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

Comparing ray/src/rt/ambient.c (file contents):
Revision 2.85 by greg, Tue May 6 17:15:11 2014 UTC vs.
Revision 2.117 by greg, Sat Jan 28 19:08:56 2023 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)) */
23   #endif
24  
25 – extern char  *shm_boundary;     /* memory sharing boundary */
26 –
25   #ifndef  MAXASET
26   #define  MAXASET        4095    /* maximum number of elements in ambient set */
27   #endif
# Line 37 | Line 35 | static AMBTREE atrunk;         /* our ambient trunk node */
35   static FILE  *ambfp = NULL;     /* ambient file pointer */
36   static int  nunflshed = 0;      /* number of unflushed ambient values */
37  
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 –
54 –
38   static double  avsum = 0.;              /* computed ambient value sum (log) */
39   static unsigned int  navsum = 0;        /* number of values in avsum */
40   static unsigned int  nambvals = 0;      /* total number of indirect values */
41   static unsigned int  nambshare = 0;     /* number of values from file */
59 – static unsigned long  ambclock = 0;     /* ambient access clock */
60 – static unsigned long  lastsort = 0;     /* time of last value sort */
61 – static long  sortintvl = SORT_INTVL;    /* time until next sort */
42   static FILE  *ambinp = NULL;            /* auxiliary file for input */
43   static long  lastpos = -1;              /* last flush position */
44  
65 – #define MAXACLOCK       (1L<<30)        /* clock turnover value */
66 –        /*
67 –         * Track access times unless we are sharing ambient values
68 –         * through memory on a multiprocessor, when we want to avoid
69 –         * claiming our own memory (copy on write).  Go ahead anyway
70 –         * if more than two thirds of our values are unshared.
71 –         * Compile with -Dtracktime=0 to turn this code off.
72 –         */
73 – #ifndef tracktime
74 – #define tracktime       (shm_boundary == NULL || nambvals > 3*nambshare)
75 – #endif
76 –
45   #define  AMBFLUSH       (BUFSIZ/AMBVALSIZ)
46  
47   #define  newambval()    (AMBVAL *)malloc(sizeof(AMBVAL))
80 – #define  freeav(av)     free((void *)av);
48  
49 + #define  tfunc(x0, x, x1)       (((x)-(x0))/((x1)-(x0)))
50 +
51   static void initambfile(int creat);
52   static void avsave(AMBVAL *av);
53   static AMBVAL *avstore(AMBVAL  *aval);
# Line 87 | Line 56 | static void freeambtree(AMBTREE  *atp);
56  
57   typedef void unloadtf_t(AMBVAL *);
58   static unloadtf_t avinsert;
90 – static unloadtf_t av2list;
59   static unloadtf_t avfree;
60   static void unloadatree(AMBTREE  *at, unloadtf_t *f);
61  
62 < static int aposcmp(const void *avp1, const void *avp2);
95 < static int avlmemi(AMBVAL *avaddr);
96 < static void sortambvals(int always);
62 > static void sortambvals(void);
63  
64 + static int      plugaleak(RAY *r, AMBVAL *ap, FVECT anorm, double ang);
65 + static double   sumambient(COLOR acol, RAY *r, FVECT rn, int al,
66 +                                AMBTREE *at, FVECT c0, double s);
67 + static int      makeambient(COLOR acol, RAY *r, FVECT rn, int al);
68 + static int      extambient(COLOR cr, AMBVAL *ap, FVECT pv, FVECT nv,
69 +                                FVECT uvw[3]);
70 +
71   #ifdef  F_SETLKW
72   static void aflock(int  typ);
73   #endif
# Line 109 | Line 82 | setambres(                             /* set ambient resolution */
82                                                  /* set min & max radii */
83          if (ar <= 0) {
84                  minarad = 0;
85 <                maxarad = thescene.cusize*0.5;
85 >                maxarad = thescene.cusize*0.2;
86          } else {
87                  minarad = thescene.cusize / ar;
88                  maxarad = 64.0 * minarad;               /* heuristic */
89 <                if (maxarad > thescene.cusize*0.5)
90 <                        maxarad = thescene.cusize*0.5;
89 >                if (maxarad > thescene.cusize*0.2)
90 >                        maxarad = thescene.cusize*0.2;
91          }
92          if (minarad <= FTINY)
93                  minarad = 10.0*FTINY;
# Line 133 | Line 106 | setambacc(                             /* set ambient accuracy */
106          newa *= (newa > 0);
107          if (fabs(newa - olda) >= .05*(newa + olda)) {
108                  ambacc = newa;
109 <                if (nambvals > 0)
110 <                        sortambvals(1);         /* rebuild tree */
109 >                if (ambacc > FTINY && nambvals > 0)
110 >                        sortambvals();          /* rebuild tree */
111          }
112   }
113  
# Line 165 | Line 138 | setambient(void)                               /* initialize calculation */
138                  initambfile(0);                 /* file exists */
139                  lastpos = ftell(ambfp);
140                  while (readambval(&amb, ambfp))
141 <                        avinsert(avstore(&amb));
141 >                        avstore(&amb);
142                  nambshare = nambvals;           /* share loaded values */
143                  if (readonly) {
144                          sprintf(errmsg,
# Line 185 | Line 158 | setambient(void)                               /* initialize calculation */
158                                          (flen - lastpos)/AMBVALSIZ);
159                          error(WARNING, errmsg);
160                          fseek(ambfp, lastpos, SEEK_SET);
188 – #ifndef _WIN32 /* XXX we need a replacement for that one */
161                          ftruncate(fileno(ambfp), (off_t)lastpos);
190 – #endif
162                  }
163          } else if ((ambfp = fopen(ambfile, "w+")) != NULL) {
164                  initambfile(1);                 /* else create new file */
# Line 197 | Line 168 | setambient(void)                               /* initialize calculation */
168                  sprintf(errmsg, "cannot open ambient file \"%s\"", ambfile);
