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root/radiance/ray/src/common/bsdf.c
(Generate patch)

Comparing ray/src/common/bsdf.c (file contents):
Revision 2.21 by greg, Sun Apr 17 17:45:13 2011 UTC vs.
Revision 2.61 by greg, Tue Dec 7 23:49:50 2021 UTC

# Line 10 | Line 10 | static const char RCSid[] = "$Id$";
10   *
11   */
12  
13 + #define _USE_MATH_DEFINES
14   #include <stdio.h>
15   #include <stdlib.h>
16 + #include <string.h>
17   #include <math.h>
18 + #include <ctype.h>
19   #include "ezxml.h"
20   #include "hilbert.h"
21   #include "bsdf.h"
# Line 32 | Line 35 | const char             *SDerrorEnglish[] = {
35                                  "Unknown error"
36                          };
37  
38 + /* Pointer to error list in preferred language */
39 + const char              **SDerrorList = SDerrorEnglish;
40 +
41   /* Additional information on last error (ASCII English) */
42   char                    SDerrorDetail[256];
43  
44 + /* Empty distribution for getCDist() calls that fail for some reason */
45 + const SDCDst            SDemptyCD;
46 +
47   /* Cache of loaded BSDFs */
48   struct SDCache_s        *SDcacheList = NULL;
49  
50 < /* Retain BSDFs in cache list */
50 > /* Retain BSDFs in cache list? */
51   int                     SDretainSet = SDretainNone;
52  
53 < /* Report any error to the indicated stream (in English) */
53 > /* Maximum cache size for any given BSDF? */
54 > unsigned long           SDmaxCache = 0;         /* 0 == unlimited */
55 >
56 > /* Report any error to the indicated stream */
57   SDError
58 < SDreportEnglish(SDError ec, FILE *fp)
58 > SDreportError(SDError ec, FILE *fp)
59   {
60          if (!ec)
61                  return SDEnone;
# Line 53 | Line 65 | SDreportEnglish(SDError ec, FILE *fp)
65          }
66          if (fp == NULL)
67                  return ec;
68 <        fputs(SDerrorEnglish[ec], fp);
68 >        fputs(SDerrorList[ec], fp);
69          if (SDerrorDetail[0]) {
70                  fputs(": ", fp);
71                  fputs(SDerrorDetail, fp);
# Line 81 | Line 93 | to_meters(             /* return factor to convert given unit to
93  
94   /* Load geometric dimensions and description (if any) */
95   static SDError
96 < SDloadGeometry(SDData *sd, ezxml_t wdb)
96 > SDloadGeometry(SDData *sd, ezxml_t wtl)
97   {
98 <        ezxml_t         geom;
98 >        ezxml_t         node, matl, geom;
99          double          cfact;
100 <        const char      *fmt, *mgfstr;
100 >        const char      *fmt = NULL, *mgfstr;
101  
102 <        if (wdb == NULL)                /* no geometry section? */
103 <                return SDEnone;
104 <        sd->dim[0] = sd->dim[1] = sd->dim[2] = .0;
105 <        if ((geom = ezxml_child(wdb, "Width")) != NULL)
106 <                sd->dim[0] = atof(ezxml_txt(geom)) *
107 <                                to_meters(ezxml_attr(geom, "unit"));
108 <        if ((geom = ezxml_child(wdb, "Height")) != NULL)
109 <                sd->dim[1] = atof(ezxml_txt(geom)) *
110 <                                to_meters(ezxml_attr(geom, "unit"));
111 <        if ((geom = ezxml_child(wdb, "Thickness")) != NULL)
112 <                sd->dim[2] = atof(ezxml_txt(geom)) *
113 <                                to_meters(ezxml_attr(geom, "unit"));
114 <        if ((sd->dim[0] < .0) | (sd->dim[1] < .0) | (sd->dim[2] < .0)) {
115 <                sprintf(SDerrorDetail, "Negative size in \"%s\"", sd->name);
116 <                return SDEdata;
102 >        SDerrorDetail[0] = '\0';
103 >        sd->matn[0] = '\0'; sd->makr[0] = '\0';
104 >        sd->dim[0] = sd->dim[1] = sd->dim[2] = 0;
105 >        matl = ezxml_child(wtl, "Material");
106 >        if (matl != NULL) {                     /* get material info. */
107 >                if ((node = ezxml_child(matl, "Name")) != NULL) {
108 >                        strncpy(sd->matn, ezxml_txt(node), SDnameLn);
109 >                        if (sd->matn[SDnameLn-1])
110 >                                strcpy(sd->matn+(SDnameLn-4), "...");
111 >                }
112 >                if ((node = ezxml_child(matl, "Manufacturer")) != NULL) {
113 >                        strncpy(sd->makr, ezxml_txt(node), SDnameLn);
114 >                        if (sd->makr[SDnameLn-1])
115 >                                strcpy(sd->makr+(SDnameLn-4), "...");
116 >                }
117 >                if ((node = ezxml_child(matl, "Width")) != NULL)
118 >                        sd->dim[0] = atof(ezxml_txt(node)) *
119 >                                        to_meters(ezxml_attr(node, "unit"));
120 >                if ((node = ezxml_child(matl, "Height")) != NULL)
121 >                        sd->dim[1] = atof(ezxml_txt(node)) *
122 >                                        to_meters(ezxml_attr(node, "unit"));
123 >                if ((node = ezxml_child(matl, "Thickness")) != NULL)
124 >                        sd->dim[2] = atof(ezxml_txt(node)) *
125 >                                        to_meters(ezxml_attr(node, "unit"));
126 >                if ((sd->dim[0] < 0) | (sd->dim[1] < 0) | (sd->dim[2] < 0)) {
127 >                        if (!SDerrorDetail[0])
128 >                                sprintf(SDerrorDetail, "Negative dimension in \"%s\"",
129 >                                                        sd->name);
130 >                        return SDEdata;
131 >                }
132          }
133 <        if ((geom = ezxml_child(wdb, "Geometry")) == NULL ||
134 <                        (mgfstr = ezxml_txt(geom)) == NULL)
133 >        sd->mgf = NULL;
134 >        geom = ezxml_child(wtl, "Geometry");
135 >        if (geom == NULL)                       /* no actual geometry? */
136                  return SDEnone;
137 <        if ((fmt = ezxml_attr(geom, "format")) != NULL &&
138 <                        strcasecmp(fmt, "MGF")) {
137 >        fmt = ezxml_attr(geom, "format");
138 >        if (fmt != NULL && strcasecmp(fmt, "MGF")) {
139                  sprintf(SDerrorDetail,
140                          "Unrecognized geometry format '%s' in \"%s\"",
141                                          fmt, sd->name);
142                  return SDEsupport;
143          }
144 <        cfact = to_meters(ezxml_attr(geom, "unit"));
144 >        if ((node = ezxml_child(geom, "MGFblock")) == NULL ||
145 >                        (mgfstr = ezxml_txt(node)) == NULL)
146 >                return SDEnone;
147 >        while (isspace(*mgfstr))
148 >                ++mgfstr;
149 >        if (!*mgfstr)
150 >                return SDEnone;
151 >        cfact = to_meters(ezxml_attr(node, "unit"));
152 >        if (cfact <= 0)
153 >                return SDEformat;
154          sd->mgf = (char *)malloc(strlen(mgfstr)+32);
155          if (sd->mgf == NULL) {
156                  strcpy(SDerrorDetail, "Out of memory in SDloadGeometry");
# Line 155 | Line 192 | SDloadFile(SDData *sd, const char *fname)
192                  ezxml_free(fl);
193                  return SDEformat;
194          }
195 +        wtl = ezxml_child(fl, "FileType");
196 +        if (wtl != NULL && strcmp(ezxml_txt(wtl), "BSDF")) {
197 +                sprintf(SDerrorDetail,
198 +                        "XML \"%s\": wrong FileType (must be 'BSDF')",
199 +                                sd->name);
200 +                ezxml_free(fl);
201 +                return SDEformat;
202 +        }
203          wtl = ezxml_child(ezxml_child(fl, "Optical"), "Layer");
204          if (wtl == NULL) {
205 <                sprintf(SDerrorDetail, "BSDF \"%s\": no optical layer'",
205 >                sprintf(SDerrorDetail, "BSDF \"%s\": no optical layers",
206                                  sd->name);
207                  ezxml_free(fl);
208                  return SDEformat;
209          }
210                                  /* load geometry if present */
211 <        lastErr = SDloadGeometry(sd, ezxml_child(wtl, "Material"));
212 <        if (lastErr)
211 >        lastErr = SDloadGeometry(sd, wtl);
212 >        if (lastErr) {
213 >                ezxml_free(fl);
214                  return lastErr;
215 +        }
