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

Comparing ray/src/rt/ambient.c (file contents):
Revision 2.56 by schorsch, Tue Mar 30 16:13:00 2004 UTC vs.
Revision 2.94 by greg, Tue Feb 24 19:39:26 2015 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 17 | Line 15 | static const char      RCSid[] = "$Id$";
15   #include  "resolu.h"
16   #include  "ambient.h"
17   #include  "random.h"
18 + #include  "pmapamb.h"
19  
20   #ifndef  OCTSCALE
21   #define  OCTSCALE       1.0     /* ceil((valid rad.)/(cube size)) */
# Line 24 | Line 23 | static const char      RCSid[] = "$Id$";
23  
24   extern char  *shm_boundary;     /* memory sharing boundary */
25  
26 < #define  MAXASET        511     /* maximum number of elements in ambient set */
26 > #ifndef  MAXASET
27 > #define  MAXASET        4095    /* maximum number of elements in ambient set */
28 > #endif
29   OBJECT  ambset[MAXASET+1]={0};  /* ambient include/exclude set */
30  
31   double  maxarad;                /* maximum ambient radius */
# Line 37 | Line 38 | static int  nunflshed = 0;     /* number of unflushed ambi
38  
39   #ifndef SORT_THRESH
40   #ifdef SMLMEM
41 < #define SORT_THRESH     ((3L<<20)/sizeof(AMBVAL))
41 > #define SORT_THRESH     ((16L<<20)/sizeof(AMBVAL))
42   #else
43 < #define SORT_THRESH     ((9L<<20)/sizeof(AMBVAL))
43 > #define SORT_THRESH     ((64L<<20)/sizeof(AMBVAL))
44   #endif
45   #endif
46   #ifndef SORT_INTVL
# Line 49 | Line 50 | static int  nunflshed = 0;     /* number of unflushed ambi
50   #define MAX_SORT_INTVL  (SORT_INTVL<<6)
51   #endif
52  
53 +
54   static double  avsum = 0.;              /* computed ambient value sum (log) */
55   static unsigned int  navsum = 0;        /* number of values in avsum */
56   static unsigned int  nambvals = 0;      /* total number of indirect values */
# Line 82 | Line 84 | static AMBVAL *avstore(AMBVAL  *aval);
84   static AMBTREE *newambtree(void);
85   static void freeambtree(AMBTREE  *atp);
86  
87 < typedef void unloadtf_t(void *);
87 > typedef void unloadtf_t(AMBVAL *);
88   static unloadtf_t avinsert;
89   static unloadtf_t av2list;
90 + static unloadtf_t avfree;
91   static void unloadatree(AMBTREE  *at, unloadtf_t *f);
92  
93   static int aposcmp(const void *avp1, const void *avp2);
# Line 96 | Line 99 | static void aflock(int  typ);
99   #endif
100  
101  
102 < extern void
102 > void
103   setambres(                              /* set ambient resolution */
104          int  ar
105   )
# Line 105 | Line 108 | setambres(                             /* set ambient resolution */
108                                                  /* set min & max radii */
109          if (ar <= 0) {
110                  minarad = 0;
111 <                maxarad = thescene.cusize / 2.0;
111 >                maxarad = thescene.cusize*0.2;
112          } else {
113                  minarad = thescene.cusize / ar;
114 <                maxarad = 64 * minarad;                 /* heuristic */
115 <                if (maxarad > thescene.cusize / 2.0)
116 <                        maxarad = thescene.cusize / 2.0;
114 >                maxarad = 64.0 * minarad;               /* heuristic */
115 >                if (maxarad > thescene.cusize*0.2)
116 >                        maxarad = thescene.cusize*0.2;
117          }
118          if (minarad <= FTINY)
119 <                minarad = 10*FTINY;
119 >                minarad = 10.0*FTINY;
120          if (maxarad <= minarad)
121 <                maxarad = 64 * minarad;
121 >                maxarad = 64.0 * minarad;
122   }
123  
124  
125 < extern void
125 > void
126   setambacc(                              /* set ambient accuracy */
127          double  newa
128   )
129   {
130 <        double  ambdiff;
131 <
132 <        if (newa < 0.0)
133 <                newa = 0.0;
134 <        ambdiff = fabs(newa - ambacc);
135 <        if (ambdiff >= .01 && (ambacc = newa) > FTINY && nambvals > 0)
136 <                sortambvals(1);                 /* rebuild tree */
130 >        static double   olda;           /* remember previous setting here */
131 >        
132 >        newa *= (newa > 0);
133 >        if (fabs(newa - olda) >= .05*(newa + olda)) {
134 >                ambacc = newa;
135 >                if (nambvals > 0)
136 >                        sortambvals(1);         /* rebuild tree */
137 >        }
138   }
139  
140  
141 < extern void
141 > void
142   setambient(void)                                /* initialize calculation */
143   {
144          int     readonly = 0;
145 <        long  pos, flen;
145 >        long    flen;
146          AMBVAL  amb;
147                                                  /* make sure we're fresh */
148          ambdone();
# Line 158 | Line 162 | setambient(void)                               /* initialize calculation */
162                  readonly = (ambfp = fopen(ambfile, "r")) != NULL;
163          if (ambfp != NULL) {
164                  initambfile(0);                 /* file exists */
165 <                pos = ftell(ambfp);
165 >                lastpos = ftell(ambfp);
166                  while (readambval(&amb, ambfp))
167 <                        avinsert(avstore(&amb));
167 >                        avstore(&amb);
168                  nambshare = nambvals;           /* share loaded values */
169                  if (readonly) {
170                          sprintf(errmsg,
