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

Comparing ray/src/rt/ambient.c (file contents):
Revision 2.89 by greg, Sun May 11 19:03:37 2014 UTC vs.
Revision 2.123 by greg, Fri Apr 5 01:10:26 2024 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))
48 < #define  freeav(av)     free((void *)av);
47 > #define  AVSIZE         (sizeof(AMBVAL)-sizeof(SCOLOR)+sizeof(COLORV)*NCSAMP)
48 > #define  newambval()    (AMBVAL *)malloc(AVSIZE)
49  
50 < static void initambfile(int creat);
50 > #define  tfunc(x0, x, x1)       (((x)-(x0))/((x1)-(x0)))
51 >
52 > static void initambfile(int cre8);
53   static void avsave(AMBVAL *av);
54   static AMBVAL *avstore(AMBVAL  *aval);
55   static AMBTREE *newambtree(void);
# Line 87 | Line 57 | static void freeambtree(AMBTREE  *atp);
57  
58   typedef void unloadtf_t(AMBVAL *);
59   static unloadtf_t avinsert;
90 static unloadtf_t av2list;
60   static unloadtf_t avfree;
61   static void unloadatree(AMBTREE  *at, unloadtf_t *f);
62  
63 < static int aposcmp(const void *avp1, const void *avp2);
95 < static int avlmemi(AMBVAL *avaddr);
96 < static void sortambvals(int always);
63 > static void sortambvals(void);
64  
65 + static int      plugaleak(RAY *r, AMBVAL *ap, FVECT anorm, double ang);
66 + static double   sumambient(SCOLOR acol, RAY *r, FVECT rn, int al,
67 +                                AMBTREE *at, FVECT c0, double s);
68 + static int      makeambient(SCOLOR acol, RAY *r, FVECT rn, int al);
69 + static int      extambient(SCOLOR cr, AMBVAL *ap, FVECT pv, FVECT nv,
70 +                                FVECT uvw[3]);
71 +
72   #ifdef  F_SETLKW
73   static void aflock(int  typ);
74   #endif
# Line 133 | Line 107 | setambacc(                             /* set ambient accuracy */
107          newa *= (newa > 0);
108          if (fabs(newa - olda) >= .05*(newa + olda)) {
109                  ambacc = newa;
110 <                if (nambvals > 0)
111 <                        sortambvals(1);         /* rebuild tree */
110 >                if (ambacc > FTINY && nambvals > 0)
111 >                        sortambvals();          /* rebuild tree */
112          }
113   }
114  
# Line 185 | Line 159 | setambient(void)                               /* initialize calculation */
159                                          (flen - lastpos)/AMBVALSIZ);
160                          error(WARNING, errmsg);
161                          fseek(ambfp, lastpos, SEEK_SET);
188 #ifndef _WIN32 /* XXX we need a replacement for that one */
162                          ftruncate(fileno(ambfp), (off_t)lastpos);
190 #endif
163                  }
164          } else if ((ambfp = fopen(ambfile, "w+")) != NULL) {
165                  initambfile(1);                 /* else create new file */
# Line 197 | Line 169 | setambient(void)                               /* initialize calculation */
169                  sprintf(errmsg, "cannot open ambient file \"%s\"", ambfile);
170                  error(SYSTEM, errmsg);
171          }
200 #ifdef getc_unlocked
201        flockfile(ambfp);                       /* application-level lock */
202 #endif
172   #ifdef  F_SETLKW
173          aflock(F_UNLCK);                        /* release file */
174   #endif
# Line 220 | Line 189 | ambdone(void)                  /* close ambient file and free memory
189                  lastpos = -1;
190          }
191                                          /* free ambient tree */
192 <        unloadatree(&atrunk, &avfree);
192 >        unloadatree(&atrunk, avfree);
193                                          /* reset state variables */
194          avsum = 0.;
195          navsum = 0;
196          nambvals = 0;
197          nambshare = 0;
229        ambclock = 0;
230        lastsort = 0;
231        sortintvl = SORT_INTVL;
198   }
199  
200  
# Line 261 | Line 227 | ambnotify(                     /* record new modifier */
227                  }
228   }
229  
264 /************ THE FOLLOWING ROUTINES DIFFER BETWEEN NEW & OLD ***************/
230  
266 #ifdef NEWAMB
267
268 #define tfunc(lwr, x, upr)      (((x)-(lwr))/((upr)-(lwr)))
269
270 static int      plugaleak(RAY *r, AMBVAL *ap, FVECT anorm, double ang);
271 static double   sumambient(COLOR acol, RAY *r, FVECT rn, int al,
272                                AMBTREE *at, FVECT c0, double s);
273 static int      makeambient(COLOR acol, RAY *r, FVECT rn, int al);
274 static void     extambient(COLOR cr, AMBVAL *ap, FVECT pv, FVECT nv,
275                                FVECT uvw[3]);
276
231   void
232   multambient(            /* compute ambient component & multiply by coef. */
233 <        COLOR  aval,
233 >        SCOLOR  aval,
234          RAY  *r,
235          FVECT  nrm
236   )
237   {
238 +        static double  logAvgAbsorp = 1;
239          static int  rdepth = 0;                 /* ambient recursion */
240 <        COLOR   acol;
241 <        int     ok;
240 >        SCOLOR  acol, caustic;
241 >        int     i, ok;
242          double  d, l;
243  
244 +        /* PMAP: Factor in ambient from photon map, if enabled and ray is
245 +         * ambient. Return as all ambient components accounted for, else
246 +         * continue. */
247 +        if (ambPmap(aval, r, rdepth))
248 +                return;
249 +
250 +        if (logAvgAbsorp > 0)                   /* exclude in -aw to avoid growth */
251 +                logAvgAbsorp = log(1.-AVGREFL);
252 +
253 +        /* PMAP: Factor in specular-diffuse ambient (caustics) from photon
254 +         * map, if enabled and ray is primary, else caustic is zero.  Continue
255 +         * with RADIANCE ambient calculation */
