAL  amb;
759 >        AMBVAL  amb;
760 >        FVECT   gp, gd;
761 >        int     i;
762  
763 <        amb.rad = doambient(acol, r);           /* compute ambient */
764 <        if (amb.rad == 0.0)
763 >        amb.weight = 1.0;                       /* compute weight */
764 >        for (i = al; i-- > 0; )
765 >                amb.weight *= AVGREFL;
766 >        if (r->rweight < 0.1*amb.weight)        /* heuristic override */
767 >                amb.weight = 1.25*r->rweight;
768 >        setcolor(acol, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
769 >                                                /* compute ambient */
770 >        amb.rad = doambient(acol, r, amb.weight, gp, gd);
771 >        if (amb.rad <= FTINY) {
772 >                setcolor(acol, 0.0, 0.0, 0.0);
773                  return(0.0);
774 <                                                /* store it */
774 >        }
775 >        scalecolor(acol, 1./AVGREFL);           /* undo assumed reflectance */
776 >                                                /* store value */
777          VCOPY(amb.pos, r->rop);
778          VCOPY(amb.dir, r->ron);
779 <        amb.lvl = r->rlvl;
259 <        amb.weight = r->rweight;
779 >        amb.lvl = al;
780          copycolor(amb.val, acol);
781 +        VCOPY(amb.gpos, gp);
782 +        VCOPY(amb.gdir, gd);
783                                                  /* insert into tree */
784 <        avinsert(&amb, &atrunk, thescene.cuorg, thescene.cusize);
785 <        avsave(&amb);                           /* write to file */
784 >        avsave(&amb);                           /* and save to file */
785 >        if (rn != r->ron)
786 >                extambient(acol, &amb, r->rop, rn);     /* texture */
787          return(amb.rad);
788   }
789  
790  
791 < double
792 < doambient(acol, r)                      /* compute ambient component */
793 < COLOR  acol;
794 < register RAY  *r;
791 > static void
792 > extambient(             /* extrapolate value at pv, nv */
793 >        COLOR  cr,
794 >        AMBVAL   *ap,
795 >        FVECT  pv,
796 >        FVECT  nv
797 > )
798   {
799 <        extern int  ambcmp();
800 <        extern double  sin(), cos(), sqrt();
801 <        double  phi, xd, yd, zd;
276 <        double  b, b2;
277 <        register AMBSAMP  *div;
278 <        AMBSAMP  dnew;
279 <        RAY  ar;
280 <        FVECT  ux, uy;
281 <        double  arad;
282 <        int  ndivs, nt, np, ns, ne, i, j;
283 <        register int  k;
799 >        FVECT  v1;
800 >        int  i;
801 >        double  d;
802  
803 <        setcolor(acol, 0.0, 0.0, 0.0);
804 <                                        /* set number of divisions */
805 <        nt = sqrt(ambdiv * r->rweight * 0.5) + 0.5;
806 <        np = 2 * nt;
807 <        ndivs = nt * np;
808 <                                        /* check first */
809 <        if (ndivs == 0 || rayorigin(&ar, r, AMBIENT, 0.5) < 0)
810 <                return(0.0);
811 <                                        /* set number of super-samples */
812 <        ns = ambssamp * r->rweight + 0.5;
295 <        if (ns > 0) {
296 <                div = (AMBSAMP *)malloc(ndivs*sizeof(AMBSAMP));
297 <                if (div == NULL)
298 <                        error(SYSTEM, "out of memory in doambient");
803 >        d = 1.0;                        /* zeroeth order */
804 >                                        /* gradient due to translation */
805 >        for (i = 0; i < 3; i++)
806 >                d += ap->gpos[i]*(pv[i]-ap->pos[i]);
807 >                                        /* gradient due to rotation */
808 >        VCROSS(v1, ap->dir, nv);
809 >        d += DOT(ap->gdir, v1);
810 >        if (d <= 0.0) {
811 >                setcolor(cr, 0.0, 0.0, 0.0);
812 >                return;
813          }
814 <                                        /* make axes */
815 <        uy[0] = uy[1] = uy[2] = 0.0;
816 <        for (k = 0; k < 3; k++)
817 <                if (r->ron[k] < 0.6 && r->ron[k] > -0.6)
814 >        copycolor(cr, ap->val);
815 >        scalecolor(cr, d);
816 > }
817 >
818 >
819 > static void