169                  error(SYSTEM, errmsg);
170          }
200 – #ifdef getc_unlocked
201 –        flockfile(ambfp);                       /* application-level lock */
202 – #endif
171   #ifdef  F_SETLKW
172          aflock(F_UNLCK);                        /* release file */
173   #endif
# Line 220 | Line 188 | ambdone(void)                  /* close ambient file and free memory
188                  lastpos = -1;
189          }
190                                          /* free ambient tree */
191 <        unloadatree(&atrunk, &avfree);
191 >        unloadatree(&atrunk, avfree);
192                                          /* reset state variables */
193          avsum = 0.;
194          navsum = 0;
195          nambvals = 0;
196          nambshare = 0;
229 –        ambclock = 0;
230 –        lastsort = 0;
231 –        sortintvl = SORT_INTVL;
197   }
198  
199  
# Line 261 | Line 226 | ambnotify(                     /* record new modifier */
226                  }
227   }
228  
264 – /************ THE FOLLOWING ROUTINES DIFFER BETWEEN NEW & OLD ***************/
229  
266 – #ifdef NEWAMB
267 –
268 – #define tfunc(lwr, x, upr)      (((x)-(lwr))/((upr)-(lwr)))
269 –
270 – static double   sumambient(COLOR acol, RAY *r, FVECT rn, int al,
271 –                                AMBTREE *at, FVECT c0, double s);
272 – static int      makeambient(COLOR acol, RAY *r, FVECT rn, int al);
273 – static void     extambient(COLOR cr, AMBVAL *ap, FVECT pv, FVECT nv,
274 –                                FVECT uvw[3]);
275 –
230   void
231   multambient(            /* compute ambient component & multiply by coef. */
232          COLOR  aval,
# Line 280 | Line 234 | multambient(           /* compute ambient component & multiply
234          FVECT  nrm
235   )
236   {
237 +        static double  logAvgAbsorp = 1;
238          static int  rdepth = 0;                 /* ambient recursion */
239 <        COLOR   acol;
240 <        int     ok;
239 >        COLOR   acol, caustic;
240 >        int     i, ok;
241          double  d, l;
242  
243 +        /* PMAP: Factor in ambient from photon map, if enabled and ray is
244 +         * ambient. Return as all ambient components accounted for, else
245 +         * continue. */
246 +        if (ambPmap(aval, r, rdepth))
247 +                return;
248 +
249 +        if (logAvgAbsorp > 0)                   /* exclude in -aw to avoid growth */
250 +                logAvgAbsorp = log(1.-AVGREFL);
251 +
252 +        /* PMAP: Factor in specular-diffuse ambient (caustics) from photon
253 +         * map, if enabled and ray is primary, else caustic is zero.  Continue
254 +         * with RADIANCE ambient calculation */
255 +        copycolor(caustic, aval);
256 +        ambPmapCaustic(caustic, r, rdepth);
257 +        
258          if (ambdiv <= 0)                        /* no ambient calculation */
259                  goto dumbamb;
260                                                  /* check number of bounces */
# Line 296 | Line 266 | multambient(           /* compute ambient component & multiply
266                  goto dumbamb;
267  
268          if (ambacc <= FTINY) {                  /* no ambient storage */
269 +                FVECT   uvd[2];
270 +                float   dgrad[2], *dgp = NULL;
271 +
272 +                if (nrm != r->ron && DOT(nrm,r->ron) < 0.9999)
273 +                        dgp = dgrad;            /* compute rotational grad. */
274                  copycolor(acol, aval);
275                  rdepth++;
276 <                ok = doambient(acol, r, r->rweight, NULL, NULL, NULL, NULL);
276 >                ok = doambient(acol, r, r->rweight,
277 >                                uvd, NULL, NULL, dgp, NULL);
278                  rdepth--;
279                  if (!ok)
280                          goto dumbamb;
281 +                if ((ok > 0) & (dgp != NULL)) { /* apply texture */
282 +                        FVECT   v1;
283 +                        VCROSS(v1, r->ron, nrm);
284 +                        d = 1.0;
285 +                        for (i = 3; i--; )
286 +                                d += v1[i] * (dgp[0]*uvd[0][i] + dgp[1]*uvd[1][i]);
287 +                        if (d >= 0.05)
288 +                                scalecolor(acol, d);
289 +                }
290                  copycolor(aval, acol);
291 +
292 +                /* PMAP: add in caustic */
293 +                addcolor(aval, caustic);
294                  return;
295          }
308 –
309 –        if (tracktime)                          /* sort to minimize thrashing */
310 –                sortambvals(0);
296                                                  /* interpolate ambient value */
297          setcolor(acol, 0.0, 0.0, 0.0);
298          d = sumambient(acol, r, nrm, rdepth,
299                          &atrunk, thescene.cuorg, thescene.cusize);
300 +                        
301          if (d > FTINY) {
302                  d = 1.0/d;
303                  scalecolor(acol, d);
304                  multcolor(aval, acol);
305 +
306 +                /* PMAP: add in caustic */
307 +                addcolor(aval, caustic);
308                  return;
309          }
310 +        
311          rdepth++;                               /* need to cache new value */
312          ok = makeambient(acol, r, nrm, rdepth-1);
313          rdepth--;
314 +        
315          if (ok) {
316                  multcolor(aval, acol);          /* computed new value */
317 +
318 +                /* PMAP: add in caustic */
319 +                addcolor(aval, caustic);
320                  return;
321          }
322 +        
323   dumbamb:                                        /* return global value */
324          if ((ambvwt <= 0) | (navsum == 0)) {
325                  multcolor(aval, ambval);