256 + {/* XXX TEMPORARY */
257 +        COLOR   pmc;
258 +        scolor_color(pmc, aval);
259 +        ambPmapCaustic(pmc, r, rdepth);
260 +        setscolor(caustic, colval(pmc,RED), colval(pmc,GRN), colval(pmc,BLU));
261 + }
262          if (ambdiv <= 0)                        /* no ambient calculation */
263                  goto dumbamb;
264                                                  /* check number of bounces */
# Line 296 | Line 269 | multambient(           /* compute ambient component & multiply
269                          ambincl != inset(ambset, r->ro->omod))
270                  goto dumbamb;
271  
272 <        if (ambacc <= FTINY) {                  /* no ambient storage */
273 <                copycolor(acol, aval);
272 >        if (ambacc <= FTINY) {                  /* no ambient storage? */
273 >                double  rdot = DOT(nrm,r->ron);
274 >                int     sgn = 1 - 2*(rdot < 0);
275 >                float   dgrad[2], *dgp = NULL;
276 >                FVECT   uvd[2];
277 >
278 >                if (sgn*rdot < 0.9999)
279 >                        dgp = dgrad;            /* compute rotational grad. */
280 >                copyscolor(acol, aval);
281                  rdepth++;
282 <                ok = doambient(acol, r, r->rweight,
283 <                                NULL, NULL, NULL, NULL, NULL);
282 >                ok = doambient(acol, r, r->rweight*sgn,
283 >                                uvd, NULL, NULL, dgp, NULL);
284                  rdepth--;
285                  if (!ok)
286                          goto dumbamb;
287 <                copycolor(aval, acol);
287 >                if ((ok > 0) & (dgp != NULL)) { /* apply texture */
288 >                        FVECT   v1;
289 >                        VCROSS(v1, r->ron, nrm);
290 >                        d = 1.0;
291 >                        for (i = 3; i--; )
292 >                                d += sgn*v1[i] * (dgp[0]*uvd[0][i] + dgp[1]*uvd[1][i]);
293 >                        if (d >= 0.05)
294 >                                scalescolor(acol, d);
295 >                }
296 >                copyscolor(aval, acol);
297 >
298 >                /* PMAP: add in caustic */
299 >                saddscolor(aval, caustic);
300                  return;
301          }
310
311        if (tracktime)                          /* sort to minimize thrashing */
312                sortambvals(0);
302                                                  /* interpolate ambient value */
303 <        setcolor(acol, 0.0, 0.0, 0.0);
303 >        scolorblack(acol);
304          d = sumambient(acol, r, nrm, rdepth,
305                          &atrunk, thescene.cuorg, thescene.cusize);
306 +                        
307          if (d > FTINY) {
308 <                d = 1.0/d;
309 <                scalecolor(acol, d);
310 <                multcolor(aval, acol);
308 >                scalescolor(acol, 1.0/d);
309 >                smultscolor(aval, acol);
310 >
311 >                /* PMAP: add in caustic */
312 >                saddscolor(aval, caustic);
313                  return;
314          }
315 +        
316          rdepth++;                               /* need to cache new value */
317          ok = makeambient(acol, r, nrm, rdepth-1);
318          rdepth--;
319 +        
320          if (ok) {
321 <                multcolor(aval, acol);          /* computed new value */
321 >                smultscolor(aval, acol);        /* computed new value */
322 >
323 >                /* PMAP: add in caustic */
324 >                saddscolor(aval, caustic);
325                  return;
326          }
327 +        
328   dumbamb:                                        /* return global value */
329          if ((ambvwt <= 0) | (navsum == 0)) {
330 <                multcolor(aval, ambval);
330 >                smultcolor(aval, ambval);
331 >                
332 >                /* PMAP: add in caustic */
333 >                saddscolor(aval, caustic);
334                  return;
335          }
336 <        l = bright(ambval);                     /* average in computations */
336 >        
337 >        l = bright(ambval);                     /* average in computations */  
338          if (l > FTINY) {
339 <                d = (log(l)*(double)ambvwt + avsum) /
339 >                d = (log(l)*(double)ambvwt + avsum + logAvgAbsorp*navsum) /
340                                  (double)(ambvwt + navsum);
341                  d = exp(d) / l;
342 <                scalecolor(aval, d);
343 <                multcolor(aval, ambval);        /* apply color of ambval */
342 >                scalescolor(aval, d);
343 >                smultcolor(aval, ambval);       /* apply color of ambval */
344          } else {
345 <                d = exp( avsum / (double)navsum );
346 <                scalecolor(aval, d);            /* neutral color */
345 >                d = exp( avsum/(double)navsum + logAvgAbsorp );
346 >                scalescolor(aval, d);           /* neutral color */
347          }
348   }
349  
# Line 379 | Line 381 | plugaleak(RAY *r, AMBVAL *ap, FVECT anorm, double ang)
381          VSUM(rtst.rdir, vdif, anorm, t[1]);     /* further dist. > plane */
382          rtst.rmax = normalize(rtst.rdir);       /* short ray test */
383          while (localhit(&rtst, &thescene)) {    /* check for occluder */
384 <                if (rtst.ro->omod != OVOID &&
384 >                OBJREC  *m = findmaterial(rtst.ro);
385 >                if (m != NULL && !istransp(m->otype) && !isBSDFproxy(m) &&
386                                  (rtst.clipset == NULL ||