820 > avinsert(                               /* insert ambient value in our tree */
821 >        AMBVAL *av
822 > )
823 > {
824 >        AMBTREE  *at;
825 >        AMBVAL  *ap;
826 >        AMBVAL  avh;
827 >        FVECT  ck0;
828 >        double  s;
829 >        int  branch;
830 >        int  i;
831 >
832 >        if (av->rad <= FTINY)
833 >                error(CONSISTENCY, "zero ambient radius in avinsert");
834 >        at = &atrunk;
835 >        VCOPY(ck0, thescene.cuorg);
836 >        s = thescene.cusize;
837 >        while (s*(OCTSCALE/2) > av->rad*ambacc) {
838 >                if (at->kid == NULL)
839 >                        if ((at->kid = newambtree()) == NULL)
840 >                                error(SYSTEM, "out of memory in avinsert");
841 >                s *= 0.5;
842 >                branch = 0;
843 >                for (i = 0; i < 3; i++)
844 >                        if (av->pos[i] > ck0[i] + s) {
845 >                                ck0[i] += s;
846 >                                branch |= 1 << i;
847 >                        }
848 >                at = at->kid + branch;
849 >        }
850 >        avh.next = at->alist;           /* order by increasing level */
851 >        for (ap = &avh; ap->next != NULL; ap = ap->next)
852 >                if (ap->next->lvl >= av->lvl)
853                          break;
854 <        uy[k] = 1.0;
855 <        fcross(ux, r->ron, uy);
856 <        normalize(ux);
857 <        fcross(uy, ux, r->ron);
858 <                                                /* sample divisions */
859 <        arad = 0.0;
860 <        ne = 0;
861 <        for (i = 0; i < nt; i++)
862 <                for (j = 0; j < np; j++) {
863 <                        rayorigin(&ar, r, AMBIENT, 0.5);        /* pretested */
864 <                        zd = sqrt((i+frandom())/nt);
865 <                        phi = 2.0*PI * (j+frandom())/np;
866 <                        xd = cos(phi) * zd;
867 <                        yd = sin(phi) * zd;
868 <                        zd = sqrt(1.0 - zd*zd);
869 <                        for (k = 0; k < 3; k++)
870 <                                ar.rdir[k] = xd*ux[k]+yd*uy[k]+zd*r->ron[k];
871 <                        rayvalue(&ar);
872 <                        if (ar.rot < FHUGE)
873 <                                arad += 1.0 / ar.rot;
874 <                        if (ns > 0) {                   /* save division */
875 <                                div[ne].k = 0.0;
876 <                                copycolor(div[ne].v, ar.rcol);
877 <                                div[ne].n = 0;
878 <                                div[ne].t = i; div[ne].p = j;
879 <                                                        /* sum errors */
880 <                                b = bright(ar.rcol);
881 <                                if (i > 0) {            /* from above */
882 <                                        b2 = bright(div[ne-np].v) - b;
883 <                                        b2 *= b2 * 0.25;
884 <                                        div[ne].k += b2;
885 <                                        div[ne].n++;
886 <                                        div[ne-np].k += b2;
887 <                                        div[ne-np].n++;
888 <                                }
889 <                                if (j > 0) {            /* from behind */
890 <                                        b2 = bright(div[ne-1].v) - b;
891 <                                        b2 *= b2 * 0.25;
892 <                                        div[ne].k += b2;
893 <                                        div[ne].n++;
894 <                                        div[ne-1].k += b2;
895 <                                        div[ne-1].n++;
896 <                                }
897 <                                if (j == np-1) {        /* around */
898 <                                        b2 = bright(div[ne-(np-1)].v) - b;
899 <                                        b2 *= b2 * 0.25;
900 <                                        div[ne].k += b2;
901 <                                        div[ne].n++;