216                                  /* try loading variable resolution data */
217          lastErr = SDloadTre(sd, wtl);
218                                  /* check our result */
219 <        switch (lastErr) {
173 <        case SDEformat:
174 <        case SDEdata:
175 <        case SDEsupport:        /* possibly we just tried the wrong format */
219 >        if (lastErr == SDEsupport)      /* try matrix BSDF if not tree data */
220                  lastErr = SDloadMtx(sd, wtl);
221 <                break;
178 <        default:                /* variable res. OK else serious error */
179 <                break;
180 <        }
221 >                
222                                  /* done with XML file */
223          ezxml_free(fl);
224          
# Line 195 | Line 236 | SDloadFile(SDData *sd, const char *fname)
236          if (sd->tf != NULL && sd->tf->maxHemi <= .001) {
237                  SDfreeSpectralDF(sd->tf); sd->tf = NULL;
238          }
239 +        if (sd->tb != NULL && sd->tb->maxHemi <= .001) {
240 +                SDfreeSpectralDF(sd->tb); sd->tb = NULL;
241 +        }
242                                  /* return success */
243          return SDEnone;
244   }
# Line 223 | Line 267 | SDnewSpectralDF(int nc)
267          return df;
268   }
269  
270 + /* Add component(s) to spectral distribution function */
271 + SDSpectralDF *
272 + SDaddComponent(SDSpectralDF *odf, int nadd)
273 + {
274 +        SDSpectralDF    *df;
275 +
276 +        if (odf == NULL)
277 +                return SDnewSpectralDF(nadd);
278 +        if (nadd <= 0)
279 +                return odf;
280 +        df = (SDSpectralDF *)realloc(odf, sizeof(SDSpectralDF) +
281 +                                (odf->ncomp+nadd-1)*sizeof(SDComponent));
282 +        if (df == NULL) {
283 +                sprintf(SDerrorDetail,
284 +                        "Cannot add %d component(s) to spectral DF", nadd);
285 +                SDfreeSpectralDF(odf);
286 +                return NULL;
287 +        }
288 +        memset(df->comp+df->ncomp, 0, nadd*sizeof(SDComponent));
289 +        df->ncomp += nadd;
290 +        return df;
291 + }
292 +
293   /* Free cached cumulative distributions for BSDF component */
294   void
295   SDfreeCumulativeCache(SDSpectralDF *df)
# Line 249 | Line 316 | SDfreeSpectralDF(SDSpectralDF *df)
316                  return;
317          SDfreeCumulativeCache(df);
318          for (n = df->ncomp; n-- > 0; )
319 <                (*df->comp[n].func->freeSC)(df->comp[n].dist);
319 >                if (df->comp[n].dist != NULL)
320 >                        (*df->comp[n].func->freeSC)(df->comp[n].dist);
321          free(df);
322   }
323  
# Line 262 | Line 330 | SDclipName(char *res, const char *fname)
330          for (cp = fname; *cp; cp++)
331                  if (*cp == '.')
332                          dot = cp;
333 +                else if (*cp == '/')
334 +                        dot = NULL;
335          if ((dot == NULL) | (dot < fname+2))
336                  dot = cp;
337          if (dot - fname >= SDnameLn)
# Line 305 | Line 375 | SDfreeBSDF(SDData *sd)
375                  SDfreeSpectralDF(sd->tf);
376                  sd->tf = NULL;
377          }
378 +        if (sd->tb != NULL) {
379 +                SDfreeSpectralDF(sd->tb);
380 +                sd->tb = NULL;
381 +        }
382          sd->rLambFront.cieY = .0;
383          sd->rLambFront.spec.flags = 0;
384          sd->rLambBack.cieY = .0;
385          sd->rLambBack.spec.flags = 0;
386 <        sd->tLamb.cieY = .0;
387 <        sd->tLamb.spec.flags = 0;
386 >        sd->tLambFront.cieY = .0;
387 >        sd->tLambFront.spec.flags = 0;
388 >        sd->tLambBack.cieY = .0;
389 >        sd->tLambBack.spec.flags = 0;
390   }
391  
392   /* Find writeable BSDF by name, or allocate new cache entry if absent */
# Line 353 | Line 429 | SDcacheFile(const char *fname)
429          if (fname == NULL || !*fname)
430                  return NULL;
431          SDerrorDetail[0] = '\0';
432 +        /* PLACE MUTEX LOCK HERE FOR THREAD-SAFE */
433          if ((sd = SDgetCache(fname)) == NULL) {
434 <                SDreportEnglish(SDEmemory, stderr);
434 >                SDreportError(SDEmemory, stderr);
435                  return NULL;
436          }
437          if (!SDisLoaded(sd) && (ec = SDloadFile(sd, fname))) {
438 <                SDreportEnglish(ec, stderr);
438 >                SDreportError(ec, stderr);
439                  SDfreeCache(sd);
440 <                return NULL;
440 >                sd = NULL;
441          }
442 +        /* END MUTEX LOCK */
443          return sd;
444   }
445  
# Line 392 | Line 470 | SDfreeCache(const SDData *sd)
470                  SDfreeCumulativeCache(sd->rf);
471                  SDfreeCumulativeCache(sd->rb);
472                  SDfreeCumulativeCache(sd->tf);
473 +                SDfreeCumulativeCache(sd->tb);
474                  return;
475          }
476                                          /* remove from list and free */
# Line 405 | Line 484 | SDfreeCache(const SDData *sd)
484  
485   /* Sample an individual BSDF component */
486   SDError
487 < SDsampComponent(SDValue *sv, FVECT outVec, const FVECT inVec,
409 <                        double randX, SDComponent *sdc)
487 > SDsampComponent(SDValue *sv, FVECT ioVec, double randX, SDComponent *sdc)
488   {
489          float           coef[SDmaxCh];
490          SDError         ec;
491 +        FVECT           inVec;
492          const SDCDst    *cd;
493          double          d;
494          int             n;
495                                          /* check arguments */
496 <        if ((sv == NULL) | (outVec == NULL) | (inVec == NULL) | (sdc == NULL))
496 >        if ((sv == NULL) | (ioVec == NULL) | (sdc == NULL))
497                  return SDEargument;
498                                          /* get cumulative distribution */
499 +        VCOPY(inVec, ioVec);
500 +        sv->cieY = 0;
501          cd = (*sdc->func->getCDist)(inVec, sdc);
502 <        if (cd == NULL)
503 <                return SDEmemory;
504 <        if (cd->cTotal <= 1e-7) {       /* anything to sample? */
502 >        if (cd != NULL)
503 >                sv->cieY = cd->cTotal;
504 >        if (sv->cieY <= 1e-6) {         /* nothing to sample? */
505                  sv->spec = c_dfcolor;
506 <                sv->cieY = .0;
426 <                memset(outVec, 0, 3*sizeof(double));
506 >                memset(ioVec, 0, sizeof(FVECT));
507                  return SDEnone;
508          }
429        sv->cieY = cd->cTotal;
509                                          /* compute sample direction */
510 <        ec = (*sdc->func->sampCDist)(outVec, randX, cd);
510 >        ec = (*sdc->func->sampCDist)(ioVec, randX, cd);
511          if (ec)
512                  return ec;
513                                          /* get BSDF color */
514 <        n = (*sdc->func->getBSDFs)(coef, outVec, inVec, sdc->dist);
514 >        n = (*sdc->func->getBSDFs)(coef, inVec, ioVec, sdc);
515          if (n <= 0) {
516                  strcpy(SDerrorDetail, "BSDF sample value error");
517                  return SDEinternal;
# Line 443 | Line 522 | SDsampComponent(SDValue *sv, FVECT outVec, const FVECT
522                  c_cmix(&sv->spec, d, &sv->spec, coef[n], &sdc->cspec[n]);
523                  d += coef[n];
524          }
525 <                                        /* make sure everything is set */
447 <        c_ccvt(&sv->spec, C_CSXY+C_CSSPEC);
525 >        c_ccvt(&sv->spec, C_CSXY);      /* make sure (x,y) is set */
526          return SDEnone;
527   }
528  
# Line 457 | Line 535 | SDmultiSamp(double t[], int n, double randX)
535          unsigned        nBits;
536          double          scale;
537          bitmask_t       ndx, coord[MS_MAXDIM];
538 <        
538 >
539 >        if (n <= 0)                     /* check corner cases */
540 >                return;
541 >        if (randX < 0) randX = 0;
542 >        else if (randX >= 1.) randX = 0.999999999999999;
543 >        if (n == 1) {
544 >                t[0] = randX;