# Line 172 | Line 176 | setambient(void)                               /* initialize calculation */
176                          return;                 /* avoid ambsync() */
177                  }
178                                                  /* align file pointer */
179 <                pos += (long)nambvals*AMBVALSIZ;
179 >                lastpos += (long)nambvals*AMBVALSIZ;
180                  flen = lseek(fileno(ambfp), (off_t)0, SEEK_END);
181 <                if (flen != pos) {
181 >                if (flen != lastpos) {
182                          sprintf(errmsg,
183                          "ignoring last %ld values in ambient file (corrupted)",
184 <                                        (flen - pos)/AMBVALSIZ);
184 >                                        (flen - lastpos)/AMBVALSIZ);
185                          error(WARNING, errmsg);
186 <                        fseek(ambfp, pos, 0);
186 >                        fseek(ambfp, lastpos, SEEK_SET);
187   #ifndef _WIN32 /* XXX we need a replacement for that one */
188 <                        ftruncate(fileno(ambfp), (off_t)pos);
188 >                        ftruncate(fileno(ambfp), (off_t)lastpos);
189   #endif
190                  }
191          } else if ((ambfp = fopen(ambfile, "w+")) != NULL) {
192                  initambfile(1);                 /* else create new file */
193 +                fflush(ambfp);
194 +                lastpos = ftell(ambfp);
195          } else {
196                  sprintf(errmsg, "cannot open ambient file \"%s\"", ambfile);
197                  error(SYSTEM, errmsg);
198          }
199 <        nunflshed++;    /* lie */
200 <        ambsync();
199 > #ifdef getc_unlocked
200 >        flockfile(ambfp);                       /* application-level lock */
201 > #endif
202 > #ifdef  F_SETLKW
203 >        aflock(F_UNLCK);                        /* release file */
204 > #endif
205   }
206  
207  
208 < extern void
208 > void
209   ambdone(void)                   /* close ambient file and free memory */
210   {
211          if (ambfp != NULL) {            /* close ambient file */
# Line 209 | Line 219 | ambdone(void)                  /* close ambient file and free memory
219                  lastpos = -1;
220          }
221                                          /* free ambient tree */
222 <        unloadatree(&atrunk, free);
222 >        unloadatree(&atrunk, &avfree);
223                                          /* reset state variables */
224          avsum = 0.;
225          navsum = 0;
# Line 221 | Line 231 | ambdone(void)                  /* close ambient file and free memory
231   }
232  
233  
234 < extern void
234 > void
235   ambnotify(                      /* record new modifier */
236          OBJECT  obj
237   )
238   {
239          static int  hitlimit = 0;
240 <        register OBJREC  *o;
241 <        register char  **amblp;
240 >        OBJREC   *o;
241 >        char  **amblp;
242  
243          if (obj == OVOID) {             /* starting over */
244                  ambset[0] = 0;
# Line 250 | Line 260 | ambnotify(                     /* record new modifier */
260                  }
261   }
262  
263 + /************ THE FOLLOWING ROUTINES DIFFER BETWEEN NEW & OLD ***************/
264  
265 < extern void
266 < ambient(                /* compute ambient component for ray */
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 >
276 > void
277 > multambient(            /* compute ambient component & multiply by coef. */
278 >        COLOR  aval,
279 >        RAY  *r,
280 >        FVECT  nrm
281 > )
282 > {
283 >        static int  rdepth = 0;                 /* ambient recursion */
284 >        COLOR   acol, caustic;
285 >        int     ok;
286 >        double  d, l;
287 >
288 >        /* PMAP: Factor in ambient from photon map, if enabled and ray is
289 >         * ambient. Return as all ambient components accounted for, else
290 >         * continue. */
291 >        if (ambPmap(aval, r, rdepth))
292 >                return;
293 >
294 >        /* PMAP: Factor in specular-diffuse ambient (caustics) from photon
295 >         * map, if enabled and ray is primary, else caustic is zero.  Continue
296 >         * with RADIANCE ambient calculation */
297 >        copycolor(caustic, aval);
298 >        ambPmapCaustic(caustic, r, rdepth);
299 >        
300 >        if (ambdiv <= 0)                        /* no ambient calculation */
301 >                goto dumbamb;
302 >                                                /* check number of bounces */
303 >        if (rdepth >= ambounce)
304 >                goto dumbamb;
305 >                                                /* check ambient list */
306 >        if (ambincl != -1 && r->ro != NULL &&
307 >                        ambincl != inset(ambset, r->ro->omod))
308 >                goto dumbamb;
309 >
310 >        if (ambacc <= FTINY) {                  /* no ambient storage */
311 >                copycolor(acol, aval);
312 >                rdepth++;
313 >                ok = doambient(acol, r, r->rweight,
314 >                                NULL, NULL, NULL, NULL, NULL);
315 >                rdepth--;
316 >                if (!ok)
317 >                        goto dumbamb;
318 >                copycolor(aval, acol);
319 >
320 >                /* PMAP: add in caustic */
321 >                addcolor(aval, caustic);
322 >                return;