902 <                                        div[ne-(np-1)].k += b2;
903 <                                        div[ne-(np-1)].n++;
904 <                                }
905 <                                ne++;
906 <                        } else
907 <                                addcolor(acol, ar.rcol);
908 <                }
909 <        for (k = 0; k < ne; k++) {              /* compute errors */
910 <                if (div[k].n > 1)
911 <                        div[k].k /= div[k].n;
912 <                div[k].n = 1;
854 >        av->next = ap->next;
855 >        ap->next = (AMBVAL*)av;
856 >        at->alist = avh.next;
857 > }
858 >
859 > #endif  /* ! NEWAMB */
860 >
861 > /************* FOLLOWING ROUTINES SAME FOR NEW & OLD METHODS ***************/
862 >
863 > static void
864 > initambfile(            /* initialize ambient file */
865 >        int  cre8
866 > )
867 > {
868 >        extern char  *progname, *octname;
869 >        static char  *mybuf = NULL;
870 >
871 > #ifdef  F_SETLKW
872 >        aflock(cre8 ? F_WRLCK : F_RDLCK);
873 > #endif
874 >        SET_FILE_BINARY(ambfp);
875 >        if (mybuf == NULL)
876 >                mybuf = (char *)bmalloc(BUFSIZ+8);
877 >        setbuf(ambfp, mybuf);
878 >        if (cre8) {                     /* new file */
879 >                newheader("RADIANCE", ambfp);
880 >                fprintf(ambfp, "%s -av %g %g %g -aw %d -ab %d -aa %g ",
881 >                                progname, colval(ambval,RED),
882 >                                colval(ambval,GRN), colval(ambval,BLU),
883 >                                ambvwt, ambounce, ambacc);
884 >                fprintf(ambfp, "-ad %d -as %d -ar %d ",
885 >                                ambdiv, ambssamp, ambres);
886 >                if (octname != NULL)
887 >                        fputs(octname, ambfp);
888 >                fputc('\n', ambfp);
889 >                fprintf(ambfp, "SOFTWARE= %s\n", VersionID);
890 >                fputnow(ambfp);
891 >                fputformat(AMBFMT, ambfp);
892 >                fputc('\n', ambfp);
893 >                putambmagic(ambfp);
894 >        } else if (checkheader(ambfp, AMBFMT, NULL) < 0 || !hasambmagic(ambfp))
895 >                error(USER, "bad ambient file");
896 > }
897 >
898 >
899 > static void
900 > avsave(                         /* insert and save an ambient value */
901 >        AMBVAL  *av
902 > )
903 > {
904 >        avinsert(avstore(av));
905 >        if (ambfp == NULL)
906 >                return;
907 >        if (writambval(av, ambfp) < 0)
908 >                goto writerr;
909 >        if (++nunflshed >= AMBFLUSH)
910 >                if (ambsync() == EOF)
911 >                        goto writerr;
912 >        return;
913 > writerr:
914 >        error(SYSTEM, "error writing to ambient file");
915 > }
916 >
917 >
918 > static AMBVAL *
919 > avstore(                                /* allocate memory and store aval */
920 >        AMBVAL  *aval
921 > )
922 > {
923 >        AMBVAL  *av;
924 >        double  d;
925 >
926 >        if ((av = newambval()) == NULL)
927 >                error(SYSTEM, "out of memory in avstore");
928 >        *av = *aval;
929 >        av->latick = ambclock;
930 >        av->next = NULL;
931 >        nambvals++;
932 >        d = bright(av->val);
933 >        if (d > FTINY) {                /* add to log sum for averaging */
934 >                avsum += log(d);
935 >                navsum++;
936          }
937 <                                                /* sort the divisions */
938 <        qsort(div, ne, sizeof(AMBSAMP), ambcmp);
939 <                                                /* skim excess */
940 <        while (ne > ns) {
941 <                ne--;
942 <                addcolor(acol, div[ne].v);
937 >        return(av);
938 > }
939 >
940 >
941 > #define ATALLOCSZ       512             /* #/8 trees to allocate at once */
942 >
943 > static AMBTREE  *atfreelist = NULL;     /* free ambient tree structures */
944 >
945 >
946 > static AMBTREE *
947 > newambtree(void)                                /* allocate 8 ambient tree structs */
948 > {
949 >        AMBTREE  *atp, *upperlim;