545 >                return;
546 >        }
547          while (n > MS_MAXDIM)           /* punt for higher dimensions */
548                  t[--n] = rand()*(1./(RAND_MAX+.5));
549          nBits = (8*sizeof(bitmask_t) - 1) / n;
# Line 474 | Line 560 | SDmultiSamp(double t[], int n, double randX)
560  
561   /* Generate diffuse hemispherical sample */
562   static void
563 < SDdiffuseSamp(FVECT outVec, int outFront, double randX)
563 > SDdiffuseSamp(FVECT ioVec, int outFront, double randX)
564   {
565                                          /* convert to position on hemisphere */
566 <        SDmultiSamp(outVec, 2, randX);
567 <        SDsquare2disk(outVec, outVec[0], outVec[1]);
568 <        outVec[2] = 1. - outVec[0]*outVec[0] - outVec[1]*outVec[1];
569 <        if (outVec[2] > .0)             /* a bit of paranoia */
484 <                outVec[2] = sqrt(outVec[2]);
566 >        SDmultiSamp(ioVec, 2, randX);
567 >        SDsquare2disk(ioVec, ioVec[0], ioVec[1]);
568 >        ioVec[2] = 1. - ioVec[0]*ioVec[0] - ioVec[1]*ioVec[1];
569 >        ioVec[2] = sqrt(ioVec[2]*(ioVec[2]>0));
570          if (!outFront)                  /* going out back? */
571 <                outVec[2] = -outVec[2];
571 >                ioVec[2] = -ioVec[2];
572   }
573  
574   /* Query projected solid angle coverage for non-diffuse BSDF direction */
575   SDError
576 < SDsizeBSDF(double *projSA, const FVECT vec, int qflags, const SDData *sd)
576 > SDsizeBSDF(double *projSA, const FVECT v1, const RREAL *v2,
577 >                                int qflags, const SDData *sd)
578   {
579 <        SDSpectralDF    *rdf;
579 >        SDSpectralDF    *rdf, *tdf;
580          SDError         ec;
581          int             i;
582                                          /* check arguments */
583 <        if ((projSA == NULL) | (vec == NULL) | (sd == NULL))
583 >        if ((projSA == NULL) | (v1 == NULL) | (sd == NULL))
584                  return SDEargument;
585                                          /* initialize extrema */
586          switch (qflags) {
# Line 510 | Line 596 | SDsizeBSDF(double *projSA, const FVECT vec, int qflags
596          case 0:
597                  return SDEargument;
598          }
599 <        if (vec[2] > .0)                /* front surface query? */
599 >        if (v1[2] > 0) {                /* front surface query? */
600                  rdf = sd->rf;
601 <        else
601 >                tdf = (sd->tf != NULL) ? sd->tf : sd->tb;
602 >        } else {
603                  rdf = sd->rb;
604 +                tdf = (sd->tb != NULL) ? sd->tb : sd->tf;
605 +        }
606 +        if (v2 != NULL) {               /* bidirectional? */
607 +                if (v1[2] > 0 ^ v2[2] > 0)
608 +                        rdf = NULL;
609 +                else
610 +                        tdf = NULL;
611 +        }
612          ec = SDEdata;                   /* run through components */
613          for (i = (rdf==NULL) ? 0 : rdf->ncomp; i--; ) {
614 <                ec = (*rdf->comp[i].func->queryProjSA)(projSA, vec, qflags,
615 <                                                        rdf->comp[i].dist);
614 >                ec = (*rdf->comp[i].func->queryProjSA)(projSA, v1, v2,
615 >                                                qflags, &rdf->comp[i]);
616                  if (ec)
617                          return ec;
618          }
619 <        for (i = (sd->tf==NULL) ? 0 : sd->tf->ncomp; i--; ) {
620 <                ec = (*sd->tf->comp[i].func->queryProjSA)(projSA, vec, qflags,
621 <                                                        sd->tf->comp[i].dist);
619 >        for (i = (tdf==NULL) ? 0 : tdf->ncomp; i--; ) {
620 >                ec = (*tdf->comp[i].func->queryProjSA)(projSA, v1, v2,
621 >                                                qflags, &tdf->comp[i]);
622                  if (ec)
623                          return ec;
624          }
# Line 531 | Line 626 | SDsizeBSDF(double *projSA, const FVECT vec, int qflags
626                  projSA[0] = M_PI;
627                  if (qflags == SDqueryMin+SDqueryMax)
628                          projSA[1] = M_PI;
629 <        }
629 >        } else if (qflags == SDqueryMin+SDqueryMax && projSA[0] > projSA[1])
630 >                projSA[0] = projSA[1];
631          return SDEnone;
632   }
633  
634   /* Return BSDF for the given incident and scattered ray vectors */
635   SDError
636 < SDevalBSDF(SDValue *sv, const FVECT outVec, const FVECT inVec, const SDData *sd)
636 > SDevalBSDF(SDValue *sv, const FVECT inVec, const FVECT outVec, const SDData *sd)
637   {
638          int             inFront, outFront;
639          SDSpectralDF    *sdf;
# Line 547 | Line 643 | SDevalBSDF(SDValue *sv, const FVECT outVec, const FVEC
643          if ((sv == NULL) | (outVec == NULL) | (inVec == NULL) | (sd == NULL))
644                  return SDEargument;
645                                          /* whose side are we on? */
646 <        inFront = (inVec[2] > .0);
647 <        outFront = (outVec[2] > .0);
646 >        inFront = (inVec[2] > 0);
647 >        outFront = (outVec[2] > 0);
648                                          /* start with diffuse portion */
649          if (inFront & outFront) {
650                  *sv = sd->rLambFront;
# Line 556 | Line 652 | SDevalBSDF(SDValue *sv, const FVECT outVec, const FVEC
652          } else if (!(inFront | outFront)) {
653                  *sv = sd->rLambBack;
654                  sdf = sd->rb;
655 <        } else /* inFront ^ outFront */ {
656 <                *sv = sd->tLamb;
657 <                sdf = sd->tf;
655 >        } else if (inFront) {
656 >                *sv = sd->tLambFront;
657 >                sdf = (sd->tf != NULL) ? sd->tf : sd->tb;
658 >        } else /* outFront & !inFront */ {
659 >                *sv = sd->tLambBack;
660 >                sdf = (sd->tb != NULL) ? sd->tb : sd->tf;
661          }
662          sv->cieY *= 1./M_PI;
663                                          /* add non-diffuse components */
664          i = (sdf != NULL) ? sdf->ncomp : 0;
665          while (i-- > 0) {
666 <                nch = (*sdf->comp[i].func->getBSDFs)(coef, outVec, inVec,
667 <                                                        sdf->comp[i].dist);
666 >                nch = (*sdf->comp[i].func->getBSDFs)(coef, inVec, outVec,
667 >                                                        &sdf->comp[i]);
668                  while (nch-- > 0) {
669                          c_cmix(&sv->spec, sv->cieY, &sv->spec,
670                                          coef[nch], &sdf->comp[i].cspec[nch]);
671                          sv->cieY += coef[nch];
672                  }
673          }
674 <                                        /* make sure everything is set */
576 <        c_ccvt(&sv->spec, C_CSXY+C_CSSPEC);
674 >        c_ccvt(&sv->spec, C_CSXY);      /* make sure (x,y) is set */
675          return SDEnone;
676   }
677  
# Line 582 | Line 680 | double
680   SDdirectHemi(const FVECT inVec, int sflags, const SDData *sd)
681   {
682          double          hsum;
683 <        SDSpectralDF    *rdf;
683 >        SDSpectralDF    *rdf, *tdf;
684          const SDCDst    *cd;
685          int             i;
686                                          /* check arguments */
687          if ((inVec == NULL) | (sd == NULL))
688                  return .0;
689                                          /* gather diffuse components */
690 <        if (inVec[2] > .0) {
690 >        if (inVec[2] > 0) {
691                  hsum = sd->rLambFront.cieY;
692                  rdf = sd->rf;
693 +                tdf = (sd->tf != NULL) ? sd->tf : sd->tb;
694          } else /* !inFront */ {
695                  hsum = sd->rLambBack.cieY;
696                  rdf = sd->rb;
697 +                tdf = (sd->tb != NULL) ? sd->tb : sd->tf;
698          }
699          if ((sflags & SDsampDf+SDsampR) != SDsampDf+SDsampR)
700                  hsum = .0;
701          if ((sflags & SDsampDf+SDsampT) == SDsampDf+SDsampT)
702 <                hsum += sd->tLamb.cieY;
702 >                hsum += (inVec[2] > 0) ?