323 >        }
324 >
325 >        if (tracktime)                          /* sort to minimize thrashing */
326 >                sortambvals(0);
327 >                                                /* interpolate ambient value */
328 >        setcolor(acol, 0.0, 0.0, 0.0);
329 >        d = sumambient(acol, r, nrm, rdepth,
330 >                        &atrunk, thescene.cuorg, thescene.cusize);
331 >                        
332 >        if (d > FTINY) {
333 >                d = 1.0/d;
334 >                scalecolor(acol, d);
335 >                multcolor(aval, acol);
336 >
337 >                /* PMAP: add in caustic */
338 >                addcolor(aval, caustic);
339 >                return;
340 >        }
341 >        
342 >        rdepth++;                               /* need to cache new value */
343 >        ok = makeambient(acol, r, nrm, rdepth-1);
344 >        rdepth--;
345 >        
346 >        if (ok) {
347 >                multcolor(aval, acol);          /* computed new value */
348 >
349 >                /* PMAP: add in caustic */
350 >                addcolor(aval, caustic);
351 >                return;
352 >        }
353 >        
354 > dumbamb:                                        /* return global value */
355 >        if ((ambvwt <= 0) | (navsum == 0)) {
356 >                multcolor(aval, ambval);
357 >                
358 >                /* PMAP: add in caustic */
359 >                addcolor(aval, caustic);
360 >                return;
361 >        }
362 >        
363 >        l = bright(ambval);                     /* average in computations */  
364 >        if (l > FTINY) {
365 >                d = (log(l)*(double)ambvwt + avsum) /
366 >                                (double)(ambvwt + navsum);
367 >                d = exp(d) / l;
368 >                scalecolor(aval, d);
369 >                multcolor(aval, ambval);        /* apply color of ambval */
370 >        } else {
371 >                d = exp( avsum / (double)navsum );
372 >                scalecolor(aval, d);            /* neutral color */
373 >        }
374 > }
375 >
376 >
377 > /* Plug a potential leak where ambient cache value is occluded */
378 > static int
379 > plugaleak(RAY *r, AMBVAL *ap, FVECT anorm, double ang)
380 > {
381 >        const double    cost70sq = 0.1169778;   /* cos(70deg)^2 */
382 >        RAY             rtst;
383 >        FVECT           vdif;
384 >        double          normdot, ndotd, nadotd;
385 >        double          a, b, c, t[2];
386 >
387 >        ang += 2.*PI*(ang < 0);                 /* check direction flags */
388 >        if ( !(ap->corral>>(int)(ang*(16./PI)) & 1) )
389 >                return(0);
390 >        /*
391 >         * Generate test ray, targeting 20 degrees above sample point plane
392 >         * along surface normal from cache position.  This should be high
393 >         * enough to miss local geometry we don't really care about.
394 >         */
395 >        VSUB(vdif, ap->pos, r->rop);
396 >        normdot = DOT(anorm, r->ron);
397 >        ndotd = DOT(vdif, r->ron);
398 >        nadotd = DOT(vdif, anorm);
399 >        a = normdot*normdot - cost70sq;
400 >        b = 2.0*(normdot*ndotd - nadotd*cost70sq);
401 >        c = ndotd*ndotd - DOT(vdif,vdif)*cost70sq;
402 >        if (quadratic(t, a, b, c) != 2)
403 >                return(1);                      /* should rarely happen */
404 >        if (t[1] <= FTINY)
405 >                return(0);                      /* should fail behind test */
406 >        rayorigin(&rtst, SHADOW, r, NULL);
407 >        VSUM(rtst.rdir, vdif, anorm, t[1]);     /* further dist. > plane */
408 >        rtst.rmax = normalize(rtst.rdir);       /* short ray test */
409 >        while (localhit(&rtst, &thescene)) {    /* check for occluder */
410 >                if (rtst.ro->omod != OVOID &&
411 >                                (rtst.clipset == NULL ||
412 >                                        !inset(rtst.clipset, rtst.ro->omod)))
413 >                        return(1);              /* plug light leak */
414 >                VCOPY(rtst.rorg, rtst.rop);     /* skip invisible surface */
415 >                rtst.rmax -= rtst.rot;
416 >                rayclear(&rtst);
417 >        }
418 >        return(0);                              /* seems we're OK */
419 > }
420 >
421 >
422 > static double
423 > sumambient(             /* get interpolated ambient value */
424          COLOR  acol,
425 <        register RAY  *r,
425 >        RAY  *r,
426 >        FVECT  rn,
427 >        int  al,
428 >        AMBTREE  *at,
429 >        FVECT  c0,
430 >        double  s
431 > )
432 > {                       /* initial limit is 10 degrees plus ambacc radians */
433 >        const double    minangle = 10.0 * PI/180.;
434 >        double          maxangle = minangle + ambacc;
435 >        double          wsum = 0.0;
436 >        FVECT           ck0;
437 >        int             i, j;
438 >        AMBVAL          *av;
439 >
440 >        if (at->kid != NULL) {          /* sum children first */                                
441 >                s *= 0.5;
442 >                for (i = 0; i < 8; i++) {
443 >                        for (j = 0; j < 3; j++) {
444 >                                ck0[j] = c0[j];
445 >                                if (1<<j & i)
446 >                                        ck0[j] += s;