326 +                
327 +                /* PMAP: add in caustic */
328 +                addcolor(aval, caustic);
329                  return;
330          }
331 <        l = bright(ambval);                     /* average in computations */
331 >        
332 >        l = bright(ambval);                     /* average in computations */  
333          if (l > FTINY) {
334 <                d = (log(l)*(double)ambvwt + avsum) /
334 >                d = (log(l)*(double)ambvwt + avsum + logAvgAbsorp*navsum) /
335                                  (double)(ambvwt + navsum);
336                  d = exp(d) / l;
337                  scalecolor(aval, d);
338                  multcolor(aval, ambval);        /* apply color of ambval */
339          } else {
340 <                d = exp( avsum / (double)navsum );
340 >                d = exp( avsum/(double)navsum + logAvgAbsorp );
341                  scalecolor(aval, d);            /* neutral color */
342          }
343   }
344  
345  
346 < double
346 > /* Plug a potential leak where ambient cache value is occluded */
347 > static int
348 > plugaleak(RAY *r, AMBVAL *ap, FVECT anorm, double ang)
349 > {
350 >        const double    cost70sq = 0.1169778;   /* cos(70deg)^2 */
351 >        RAY             rtst;
352 >        FVECT           vdif;
353 >        double          normdot, ndotd, nadotd;
354 >        double          a, b, c, t[2];
355 >
356 >        ang += 2.*PI*(ang < 0);                 /* check direction flags */
357 >        if ( !(ap->corral>>(int)(ang*(16./PI)) & 1) )
358 >                return(0);
359 >        /*
360 >         * Generate test ray, targeting 20 degrees above sample point plane
361 >         * along surface normal from cache position.  This should be high
362 >         * enough to miss local geometry we don't really care about.
363 >         */
364 >        VSUB(vdif, ap->pos, r->rop);
365 >        normdot = DOT(anorm, r->ron);
366 >        ndotd = DOT(vdif, r->ron);
367 >        nadotd = DOT(vdif, anorm);
368 >        a = normdot*normdot - cost70sq;
369 >        b = 2.0*(normdot*ndotd - nadotd*cost70sq);
370 >        c = ndotd*ndotd - DOT(vdif,vdif)*cost70sq;
371 >        if (quadratic(t, a, b, c) != 2)
372 >                return(1);                      /* should rarely happen */
373 >        if (t[1] <= FTINY)
374 >                return(0);                      /* should fail behind test */
375 >        rayorigin(&rtst, SHADOW, r, NULL);
376 >        VSUM(rtst.rdir, vdif, anorm, t[1]);     /* further dist. > plane */
377 >        rtst.rmax = normalize(rtst.rdir);       /* short ray test */
378 >        while (localhit(&rtst, &thescene)) {    /* check for occluder */
379 >                OBJREC  *m = findmaterial(rtst.ro);
380 >                if (m != NULL && !istransp(m->otype) && !isBSDFproxy(m) &&
381 >                                (rtst.clipset == NULL ||
382 >                                        !inset(rtst.clipset, rtst.ro->omod)))
383 >                        return(1);              /* plug light leak */
384 >                VCOPY(rtst.rorg, rtst.rop);     /* skip invisible surface */
385 >                rtst.rmax -= rtst.rot;
386 >                rayclear(&rtst);
387 >        }
388 >        return(0);                              /* seems we're OK */
389 > }
390 >
391 >
392 > static double
393   sumambient(             /* get interpolated ambient value */
394          COLOR  acol,
395          RAY  *r,
# Line 379 | Line 424 | sumambient(            /* get interpolated ambient value */
424                                                          at->kid+i, ck0, s);
425                  }
426                                          /* good enough? */
427 <                if (wsum >= 0.05 && s > minarad*10.0)
427 >                if ((wsum >= 0.05) & (s*ambacc > minarad))
428                          return(wsum);
429          }
430                                          /* adjust maximum angle */
# Line 387 | Line 432 | sumambient(            /* get interpolated ambient value */
432                  maxangle = (maxangle - PI/2.)*pow(r->rweight,0.13) + PI/2.;
433                                          /* sum this node */
434          for (av = at->alist; av != NULL; av = av->next) {
435 <                double  d, delta_r2, delta_t2;
435 >                double  u, v, d, delta_r2, delta_t2;
436                  COLOR   ct;
437                  FVECT   uvw[3];
393 –                                        /* record access */
394 –                if (tracktime)
395 –                        av->latick = ambclock;
438                  /*
439                   *  Ambient level test
440                   */
441 <                if (av->lvl > al)       /* list sorted, so this works */
441 >                if (av->lvl > al ||     /* list sorted, so this works */
442 >                                (av->lvl == al) & (av->weight < 0.9*r->rweight))
443                          break;
401 –                if (av->weight < 0.9*r->rweight)
402 –                        continue;
444                  /*
445                   *  Direction test using unperturbed normal
446                   */
# Line 415 | Line 456 | sumambient(            /* get interpolated ambient value */
456                   */
457                  VSUB(ck0, r->rop, av->pos);
458                  d = DOT(ck0, uvw[2]);
459 <                if (d < -minarad*ambacc-.001)
459 >                if (d < -minarad*ambacc)
460                          continue;
461                  d /= av->rad[0];
462                  delta_t2 = d*d;
# Line 426 | Line 467 | sumambient(            /* get interpolated ambient value */
467                   */
468                  decodedir(uvw[0], av->udir);
469                  VCROSS(uvw[1], uvw[2], uvw[0]);
470 <                d = DOT(ck0, uvw[0]) / av->rad[0];