703 >                                sd->tLambFront.cieY : sd->tLambBack.cieY;
704                                          /* gather non-diffuse components */
705 <        i = ((sflags & SDsampSp+SDsampR) == SDsampSp+SDsampR &&
706 <                        rdf != NULL) ? rdf->ncomp : 0;
705 >        i = (((sflags & SDsampSp+SDsampR) == SDsampSp+SDsampR) &
706 >                        (rdf != NULL)) ? rdf->ncomp : 0;
707          while (i-- > 0) {               /* non-diffuse reflection */
708                  cd = (*rdf->comp[i].func->getCDist)(inVec, &rdf->comp[i]);
709                  if (cd != NULL)
710                          hsum += cd->cTotal;
711          }
712 <        i = ((sflags & SDsampSp+SDsampT) == SDsampSp+SDsampT &&
713 <                        sd->tf != NULL) ? sd->tf->ncomp : 0;
712 >        i = (((sflags & SDsampSp+SDsampT) == SDsampSp+SDsampT) &
713 >                        (tdf != NULL)) ? tdf->ncomp : 0;
714          while (i-- > 0) {               /* non-diffuse transmission */
715 <                cd = (*sd->tf->comp[i].func->getCDist)(inVec, &sd->tf->comp[i]);
715 >                cd = (*tdf->comp[i].func->getCDist)(inVec, &tdf->comp[i]);
716                  if (cd != NULL)
717                          hsum += cd->cTotal;
718          }
# Line 620 | Line 721 | SDdirectHemi(const FVECT inVec, int sflags, const SDDa
721  
722   /* Sample BSDF direction based on the given random variable */
723   SDError
724 < SDsampBSDF(SDValue *sv, FVECT outVec, const FVECT inVec,
624 <                        double randX, int sflags, const SDData *sd)
724 > SDsampBSDF(SDValue *sv, FVECT ioVec, double randX, int sflags, const SDData *sd)
725   {
726          SDError         ec;
727 +        FVECT           inVec;
728          int             inFront;
729 <        SDSpectralDF    *rdf;
729 >        SDSpectralDF    *rdf, *tdf;
730          double          rdiff;
731          float           coef[SDmaxCh];
732          int             i, j, n, nr;
733          SDComponent     *sdc;
734          const SDCDst    **cdarr = NULL;
735                                          /* check arguments */
736 <        if ((sv == NULL) | (outVec == NULL) | (inVec == NULL) | (sd == NULL) |
737 <                        (randX < .0) | (randX >= 1.))
736 >        if ((sv == NULL) | (ioVec == NULL) | (sd == NULL) |
737 >                        (randX < 0) | (randX >= 1.))
738                  return SDEargument;
739                                          /* whose side are we on? */
740 <        inFront = (inVec[2] > .0);
740 >        VCOPY(inVec, ioVec);
741 >        inFront = (inVec[2] > 0);
742                                          /* remember diffuse portions */
743          if (inFront) {
744                  *sv = sd->rLambFront;
745                  rdf = sd->rf;
746 +                tdf = (sd->tf != NULL) ? sd->tf : sd->tb;
747          } else /* !inFront */ {
748                  *sv = sd->rLambBack;
749                  rdf = sd->rb;
750 +                tdf = (sd->tb != NULL) ? sd->tb : sd->tf;
751          }
752          if ((sflags & SDsampDf+SDsampR) != SDsampDf+SDsampR)
753                  sv->cieY = .0;
754          rdiff = sv->cieY;
755          if ((sflags & SDsampDf+SDsampT) == SDsampDf+SDsampT)
756 <                sv->cieY += sd->tLamb.cieY;
756 >                sv->cieY += inFront ? sd->tLambFront.cieY : sd->tLambBack.cieY;
757                                          /* gather non-diffuse components */
758 <        i = nr = ((sflags & SDsampSp+SDsampR) == SDsampSp+SDsampR &&
759 <                        rdf != NULL) ? rdf->ncomp : 0;
760 <        j = ((sflags & SDsampSp+SDsampT) == SDsampSp+SDsampT &&
761 <                        sd->tf != NULL) ? sd->tf->ncomp : 0;
758 >        i = nr = (((sflags & SDsampSp+SDsampR) == SDsampSp+SDsampR) &
759 >                        (rdf != NULL)) ? rdf->ncomp : 0;
760 >        j = (((sflags & SDsampSp+SDsampT) == SDsampSp+SDsampT) &
761 >                        (tdf != NULL)) ? tdf->ncomp : 0;
762          n = i + j;
763          if (n > 0 && (cdarr = (const SDCDst **)malloc(n*sizeof(SDCDst *))) == NULL)
764                  return SDEmemory;
765          while (j-- > 0) {               /* non-diffuse transmission */
766 <                cdarr[i+j] = (*sd->tf->comp[j].func->getCDist)(inVec, &sd->tf->comp[j]);
767 <                if (cdarr[i+j] == NULL) {
768 <                        free(cdarr);
665 <                        return SDEmemory;
666 <                }
766 >                cdarr[i+j] = (*tdf->comp[j].func->getCDist)(inVec, &tdf->comp[j]);
767 >                if (cdarr[i+j] == NULL)
768 >                        cdarr[i+j] = &SDemptyCD;
769                  sv->cieY += cdarr[i+j]->cTotal;
770          }
771          while (i-- > 0) {               /* non-diffuse reflection */
772                  cdarr[i] = (*rdf->comp[i].func->getCDist)(inVec, &rdf->comp[i]);
773 <                if (cdarr[i] == NULL) {
774 <                        free(cdarr);
673 <                        return SDEmemory;
674 <                }
773 >                if (cdarr[i] == NULL)
774 >                        cdarr[i] = &SDemptyCD;
775                  sv->cieY += cdarr[i]->cTotal;
776          }
777 <        if (sv->cieY <= 1e-7) {         /* anything to sample? */
777 >        if (sv->cieY <= 1e-6) {         /* anything to sample? */
778                  sv->cieY = .0;
779 <                memset(outVec, 0, 3*sizeof(double));
779 >                memset(ioVec, 0, sizeof(FVECT));
780                  return SDEnone;
781          }
782                                          /* scale random variable */
783          randX *= sv->cieY;
784                                          /* diffuse reflection? */
785          if (randX < rdiff) {
786 <                SDdiffuseSamp(outVec, inFront, randX/rdiff);
786 >                SDdiffuseSamp(ioVec, inFront, randX/rdiff);
787                  goto done;
788          }
789          randX -= rdiff;
790                                          /* diffuse transmission? */
791          if ((sflags & SDsampDf+SDsampT) == SDsampDf+SDsampT) {
792 <                if (randX < sd->tLamb.cieY) {
793 <                        sv->spec = sd->tLamb.spec;
794 <                        SDdiffuseSamp(outVec, !inFront, randX/sd->tLamb.cieY);
792 >                const SDValue   *sdt = inFront ? &sd->tLambFront : &sd->tLambBack;
793 >                if (randX < sdt->cieY) {
794 >                        sv->spec = sdt->spec;
795 >                        SDdiffuseSamp(ioVec, !inFront, randX/sdt->cieY);
796                          goto done;
797                  }
798 <                randX -= sd->tLamb.cieY;
798 >                randX -= sdt->cieY;
799          }
800                                          /* else one of cumulative dist. */
801 <        for (i = 0; i < n && randX < cdarr[i]->cTotal; i++)
801 >        for (i = 0; i < n && randX >= cdarr[i]->cTotal; i++)
802                  randX -= cdarr[i]->cTotal;
803          if (i >= n)
804                  return SDEinternal;
805                                          /* compute sample direction */
806 <        sdc = (i < nr) ? &rdf->comp[i] : &sd->tf->comp[i-nr];
807 <        ec = (*sdc->func->sampCDist)(outVec, randX/cdarr[i]->cTotal, cdarr[i]);
