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

Comparing ray/src/rt/ambient.c (file contents):
Revision 2.94 by greg, Tue Feb 24 19:39:26 2015 UTC vs.
Revision 2.118 by greg, Wed Nov 15 18:02:52 2023 UTC

# Line 12 | 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"
# Line 21 | Line 22 | static const char      RCSid[] = "$Id$";
22   #define  OCTSCALE       1.0     /* ceil((valid rad.)/(cube size)) */
23   #endif
24  
24 extern char  *shm_boundary;     /* memory sharing boundary */
25
25   #ifndef  MAXASET
26   #define  MAXASET        4095    /* maximum number of elements in ambient set */
27   #endif
# Line 36 | 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  
39 #ifndef SORT_THRESH
40 #ifdef SMLMEM
41 #define SORT_THRESH     ((16L<<20)/sizeof(AMBVAL))
42 #else
43 #define SORT_THRESH     ((64L<<20)/sizeof(AMBVAL))
44 #endif
45 #endif
46 #ifndef SORT_INTVL
47 #define SORT_INTVL      (SORT_THRESH<<1)
48 #endif
49 #ifndef MAX_SORT_INTVL
50 #define MAX_SORT_INTVL  (SORT_INTVL<<6)
51 #endif
52
53
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 */
58 static unsigned long  ambclock = 0;     /* ambient access clock */
59 static unsigned long  lastsort = 0;     /* time of last value sort */
60 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  
64 #define MAXACLOCK       (1L<<30)        /* clock turnover value */
65        /*
66         * Track access times unless we are sharing ambient values
67         * through memory on a multiprocessor, when we want to avoid
68         * claiming our own memory (copy on write).  Go ahead anyway
69         * if more than two thirds of our values are unshared.
70         * Compile with -Dtracktime=0 to turn this code off.
71         */
72 #ifndef tracktime
73 #define tracktime       (shm_boundary == NULL || nambvals > 3*nambshare)
74 #endif
75
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 86 | Line 57 | static void freeambtree(AMBTREE  *atp);
57  
58   typedef void unloadtf_t(AMBVAL *);
59   static unloadtf_t avinsert;
89 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);
94 < static int avlmemi(AMBVAL *avaddr);
95 < 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 132 | 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 184 | Line 159 | setambient(void)                               /* initialize calculation */
159                                          (flen - lastpos)/AMBVALSIZ);
160                          error(WARNING, errmsg);
161                          fseek(ambfp, lastpos, SEEK_SET);
187 #ifndef _WIN32 /* XXX we need a replacement for that one */
162                          ftruncate(fileno(ambfp), (off_t)lastpos);
189 #endif
163                  }
164          } else if ((ambfp = fopen(ambfile, "w+")) != NULL) {
165                  initambfile(1);                 /* else create new file */
# Line 196 | Line 169 | setambient(void)                               /* initialize calculation */
169                  sprintf(errmsg, "cannot open ambient file \"%s\"", ambfile);
170                  error(SYSTEM, errmsg);
171          }
199 #ifdef getc_unlocked
200        flockfile(ambfp);                       /* application-level lock */
201 #endif
172   #ifdef  F_SETLKW
173          aflock(F_UNLCK);                        /* release file */
174   #endif
# Line 219 | 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;
228        ambclock = 0;
229        lastsort = 0;
230        sortintvl = SORT_INTVL;
198   }
199  
200  
# Line 260 | Line 227 | ambnotify(                     /* record new modifier */
227                  }
228   }
229  
263 /************ THE FOLLOWING ROUTINES DIFFER BETWEEN NEW & OLD ***************/
230  
265 #ifndef OLDAMB
266
267 #define tfunc(lwr, x, upr)      (((x)-(lwr))/((upr)-(lwr)))
268
269 static int      plugaleak(RAY *r, AMBVAL *ap, FVECT anorm, double ang);
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 int      extambient(COLOR cr, AMBVAL *ap, FVECT pv, FVECT nv,
274                                FVECT uvw[3]);
275
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, caustic;
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
# Line 291 | Line 247 | multambient(           /* compute ambient component & multiply
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 <        copycolor(caustic, aval);
257 <        ambPmapCaustic(caustic, r, rdepth);
258 <        
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 308 | Line 270 | multambient(           /* compute ambient component & multiply
270                  goto dumbamb;
271  
272          if (ambacc <= FTINY) {                  /* no ambient storage */
273 <                copycolor(acol, aval);
273 >                FVECT   uvd[2];
274 >                float   dgrad[2], *dgp = NULL;
275 >
276 >                if (nrm != r->ron && DOT(nrm,r->ron) < 0.9999)
277 >                        dgp = dgrad;            /* compute rotational grad. */
278 >                copyscolor(acol, aval);
279                  rdepth++;
280                  ok = doambient(acol, r, r->rweight,
281 <                                NULL, NULL, NULL, NULL, NULL);
281 >                                uvd, NULL, NULL, dgp, NULL);
282                  rdepth--;
283                  if (!ok)
284                          goto dumbamb;
285 <                copycolor(aval, acol);