387                                          !inset(rtst.clipset, rtst.ro->omod)))
388                          return(1);              /* plug light leak */
# Line 393 | Line 396 | plugaleak(RAY *r, AMBVAL *ap, FVECT anorm, double ang)
396  
397   static double
398   sumambient(             /* get interpolated ambient value */
399 <        COLOR  acol,
399 >        SCOLOR  acol,
400          RAY  *r,
401          FVECT  rn,
402          int  al,
# Line 403 | Line 406 | sumambient(            /* get interpolated ambient value */
406   )
407   {                       /* initial limit is 10 degrees plus ambacc radians */
408          const double    minangle = 10.0 * PI/180.;
409 +        const int       sgn = 1 - 2*(DOT(r->ron,rn) < 0);
410          double          maxangle = minangle + ambacc;
411          double          wsum = 0.0;
412          FVECT           ck0;
# Line 426 | Line 430 | sumambient(            /* get interpolated ambient value */
430                                                          at->kid+i, ck0, s);
431                  }
432                                          /* good enough? */
433 <                if (wsum >= 0.05 && s > minarad*10.0)
433 >                if ((wsum >= 0.05) & (s*ambacc > minarad))
434                          return(wsum);
435          }
436                                          /* adjust maximum angle */
# Line 435 | Line 439 | sumambient(            /* get interpolated ambient value */
439                                          /* sum this node */
440          for (av = at->alist; av != NULL; av = av->next) {
441                  double  u, v, d, delta_r2, delta_t2;
442 <                COLOR   ct;
442 >                SCOLOR  sct;
443                  FVECT   uvw[3];
440                                        /* record access */
441                if (tracktime)
442                        av->latick = ambclock;
444                  /*
445                   *  Ambient level test
446                   */
# Line 450 | Line 451 | sumambient(            /* get interpolated ambient value */
451                   *  Direction test using unperturbed normal
452                   */
453                  decodedir(uvw[2], av->ndir);
454 <                d = DOT(uvw[2], r->ron);
454 >                d = sgn * DOT(uvw[2], r->ron);
455                  if (d <= 0.0)           /* >= 90 degrees */
456                          continue;
457                  delta_r2 = 2.0 - 2.0*d; /* approx. radians^2 */
# Line 461 | Line 462 | sumambient(            /* get interpolated ambient value */
462                   */
463                  VSUB(ck0, r->rop, av->pos);
464                  d = DOT(ck0, uvw[2]);
465 <                if (d < -minarad*ambacc-.001)
465 >                if (d < -minarad*ambacc)
466                          continue;
467                  d /= av->rad[0];
468                  delta_t2 = d*d;
# Line 486 | Line 487 | sumambient(            /* get interpolated ambient value */
487                  /*
488                   *  Extrapolate value and compute final weight (hat function)
489                   */
490 <                extambient(ct, av, r->rop, rn, uvw);
490 >                if (!extambient(sct, av, r->rop, rn, uvw))
491 >                        continue;
492                  d = tfunc(maxangle, sqrt(delta_r2), 0.0) *
493                          tfunc(ambacc, sqrt(delta_t2), 0.0);
494 <                scalecolor(ct, d);
495 <                addcolor(acol, ct);
494 >                scalescolor(sct, d);
495 >                saddscolor(acol, sct);
496                  wsum += d;
497          }
498          return(wsum);
# Line 499 | Line 501 | sumambient(            /* get interpolated ambient value */
501  
502   static int
503   makeambient(            /* make a new ambient value for storage */
504 <        COLOR  acol,
504 >        SCOLOR  acol,
505          RAY  *r,
506          FVECT  rn,
507          int  al
508   )
509   {
510 +        int     sgn = 1 - 2*(DOT(r->ron,rn) < 0);
511          AMBVAL  amb;
512          FVECT   uvw[3];
513          int     i;
# Line 514 | Line 517 | makeambient(           /* make a new ambient value for storage
517                  amb.weight *= AVGREFL;
518          if (r->rweight < 0.1*amb.weight)        /* heuristic override */
519                  amb.weight = 1.25*r->rweight;
520 <        setcolor(acol, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
520 >        setscolor(acol, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
521                                                  /* compute ambient */
522 <        i = doambient(acol, r, amb.weight,
522 >        i = doambient(acol, r, amb.weight*sgn,
523                          uvw, amb.rad, amb.gpos, amb.gdir, &amb.corral);
524 <        scalecolor(acol, 1./AVGREFL);           /* undo assumed reflectance */
524 >        scalescolor(acol, 1./AVGREFL);          /* undo assumed reflectance */
525          if (i <= 0 || amb.rad[0] <= FTINY)      /* no Hessian or zero radius */
526                  return(i);
527 +        uvw[2][0] = sgn*r->ron[0];              /* orient unperturbed normal */
528 +        uvw[2][1] = sgn*r->ron[1];
529 +        uvw[2][2] = sgn*r->ron[2];
530                                                  /* store value */
531          VCOPY(amb.pos, r->rop);
532 <        amb.ndir = encodedir(r->ron);
532 >        amb.ndir = encodedir(uvw[2]);
533          amb.udir = encodedir(uvw[0]);
534          amb.lvl = al;
535 <        copycolor(amb.val, acol);
536 <                                                /* insert into tree */