447 >                                if (r->rop[j] < ck0[j] - OCTSCALE*s)
448 >                                        break;
449 >                                if (r->rop[j] > ck0[j] + (1.0+OCTSCALE)*s)
450 >                                        break;
451 >                        }
452 >                        if (j == 3)
453 >                                wsum += sumambient(acol, r, rn, al,
454 >                                                        at->kid+i, ck0, s);
455 >                }
456 >                                        /* good enough? */
457 >                if (wsum >= 0.05 && s > minarad*10.0)
458 >                        return(wsum);
459 >        }
460 >                                        /* adjust maximum angle */
461 >        if (at->alist != NULL && (at->alist->lvl <= al) & (r->rweight < 0.6))
462 >                maxangle = (maxangle - PI/2.)*pow(r->rweight,0.13) + PI/2.;
463 >                                        /* sum this node */
464 >        for (av = at->alist; av != NULL; av = av->next) {
465 >                double  u, v, d, delta_r2, delta_t2;
466 >                COLOR   ct;
467 >                FVECT   uvw[3];
468 >                                        /* record access */
469 >                if (tracktime)
470 >                        av->latick = ambclock;
471 >                /*
472 >                 *  Ambient level test
473 >                 */
474 >                if (av->lvl > al ||     /* list sorted, so this works */
475 >                                (av->lvl == al) & (av->weight < 0.9*r->rweight))
476 >                        break;
477 >                /*
478 >                 *  Direction test using unperturbed normal
479 >                 */
480 >                decodedir(uvw[2], av->ndir);
481 >                d = DOT(uvw[2], r->ron);
482 >                if (d <= 0.0)           /* >= 90 degrees */
483 >                        continue;
484 >                delta_r2 = 2.0 - 2.0*d; /* approx. radians^2 */
485 >                if (delta_r2 >= maxangle*maxangle)
486 >                        continue;
487 >                /*
488 >                 *  Modified ray behind test
489 >                 */
490 >                VSUB(ck0, r->rop, av->pos);
491 >                d = DOT(ck0, uvw[2]);
492 >                if (d < -minarad*ambacc-.001)
493 >                        continue;
494 >                d /= av->rad[0];
495 >                delta_t2 = d*d;
496 >                if (delta_t2 >= ambacc*ambacc)
497 >                        continue;
498 >                /*
499 >                 *  Elliptical radii test based on Hessian
500 >                 */
501 >                decodedir(uvw[0], av->udir);
502 >                VCROSS(uvw[1], uvw[2], uvw[0]);
503 >                d = (u = DOT(ck0, uvw[0])) / av->rad[0];
504 >                delta_t2 += d*d;
505 >                d = (v = DOT(ck0, uvw[1])) / av->rad[1];
506 >                delta_t2 += d*d;
507 >                if (delta_t2 >= ambacc*ambacc)
508 >                        continue;
509 >                /*
510 >                 *  Test for potential light leak
511 >                 */
512 >                if (av->corral && plugaleak(r, av, uvw[2], atan2a(v,u)))
513 >                        continue;
514 >                /*
515 >                 *  Extrapolate value and compute final weight (hat function)
516 >                 */
517 >                if (!extambient(ct, av, r->rop, rn, uvw))
518 >                        continue;
519 >                d = tfunc(maxangle, sqrt(delta_r2), 0.0) *
520 >                        tfunc(ambacc, sqrt(delta_t2), 0.0);
521 >                scalecolor(ct, d);
522 >                addcolor(acol, ct);
523 >                wsum += d;
524 >        }
525 >        return(wsum);
526 > }
527 >
528 >
529 > static int
530 > makeambient(            /* make a new ambient value for storage */
531 >        COLOR  acol,
532 >        RAY  *r,
533 >        FVECT  rn,
534 >        int  al
535 > )
536 > {
537 >        AMBVAL  amb;
538 >        FVECT   uvw[3];
539 >        int     i;
540 >
541 >        amb.weight = 1.0;                       /* compute weight */
542 >        for (i = al; i-- > 0; )
543 >                amb.weight *= AVGREFL;
544 >        if (r->rweight < 0.1*amb.weight)        /* heuristic override */
545 >                amb.weight = 1.25*r->rweight;
546 >        setcolor(acol, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
547 >                                                /* compute ambient */
548 >        i = doambient(acol, r, amb.weight,
549 >                        uvw, amb.rad, amb.gpos, amb.gdir, &amb.corral);
550 >        scalecolor(acol, 1./AVGREFL);           /* undo assumed reflectance */
551 >        if (i <= 0 || amb.rad[0] <= FTINY)      /* no Hessian or zero radius */
552 >                return(i);
553 >                                                /* store value */
554 >        VCOPY(amb.pos, r->rop);
555 >        amb.ndir = encodedir(r->ron);
556 >        amb.udir = encodedir(uvw[0]);
557 >        amb.lvl = al;
558 >        copycolor(amb.val, acol);
559 >                                                /* insert into tree */
560 >        avsave(&amb);                           /* and save to file */
561 >        if (rn != r->ron) {                     /* texture */
562 >                VCOPY(uvw[2], r->ron);
563 >                extambient(acol, &amb, r->rop, rn, uvw);