470 >                d = (u = DOT(ck0, uvw[0])) / av->rad[0];
471                  delta_t2 += d*d;
472 <                d = DOT(ck0, uvw[1]) / av->rad[1];
472 >                d = (v = DOT(ck0, uvw[1])) / av->rad[1];
473                  delta_t2 += d*d;
474                  if (delta_t2 >= ambacc*ambacc)
475                          continue;
476                  /*
477 +                 *  Test for potential light leak
478 +                 */
479 +                if (av->corral && plugaleak(r, av, uvw[2], atan2a(v,u)))
480 +                        continue;
481 +                /*
482                   *  Extrapolate value and compute final weight (hat function)
483                   */
484 <                extambient(ct, av, r->rop, rn, uvw);
484 >                if (!extambient(ct, av, r->rop, rn, uvw))
485 >                        continue;
486                  d = tfunc(maxangle, sqrt(delta_r2), 0.0) *
487                          tfunc(ambacc, sqrt(delta_t2), 0.0);
488                  scalecolor(ct, d);
# Line 446 | Line 493 | sumambient(            /* get interpolated ambient value */
493   }
494  
495  
496 < int
496 > static int
497   makeambient(            /* make a new ambient value for storage */
498          COLOR  acol,
499          RAY  *r,
# Line 465 | Line 512 | makeambient(           /* make a new ambient value for storage
512                  amb.weight = 1.25*r->rweight;
513          setcolor(acol, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
514                                                  /* compute ambient */
515 <        i = doambient(acol, r, amb.weight, uvw, amb.rad, amb.gpos, amb.gdir);
515 >        i = doambient(acol, r, amb.weight,
516 >                        uvw, amb.rad, amb.gpos, amb.gdir, &amb.corral);
517          scalecolor(acol, 1./AVGREFL);           /* undo assumed reflectance */
518          if (i <= 0 || amb.rad[0] <= FTINY)      /* no Hessian or zero radius */
519                  return(i);
# Line 485 | Line 533 | makeambient(           /* make a new ambient value for storage
533   }
534  
535  
536 < void
536 > static int
537   extambient(             /* extrapolate value at pv, nv */
538          COLOR  cr,
539          AMBVAL   *ap,
# Line 494 | Line 542 | extambient(            /* extrapolate value at pv, nv */
542          FVECT  uvw[3]
543   )
544   {
545 +        const double    min_d = 0.05;
546 +        const double    max_d = 20.;
547          static FVECT    my_uvw[3];
548          FVECT           v1;
549          int             i;
# Line 513 | Line 563 | extambient(            /* extrapolate value at pv, nv */
563          for (i = 3; i--; )
564                  d += v1[i] * (ap->gdir[0]*uvw[0][i] + ap->gdir[1]*uvw[1][i]);
565          
566 <        if (d <= 0.0) {
567 <                setcolor(cr, 0.0, 0.0, 0.0);
568 <                return;
569 <        }
566 >        if (d < min_d)                  /* clamp min/max scaling */
567 >                d = min_d;
568 >        else if (d > max_d)
569 >                d = max_d;
570          copycolor(cr, ap->val);
571          scalecolor(cr, d);
572 +        return(d > min_d);
573   }
574  
575  
# Line 555 | Line 606 | avinsert(                              /* insert ambient value in our tree */
606          }
607          avh.next = at->alist;           /* order by increasing level */
608          for (ap = &avh; ap->next != NULL; ap = ap->next)
609 <                if (ap->next->lvl >= av->lvl)
609 >                if ( ap->next->lvl > av->lvl ||
610 >                                (ap->next->lvl == av->lvl) &
611 >                                (ap->next->weight <= av->weight) )
612                          break;
613          av->next = ap->next;
614          ap->next = (AMBVAL*)av;
# Line 563 | Line 616 | avinsert(                              /* insert ambient value in our tree */
616   }
617  
618  
566 – #else /* ! NEWAMB */
567 –
568 – static double   sumambient(COLOR acol, RAY *r, FVECT rn, int al,
569 –                                AMBTREE *at, FVECT c0, double s);
570 – static double   makeambient(COLOR acol, RAY *r, FVECT rn, int al);
571 – static void     extambient(COLOR cr, AMBVAL *ap, FVECT pv, FVECT nv);
572 –
573 –
574 – void
575 – multambient(            /* compute ambient component & multiply by coef. */
576 –        COLOR  aval,
577 –        RAY  *r,
578 –        FVECT  nrm
579 – )
580 – {
581 –        static int  rdepth = 0;                 /* ambient recursion */
582 –        COLOR   acol;
583 –        double  d, l;
584 –
585 –        if (ambdiv <= 0)                        /* no ambient calculation */
586 –                goto dumbamb;
587 –                                                /* check number of bounces */
588 –        if (rdepth >= ambounce)
589 –                goto dumbamb;
590 –                                                /* check ambient list */
591 –        if (ambincl != -1 && r->ro != NULL &&
592 –                        ambincl != inset(ambset, r->ro->omod))
593 –                goto dumbamb;
594 –
595 –        if (ambacc <= FTINY) {                  /* no ambient storage */
596 –                copycolor(acol, aval);
597 –                rdepth++;
598 –                d = doambient(acol, r, r->rweight, NULL, NULL);
599 –                rdepth--;
600 –                if (d <= FTINY)
601 –                        goto dumbamb;
602 –                copycolor(aval, acol);
603 –                return;
604 –        }
605 –
606 –        if (tracktime)                          /* sort to minimize thrashing */
607 –                sortambvals(0);
608 –                                                /* interpolate ambient value */
609 –        setcolor(acol, 0.0, 0.0, 0.0);
610 –        d = sumambient(acol, r, nrm, rdepth,
611 –                        &atrunk, thescene.cuorg, thescene.cusize);
612 –        if (d > FTINY) {