285 >                if ((ok > 0) & (dgp != NULL)) { /* apply texture */
286 >                        FVECT   v1;
287 >                        VCROSS(v1, r->ron, nrm);
288 >                        d = 1.0;
289 >                        for (i = 3; i--; )
290 >                                d += v1[i] * (dgp[0]*uvd[0][i] + dgp[1]*uvd[1][i]);
291 >                        if (d >= 0.05)
292 >                                scalescolor(acol, d);
293 >                }
294 >                copyscolor(aval, acol);
295  
296                  /* PMAP: add in caustic */
297 <                addcolor(aval, caustic);
297 >                saddscolor(aval, caustic);
298                  return;
299          }
324
325        if (tracktime)                          /* sort to minimize thrashing */
326                sortambvals(0);
300                                                  /* interpolate ambient value */
301 <        setcolor(acol, 0.0, 0.0, 0.0);
301 >        scolorblack(acol);
302          d = sumambient(acol, r, nrm, rdepth,
303                          &atrunk, thescene.cuorg, thescene.cusize);
304                          
305          if (d > FTINY) {
306 <                d = 1.0/d;
307 <                scalecolor(acol, d);
335 <                multcolor(aval, acol);
306 >                scalescolor(acol, 1.0/d);
307 >                smultscolor(aval, acol);
308  
309                  /* PMAP: add in caustic */
310 <                addcolor(aval, caustic);
310 >                saddscolor(aval, caustic);
311                  return;
312          }
313          
# Line 344 | Line 316 | multambient(           /* compute ambient component & multiply
316          rdepth--;
317          
318          if (ok) {
319 <                multcolor(aval, acol);          /* computed new value */
319 >                smultscolor(aval, acol);        /* computed new value */
320  
321                  /* PMAP: add in caustic */
322 <                addcolor(aval, caustic);
322 >                saddscolor(aval, caustic);
323                  return;
324          }
325          
326   dumbamb:                                        /* return global value */
327          if ((ambvwt <= 0) | (navsum == 0)) {
328 <                multcolor(aval, ambval);
328 >                smultcolor(aval, ambval);
329                  
330                  /* PMAP: add in caustic */
331 <                addcolor(aval, caustic);
331 >                saddscolor(aval, caustic);
332                  return;
333          }
334          
335          l = bright(ambval);                     /* average in computations */  
336          if (l > FTINY) {
337 <                d = (log(l)*(double)ambvwt + avsum) /
337 >                d = (log(l)*(double)ambvwt + avsum + logAvgAbsorp*navsum) /
338                                  (double)(ambvwt + navsum);
339                  d = exp(d) / l;
340 <                scalecolor(aval, d);
341 <                multcolor(aval, ambval);        /* apply color of ambval */
340 >                scalescolor(aval, d);
341 >                smultcolor(aval, ambval);       /* apply color of ambval */
342          } else {
343 <                d = exp( avsum / (double)navsum );
344 <                scalecolor(aval, d);            /* neutral color */
343 >                d = exp( avsum/(double)navsum + logAvgAbsorp );
344 >                scalescolor(aval, d);           /* neutral color */
345          }
346   }
347  
# Line 407 | Line 379 | plugaleak(RAY *r, AMBVAL *ap, FVECT anorm, double ang)
379          VSUM(rtst.rdir, vdif, anorm, t[1]);     /* further dist. > plane */
380          rtst.rmax = normalize(rtst.rdir);       /* short ray test */
381          while (localhit(&rtst, &thescene)) {    /* check for occluder */
382 <                if (rtst.ro->omod != OVOID &&
382 >                OBJREC  *m = findmaterial(rtst.ro);
383 >                if (m != NULL && !istransp(m->otype) && !isBSDFproxy(m) &&
384                                  (rtst.clipset == NULL ||
385                                          !inset(rtst.clipset, rtst.ro->omod)))
386                          return(1);              /* plug light leak */
# Line 421 | Line 394 | plugaleak(RAY *r, AMBVAL *ap, FVECT anorm, double ang)
394  
395   static double
396   sumambient(             /* get interpolated ambient value */
397 <        COLOR  acol,
397 >        SCOLOR  acol,
398          RAY  *r,
399          FVECT  rn,
400          int  al,
# Line 454 | Line 427 | sumambient(            /* get interpolated ambient value */
427                                                          at->kid+i, ck0, s);
428                  }
429                                          /* good enough? */
430 <                if (wsum >= 0.05 && s > minarad*10.0)
430 >                if ((wsum >= 0.05) & (s*ambacc > minarad))
431                          return(wsum);
432          }
433                                          /* adjust maximum angle */
# Line 463 | Line 436 | sumambient(            /* get interpolated ambient value */
436                                          /* sum this node */
437          for (av = at->alist; av != NULL; av = av->next) {
438                  double  u, v, d, delta_r2, delta_t2;
439 <                COLOR   ct;
439 >                SCOLOR  sct;
440                  FVECT   uvw[3];
468                                        /* record access */