564 >        }
565 >        return(1);
566 > }
567 >
568 >
569 > static int
570 > extambient(             /* extrapolate value at pv, nv */
571 >        COLOR  cr,
572 >        AMBVAL   *ap,
573 >        FVECT  pv,
574 >        FVECT  nv,
575 >        FVECT  uvw[3]
576 > )
577 > {
578 >        const double    min_d = 0.05;
579 >        static FVECT    my_uvw[3];
580 >        FVECT           v1;
581 >        int             i;
582 >        double          d = 1.0;        /* zeroeth order */
583 >
584 >        if (uvw == NULL) {              /* need local coordinates? */
585 >                decodedir(my_uvw[2], ap->ndir);
586 >                decodedir(my_uvw[0], ap->udir);
587 >                VCROSS(my_uvw[1], my_uvw[2], my_uvw[0]);
588 >                uvw = my_uvw;
589 >        }
590 >        for (i = 3; i--; )              /* gradient due to translation */
591 >                d += (pv[i] - ap->pos[i]) *
592 >                        (ap->gpos[0]*uvw[0][i] + ap->gpos[1]*uvw[1][i]);
593 >
594 >        VCROSS(v1, uvw[2], nv);         /* gradient due to rotation */
595 >        for (i = 3; i--; )
596 >                d += v1[i] * (ap->gdir[0]*uvw[0][i] + ap->gdir[1]*uvw[1][i]);
597 >        
598 >        if (d < min_d)                  /* should not use if we can avoid it */
599 >                d = min_d;
600 >        copycolor(cr, ap->val);
601 >        scalecolor(cr, d);
602 >        return(d > min_d);
603 > }
604 >
605 >
606 > static void
607 > avinsert(                               /* insert ambient value in our tree */
608 >        AMBVAL *av
609 > )
610 > {
611 >        AMBTREE  *at;
612 >        AMBVAL  *ap;
613 >        AMBVAL  avh;
614 >        FVECT  ck0;
615 >        double  s;
616 >        int  branch;
617 >        int  i;
618 >
619 >        if (av->rad[0] <= FTINY)
620 >                error(CONSISTENCY, "zero ambient radius in avinsert");
621 >        at = &atrunk;
622 >        VCOPY(ck0, thescene.cuorg);
623 >        s = thescene.cusize;
624 >        while (s*(OCTSCALE/2) > av->rad[1]*ambacc) {
625 >                if (at->kid == NULL)
626 >                        if ((at->kid = newambtree()) == NULL)
627 >                                error(SYSTEM, "out of memory in avinsert");
628 >                s *= 0.5;
629 >                branch = 0;
630 >                for (i = 0; i < 3; i++)
631 >                        if (av->pos[i] > ck0[i] + s) {
632 >                                ck0[i] += s;
633 >                                branch |= 1 << i;
634 >                        }
635 >                at = at->kid + branch;
636 >        }
637 >        avh.next = at->alist;           /* order by increasing level */
638 >        for (ap = &avh; ap->next != NULL; ap = ap->next)
639 >                if ( ap->next->lvl > av->lvl ||
640 >                                (ap->next->lvl == av->lvl) &
641 >                                (ap->next->weight <= av->weight) )
642 >                        break;
643 >        av->next = ap->next;
644 >        ap->next = (AMBVAL*)av;
645 >        at->alist = avh.next;
646 > }
647 >
648 >
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 */
# Line 272 | Line 687 | ambient(               /* compute ambient component for ray */
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 <                                                /* get ambient value */
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 <                scalecolor(acol, 1.0/d);
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 <        if (d > FTINY)
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 <        copycolor(acol, ambval);
734 <        if ((ambvwt <= 0) | (navsum == 0))
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(acol, d);            /* apply color of ambval */
746 >                scalecolor(aval, d);
747 >                multcolor(aval, ambval);        /* apply color of ambval */
748          } else {
749                  d = exp( avsum / (double)navsum );
750 <                setcolor(acol, d, d, d);        /* neutral color */
750 >                scalecolor(aval, d);            /* neutral color */
751          }
752   }
753  
754  
755 < extern double
755 > static double
756   sumambient(     /* get interpolated ambient value */
757          COLOR  acol,
758 <        register RAY  *r,
758 >        RAY  *r,
759          FVECT  rn,
760          int  al,
761          AMBTREE  *at,
# Line 327 | Line 767 | sumambient(    /* get interpolated ambient value */
767          COLOR  ct;
768          FVECT  ck0;
769          int  i;
770 <        register int  j;
771 <        register AMBVAL  *av;
770 >        int  j;
771 >        AMBVAL   *av;
772  
773          wsum = 0.0;
774                                          /* do this node */
# Line 339 | Line 779 | sumambient(    /* get interpolated ambient value */
779                  /*
780                   *  Ambient level test.
781                   */
782 <                if (av->lvl > al)       /* list sorted, so this works */
782 >                if (av->lvl > al ||     /* list sorted, so this works */
783 >                                (av->lvl == al) & (av->weight < 0.9*r->rweight))
784                          break;
344                if (av->weight < r->rweight-FTINY)
345                        continue;
785                  /*
786                   *  Ambient radius test.