806 >        sdc = (i < nr) ? &rdf->comp[i] : &tdf->comp[i-nr];
807 >        ec = (*sdc->func->sampCDist)(ioVec, randX/cdarr[i]->cTotal, cdarr[i]);
808          if (ec)
809                  return ec;
810                                          /* compute color */
811 <        j = (*sdc->func->getBSDFs)(coef, outVec, inVec, sdc->dist);
811 >        j = (*sdc->func->getBSDFs)(coef, inVec, ioVec, sdc);
812          if (j <= 0) {
813                  sprintf(SDerrorDetail, "BSDF \"%s\" sampling value error",
814                                  sd->name);
# Line 722 | Line 823 | SDsampBSDF(SDValue *sv, FVECT outVec, const FVECT inVe
823   done:
824          if (cdarr != NULL)
825                  free(cdarr);
826 <                                        /* make sure everything is set */
726 <        c_ccvt(&sv->spec, C_CSXY+C_CSSPEC);
826 >        c_ccvt(&sv->spec, C_CSXY);      /* make sure (x,y) is set */
827          return SDEnone;
828   }
829  
# Line 734 | Line 834 | SDcompXform(RREAL vMtx[3][3], const FVECT sNrm, const
834          if ((vMtx == NULL) | (sNrm == NULL) | (uVec == NULL))
835                  return SDEargument;
836          VCOPY(vMtx[2], sNrm);
837 <        if (normalize(vMtx[2]) == .0)
837 >        if (normalize(vMtx[2]) == 0)
838                  return SDEargument;
839          fcross(vMtx[0], uVec, vMtx[2]);
840 <        if (normalize(vMtx[0]) == .0)
840 >        if (normalize(vMtx[0]) == 0)
841                  return SDEargument;
842          fcross(vMtx[1], vMtx[2], vMtx[0]);
843          return SDEnone;
# Line 757 | Line 857 | SDinvXform(RREAL iMtx[3][3], RREAL vMtx[3][3])
857          mTmp[0][1] = vMtx[2][1]*vMtx[0][2] - vMtx[2][2]*vMtx[0][1];
858          mTmp[0][2] = vMtx[1][2]*vMtx[0][1] - vMtx[1][1]*vMtx[0][2];
859          d = vMtx[0][0]*mTmp[0][0] + vMtx[1][0]*mTmp[0][1] + vMtx[2][0]*mTmp[0][2];
860 <        if (d == .0) {
860 >        if (d == 0) {
861                  strcpy(SDerrorDetail, "Zero determinant in matrix inversion");
862                  return SDEargument;
863          }
# Line 784 | Line 884 | SDmapDir(FVECT resVec, RREAL vMtx[3][3], const FVECT i
884          if (vMtx == NULL) {             /* assume they just want to normalize */
885                  if (resVec != inpVec)
886                          VCOPY(resVec, inpVec);
887 <                return (normalize(resVec) > .0) ? SDEnone : SDEargument;
887 >                return (normalize(resVec) > 0) ? SDEnone : SDEargument;
888          }
889          vTmp[0] = DOT(vMtx[0], inpVec);
890          vTmp[1] = DOT(vMtx[1], inpVec);
891          vTmp[2] = DOT(vMtx[2], inpVec);
892 <        if (normalize(vTmp) == .0)
892 >        if (normalize(vTmp) == 0)
893                  return SDEargument;
894          VCOPY(resVec, vTmp);
895          return SDEnone;
896   }
797
798 /*################################################################*/
799 /*######### DEPRECATED ROUTINES AWAITING PERMANENT REMOVAL #######*/
800
801 /*
802 * Routines for handling BSDF data
803 */
804
805 #include "standard.h"
806 #include "paths.h"
807 #include <ctype.h>
808
809 #define MAXLATS         46              /* maximum number of latitudes */
810
811 /* BSDF angle specification */
812 typedef struct {
813        char    name[64];               /* basis name */
814        int     nangles;                /* total number of directions */
815        struct {
816                float   tmin;                   /* starting theta */
817                short   nphis;                  /* number of phis (0 term) */
818        }       lat[MAXLATS+1];         /* latitudes */
819 } ANGLE_BASIS;
820
821 #define MAXABASES       7               /* limit on defined bases */
822
823 static ANGLE_BASIS      abase_list[MAXABASES] = {
824        {
825                "LBNL/Klems Full", 145,
826                { {-5., 1},
827                {5., 8},
828                {15., 16},
829                {25., 20},
830                {35., 24},
831                {45., 24},
832                {55., 24},
833                {65., 16},
834                {75., 12},
835                {90., 0} }
836        }, {
837                "LBNL/Klems Half", 73,
838                { {-6.5, 1},
839                {6.5, 8},
840                {19.5, 12},
841                {32.5, 16},
842                {46.5, 20},
843                {61.5, 12},
844                {76.5, 4},
845                {90., 0} }
846        }, {
847                "LBNL/Klems Quarter", 41,
848                { {-9., 1},
849                {9., 8},
850                {27., 12},
851                {46., 12},
852                {66., 8},
853                {90., 0} }
854        }
855 };
856
857 static int      nabases = 3;    /* current number of defined bases */
858
859 #define  FEQ(a,b)       ((a)-(b) <= 1e-6 && (b)-(a) <= 1e-6)
860
861 static int
862 fequal(double a, double b)
863 {
864        if (b != .0)
865                a = a/b - 1.;
866        return((a <= 1e-6) & (a >= -1e-6));
867 }
868
869 /* Returns the name of the given tag */
870 #ifdef ezxml_name
871 #undef ezxml_name
872 static char *
873 ezxml_name(ezxml_t xml)
874 {
875        if (xml == NULL)
876                return(NULL);
877        return(xml->name);
878 }
879 #endif
880
881 /* Returns the given tag's character content or empty string if none */
882 #ifdef ezxml_txt
883 #undef ezxml_txt
884 static char *
885 ezxml_txt(ezxml_t xml)
886 {
887        if (xml == NULL)
888                return("");
889        return(xml->txt);
890 }
891 #endif
892
893
894 static int
895 ab_getvec(              /* get vector for this angle basis index */
896        FVECT v,
897        int ndx,
898        void *p
899 )
900 {
901        ANGLE_BASIS  *ab = (ANGLE_BASIS *)p;
902        int     li;
903        double  pol, azi, d;
904        
905        if ((ndx < 0) | (ndx >= ab->nangles))
906                return(0);
907        for (li = 0; ndx >= ab->lat[li].nphis; li++)
908                ndx -= ab->lat[li].nphis;
909        pol = PI/180.*0.5*(ab->lat[li].tmin + ab->lat[li+1].tmin);
910        azi = 2.*PI*ndx/ab->lat[li].nphis;
911        v[2] = d = cos(pol);
912        d = sqrt(1. - d*d);     /* sin(pol) */
913        v[0] = cos(azi)*d;
914        v[1] = sin(azi)*d;
915        return(1);
916 }
917
918
919 static int
920 ab_getndx(              /* get index corresponding to the given vector */
921        FVECT v,
922        void *p
923 )
924 {
925        ANGLE_BASIS  *ab = (ANGLE_BASIS *)p;
926        int     li, ndx;
927        double  pol, azi, d;
928
929        if ((v[2] < -1.0) | (v[2] > 1.0))
930                return(-1);
931        pol = 180.0/PI*acos(v[2]);
932        azi = 180.0/PI*atan2(v[1], v[0]);
933        if (azi < 0.0) azi += 360.0;
934        for (li = 1; ab->lat[li].tmin <= pol; li++)
935                if (!ab->lat[li].nphis)
936                        return(-1);
937        --li;
938        ndx = (int)((1./360.)*azi*ab->lat[li].nphis + 0.5);
939        if (ndx >= ab->lat[li].nphis) ndx = 0;
940        while (li--)
941                ndx += ab->lat[li].nphis;
942        return(ndx);
943 }
944
945
946 static double
947 ab_getohm(              /* get solid angle for this angle basis index */
948        int ndx,
949        void *p
950 )
951 {