469                if (tracktime)
470                        av->latick = ambclock;
441                  /*
442                   *  Ambient level test
443                   */
# Line 489 | Line 459 | sumambient(            /* get interpolated ambient value */
459                   */
460                  VSUB(ck0, r->rop, av->pos);
461                  d = DOT(ck0, uvw[2]);
462 <                if (d < -minarad*ambacc-.001)
462 >                if (d < -minarad*ambacc)
463                          continue;
464                  d /= av->rad[0];
465                  delta_t2 = d*d;
# Line 514 | Line 484 | sumambient(            /* get interpolated ambient value */
484                  /*
485                   *  Extrapolate value and compute final weight (hat function)
486                   */
487 <                if (!extambient(ct, av, r->rop, rn, uvw))
487 >                if (!extambient(sct, av, r->rop, rn, uvw))
488                          continue;
489                  d = tfunc(maxangle, sqrt(delta_r2), 0.0) *
490                          tfunc(ambacc, sqrt(delta_t2), 0.0);
491 <                scalecolor(ct, d);
492 <                addcolor(acol, ct);
491 >                scalescolor(sct, d);
492 >                saddscolor(acol, sct);
493                  wsum += d;
494          }
495          return(wsum);
# Line 528 | Line 498 | sumambient(            /* get interpolated ambient value */
498  
499   static int
500   makeambient(            /* make a new ambient value for storage */
501 <        COLOR  acol,
501 >        SCOLOR  acol,
502          RAY  *r,
503          FVECT  rn,
504          int  al
# Line 543 | Line 513 | makeambient(           /* make a new ambient value for storage
513                  amb.weight *= AVGREFL;
514          if (r->rweight < 0.1*amb.weight)        /* heuristic override */
515                  amb.weight = 1.25*r->rweight;
516 <        setcolor(acol, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
516 >        setscolor(acol, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
517                                                  /* compute ambient */
518          i = doambient(acol, r, amb.weight,
519                          uvw, amb.rad, amb.gpos, amb.gdir, &amb.corral);
520 <        scalecolor(acol, 1./AVGREFL);           /* undo assumed reflectance */
520 >        scalescolor(acol, 1./AVGREFL);          /* undo assumed reflectance */
521          if (i <= 0 || amb.rad[0] <= FTINY)      /* no Hessian or zero radius */
522                  return(i);
523                                                  /* store value */
# Line 555 | Line 525 | makeambient(           /* make a new ambient value for storage
525          amb.ndir = encodedir(r->ron);
526          amb.udir = encodedir(uvw[0]);
527          amb.lvl = al;
528 <        copycolor(amb.val, acol);
528 >        copyscolor(amb.val, acol);
529                                                  /* insert into tree */
530          avsave(&amb);                           /* and save to file */
531          if (rn != r->ron) {                     /* texture */
# Line 568 | Line 538 | makeambient(           /* make a new ambient value for storage
538  
539   static int
540   extambient(             /* extrapolate value at pv, nv */
541 <        COLOR  cr,
541 >        SCOLOR  scr,
542          AMBVAL   *ap,
543          FVECT  pv,
544          FVECT  nv,
# Line 576 | Line 546 | extambient(            /* extrapolate value at pv, nv */
546   )
547   {
548          const double    min_d = 0.05;
549 +        const double    max_d = 20.;
550          static FVECT    my_uvw[3];
551          FVECT           v1;
552          int             i;
# Line 595 | Line 566 | extambient(            /* extrapolate value at pv, nv */
566          for (i = 3; i--; )
567                  d += v1[i] * (ap->gdir[0]*uvw[0][i] + ap->gdir[1]*uvw[1][i]);
568          
569 <        if (d < min_d)                  /* should not use if we can avoid it */
569 >        if (d < min_d)                  /* clamp min/max scaling */
570                  d = min_d;
571 <        copycolor(cr, ap->val);
572 <        scalecolor(cr, d);
571 >        else if (d > max_d)
572 >                d = max_d;
573 >        copyscolor(scr, ap->val);
574 >        scalescolor(scr, d);
575          return(d > min_d);
576   }
577  
# Line 646 | Line 619 | avinsert(                              /* insert ambient value in our tree */
619   }
620  
621  
649 #else /* ! NEWAMB */
650
651 static double   sumambient(COLOR acol, RAY *r, FVECT rn, int al,
652                                AMBTREE *at, FVECT c0, double s);
653 static double   makeambient(COLOR acol, RAY *r, FVECT rn, int al);
654 static void     extambient(COLOR cr, AMBVAL *ap, FVECT pv, FVECT nv);
655
656
657 void
658 multambient(            /* compute ambient component & multiply by coef. */
659        COLOR  aval,
660        RAY  *r,
661        FVECT  nrm
662 )
663 {
664        static int  rdepth = 0;                 /* ambient recursion */
665        COLOR   acol, caustic;
666        double  d, l;
667
668        /* PMAP: Factor in ambient from global photon map (if enabled) and return
669         * as all ambient components accounted for */
670        if (ambGlobalPmap(aval, r, rdepth))
671                return;
672