537 <        avsave(&amb);                           /* and save to file */
532 <        if (rn != r->ron) {                     /* texture */
533 <                VCOPY(uvw[2], r->ron);
535 >        copyscolor(amb.val, acol);
536 >        avsave(&amb);                           /* insert and save to file */
537 >        if (DOT(uvw[2],rn) < 0.9999)            /* texture? */
538                  extambient(acol, &amb, r->rop, rn, uvw);
535        }
539          return(1);
540   }
541  
542  
543 < static void
543 > static int
544   extambient(             /* extrapolate value at pv, nv */
545 <        COLOR  cr,
545 >        SCOLOR  scr,
546          AMBVAL   *ap,
547          FVECT  pv,
548          FVECT  nv,
549          FVECT  uvw[3]
550   )
551   {
552 +        const double    min_d = 0.05;
553 +        const double    max_d = 20.;
554          static FVECT    my_uvw[3];
555          FVECT           v1;
556          int             i;
# Line 565 | Line 570 | extambient(            /* extrapolate value at pv, nv */
570          for (i = 3; i--; )
571                  d += v1[i] * (ap->gdir[0]*uvw[0][i] + ap->gdir[1]*uvw[1][i]);
572          
573 <        if (d <= 0.0) {
574 <                setcolor(cr, 0.0, 0.0, 0.0);
575 <                return;
576 <        }
577 <        copycolor(cr, ap->val);
578 <        scalecolor(cr, d);
573 >        if (d < min_d)                  /* clamp min/max scaling */
574 >                d = min_d;
575 >        else if (d > max_d)
576 >                d = max_d;
577 >        copyscolor(scr, ap->val);
578 >        scalescolor(scr, d);
579 >        return(d > min_d);
580   }
581  
582  
# Line 617 | Line 623 | avinsert(                              /* insert ambient value in our tree */
623   }
624  
625  
620 #else /* ! NEWAMB */
621
622 static double   sumambient(COLOR acol, RAY *r, FVECT rn, int al,
623                                AMBTREE *at, FVECT c0, double s);
624 static double   makeambient(COLOR acol, RAY *r, FVECT rn, int al);
625 static void     extambient(COLOR cr, AMBVAL *ap, FVECT pv, FVECT nv);
626
627
628 void
629 multambient(            /* compute ambient component & multiply by coef. */
630        COLOR  aval,
631        RAY  *r,
632        FVECT  nrm
633 )
634 {
635        static int  rdepth = 0;                 /* ambient recursion */
636        COLOR   acol;
637        double  d, l;
638
639        if (ambdiv <= 0)                        /* no ambient calculation */
640                goto dumbamb;
641                                                /* check number of bounces */
642        if (rdepth >= ambounce)
643                goto dumbamb;
644                                                /* check ambient list */
645        if (ambincl != -1 && r->ro != NULL &&
646                        ambincl != inset(ambset, r->ro->omod))
647                goto dumbamb;
648
649        if (ambacc <= FTINY) {                  /* no ambient storage */
650                copycolor(acol, aval);
651                rdepth++;
652                d = doambient(acol, r, r->rweight, NULL, NULL);
653                rdepth--;
654                if (d <= FTINY)
655                        goto dumbamb;
656                copycolor(aval, acol);
657                return;
658        }
659
660        if (tracktime)                          /* sort to minimize thrashing */
661                sortambvals(0);
662                                                /* interpolate ambient value */
663        setcolor(acol, 0.0, 0.0, 0.0);
664        d = sumambient(acol, r, nrm, rdepth,
665                        &atrunk, thescene.cuorg, thescene.cusize);
666        if (d > FTINY) {
667                d = 1.0/d;
668                scalecolor(acol, d);
669                multcolor(aval, acol);
670                return;
671        }
672        rdepth++;                               /* need to cache new value */
673        d = makeambient(acol, r, nrm, rdepth-1);
674        rdepth--;
675        if (d > FTINY) {
676                multcolor(aval, acol);          /* got new value */
677                return;
678        }
679 dumbamb:                                        /* return global value */
680        if ((ambvwt <= 0) | (navsum == 0)) {
681                multcolor(aval, ambval);
682                return;
683        }
684        l = bright(ambval);                     /* average in computations */
685        if (l > FTINY) {
686                d = (log(l)*(double)ambvwt + avsum) /
687                                (double)(ambvwt + navsum);
688                d = exp(d) / l;
689                scalecolor(aval, d);
690                multcolor(aval, ambval);        /* apply color of ambval */
691        } else {
692                d = exp( avsum / (double)navsum );
693                scalecolor(aval, d);            /* neutral color */
694        }
695 }
696
697
698 static double
699 sumambient(     /* get interpolated ambient value */
700        COLOR  acol,
701        RAY  *r,
702        FVECT  rn,
703        int  al,
704        AMBTREE  *at,
705        FVECT  c0,
706        double  s
707 )
708 {
709        double  d, e1, e2, wt, wsum;
710        COLOR  ct;
711        FVECT  ck0;
712        int  i;
713        int  j;
714        AMBVAL   *av;
715
716        wsum = 0.0;
717                                        /* do this node */
718        for (av = at->alist; av != NULL; av = av->next) {
719                double  rn_dot = -2.0;
720                if (tracktime)
721                        av->latick = ambclock;
722                /*
723                 *  Ambient level test.