950 >
951 >        if (atfreelist == NULL) {       /* get more nodes */
952 >                atfreelist = (AMBTREE *)malloc(ATALLOCSZ*8*sizeof(AMBTREE));
953 >                if (atfreelist == NULL)
954 >                        return(NULL);
955 >                                        /* link new free list */
956 >                upperlim = atfreelist + 8*(ATALLOCSZ-1);
957 >                for (atp = atfreelist; atp < upperlim; atp += 8)
958 >                        atp->kid = atp + 8;
959 >                atp->kid = NULL;
960          }
961 <                                                /* super-sample */
962 <        for (i = ns; i > 0; i--) {
963 <                rayorigin(&ar, r, AMBIENT, 0.5);        /* pretested */
964 <                zd = sqrt((div[0].t+frandom())/nt);
965 <                phi = 2.0*PI * (div[0].p+frandom())/np;
377 <                xd = cos(phi) * zd;
378 <                yd = sin(phi) * zd;
379 <                zd = sqrt(1.0 - zd*zd);
380 <                for (k = 0; k < 3; k++)
381 <                        ar.rdir[k] = xd*ux[k]+yd*uy[k]+zd*r->ron[k];
382 <                rayvalue(&ar);
383 <                if (ar.rot < FHUGE)
384 <                        arad += 1.0 / ar.rot;
385 <                                                /* recompute error */
386 <                copycolor(dnew.v, div[0].v);
387 <                addcolor(dnew.v, ar.rcol);
388 <                dnew.n = div[0].n + 1;
389 <                dnew.t = div[0].t; dnew.p = div[0].p;
390 <                b2 = bright(dnew.v)/dnew.n - bright(ar.rcol);
391 <                b2 = b2*b2 + div[0].k*(div[0].n*div[0].n);
392 <                dnew.k = b2/(dnew.n*dnew.n);
393 <                                                /* reinsert */
394 <                for (k = 0; k < ne-1 && dnew.k < div[k+1].k; k++)
395 <                        bcopy(&div[k+1], &div[k], sizeof(AMBSAMP));
396 <                bcopy(&dnew, &div[k], sizeof(AMBSAMP));
961 >        atp = atfreelist;
962 >        atfreelist = atp->kid;
963 >        memset((char *)atp, '\0', 8*sizeof(AMBTREE));
964 >        return(atp);
965 > }
966  
967 <                if (ne >= i) {          /* extract darkest division */
968 <                        ne--;
969 <                        if (div[ne].n > 1)
970 <                                scalecolor(div[ne].v, 1.0/div[ne].n);
971 <                        addcolor(acol, div[ne].v);
972 <                }
967 >
968 > static void
969 > freeambtree(                    /* free 8 ambient tree structs */
970 >        AMBTREE  *atp
971 > )
972 > {
973 >        atp->kid = atfreelist;
974 >        atfreelist = atp;
975 > }
976 >
977 >
978 > static void
979 > unloadatree(                    /* unload an ambient value tree */
980 >        AMBTREE  *at,
981 >        unloadtf_t *f
982 > )
983 > {
984 >        AMBVAL  *av;
985 >        int  i;
986 >                                        /* transfer values at this node */
987 >        for (av = at->alist; av != NULL; av = at->alist) {
988 >                at->alist = av->next;
989 >                (*f)(av);
990          }
991 <        scalecolor(acol, 1.0/ndivs);
992 <        if (arad <= FTINY)
993 <                arad = FHUGE;
994 <        else
995 <                arad = (ndivs+ns) / arad / sqrt(r->rweight);
996 <        if (arad > maxarad)
411 <                arad = maxarad;
412 <        else if (arad < minarad)
413 <                arad = minarad;
414 <        if (ns > 0)
415 <                free((char *)div);
416 <        return(arad);
991 >        if (at->kid == NULL)
992 >                return;
993 >        for (i = 0; i < 8; i++)         /* transfer and free children */
994 >                unloadatree(at->kid+i, f);
995 >        freeambtree(at->kid);
996 >        at->kid = NULL;
997   }
998  
999  
1000 + static struct avl {
1001 +        AMBVAL  *p;
1002 +        unsigned long   t;
1003 + }       *avlist1;                       /* ambient value list with ticks */
1004 + static AMBVAL   **avlist2;              /* memory positions for sorting */
1005 + static int      i_avlist;               /* index for lists */
1006 +