673        /* PMAP: Otherwise factor in ambient from caustic photon map
674         * (ambCausticPmap() returns zero if caustic photons disabled) and
675         * continue with RADIANCE ambient calculation */
676        copycolor(caustic, aval);
677        ambCausticPmap(caustic, r, rdepth);
678        
679        if (ambdiv <= 0)                        /* no ambient calculation */
680                goto dumbamb;
681                                                /* check number of bounces */
682        if (rdepth >= ambounce)
683                goto dumbamb;
684                                                /* check ambient list */
685        if (ambincl != -1 && r->ro != NULL &&
686                        ambincl != inset(ambset, r->ro->omod))
687                goto dumbamb;
688
689        if (ambacc <= FTINY) {                  /* no ambient storage */
690                copycolor(acol, aval);
691                rdepth++;
692                d = doambient(acol, r, r->rweight, NULL, NULL);
693                rdepth--;
694                if (d <= FTINY)
695                        goto dumbamb;
696                copycolor(aval, acol);          
697        
698           /* PMAP: add in caustic */
699                addcolor(aval, caustic);        
700                return;
701        }
702
703        if (tracktime)                          /* sort to minimize thrashing */
704                sortambvals(0);
705                                                /* interpolate ambient value */
706        setcolor(acol, 0.0, 0.0, 0.0);
707        d = sumambient(acol, r, nrm, rdepth,
708                        &atrunk, thescene.cuorg, thescene.cusize);
709                        
710        if (d > FTINY) {
711                d = 1.0/d;
712                scalecolor(acol, d);
713                multcolor(aval, acol);
714                
715                /* PMAP: add in caustic */
716                addcolor(aval, caustic);        
717                return;
718        }
719        
720        rdepth++;                               /* need to cache new value */
721        d = makeambient(acol, r, nrm, rdepth-1);
722        rdepth--;
723        
724        if (d > FTINY) {
725                multcolor(aval, acol);          /* got new value */
726
727                /* PMAP: add in caustic */
728                addcolor(aval, caustic);                        
729                return;
730        }
731        
732 dumbamb:                                        /* return global value */
733        if ((ambvwt <= 0) | (navsum == 0)) {
734                multcolor(aval, ambval);
735
736                /* PMAP: add in caustic */
737                addcolor(aval, caustic);        
738                return;
739        }
740        
741        l = bright(ambval);                     /* average in computations */
742        if (l > FTINY) {
743                d = (log(l)*(double)ambvwt + avsum) /
744                                (double)(ambvwt + navsum);
745                d = exp(d) / l;
746                scalecolor(aval, d);
747                multcolor(aval, ambval);        /* apply color of ambval */
748        } else {
749                d = exp( avsum / (double)navsum );
750                scalecolor(aval, d);            /* neutral color */
751        }
752 }
753
754
755 static double
756 sumambient(     /* get interpolated ambient value */
757        COLOR  acol,
758        RAY  *r,
759        FVECT  rn,
760        int  al,
761        AMBTREE  *at,
762        FVECT  c0,
763        double  s
764 )
765 {
766        double  d, e1, e2, wt, wsum;
767        COLOR  ct;
768        FVECT  ck0;
769        int  i;
770        int  j;
771        AMBVAL   *av;
772
773        wsum = 0.0;
774                                        /* do this node */
775        for (av = at->alist; av != NULL; av = av->next) {
776                double  rn_dot = -2.0;
777                if (tracktime)
778                        av->latick = ambclock;
779                /*
780                 *  Ambient level test.
781                 */
782                if (av->lvl > al ||     /* list sorted, so this works */
783                                (av->lvl == al) & (av->weight < 0.9*r->rweight))
784                        break;
785                /*
786                 *  Ambient radius test.
787                 */
788                VSUB(ck0, av->pos, r->rop);
789                e1 = DOT(ck0, ck0) / (av->rad * av->rad);
790                if (e1 > ambacc*ambacc*1.21)
791                        continue;
792                /*
793                 *  Direction test using closest normal.
794                 */
795                d = DOT(av->dir, r->ron);
796                if (rn != r->ron) {
797                        rn_dot = DOT(av->dir, rn);
798                        if (rn_dot > 1.0-FTINY)
799                                rn_dot = 1.0-FTINY;
800                        if (rn_dot >= d-FTINY) {
801                                d = rn_dot;
802                                rn_dot = -2.0;
803                        }
804                }
805                e2 = (1.0 - d) * r->rweight;
806                if (e2 < 0.0)
807                        e2 = 0.0;
808                else if (e1 + e2 > ambacc*ambacc*1.21)
809                        continue;
810                /*
811                 *  Ray behind test.