787                   */
788 <                d = av->pos[0] - r->rop[0];
789 <                e1 = d * d;
351 <                d = av->pos[1] - r->rop[1];
352 <                e1 += d * d;
353 <                d = av->pos[2] - r->rop[2];
354 <                e1 += d * d;
355 <                e1 /= av->rad * av->rad;
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                  /*
# Line 369 | Line 803 | sumambient(    /* get interpolated ambient value */
803                          }
804                  }
805                  e2 = (1.0 - d) * r->rweight;
806 <                if (e2 < 0.0) e2 = 0.0;
807 <                if (e1 + e2 > ambacc*ambacc*1.21)
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.
# Line 420 | Line 855 | sumambient(    /* get interpolated ambient value */
855                                  break;
856                  }
857                  if (j == 3)
858 <                        wsum += sumambient(acol, r, rn, al, at->kid+i, ck0, s);
858 >                        wsum += sumambient(acol, r, rn, al,
859 >                                                at->kid+i, ck0, s);
860          }
861          return(wsum);
862   }
863  
864  
865 < extern double
866 < makeambient(    /* make a new ambient value */
865 > static double
866 > makeambient(            /* make a new ambient value for storage */
867          COLOR  acol,
868 <        register RAY  *r,
868 >        RAY  *r,
869          FVECT  rn,
870          int  al
871   )
872   {
873          AMBVAL  amb;
874          FVECT   gp, gd;
875 <                                                /* compute weight */
876 <        amb.weight = pow(AVGREFL, (double)al);
877 <        if (r->rweight < 0.1*amb.weight)        /* heuristic */
878 <                amb.weight = r->rweight;
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)
885 >        if (amb.rad <= FTINY) {
886 >                setcolor(acol, 0.0, 0.0, 0.0);
887                  return(0.0);
888 <                                                /* store it */
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;
# Line 459 | Line 902 | makeambient(   /* make a new ambient value */
902   }
903  
904  
905 < extern void
905 > static void
906   extambient(             /* extrapolate value at pv, nv */
907          COLOR  cr,
908 <        register AMBVAL  *ap,
908 >        AMBVAL   *ap,
909          FVECT  pv,
910          FVECT  nv
911   )
912   {
913          FVECT  v1;
914 <        register int  i;
914 >        int  i;
915          double  d;
916  
917          d = 1.0;                        /* zeroeth order */
# Line 488 | Line 931 | extambient(            /* extrapolate value at pv, nv */
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
980   initambfile(            /* initialize ambient file */
981 <        int  creat
981 >        int  cre8
982   )
983   {
984          extern char  *progname, *octname;
985          static char  *mybuf = NULL;
986  
987   #ifdef  F_SETLKW
988 <        aflock(creat ? F_WRLCK : F_RDLCK);
988 >        aflock(cre8 ? F_WRLCK : F_RDLCK);
989   #endif
990          SET_FILE_BINARY(ambfp);
991          if (mybuf == NULL)
992                  mybuf = (char *)bmalloc(BUFSIZ+8);
993          setbuf(ambfp, mybuf);
994 <        if (creat) {                    /* new file */
994 >        if (cre8) {                     /* new file */
995                  newheader("RADIANCE", ambfp);
996                  fprintf(ambfp, "%s -av %g %g %g -aw %d -ab %d -aa %g ",
997                                  progname, colval(ambval,RED),
# Line 511 | Line 1000 | initambfile(           /* initialize ambient file */
1000                  fprintf(ambfp, "-ad %d -as %d -ar %d ",
1001                                  ambdiv, ambssamp, ambres);
1002                  if (octname != NULL)
1003 <                        printargs(1, &octname, ambfp);
1004 <                else
516 <                        fputc('\n', ambfp);
1003 >                        fputs(octname, ambfp);
1004 >                fputc('\n', ambfp);
1005                  fprintf(ambfp, "SOFTWARE= %s\n", VersionID);
1006                  fputnow(ambfp);
1007                  fputformat(AMBFMT, ambfp);
1008 <                putc('\n', ambfp);
1008 >                fputc('\n', ambfp);
1009                  putambmagic(ambfp);
1010          } else if (checkheader(ambfp, AMBFMT, NULL) < 0 || !hasambmagic(ambfp))
1011                  error(USER, "bad ambient file");
# Line 529 | Line 1017 | avsave(                                /* insert and save an ambient value */
1017          AMBVAL  *av
1018   )
1019   {
1020 <        avinsert(avstore(av));
1020 >        avstore(av);
1021          if (ambfp == NULL)
1022                  return;
1023          if (writambval(av, ambfp) < 0)
# Line 544 | Line 1032 | writerr:
1032  
1033  
1034   static AMBVAL *
1035 < avstore(                                /* allocate memory and store aval */
1036 <        register AMBVAL  *aval
1035 > avstore(                                /* allocate memory and save aval */
1036 >        AMBVAL  *aval
1037   )
1038   {
1039 <        register AMBVAL  *av;
1039 >        AMBVAL  *av;
1040          double  d;
1041  
1042          if ((av = newambval()) == NULL)