613 –                d = 1.0/d;
614 –                scalecolor(acol, d);
615 –                multcolor(aval, acol);
616 –                return;
617 –        }
618 –        rdepth++;                               /* need to cache new value */
619 –        d = makeambient(acol, r, nrm, rdepth-1);
620 –        rdepth--;
621 –        if (d > FTINY) {
622 –                multcolor(aval, acol);          /* got new value */
623 –                return;
624 –        }
625 – dumbamb:                                        /* return global value */
626 –        if ((ambvwt <= 0) | (navsum == 0)) {
627 –                multcolor(aval, ambval);
628 –                return;
629 –        }
630 –        l = bright(ambval);                     /* average in computations */
631 –        if (l > FTINY) {
632 –                d = (log(l)*(double)ambvwt + avsum) /
633 –                                (double)(ambvwt + navsum);
634 –                d = exp(d) / l;
635 –                scalecolor(aval, d);
636 –                multcolor(aval, ambval);        /* apply color of ambval */
637 –        } else {
638 –                d = exp( avsum / (double)navsum );
639 –                scalecolor(aval, d);            /* neutral color */
640 –        }
641 – }
642 –
643 –
644 – static double
645 – sumambient(     /* get interpolated ambient value */
646 –        COLOR  acol,
647 –        RAY  *r,
648 –        FVECT  rn,
649 –        int  al,
650 –        AMBTREE  *at,
651 –        FVECT  c0,
652 –        double  s
653 – )
654 – {
655 –        double  d, e1, e2, wt, wsum;
656 –        COLOR  ct;
657 –        FVECT  ck0;
658 –        int  i;
659 –        int  j;
660 –        AMBVAL   *av;
661 –
662 –        wsum = 0.0;
663 –                                        /* do this node */
664 –        for (av = at->alist; av != NULL; av = av->next) {
665 –                double  rn_dot = -2.0;
666 –                if (tracktime)
667 –                        av->latick = ambclock;
668 –                /*
669 –                 *  Ambient level test.
670 –                 */
671 –                if (av->lvl > al)       /* list sorted, so this works */
672 –                        break;
673 –                if (av->weight < 0.9*r->rweight)
674 –                        continue;
675 –                /*
676 –                 *  Ambient radius test.
677 –                 */
678 –                VSUB(ck0, av->pos, r->rop);
679 –                e1 = DOT(ck0, ck0) / (av->rad * av->rad);
680 –                if (e1 > ambacc*ambacc*1.21)
681 –                        continue;
682 –                /*
683 –                 *  Direction test using closest normal.
684 –                 */
685 –                d = DOT(av->dir, r->ron);
686 –                if (rn != r->ron) {
687 –                        rn_dot = DOT(av->dir, rn);
688 –                        if (rn_dot > 1.0-FTINY)
689 –                                rn_dot = 1.0-FTINY;
690 –                        if (rn_dot >= d-FTINY) {
691 –                                d = rn_dot;
692 –                                rn_dot = -2.0;
693 –                        }
694 –                }
695 –                e2 = (1.0 - d) * r->rweight;
696 –                if (e2 < 0.0)
697 –                        e2 = 0.0;
698 –                else if (e1 + e2 > ambacc*ambacc*1.21)
699 –                        continue;
700 –                /*
701 –                 *  Ray behind test.
702 –                 */
703 –                d = 0.0;
704 –                for (j = 0; j < 3; j++)
705 –                        d += (r->rop[j] - av->pos[j]) *
706 –                                        (av->dir[j] + r->ron[j]);
707 –                if (d*0.5 < -minarad*ambacc-.001)
708 –                        continue;
709 –                /*
710 –                 *  Jittering final test reduces image artifacts.
711 –                 */
712 –                e1 = sqrt(e1);
713 –                e2 = sqrt(e2);
714 –                wt = e1 + e2;
715 –                if (wt > ambacc*(.9+.2*urand(9015+samplendx)))
716 –                        continue;
717 –                /*
718 –                 *  Recompute directional error using perturbed normal
719 –                 */
720 –                if (rn_dot > 0.0) {
721 –                        e2 = sqrt((1.0 - rn_dot)*r->rweight);
722 –                        wt = e1 + e2;
723 –                }
724 –                if (wt <= 1e-3)
725 –                        wt = 1e3;
726 –                else
727 –                        wt = 1.0 / wt;
728 –                wsum += wt;
729 –                extambient(ct, av, r->rop, rn);
730 –                scalecolor(ct, wt);
731 –                addcolor(acol, ct);
732 –        }
733 –        if (at->kid == NULL)
734 –                return(wsum);
735 –                                        /* do children */
736 –        s *= 0.5;
737 –        for (i = 0; i < 8; i++) {
738 –                for (j = 0; j < 3; j++) {
739 –                        ck0[j] = c0[j];
740 –                        if (1<<j & i)
741 –                                ck0[j] += s;
742 –                        if (r->rop[j] < ck0[j] - OCTSCALE*s)
743 –                                break;
744 –                        if (r->rop[j] > ck0[j] + (1.0+OCTSCALE)*s)
745 –                                break;
746 –                }
747 –                if (j == 3)
748 –                        wsum += sumambient(acol, r, rn, al,
749 –                                                at->kid+i, ck0, s);
750 –        }
751 –        return(wsum);
752 – }
753 –
754 –
755 – static double
756 – makeambient(            /* make a new ambient value for storage */
757 –        COLOR  acol,
758 –        RAY  *r,
759 –        FVECT  rn,
760 –        int  al
761 – )
762 – {
763 –        AMBVAL  amb;
764 –        FVECT   gp, gd;
765 –        int     i;