812                 */
813                d = 0.0;
814                for (j = 0; j < 3; j++)
815                        d += (r->rop[j] - av->pos[j]) *
816                                        (av->dir[j] + r->ron[j]);
817                if (d*0.5 < -minarad*ambacc-.001)
818                        continue;
819                /*
820                 *  Jittering final test reduces image artifacts.
821                 */
822                e1 = sqrt(e1);
823                e2 = sqrt(e2);
824                wt = e1 + e2;
825                if (wt > ambacc*(.9+.2*urand(9015+samplendx)))
826                        continue;
827                /*
828                 *  Recompute directional error using perturbed normal
829                 */
830                if (rn_dot > 0.0) {
831                        e2 = sqrt((1.0 - rn_dot)*r->rweight);
832                        wt = e1 + e2;
833                }
834                if (wt <= 1e-3)
835                        wt = 1e3;
836                else
837                        wt = 1.0 / wt;
838                wsum += wt;
839                extambient(ct, av, r->rop, rn);
840                scalecolor(ct, wt);
841                addcolor(acol, ct);
842        }
843        if (at->kid == NULL)
844                return(wsum);
845                                        /* do children */
846        s *= 0.5;
847        for (i = 0; i < 8; i++) {
848                for (j = 0; j < 3; j++) {
849                        ck0[j] = c0[j];
850                        if (1<<j & i)
851                                ck0[j] += s;
852                        if (r->rop[j] < ck0[j] - OCTSCALE*s)
853                                break;
854                        if (r->rop[j] > ck0[j] + (1.0+OCTSCALE)*s)
855                                break;
856                }
857                if (j == 3)
858                        wsum += sumambient(acol, r, rn, al,
859                                                at->kid+i, ck0, s);
860        }
861        return(wsum);
862 }
863
864
865 static double
866 makeambient(            /* make a new ambient value for storage */
867        COLOR  acol,
868        RAY  *r,
869        FVECT  rn,
870        int  al
871 )
872 {
873        AMBVAL  amb;
874        FVECT   gp, gd;
875        int     i;
876
877        amb.weight = 1.0;                       /* compute weight */
878        for (i = al; i-- > 0; )
879                amb.weight *= AVGREFL;
880        if (r->rweight < 0.1*amb.weight)        /* heuristic override */
881                amb.weight = 1.25*r->rweight;
882        setcolor(acol, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
883                                                /* compute ambient */
884        amb.rad = doambient(acol, r, amb.weight, gp, gd);
885        if (amb.rad <= FTINY) {
886                setcolor(acol, 0.0, 0.0, 0.0);
887                return(0.0);
888        }
889        scalecolor(acol, 1./AVGREFL);           /* undo assumed reflectance */
890                                                /* store value */
891        VCOPY(amb.pos, r->rop);
892        VCOPY(amb.dir, r->ron);
893        amb.lvl = al;
894        copycolor(amb.val, acol);
895        VCOPY(amb.gpos, gp);
896        VCOPY(amb.gdir, gd);
897                                                /* insert into tree */
898        avsave(&amb);                           /* and save to file */
899        if (rn != r->ron)
900                extambient(acol, &amb, r->rop, rn);     /* texture */
901        return(amb.rad);
902 }
903
904
622   static void
906 extambient(             /* extrapolate value at pv, nv */
907        COLOR  cr,
908        AMBVAL   *ap,
909        FVECT  pv,
910        FVECT  nv
911 )
912 {
913        FVECT  v1;
914        int  i;
915        double  d;
916
917        d = 1.0;                        /* zeroeth order */
918                                        /* gradient due to translation */
919        for (i = 0; i < 3; i++)
920                d += ap->gpos[i]*(pv[i]-ap->pos[i]);
921                                        /* gradient due to rotation */
922        VCROSS(v1, ap->dir, nv);
923        d += DOT(ap->gdir, v1);
924        if (d <= 0.0) {
925                setcolor(cr, 0.0, 0.0, 0.0);
926                return;
927        }
928        copycolor(cr, ap->val);
929        scalecolor(cr, d);
930 }
931
932
933 static void
934 avinsert(                               /* insert ambient value in our tree */
935        AMBVAL *av
936 )
937 {
938        AMBTREE  *at;
939        AMBVAL  *ap;
940        AMBVAL  avh;
941        FVECT  ck0;
942        double  s;
943        int  branch;
944        int  i;
945
946        if (av->rad <= FTINY)
947                error(CONSISTENCY, "zero ambient radius in avinsert");
948        at = &atrunk;
949        VCOPY(ck0, thescene.cuorg);
950        s = thescene.cusize;
951        while (s*(OCTSCALE/2) > av->rad*ambacc) {
952                if (at->kid == NULL)