724                 */
725                if (av->lvl > al ||     /* list sorted, so this works */
726                                (av->lvl == al) & (av->weight < 0.9*r->rweight))
727                        break;
728                /*
729                 *  Ambient radius test.
730                 */
731                VSUB(ck0, av->pos, r->rop);
732                e1 = DOT(ck0, ck0) / (av->rad * av->rad);
733                if (e1 > ambacc*ambacc*1.21)
734                        continue;
735                /*
736                 *  Direction test using closest normal.
737                 */
738                d = DOT(av->dir, r->ron);
739                if (rn != r->ron) {
740                        rn_dot = DOT(av->dir, rn);
741                        if (rn_dot > 1.0-FTINY)
742                                rn_dot = 1.0-FTINY;
743                        if (rn_dot >= d-FTINY) {
744                                d = rn_dot;
745                                rn_dot = -2.0;
746                        }
747                }
748                e2 = (1.0 - d) * r->rweight;
749                if (e2 < 0.0)
750                        e2 = 0.0;
751                else if (e1 + e2 > ambacc*ambacc*1.21)
752                        continue;
753                /*
754                 *  Ray behind test.
755                 */
756                d = 0.0;
757                for (j = 0; j < 3; j++)
758                        d += (r->rop[j] - av->pos[j]) *
759                                        (av->dir[j] + r->ron[j]);
760                if (d*0.5 < -minarad*ambacc-.001)
761                        continue;
762                /*
763                 *  Jittering final test reduces image artifacts.
764                 */
765                e1 = sqrt(e1);
766                e2 = sqrt(e2);
767                wt = e1 + e2;
768                if (wt > ambacc*(.9+.2*urand(9015+samplendx)))
769                        continue;
770                /*
771                 *  Recompute directional error using perturbed normal
772                 */
773                if (rn_dot > 0.0) {
774                        e2 = sqrt((1.0 - rn_dot)*r->rweight);
775                        wt = e1 + e2;
776                }
777                if (wt <= 1e-3)
778                        wt = 1e3;
779                else
780                        wt = 1.0 / wt;
781                wsum += wt;
782                extambient(ct, av, r->rop, rn);
783                scalecolor(ct, wt);
784                addcolor(acol, ct);
785        }
786        if (at->kid == NULL)
787                return(wsum);
788                                        /* do children */
789        s *= 0.5;
790        for (i = 0; i < 8; i++) {
791                for (j = 0; j < 3; j++) {
792                        ck0[j] = c0[j];
793                        if (1<<j & i)
794                                ck0[j] += s;
795                        if (r->rop[j] < ck0[j] - OCTSCALE*s)
796                                break;
797                        if (r->rop[j] > ck0[j] + (1.0+OCTSCALE)*s)
798                                break;
799                }
800                if (j == 3)
801                        wsum += sumambient(acol, r, rn, al,
802                                                at->kid+i, ck0, s);
803        }
804        return(wsum);
805 }
806
807
808 static double
809 makeambient(            /* make a new ambient value for storage */
810        COLOR  acol,
811        RAY  *r,
812        FVECT  rn,
813        int  al
814 )
815 {
816        AMBVAL  amb;
817        FVECT   gp, gd;
818        int     i;
819
820        amb.weight = 1.0;                       /* compute weight */
821        for (i = al; i-- > 0; )
822                amb.weight *= AVGREFL;
823        if (r->rweight < 0.1*amb.weight)        /* heuristic override */
824                amb.weight = 1.25*r->rweight;
825        setcolor(acol, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
826                                                /* compute ambient */
827        amb.rad = doambient(acol, r, amb.weight, gp, gd);
828        if (amb.rad <= FTINY) {
829                setcolor(acol, 0.0, 0.0, 0.0);
830                return(0.0);
831        }
832        scalecolor(acol, 1./AVGREFL);           /* undo assumed reflectance */
833                                                /* store value */
834        VCOPY(amb.pos, r->rop);
835        VCOPY(amb.dir, r->ron);
836        amb.lvl = al;
837        copycolor(amb.val, acol);
838        VCOPY(amb.gpos, gp);
839        VCOPY(amb.gdir, gd);
840                                                /* insert into tree */
841        avsave(&amb);                           /* and save to file */
842        if (rn != r->ron)
843                extambient(acol, &amb, r->rop, rn);     /* texture */
844        return(amb.rad);
845 }
846
847
626   static void
849 extambient(             /* extrapolate value at pv, nv */
850        COLOR  cr,
851        AMBVAL   *ap,
852        FVECT  pv,
853        FVECT  nv
854 )
855 {
856        FVECT  v1;
857        int  i;
858        double  d;
859
860        d = 1.0;                        /* zeroeth order */
861                                        /* gradient due to translation */
862        for (i = 0; i < 3; i++)
863                d += ap->gpos[i]*(pv[i]-ap->pos[i]);
864                                        /* gradient due to rotation */
865        VCROSS(v1, ap->dir, nv);
866        d += DOT(ap->gdir, v1);
867        if (d <= 0.0) {
868                setcolor(cr, 0.0, 0.0, 0.0);