1007 + static int alatcmp(const void *av1, const void *av2);
1008 +
1009 + static void
1010 + avfree(AMBVAL *av)
1011 + {
1012 +        free(av);
1013 + }
1014 +
1015 + static void
1016 + av2list(
1017 +        AMBVAL *av
1018 + )
1019 + {
1020 + #ifdef DEBUG
1021 +        if (i_avlist >= nambvals)
1022 +                error(CONSISTENCY, "too many ambient values in av2list1");
1023 + #endif
1024 +        avlist1[i_avlist].p = avlist2[i_avlist] = (AMBVAL*)av;
1025 +        avlist1[i_avlist++].t = av->latick;
1026 + }
1027 +
1028 +
1029   static int
1030 < ambcmp(d1, d2)                          /* decreasing order */
1031 < AMBSAMP  *d1, *d2;
1030 > alatcmp(                        /* compare ambient values for MRA */
1031 >        const void *av1,
1032 >        const void *av2
1033 > )
1034   {
1035 <        if (d1->k < d2->k)
1036 <                return(1);
1037 <        if (d1->k > d2->k)
1035 >        long  lc = ((struct avl *)av2)->t - ((struct avl *)av1)->t;
1036 >        return(lc<0 ? -1 : lc>0 ? 1 : 0);
1037 > }
1038 >
1039 >
1040 > /* GW NOTE 2002/10/3:
1041 > * I used to compare AMBVAL pointers, but found that this was the
1042 > * cause of a serious consistency error with gcc, since the optimizer
1043 > * uses some dangerous trick in pointer subtraction that
1044 > * assumes pointers differ by exact struct size increments.
1045 > */
1046 > static int
1047 > aposcmp(                        /* compare ambient value positions */
1048 >        const void      *avp1,
1049 >        const void      *avp2
1050 > )
1051 > {
1052 >        long    diff = *(char * const *)avp1 - *(char * const *)avp2;
1053 >        if (diff < 0)
1054                  return(-1);
1055 <        return(0);
1055 >        return(diff > 0);
1056   }
1057  
1058  
1059 < static
1060 < avsave(av)                              /* save an ambient value */
1061 < AMBVAL  *av;
1059 > static int
1060 > avlmemi(                                /* find list position from address */
1061 >        AMBVAL  *avaddr
1062 > )
1063   {
1064 < #ifdef  AMBFLUSH
1065 <        static int  nunflshed = 0;
1066 < #endif
1067 <        if (ambfp == NULL)
1064 >        AMBVAL  **avlpp;
1065 >
1066 >        avlpp = (AMBVAL **)bsearch((char *)&avaddr, (char *)avlist2,
1067 >                        nambvals, sizeof(AMBVAL *), &aposcmp);
1068 >        if (avlpp == NULL)
1069 >                error(CONSISTENCY, "address not found in avlmemi");
1070 >        return(avlpp - avlist2);
1071 > }
1072 >
1073 >
1074 > static void
1075 > sortambvals(                    /* resort ambient values */
1076 >        int     always
1077 > )
1078 > {
1079 >        AMBTREE  oldatrunk;
1080 >        AMBVAL  tav, *tap, *pnext;
1081 >        int     i, j;
1082 >                                        /* see if it's time yet */
1083 >        if (!always && (ambclock++ < lastsort+sortintvl ||
1084 >                        nambvals < SORT_THRESH))
1085                  return;
1086 <        if (fwrite(av, sizeof(AMBVAL), 1, ambfp) != 1)
1087 <                goto writerr;
1088 < #ifdef  AMBFLUSH
1089 <        if (++nunflshed >= AMBFLUSH) {
1090 <                if (fflush(ambfp) == EOF)
1091 <                        goto writerr;
1092 <                nunflshed = 0;
1086 >        /*
1087 >         * The idea here is to minimize memory thrashing
1088 >         * in VM systems by improving reference locality.
1089 >         * We do this by periodically sorting our stored ambient
1090 >         * values in memory in order of most recently to least
1091 >         * recently accessed.  This ordering was chosen so that new
1092 >         * ambient values (which tend to be less important) go into
1093 >         * higher memory with the infrequently accessed values.
1094 >         *      Since we expect our values to need sorting less
1095 >         * frequently as the process continues, we double our
1096 >         * waiting interval after each call.
1097 >         *      This routine is also called by setambacc() with
1098 >         * the "always" parameter set to 1 so that the ambient
1099 >         * tree will be rebuilt with the new accuracy parameter.