953                        if ((at->kid = newambtree()) == NULL)
954                                error(SYSTEM, "out of memory in avinsert");
955                s *= 0.5;
956                branch = 0;
957                for (i = 0; i < 3; i++)
958                        if (av->pos[i] > ck0[i] + s) {
959                                ck0[i] += s;
960                                branch |= 1 << i;
961                        }
962                at = at->kid + branch;
963        }
964        avh.next = at->alist;           /* order by increasing level */
965        for (ap = &avh; ap->next != NULL; ap = ap->next)
966                if ( ap->next->lvl > av->lvl ||
967                                (ap->next->lvl == av->lvl) &
968                                (ap->next->weight <= av->weight) )
969                        break;
970        av->next = ap->next;
971        ap->next = (AMBVAL*)av;
972        at->alist = avh.next;
973 }
974
975 #endif  /* ! NEWAMB */
976
977 /************* FOLLOWING ROUTINES SAME FOR NEW & OLD METHODS ***************/
978
979 static void
623   initambfile(            /* initialize ambient file */
624          int  cre8
625   )
# Line 999 | Line 642 | initambfile(           /* initialize ambient file */
642                                  ambvwt, ambounce, ambacc);
643                  fprintf(ambfp, "-ad %d -as %d -ar %d ",
644                                  ambdiv, ambssamp, ambres);
645 +                fprintf(ambfp, "-dr %d -ds %g -dt %g -dc %g ", directrelay,
646 +                                srcsizerat, shadthresh, shadcert);
647 +                fprintf(ambfp, "-ss %g -st %g -lr %d -lw %g ", specjitter,
648 +                                specthresh, maxdepth, minweight);
649 +                fprintf(ambfp, "-cw %f %f -cs %d ", WLPART[3], WLPART[0], NCSAMP);
650                  if (octname != NULL)
651                          fputs(octname, ambfp);
652                  fputc('\n', ambfp);
653                  fprintf(ambfp, "SOFTWARE= %s\n", VersionID);
654                  fputnow(ambfp);
655 +                fputwlsplit(WLPART, ambfp);
656 +                fputncomp(NCSAMP, ambfp);
657                  fputformat(AMBFMT, ambfp);
658                  fputc('\n', ambfp);
659                  putambmagic(ambfp);
660 <        } else if (checkheader(ambfp, AMBFMT, NULL) < 0 || !hasambmagic(ambfp))
661 <                error(USER, "bad ambient file");
660 >        } else if (getheader(ambfp, amb_headline, NULL) < 0 || !hasambmagic(ambfp))
661 >                error(USER, "bad/incompatible ambient file");
662 >
663 >        if ((AMB_CNDX != CNDX) | (AMB_WLPART != WLPART)) {
664 >                if (setspectrsamp(AMB_CNDX, AMB_WLPART) < 0)
665 >                        error(USER, "bad wavelength sampling in ambient file");
666 >                if (AMB_CNDX[3] == CNDX[3] && FABSEQ(AMB_WLPART[0],WLPART[0]) &&
667 >                                        FABSEQ(AMB_WLPART[3],WLPART[3])) {
668 >                        AMB_CNDX = CNDX;
669 >                        AMB_WLPART = WLPART;            /* just the same */
670 >                } else
671 >                        error(WARNING, "different ambient file wavelength sampling");
672 >        }
673   }
674  
675  
# Line 1041 | Line 702 | avstore(                               /* allocate memory and save aval */
702  
703          if ((av = newambval()) == NULL)
704                  error(SYSTEM, "out of memory in avstore");
705 <        *av = *aval;
1045 <        av->latick = ambclock;
705 >        memcpy(av, aval, AVSIZE);       /* AVSIZE <= sizeof(AMBVAL) */
706          av->next = NULL;
707          nambvals++;
708 <        d = bright(av->val);
708 >        d = pbright(av->val);
709          if (d > FTINY) {                /* add to log sum for averaging */
710                  avsum += log(d);
711                  navsum++;
# Line 1077 | Line 737 | newambtree(void)                               /* allocate 8 ambient tree structs
737          }
738          atp = atfreelist;
739          atfreelist = atp->kid;
740 <        memset((char *)atp, '\0', 8*sizeof(AMBTREE));
740 >        memset(atp, 0, 8*sizeof(AMBTREE));
741          return(atp);
742   }
743  
# Line 1103 | Line 763 | unloadatree(                   /* unload an ambient value tree */
763                                          /* transfer values at this node */
764          for (av = at->alist; av != NULL; av = at->alist) {
765                  at->alist = av->next;
766 +                av->next = NULL;
767                  (*f)(av);
768          }
769          if (at->kid == NULL)
# Line 1114 | Line 775 | unloadatree(                   /* unload an ambient value tree */
775   }
776  
777  
1117 static struct avl {
1118        AMBVAL  *p;
1119        unsigned long   t;
1120 }       *avlist1;                       /* ambient value list with ticks */
1121 static AMBVAL   **avlist2;              /* memory positions for sorting */