# Line 562 | Line 1050 | avstore(                               /* allocate memory and store aval */
1050                  avsum += log(d);
1051                  navsum++;
1052          }
1053 +        avinsert(av);                   /* insert in our cache tree */
1054          return(av);
1055   }
1056  
# Line 574 | Line 1063 | static AMBTREE  *atfreelist = NULL;    /* free ambient tr
1063   static AMBTREE *
1064   newambtree(void)                                /* allocate 8 ambient tree structs */
1065   {
1066 <        register AMBTREE  *atp, *upperlim;
1066 >        AMBTREE  *atp, *upperlim;
1067  
1068          if (atfreelist == NULL) {       /* get more nodes */
1069                  atfreelist = (AMBTREE *)malloc(ATALLOCSZ*8*sizeof(AMBTREE));
# Line 604 | Line 1093 | freeambtree(                   /* free 8 ambient tree structs */
1093  
1094  
1095   static void
607 avinsert(                               /* insert ambient value in our tree */
608        void *av
609 )
610 {
611        register AMBTREE  *at;
612        register AMBVAL  *ap;
613        AMBVAL  avh;
614        FVECT  ck0;
615        double  s;
616        int  branch;
617        register int  i;
618
619        if (((AMBVAL*)av)->rad <= FTINY)
620                error(CONSISTENCY, "zero ambient radius in avinsert");
621        at = &atrunk;
622        VCOPY(ck0, thescene.cuorg);
623        s = thescene.cusize;
624        while (s*(OCTSCALE/2) > ((AMBVAL*)av)->rad*ambacc) {
625                if (at->kid == NULL)
626                        if ((at->kid = newambtree()) == NULL)
627                                error(SYSTEM, "out of memory in avinsert");
628                s *= 0.5;
629                branch = 0;
630                for (i = 0; i < 3; i++)
631                        if (((AMBVAL*)av)->pos[i] > ck0[i] + s) {
632                                ck0[i] += s;
633                                branch |= 1 << i;
634                        }
635                at = at->kid + branch;
636        }
637        avh.next = at->alist;           /* order by increasing level */
638        for (ap = &avh; ap->next != NULL; ap = ap->next)
639                if (ap->next->lvl >= ((AMBVAL*)av)->lvl)
640                        break;
641        ((AMBVAL*)av)->next = ap->next;
642        ap->next = (AMBVAL*)av;
643        at->alist = avh.next;
644 }
645
646
647 static void
1096   unloadatree(                    /* unload an ambient value tree */
1097 <        register AMBTREE  *at,
1097 >        AMBTREE  *at,
1098          unloadtf_t *f
1099   )
1100   {
1101 <        register AMBVAL  *av;
1102 <        register int  i;
1101 >        AMBVAL  *av;
1102 >        int  i;
1103                                          /* transfer values at this node */
1104          for (av = at->alist; av != NULL; av = at->alist) {
1105                  at->alist = av->next;
# Line 676 | Line 1124 | static int     i_avlist;               /* index for lists */
1124   static int alatcmp(const void *av1, const void *av2);
1125  
1126   static void
1127 + avfree(AMBVAL *av)
1128 + {
1129 +        free(av);
1130 + }
1131 +
1132 + static void
1133   av2list(
1134 <        void *av
1134 >        AMBVAL *av
1135   )
1136   {
1137   #ifdef DEBUG
# Line 685 | Line 1139 | av2list(
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 = ((AMBVAL*)av)->latick;
1142 >        avlist1[i_avlist++].t = av->latick;
1143   }
1144  
1145  
# Line 695 | Line 1149 | alatcmp(                       /* compare ambient values for MRA */
1149          const void *av2
1150   )
1151   {
1152 <        register long  lc = ((struct avl *)av2)->t - ((struct avl *)av1)->t;
1152 >        long  lc = ((struct avl *)av2)->t - ((struct avl *)av1)->t;
1153          return(lc<0 ? -1 : lc>0 ? 1 : 0);
1154   }
1155  
# Line 712 | Line 1166 | aposcmp(                       /* compare ambient value positions */
1166          const void      *avp2
1167   )
1168   {
1169 <        register long   diff = *(char * const *)avp1 - *(char * const *)avp2;
1169 >        long    diff = *(char * const *)avp1 - *(char * const *)avp2;
1170          if (diff < 0)
1171                  return(-1);
1172          return(diff > 0);
1173   }
1174  
1175 < #if 1
1175 >
1176   static int
1177   avlmemi(                                /* find list position from address */
1178          AMBVAL  *avaddr
1179   )
1180   {
1181 <        register AMBVAL  **avlpp;
1181 >        AMBVAL  **avlpp;
1182  
1183          avlpp = (AMBVAL **)bsearch((char *)&avaddr, (char *)avlist2,
1184 <                        nambvals, sizeof(AMBVAL *), aposcmp);
1184 >                        nambvals, sizeof(AMBVAL *), &aposcmp);
1185          if (avlpp == NULL)
1186                  error(CONSISTENCY, "address not found in avlmemi");
1187          return(avlpp - avlist2);
1188   }
735 #else
736 #define avlmemi(avaddr) ((AMBVAL **)bsearch((char *)&avaddr,(char *)avlist2, \
737                                nambvals,sizeof(AMBVAL *),aposcmp) - avlist2)
738 #endif
1189  
1190  
1191   static void
# Line 745 | Line 1195 | sortambvals(                   /* resort ambient values */
1195   {
1196          AMBTREE  oldatrunk;
1197          AMBVAL  tav, *tap, *pnext;
1198 <        register int    i, j;
1198 >        int     i, j;
1199                                          /* see if it's time yet */