1100 >         */
1101 >        if (tracktime) {                /* allocate pointer arrays to sort */
1102 >                avlist2 = (AMBVAL **)malloc(nambvals*sizeof(AMBVAL *));
1103 >                avlist1 = (struct avl *)malloc(nambvals*sizeof(struct avl));
1104 >        } else {
1105 >                avlist2 = NULL;
1106 >                avlist1 = NULL;
1107          }
1108 +        if (avlist1 == NULL) {          /* no time tracking -- rebuild tree? */
1109 +                if (avlist2 != NULL)
1110 +                        free((void *)avlist2);
1111 +                if (always) {           /* rebuild without sorting */
1112 +                        oldatrunk = atrunk;
1113 +                        atrunk.alist = NULL;
1114 +                        atrunk.kid = NULL;
1115 +                        unloadatree(&oldatrunk, &avinsert);
1116 +                }
1117 +        } else {                        /* sort memory by last access time */
1118 +                /*
1119 +                 * Sorting memory is tricky because it isn't contiguous.
1120 +                 * We have to sort an array of pointers by MRA and also
1121 +                 * by memory position.  We then copy values in "loops"
1122 +                 * to minimize memory hits.  Nevertheless, we will visit
1123 +                 * everyone at least twice, and this is an expensive process
1124 +                 * when we're thrashing, which is when we need to do it.
1125 +                 */
1126 + #ifdef DEBUG
1127 +                sprintf(errmsg, "sorting %u ambient values at ambclock=%lu...",
1128 +                                nambvals, ambclock);
1129 +                eputs(errmsg);
1130   #endif
1131 <        return;
1132 < writerr:
1133 <        error(SYSTEM, "error writing ambient file");
1131 >                i_avlist = 0;
1132 >                unloadatree(&atrunk, &av2list); /* empty current tree */
1133 > #ifdef DEBUG
1134 >                if (i_avlist < nambvals)
1135 >                        error(CONSISTENCY, "missing ambient values in sortambvals");
1136 > #endif
1137 >                qsort((char *)avlist1, nambvals, sizeof(struct avl), &alatcmp);
1138 >                qsort((char *)avlist2, nambvals, sizeof(AMBVAL *), &aposcmp);
1139 >                for (i = 0; i < nambvals; i++) {
1140 >                        if (avlist1[i].p == NULL)
1141 >                                continue;
1142 >                        tap = avlist2[i];
1143 >                        tav = *tap;
1144 >                        for (j = i; (pnext = avlist1[j].p) != tap;
1145 >                                        j = avlmemi(pnext)) {
1146 >                                *(avlist2[j]) = *pnext;
1147 >                                avinsert(avlist2[j]);
1148 >                                avlist1[j].p = NULL;
1149 >                        }
1150 >                        *(avlist2[j]) = tav;
1151 >                        avinsert(avlist2[j]);
1152 >                        avlist1[j].p = NULL;
1153 >                }
1154 >                free((void *)avlist1);
1155 >                free((void *)avlist2);
1156 >                                                /* compute new sort interval */
1157 >                sortintvl = ambclock - lastsort;
1158 >                if (sortintvl >= MAX_SORT_INTVL/2)
1159 >                        sortintvl = MAX_SORT_INTVL;
1160 >                else
1161 >                        sortintvl <<= 1;        /* wait twice as long next */
1162 > #ifdef DEBUG
1163 >                eputs("done\n");
1164 > #endif
1165 >        }
1166 >        if (ambclock >= MAXACLOCK)
1167 >                ambclock = MAXACLOCK/2;
1168 >        lastsort = ambclock;
1169   }
1170  
1171  
1172 < static
1173 < avinsert(aval, at, c0, s)               /* insert ambient value in a tree */
1174 < AMBVAL  *aval;
1175 < register AMBTREE  *at;
1176 < FVECT  c0;
1177 < double  s;
1172 > #ifdef  F_SETLKW
1173 >
1174 > static void
1175 > aflock(                 /* lock/unlock ambient file */
1176 >        int  typ
1177 > )
1178   {
1179 <        FVECT  ck0;
464 <        int  branch;
465 <        register AMBVAL  *av;
466 <        register int  i;