1122 static int      i_avlist;               /* index for lists */
1123
1124 static int alatcmp(const void *av1, const void *av2);
1125
778   static void
779   avfree(AMBVAL *av)
780   {
781          free(av);
782   }
783  
784 +
785   static void
786 < av2list(
1134 <        AMBVAL *av
1135 < )
786 > sortambvals(void)                       /* resort ambient values */
787   {
788 < #ifdef DEBUG
1138 <        if (i_avlist >= nambvals)
1139 <                error(CONSISTENCY, "too many ambient values in av2list1");
1140 < #endif
1141 <        avlist1[i_avlist].p = avlist2[i_avlist] = (AMBVAL*)av;
1142 <        avlist1[i_avlist++].t = av->latick;
1143 < }
788 >        AMBTREE  oldatrunk = atrunk;
789  
790 <
791 < static int
792 < alatcmp(                        /* compare ambient values for MRA */
1148 <        const void *av1,
1149 <        const void *av2
1150 < )
1151 < {
1152 <        long  lc = ((struct avl *)av2)->t - ((struct avl *)av1)->t;
1153 <        return(lc<0 ? -1 : lc>0 ? 1 : 0);
790 >        atrunk.alist = NULL;
791 >        atrunk.kid = NULL;
792 >        unloadatree(&oldatrunk, avinsert);
793   }
794  
795  
1157 /* GW NOTE 2002/10/3:
1158 * I used to compare AMBVAL pointers, but found that this was the
1159 * cause of a serious consistency error with gcc, since the optimizer
1160 * uses some dangerous trick in pointer subtraction that
1161 * assumes pointers differ by exact struct size increments.
1162 */
1163 static int
1164 aposcmp(                        /* compare ambient value positions */
1165        const void      *avp1,
1166        const void      *avp2
1167 )
1168 {
1169        long    diff = *(char * const *)avp1 - *(char * const *)avp2;
1170        if (diff < 0)
1171                return(-1);
1172        return(diff > 0);
1173 }
1174
1175
1176 static int
1177 avlmemi(                                /* find list position from address */
1178        AMBVAL  *avaddr
1179 )
1180 {
1181        AMBVAL  **avlpp;
1182
1183        avlpp = (AMBVAL **)bsearch((char *)&avaddr, (char *)avlist2,
1184                        nambvals, sizeof(AMBVAL *), &aposcmp);
1185        if (avlpp == NULL)
1186                error(CONSISTENCY, "address not found in avlmemi");
1187        return(avlpp - avlist2);
1188 }
1189
1190
1191 static void
1192 sortambvals(                    /* resort ambient values */
1193        int     always
1194 )
1195 {
1196        AMBTREE  oldatrunk;
1197        AMBVAL  tav, *tap, *pnext;
1198        int     i, j;
1199                                        /* see if it's time yet */
1200        if (!always && (ambclock++ < lastsort+sortintvl ||
1201                        nambvals < SORT_THRESH))
1202                return;
1203        /*
1204         * The idea here is to minimize memory thrashing
1205         * in VM systems by improving reference locality.
1206         * We do this by periodically sorting our stored ambient
1207         * values in memory in order of most recently to least
1208         * recently accessed.  This ordering was chosen so that new
1209         * ambient values (which tend to be less important) go into
1210         * higher memory with the infrequently accessed values.
1211         *      Since we expect our values to need sorting less
1212         * frequently as the process continues, we double our
1213         * waiting interval after each call.
1214         *      This routine is also called by setambacc() with
1215         * the "always" parameter set to 1 so that the ambient
1216         * tree will be rebuilt with the new accuracy parameter.
1217         */
1218        if (tracktime) {                /* allocate pointer arrays to sort */
1219                avlist2 = (AMBVAL **)malloc(nambvals*sizeof(AMBVAL *));
1220                avlist1 = (struct avl *)malloc(nambvals*sizeof(struct avl));
1221        } else {
1222                avlist2 = NULL;
1223                avlist1 = NULL;
1224        }
1225        if (avlist1 == NULL) {          /* no time tracking -- rebuild tree? */
1226                if (avlist2 != NULL)
1227                        free((void *)avlist2);
1228                if (always) {           /* rebuild without sorting */
1229                        oldatrunk = atrunk;
1230                        atrunk.alist = NULL;
1231                        atrunk.kid = NULL;
1232                        unloadatree(&oldatrunk, &avinsert);
1233                }
1234        } else {                        /* sort memory by last access time */
1235                /*
1236                 * Sorting memory is tricky because it isn't contiguous.
1237                 * We have to sort an array of pointers by MRA and also
1238                 * by memory position.  We then copy values in "loops"
1239                 * to minimize memory hits.  Nevertheless, we will visit
1240                 * everyone at least twice, and this is an expensive process
1241                 * when we're thrashing, which is when we need to do it.