952        ANGLE_BASIS  *ab = (ANGLE_BASIS *)p;
953        int     li;
954        double  theta, theta1;
955        
956        if ((ndx < 0) | (ndx >= ab->nangles))
957                return(0);
958        for (li = 0; ndx >= ab->lat[li].nphis; li++)
959                ndx -= ab->lat[li].nphis;
960        theta1 = PI/180. * ab->lat[li+1].tmin;
961        if (ab->lat[li].nphis == 1) {           /* special case */
962                if (ab->lat[li].tmin > FTINY)
963                        error(USER, "unsupported BSDF coordinate system");
964                return(2.*PI*(1. - cos(theta1)));
965        }
966        theta = PI/180. * ab->lat[li].tmin;
967        return(2.*PI*(cos(theta) - cos(theta1))/(double)ab->lat[li].nphis);
968 }
969
970
971 static int
972 ab_getvecR(             /* get reverse vector for this angle basis index */
973        FVECT v,
974        int ndx,
975        void *p
976 )
977 {
978        if (!ab_getvec(v, ndx, p))
979                return(0);
980
981        v[0] = -v[0];
982        v[1] = -v[1];
983        v[2] = -v[2];
984
985        return(1);
986 }
987
988
989 static int
990 ab_getndxR(             /* get index corresponding to the reverse vector */
991        FVECT v,
992        void *p
993 )
994 {
995        FVECT  v2;
996        
997        v2[0] = -v[0];
998        v2[1] = -v[1];
999        v2[2] = -v[2];
1000
1001        return ab_getndx(v2, p);
1002 }
1003
1004
1005 static void
1006 load_angle_basis(       /* load custom BSDF angle basis */
1007        ezxml_t wab
1008 )
1009 {
1010        char    *abname = ezxml_txt(ezxml_child(wab, "AngleBasisName"));
1011        ezxml_t wbb;
1012        int     i;
1013        
1014        if (!abname || !*abname)
1015                return;
1016        for (i = nabases; i--; )
1017                if (!strcasecmp(abname, abase_list[i].name))
1018                        return;         /* assume it's the same */
1019        if (nabases >= MAXABASES)
1020                error(INTERNAL, "too many angle bases");
1021        strcpy(abase_list[nabases].name, abname);
1022        abase_list[nabases].nangles = 0;
1023        for (i = 0, wbb = ezxml_child(wab, "AngleBasisBlock");
1024                        wbb != NULL; i++, wbb = wbb->next) {
1025                if (i >= MAXLATS)
1026                        error(INTERNAL, "too many latitudes in custom basis");
1027                abase_list[nabases].lat[i+1].tmin = atof(ezxml_txt(
1028                                ezxml_child(ezxml_child(wbb,
1029                                        "ThetaBounds"), "UpperTheta")));
1030                if (!i)
1031                        abase_list[nabases].lat[i].tmin =
1032                                        -abase_list[nabases].lat[i+1].tmin;
1033                else if (!fequal(atof(ezxml_txt(ezxml_child(ezxml_child(wbb,
1034                                        "ThetaBounds"), "LowerTheta"))),
1035                                abase_list[nabases].lat[i].tmin))
1036                        error(WARNING, "theta values disagree in custom basis");
1037                abase_list[nabases].nangles +=
1038                        abase_list[nabases].lat[i].nphis =
1039                                atoi(ezxml_txt(ezxml_child(wbb, "nPhis")));
1040        }
1041        abase_list[nabases++].lat[i].nphis = 0;
1042 }
1043
1044
1045 static void
1046 load_geometry(          /* load geometric dimensions and description (if any) */
1047        struct BSDF_data *dp,
1048        ezxml_t wdb
1049 )
1050 {
1051        ezxml_t         geom;
1052        double          cfact;
1053        const char      *fmt, *mgfstr;
1054
1055        dp->dim[0] = dp->dim[1] = dp->dim[2] = 0;
1056        dp->mgf = NULL;
1057        if ((geom = ezxml_child(wdb, "Width")) != NULL)
1058                dp->dim[0] = atof(ezxml_txt(geom)) *
1059                                to_meters(ezxml_attr(geom, "unit"));
1060        if ((geom = ezxml_child(wdb, "Height")) != NULL)
1061                dp->dim[1] = atof(ezxml_txt(geom)) *
1062                                to_meters(ezxml_attr(geom, "unit"));
1063        if ((geom = ezxml_child(wdb, "Thickness")) != NULL)
1064                dp->dim[2] = atof(ezxml_txt(geom)) *
1065                                to_meters(ezxml_attr(geom, "unit"));
1066        if ((geom = ezxml_child(wdb, "Geometry")) == NULL ||
1067                        (mgfstr = ezxml_txt(geom)) == NULL)
1068                return;
1069        if ((fmt = ezxml_attr(geom, "format")) != NULL &&
1070                        strcasecmp(fmt, "MGF")) {
1071                sprintf(errmsg, "unrecognized geometry format '%s'", fmt);
1072                error(WARNING, errmsg);
1073                return;
1074        }
1075        cfact = to_meters(ezxml_attr(geom, "unit"));
1076        dp->mgf = (char *)malloc(strlen(mgfstr)+32);
1077        if (dp->mgf == NULL)
1078                error(SYSTEM, "out of memory in load_geometry");
1079        if (cfact < 0.99 || cfact > 1.01)
1080                sprintf(dp->mgf, "xf -s %.5f\n%s\nxf\n", cfact, mgfstr);
1081        else
1082                strcpy(dp->mgf, mgfstr);
1083 }
1084
1085
1086 static void
1087 load_bsdf_data(         /* load BSDF distribution for this wavelength */
1088        struct BSDF_data *dp,
1089        ezxml_t wdb
1090 )
1091 {
1092        char  *cbasis = ezxml_txt(ezxml_child(wdb,"ColumnAngleBasis"));
1093        char  *rbasis = ezxml_txt(ezxml_child(wdb,"RowAngleBasis"));
1094        char  *sdata;
1095        int  i;
1096        
1097        if ((!cbasis || !*cbasis) | (!rbasis || !*rbasis)) {
1098                error(WARNING, "missing column/row basis for BSDF");
1099                return;
1100        }
1101        for (i = nabases; i--; )
1102                if (!strcasecmp(cbasis, abase_list[i].name)) {
1103                        dp->ninc = abase_list[i].nangles;
1104                        dp->ib_priv = (void *)&abase_list[i];
1105                        dp->ib_vec = ab_getvecR;
1106                        dp->ib_ndx = ab_getndxR;
1107                        dp->ib_ohm = ab_getohm;
1108                        break;
1109                }
1110        if (i < 0) {
1111                sprintf(errmsg, "undefined ColumnAngleBasis '%s'", cbasis);
1112                error(WARNING, errmsg);
1113                return;
1114        }
1115        for (i = nabases; i--; )
1116                if (!strcasecmp(rbasis, abase_list[i].name)) {
1117                        dp->nout = abase_list[i].nangles;
1118                        dp->ob_priv = (void *)&abase_list[i];
1119                        dp->ob_vec = ab_getvec;
1120                        dp->ob_ndx = ab_getndx;
1121                        dp->ob_ohm = ab_getohm;
1122                        break;
1123                }
1124        if (i < 0) {
1125                sprintf(errmsg, "undefined RowAngleBasis '%s'", rbasis);
1126                error(WARNING, errmsg);
1127                return;
1128        }
1129                                /* read BSDF data */
1130        sdata  = ezxml_txt(ezxml_child(wdb,"ScatteringData"));
1131        if (!sdata || !*sdata) {
1132                error(WARNING, "missing BSDF ScatteringData");
1133                return;
1134        }
1135        dp->bsdf = (float *)malloc(sizeof(float)*dp->ninc*dp->nout);