1179 >        static struct flock  fls;       /* static so initialized to zeroes */
1180  
1181 <        if ((av = newambval()) == NULL)
1182 <                goto memerr;
1183 <        bcopy(aval, av, sizeof(AMBVAL));
1184 <        VCOPY(ck0, c0);
1185 <        while (s*(OCTSCALE/2) > av->rad*ambacc) {
1186 <                if (at->kid == NULL)
1187 <                        if ((at->kid = newambtree()) == NULL)
1188 <                                goto memerr;
1189 <                s *= 0.5;
1190 <                branch = 0;
1191 <                for (i = 0; i < 3; i++)
1192 <                        if (av->pos[i] > ck0[i] + s) {
1193 <                                ck0[i] += s;
1194 <                                branch |= 1 << i;
1181 >        if (typ == fls.l_type)          /* already called? */
1182 >                return;
1183 >        fls.l_type = typ;
1184 >        if (fcntl(fileno(ambfp), F_SETLKW, &fls) < 0)
1185 >                error(SYSTEM, "cannot (un)lock ambient file");
1186 > }
1187 >
1188 >
1189 > int
1190 > ambsync(void)                   /* synchronize ambient file */
1191 > {
1192 >        long  flen;
1193 >        AMBVAL  avs;
1194 >        int  n;
1195 >
1196 >        if (ambfp == NULL)      /* no ambient file? */
1197 >                return(0);
1198 >                                /* gain appropriate access */
1199 >        aflock(nunflshed ? F_WRLCK : F_RDLCK);
1200 >                                /* see if file has grown */
1201 >        if ((flen = lseek(fileno(ambfp), (off_t)0, SEEK_END)) < 0)
1202 >                goto seekerr;
1203 >        if ((n = flen - lastpos) > 0) {         /* file has grown */
1204 >                if (ambinp == NULL) {           /* use duplicate filedes */
1205 >                        ambinp = fdopen(dup(fileno(ambfp)), "r");
1206 >                        if (ambinp == NULL)
1207 >                                error(SYSTEM, "fdopen failed in ambsync");
1208 >                }
1209 >                if (fseek(ambinp, lastpos, SEEK_SET) < 0)
1210 >                        goto seekerr;
1211 >                while (n >= AMBVALSIZ) {        /* load contributed values */
1212 >                        if (!readambval(&avs, ambinp)) {
1213 >                                sprintf(errmsg,
1214 >                        "ambient file \"%s\" corrupted near character %ld",
1215 >                                                ambfile, flen - n);
1216 >                                error(WARNING, errmsg);
1217 >                                break;
1218                          }
1219 <                at = at->kid + branch;
1219 >                        avinsert(avstore(&avs));
1220 >                        n -= AMBVALSIZ;
1221 >                }
1222 >                lastpos = flen - n;
1223 >                /*** seek always as safety measure
1224 >                if (n) ***/                     /* alignment */
1225 >                        if (lseek(fileno(ambfp), (off_t)lastpos, SEEK_SET) < 0)
1226 >                                goto seekerr;
1227          }
1228 <        av->next = at->alist;
1229 <        at->alist = av;
1230 <        return;
1231 < memerr:
1232 <        error(SYSTEM, "out of memory in avinsert");
1228 >        n = fflush(ambfp);                      /* calls write() at last */
1229 >        if (n != EOF)
1230 >                lastpos += (long)nunflshed*AMBVALSIZ;
1231 >        else if ((lastpos = lseek(fileno(ambfp), (off_t)0, SEEK_CUR)) < 0)
1232 >                goto seekerr;
1233 >                
1234 >        aflock(F_UNLCK);                        /* release file */
1235 >        nunflshed = 0;
1236 >        return(n);
1237 > seekerr:
1238 >        error(SYSTEM, "seek failed in ambsync");
1239 >        return -1; /* pro forma return */
1240   }
1241 +
1242 + #else   /* ! F_SETLKW */
1243 +
1244 + int
1245 + ambsync(void)                   /* flush ambient file */
1246 + {
1247 +        if (ambfp == NULL)
1248 +                return(0);
1249 +        nunflshed = 0;
1250 +        return(fflush(ambfp));
1251 + }
1252 +
1253 + #endif  /* ! F_SETLKW */

Diff Legend

Removed lines
+ Added lines
< Changed lines
> Changed lines