1242                 */
1243 #ifdef DEBUG
1244                sprintf(errmsg, "sorting %u ambient values at ambclock=%lu...",
1245                                nambvals, ambclock);
1246                eputs(errmsg);
1247 #endif
1248                i_avlist = 0;
1249                unloadatree(&atrunk, &av2list); /* empty current tree */
1250 #ifdef DEBUG
1251                if (i_avlist < nambvals)
1252                        error(CONSISTENCY, "missing ambient values in sortambvals");
1253 #endif
1254                qsort((char *)avlist1, nambvals, sizeof(struct avl), alatcmp);
1255                qsort((char *)avlist2, nambvals, sizeof(AMBVAL *), aposcmp);
1256                for (i = 0; i < nambvals; i++) {
1257                        if (avlist1[i].p == NULL)
1258                                continue;
1259                        tap = avlist2[i];
1260                        tav = *tap;
1261                        for (j = i; (pnext = avlist1[j].p) != tap;
1262                                        j = avlmemi(pnext)) {
1263                                *(avlist2[j]) = *pnext;
1264                                avinsert(avlist2[j]);
1265                                avlist1[j].p = NULL;
1266                        }
1267                        *(avlist2[j]) = tav;
1268                        avinsert(avlist2[j]);
1269                        avlist1[j].p = NULL;
1270                }
1271                free((void *)avlist1);
1272                free((void *)avlist2);
1273                                                /* compute new sort interval */
1274                sortintvl = ambclock - lastsort;
1275                if (sortintvl >= MAX_SORT_INTVL/2)
1276                        sortintvl = MAX_SORT_INTVL;
1277                else
1278                        sortintvl <<= 1;        /* wait twice as long next */
1279 #ifdef DEBUG
1280                eputs("done\n");
1281 #endif
1282        }
1283        if (ambclock >= MAXACLOCK)
1284                ambclock = MAXACLOCK/2;
1285        lastsort = ambclock;
1286 }
1287
1288
796   #ifdef  F_SETLKW
797  
798   static void
# Line 1297 | Line 804 | aflock(                        /* lock/unlock ambient file */
804  
805          if (typ == fls.l_type)          /* already called? */
806                  return;
807 +
808          fls.l_type = typ;
809 <        if (fcntl(fileno(ambfp), F_SETLKW, &fls) < 0)
810 <                error(SYSTEM, "cannot (un)lock ambient file");
809 >        do
810 >                if (fcntl(fileno(ambfp), F_SETLKW, &fls) != -1)
811 >                        return;
812 >        while (errno == EINTR);
813 >        
814 >        error(SYSTEM, "cannot (un)lock ambient file");
815   }
816  
817  
# Line 1318 | Line 830 | ambsync(void)                  /* synchronize ambient file */
830          if ((flen = lseek(fileno(ambfp), (off_t)0, SEEK_END)) < 0)
831                  goto seekerr;
832          if ((n = flen - lastpos) > 0) {         /* file has grown */
833 <                if (ambinp == NULL) {           /* use duplicate filedes */
834 <                        ambinp = fdopen(dup(fileno(ambfp)), "r");
833 >                if (ambinp == NULL) {           /* get new file pointer */
834 >                        ambinp = fopen(ambfile, "rb");
835                          if (ambinp == NULL)
836 <                                error(SYSTEM, "fdopen failed in ambsync");
836 >                                error(SYSTEM, "fopen failed in ambsync");
837                  }
838                  if (fseek(ambinp, lastpos, SEEK_SET) < 0)
839                          goto seekerr;
# Line 1336 | Line 848 | ambsync(void)                  /* synchronize ambient file */
848                          avstore(&avs);
849                          n -= AMBVALSIZ;
850                  }
851 <                lastpos = flen - n;
852 <                /*** seek always as safety measure
853 <                if (n) ***/                     /* alignment */
1342 <                        if (lseek(fileno(ambfp), (off_t)lastpos, SEEK_SET) < 0)
1343 <                                goto seekerr;
851 >                lastpos = flen - n;             /* check alignment */
852 >                if (n && lseek(fileno(ambfp), (off_t)lastpos, SEEK_SET) < 0)
853 >                        goto seekerr;
854          }
855          n = fflush(ambfp);                      /* calls write() at last */
856 <        if (n != EOF)
1347 <                lastpos += (long)nunflshed*AMBVALSIZ;
1348 <        else if ((lastpos = lseek(fileno(ambfp), (off_t)0, SEEK_CUR)) < 0)
1349 <                goto seekerr;
1350 <                
856 >        lastpos += (long)nunflshed*AMBVALSIZ;
857          aflock(F_UNLCK);                        /* release file */
858          nunflshed = 0;
859          return(n);
860   seekerr:
861          error(SYSTEM, "seek failed in ambsync");
862 <        return -1; /* pro forma return */
862 >        return(EOF);    /* pro forma return */
863   }
864  
865   #else   /* ! F_SETLKW */

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