1200          if (!always && (ambclock++ < lastsort+sortintvl ||
1201                          nambvals < SORT_THRESH))
# Line 779 | Line 1229 | sortambvals(                   /* resort ambient values */
1229                          oldatrunk = atrunk;
1230                          atrunk.alist = NULL;
1231                          atrunk.kid = NULL;
1232 <                        unloadatree(&oldatrunk, avinsert);
1232 >                        unloadatree(&oldatrunk, &avinsert);
1233                  }
1234          } else {                        /* sort memory by last access time */
1235                  /*
# Line 796 | Line 1246 | sortambvals(                   /* resort ambient values */
1246                  eputs(errmsg);
1247   #endif
1248                  i_avlist = 0;
1249 <                unloadatree(&atrunk, av2list);  /* empty current tree */
1249 >                unloadatree(&atrunk, &av2list); /* empty current tree */
1250   #ifdef DEBUG
1251                  if (i_avlist < nambvals)
1252                          error(CONSISTENCY, "missing ambient values in sortambvals");
# Line 845 | Line 1295 | aflock(                        /* lock/unlock ambient file */
1295   {
1296          static struct flock  fls;       /* static so initialized to zeroes */
1297  
1298 +        if (typ == fls.l_type)          /* already called? */
1299 +                return;
1300          fls.l_type = typ;
1301          if (fcntl(fileno(ambfp), F_SETLKW, &fls) < 0)
1302                  error(SYSTEM, "cannot (un)lock ambient file");
1303   }
1304  
1305  
1306 < extern int
1306 > int
1307   ambsync(void)                   /* synchronize ambient file */
1308   {
1309          long  flen;
1310          AMBVAL  avs;
1311 <        register int  n;
1311 >        int  n;
1312  
1313 <        if (nunflshed == 0)
1313 >        if (ambfp == NULL)      /* no ambient file? */
1314                  return(0);
1315 <        if (lastpos < 0)        /* initializing (locked in initambfile) */
1316 <                goto syncend;
865 <                                /* gain exclusive access */
866 <        aflock(F_WRLCK);
1315 >                                /* gain appropriate access */
1316 >        aflock(nunflshed ? F_WRLCK : F_RDLCK);
1317                                  /* see if file has grown */
1318          if ((flen = lseek(fileno(ambfp), (off_t)0, SEEK_END)) < 0)
1319                  goto seekerr;
1320 <        if ( (n = flen - lastpos) ) {           /* file has grown */
1320 >        if ((n = flen - lastpos) > 0) {         /* file has grown */
1321                  if (ambinp == NULL) {           /* use duplicate filedes */
1322                          ambinp = fdopen(dup(fileno(ambfp)), "r");
1323                          if (ambinp == NULL)
1324                                  error(SYSTEM, "fdopen failed in ambsync");
1325                  }
1326 <                if (fseek(ambinp, lastpos, 0) < 0)
1326 >                if (fseek(ambinp, lastpos, SEEK_SET) < 0)
1327                          goto seekerr;
1328                  while (n >= AMBVALSIZ) {        /* load contributed values */
1329                          if (!readambval(&avs, ambinp)) {
# Line 883 | Line 1333 | ambsync(void)                  /* synchronize ambient file */
1333                                  error(WARNING, errmsg);
1334                                  break;
1335                          }
1336 <                        avinsert(avstore(&avs));
1336 >                        avstore(&avs);
1337                          n -= AMBVALSIZ;
1338                  }
1339 +                lastpos = flen - n;
1340                  /*** seek always as safety measure
1341                  if (n) ***/                     /* alignment */
1342 <                        if (lseek(fileno(ambfp), (off_t)(flen-n), SEEK_SET) < 0)
1342 >                        if (lseek(fileno(ambfp), (off_t)lastpos, SEEK_SET) < 0)
1343                                  goto seekerr;
1344          }
894 #ifdef  DEBUG
895        if (ambfp->_ptr - ambfp->_base != nunflshed*AMBVALSIZ) {
896                sprintf(errmsg, "ambient file buffer at %d rather than %d",
897                                ambfp->_ptr - ambfp->_base,
898                                nunflshed*AMBVALSIZ);
899                error(CONSISTENCY, errmsg);
900        }
901 #endif
902 syncend:
1345          n = fflush(ambfp);                      /* calls write() at last */
1346 <        if ((lastpos = lseek(fileno(ambfp), (off_t)0, SEEK_CUR)) < 0)
1346 >        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 +                
1351          aflock(F_UNLCK);                        /* release file */
1352          nunflshed = 0;
1353          return(n);
# Line 911 | Line 1356 | seekerr:
1356          return -1; /* pro forma return */
1357   }
1358  
1359 < #else
1359 > #else   /* ! F_SETLKW */
1360  
1361 < extern int
1361 > int
1362   ambsync(void)                   /* flush ambient file */
1363   {
1364 <        if (nunflshed == 0)
1364 >        if (ambfp == NULL)
1365                  return(0);
1366          nunflshed = 0;
1367          return(fflush(ambfp));
1368   }
1369  
1370 < #endif
1370 > #endif  /* ! F_SETLKW */

Diff Legend

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+ Added lines
< Changed lines
> Changed lines