766 –
767 –        amb.weight = 1.0;                       /* compute weight */
768 –        for (i = al; i-- > 0; )
769 –                amb.weight *= AVGREFL;
770 –        if (r->rweight < 0.1*amb.weight)        /* heuristic override */
771 –                amb.weight = 1.25*r->rweight;
772 –        setcolor(acol, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
773 –                                                /* compute ambient */
774 –        amb.rad = doambient(acol, r, amb.weight, gp, gd);
775 –        if (amb.rad <= FTINY) {
776 –                setcolor(acol, 0.0, 0.0, 0.0);
777 –                return(0.0);
778 –        }
779 –        scalecolor(acol, 1./AVGREFL);           /* undo assumed reflectance */
780 –                                                /* store value */
781 –        VCOPY(amb.pos, r->rop);
782 –        VCOPY(amb.dir, r->ron);
783 –        amb.lvl = al;
784 –        copycolor(amb.val, acol);
785 –        VCOPY(amb.gpos, gp);
786 –        VCOPY(amb.gdir, gd);
787 –                                                /* insert into tree */
788 –        avsave(&amb);                           /* and save to file */
789 –        if (rn != r->ron)
790 –                extambient(acol, &amb, r->rop, rn);     /* texture */
791 –        return(amb.rad);
792 – }
793 –
794 –
619   static void
796 – extambient(             /* extrapolate value at pv, nv */
797 –        COLOR  cr,
798 –        AMBVAL   *ap,
799 –        FVECT  pv,
800 –        FVECT  nv
801 – )
802 – {
803 –        FVECT  v1;
804 –        int  i;
805 –        double  d;
806 –
807 –        d = 1.0;                        /* zeroeth order */
808 –                                        /* gradient due to translation */
809 –        for (i = 0; i < 3; i++)
810 –                d += ap->gpos[i]*(pv[i]-ap->pos[i]);
811 –                                        /* gradient due to rotation */
812 –        VCROSS(v1, ap->dir, nv);
813 –        d += DOT(ap->gdir, v1);
814 –        if (d <= 0.0) {
815 –                setcolor(cr, 0.0, 0.0, 0.0);
816 –                return;
817 –        }
818 –        copycolor(cr, ap->val);
819 –        scalecolor(cr, d);
820 – }
821 –
822 –
823 – static void
824 – avinsert(                               /* insert ambient value in our tree */
825 –        AMBVAL *av
826 – )
827 – {
828 –        AMBTREE  *at;
829 –        AMBVAL  *ap;
830 –        AMBVAL  avh;
831 –        FVECT  ck0;
832 –        double  s;
833 –        int  branch;
834 –        int  i;
835 –
836 –        if (av->rad <= FTINY)
837 –                error(CONSISTENCY, "zero ambient radius in avinsert");
838 –        at = &atrunk;
839 –        VCOPY(ck0, thescene.cuorg);
840 –        s = thescene.cusize;
841 –        while (s*(OCTSCALE/2) > av->rad*ambacc) {
842 –                if (at->kid == NULL)
843 –                        if ((at->kid = newambtree()) == NULL)
844 –                                error(SYSTEM, "out of memory in avinsert");
845 –                s *= 0.5;
846 –                branch = 0;
847 –                for (i = 0; i < 3; i++)
848 –                        if (av->pos[i] > ck0[i] + s) {
849 –                                ck0[i] += s;
850 –                                branch |= 1 << i;
851 –                        }
852 –                at = at->kid + branch;
853 –        }
854 –        avh.next = at->alist;           /* order by increasing level */
855 –        for (ap = &avh; ap->next != NULL; ap = ap->next)
856 –                if (ap->next->lvl >= av->lvl)
857 –                        break;
858 –        av->next = ap->next;
859 –        ap->next = (AMBVAL*)av;
860 –        at->alist = avh.next;
861 – }
862 –
863 – #endif  /* ! NEWAMB */
864 –
865 – /************* FOLLOWING ROUTINES SAME FOR NEW & OLD METHODS ***************/
866 –
867 – static void
620   initambfile(            /* initialize ambient file */
621          int  cre8
622   )
# Line 887 | Line 639 | initambfile(           /* initialize ambient file */
639                                  ambvwt, ambounce, ambacc);
640                  fprintf(ambfp, "-ad %d -as %d -ar %d ",
641                                  ambdiv, ambssamp, ambres);
642 +                fprintf(ambfp, "-dr %d -ds %g -dt %g -dc %g ", directrelay,
643 +                                srcsizerat, shadthresh, shadcert);
644 +                fprintf(ambfp, "-ss %g -st %g -lr %d -lw %g ", specjitter,
645 +                                specthresh, maxdepth, minweight);
646                  if (octname != NULL)
647                          fputs(octname, ambfp);
648                  fputc('\n', ambfp);
# Line 905 | Line 661 | avsave(                                /* insert and save an ambient value */
661          AMBVAL  *av
662   )
663   {
664 <        avinsert(avstore(av));
664 >        avstore(av);
665          if (ambfp == NULL)
666                  return;
667          if (writambval(av, ambfp) < 0)
# Line 920 | Line 676 | writerr:
676  
677  
678   static AMBVAL *
679 < avstore(                                /* allocate memory and store aval */
679 > avstore(                                /* allocate memory and save aval */
680          AMBVAL  *aval
681   )
682   {
# Line 930 | Line 686 | avstore(                               /* allocate memory and store aval */
686          if ((av = newambval()) == NULL)
687                  error(SYSTEM, "out of memory in avstore");
688          *av = *aval;
933 –        av->latick = ambclock;
689          av->next = NULL;
690          nambvals++;
691          d = bright(av->val);
# Line 938 | Line 693 | avstore(                               /* allocate memory and store aval */
693                  avsum += log(d);
694                  navsum++;
695          }
696 +        avinsert(av);                   /* insert in our cache tree */
697          return(av);
698   }