869                return;
870        }
871        copycolor(cr, ap->val);
872        scalecolor(cr, d);
873 }
874
875
876 static void
877 avinsert(                               /* insert ambient value in our tree */
878        AMBVAL *av
879 )
880 {
881        AMBTREE  *at;
882        AMBVAL  *ap;
883        AMBVAL  avh;
884        FVECT  ck0;
885        double  s;
886        int  branch;
887        int  i;
888
889        if (av->rad <= FTINY)
890                error(CONSISTENCY, "zero ambient radius in avinsert");
891        at = &atrunk;
892        VCOPY(ck0, thescene.cuorg);
893        s = thescene.cusize;
894        while (s*(OCTSCALE/2) > av->rad*ambacc) {
895                if (at->kid == NULL)
896                        if ((at->kid = newambtree()) == NULL)
897                                error(SYSTEM, "out of memory in avinsert");
898                s *= 0.5;
899                branch = 0;
900                for (i = 0; i < 3; i++)
901                        if (av->pos[i] > ck0[i] + s) {
902                                ck0[i] += s;
903                                branch |= 1 << i;
904                        }
905                at = at->kid + branch;
906        }
907        avh.next = at->alist;           /* order by increasing level */
908        for (ap = &avh; ap->next != NULL; ap = ap->next)
909                if ( ap->next->lvl > av->lvl ||
910                                (ap->next->lvl == av->lvl) &
911                                (ap->next->weight <= av->weight) )
912                        break;
913        av->next = ap->next;
914        ap->next = (AMBVAL*)av;
915        at->alist = avh.next;
916 }
917
918 #endif  /* ! NEWAMB */
919
920 /************* FOLLOWING ROUTINES SAME FOR NEW & OLD METHODS ***************/
921
922 static void
627   initambfile(            /* initialize ambient file */
628          int  cre8
629   )
# Line 934 | Line 638 | initambfile(           /* initialize ambient file */
638          if (mybuf == NULL)
639                  mybuf = (char *)bmalloc(BUFSIZ+8);
640          setbuf(ambfp, mybuf);
641 + retry:
642          if (cre8) {                     /* new file */
643                  newheader("RADIANCE", ambfp);
644                  fprintf(ambfp, "%s -av %g %g %g -aw %d -ab %d -aa %g ",
# Line 942 | Line 647 | initambfile(           /* initialize ambient file */
647                                  ambvwt, ambounce, ambacc);
648                  fprintf(ambfp, "-ad %d -as %d -ar %d ",
649                                  ambdiv, ambssamp, ambres);
650 +                fprintf(ambfp, "-dr %d -ds %g -dt %g -dc %g ", directrelay,
651 +                                srcsizerat, shadthresh, shadcert);
652 +                fprintf(ambfp, "-ss %g -st %g -lr %d -lw %g ", specjitter,
653 +                                specthresh, maxdepth, minweight);
654 +                fprintf(ambfp, "-cw %g %g -cs %d ", WLPART[3], WLPART[0], NCSAMP);
655                  if (octname != NULL)
656                          fputs(octname, ambfp);
657 <                fputc('\n', ambfp);
657 >                fputc('\n', ambfp);     /* end of command line, not header! */
658                  fprintf(ambfp, "SOFTWARE= %s\n", VersionID);
659                  fputnow(ambfp);
660 +                AMB_CNDX = CNDX;        /* use current spectral sampling */
661 +                AMB_WLPART = WLPART;
662 +                fputwlsplit(WLPART, ambfp);
663 +                fputncomp(NCSAMP, ambfp);
664                  fputformat(AMBFMT, ambfp);
665                  fputc('\n', ambfp);
666                  putambmagic(ambfp);
667 <        } else if (checkheader(ambfp, AMBFMT, NULL) < 0 || !hasambmagic(ambfp))
668 <                error(USER, "bad ambient file");
667 >        } else if (getheader(ambfp, amb_headline, NULL) < 0 || !hasambmagic(ambfp)) {
668 > #ifndef  F_SETLKW
669 >                static int      ntries = 3;
670 >                if (--ntries > 0 && ftell(ambfp) == 0) {
671 >                        clearerr(ambfp);
672 >                        sleep(2);
673 >                        goto retry;
674 >                }
675 > #endif
676 >                error(USER, "bad/incompatible ambient file");
677 >        }
678 >        if ((AMB_CNDX != CNDX) | (AMB_WLPART != WLPART)) {
679 >                if (setspectrsamp(AMB_CNDX, AMB_WLPART) < 0)
680 >                        error(USER, "bad wavelength sampling in ambient file");
681 >                if (AMB_CNDX[3] == CNDX[3] && FABSEQ(AMB_WLPART[0],WLPART[0]) &&
682 >                                        FABSEQ(AMB_WLPART[3],WLPART[3])) {
683 >                        AMB_CNDX = CNDX;
684 >                        AMB_WLPART = WLPART;            /* just the same */
685 >                } else
686 >                        error(WARNING, "different ambient file wavelength sampling");
687 >        }
688   }
689  
690  
# Line 984 | Line 717 | avstore(                               /* allocate memory and save aval */
717  
718          if ((av = newambval()) == NULL)
719                  error(SYSTEM, "out of memory in avstore");
720 <        *av = *aval;
988 <        av->latick = ambclock;
720 >        memcpy(av, aval, AVSIZE);       /* AVSIZE <= sizeof(AMBVAL) */
721          av->next = NULL;
722          nambvals++;
723 <        d = bright(av->val);
723 >        d = pbright(av->val);
724          if (d > FTINY) {                /* add to log sum for averaging */
725                  avsum += log(d);
726                  navsum++;
# Line 1020 | Line 752 | newambtree(void)                               /* allocate 8 ambient tree structs
752          }