1136        if (dp->bsdf == NULL)
1137                error(SYSTEM, "out of memory in load_bsdf_data");
1138        for (i = 0; i < dp->ninc*dp->nout; i++) {
1139                char  *sdnext = fskip(sdata);
1140                if (sdnext == NULL) {
1141                        error(WARNING, "bad/missing BSDF ScatteringData");
1142                        free(dp->bsdf); dp->bsdf = NULL;
1143                        return;
1144                }
1145                while (*sdnext && isspace(*sdnext))
1146                        sdnext++;
1147                if (*sdnext == ',') sdnext++;
1148                dp->bsdf[i] = atof(sdata);
1149                sdata = sdnext;
1150        }
1151        while (isspace(*sdata))
1152                sdata++;
1153        if (*sdata) {
1154                sprintf(errmsg, "%d extra characters after BSDF ScatteringData",
1155                                (int)strlen(sdata));
1156                error(WARNING, errmsg);
1157        }
1158 }
1159
1160
1161 static int
1162 check_bsdf_data(        /* check that BSDF data is sane */
1163        struct BSDF_data *dp
1164 )
1165 {
1166        double          *omega_iarr, *omega_oarr;
1167        double          dom, contrib, hemi_total, full_total;
1168        int             nneg;
1169        FVECT           v;
1170        int             i, o;
1171
1172        if (dp == NULL || dp->bsdf == NULL)
1173                return(0);
1174        omega_iarr = (double *)calloc(dp->ninc, sizeof(double));
1175        omega_oarr = (double *)calloc(dp->nout, sizeof(double));
1176        if ((omega_iarr == NULL) | (omega_oarr == NULL))
1177                error(SYSTEM, "out of memory in check_bsdf_data");
1178                                        /* incoming projected solid angles */
1179        hemi_total = .0;
1180        for (i = dp->ninc; i--; ) {
1181                dom = getBSDF_incohm(dp,i);
1182                if (dom <= .0) {
1183                        error(WARNING, "zero/negative incoming solid angle");
1184                        continue;
1185                }
1186                if (!getBSDF_incvec(v,dp,i) || v[2] > FTINY) {
1187                        error(WARNING, "illegal incoming BSDF direction");
1188                        free(omega_iarr); free(omega_oarr);
1189                        return(0);
1190                }
1191                hemi_total += omega_iarr[i] = dom * -v[2];
1192        }
1193        if ((hemi_total > 1.02*PI) | (hemi_total < 0.98*PI)) {
1194                sprintf(errmsg, "incoming BSDF hemisphere off by %.1f%%",
1195                                100.*(hemi_total/PI - 1.));
1196                error(WARNING, errmsg);
1197        }
1198        dom = PI / hemi_total;          /* fix normalization */
1199        for (i = dp->ninc; i--; )
1200                omega_iarr[i] *= dom;
1201                                        /* outgoing projected solid angles */
1202        hemi_total = .0;
1203        for (o = dp->nout; o--; ) {
1204                dom = getBSDF_outohm(dp,o);
1205                if (dom <= .0) {
1206                        error(WARNING, "zero/negative outgoing solid angle");
1207                        continue;
1208                }
1209                if (!getBSDF_outvec(v,dp,o) || v[2] < -FTINY) {
1210                        error(WARNING, "illegal outgoing BSDF direction");
1211                        free(omega_iarr); free(omega_oarr);
1212                        return(0);
1213                }
1214                hemi_total += omega_oarr[o] = dom * v[2];
1215        }
1216        if ((hemi_total > 1.02*PI) | (hemi_total < 0.98*PI)) {
1217                sprintf(errmsg, "outgoing BSDF hemisphere off by %.1f%%",
1218                                100.*(hemi_total/PI - 1.));
1219                error(WARNING, errmsg);
1220        }
1221        dom = PI / hemi_total;          /* fix normalization */
1222        for (o = dp->nout; o--; )
1223                omega_oarr[o] *= dom;
1224        nneg = 0;                       /* check outgoing totals */
1225        for (i = 0; i < dp->ninc; i++) {
1226                hemi_total = .0;
1227                for (o = dp->nout; o--; ) {
1228                        double  f = BSDF_value(dp,i,o);
1229                        if (f >= .0)
1230                                hemi_total += f*omega_oarr[o];
1231                        else {
1232                                nneg += (f < -FTINY);
1233                                BSDF_value(dp,i,o) = .0f;
1234                        }
1235                }
1236                if (hemi_total > 1.01) {
1237                        sprintf(errmsg,
1238                        "incoming BSDF direction %d passes %.1f%% of light",
1239                                        i, 100.*hemi_total);
1240                        error(WARNING, errmsg);
1241                }
1242        }
1243        if (nneg) {
1244                sprintf(errmsg, "%d negative BSDF values (ignored)", nneg);
1245                error(WARNING, errmsg);
1246        }
1247        full_total = .0;                /* reverse roles and check again */
1248        for (o = 0; o < dp->nout; o++) {
1249                hemi_total = .0;
1250                for (i = dp->ninc; i--; )
1251                        hemi_total += BSDF_value(dp,i,o) * omega_iarr[i];
1252
1253                if (hemi_total > 1.01) {
1254                        sprintf(errmsg,
1255                        "outgoing BSDF direction %d collects %.1f%% of light",
1256                                        o, 100.*hemi_total);
1257                        error(WARNING, errmsg);
1258                }
1259                full_total += hemi_total*omega_oarr[o];
1260        }
1261        full_total /= PI;
1262        if (full_total > 1.00001) {
1263                sprintf(errmsg, "BSDF transfers %.4f%% of light",
1264                                100.*full_total);
1265                error(WARNING, errmsg);
1266        }
1267        free(omega_iarr); free(omega_oarr);
1268        return(1);
1269 }
1270
1271
1272 struct BSDF_data *
1273 load_BSDF(              /* load BSDF data from file */
1274        char *fname
1275 )
1276 {
1277        char                    *path;
1278        ezxml_t                 fl, wtl, wld, wdb;
1279        struct BSDF_data        *dp;
1280        
1281        path = getpath(fname, getrlibpath(), R_OK);
1282        if (path == NULL) {
1283                sprintf(errmsg, "cannot find BSDF file \"%s\"", fname);
1284                error(WARNING, errmsg);
1285                return(NULL);
1286        }
1287        fl = ezxml_parse_file(path);
1288        if (fl == NULL) {
1289                sprintf(errmsg, "cannot open BSDF \"%s\"", path);
1290                error(WARNING, errmsg);
1291                return(NULL);
1292        }
1293        if (ezxml_error(fl)[0]) {
1294                sprintf(errmsg, "BSDF \"%s\" %s", path, ezxml_error(fl));
1295                error(WARNING, errmsg);
1296                ezxml_free(fl);
1297                return(NULL);
1298        }
1299        if (strcmp(ezxml_name(fl), "WindowElement")) {
1300                sprintf(errmsg,
1301                        "BSDF \"%s\": top level node not 'WindowElement'",
1302                                path);