699  
# Line 964 | Line 720 | newambtree(void)                               /* allocate 8 ambient tree structs
720          }
721          atp = atfreelist;
722          atfreelist = atp->kid;
723 <        memset((char *)atp, '\0', 8*sizeof(AMBTREE));
723 >        memset(atp, 0, 8*sizeof(AMBTREE));
724          return(atp);
725   }
726  
# Line 990 | Line 746 | unloadatree(                   /* unload an ambient value tree */
746                                          /* transfer values at this node */
747          for (av = at->alist; av != NULL; av = at->alist) {
748                  at->alist = av->next;
749 +                av->next = NULL;
750                  (*f)(av);
751          }
752          if (at->kid == NULL)
# Line 1001 | Line 758 | unloadatree(                   /* unload an ambient value tree */
758   }
759  
760  
1004 – static struct avl {
1005 –        AMBVAL  *p;
1006 –        unsigned long   t;
1007 – }       *avlist1;                       /* ambient value list with ticks */
1008 – static AMBVAL   **avlist2;              /* memory positions for sorting */
1009 – static int      i_avlist;               /* index for lists */
1010 –
1011 – static int alatcmp(const void *av1, const void *av2);
1012 –
761   static void
762   avfree(AMBVAL *av)
763   {
764          free(av);
765   }
766  
767 +
768   static void
769 < av2list(
1021 <        AMBVAL *av
1022 < )
769 > sortambvals(void)                       /* resort ambient values */
770   {
771 < #ifdef DEBUG
1025 <        if (i_avlist >= nambvals)
1026 <                error(CONSISTENCY, "too many ambient values in av2list1");
1027 < #endif
1028 <        avlist1[i_avlist].p = avlist2[i_avlist] = (AMBVAL*)av;
1029 <        avlist1[i_avlist++].t = av->latick;
1030 < }
771 >        AMBTREE  oldatrunk = atrunk;
772  
773 <
774 < static int
775 < alatcmp(                        /* compare ambient values for MRA */
1035 <        const void *av1,
1036 <        const void *av2
1037 < )
1038 < {
1039 <        long  lc = ((struct avl *)av2)->t - ((struct avl *)av1)->t;
1040 <        return(lc<0 ? -1 : lc>0 ? 1 : 0);
773 >        atrunk.alist = NULL;
774 >        atrunk.kid = NULL;
775 >        unloadatree(&oldatrunk, avinsert);
776   }
777  
778  
1044 – /* GW NOTE 2002/10/3:
1045 – * I used to compare AMBVAL pointers, but found that this was the
1046 – * cause of a serious consistency error with gcc, since the optimizer
1047 – * uses some dangerous trick in pointer subtraction that
1048 – * assumes pointers differ by exact struct size increments.
1049 – */
1050 – static int
1051 – aposcmp(                        /* compare ambient value positions */
1052 –        const void      *avp1,
1053 –        const void      *avp2
1054 – )
1055 – {
1056 –        long    diff = *(char * const *)avp1 - *(char * const *)avp2;
1057 –        if (diff < 0)
1058 –                return(-1);
1059 –        return(diff > 0);
1060 – }
1061 –
1062 –
1063 – static int
1064 – avlmemi(                                /* find list position from address */
1065 –        AMBVAL  *avaddr
1066 – )
1067 – {
1068 –        AMBVAL  **avlpp;
1069 –
1070 –        avlpp = (AMBVAL **)bsearch((char *)&avaddr, (char *)avlist2,
1071 –                        nambvals, sizeof(AMBVAL *), &aposcmp);
1072 –        if (avlpp == NULL)
1073 –                error(CONSISTENCY, "address not found in avlmemi");
1074 –        return(avlpp - avlist2);
1075 – }
1076 –
1077 –
1078 – static void
1079 – sortambvals(                    /* resort ambient values */
1080 –        int     always
1081 – )
1082 – {
1083 –        AMBTREE  oldatrunk;
1084 –        AMBVAL  tav, *tap, *pnext;
1085 –        int     i, j;
1086 –                                        /* see if it's time yet */
1087 –        if (!always && (ambclock++ < lastsort+sortintvl ||
1088 –                        nambvals < SORT_THRESH))
1089 –                return;
1090 –        /*
1091 –         * The idea here is to minimize memory thrashing
1092 –         * in VM systems by improving reference locality.
1093 –         * We do this by periodically sorting our stored ambient
1094 –         * values in memory in order of most recently to least
1095 –         * recently accessed.  This ordering was chosen so that new
1096 –         * ambient values (which tend to be less important) go into
1097 –         * higher memory with the infrequently accessed values.
1098 –         *      Since we expect our values to need sorting less
1099 –         * frequently as the process continues, we double our
1100 –         * waiting interval after each call.
1101 –         *      This routine is also called by setambacc() with
1102 –         * the "always" parameter set to 1 so that the ambient
1103 –         * tree will be rebuilt with the new accuracy parameter.
1104 –         */
1105 –        if (tracktime) {                /* allocate pointer arrays to sort */
1106 –                avlist2 = (AMBVAL **)malloc(nambvals*sizeof(AMBVAL *));
1107 –                avlist1 = (struct avl *)malloc(nambvals*sizeof(struct avl));
1108 –        } else {
1109 –                avlist2 = NULL;
1110 –                avlist1 = NULL;
1111 –        }
1112 –        if (avlist1 == NULL) {          /* no time tracking -- rebuild tree? */
1113 –                if (avlist2 != NULL)
1114 –                        free((void *)avlist2);
1115 –                if (always) {           /* rebuild without sorting */
1116 –                        oldatrunk = atrunk;
1117 –                        atrunk.alist = NULL;
1118 –                        atrunk.kid = NULL;
1119 –                        unloadatree(&oldatrunk, &avinsert);
1120 –                }
1121 –        } else {                        /* sort memory by last access time */
1122 –                /*
1123 –                 * Sorting memory is tricky because it isn't contiguous.