753          atp = atfreelist;
754          atfreelist = atp->kid;
755 <        memset((char *)atp, '\0', 8*sizeof(AMBTREE));
755 >        memset(atp, 0, 8*sizeof(AMBTREE));
756          return(atp);
757   }
758  
# Line 1046 | Line 778 | unloadatree(                   /* unload an ambient value tree */
778                                          /* transfer values at this node */
779          for (av = at->alist; av != NULL; av = at->alist) {
780                  at->alist = av->next;
781 +                av->next = NULL;
782                  (*f)(av);
783          }
784          if (at->kid == NULL)
# Line 1057 | Line 790 | unloadatree(                   /* unload an ambient value tree */
790   }
791  
792  
1060 static struct avl {
1061        AMBVAL  *p;
1062        unsigned long   t;
1063 }       *avlist1;                       /* ambient value list with ticks */
1064 static AMBVAL   **avlist2;              /* memory positions for sorting */
1065 static int      i_avlist;               /* index for lists */
1066
1067 static int alatcmp(const void *av1, const void *av2);
1068
793   static void
794   avfree(AMBVAL *av)
795   {
796          free(av);
797   }
798  
799 +
800   static void
801 < av2list(
1077 <        AMBVAL *av
1078 < )
801 > sortambvals(void)                       /* resort ambient values */
802   {
803 < #ifdef DEBUG
1081 <        if (i_avlist >= nambvals)
1082 <                error(CONSISTENCY, "too many ambient values in av2list1");
1083 < #endif
1084 <        avlist1[i_avlist].p = avlist2[i_avlist] = (AMBVAL*)av;
1085 <        avlist1[i_avlist++].t = av->latick;
1086 < }
803 >        AMBTREE  oldatrunk = atrunk;
804  
805 <
806 < static int
807 < alatcmp(                        /* compare ambient values for MRA */
1091 <        const void *av1,
1092 <        const void *av2
1093 < )
1094 < {
1095 <        long  lc = ((struct avl *)av2)->t - ((struct avl *)av1)->t;
1096 <        return(lc<0 ? -1 : lc>0 ? 1 : 0);
805 >        atrunk.alist = NULL;
806 >        atrunk.kid = NULL;
807 >        unloadatree(&oldatrunk, avinsert);
808   }
809  
810  
1100 /* GW NOTE 2002/10/3:
1101 * I used to compare AMBVAL pointers, but found that this was the
1102 * cause of a serious consistency error with gcc, since the optimizer
1103 * uses some dangerous trick in pointer subtraction that
1104 * assumes pointers differ by exact struct size increments.
1105 */
1106 static int
1107 aposcmp(                        /* compare ambient value positions */
1108        const void      *avp1,
1109        const void      *avp2
1110 )
1111 {
1112        long    diff = *(char * const *)avp1 - *(char * const *)avp2;
1113        if (diff < 0)
1114                return(-1);
1115        return(diff > 0);
1116 }
1117
1118
1119 static int
1120 avlmemi(                                /* find list position from address */
1121        AMBVAL  *avaddr
1122 )
1123 {
1124        AMBVAL  **avlpp;
1125
1126        avlpp = (AMBVAL **)bsearch((char *)&avaddr, (char *)avlist2,
1127                        nambvals, sizeof(AMBVAL *), &aposcmp);
1128        if (avlpp == NULL)
1129                error(CONSISTENCY, "address not found in avlmemi");
1130        return(avlpp - avlist2);
1131 }
1132
1133
1134 static void
1135 sortambvals(                    /* resort ambient values */
1136        int     always
1137 )
1138 {
1139        AMBTREE  oldatrunk;
1140        AMBVAL  tav, *tap, *pnext;
1141        int     i, j;
1142                                        /* see if it's time yet */
1143        if (!always && (ambclock++ < lastsort+sortintvl ||
1144                        nambvals < SORT_THRESH))
1145                return;
1146        /*
1147         * The idea here is to minimize memory thrashing
1148         * in VM systems by improving reference locality.
1149         * We do this by periodically sorting our stored ambient
1150         * values in memory in order of most recently to least
1151         * recently accessed.  This ordering was chosen so that new
1152         * ambient values (which tend to be less important) go into
1153         * higher memory with the infrequently accessed values.
1154         *      Since we expect our values to need sorting less
1155         * frequently as the process continues, we double our
1156         * waiting interval after each call.
1157         *      This routine is also called by setambacc() with
1158         * the "always" parameter set to 1 so that the ambient
1159         * tree will be rebuilt with the new accuracy parameter.
1160         */
1161        if (tracktime) {                /* allocate pointer arrays to sort */
1162                avlist2 = (AMBVAL **)malloc(nambvals*sizeof(AMBVAL *));
1163                avlist1 = (struct avl *)malloc(nambvals*sizeof(struct avl));
1164        } else {
1165                avlist2 = NULL;
1166                avlist1 = NULL;
1167        }
1168        if (avlist1 == NULL) {          /* no time tracking -- rebuild tree? */
1169                if (avlist2 != NULL)
1170                        free((void *)avlist2);
1171                if (always) {           /* rebuild without sorting */
1172                        oldatrunk = atrunk;
1173                        atrunk.alist = NULL;
1174                        atrunk.kid = NULL;
1175                        unloadatree(&oldatrunk, &avinsert);
1176                }
1177        } else {                        /* sort memory by last access time */
1178                /*
1179                 * Sorting memory is tricky because it isn't contiguous.