1303                error(WARNING, errmsg);
1304                ezxml_free(fl);
1305                return(NULL);
1306        }
1307        wtl = ezxml_child(ezxml_child(fl, "Optical"), "Layer");
1308        if (strcasecmp(ezxml_txt(ezxml_child(ezxml_child(wtl,
1309                        "DataDefinition"), "IncidentDataStructure")),
1310                        "Columns")) {
1311                sprintf(errmsg,
1312                        "BSDF \"%s\": unsupported IncidentDataStructure",
1313                                path);
1314                error(WARNING, errmsg);
1315                ezxml_free(fl);
1316                return(NULL);
1317        }              
1318        load_angle_basis(ezxml_child(ezxml_child(wtl,
1319                                "DataDefinition"), "AngleBasis"));
1320        dp = (struct BSDF_data *)calloc(1, sizeof(struct BSDF_data));
1321        load_geometry(dp, ezxml_child(wtl, "Material"));
1322        for (wld = ezxml_child(wtl, "WavelengthData");
1323                                wld != NULL; wld = wld->next) {
1324                if (strcasecmp(ezxml_txt(ezxml_child(wld,"Wavelength")),
1325                                "Visible"))
1326                        continue;
1327                for (wdb = ezxml_child(wld, "WavelengthDataBlock");
1328                                wdb != NULL; wdb = wdb->next)
1329                        if (!strcasecmp(ezxml_txt(ezxml_child(wdb,
1330                                        "WavelengthDataDirection")),
1331                                        "Transmission Front"))
1332                                break;
1333                if (wdb != NULL) {              /* load front BTDF */
1334                        load_bsdf_data(dp, wdb);
1335                        break;                  /* ignore the rest */
1336                }
1337        }
1338        ezxml_free(fl);                         /* done with XML file */
1339        if (!check_bsdf_data(dp)) {
1340                sprintf(errmsg, "bad/missing BTDF data in \"%s\"", path);
1341                error(WARNING, errmsg);
1342                free_BSDF(dp);
1343                dp = NULL;
1344        }
1345        return(dp);
1346 }
1347
1348
1349 void
1350 free_BSDF(              /* free BSDF data structure */
1351        struct BSDF_data *b
1352 )
1353 {
1354        if (b == NULL)
1355                return;
1356        if (b->mgf != NULL)
1357                free(b->mgf);
1358        if (b->bsdf != NULL)
1359                free(b->bsdf);
1360        free(b);
1361 }
1362
1363
1364 int
1365 r_BSDF_incvec(          /* compute random input vector at given location */
1366        FVECT v,
1367        struct BSDF_data *b,
1368        int i,
1369        double rv,
1370        MAT4 xm
1371 )
1372 {
1373        FVECT   pert;
1374        double  rad;
1375        int     j;
1376        
1377        if (!getBSDF_incvec(v, b, i))
1378                return(0);
1379        rad = sqrt(getBSDF_incohm(b, i) / PI);
1380        multisamp(pert, 3, rv);
1381        for (j = 0; j < 3; j++)
1382                v[j] += rad*(2.*pert[j] - 1.);
1383        if (xm != NULL)
1384                multv3(v, v, xm);
1385        return(normalize(v) != 0.0);
1386 }
1387
1388
1389 int
1390 r_BSDF_outvec(          /* compute random output vector at given location */
1391        FVECT v,
1392        struct BSDF_data *b,
1393        int o,
1394        double rv,
1395        MAT4 xm
1396 )
1397 {
1398        FVECT   pert;
1399        double  rad;
1400        int     j;
1401        
1402        if (!getBSDF_outvec(v, b, o))
1403                return(0);
1404        rad = sqrt(getBSDF_outohm(b, o) / PI);
1405        multisamp(pert, 3, rv);
1406        for (j = 0; j < 3; j++)
1407                v[j] += rad*(2.*pert[j] - 1.);
1408        if (xm != NULL)
1409                multv3(v, v, xm);
1410        return(normalize(v) != 0.0);
1411 }
1412
1413
1414 static int
1415 addrot(                 /* compute rotation (x,y,z) => (xp,yp,zp) */
1416        char *xfarg[],
1417        FVECT xp,
1418        FVECT yp,
1419        FVECT zp
1420 )
1421 {
1422        static char     bufs[3][16];
1423        int     bn = 0;
1424        char    **xfp = xfarg;
1425        double  theta;
1426
1427        if (yp[2]*yp[2] + zp[2]*zp[2] < 2.*FTINY*FTINY) {
1428                /* Special case for X' along Z-axis */
1429                theta = -atan2(yp[0], yp[1]);
1430                *xfp++ = "-ry";
1431                *xfp++ = xp[2] < 0.0 ? "90" : "-90";
1432                *xfp++ = "-rz";
1433                sprintf(bufs[bn], "%f", theta*(180./PI));
1434                *xfp++ = bufs[bn++];
1435                return(xfp - xfarg);
1436        }
1437        theta = atan2(yp[2], zp[2]);
1438        if (!FEQ(theta,0.0)) {
1439                *xfp++ = "-rx";
1440                sprintf(bufs[bn], "%f", theta*(180./PI));
1441                *xfp++ = bufs[bn++];
1442        }
1443        theta = asin(-xp[2]);
1444        if (!FEQ(theta,0.0)) {
1445                *xfp++ = "-ry";
1446                sprintf(bufs[bn], " %f", theta*(180./PI));
1447                *xfp++ = bufs[bn++];
1448        }
1449        theta = atan2(xp[1], xp[0]);
1450        if (!FEQ(theta,0.0)) {
1451                *xfp++ = "-rz";
1452                sprintf(bufs[bn], "%f", theta*(180./PI));
1453                *xfp++ = bufs[bn++];
1454        }
1455        *xfp = NULL;
1456        return(xfp - xfarg);
1457 }
1458
1459
1460 int
1461 getBSDF_xfm(            /* compute BSDF orient. -> world orient. transform */
1462        MAT4 xm,
1463        FVECT nrm,
1464        UpDir ud,
1465        char *xfbuf
1466 )
1467 {
1468        char    *xfargs[7];
1469        XF      myxf;
1470        FVECT   updir, xdest, ydest;
1471        int     i;
1472
1473        updir[0] = updir[1] = updir[2] = 0.;
1474        switch (ud) {
1475        case UDzneg:
1476                updir[2] = -1.;
1477                break;
1478        case UDyneg:
1479                updir[1] = -1.;
1480                break;
1481        case UDxneg:
1482                updir[0] = -1.;
1483                break;
1484        case UDxpos:
1485                updir[0] = 1.;
1486                break;
1487        case UDypos:
1488                updir[1] = 1.;
1489                break;
1490        case UDzpos:
1491                updir[2] = 1.;
1492                break;
1493        case UDunknown:
1494                return(0);
1495        }
1496        fcross(xdest, updir, nrm);
1497        if (normalize(xdest) == 0.0)
1498                return(0);
1499        fcross(ydest, nrm, xdest);
1500        xf(&myxf, addrot(xfargs, xdest, ydest, nrm), xfargs);
1501        copymat4(xm, myxf.xfm);
1502        if (xfbuf == NULL)
1503                return(1);
1504                                /* return xf arguments as well */
1505        for (i = 0; xfargs[i] != NULL; i++) {
1506                *xfbuf++ = ' ';
1507                strcpy(xfbuf, xfargs[i]);
1508                while (*xfbuf) ++xfbuf;
1509        }
1510        return(1);
1511 }
1512
1513 /*######### END DEPRECATED ROUTINES #######*/
1514 /*################################################################*/

Diff Legend

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