1124 –                 * We have to sort an array of pointers by MRA and also
1125 –                 * by memory position.  We then copy values in "loops"
1126 –                 * to minimize memory hits.  Nevertheless, we will visit
1127 –                 * everyone at least twice, and this is an expensive process
1128 –                 * when we're thrashing, which is when we need to do it.
1129 –                 */
1130 – #ifdef DEBUG
1131 –                sprintf(errmsg, "sorting %u ambient values at ambclock=%lu...",
1132 –                                nambvals, ambclock);
1133 –                eputs(errmsg);
1134 – #endif
1135 –                i_avlist = 0;
1136 –                unloadatree(&atrunk, &av2list); /* empty current tree */
1137 – #ifdef DEBUG
1138 –                if (i_avlist < nambvals)
1139 –                        error(CONSISTENCY, "missing ambient values in sortambvals");
1140 – #endif
1141 –                qsort((char *)avlist1, nambvals, sizeof(struct avl), &alatcmp);
1142 –                qsort((char *)avlist2, nambvals, sizeof(AMBVAL *), &aposcmp);
1143 –                for (i = 0; i < nambvals; i++) {
1144 –                        if (avlist1[i].p == NULL)
1145 –                                continue;
1146 –                        tap = avlist2[i];
1147 –                        tav = *tap;
1148 –                        for (j = i; (pnext = avlist1[j].p) != tap;
1149 –                                        j = avlmemi(pnext)) {
1150 –                                *(avlist2[j]) = *pnext;
1151 –                                avinsert(avlist2[j]);
1152 –                                avlist1[j].p = NULL;
1153 –                        }
1154 –                        *(avlist2[j]) = tav;
1155 –                        avinsert(avlist2[j]);
1156 –                        avlist1[j].p = NULL;
1157 –                }
1158 –                free((void *)avlist1);
1159 –                free((void *)avlist2);
1160 –                                                /* compute new sort interval */
1161 –                sortintvl = ambclock - lastsort;
1162 –                if (sortintvl >= MAX_SORT_INTVL/2)
1163 –                        sortintvl = MAX_SORT_INTVL;
1164 –                else
1165 –                        sortintvl <<= 1;        /* wait twice as long next */
1166 – #ifdef DEBUG
1167 –                eputs("done\n");
1168 – #endif
1169 –        }
1170 –        if (ambclock >= MAXACLOCK)
1171 –                ambclock = MAXACLOCK/2;
1172 –        lastsort = ambclock;
1173 – }
1174 –
1175 –
779   #ifdef  F_SETLKW
780  
781   static void
# Line 1184 | Line 787 | aflock(                        /* lock/unlock ambient file */
787  
788          if (typ == fls.l_type)          /* already called? */
789                  return;
790 +
791          fls.l_type = typ;
792 <        if (fcntl(fileno(ambfp), F_SETLKW, &fls) < 0)
793 <                error(SYSTEM, "cannot (un)lock ambient file");
792 >        do
793 >                if (fcntl(fileno(ambfp), F_SETLKW, &fls) != -1)
794 >                        return;
795 >        while (errno == EINTR);
796 >        
797 >        error(SYSTEM, "cannot (un)lock ambient file");
798   }
799  
800  
# Line 1205 | Line 813 | ambsync(void)                  /* synchronize ambient file */
813          if ((flen = lseek(fileno(ambfp), (off_t)0, SEEK_END)) < 0)
814                  goto seekerr;
815          if ((n = flen - lastpos) > 0) {         /* file has grown */
816 <                if (ambinp == NULL) {           /* use duplicate filedes */
817 <                        ambinp = fdopen(dup(fileno(ambfp)), "r");
816 >                if (ambinp == NULL) {           /* get new file pointer */
817 >                        ambinp = fopen(ambfile, "rb");
818                          if (ambinp == NULL)
819 <                                error(SYSTEM, "fdopen failed in ambsync");
819 >                                error(SYSTEM, "fopen failed in ambsync");
820                  }
821                  if (fseek(ambinp, lastpos, SEEK_SET) < 0)
822                          goto seekerr;
# Line 1220 | Line 828 | ambsync(void)                  /* synchronize ambient file */
828                                  error(WARNING, errmsg);
829                                  break;
830                          }
831 <                        avinsert(avstore(&avs));
831 >                        avstore(&avs);
832                          n -= AMBVALSIZ;
833                  }
834 <                lastpos = flen - n;
835 <                /*** seek always as safety measure
836 <                if (n) ***/                     /* alignment */
1229 <                        if (lseek(fileno(ambfp), (off_t)lastpos, SEEK_SET) < 0)
1230 <                                goto seekerr;
834 >                lastpos = flen - n;             /* check alignment */
835 >                if (n && lseek(fileno(ambfp), (off_t)lastpos, SEEK_SET) < 0)
836 >                        goto seekerr;
837          }
838          n = fflush(ambfp);                      /* calls write() at last */
839 <        if (n != EOF)
1234 <                lastpos += (long)nunflshed*AMBVALSIZ;
1235 <        else if ((lastpos = lseek(fileno(ambfp), (off_t)0, SEEK_CUR)) < 0)
1236 <                goto seekerr;
1237 <                
839 >        lastpos += (long)nunflshed*AMBVALSIZ;
840          aflock(F_UNLCK);                        /* release file */
841          nunflshed = 0;
842          return(n);
843   seekerr:
844          error(SYSTEM, "seek failed in ambsync");
845 <        return -1; /* pro forma return */
845 >        return(EOF);    /* pro forma return */
846   }
847  
848   #else   /* ! F_SETLKW */

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> Changed lines