1180                 * We have to sort an array of pointers by MRA and also
1181                 * by memory position.  We then copy values in "loops"
1182                 * to minimize memory hits.  Nevertheless, we will visit
1183                 * everyone at least twice, and this is an expensive process
1184                 * when we're thrashing, which is when we need to do it.
1185                 */
1186 #ifdef DEBUG
1187                sprintf(errmsg, "sorting %u ambient values at ambclock=%lu...",
1188                                nambvals, ambclock);
1189                eputs(errmsg);
1190 #endif
1191                i_avlist = 0;
1192                unloadatree(&atrunk, &av2list); /* empty current tree */
1193 #ifdef DEBUG
1194                if (i_avlist < nambvals)
1195                        error(CONSISTENCY, "missing ambient values in sortambvals");
1196 #endif
1197                qsort((char *)avlist1, nambvals, sizeof(struct avl), &alatcmp);
1198                qsort((char *)avlist2, nambvals, sizeof(AMBVAL *), &aposcmp);
1199                for (i = 0; i < nambvals; i++) {
1200                        if (avlist1[i].p == NULL)
1201                                continue;
1202                        tap = avlist2[i];
1203                        tav = *tap;
1204                        for (j = i; (pnext = avlist1[j].p) != tap;
1205                                        j = avlmemi(pnext)) {
1206                                *(avlist2[j]) = *pnext;
1207                                avinsert(avlist2[j]);
1208                                avlist1[j].p = NULL;
1209                        }
1210                        *(avlist2[j]) = tav;
1211                        avinsert(avlist2[j]);
1212                        avlist1[j].p = NULL;
1213                }
1214                free((void *)avlist1);
1215                free((void *)avlist2);
1216                                                /* compute new sort interval */
1217                sortintvl = ambclock - lastsort;
1218                if (sortintvl >= MAX_SORT_INTVL/2)
1219                        sortintvl = MAX_SORT_INTVL;
1220                else
1221                        sortintvl <<= 1;        /* wait twice as long next */
1222 #ifdef DEBUG
1223                eputs("done\n");
1224 #endif
1225        }
1226        if (ambclock >= MAXACLOCK)
1227                ambclock = MAXACLOCK/2;
1228        lastsort = ambclock;
1229 }
1230
1231
811   #ifdef  F_SETLKW
812  
813   static void
# Line 1240 | Line 819 | aflock(                        /* lock/unlock ambient file */
819  
820          if (typ == fls.l_type)          /* already called? */
821                  return;
822 +
823          fls.l_type = typ;
824 <        if (fcntl(fileno(ambfp), F_SETLKW, &fls) < 0)
825 <                error(SYSTEM, "cannot (un)lock ambient file");
824 >        do
825 >                if (fcntl(fileno(ambfp), F_SETLKW, &fls) != -1)
826 >                        return;
827 >        while (errno == EINTR);
828 >        
829 >        error(SYSTEM, "cannot (un)lock ambient file");
830   }
831  
832  
# Line 1261 | Line 845 | ambsync(void)                  /* synchronize ambient file */
845          if ((flen = lseek(fileno(ambfp), (off_t)0, SEEK_END)) < 0)
846                  goto seekerr;
847          if ((n = flen - lastpos) > 0) {         /* file has grown */
848 <                if (ambinp == NULL) {           /* use duplicate filedes */
849 <                        ambinp = fdopen(dup(fileno(ambfp)), "r");
848 >                if (ambinp == NULL) {           /* get new file pointer */
849 >                        ambinp = fopen(ambfile, "rb");
850                          if (ambinp == NULL)
851 <                                error(SYSTEM, "fdopen failed in ambsync");
851 >                                error(SYSTEM, "fopen failed in ambsync");
852                  }
853                  if (fseek(ambinp, lastpos, SEEK_SET) < 0)
854                          goto seekerr;
# Line 1279 | Line 863 | ambsync(void)                  /* synchronize ambient file */
863                          avstore(&avs);
864                          n -= AMBVALSIZ;
865                  }
866 <                lastpos = flen - n;
867 <                /*** seek always as safety measure
868 <                if (n) ***/                     /* alignment */
1285 <                        if (lseek(fileno(ambfp), (off_t)lastpos, SEEK_SET) < 0)
1286 <                                goto seekerr;
866 >                lastpos = flen - n;             /* check alignment */
867 >                if (n && lseek(fileno(ambfp), (off_t)lastpos, SEEK_SET) < 0)
868 >                        goto seekerr;
869          }
870          n = fflush(ambfp);                      /* calls write() at last */
871 <        if (n != EOF)
1290 <                lastpos += (long)nunflshed*AMBVALSIZ;
1291 <        else if ((lastpos = lseek(fileno(ambfp), (off_t)0, SEEK_CUR)) < 0)
1292 <                goto seekerr;
1293 <                
871 >        lastpos += (long)nunflshed*AMBVALSIZ;
872          aflock(F_UNLCK);                        /* release file */
873          nunflshed = 0;
874          return(n);
875   seekerr:
876          error(SYSTEM, "seek failed in ambsync");
877 <        return -1; /* pro forma return */
877 >        return(EOF);    /* pro forma return */
878   }
879  
880   #else   /* ! F_SETLKW */

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